CN101196125A - 有串联翼片和燃料喷射的燃气涡轮机导向轮叶及使用方法 - Google Patents

Abstract

一种燃气涡轮机导向轮叶(12)，包括与燃气涡轮发动机外壳(18)连接的第一凸缘(26)、与外壳连接的第二凸缘(28)、布置在第一和第二凸缘之间且连接到其上的第一翼片(22)、和布置在第一和第二凸缘之间且连接到其上的第二翼片(24)，从而形成在第一翼片的第一后部分和第二翼片的第二前部分之间径向延伸的间隙(34)，中空部分与间隙流动连通从而允许气态燃料(26)从中空部分流动通过间隙且进入流过导向轮叶的流体。也披露使用该导向轮叶的燃气涡轮机和用于喷射气态燃料以在燃气涡轮发动机中燃烧的方法。

Description

有串联翼片和燃料喷射的燃气涡轮机导向轮叶及使用方法

技术领域

本发明一般涉及燃气涡轮发动机，且更特定地涉及带有能够流动转向和燃料喷射的串联翼片的导向轮叶。

背景技术

在常规燃气涡轮发动机循环中，空气在多级压缩机中压缩并引导进入燃烧室，使得压缩空气的温度通过从燃料燃烧产生的增热增加。在膨胀通过由轴连接到压缩机的多级涡轮机之前，进口导向轮叶然后适当地将离开燃烧室的高温气体定向。取决于应用，离开涡轮机的气体中的剩余能量可以在喷嘴中转换为动能，以产生推力或膨胀通过附加的动力涡轮机以产生轴动力以驱动发电机、推进器、齿轮箱或类似物。由于这些循环的热动力效率随燃烧过程中达到的峰值温度增加而增加，在现有涡轮机中，燃烧室内侧的气体和离开燃烧室的气体的操作温度远高于用于制作燃烧室部件、涡轮机进口导向轮叶和涡轮机叶片的金属熔点，从而要求这些部件的显著数量的冷却。

在常规发动机中，通过将比完全燃烧需要的最小数量更多的空气供应到燃烧室，即以过量空气操作，以及通过从压缩机放出大量空气以为布置在燃烧室下游的部件，例如进口导向轮叶和涡轮机叶片提供冷却，提供用于操作在高温区域中的部件的冷却。然而，这些途径都对循环性能有害。在燃烧室中，由空气流动通过提供需要的冷却必要的复杂通道，包括稀释孔和膜和/或蒸发冷却通道等，导致显著的压力损失。至于从压缩机放出的空气，由于任何不参加燃烧过程的空气限制增加到循环中的总体能量数量，放出空气的消除或减少将导致增加的循环性能。

因此，基于至少前述概述讨论，存在对于具有最小化的燃烧室压力损失和减少的放出空气要求同时维持峰值操作温度的希望的高水平的燃气涡轮机的需要。

发明内容

一个或者多个上述概述的需要和本领域中其他已知的需要通过导向轮叶解决，其包括与燃气涡轮发动机外壳连接的第一凸缘、与外壳连接的第二凸缘、布置在第一和第二凸缘之间且连接到其上的第一翼片、和布置在第一和第二凸缘之间且连接到其上的第二翼片，从而形成在第一翼片的第一后部分和第二翼片的第二前部分之间径向延伸的间隙，中空部分与间隙流动连通从而允许气态燃料从中空部分流动通过间隙且进入流过导向轮叶的流体。

在披露的发明的另一方面，披露燃气涡轮机，其包括压缩机、通过轴连接到压缩机的涡轮机和布置在涡轮机上游的导向轮叶。这些燃气涡轮机中的导向轮叶包括与发动机外壳连接的第一凸缘、与外壳连接的第二凸缘、布置在第一和第二凸缘之间且连接到其上的第一翼片、和布置在第一和第二凸缘之间且连接到其上的第二翼片，从而形成在第一翼片的第一后部分和第二翼片的第二前部分之间径向延伸的间隙，中空部分与间隙流动连通，从而允许气态燃料从中空部分流动通过间隙且进入流过导向轮叶的流体。

用于喷射气态燃料以在燃气涡轮发动机中燃烧的方法也在披露的发明的实施例的范围之内，该方法包括以下步骤：通过在连接到燃气涡轮发动机外壳的导向轮叶的第一凸缘和第二凸缘之间串联布置的第一翼片的后部分和第二翼片的前部分之间形成的间隙喷射气态燃料，和通过柯恩达效应由第二翼片的前部分的表面轮廓将喷射的燃料朝第二翼片的吸力和压力侧偏转，以沿吸力和压力侧形成燃料和空气混合物边界层。

上述简短说明阐述本发明的特征，以便随后的详细说明更好地理解，且以便对本领域的贡献更好地理解。当然，存在将在下文描述且将用于所附权利要求书主题的本发明的其他特征。

在这方面，在详细解释本发明几个优选实施例之前，应当理解的是，本发明并不限制其应用于在以下说明中阐述的或在附图中图示的构造的细节和部件的配置。本发明能够为其他实施例且能够以不同方式实施和完成。同样，应当理解的是，在此采用的措辞和术语是为了描述目的而不应认为是限定。

因此，本领域中的技术人员将理解，披露基于的构思可以容易地用作设计完成本发明几个目的的其他结构、方法和系统的基础。因此，重要的是，权利要求书被认为包括不偏离本发明精神和范围的等价构造。

此外，前述摘要的目的在于使美国专利商标局和一般公众，特别是本领域中不熟悉专利或法律术语或措辞的科学家、工程师和技术人员能够从粗略察看快速确定本申请技术披露的本质和要素。

因此，本摘要并不想要限定仅由权利要求书界定的本发明或本申请，也不想要以任何方式限制本发明的范围。

附图说明

本发明更完全的理解及其许多附属的优势将容易获得，因为其通过参见以下详细说明，结合附图考虑变得更好理解，其中：

图1图示安装到外壳且布置在安装到涡轮机轮的涡轮机叶片之前的示范性串联轮叶的剖面图，例如在一级中；

图2图示根据披露的技术方面的带有串联翼片的导向轮叶的实施例的透视图；

图3为沿图2的线3-3截取的截面透视图；

图4为根据披露的技术方面的火焰结构的示意图；和

图5图示根据披露的技术方面的带有串联翼片的导向轮叶的另一实施例的透视图。

具体实施方式

现在参见附图，其中相同的附图标记贯穿几个图标识相同或相应部件，将描述披露的发明的几个实施例。如将在以下进一步阐述的，披露发明的几个实施例涉及带有串联翼片的导向轮叶，气态燃料在翼片之间引入以随后混合和燃烧，从而排除在无燃烧室(combustorless)发动机中燃烧室的需要或者使在燃气涡轮发动机中使用再加热变成可能，其中全部增热的部分在燃烧室中发生而同时减少从压缩机放出冷却空气的数量。

如图1中所示，级10包括相对于示范性的、代表性的、想要的流动方向16位于多个叶片14(或“轮翼”或“转子”)上游的多个串联轮叶12(或“串联喷嘴”或“串联定子”)。串联轮叶12可以安装在例如燃气涡轮发动机的部分的外壳18。叶片14可以安装到涡轮机轮20。一方面，串联轮叶12可认为是相对静止的部件，而叶片14可认为是相对旋转的部件。在操作中，从位于串联轮叶12上游的燃烧室供应的气体转向到用于由串联轮叶12适当膨胀通过叶片14的希望定向。特定地，串联轮叶12可以构造为优化、促进或提高通过叶片14从该气体汲取功(例如轴动力)的空气动力学效率。然而，如以下进一步阐述的，为了再加热的目的或作为仅有的增热源，即在无燃烧室发动机中，串联轮叶12也构造为在气体流动中引入燃料。图1图示一个级10。然而，如普通技术人员理解的，燃气涡轮发动机典型地具有多级的涡轮机，具有多个涡轮机轮20携带叶片14，导向轮叶12在每个涡轮机轮20之前。因此，披露的实施例可以用作进口导向轮叶或发动机中的随后定子。

在一个示例中，涡轮机轮20可以连接到可旋转轴(未显示)。同样，如本领域技术人员理解的，外壳18可以通过轴承(未显示)从轴可旋转地隔离。一方面，级10可以包括从燃烧室(未显示)接收高温、高压(例如气体)混合物的涡轮机第一级。如本领域技术人员进一步理解的，轴可以与发电机组(例如转子/定子系统)连接以发电。另一方面，参见图1，级10可以跟随有串联轮叶12和叶片14的附加(例如第二、第三或第四)级(未显示)。尽管不同级可以执行相当的功能，一个级内的单独的部件可以具有与另一级的部件不同的设计(例如不同的尺寸、材料、和/或制造过程的复杂性)。例如，在涡轮机中，每个级尺寸可以逐渐变大，以使气体膨胀适应压降或功汲取。

在披露发明的几个实施例的一个方面，如图2所示，单体串联轮叶12可以包括相对于示范性的流动方向16位于第二翼片24之前的第一翼片22。第一翼片22和第二翼片24典型地布置在第一凸缘26和第二凸缘28之间且连接到其上。第一凸缘26可以称为“第一端壁”，而第二凸缘28可以称为“第二端壁”。一方面，第一翼片22可认为包括前翼片，而第二翼片24可认为包括后翼片。第一翼片22包括第一前部分30，而第二翼片24包括第二前部分32。如图2所示，间隙34在第一翼片22的后部分和第二翼片24的前部分32之间形成。至于单体串联轮叶12(图2)，单个轮叶单元位于相同凸缘之间且连接到其上。此外，轮叶单元可认为代表例如级的轮叶部件的功能或结构单元。此外，本领域中普通技术人员将理解的是，双体串联轮叶，称为位于相同凸缘之间且连接到其上的一对轮叶单元，或者就此而言，包括其他数量的串联翼片(例如交错或偏移)配置的串联轮叶单元也在披露实施例的范围内。

图3图示沿图2线3-3截取的串联轮叶12的截面透视图。如图3所示，在第一翼片22和第二翼片24之间提供间隙34，燃料36通过其供应，以沿柯恩达表面38燃烧，其构造为提高燃料36与沿方向16(如图2中所示)流动的空气的混合效率。如在此使用的，术语“柯恩达效应”指的是流体的流将其自身附着到附近表面且甚至当表面从流体运动的最初方向弯曲开时维持附着的趋势。

从第一翼片22的中空部分35(图3)引入燃料36可以通过使用孔口40(图3中图示)或槽(未显示)。在引入后，燃料36在柯恩达表面38上偏转。柯恩达表面38的几何形状和尺度可以基于希望的预混效率和操作条件选择/优化，操作条件包括但不限于诸如燃料压力、燃料温度、进入空气温度和燃料喷射速度的因素。燃料示例包括天然气、高氢气体、氢气、生物气体、一氧化碳和合成气。然而，可以采用多种其他燃料。在图示实施例中，柯恩达表面38利于引入的燃料36分别沿在第二翼片24的吸力和压力侧上的外部表面44和46附着，从而基于柯恩达效应沿第二翼片24的外部表面44和46形成燃料和空气混合物边界层52(图4中显示)。此外，紧邻柯恩达表面38生长的这些燃料和空气混合物边界层52的每个引起从自由流的空气夹带，从而提高在位于第二翼片24的下游区域的燃烧区域之前的燃料和氧化剂的混合效率，如图4定性图示的。

如刚才所述，上述燃料和空气混合物边界层52通过柯恩达效应形成。在图示实施例中，燃料流动36附着到柯恩达表面38且甚至在柯恩达表面38从最初燃料流动方向弯曲开时维持附着。更具体地，当燃料流动36围绕柯恩达表面38出现时，跨过流动有压差，其将燃料流动36偏转更接近柯恩达表面38。如本领域中普通技术人员理解的，当燃料流动36移动跨过柯恩达表面38时，在燃料流动36和柯恩达表面38之间发生一定数量的表面摩擦而空气被夹带。对流动的该阻力将燃料流动36朝柯恩达表面38偏转，从而导致其维持接近于柯恩达表面38。此外，通过该机理形成的燃料和空气混合物边界层52夹带进入的空气流，以与喷射燃料形成剪切层以促进空气流和燃料的混合。

图4为可以在第二翼片24下游建立的示范性反应区的示意图。如图示，流过串联轮叶12的压缩机排放空气50在沿第二翼片24的外部表面44和46通过由柯恩达表面38生成的柯恩达效应形成的燃料和空气混合物边界层52中与燃料36混合。在第二翼片24的后缘下游，由于燃料和空气浓度局部变化，可以形成三火焰54。首先，在燃料富区域，小的扩散火焰前点56被稳定化。然后，每个扩散火焰用于在最小可燃界限处稳定第一贫部分预混火焰58和由其他两个火焰56和58及过量氧化剂的稀释产物形成的第二贫部分预混火焰前部60。一旦能量释放过程的大部分完成，高压加热气体膨胀通过串联轮叶12下游的叶片14(图1)。该火焰结构允许使用大致更低的火焰温度，其可以与点火温度相同。在一个实施例中，串联轮叶12布置在压缩机出口的直接下游且不需要冷却。此外，只要局部燃料和氧化剂浓度更好地受控且总体峰值温度减少，NOx排放量大致减少。如本领域中普通技术人员理解的，当上述区域的一个消失时(即在扩散体系消失的情况)，该三火焰，或三分支火焰，也可以与双分支(或二)火焰共同存在。

再次参见图2，在一个示例中，第一翼片22可以包括实心翼片，其可以称为“未冷却”。在另一示例中，如图5所示，串联轮叶12可以包括冷却的第一翼片22和第二翼片24。第二翼片24可以在喷射之前通过内部燃料流动68对流冷却。此外，取决于应用或涡轮机中的轴向位置，通过合适选择燃料流动回路，可以使燃料36在喷射之前首先流动通过第一翼片22且然后通过第二翼片24，如图5中箭头68所示，从而在点火前提供对翼片的冷却和预热燃料。如图5所示，在一个实施例中，第一翼片22可以包括中空部分62。例如，第一翼片22可以包括肋64，以在第一翼片22内为中空部分62提供结构支撑。在一个示例中，第一凸缘26可以包括提供与中空部分62流体连通的开口66。此外，燃料以喷口壁方式(即切向于柯恩达表面)的引入也可以从单独位置或槽完成，而不是如图2中所示的单个通道。同样，可以使用多个燃料口，尺寸小但不是圆形，优选为一个长边为柯恩达表面的起点的矩形。此外，如已经描述的，燃料喷射的最初点下游形成的得到的边界层包含燃料和在这些槽位置之间夹带空气的混合物。在多个槽中的燃料喷射确保在边界层中的良好夹带/加速和空气和燃料混合，其维持附着表面。如图5中所示，这些槽可以通过安放夹在前和后轮叶之间的垫片或衬垫形成，垫片或衬垫具有允许从位置到位置的间隙的轮廓。

在另一实施例中，第二翼片24的外表面可以典型地包括通过其的多个孔48(图5)，以喷射空气到燃料和空气混合物边界层52内，从而提高在火焰前部之前燃料和空气的混合过程。此外，如本领域中已知的，其他孔口可以在第一翼片22和/或第二翼片24中提供，与其中空部分流体连通，例如以膜冷却构造。例如，单体串联轮叶12可以构造为任何冷却设计，例如开回路冷却、封闭冷却或膜冷却构造，如本领域中技术人员理解的。由于燃料流动通过第一翼片22和第二翼片24以提供这两个部件要求的冷却，从压缩机放出空气的需要大致最小化。

参见图5，燃料可以通过外壳18中的导管(未显示)供应，以流动通过开口66，进入第一翼片22中的中空部62。如已经阐述的，当导向轮叶12上游燃烧已经发生时，考虑到热气体由导向轮叶12引通到应用中的叶片14的一个或更多实例，该燃料可以起将导向轮叶12的构成材料的温度保持在一定的可接受的界限内的作用。在此描述的第一翼片22的任何数量相当的特征可以用于或可以不用于第二翼片24。此外，在此描述的第一凸缘26的任何数量的特征可以代替或附加用于第二凸缘28。

如图5所示，应当注意的是，第一和第二凸缘26和28的一个或两个可以用于燃料喷射。即，第一和第二凸缘26和28任一或两个可以包括，或构造为用于燃料喷射的一个或更多柯恩达型槽70。该柯恩达型槽70可以布置在第一和第二翼片22和24之间形成的间隙的任一侧上在第一和第二凸缘26和28上，从而从间隙延伸到翼片的吸力和压力侧上的凸缘的边缘。柯恩达槽70可以为多个长宽比，在槽之间带有或者不带有网状物。在一个实施例中，这些喷射位置可以通过在充当燃料喷射地点的流动路径中基本上形成盒来连接压力侧和吸力侧区域。在另一实施例中，这些柯恩达型槽70的一个布置在第一和第二凸缘26和28上，从而与第一和第二翼片22和24之间的间隙形成连续燃料喷射通道，使得由相邻导向轮叶形成的主流动通道仅需要围绕压力侧、吸力侧、及第一和第二凸缘的连接表面的单个连续槽。在第一和第二凸缘26和28中的槽也可以包括通过横向流动的喷口或横向流动的喷口和具有柯恩达表面的槽的组合的燃料引入。这些燃料喷射槽将要求燃料输送到第一和第二凸缘区域，其可以以像翼片中发现的那些的制作的或铸造的中空部完成。例如，在一些当前的轮叶设计中，完整的轮叶段从三块制作，单独的翼片和两个凸缘分开铸造，然后钎焊在一起。

同样，在燃料喷射之前或之后使用附加的空气膜冷却也可以在第一和第二凸缘26和28上以及在第一和第二翼片22和24上完成。此外，除了通过连接到第一和第二凸缘26和28(如图2中所示)被保持到位以外，第一和第二翼片22和24可以附加地提供有垫片或衬垫72，以形成希望的喷射槽几何形状，如图5中所示。几何形状的这种特征也能够作为这些部件的部分铸件制成，或更可能为铸造后的加工特征，以获得尺度控制中的更高精度。最终，尽管第一和第二翼片22和24可以供给燃料到内部它们各自中空区域，如已经阐述的，第一和第二凸缘26和28也可以形成/制作以包括用于燃料供给的中空区域。

如本领域中普通技术人员将理解的，几个技术挑战通过本发明解决。与常规燃烧室系统和涡轮机轮叶环相比，在串联轮叶12中组合流动转向和热释放的功能导致具有更低投资成本的更小的包装。此外，在不需要冷却的实施例中，串联轮叶可以用低成本材料制成。如阐述，由于内部燃料流动提供需要的冷却，同时在燃烧之前预热燃料，串联轮叶12不需要冷却空气，从而节省显著数量的不可充的空气和一些可充的空气。此外，通过在燃烧中使用空气，NOx排放物能够显著地减少。串联轮叶12可以用于燃烧H₂或其他制造气体，例如合成气(其为从煤或其他材料气化过程获得的富含一氧化碳和氢气的气体)，具有更低的系统压降。具有压降的大量减少同时维持操作温度的高水平，循环效率增加且通过布置在多级涡轮机的几个级中的串联轮叶的进一步反应，再加热是可能的。

如本领域中普通技术人员将理解的，串联轮叶的后段的空气动力学可用于有利地在柯恩达型表面上喷射H₂或合成气燃料，导致燃料与大量空气良好混合，在后缘之后且在涡轮机叶片列之前紧随火焰区。冷却空气节省能够直接用于燃烧以减少排放物而火焰操作温度可以维持在大致低水平。由柯恩达表面设计产生的混合过程使用基础流体力学且同样定制于不同涡轮机设计，因此也导致由紧密串联轮叶段的再加热应用。

基于披露的串联轮叶，本领域中普通技术人员将理解的是，可以改变燃料喷射位置、喷嘴段数量、或具体后缘空气动力学。同样，为了将燃料与大量空气更好混合，图5中示意性显示的沿轮叶表面通过孔口48的一些空气喷射的增加在披露发明的范围内。此外，第一和第二翼片(22、24)的特定段可以沿相同的中弧线(或“中弦线”)对准，或与诸如第一中弧线和第二中弧线的不同的中弧线偏移。一般地，翼片可认为包括压力侧(例如凹侧)和吸力侧(例如凸侧)。中弧线可以位于翼片压力侧和吸力侧中间。这种中弧线可认为沿成一线设计的翼片形状的中部行进，其中第一翼片22和第二翼片24可以共用中弧线。特定地，第一翼片22和第二翼片24可以相对于中弧线成一线或偏移。另外，在偏移配置中，第一翼片22和第二翼片24可以具有不同的中弧线。此外，串联轮叶的第一翼片22和第二翼片24的三维形态可以被考虑。例如，中弧线的形状在一些或所有截面可以改变。即串联轮叶12的构造可以考虑在第一翼片22或第二翼片24的多个截面处的单独中弧线的轨迹。

如阐述，串联轮叶12的第一翼片22的前部分30执行主流动转向功能的大多数，从而最小化第一翼片22的前部分32为庞大的需要且允许处理更主动的转向。同时，串联轮叶12的第二翼片24的前部分通过在喷嘴的压力和吸力侧上的柯恩达表面在剩余流动转向将最小化和/或不会导致燃料喷射流动的不稳定的位置处增加燃料喷射。此外，喷嘴喉部的尺寸和位置(轮叶强度和前-后部分划分区域)可以选择为使得轮叶喉部出现在沿吸力侧燃料喷射地点之后。另外，在其他实施例中，包括燃料喷射的后缘部分可以从传统空气动力学翼片改变形状，从而形成更对称的后缘，其允许故意的和显著的总体流动膨胀(扩散)，类似于通过单向翼片而没有总体流动转向获得的。同样，取决于设计，精确的串联轮叶部分可以变化，其中，在某些情况下，后部分也可以从前部分的轴线斜置。

用于喷射气态燃料以在燃气涡轮发动机中燃烧的方法也在披露发明的范围内。该方法包括以下步骤：通过在连接到燃气涡轮发动机外壳的导向轮叶的第一凸缘和第二凸缘之间串联布置的第一翼片的后部分和第二翼片的前部分之间形成的间隙喷射气态燃料，和通过柯恩达效应由第二翼片的前部分的表面轮廓将喷射的燃料朝第二翼片的吸力和压力侧偏转，以沿吸力和压力侧形成燃料和空气混合物边界层。如前述，该导向轮叶可以为进口导向轮叶，第一翼片可以为未冷却的，且燃气涡轮发动机可以为无燃烧室发动机。此外，第二翼片的中空部分可以为第一中空部分且第一翼片可以包括第二中空部分，从而允许在通过在流动燃料通过第一中空部分之前将它流动通过第二中空部分来喷射之前预热燃料。

关于上述说明，应当认识到，本发明部件的最优尺度关系，包括尺寸、形状函数和操作方式变化、组件和使用，对本领域中的技术人员来说认为是显而易见的和明显的，且因此与附图中图示的和说明书中描述的等价的所有关系意在仅由所附的权利要求书的范围包含。

此外，尽管本发明已经以附图显示和结合当前认为是可行的和几个本发明的优选实施例的上述特定而详细的完整描述，对于本领域中的普通技术人员来说显而易见的是，可以进行它们的许多修改而不偏离在此阐述的原理和构思。因此，本发明的合适范围应当仅由所附权利要求书的最广泛的解释确定从而包含所有这样的修改和等价物。

零件列表

级10

串联轮叶12

叶片14

流动方向16

外壳18

涡轮机轮20

第一翼片22

第二翼片24

第一凸缘26

第二凸缘28

第一前部分30

第二前部分32

间隙34

燃料36

柯恩达表面38

槽40

孔口42

吸力侧的外部表面44

压力侧的外部表面46

空气孔口48

压缩机排放空气50

边界层52

三火焰54

扩散火焰前部56

第一贫部分预混火焰前部58

第二贫部分预混火焰前部60

中空部分62

肋64

开口66

内部燃料流动68

柯恩达型槽70

垫片或衬垫72

Claims (9)

1.一种带有串联翼片的导向轮叶(12)，该导向轮叶包括：

构造为与燃气涡轮发动机外壳(18)连接的第一凸缘(26)；

构造为与外壳连接的第二凸缘(28)，第二凸缘布置为在燃气涡轮发动机径向方向与第一凸缘分离；

布置在第一和第二凸缘之间且连接到其上的第一翼片(22)，第一翼片包括第一前部分和第一后部分；和

具有第二前部分、第二后部分和中空部分的第二翼片(24)，第二翼片布置在第一和第二凸缘之间且连接到其上，从而形成在第一翼片的第一后部分和第二翼片的第二前部分之间径向延伸的间隙(34)，其中中空部分与间隙流动连通，从而允许气态燃料(36)从中空部分流动通过间隙且进入流过导向轮叶的流体。

2.根据权利要求1所述的导向轮叶，其中第二前部分包括至少一个轮廓(38)，其构造为通过柯恩达效应将通过间隙供应的燃料朝第二翼片的压力和吸力侧(44和46)偏转以形成燃料和空气混合物边界层。

3.根据权利要求1所述的导向轮叶，其中导向轮叶为进口导向轮叶，第一翼片为未冷却的，且燃气涡轮发动机为无燃烧室发动机。

4.根据权利要求1所述的导向轮叶，其中中空部分为第一中空部分，第一翼片包括第二中空部分，且燃料通过在流动通过第一中空部分之前流动通过第二中空部分预热。

5.根据权利要求2所述的导向轮叶，其中第二前部分包括构造为将燃料从中空部分输送到轮廓的至少一个槽且第一前部分包括用于燃料和/或空气喷射的多个孔口。

6.根据权利要求2所述的导向轮叶，其进一步包括：

具有柯恩达表面在其上的至少一个燃料喷射槽，该至少一个燃料喷射槽布置在从包括第一凸缘、第二凸缘和其组合的集合中选择的位置上。

7.根据权利要求6所述的导向轮叶，其中该至少一个燃料喷射槽布置在第一和第二凸缘上，从而与第一和第二翼片之间的间隙形成连续的燃料喷射通道。

8.一种燃气涡轮发动机，其包括根据权利要求1到7中任何一项所述的导向轮叶。

9.一种用于喷射气态燃料(36)以在燃气涡轮发动机中燃烧的方法，其包括：

通过在连接到燃气涡轮发动机外壳(18)的导向轮叶(12)的第一凸缘(26)和第二凸缘(28)之间串联布置的第一翼片(22)的后部分和第二翼片(24)的前部分之间形成的间隙(34)喷射气态燃料；和

通过柯恩达效应由第二翼片的前部分的表面轮廓(38)将喷射的燃料朝第二翼片的吸力和压力侧(44和46)偏转，以沿吸力和压力侧形成燃料和空气混合物边界层(52)。

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