(19)
(11)EP 3 770 502 B1

(12)EUROPEAN PATENT SPECIFICATION

(45)Mention of the grant of the patent:
25.01.2023 Bulletin 2023/04

(21)Application number: 19213478.1

(22)Date of filing:  04.12.2019
(51)International Patent Classification (IPC): 
F23R 3/28(2006.01)
F02C 7/22(2006.01)
(52)Cooperative Patent Classification (CPC):
F23R 3/283; F02C 7/222

(54)

MULTIPOINT FUEL INJECTION SYSTEM AND RELATED MANUFACTURING METHOD

MEHRPUNKT-BRENNSTOFFEINSPRITZSYSTEM UND ZUGEHÖRIGES HERSTELUNGSVERFAHREN

SYSTÈME D'INJECTION DE CARBURANT MULTIPOINTS ET MÉTHODE DE FABRICATION ASSSOCIÉE


(84)Designated Contracting States:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

(30)Priority: 22.07.2019 US 201916518282

(43)Date of publication of application:
27.01.2021 Bulletin 2021/04

(73)Proprietor: Collins Engine Nozzles, Inc.
West Des Moines, IA 50265 (US)

(72)Inventors:
  • RYON, Jason
    Carlisle, Iowa 50047 (US)
  • PROCIW, Lev A.
    Johnston, Iowa 50131 (US)
  • ZINK, Gregory A.
    Des Moines, Iowa 50310 (US)

(74)Representative: Dehns 
St. Bride's House 10 Salisbury Square
London EC4Y 8JD
London EC4Y 8JD (GB)


(56)References cited: : 
EP-A1- 1 167 882
EP-A1- 3 598 003
EP-A1- 3 643 969
WO-A1-2013/188723
US-A1- 2010 146 928
EP-A1- 3 382 280
EP-A1- 3 598 004
EP-A2- 1 830 036
US-A- 2 970 438
US-A1- 2018 128 492
  
      
    Note: Within nine months from the publication of the mention of the grant of the European patent, any person may give notice to the European Patent Office of opposition to the European patent granted. Notice of opposition shall be filed in a written reasoned statement. It shall not be deemed to have been filed until the opposition fee has been paid. (Art. 99(1) European Patent Convention).


    Description

    BACKGROUND


    1. Field



    [0001] The present disclosure relates to combustion systems, and more particularly to fuel manifolds for gas turbine engines.

    2. Description of Related Art



    [0002] Multipoint fuel injection systems would benefit from a simple, low cost fuel injector and manifold construction to permit a large number of injectors to be used. Traditional fuel injector and nozzle designs require complex manifolding that can impede air flow from a compressor to the combustor in a gas turbine engine. Advanced engines require thermal protection to prevent fuel from reaching a temperature where it can break down and grow internal carbon buildup. The conventional techniques have been considered satisfactory for their intended purpose. However, there is an ever present need for improved systems and methods for combustion systems. This disclosure provides a solution for this need.

    [0003] A fuel injection injection system according to the prior art is described by documents WO2013/188723 and EP3382280.

    SUMMARY



    [0004] A multipoint fuel injection system is provided as defined by claim 1. The injection system segment can be a first injection system segment of a plurality of such injection system segments, wherein the injection system segments are connected circumferentially together with each respective first connector connected to a respective second connector of a circumferentially adjacent one of the injection system segments by a respective segment connector. Each segment connector can include a plurality of connector tubes connecting between circumferentially adjacent connectors. One of the segment connectors can include a system inlet for supplying fuel to the manifolds of the injection system segments. Each segment connector can include a heat shield shielding the connector tubes.

    [0005] The injection system segments can be additively manufactured. The outer supports can define an outer diameter greater than 10 inches (25.4 cm), or even greater than 15 inches (38.1 cm). A single heat shield can extend from the outer support to the inner support and extending about the outer support and the feed arms to provide heat shielding to the fuel manifold and the fuel passages.

    [0006] The feed arm and a portion of the heat shield adjacent to the feed arm can follow a vaulted angle. The feed arm and the portion of the heat shield adjacent to the feed arm can define at least one vaulted peak pointed in an axial direction opposite that of the outlet openings. The manifold passages can have axially oriented vaulted surfaces. The fuel passages in the feed arm can define a plurality of axially vaulted chambers.

    [0007] The system can include a combustor dome configured for defining a combustion space. The system can include a plurality of injection nozzles extending from the outlet openings of the feed arm through the combustor dome for injection of fuel from the feed arm into the combustor space.

    [0008] A method is also provided as defined by claim 11.

    [0009] Additively manufacturing the injection system segments can be performed on one or more additively manufacturing systems, each having a smaller build area than the diameter of the multipoint fuel injection system. Joining the injection system segments together can include brazing the segments to connector tubes connecting circumferentially between circumferentially adjacent ones of the segments. The method can include assembling a respective heat shield about the connector tubes connecting between circumferentially adjacent pairs of the segments. Additively manufacturing can include forming a heat shield extending from the outer support to the inner support and extending about the outer support and the feed arm.

    [0010] These and other features of the systems and methods of the subject disclosure will become more readily apparent to those skilled in the art from the following detailed description of the preferred embodiments taken in conjunction with the drawings.

    BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS



    [0011] So that those skilled in the art to which the subject disclosure appertains will readily understand how to make and use the devices and methods of the subject disclosure without undue experimentation, preferred embodiments thereof will be described in detail herein below with reference to certain figures, wherein:

    Fig. 1 is an inlet end elevation view of an embodiment of a portion of multipoint fuel injection system in accordance with the present disclosure, showing the one of the injection system segments;

    Fig. 2 is an inlet end elevation view of the system of Fig. 1, showing five injection system segments connected together;

    Fig. 3 is an inlet end elevation view of the system of Fig. 1, showing the combustor dome and injection nozzles;

    Fig. 4 is a perspective view of a portion of the system of Fig. 1, showing the connection between two of the injection system segments;

    Fig. 5 is a radial cross-sectional elevation view of a portion of the system of Fig. 1, showing the manifold passages at the location indicated in Fig. 4;

    Fig. 6 is a radial cross-sectional elevation view of a portion of the system of Fig. 1, showing the circular flow area at the location indicated in Fig. 4 for connection of the injection system segment to the connector tubes; and

    Fig. 7 is a perspective view of a portion of the system of Fig. 1, showing a heat shield over the connector tubes.


    DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS



    [0012] Reference will now be made to the drawings wherein like reference numerals identify similar structural features or aspects of the subject disclosure. For purposes of explanation and illustration, and not limitation, a partial view of an embodiment of a system in accordance with the disclosure is shown in Fig. 1 and is designated generally by reference character 100. Other embodiments of systems in accordance with the disclosure, or aspects thereof, are provided in Figs. 2-7, as will be described. The systems and methods described herein can be used to facilitate manufacturing of internally manifolded multipoint fuel injection systems such as in gas turbine engines.

    [0013] The multipoint fuel injection system 100 comprises a plurality of injection system segments 102, one of which is shown in Fig. 1. The injection system segment 102 includes a circumferentially extending outer support 104 defining a fuel manifold therein with a plurality of manifold passages 106 (labeled in Fig. 4) extending circumferentially therethrough. A first connector 108 is included at a first circumferential end of the outer support 104. A second connector 110 is included at a second circumferential end of the outer support 104 opposite the first circumferential end. The first and second connectors 108, 110 are each configured to connect each manifold passage 106 (schematically shown in Fig. 1, but see Fig. 4) with a passage 106 of a respective outer support 104 of a circumferentially adjacent injection system segment 102, as shown in Figs. 2-3.

    [0014] With continued reference to Fig. 1, the injection system segment 102 includes a circumferentially extending inner support 112 and a plurality of circumferentially spaced apart feed arms 114 extending radially between the inner support 112 and the outer support 104. A plurality of outlet openings 116 extend in an axial direction A (labeled in Fig. 4, but which is into and out of the view in Fig. 1) from each feed arm 114 for feeding respective injection nozzles 118 (labeled in Fig. 3). The feed arm 114 defines a plurality of fuel passages 120 therethrough in fluid communication with the fuel manifold passages 106 and outlet openings to supply fuel from the fuel manifold to the outlet openings. The flow paths through two of the manifold passages 106 and respective fuel passages 120 are schematically indicated by the flow arrows in Fig. 1, but those skilled in the art will readily appreciate that there are a total of six such flow paths feeding the six respective outlets 116 of each feed arm 114.

    [0015] With reference now to Fig. 2, the system 100 includes five injection system segments 102, each as described above with reference to Fig. 1. Those skilled in the art will readily appreciate that any suitable number of segments besides five can be used for a given application. The injection system segments 102 are connected circumferentially together with each respective first connector 108 connected to a respective second connector 110 of a circumferentially adjacent one of the injection system segments 102 by a respective segment connector 122. One of the segment connectors 124 includes a system inlet 126 for supplying fuel to the manifolds of the injection system segments 102.

    [0016] With reference now to Fig. 3, the system 100 includes a combustor dome 128 configured for defining a combustion space downstream thereof. The combustor dome 128 can separate between upstream compressor components and downstream combustor and turbine components, i.e. in a gas turbine engine. A plurality of injection nozzles 118 extend from the outlet openings 116 (labeled in Fig. 1) of the feed arms 114 through the combustor dome 128 for injection of fuel from the feed arms 114, and for the injection of compressed air for mixing with the fuel, into the combustor space for combustion.

    [0017] With reference now to Fig. 4, each segment connector 122 includes a plurality of connector tubes 130 connecting between circumferentially adjacent connectors 108 and 110 of two respective segments 102. Each of the first and second connectors 108 and 110 includes a transition region 134 wherein each manifold passage 106 transitions from the vaulted cross-sectional flow area shown in Fig. 5 to a circular flow area 140 as shown in Fig. 6 for connection to the connector tubes 130.

    [0018] With reference now to Fig. 7, each segment connector 122 includes a heat shield 132 shielding the connector tubes 130. A single heat shield 136 extends from the outer support 104 to the inner support 112 and extending about the outer support 104 and the feed arms 114 to provide heat shielding to the fuel manifold passages 106 and the fuel passages 120 (labeled in Fig. 1). As shown in Fig. 4, the feed arms 114 and a portion of the heat shield 136 adjacent to the feed arms can follow a vaulted angle θ relative to the axial direction A, and define a vaulted peak 138 pointed in an axial direction A opposite that of the outlet openings 116. The manifold passages 106 (labeled in Fig. 5) have a vaulted cross-sectional flow area defined by chevron-shaped surfaces oriented to peak in the axial direction A. The fuel passages 120 (labeled in Fig. 1) in the feed arms 114 can define a plurality of similarly axially vaulted chambers to those of the manifold passages 106, peaking in the same direction. The vaulted angles on surfaces described here facilitate self-supporting of the heat shield 136, feed arms 114, fuel passages 120, and manifold passages 106 during additive manufacture.

    [0019] The injection system segments 102 can be additively manufactured individually in a single additive manufacturing system, or multiple additive manufacturing systems (e.g. simultaneously). The outer supports 104 can define an outer diameter OD (labeled in Fig. 2) greater than 10 inches (25.4 cm), or even greater than 15 inches (38.1 cm), but the individual segments 102 are small in enough to be additively manufactured in a build area much smaller than the outer diameter OD. For example, in a typical gas turbine engine the outer diameter OD for the fuel manifold may be 20 inches (50.8 cm), or even greater than 40 inches (101.6 cm), but using systems and method as disclosed herein, the fuel injection system 100 can be produced on additive manufacturing platforms (e.g., powder bed fusion) with build areas of 10 by 10 inches (25.4 cm) or 15 by 15 inches (38.1 cm). Additively manufacturing in this method includes building in an axial build direction A (identified in Fig. 4) beginning from downstream portions (e.g. the bottom as oriented in Fig. 4) of the inner and outer supports 104, 112 for each injection system segment 102.

    [0020] The method includes joining the injection system segments 102 together circumferentially end to end to form a complete multipoint fuel injection system 100. Joining the injection system segments 102 together can include brazing the openings of the circular flow areas 140 (labeled in Fig. 6) of the connectors 108, 110 of the segments 102 to connector tubes 130 connecting circumferentially between circumferentially adjacent ones of the segments 102. The method can include assembling a respective heat shield 132 (labeled in Fig. 7) about the connector tubes 130 connecting between circumferentially adjacent pairs of the segments 102. The inlet connector 124 can be brazed to the respective connectors 108, 110 of one pair of adjacent injection system segments 102, and can be shielded with a similar heat shield to that shown in Fig. 7.

    [0021] The methods and systems of the present disclosure, as described above and shown in the drawings, provide for multipoint fuel injection systems with superior properties including improved manufacturability. While the apparatus and methods of the subject disclosure have been shown and described with reference to preferred embodiments, those skilled in the art will readily appreciate that changes and/or modifications may be made thereto without departing from the scope of the invention as defined by the claims.


    Claims

    1. A multipoint fuel injection system comprising:
    an injection system segment (102) including:

    a circumferentially extending outer support (104) defining a fuel manifold with a plurality of manifold passages (106) extending circumferentially therethrough, and with a first connector (108) at a first circumferential end of the outer support and with a second connector (110) at a second circumferential end of the outer support opposite the first circumferential end, wherein the first and second connectors are each configured to connect each manifold passage with a manifold passages of a respective outer support of a circumferentially adjacent injection system segment;

    a circumferentially extending inner support (112);

    a plurality of circumferentially spaced apart feed arms (114) extending radially between the inner support and the outer support; and

    a plurality of outlet openings (116) extending in an axial direction from each feed arm for feeding respective injection nozzles, wherein the feed arm defines a plurality of fuel passages (120) therethrough in fluid communication with the fuel manifold and outlet openings to supply fuel from the fuel manifold to the outlet openings; characterized in that

    the manifold passages (106) have a vaulted cross-sectional flow area, and in that each of the first and second connectors includes a transition region wherein each manifold passage transitions from the vaulted cross-sectional flow area to a circular flow area for connection to connector tubes.


     
    2. The system as recited in claim 1, wherein the injection system segment is a first injection system segment of a plurality of such injection system segments, wherein the injection system segments are connected circumferentially together with each respective first connector connected to a respective second connector of a circumferentially adjacent one of the injection system segments by a respective segment connector.
     
    3. The system as recited in claim 2, wherein each segment connector includes a plurality of connector tubes (130) connecting between circumferentially adjacent connectors.
     
    4. The system as recited in claim 3, wherein one of the segment connectors includes a system inlet for supplying fuel to the manifolds of the injection system segments.
     
    5. The system as recited in claim 3, wherein each segment connector includes a heat shield (132) shielding the connector tubes.
     
    6. The system as recited in claim 2, wherein the injection system segments are additively manufactured, and wherein the outer supports define an outer diameter greater than 25.4 cm (10 inches) or wherein the injection system segments are additively manufactured, and wherein the outer supports define an outer diameter greater than 38.1 cm (15 inches).
     
    7. The system as recited in any preceding claim, wherein a single heat shield extends from the outer support to the inner support and extending about the outer support and the feed arms to provide heat shielding to the fuel manifold and the fuel passages, and optionally wherein the feed arm and a portion of the heat shield adjacent to the feed arm follow a vaulted angle, and optionally wherein the feed arm and the portion of the heat shield adjacent to the feed arm define at least one vaulted peak pointed in an axial direction opposite that of the outlet openings.
     
    8. The system as recited in any preceding claim, wherein the manifold passages have axially oriented vaulted surfaces.
     
    9. The system as recited in any preceding claim, further comprising a combustor dome (128) configured for defining a combustion space, and a plurality of injection nozzles extending from the outlet openings of the feed arm through the combustor dome for injection of fuel from the feed arm into the combustor space.
     
    10. The system as recited in any preceding claim, wherein the fuel passages in the feed arm define a plurality of axially vaulted chambers.
     
    11. A method comprising:

    additively manufacturing a plurality of injection system segments, each including a circumferentially extending outer support comprising a plurality of manifold passages (106),

    together with a circumferentially extending inner support, a feed arm extending radially between the inner support and the outer support, wherein the additively manufacturing includes building in an axial build direction beginning from downstream portions of the inner and outer supports for each injection system segment, forming a first connector (108) at a first circumferential end of the outer support and a second connector (110) at a second circumferential end of the outer support opposite the first circumferential end, wherein the first and second connectors are each configured to connect each manifold passage with a manifold passages of a respective outer support of a circumferentially adjacent injection system segment; and forming a plurality of outlet openings (116) extending in an axial direction from each feed arm for feeding respective injection nozzles, wherein the feed arm defines a plurality of fuel passages (120) therethrough in fluid communication with the fuel manifold and outlet openings to supply fuel from the fuel manifold to the outlet openings; and characterized in that
    the manifold passages (106) have a vaulted cross-sectional flow area, and wherein each of the first and second connectors includes a transition region wherein each manifold passage transitions from the vaulted cross-sectional flow area to a circular flow area for connection to connector tubes; and

    joining the injection system segments together circumferentially end to end to form a multipoint fuel injection system as recited in any previous claim.


     
    12. The method as recited in claim 11, wherein the multipoint fuel injection system has an outer diameter, wherein additively manufacturing the injection system segments is performed on one or more additively manufacturing systems, each having a smaller build area than the diameter of the multipoint fuel injection system.
     
    13. The method as recited in claim 12, wherein joining the injection system segments together includes brazing the segments to connector tubes connecting circumferentially between circumferentially adjacent ones of the segments and optionally further comprising assembling a respective heat shield about the connector tubes connecting between circumferentially adjacent pairs of the segments.
     
    14. The method as recited in any of claims 11 to 13, wherein additively manufacturing includes forming a heat shield extending from the outer support to the inner support and extending about the outer support and the feed arm.
     


    Ansprüche

    1. Mehrpunkt-Brennstoffeinspritzsystem, das Folgendes umfasst:
    ein Einspritzsystemsegment (102), das Folgendes beinhaltet:

    eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Außenabstützung (104), die einen Brennstoffverteiler mit einer Vielzahl von Verteilerkanälen (106), die sich in Umfangsrichtung durch diesen erstreckt, definiert, und mit einem ersten Verbinder (108) an einem ersten Umfangsende der Außenabstützung und mit einem zweiten Verbinder (110) an einem zweiten Umfangsende der Außenabstützung gegenüber dem ersten Umfangsende, wobei der erste und der zweite Verbinder jeweils dazu konfiguriert sind, jeden Verteilerkanal mit einem Verteilerkanal einer jeweiligen Außenabstützung eines in Umfangsrichtung benachbarten Einspritzsystemsegments zu verbinden;

    eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Innenabstützung (112); eine Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Versorgungsarmen (114), die sich radial zwischen der Innenabstützung und der Außenabstützung erstreckt; und

    eine Vielzahl von Auslassöffnungen (116), die sich in einer axialen Richtung von jedem Versorgungsarm zum Versorgen jeweiliger Einspritzdüsen erstreckt, wobei der Versorgungsarm eine Vielzahl von Brennstoffkanälen (120) durch diesen hindurch in Fluidverbindung mit dem Brennstoffverteiler und Auslassöffnungen zum Zuführen von Brennstoff von dem Brennstoffverteiler zu den Auslassöffnungen definiert; dadurch gekennzeichnet, dass

    die Verteilerkanäle (106) einen gewölbten Querschnittsströmungsbereich aufweisen, und dadurch, dass

    jeder von dem ersten und dem zweiten Verbinder einen Übergangsbereich beinhaltet, in dem jeder Verteilerkanal von dem gewölbten Querschnittsströmungsbereich in einen kreisförmigen Strömungsbereich zur Verbindung mit Verbinderrohren übergeht.


     
    2. System nach Anspruch 1, wobei das Einspritzsystemsegment ein erstes Einspritzsystemsegment einer Vielzahl solcher Einspritzsystemsegmente ist, wobei die Einspritzsystemsegmente zusammen mit jedem jeweiligen ersten Verbinder, der durch einen jeweiligen Segmentverbinder mit einem jeweiligen zweiten Verbinder eines in Umfangsrichtung benachbarten einen der Einspritzsystemsegmente verbunden ist, in Umfangsrichtung verbunden sind.
     
    3. System nach Anspruch 2, wobei jeder Segmentverbinder eine Vielzahl von Verbinderrohren (130) beinhaltet, die eine Verbindung zwischen in Umfangsrichtung benachbarten Verbindern herstellt.
     
    4. System nach Anspruch 3, wobei einer der Segmentverbinder einen Systemeinlass zum Zuführen von Brennstoff zu den Verteilern der Einspritzsystemsegmente beinhaltet.
     
    5. System nach Anspruch 3, wobei jeder Segmentverbinder ein Wärmeschild (132) beinhaltet, das die Verbinderrohre abschirmt.
     
    6. System nach Anspruch 2, wobei die Einspritzsystemsegmente additiv hergestellt sind und wobei die Außenabstützungen einen Außendurchmesser größer als 25,4 cm (10 Zoll) definieren oder wobei die Einspritzsystemsegmente additiv hergestellt sind und wobei die Außenabstützungen einen Außendurchmesser größer als 38,1 cm (15 Zoll) definieren.
     
    7. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei sich ein einzelnes Wärmeschild von der Außenabstützung zu der Innenabstützung erstreckt und sich um die Außenabstützung und die Versorgungsarme erstreckt, um eine Wärmeabschirmung für den Brennstoffverteiler und die Brennstoffkanäle bereitzustellen, und wobei optional der Versorgungsarm und ein Abschnitt des Wärmeschilds benachbart zu dem Versorgungsarm einem gewölbten Winkel folgen, und wobei optional der Versorgungsarm und der Abschnitt des Wärmeschilds benachbart zu dem Versorgungsarm mindestens eine gewölbte Spitze definieren, die in einer axialen Richtung gegenüber derjenigen der Auslassöffnungen zugespitzt ist.
     
    8. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Verteilerkanäle axial ausgerichtete gewölbte Oberflächen aufweisen.
     
    9. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Brennkammerkuppel (128), die zum Definieren eines Verbrennungsraums konfiguriert ist, und eine Vielzahl von Einspritzdüsen, die sich von den Auslassöffnungen des Versorgungsarms durch die Brennkammerkuppel erstreckt, um Brennstoff von dem Versorgungsarm in den Brennkammerraum einzuspritzen.
     
    10. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Brennstoffkanäle in dem Versorgungsarm eine Vielzahl von axial gewölbten Kammern definieren.
     
    11. Verfahren, das Folgendes umfasst:

    additives Herstellen einer Vielzahl von Einspritzsystemsegmenten, wobei jedes eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Außenabstützung, die eine Vielzahl von Verteilerkanälen (106) umfasst, zusammen mit einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden Innenabstützung beinhaltet, wobei sich ein Versorgungsarm radial zwischen der Innenabstützung und der Außenabstützung erstreckt, wobei das additive Herstellen Folgendes beinhaltet: Aufbauen in einer axialen Aufbaurichtung, beginnend bei stromabwärts gelegenen Abschnitten der Innen- und Außenabstützung, für jedes Einspritzsystemsegment, Ausbilden eines ersten Verbinders (108) an einem ersten Umfangsende der Außenabstützung und eines zweiten Verbinders (110) an einem zweiten Umfangsende der Außenabstützung gegenüber dem ersten Umfangsende, wobei der erste und der zweite Verbinder jeweils dazu konfiguriert sind, jeden Verteilerkanal mit einem Verteilerkanal einer jeweiligen Außenabstützung eines in Umfangsrichtung benachbarten Einspritzsystemsegments zu verbinden; und Ausbilden einer Vielzahl von Auslassöffnungen (116), die sich in einer axialen Richtung von jedem Versorgungsarm zum Versorgen jeweiliger Einspritzdüsen erstreckt, wobei der Versorgungsarm eine Vielzahl von Brennstoffkanälen (120) durch diesen hindurch in Fluidverbindung mit dem Brennstoffverteiler und Auslassöffnungen zum Zuführen von Brennstoff von dem Brennstoffverteiler zu den Auslassöffnungen definiert; und dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerkanäle (106) einen gewölbten Querschnittsströmungsbereich aufweisen, und wobei jeder von dem ersten und dem zweiten Verbinder einen Übergangsbereich beinhaltet, in dem jeder Verteilerkanal von dem gewölbten Querschnittsströmungsbereich in einen kreisförmigen Strömungsbereich zur Verbindung mit Verbinderrohren übergeht; und

    Zusammenfügen der Einspritzsystemsegmente in Umfangsrichtung in Stoßverbindung, um ein Mehrpunkt-Brennstoffeinspritzsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche auszubilden.


     
    12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Mehrpunkt-Brennstoffeinspritzsystem einen Außendurchmesser aufweist, wobei das additive Herstellen der Einspritzsystemsegmente an einem oder mehreren additiven Herstellungssystemen durchgeführt wird, wobei jedes einen kleineren Aufbaubereich als der Durchmesser des Mehrpunkt-Brennstoffeinspritzsystems aufweist.
     
    13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Zusammenfügen der Einspritzsystemsegmente Löten der Segmente an Verbinderrohre, die in Umfangsrichtung eine Verbindung zwischen in Umfangrichtung benachbarten einen der Segmente herstellen, beinhaltet, und optional ferner umfassend Montieren eines jeweiligen Wärmeschilds um die Verbinderrohre, die eine Verbindung zwischen in Umfangsrichtung benachbarten Paaren der Segmente herstellen.
     
    14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das additive Herstellen Ausbilden eines Wärmeschilds beinhaltet, das sich von der Außenabstützung zu der Innenabstützung erstreckt und sich um die Außenabstützung und den Versorgungsarm erstreckt.
     


    Revendications

    1. Système d'injection de carburant multipoints comprenant :
    un segment de système d'injection (102) comportant :

    un support externe s'étendant circonférentiellement (104) définissant un collecteur de carburant avec une pluralité de passages de collecteur (106) s'étendant circonférentiellement à travers celui-ci, et avec un premier connecteur (108) au niveau d'une première extrémité circonférentielle du support externe et avec un second connecteur (110) au niveau d'une seconde extrémité circonférentielle du support externe opposée à la première extrémité circonférentielle, dans lequel les premier et second connecteurs sont chacun configurés pour connecter chaque passage de collecteur à un passage de collecteur d'un support externe respectif d'un segment de système d'injection circonférentiellement adjacent ;

    un support interne s'étendant circonférentiellement (112) ;

    une pluralité de bras d'alimentation circonférentiellement espacés (114) s'étendant radialement entre le support interne et le support externe ; et

    une pluralité d'ouvertures de sortie (116) s'étendant dans une direction axiale à partir de chaque bras d'alimentation pour alimenter des buses d'injection respectives, dans lequel le bras d'alimentation définit une pluralité de passages de carburant (120) à travers celui-ci en communication fluidique avec le collecteur de carburant et les ouvertures de sortie pour fournir du carburant à partir du collecteur de carburant aux ouvertures de sortie ; caractérisé en ce que

    les passages de collecteur (106) ont une zone d'écoulement de section transversale voûtée, et en ce que chacun des premier et second connecteurs comporte une région de transition dans lequel chaque passage de collecteur passe de la zone d'écoulement de section transversale voûtée à une zone d'écoulement circulaire pour une connexion à des tubes connecteurs.


     
    2. Système selon la revendication 1, dans lequel le segment de système d'injection est un premier segment de système d'injection d'une pluralité de tels segments de système d'injection, dans lequel les segments de système d'injection sont connectés circonférentiellement ensemble à chaque premier connecteur respectif connecté à un second connecteur respectif d'un segment circonférentiellement adjacent des segments de système d'injection par un connecteur de segment respectif.
     
    3. Système selon la revendication 2, dans lequel chaque connecteur de segment comporte une pluralité de tubes connecteurs (130) se connectant entre des connecteurs circonférentiellement adjacents.
     
    4. Système selon la revendication 3, dans lequel l'un des connecteurs de segment comporte une entrée de système fournir du carburant aux collecteurs des segments de système d'injection.
     
    5. Système selon la revendication 3, dans lequel chaque connecteur de segment comporte un écran thermique (132) protégeant les tubes connecteurs.
     
    6. Système selon la revendication 2, dans lequel les segments de système d'injection sont fabriqués de manière additive, et dans lequel les supports externes définissent un diamètre externe supérieur à 25,4 cm (10 pouces) ou dans lequel les segments de système d'injection sont fabriqués de manière additive, et dans lequel les supports externes définissent un diamètre externe supérieur à 38,1 cm (15 pouces).
     
    7. Système selon une quelconque revendication précédente, dans lequel un écran thermique unique s'étend du support externe au support interne et s'étendant autour du support externe et des bras d'alimentation pour fournir un écran thermique au collecteur de carburant et aux passages de carburant, et éventuellement dans lequel le bras d'alimentation et une partie de l'écran thermique adjacente au bras d'alimentation suivent un angle voûté, et éventuellement dans lequel le bras d'alimentation et la partie de l'écran thermique adjacente au bras d'alimentation définissent au moins un sommet voûté pointé dans une direction axiale opposée à celle des ouvertures de sortie.
     
    8. Système selon une quelconque revendication précédente, dans lequel les passages de collecteur ont des surfaces voûtées axialement orientées.
     
    9. Système selon une quelconque revendication précédente, comprenant en outre un dôme de chambre de combustion (128) configuré pour définir un espace de combustion, et une pluralité de buses d'injection s'étendant depuis les ouvertures de sortie du bras d'alimentation à travers le dôme de chambre de combustion pour l'injection de carburant à partir du bras d'alimentation dans l'espace de chambre de combustion.
     
    10. Système selon une quelconque revendication précédente, dans lequel les passages de carburant dans le bras d'alimentation définissent une pluralité de chambres axialement voûtées.
     
    11. Procédé comprenant :

    la fabrication additive d'une pluralité de segments de système d'injection, chacun comportant un support externe s'étendant circonférentiellement comprenant une pluralité de passages collecteurs (106), ainsi qu'un support interne s'étendant circonférentiellement, un bras d'alimentation s'étendant radialement entre le support interne et le support externe, dans lequel la fabrication additive comporte la construction dans une direction de construction axiale commençant à partir de parties aval des supports interne et externe pour chaque segment de système d'injection, formant un premier connecteur (108) au niveau d'une première extrémité circonférentielle du support externe et un second connecteur (110) au niveau d'une seconde extrémité circonférentielle du support externe opposée à la première extrémité circonférentielle,

    dans lequel les premier et second connecteurs sont chacun configurés pour connecter chaque passage de collecteur à un passage de collecteur d'un support externe respectif d'un segment de système d'injection circonférentiellement adjacent ;

    et la formation d'une pluralité d'ouvertures de sortie (116) s'étendant dans une direction axiale à partir de chaque bras d'alimentation pour alimenter des buses d'injection respectives, dans lequel le bras d'alimentation définit une pluralité de passages de carburant (120) à travers celui-ci en communication fluidique avec le collecteur de carburant et les ouvertures de sortie pour fournir du carburant à partir du collecteur de carburant aux ouvertures de sortie ; et caractérisé en ce que les passages de collecteur (106) ont une zone d'écoulement de section transversale voûtée, et dans lequel chacun des premier et second connecteurs comporte une région de transition dans lequel chaque passage de collecteur passe de la zone d'écoulement de section transversale voûtée à une zone d'écoulement circulaire pour une connexion à des tubes connecteurs ; et

    la jonction des segments de système d'injection circonférentiellement bout à bout pour former un système d'injection de carburant multipoints selon une quelconque revendication précédente.


     
    12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel le système d'injection de carburant multipoints a un diamètre externe, dans lequel la fabrication additive des segments de système d'injection est effectuée sur un ou plusieurs systèmes de fabrication additive, chacun ayant une surface de construction plus petite que le diamètre du système d'injection de carburant multipoints.
     
    13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel la jonction des segments de système d'injection comporte le brasage des segments sur des tubes connecteurs se connectant circonférentiellement entre des segments circonférentiellement adjacents des segments et comprenant éventuellement en outre l'assemblage d'un écran thermique respectif autour des tubes connecteurs se connectant entre des paires circonférentiellement adjacentes des segments.
     
    14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, dans lequel la fabrication additive comporte la formation d'un écran thermique s'étendant du support externe au support interne et s'étendant autour du support externe et du bras d'alimentation.
     




    Drawing




















    Cited references

    REFERENCES CITED IN THE DESCRIPTION



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