本申请大体上涉及燃烧发动机或燃气涡轮发动机内的燃烧系统。更具体而言，但不作为限制，本申请描述了涉及此燃烧系统中的空气和燃料的下游或轴向分级喷射的新颖系统、设备和/或方法，以及与其相关的冷却系统和构件。
背景技术：
如将认识到的那样，燃烧发动机或燃气涡轮发动机("燃气涡轮")的效率在过去几十年内显著改善，因为先进技术允许发动机尺寸的增大和更高的操作温度。允许此成就的技术进步包括用于冷却热气体通路构件的新的热传递技术，以及新的更耐用的材料。然而，在此时间范围期间，颁布了限制某些污染物的排放水平的规章标准。具体而言，nox、co和uhc(它们全部对发动机的操作温度和燃烧特征敏感)的排放水平已经变得被更严格管制。当然，nox的排放水平在较高发动机燃烧温度下尤其对增加敏感，且因此该污染物变为关于燃烧温度可进一步升高多少的重要限制。由于较高操作温度大体上产生更高效的发动机，这进一步妨碍效率的提升。因此，与常规燃烧系统相关联的性能限制变为限制更高效的燃气涡轮的发展的因素。
燃烧系统出口温度升高同时仍保持可接受的排放水平和冷却要求的一种方式是通过使燃料和空气喷射轴向分级。这通常需要增加穿过燃烧器的空气量，且将该量的更多部分引导到相对于定位在燃烧器的前端处的主喷射器在下游沿轴向间隔开的喷射器。如将理解的那样，空气流的该增大的量导致更大的重要性置于单元的空气动力性能上。更具体而言，使移动穿过其的压缩空气的压降最大限度地减小的燃烧器可实现性能益处和效率，在穿过燃烧器的流动水平增加时，其变得具有更大的重要性。压缩机空气的较大部分在冷却热气体通路构件(诸如涡轮转子和定子叶片，特别是在涡轮的初始级中的那些)中消耗。
结果，先进的燃烧系统设计的一个主要目标涉及开发分级的燃烧构造，其允许更高的燃烧温度和/或更高效的性能，同时最大限度地减少燃烧驱动的排放、空气动力压力损失和冷却空气的有效使用。如将认识到的那样，此技术进步将导致改善的发动机效率水平。
技术实现要素：
因此，本申请描述了一种燃气涡轮，其包括涡轮中的成排沿周向间隔开的定子叶片。定子叶片中的每一个可包括限定在凹形的压力侧面与侧向相对的凸形的吸力侧面之间的翼型件。排内的定子叶片中的至少一个可包括燃料喷射器，其包括：在穿过压力侧面形成的入口与穿过翼型件的吸力侧面形成的出口之间延伸穿过翼型件的横向喷嘴；以及穿过定子叶片的翼型件形成的燃料通道，燃料通道具有上游端以及下游端，入口端口在上游端处将燃料通道流体地连接至燃料供应，出口端口在下游端处将燃料通道流体地连接至横向喷嘴。
本发明还可包括用于燃气涡轮的涡轮的定子叶片。定子叶片可构造成用于成排沿周向间隔开的定子叶片内。定子叶片还可包括：限定在凹形的压力侧面与侧向相对的凸形的吸力侧面之间的翼型件，其中压力侧面和吸力侧面在相对的前缘与后缘之间沿轴向延伸且在内侧侧壁与外侧侧壁之间沿径向延伸；以及燃料喷射器。燃料喷射器可包括：在穿过压力侧面形成的入口与穿过翼型件的吸力侧面形成的出口之间延伸穿过翼型件的横向喷嘴；以及穿过定子叶片的翼型件形成的燃料通道，燃料通道具有上游端以及下游端，入口端口在上游端处将燃料通道流体地连接至燃料供应，出口端口在下游端处将燃料通道流体地连接至横向喷嘴。
本发明还可描述一种燃气涡轮，其包括：联接至涡轮的燃烧器，它们一起限定工作流体流路，工作流体流路从由燃烧器中的前喷射器限定的前端沿纵轴线向后延伸，穿过燃烧器终止且涡轮开始处的接合部，且然后穿过涡轮到后端；围绕工作流体流路形成的压缩机排放腔，用于接收由压缩机输送至其的燃烧器空气供应；定位成形成涡轮中的成排定子叶片的沿周向间隔开的定子叶片，各个定子叶片包括延伸越过工作流体流路的翼型件，翼型件限定在凹形的压力侧面和侧向相对的凸形的吸力侧面之间，其中压力侧面和吸力侧面在相对的前缘与后缘之间沿轴向延伸且在内侧侧壁与外侧侧壁之间沿径向延伸；以及分级喷射系统。分级喷射系统可包括前喷射器和分级喷射器。分级喷射器可包括整体结合到成排的定子叶片的至少一半的定子叶片中的燃料喷射器。燃料喷射器可包括：在穿过压力侧面形成的入口与穿过翼型件的吸力侧面形成的出口之间延伸穿过翼型件的横向喷嘴；以及穿过定子叶片的翼型件形成的燃料通道，燃料通道具有上游端以及下游端，入口端口在上游端处将燃料通道流体地连接至燃料供应，出口端口在下游端处将燃料通道流体地连接至横向喷嘴。
技术方案1.一种燃气涡轮，所述燃气涡轮包括定位在涡轮中的成排沿周向间隔开的定子叶片，其中所述排内的各个定子叶片包括限定在凹形的压力侧面与侧向相对的凸形的压力侧面之间的翼型件，其中所述压力侧面和所述吸力侧面在相对的前缘与后缘之间沿轴向延伸且在内侧侧壁与外侧侧壁之间沿径向延伸；
其中所述成排的定子叶片内的至少一个定子叶片包括燃料喷射器，所述燃料喷射器包括：
延伸穿过所述翼型件的横向喷嘴，所述横向喷嘴包括穿过所述翼型件的吸力侧面形成的出口；以及
穿过所述定子叶片的翼型件形成的燃料通道，所述燃料通道具有上游端以及下游端，入口端口在所述上游端处将所述燃料通道流体地连接至燃料供应，出口端口在所述下游端处将所述燃料通道流体地连接至所述横向喷嘴。
技术方案2.根据技术方案1所述的燃气涡轮，其中，所述成排的定子叶片中的多个定子叶片包括所述燃料喷射器；
其中所述成排的定子叶片包括所述涡轮中的最前排的定子叶片；且
其中所述横向喷嘴在穿过所述压力侧面形成的入口与穿过所述翼型件的吸力侧面形成的所述出口之间延伸穿过所述翼型件。
技术方案3.根据技术方案2所述的燃气涡轮，其中，所述横向喷嘴包括在所述入口与所述出口之间延伸的管；
其中所述成排的定子叶片中的各个定子叶片的翼型件定位在工作流体流路内，工作流体在所述燃气涡轮的操作期间流过所述流路；
其中所述成排的定子叶片中的大多数定子叶片包括所述燃料喷射器；且
其中所述横向喷嘴的入口和出口与所述涡轮的工作流体流路流体地连通，且定位成使得在操作期间，所述压力侧面处的工作流体与所述吸力侧面处的工作流体之间的压差驱动所述工作流体越过所述横向喷嘴。
技术方案4.根据技术方案2所述的燃气涡轮，其中，所述成排的定子叶片中的各个定子叶片的翼型件定位在工作流体流路内，工作流体在所述燃气涡轮的操作期间流过所述流路；且
其中所述横向喷嘴的出口在所述工作流体流路中包括相对于所述横向喷嘴的入口的下游位置。
技术方案5.根据技术方案4所述的燃气涡轮，其中，所述横向喷嘴的入口穿过所述翼型件的压力侧面形成，使得所述入口相对于所述翼型件的压力侧面齐平；且
其中所述横向喷嘴的出口穿过所述翼型件的吸力侧面形成，使得所述出口相对于所述翼型件的吸力侧面齐平。
技术方案6.根据技术方案4所述的燃气涡轮，其中，所述横向喷嘴的入口包括从所述翼型件的压力侧面延伸的突出管；
其中所述横向喷嘴的出口穿过所述翼型件的吸力侧面形成，使得所述出口相对于所述翼型件的吸力侧面齐平；且
其中所述入口的突出管包括限定从所述翼型件的压力侧面偏置的开口的实心侧向壁。
技术方案7.根据技术方案4所述的燃气涡轮，其中，所述横向喷嘴的入口穿过所述翼型件的压力侧面形成，使得所述入口相对于所述翼型件的压力侧面齐平；
其中所述横向喷嘴的出口包括从所述翼型件的吸力侧面延伸的突出管；且
其中所述出口的突出管包括限定从所述翼型件的吸力侧面偏置的开口的实心侧向壁。
技术方案8.根据技术方案7所述的燃气涡轮，其中，所述燃料喷射器包括多个所述横向喷嘴，其中每一个均具有包括所述突出管的出口；
还包括围绕所述多个横向喷嘴的突出管构造的张开壁，所述张开壁构造成用于所述吸力侧面的表面与从其偏置的突出管的开口之间的平滑过渡。
技术方案9.根据技术方案4所述的燃气涡轮，其中，所述横向喷嘴的入口包括从所述翼型件的压力侧面延伸的突出管，所述入口的突出管包括限定从所述翼型件的压力侧面偏置的开口的实心侧向壁；且
其中所述横向喷嘴的出口包括从所述翼型件的吸力侧面延伸的突出管，所述出口的突出管包括限定从所述翼型件的吸力侧面偏置的开口的实心侧向壁。
技术方案10.根据技术方案4所述的燃气涡轮，其中，所述成排的定子叶片中的各个定子叶片的内侧侧壁和外侧侧壁相对于各个定子叶片的翼型件整体地形成，所述内侧侧壁定位在所述翼型件的内侧且限定所述工作流体流路的内侧边界，且所述外侧侧壁定位在所述翼型件的外侧且限定所述工作流体流路的外侧边界；
其中所述燃料喷射器的燃料通道包括上游端以及下游端，所述上游端包括将所述燃料通道流体地连接至燃料源的燃料供应通道，所述下游端包括将所述燃料通道流体地连接至所述横向喷嘴的出口端口；且
其中所述燃料供应通道延伸穿过所述外侧侧壁。
技术方案11.根据技术方案4所述的燃气涡轮，其中，所述燃料喷射器的燃料通道包括上游端以及下游端，所述上游端包括将所述燃料通道流体地连接至燃料源的燃料供应通道，所述下游端包括将所述燃料通道流体地连接至所述横向喷嘴的出口端口。
技术方案12.根据技术方案11所述的燃气涡轮，其中，所述燃料通道的下游端包括在所述横向喷嘴的入口与出口之间间隔开的多个出口端口；且
其中燃料通道包括燃料歧管，连接通道从所述燃料歧管延伸以将所述燃料歧管连接到所述多个出口端口中的每一个出口端口。
技术方案13.根据技术方案11所述的燃气涡轮，其中，所述燃料通道包括具有蛇形轮廓的区段，以用于在所述翼型件内扩大对流通穿过其的燃料的冷却效果的覆盖。
技术方案14.根据技术方案4所述的燃气涡轮，其中，所述燃料喷射器包括多个所述横向喷嘴；且
其中所述多个横向喷嘴沿所述内侧侧壁与所述外侧侧壁之间限定的所述翼型件的径向高度间隔开。
技术方案15.根据技术方案4所述的燃气涡轮，其中，所述燃料喷射器包括多个所述横向喷嘴；且
其中所述多个横向喷嘴在所述翼型件的前缘与后缘之间间隔开。
技术方案16.根据技术方案4所述的燃气涡轮，其中，包括所述燃料喷射器的所述成排的定子叶片内的所述多个定子叶片还包括空气通道，空气通过所述空气通道流通穿过所述翼型件的内部；
其中所述空气通道包括上游端以及下游端，空气供应通道在所述上游端处将所述空气通道流体地连接至所述空气源；且
其中所述空气通道的下游端包括表面出口端口，空气从所述表面出口端口释放到所述工作流体流路中。
技术方案17.根据技术方案4所述的燃气涡轮，其中，包括所述燃料喷射器的所述成排的定子叶片内的所述多个定子叶片还包括空气通道，空气通过所述空气通道流通穿过所述翼型件的内部；
其中所述空气通道包括上游端以及下游端，所述上游端包括将所述空气通道连接至空气源的空气供应通道；且
其中所述空气通道的下游端包括将所述空气通道连接至所述横向喷嘴的连接通道。
技术方案18.根据技术方案17所述的燃气涡轮，其中，所述空气供应通道延伸穿过所述定子叶片的外侧侧壁；
其中所述空气通道的连接通道包括在所述横向喷嘴的入口与出口之间间隔开的出口端口；且
其中所述空气通道包括具有蛇形构造的节段。
技术方案19.一种用于燃气涡轮的涡轮的定子叶片，所述定子叶片构造成用于成排沿周向间隔开的定子叶片内，所述定子叶片还包括：
限定在凹形的压力侧面与侧向相对的凸形的吸力侧面之间的翼型件，其中所述压力侧面和所述吸力侧面在相对的前缘与后缘之间沿轴向延伸且在内侧侧壁与外侧侧壁之间沿径向延伸；以及
燃料喷射器，所述燃料喷射器包括：
横向喷嘴，所述横向喷嘴在穿过所述压力侧面形成的入口与穿过所述翼型件的吸力侧面形成的出口之间延伸穿过所述翼型件；以及
穿过所述定子叶片的翼型件形成的燃料通道，所述燃料通道具有上游端以及下游端，入口端口在所述上游端处将所述燃料通道流体地连接至燃料供应，出口端口在所述下游端处将所述燃料通道流体地连接至所述横向喷嘴。
技术方案20.一种燃气涡轮，包括：
联接至涡轮的燃烧器，它们一起限定工作流体流路，所述工作流体流路沿纵轴线从由所述燃烧器中的前喷射器限定的前端向后延伸，穿过所述燃烧器终止且所述涡轮开始处的接合部，且然后穿过所述涡轮至后端；
围绕所述工作流体流路形成的压缩机排放腔，用于接收由压缩机输送至其的燃烧器空气供应；
沿周向间隔开的定子叶片，其定位成形成所述涡轮中的成排的定子叶片，所述定子叶片中的每一个包括延伸越过所述工作流体流路的翼型件，所述翼型件限定在凹形的压力侧面与侧向相对的凸形的吸力侧面之间，其中所述压力侧面和所述吸力侧面在相对的前缘与后缘之间沿轴向延伸且在内侧侧壁与外侧侧壁之间沿径向延伸；以及
分级喷射系统，所述分级喷射系统包括所述前喷射器和分级喷射器，所述分级喷射器包括整体结合到所述成排的定子叶片的至少一半的定子叶片中的燃料喷射器；
其中所述燃料喷射器包括：
横向喷嘴，所述横向喷嘴在穿过所述压力侧面形成的入口与穿过所述翼型件的吸力侧面形成的出口之间延伸穿过所述翼型件；以及
穿过所述定子叶片的翼型件形成的燃料通道，所述燃料通道具有上游端以及下游端，入口端口在所述上游端处将所述燃料通道流体地连接至燃料供应，出口端口在所述下游端处将所述燃料通道流体地连接至所述横向喷嘴。
本发明的这些及其它特征将在连同附图和所附权利要求回顾优选实施例的以下详细描述时变得清楚。
附图说明
通过连同附图仔细研究本发明的示例性实施例的以下更详细的描述，将更完整地理解和认识到本发明的这些和其它特征，在附图中：
图1为其中可使用本发明的实施例的类型的示例性燃气涡轮的截面图示；
图2为图1的燃气涡轮的压缩机区段的截面视图；
图3为图1的燃气涡轮的涡轮区段的截面视图；
图4为其中可使用本发明的实施例的类型的常规燃烧器和周围的系统的截面图示；
图5为具有分级喷射系统的常规燃烧器的截面图示；
图6为常规分级燃烧系统的截面图示，其示出了燃气涡轮在其继续到发动机的涡轮区段中时的工作流体流路；
图7为根据本发明的实施例的具有燃料喷射器的定子叶片的简化截面图；
图8为沿图7的8-8的截面视图；
图9为根据本发明的实施例的具有燃料喷射器的定子叶片的简化截面图；
图10为沿图9的10-10的截面视图；
图11为根据本发明的实施例的包括横向喷嘴的定子叶片翼型件的截面视图；
图12为根据本发明的备选实施例的包括横向喷嘴的定子叶片翼型件的截面视图；
图13为根据本发明的备选实施例的包括横向喷嘴的定子叶片翼型件的截面视图；
图14为根据本发明的备选实施例的包括横向喷嘴的定子叶片翼型件的截面视图；以及
图15为根据本发明的备选实施例的包括横向喷嘴的定子叶片翼型件的截面视图。
具体实施方式
本发明的方面和优点在以下描述中提出，或可从该描述清楚，或可通过实施本发明学习到。现在将详细参照本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。该详细描述使用了数字标号来表示附图中的特征。附图中相似或类似的标号可用于表示本发明的实施例的相似或类似的部分。如将认识到的那样，各个示例通过阐释本发明而非限制本发明的方式提供。实际上，本领域的技术人员将清楚的是，可在本发明中作出改型和变型而不脱离其范围或精神。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例以产生更进一步的实施例。因此，期望本发明覆盖归入所附权利要求和其等同物的范围内的此类改型和变型。将理解的是，本文提出的范围和界限包括位于规定界限内的所有子范围，包括界限自身，除非另外规定。此外，某些用语选择成描述本发明及其构件子系统和部分。在可能的情况下，这些用语基于技术领域常用的用语来选择。另外，将认识到是的，此类用语通常遭受不同的理解。例如，本文中称为单个构件的可在别处称为由多个构件构成，或本文中称为包括多个构件的可在别处称为单个构件。因此，在本发明的范围的理解中，应当不仅注意使用的特定用语，而且注意伴随的描述和上下文，以及引用和描述的构件的构造、功能和/或用途，包括用语与多个图相关的方式，以及当然所附权利要求中的术语的准确使用。此外，尽管以下示例关于某一类型的燃气涡轮或涡轮发动机提出，但本发明的技术还可适用于相关技术领域中的普通技术人员将理解到的其它类型的涡轮发动机。
若干描述性用语可贯穿本申请使用来阐释涡轮发动机和/或包括在其中的若干子系统或构件的功能，且可证明有益的是在本段开始处限定这些用语。因此，这些用语及其定义如下(除非另外规定)。用语"前"和"后"或"向后"在无进一步具体化的情况下是指朝相对于燃气涡轮的定向的方向的方向。相应地，"前"是指发动机的压缩机端，而"后"是指朝发动机的涡轮端的方向。因此，这些用语中的每一个可用于指出沿机器或其中的构件的纵向中心轴线的移动或相对位置。用语"下游"和"上游"用于指出相对于移动穿过其的流的总方向的特定管道内的位置。如将认识到的是，这些用语表示相对于预期在正常操作期间穿过特定管道的流动方向的方向，这将对于本领域的任何技术人员很清楚。因此，用语"下游"是指流体流过特定管道的方向，而"上游"是指与之相反的方向。因此，例如，穿过燃气涡轮的主工作流体流(其以移动穿过压缩机的空气开始且然后在燃烧器内和外变为燃烧气体)可描述为在上游位置处朝压缩机的上游或前端开始且在下游位置处朝涡轮的下游或后端终止。
如下文更详细论述，关于描述普通类型的燃烧器内的方向，将认识到的是，压缩机排放空气通常通过冲击端口进入燃烧器，冲击端口朝燃烧器的后端集中(相对于燃烧器的燃烧器纵向中心轴线和限定前/后区别的前述压缩机/涡轮定位)。一旦在燃烧器中，则压缩空气由围绕内室形成的流动环带朝燃烧器的前端引导，在该处，空气流进入内室，且使其流动方向反向，朝燃烧器的后端行进。在还有另一背景下，穿过冷却通道或通路的冷却剂流可以以相同方式处理。
此外，给定围绕中心公共轴线的压缩机和涡轮的构造，以及对于许多燃烧器类型典型的围绕中心轴线的圆柱形构造，本文中可使用描述相对于轴线的位置的用语。在此方面，将认识到的是，用语"径向"是指垂直于轴线的移动或位置。与此相关的是，可能需要描述离中心轴线的相对距离。在此情况下，例如，如果第一构件相比第二构件更接近中心轴线，则第一构件将描述为在第二构件的"径向内侧"或"内侧"。另一方面，如果第一构件相比第二构件更远离中心轴线，则第一构件将在本文中描述为在第二构件的"径向外侧"或"外侧"。此外，如将认识到的那样，用语"轴向"是指平行于轴线的移动或位置，且用语"周向"是指围绕轴线的移动或位置。如提到的那样，尽管这些用语可关于延伸穿过发动机的压缩机和涡轮区段的公共中心轴线应用，但这些用语还可在可能适合时关于发动机的其它构件或子系统使用。最后，用语"转子叶片"在无进一步具体化的情况下是对压缩机或涡轮的旋转叶片的参考，旋转叶片包括压缩机转子叶片和涡轮转子叶片两者。用语"定子叶片"在无进一步具体化的情况下是对压缩机或涡轮的静止叶片的参考，静止叶片包括压缩机定子叶片和涡轮定子叶片两者。用语"叶片"将在本文中用于表示任一类型的叶片。因此，在无进一步具体化的情况下，用语"叶片"包括所有类型的涡轮发动机叶片，包括压缩机转子叶片、压缩机定子叶片、涡轮转子叶片和涡轮定子叶片。
作为背景，现在参看附图，图1示出了其中可使用本申请的实施例的示例性燃气涡轮10。本领域的技术人员将理解的是，本发明可不限于用于该特定类型的涡轮发动机，且除非另外规定，提供的示例不意在如此限制。大体上，燃气涡轮通过从由压缩空气流中的燃料的燃烧产生的加压热气流获得能量而操作。如图1中所示，燃气涡轮10可包括轴向压缩机11，其经由公共轴或转子机械地联接到下游的涡轮区段或涡轮12，燃烧器13定位在其间。如图所示，燃气涡轮10的公共轴形成延伸穿过压缩机11和涡轮12的中心轴线18。
如图2中所示，压缩机11可包括多个级，其中每个级可包括成排的压缩机转子叶片14，后接成排的压缩机定子叶片15。因此，第一级可包括围绕中心轴线18旋转的成排的压缩机转子叶片14，后接在操作期间保持静止的成排的压缩机定子叶片15。如图3中所示，涡轮12也可包括多个级。在所示的示例性涡轮12的情况中，第一级可包括在操作期间保持静止的成排的喷嘴或涡轮定子叶片17，后接在操作期间围绕中心轴线18旋转的成排的涡轮轮叶或转子叶片16。如将认识到的那样，其中一排内的涡轮定子叶片17大体上沿周向与彼此间隔开且围绕旋转轴线固定。涡轮转子叶片16可安装在转子叶轮或盘上以用于围绕中心轴线18旋转。将认识到的是，涡轮定子叶片17和涡轮转子叶片16位于涡轮12的热气体通路中，且与移动穿过其间的热气体相互作用。
在操作的一个示例中，轴向压缩机11内的转子叶片14的旋转压缩空气流。在燃烧器13中，在压缩的空气流与燃料混合且点燃时，能量释放。由燃烧器13产生的热燃烧气流(其可称为工作流体)然后在涡轮转子叶片16上引导，其流动引起转子叶片16围绕轴旋转。以此方式，工作流体流的能量转变成旋转叶片和(给定转子叶片与轴之间经由转子盘的连接)旋转轴的机械能。轴的机械能然后可用于驱动压缩机转子叶片的旋转，使得产生压缩空气的必要供应，以及例如还驱动发电机来用于产生电力，这将是发电应用中的情况。
图4提供了常规燃烧器13和周围结构的简化截面视图。如将认识到的那样，燃烧器13可沿轴向限定在头端19(其定位在燃烧器13的前端处)与后框架20(其定位在燃烧器13的后端处且作用为将燃烧器13连接至涡轮12)之间。前喷射器21可朝燃烧器13的前端定位。如本文使用的前喷射器21是指燃烧器13中的最前方的燃料和空气喷射器，其通常用作用于混合在燃烧器13的燃烧区内燃烧的燃料和空气的主要构件。前喷射器21可连接至燃料管线22且包括喷嘴23。前喷射器21的喷嘴23可包括任何类型的常规喷嘴，例如，诸如微混合器喷嘴、具有旋涡或旋流(swozzle)构造的喷嘴，或满足本文论述的功能的其它类型的喷嘴。更具体而言，如下文更详细论述，喷嘴22构造成与分级喷射系统相容，如美国专利8019523中所述，其由此通过引用以其整体并入本文中。如图所示，头端19可提供各种歧管、设备和/或燃料管线22，燃料可通过其输送到前喷射器21。如图所示，头端19还可包括端盖27，如将认识到的那样，其形成限定在燃烧器13内的较大的内腔的前轴向边界。
如图所示，限定在燃烧器13内的内腔可细分成若干较小的空间或室。这些室可包括空气流或空气引导结构(诸如壁、端口等)，其构造成将压缩空气和燃料/空气混合物的流沿期望的流动路线引导。燃烧器13的内腔可包括内径向壁24，以及围绕内径向壁24形成的外径向壁25。如图所示，内径向壁24和外径向壁25可构造成使得流动环带26限定在其间。如进一步所示，在限定于内径向壁24内的区域的前端处，可限定前室28，且在前室28后方可限定后室29。如将认识到的那样，前室28由作为称为盖组件30的构件的一部分的内径向壁24的区段限定。如将认识到的那样，前室29可限定一个区域，在该区域内，一起带入前喷射器21内的燃料和空气的混合物点燃且燃烧，且其因此也可称为燃烧区。
如图所示，盖组件30可从其与端盖27的连接处向后延伸，且大体上由可在本文中称为燃烧器壳31的外径向壁25的轴向区段包绕。如将认识到的那样，燃烧器壳31可仅形成在盖组件30的外表面外侧且与其成间隔开的关系。以此方式，盖组件30和燃烧器壳31可在其间形成流动环带26的轴向区段。如将认识到的那样，盖组件29还可容纳且结构上支撑前喷射器21的喷嘴23，喷嘴23可定位在盖组件30的后端处或附近。仅出现在前喷射器21下游的后室或燃烧区29可由内径向壁24的轴向区段(其取决于燃烧器的类型可称为衬套32)沿周向限定。前室29可从衬套32向后延伸穿过内径向壁24的下游区段(其可称为过渡件34)，过渡件34朝燃烧器13与涡轮12的连接处引导热燃烧气流。
如提到的那样，外径向壁25可包绕内径向壁24，使得流动环带26形成在它们之间。根据示例性构造，可称为衬套套筒33的外径向壁25的区段围绕内径向壁24的衬套32区段定位。衬套32和衬套套筒33可为圆柱形且同心地布置，但其它构造也是可能的。如图所示，形成在盖组件30与燃烧器壳31之间的流动环带26的区段可连接至限定在衬套32与衬套套筒33之间的流动环带26的区段，且以此方式，流动环带26向后延伸(即，朝到涡轮12的连接处)。以类似方式，如图所示，可称为过渡套筒35的外径向壁25的区段围绕内径向壁24的过渡件34区段定位。如图所示，过渡套筒35构造成包绕过渡件34，使得流动环带26进一步向后延伸。衬套套筒33和/或过渡套筒35可包括多个冲击端口41，其允许燃烧器13外的压缩空气进入流动环带26中。将认识到的是，如图4中所示，压缩机排放壳43可限定围绕燃烧器13的压缩机排放腔44。压缩机排放腔44可构造成接收来自压缩机11的压缩空气的供应，使得压缩空气通过冲击端口41进入流动环带26中。如将认识到的那样，冲击端口41可构造成冲击进入燃烧器13的空气流，以便产生快速移动的空气射流。这些空气射流可相对于内径向壁24的外表面对准(train)，以便在操作期间将其对流地冷却。一旦在流动环带26中，则压缩空气通常朝燃烧器13的前端引导，在该处，经由形成在盖组件30中的一个或多个盖入口45，空气流进入盖组件30的前区域中。压缩空气然后可引导到前喷射器21的喷嘴23，如所提到的那样，在该处，其与燃料混合来用于在燃烧区内燃烧。
图5示出了具有分级喷射系统50的燃烧器13的视图，其允许燃料和/或空气向后或向下游喷射到燃烧区29中。将认识到的是，此燃料和空气喷射系统通常称为辅助喷射系统、延迟-贫喷射系统、轴向分级喷射系统等。如本文所使用，这些类型的燃料和空气喷射器、喷射系统和/或与其相关联的构件的方面将大体上(而不限于)称为"分级喷射系统"。图5的分级喷射系统50与示例性常规设计一致，且仅提供成引入关于涡轮燃烧系统中的分级燃料/空气喷射的构想。如将认识到的那样，这些构想可适用于说明和理解如图7至图15中提出的本发明的发明的操作。如将理解的那样，出于许多原因(包括减少排放)，开发出了用于燃气涡轮的燃烧器的分级喷射系统。在操作中，如将认识到的那样，此分级喷射系统通常将燃烧器总空气和燃料供应的一部分引入通常是燃烧器的前端处的主喷射点的部位的下游。将认识到的是，喷射器的此下游定位缩短了燃烧反应物保持在燃烧器内的火焰区的较高温度下的时间，这减少形成物。例如，这允许了先进的燃烧器设计，其使燃料/空气混合或预混技术与下游喷射的缩短的反应物停留时间结合，以实现燃烧器燃烧温度的进一步升高，且重要的是更高效的发动机，同时仍保持可接受的nox排放水平。如将认识到的那样，存在限制下游喷射可完成的方式和程度的其它因素。例如，下游喷射可引起co和uhc的排放水平升高。即，如果燃料在燃烧区中的下游太远的位置处喷射太大量，则其可导致燃料的不完全燃烧或co的不充分烧尽。此外，在无燃料和空气的充分预混的情况下发生的燃烧可导致很高温度的区，如果这些区在某些热气体通路构件附近，则将导致故障和/或加速退化。因此，预混可降低排放和温度两者。总之，尽管延迟喷射和其如何用于影响某些排放的概念的基本原理可为大体上已知的，但此策略可如何最佳地使用以便使发动机更高效仍有设计障碍。
在一种示例性构造中，如图5中所示，分级喷射系统50可包括前喷射器21以及一个或多个分级喷射器51。如本文所使用，分级喷射器51为在前喷射器21后方或下游沿轴向间隔开的喷射器。根据示例性布置，各个分级喷射器51可包括连接至喷嘴53的燃料通路52。在喷嘴53内，形成燃料/空气混合物以用于喷射到燃烧区29的下游部分中。如图所示，燃料通路52可包含在燃烧器13的外径向壁25内，但用于燃料输送的其它设备和方法也是可能的。燃料通路52可在发生在头端19附近的与燃料源的连接以及与分级喷射器51的喷嘴53的连接之间沿总体向后的方向延伸。在提供的示例中，多个分级喷射器51可围绕燃烧区29的外围定位，但对于此系统50的分级喷射器51，其它构造也是可能的。各个分级喷射器51可包括喷嘴53。根据提供的示例，喷嘴53可构造为延伸越过或横穿流动环带26的管。该管可构造成将流引导穿过其间以用于喷射到燃烧区29中。更具体而言，喷嘴53的管的外端可通向形成为与流动环带26流体连通的压缩机排放腔和/或端口，且因此喷嘴53的管可接收加压空气流。如下文进一步所述，喷嘴53还可包括形成为穿过管结构的侧部的燃料端口，其可将燃料喷射到移动穿过其间的加压空气中。以此方式，各个分级喷射器51均可作用为将空气和燃料供应聚集到一起且混合，且将所得的混合物喷射到燃烧区中。
如图5中提供的示例所示，分级喷射系统50可包括围绕燃烧器13的后室29沿周向间隔开的若干分级喷射器51。这些喷射器51可整体结合到衬套32/衬套套筒32组件中(或更具体是内径向壁24/外径向壁25组件)。分级喷射器51可排列成使得燃料/空气混合物在围绕燃烧区的多个沿周向间隔开的点处喷射。如图所示，分级喷射器51可定位在相同或共同的轴向位置处。换句话说，多个分级喷射器51可沿燃烧器13的纵向或中心轴线57围绕大致相同的轴向位置定位。具有此构造，分级喷射器51可描述为定位在公共平面上，或其将在本文中称为如图5中指出的喷射参考面58。
现在参看图6，提供了燃烧器13和涡轮12的前级的截面视图，且参看界定于其内的区域，图6可用于关于分级喷射系统和燃烧器操作的方面限定燃气涡轮10的燃烧器13和涡轮12区段内的定位术语。首先，为了限定燃烧器13内的轴向定位，将认识到的是，燃烧器13和涡轮12限定工作流体流路37，其围绕纵向中心轴线57从由燃烧器13中的前喷射器21限定的上游端延伸穿过涡轮12中的下游端。因此，分级喷射器51和其它构件的定位可按照沿工作流体流路37的该中心轴线57的位置限定。
如指出的那样，某些垂直参考面在图4中限定为提供关于工作流体流路37内的轴向定位的明确性。如图所示，这些平面中的第一个是限定在燃烧器13的头端19附近的前参考面67。具体而言，前参考面设置在燃烧区29的前端处，即，限定在内壁24内的前室28与后室29之间的边界。描述前参考面67的定位的另一方式在于其大致位于前喷射器21的喷嘴23的下游端处，或作为备选，在工作流体流路37的前端处。参考面中的第二个为中间参考面68。中间参考面68定位在燃烧器13的后室29的大致轴向中点处，即，在前喷射器的喷嘴23与燃烧器13的下游端(其可为后框架20)之间。在燃烧器13包括前述衬套32/过渡件34组件的情况下，将认识到的是，燃烧器中平面68可出现在这些组件连接处的位置附近。这些参考面中的最后一个为后参考面69，如图所示，其可限定在燃烧器13的后端处。如将认识到的那样，后参考面69标记燃烧器13的较远的下游端，且因此，如示例中提供的那样，可限定在后框架20处。此外，根据这些参考面67、68、69，可指定燃烧器13和涡轮12的流路内的特定区域，其也在图4上指出。因此，如指出的那样，上游燃烧区70示为出现在前参考面67与中间参考面68之间。其次，下游燃烧区71示为出现在中间参考面68与后参考面69之间。最后，涡轮燃烧区72为表示为从端部参考面69穿过涡轮12内的第一级叶片16、17出现的区域。如将看到的那样，这些区70、71、72中的每一个由独特的交叉线图案在图5上从彼此勾画。
出于示例性目的，图6还示出了上文所述的各个区70、71、72内的分级喷射器51的级的可能位置。如将认识到的那样，为了清楚起见，分级喷射器51相比于图5中所示的示例性喷射器在图形上简化。应当理解的是，分级喷射器51的这些级中的每一个可单独使用或与其它级中的一个或两个协同使用。如图所示，分级喷射器51的第一级示为围绕定位在上游燃烧区70内的喷射参考面58沿周向间隔开。分级喷射器51的第二级示为围绕位于下游燃烧区71内的第二喷射参考面58沿周向间隔开。并且，最后，分级喷射器51的第三级示为围绕涡轮燃烧区72内的第三喷射参考面58沿周向间隔开。因此，分级喷射器51中的一个或多个级可设在前喷射器21的下游。
前述位置中的任何一者处的分级喷射器51通常可构造成用于喷射空气、燃料或空气和燃料两者，且多个可设在各个轴向位置处，使得形成围绕喷射参考面58的喷射器阵列。尽管图5中在图形上简化，但应当理解的是，分级温度喷射器51可包括将适合用于如本文所述的作用的任何类型的常规喷射器。如将认识到的那样，根据本发明的某些方面，燃料和空气可经由任何常规方式可控地供应至前喷射器21和各个分级喷射器51，包括上文通过引用并入的专利和专利申请以及通过引用以其整体并入本文中的美国专利申请2010/0170219中提到和描述的那些中的任何。如图4参照限定区70、71、72中的各个级内的分级喷射器51中的一个以及前喷射器21示意性所示，分级喷射系统50可包括控制设备和相关构件，以用于主动或被动地控制燃料和/或空气到各处的输送。即，本发明的方面可包括控制设备、方法、系统和构造，以用于分配或计量输送到分级喷射器51和/或前喷射器21之间的燃烧器13的总体燃料和空气供应。可包括在分级喷射系统50中的前喷射器21和各种分级喷射器51可以以若干方式控制和构造，以便实现期望的操作和优选的空气和燃料分流。如图5中示意性所示，这可包括主动地控制经由可控的阀75输送至各处的空气和燃料供应，但也可使用作用为计量相关流的任何机械促动的装置。将认识到的是，主动控制可经由将可控的阀75连接至计算机化的控制系统来实现，其中控制器与各个阀电子地通信，且因此按照控制算法来操纵阀设置。根据其它可能的实施例，对分级喷射器51和对前喷射器21中的每一者的空气和燃料供应可经由将燃料和空气供应到各处的燃料和空气的管道的相对孔口尺寸确定来被动地控制。关于分级喷射系统50的控制策略可包括计量各种分级喷射器51、分级喷射器53的各级(如果存在)、各种分级喷射器51和前喷射器21、或各自之间的燃料和空气供应。
根据本发明的实施例，图7提供了具有整体结合的燃料喷射器的定子叶片17的截面侧视图，其中横向燃料喷嘴("横向喷嘴")119将燃料释放到穿过定子叶片17的工作流体流中。图8为沿透视线8-8截取的图7的定子叶片的截面视图。如将认识到的那样，根据示例性使用，图7和图8的喷射器组件(即，整体结合的定子叶片/燃料喷射器)可操作为按照上述原理的分级喷射系统中的分级喷射器。此外，燃料喷射器可整体结合到涡轮12内的任何成排的定子叶片中。根据优选实施例，燃料喷射器整体结合到涡轮12中的最前方的成排定子叶片17中，即，工作流体进入涡轮12时首先遇到的排。此外，燃料喷射器可整体结合到特定排或其一部分内的各个定子叶片17中。例如，根据备选实施例，在特定排内的定子叶片17的一半中包括燃料喷射器。如将认识到的那样，将燃料喷射器置于排内可为规则的，使得喷射器围绕穿过涡轮12的环形的工作流体流路规则地间隔开。此外，除非另外规定，否则将理解的是，图7和图8的定子叶片/燃料喷射器组件以及下文提出的那些可经由常规过程形成，诸如整体铸造过程或铸造和铸造后的过程(比如机加工、钻孔、钎焊、焊接)的一些组合，以及增材制造过程。最后，横向管119可由任何常规材料以及适合用于本文所述的功能性的其它材料制成。这些可包括常规金属以及cmc或其它陶瓷材料。
如图所示，定子叶片17大体上可包括通过外侧侧壁121和内侧侧壁122位于各侧的侧面的翼型件120。如将认识到的那样，外侧侧壁121和内侧侧壁120可形成为翼型件120的一体构件，但其它构造也是可能的。以此方式构造，外侧侧壁121可限定穿过涡轮13的工作流体流路37的外侧边界的轴向区段，而内侧侧壁122可形成流路37的内侧边界。如将认识到的那样，外侧侧壁121可刚性地附接至围绕工作流体流路37形成而定位的静止结构，使得翼型件120按期望置于工作流体流路37内。内侧侧壁122可包括相对于旋转结构定位的结构，使得相对小的空隙或间隙留在其间，这防止操作期间燃烧气体的泄漏。
翼型件120可包括大体上凹形的压力侧面126和沿周向或侧向相对的大体上凸形的吸力侧面127，但其它构造是可能的。如指出的那样，压力侧面126和吸力侧面127可在相对的前缘128与后缘129之间沿轴向延伸。在操作中，翼型件120可定位成与穿过涡轮12的工作流体流相互作用。在正常操作期间，定子叶片17的翼型件120使工作流体流重定向，以便工作流体以有效方式冲击后续成排的转子叶片16。如将理解的那样，这导致了定子叶片17的翼型件120的侧部之间的压差，其中压力侧面126上的压力高于吸力侧面127上的。还如指出的那样，定子叶片17可包括若干内部冷却通路或通道，流体冷却剂通过其流通，以便在操作期间对流地冷却构件。如下文所论述，这些冷却通路可包括一个或多个燃料通道132和一个或多个空气通道142，其中每一个均可连接至横向喷嘴119中的一个。如将认识到的那样，任一冷却通道都可定位成且用于冷却横向喷嘴119，以便防止其内过高的温度和/或发生喷嘴烧坏。
如图所示，横向喷嘴119可从形成在翼型件的压力侧面126处或附近或穿过其的入口130和形成在翼型件的吸力侧面127处或附近或穿过其的出口131延伸穿过翼型件120。根据示例性实施例，横向喷嘴119构造为具有圆形截面形状的管。其它截面形状也是可能的，诸如椭圆或矩形的，以及具有变化的形状和面积的截面形状。横向喷嘴119可在入口130与出口131之间线性地延伸。横向喷嘴119还可限定入口130与出口131之间的弯曲路径。如图所示，横向喷嘴119的入口130和出口131暴露至穿过涡轮12的工作流体流路37(即，与其流体连通)。如将理解的那样，定子叶片17的翼型件120可定位在工作流体流路37内，且构造成与流过其间的工作流体相互作用。在操作期间，给定翼型件120的构造和定向，存在于压力侧面126和吸力侧面127处的工作流体之间的压差可驱动工作流体越过横向喷嘴119，即，从入口130到出口131。根据其它可能的实施例，可包括并不具有入口130和出口131两者的横向喷嘴。在此情况下，喷嘴仅可从内部源供应燃料和/或空气，即，燃料通道132和空气通道142，用于通过形成在翼型件的表面上的单个出口端口喷射燃料和/或空气。
如图11至图15中更清楚地示出的那样，横向喷嘴119的入口130可穿过翼型件120的压力侧面126形成。入口130相对于压力侧面126的构造可变化。根据某些优选实施例，入口130相对于压力侧面126齐平。横向喷嘴119的出口131可穿过翼型件120的吸力侧面127形成，且同样可具有变化的构造。根据某些优选实施例，出口131可相对于吸力侧面127齐平。根据其它实施例，如下文进一步论述，横向喷嘴119的入口130和出口131可包括突出管，其分别从压力侧面126和/或吸力侧面127延伸。例如，突出管构造可用于将由喷嘴119引起的燃烧推离翼型件的下游表面。这将防止燃烧在翼型件附近直接发生，且因此减少了其经由局部燃烧热点和过高温度而受危害的机会。
横向喷嘴119可连接至穿过定子叶片17的内部形成的燃料通道132。如图所示，在上游端处，燃料通道132可包括燃料供应通道133，其穿过定子叶片17的外侧侧壁121形成。燃料供应通道133可与燃料源134流体地连通。在下游端处，燃料通道132可包括一个或多个出口端口135，燃料通道132中的燃料可通过其释放到横向喷嘴119中。根据优选实施例，若干出口端口135可沿横向喷嘴119的长度间隔开。出口端口135可相对于穿过横向喷嘴119的流动方向成角度以减小操作期间火焰稳定的风险。如将认识到的那样，穿过燃料通道132的燃料可在操作期间在定子叶片17上具有冷却效果。因此，燃料通道132可构造成具有曲折路径，以解决叶片的特定区域的冷却要求。因此，如图所示，燃料通道132可构造成延伸穿过翼型件120的特定区域。具体而言，如图所示的燃料通道132可包括具有蛇形或"之字形"轮廓的至少一个节段。以此方式，翼型件120内的燃料的冷却效果覆盖可加强。
根据优选实施例，燃料通道132可具有上游端(如上所述，其可包括燃料供应通道133)和下游端(其可包括将燃料通道132流体地连接至横向喷嘴119的一个或多个出口端口135)。出口端口135可按照期望的性能特征在横向喷嘴119的入口130与出口131之间按期望间隔开或分组。如图所示，燃料通道132还可包括燃料歧管136。燃料歧管136可构造为用于若干较小燃料通路的供应供给。根据某些优选实施例，燃料歧管136可提供从燃料歧管136延伸的若干连接通道137。如图所示，各个连接通道137可将燃料歧管136连接至横向喷嘴119中的出口端口135。根据备选实施例，燃料歧管136可包括催化器。
定子叶片17可包括若干横向喷嘴119。根据优选的性能标准，横向喷嘴119可按期望在翼型件120上间隔开。如图所示，横向喷嘴119可越过翼型件120的径向高度(即，内侧侧壁122与外侧侧壁121之间的距离)规则间隔为列。如图11至图15中所示，横向喷嘴119还可在翼型件120的前缘128与后缘129之间间隔开。
根据本发明的备选实施例，图9提供了具有横向喷嘴119的定子叶片17的截面侧视图，横向喷嘴119还经由空气通道142接收空气的供应。如将认识到的那样，图10为沿透视线10-10截取的图9的定子叶片的截面视图。如图所示，本示例的定子叶片17可包括燃料通道132和横向喷嘴119，其可按照上文提供的原理来构造。定子叶片17还可包括多个空气通道142。如将理解的那样，此空气通道142可用于使压缩空气流通穿过定子叶片17的翼型件120，以便在操作期间将其对流地冷却。在此情况下，压缩空气的供应可从压缩机11放出且经由空气供应通道143引导至空气通道142，其如同燃料供应通道133，可穿过定子叶片17的外侧侧壁121形成。如将认识到的那样，空气供应通道143可与压缩机排放腔44直接地或间接地流体连通。
空气通道142的下游区段可包括一个或多个表面出口端口144，空气通过其在流通穿过翼型件120的内部之后释放到工作流体流路37中。如将认识到的那样，表面出口端口144可构造和定位成通过翼型件120的外表面的目标区域上的释放空气来促进膜冷却。此出口端口144可位于翼型件的任何表面上。还如图所示，空气通道142的下游区段可包括连接通道147，其将空气供应输送至横向喷嘴119。因此，本发明的空气通道142可包括上游区段，空气供应通道143在上游区段处将空气通道142流体地连接至供应源，以及下游区段，其可包括：用于释放空气的表面出口端口144；和/或传送空气用于喷射到横向喷嘴119中的连接通道147。根据优选实施例，此连接通道147从空气通道142的较大区段分叉。连接通道147然后朝横向喷嘴119内的侧向形成的端口延伸且连接到其上。按照期望的性能，此出口端口可在横向喷嘴119的入口130和出口131之间间隔开，或可根据期望的性能标准分组。
如图所示，根据示例性实施例，空气通道142可构造成具有曲折路径，以便主动地冷却翼型件120的特定区域。具体而言，如图所示的空气通道142可包括具有构造成加强冷却覆盖的蛇形或"之字形"轮廓的至少一个节段。如进一步所示，空气通道142可包括多个单独的回路，其例如可包括定位在翼型件120的前缘128附近的空气通道142以及定位在翼型件120的后缘129附近的另一个。因此，根据所示的示例性实施例，空气通道142可在居中定位的燃料通道132的侧面。这些空气通道142可包括位于翼型件120的前缘128和后缘129附近的若干表面出口端口144。如图所示，定位在翼型件120的前缘128附近的空气通道可包括将空气给送至横向喷嘴119的若干连接通道147。
现在转到图11至图15，提供了示出横向喷嘴119的备选构造的若干截面视图。如将认识到的那样，这些图简化以用于示出本发明的横向喷嘴119方面的备选布置。除非另外指出，否则这些备选布置可连同本文已经论述的系统的其它特征和方面中的任一者来使用，包括关于空气通道和燃料通道构造的那些，这将由相关技术领域中的普通技术人员理解到。
如已经提到的那样，定子叶片17可包括延伸越过翼型件120的若干横向喷嘴119。如图7和图9中所示，横向喷嘴119可沿翼型件120在工作流体流路37的内侧边界与外侧边界之间沿径向间隔开。如图11至图15中所示，横向喷嘴119可在翼型件120的前缘128与后缘129之间间隔开。如图所示，该间隔可包括横向喷嘴119之间的规则和不规则的间距。如图12至图15中所示，根据某些实施例，横向喷嘴119可朝翼型件120的前缘128分组。
如进一步示出的那样，横向喷嘴119的入口130和出口131的构造可变化。如图11中提供的那样，横向喷嘴119的入口130可穿过翼型件120的压力侧面126形成，使得其相对于翼型件120的压力侧面126齐平。出口130可类似地构造，即，出口130可穿过翼型件120的压力侧面126形成，使得其相对于压力侧面126齐平。
根据另一个实施例，如图12中所示，横向喷嘴119的入口130可包括突出管，其从翼型件120的压力侧面126延伸，而出口131相对于翼型件120的吸力侧面127齐平。在此情况中，入口130的突出管可包括实心侧向壁，其限定从翼型件120的压力侧面126偏置的开口。根据备选实施例，如图13中所示，横向喷嘴119的出口131可包括突出管，其在此情况下从翼型件120的吸力侧面127延伸。如图所示，入口130可构造成相对于翼型件120的压力侧面126齐平。出口131的突出管可包括实心侧向壁，其限定从翼型件120的吸力侧面127偏置的开口。在其它情况中，如图14中所示，横向喷嘴119的入口130和出口131可包括突出管构造。各个突出管均可包括实心侧向壁，其限定从翼型件120的表面偏置的开口。
如图15中所示，张开壁151可围绕入口130和出口131的突出管形成以改善空气动力性能。在提供的示例中，燃料喷射器可包括若干横向喷嘴119，其具有出口131，出口131具有突出管构造。如图所示，根据备选实施例，张开壁151可围绕横向喷嘴119的出口131的突出管构造。在此情况下，张开壁151可构造成提供吸力侧面127的表面与从吸力侧面127偏置的突出管的开口之间的平滑过渡。如将认识到的那样，张开壁151可改善具有突出管的区域中的翼型件120的空气动力性能。
如本文提供的那样，描述了将涡轮定子叶片用作喷射燃料和空气以用于再热或分级燃烧的有效方式的系统。如将认识到的那样，其之前的尝试导致喷射的燃料/空气未良好混合，引起较高nox和co排放水平，以及导致构件故障的涡轮内的不均匀温度分布。利用本申请的系统和构件，越过定子叶片的压降有效用于驱动工作流体通过穿过定子叶片的翼型件形成的多个横向喷嘴。设在横向喷嘴内的燃料和空气出口端口可布置成允许混合物喷射到工作流体流路中用于点燃之前的高度预混。此外，本系统允许了由横向喷嘴输送的燃料用作冷却剂。如将认识到的那样，良好混合的燃料和空气的此分级喷射可用于降低峰值燃烧温度，且因此降低nox的排放水平。此外，由横向喷嘴穿过翼型件的吸力侧面的喷射保持了燃烧产物远离冷却表面，这可允许co烧尽。冷却空气还可选地输送到横向喷嘴中，直接地进入横向喷嘴，或通过其它下游器件，以改善喷射燃料的燃烧特征。燃烧特征可经由安装在系统的燃料通道内的催化器来进一步改善，诸如在燃料歧管中，其促进点火且/或部分地改善燃料，以缩短用于燃烧的所需停留时间。以此方式，将认识到的是，有效再热或分级喷射可经由定子叶片的翼型件内的横向喷嘴的整体结合来实现。
如本领域的普通技术人员将认识到的那样，上文关于若干示例性实施例描述的许多不同特征和构造可进一步选择性地应用来形成本发明的其它可能的实施例。为了简洁起见且考虑到本领域的普通技术的能力，所有可能的迭代未在本文中详细提供或论述，但以下或其它的若干实施例包含的所有组合和可能实施例旨在为本申请的一部分。此外，本领域的技术人员将从本发明的若干示例性实施例的以上描述构想出改善、变化和改型。本领域的技术内的此改善、变化和改型也旨在由所附权利要求覆盖。此外，将清楚的是，前文仅涉及本发明的描述的实施例，且可在本文中作出许多变化和改型，而不脱离如由以下权利要求和其等同方案限定的申请的精神和范围。