CN107191971A - 燃气涡轮机的燃烧系统中的分级燃料和空气喷射器 - Google Patents

Abstract

一种燃气涡轮机的燃烧器中的分级喷射器。分级喷射器可包括喷射器管，其包括包封在出口和入口之间延伸的喷射通路的侧向壁。喷射器管的外节段可包括外部面。盖可围绕外节段形成，以便形成环绕气室。盖可包括侧壁，其径向地重叠外节段且在它们之间形成环绕气室的第一部分。盖的顶板壁可形成环绕气室的第二部分。筛选板可形成在盖的侧壁内，包括许多构造成将环绕气室的第一部分与在侧壁外部形成的供给腔流体地连接的孔口。

Description

燃气涡轮机的燃烧系统中的分级燃料和空气喷射器

技术领域

本申请大体上涉及燃烧或燃气涡轮发动机内的燃烧系统。更具体地，但并非作为限制，本申请描述了与下游或轴向分级喷射器和/或使用此类喷射器的燃烧系统相关的新型系统、装置和/或方法。

背景技术

如将会认识到的，在过去几十年来，由于先进的技术已经实现增大发动机尺寸以及更高的操作温度，因而燃烧或燃气涡轮发动机(“燃气涡轮机”)的效率已经极大地改善。已经允许此类成就的技术进步包括用于冷却热气体路径构件的新的热传递技术，以及新的更耐久的材料。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性标准。具体地，NOx，CO和UHC(它们都对发动机的操作温度和燃烧特性敏感)的排放水平已经变得被更严格地规定。在这些中，NOx的排放水平对于在较高发动机点火温度下的增加尤其敏感，并且因此，此污染物对于点火温度可以进一步升高多少变成了显著的限制。由于更高的运行温度通常导致更高效的发动机，因此这妨碍了效率的进一步提高。因此，与常规燃烧系统相关的性能限制变成了限制更高效的燃气涡轮机的发展的因素。

其中已经提高了燃烧系统出口温度，同时还依然保持可接受的排放水平以及冷却要求的一种方式是通过轴向分级燃料和空气喷射。这典型地要求增大经过燃烧器的空气体积，并指引比该体积更多的空气至相对于前喷射器轴向地在下游隔开的分级喷射器，前喷射器位于燃烧器的前端。如将会理解的，此增大的空气流的体积导致对于该单元的空气动力学性能产生更显著的影响。结果，最小化移动通过燃烧系统的压缩的空气的压降的主和分级喷射器可实现性能益处和效率，其在通过燃烧器的流量水平上升时，变得更加显著。

与分级喷射器有关的另一问题涉及常规的设计关于在传递至燃烧区之前预混合燃料和空气执行得非常不好。更具体地，给定严格的空间约束和竞争性的设计标准，常规的分级喷射器典型地不能调节进入装置的空气流，且这导致不利地影响在后端离开装置的燃料/空气混合物的不均匀的流动特性。如将认识到的，这样的不均匀的燃料/空气混合物可导致不均匀的燃烧特性，其通常增加发动机退化率，降低发动机效率，以及提高不期望的排放水平。结果，先进燃烧系统设计的一个主要目标保持开发能够实现更高点火温度和/或更高效的性能，同时仍最小化燃烧驱动排放和空气动力学压力损耗的分级喷射器。如将会认识到的，此类技术进步将导致改善的发动机效率水平。

发明内容

本申请因此描述了一种燃气涡轮机的燃烧器中的分级喷射器。燃烧器可包括在前喷嘴和(在前喷嘴下游的)分级喷射器的下游限定燃烧区的内径向壁。分级喷射器可包括喷射器管，其包括包封在出口和入口之间延伸的喷射通路的侧向壁。喷射器管的出口可将喷射通路流体地连接至燃烧区。喷射器管的入口可定位在出口的外侧，使得喷射器管包括陡的喷射角。喷射器管的外节段的侧向壁可包括限定其周边的外部面。分级喷射器还可包括围绕喷射器管的外节段形成的盖，以便将外节段包封在环绕气室内。盖可包括侧壁，其径向地重叠且偏移喷射器管的外节段的侧向壁，以便在它们之间形成环绕气室的第一部分。盖还可包括顶板壁，其形成在喷射器管的入口的外侧，以便形成环绕气室的第二部分。筛选板可形成在盖的侧壁内，包括许多孔口，该孔口构造成将环绕气室的第一部分与在侧壁外部形成的供给腔流体地连接。

实施方案1. 一种燃气涡轮机的燃烧器中的分级喷射器，其中所述燃烧器包括在前喷嘴的下游限定燃烧区的内径向壁，所述分级喷射器包括：

喷射器管，其包括包封在出口和入口之间延伸的喷射通路的侧向壁，其中：

所述出口将所述喷射通路流体地连接至所述燃烧区；

所述入口定位在所述出口的外侧，使得所述喷射通路包括陡的喷射角；

盖，其围绕所述喷射器管的外节段形成，以便将所述外节段包封在环绕气室内，其中所述盖还包括：

侧壁，其径向地重叠且包围所述喷射器管的所述外节段，由此在它们之间形成所述环绕气室的第一部分；以及

顶板壁，其横越在所述侧壁的外边缘之间，以便形成在所述喷射器管的所述入口的外侧的所述环绕气室的第二部分；以及

筛选板，其形成在所述盖的所述侧壁内，包括许多孔口，该孔口构造成将所述环绕气室的所述第一部分与在所述侧壁外部形成的供给腔流体地连接。

实施方案2. 根据实施方案1所述的分级喷射器，其特征在于，所述分级喷射器包括在所述前喷射器的下游轴向分级的燃料和空气喷射器，所述分级喷射器根据所述燃烧器的定向特性是可描述的，其包括：

依照所述燃烧器的中心轴线限定的相对径向、轴向、以及周向定位，其纵向地延伸穿过限定在所述内径向壁内的所述燃烧区；

相对于由头端限定的所述燃烧器的前端和由与涡轮产生的连接限定的所述燃烧器的后端而限定的前向方向和后向方向；以及

相对于在所述燃气涡轮机的操作期间在指定的导管内预期的流动的方向而限定的流动方向。

实施方案3. 根据实施方案2所述的分级喷射器，其特征在于，所述外节段包括所述喷射器管的纵向限定的节段，其到一侧界定所述喷射器管的所述入口；

其中所述盖的所述顶板壁包括连续的壁，其将所述环绕气室的所述第二部分与所述环绕气室外部的区域流体地隔离；以及

其中，沿着内侧，所述环绕气室由底板壁限定，所述底板壁跨越所述环绕气室与所述顶板壁相对。

实施方案4. 根据实施方案3所述的分级喷射器，其特征在于，所述筛选板包括所述盖的所述侧壁的径向限定的区段；以及

其中所述侧壁的所述径向限定的区段围绕所述侧壁的周边的至少大部分周向地延伸。

实施方案5. 根据实施方案4所述的分级喷射器，其特征在于，所述侧壁的所述径向限定的区段围绕所述侧壁的周边的至少四分之三(0.75)周向地延伸。

实施方案6. 根据实施方案4所述的分级喷射器，其特征在于，所述侧壁的所述径向限定的区段围绕所述侧壁的整个周边周向地延伸。

实施方案7. 根据实施方案4所述的分级喷射器，其特征在于，所述燃烧器包括外径向壁，所述外径向壁围绕所述内径向壁形成，使得在它们之间形成流环道；

其中压缩机排放腔围绕所述外径向壁形成；以及

其中所述筛选板包括在50到300个之间的孔口。

实施方案8. 根据实施方案7所述的分级喷射器，其特征在于，所述侧壁的内边界限定成与所述底板壁共面，以及所述侧壁的外边界限定成与所述喷射器管的所述入口共面；

其中所述侧壁的所述径向限定的区段包括离所述侧壁的所述内边界和所述外边界两者基本恒定的径向偏移；

其中所述喷射器管包括圆柱形构造；

其中所述筛选板包括围绕所述喷射器管同中心地布置的圆柱形构造；以及

其中所述孔口中的每一个构造成沿着环绕所述孔口的大致垂直于所述筛选板的外表面的路径延伸穿过所述筛选板的厚度。

实施方案9. 根据实施方案7所述的分级喷射器，其特征在于，所述孔口以围绕所述侧壁的周边延伸的多个周向延伸的、径向堆叠的排来布置；

其中所述孔口包括圆形截面形状；以及

其中所述孔口以根据六角成组方案构造的紧密成组而布置，其中相邻的排中的所述孔口至少部分地重叠。

实施方案10. 根据实施方案7所述的分级喷射器，其特征在于，所述喷射器管的所述外节段包括限定其周边的外部面；以及

其中所述孔口中的每一个延伸穿过所述筛选板所沿的轴线包括定向，使得所述孔口在跨越所述环绕气室的所述第一部分与所述孔口直接相对的所述外节段的所述外部面的区域上成列。

实施方案11. 根据实施方案7所述的分级喷射器，其特征在于，所述筛选板的所述孔口各自包括基本相同的截面流动面积。

实施方案12. 根据实施方案7所述的分级喷射器，其特征在于，所述筛选板的所述孔口构造成具有在所述筛选板的至少第一区域和第二区域之间改变的截面流动面积，以及其中截面流动面积的变化基于所述环绕气室内的期望的流动特性。

实施方案13. 根据实施方案12所述的分级喷射器，其特征在于，所述期望的流动特性是与所述第一区域和所述第二区域之间的空气流摄入的相等率相关的一个。

实施方案14. 根据实施方案13所述的分级喷射器，其特征在于，在第一面积和第二面积之间的所述截面流动面积根据所述第一区域和所述第二区域之间的预期压差来改变；

其中所述预期压差包括与所述第二区域相比具有更高的压力的所述第一区域；以及

其中所述截面流动面积的变化包括与所述第二区域的截面流动面积相比具有小的截面流动面积的所述第一区域。

实施方案15. 根据实施方案7所述的分级喷射器，其特征在于，所述盖包括穿过所述顶板壁的中心形成的开口，其构造成用于由延伸穿过其的螺栓接合来将所述盖附接至所述分级喷射器。

实施方案16. 根据实施方案7所述的分级喷射器，其特征在于，所述外节段的所述侧向壁包括限定所述喷射通路的一部分的内部面；以及

其中，在所述内部面和所述外部面之间，所述喷射器管的所述外节段包括包围所述喷射通路的燃料气室；以及

其中所述喷射器管的所述内部面包括流体地连接至所述燃料气室的燃料端口。

实施方案17. 根据实施方案7所述的分级喷射器，其特征在于，所述底板壁与所述燃烧器的所述外径向壁大致共面地驻留；以及

其中所述供给腔包括围绕所述燃烧器的所述外径向壁形成的所述压缩机排放腔。

实施方案18. 根据实施方案7所述的分级喷射器，其特征在于，所述底板壁和所述筛选板驻留在所述燃烧器的所述外径向壁的内侧；以及

其中所述供给腔包括形成在所述燃烧器的所述内径向壁和外径向壁之间的所述流环道。

实施方案19. 根据实施方案18所述的分级喷射器，其特征在于，所述分级喷射器和所述前喷射器包括延迟贫喷射系统；

其中所述流环道构造成将压缩的空气的供应朝向定位在所述燃烧器的前端处的盖组件运载，所述前喷嘴被容纳在该盖组件内；以及

其中所述喷射角包括在所述喷射器管的纵向轴线和所述燃烧区的纵向轴线之间形成的角度，以及其中所述喷射角包括在70°和110°之间。

实施方案20. 一种燃气涡轮机中的燃烧器，其包括限定燃烧区的内径向壁和围绕所述内径向壁形成的外径向壁，使得流环道在它们之间形成，其中所述燃烧器还包括分级喷射系统，其包括前喷嘴和在所述前喷嘴的下游轴向分级的分级喷射器，其中分级喷射器包括：

喷射器管，其包括包封在出口和入口之间延伸的喷射通路的侧向壁，其中：

所述出口将所述喷射通路流体地连接至所述燃烧区；

所述入口定位在所述出口的外侧，使得所述喷射通路包括相对于所述燃烧区的纵向轴线的陡的喷射角；

盖，其围绕所述喷射器管的外节段形成，以便将所述外节段包封在环绕气室内，其中所述盖还包括：

侧壁，其径向地重叠且包围所述喷射器管的所述外节段，由此在它们之间形成所述环绕气室的第一部分；以及

顶板壁，其横越在所述侧壁的外边缘之间，以便形成在所述喷射器管的所述入口的外侧的所述环绕气室的第二部分；

筛选板，其形成在所述盖的所述侧壁内，包括在50到300个之间的离散的孔口，该孔口构造成将所述环绕气室的所述第一部分与在所述侧壁外部形成的供给腔流体地连接；

其中所述筛选板还包括所述盖的所述侧壁的径向限定的区段，所述侧壁的所述径向限定的区段围绕所述侧壁的整个周边周向地延伸。

当结合附图和所附权利要求书时，在查看了优选实施例的以下详细描述之后，本申请的这些和其他特征将变得明显。

附图说明

结合附图，通过仔细研究本发明的示例性实施例的以下更详细的描述，此发明的这些和其他特征将被更完整地理解和领会，在附图中：

图1是其中可使用本发明的实施例的示例性燃气涡轮机的截面示意性表示；

图2是常规燃烧器和其中可使用本发明的实施例的包围系统的截面示意性图示；

图3是具有其中可使用本发明的实施例的示例性分级喷射系统的常规燃烧器的截面示意性表示；

图4是常规分级喷射器的截面视图；

图5是另一常规分级喷射器的截面视图；

图6是根据本发明的实施例的分级喷射器的截面侧视图；

图7是根据本发明的实施例的具有侧向导叶的喷射器管的透视图；

图8是按照本发明的分级喷射器相对于燃烧器的内和外径向壁的可能安装构造的截面侧视图；

图9是按照本发明的分级喷射器相对于燃烧器的内和外径向壁的备选安装构造的截面侧视图；

图10是按照本发明的实施例的具有侧向导叶的喷射器管的外节段的侧视图示意性表示；

图11是图10的喷射器管的顶视图；

图12是按照本发明的实施例的具有交错的侧向导叶的喷射器管的外节段的侧视示意性表示；

图13是按照本发明的备选实施例的具有交错的侧向导叶的喷射器管的外节段的侧视示意性表示；

图14是按照本发明的备选实施例的具有交错的侧向导叶的喷射器管的外节段的侧视示意性表示；

图15是按照本发明的备选实施例的具有交错的侧向导叶的喷射器管的外节段的示意性表示的顶视图；

图16是根据本发明的备选实施例的具有盖的分级喷射器的截面侧视图；

图17是图16的分级喷射器的盖的透视图；以及

图18是图16的分级喷射器的盖的截面侧视图。

具体实施方式

本发明的各方面和优点在以下说明中阐述，或者可由该说明而显而易见，或者可通过实践本发明而获悉。现在将详细参考本发明的当前实施例，其一个或更多示例在附图中图示。详细描述使用数字编号来指代图中的特征。图和描述中相同或相似的编号被用来指本发明的实施例中相同或相似的部分。如将会理解的那样，每个示例都作为本发明的解释而非本发明的限制提供。实际上，对于本领域技术人员将会明显的是在本发明中可做出各种改型和变型而不背离本发明的范围或精神。例如，作为一个实施例的一部分图示并描述的特征可用在另一实施例上来产生又其他的实施例。因此，其意图在于本发明覆盖落入所附权利要求书及其等价物范围内的此类改型和变型。应该理解的是本文所提的范围和极限包括位于所规定的极限范围内的全部子范围，包括极限本身，除非另外指出。另外，某些术语已经被选择来描述本发明及其构件子系统和部分。尽可能地，这些术语都基于对于本技术领域常见的专业术语而选择。另外，将会理解的是这样的术语常面临不同的解释。例如，在本文可能作为单个构件提及的，在其他的地方可能作为由多个构件组成而提及，或者，在本文可能作为包括多个构件而提及的，在其他的地方可能作为单个构件而被提及。因而，在理解本发明的范围时，应不仅注意使用的特定术语，还应该注意相伴的描述和上下文，以及所提及并描述的构件的构造、功能和/或用途，包括该属于涉及若干附图的方式，以及当然，该术语在所附权利要求书中的精确使用。另外，当以下示例关于特定类型的燃气涡轮机或涡轮发动机呈现时，如相关技术领域的普通技术人员将会理解的那样，本发明的术语也可应用于其他类型的涡轮发动机。

贯穿此申请可使用若干描述性术语以便解释涡轮发动机和/或包括在其中的若干子系统或构件的运行，并且其也可证明对在此部分的开始限定这些术语是有益的。因此，除非另外指出，否则这些术语以及它们的定义如下。术语“前向”和“后向”，在没有进一步特殊性的情况下，指相对于燃气涡轮机的定向的方向。因此，“前向”指的是发动机的压缩机端，而“后向”指的是发动机的涡轮端。在燃烧器内，术语“前向”和“后向”指相对于燃烧器的定向的方向，其中术语“前向”指的是燃烧器的头端，而“后向”指的是连接至涡轮的端部。因而这些术语的每一个都可以用来指沿着机械或燃烧器或如将在上下文中显而易见的其它构件的纵向中心轴线的运动或相对位置。术语“下游”和“上游”用来指规定的导管内相对于穿过其移动的流的总体方向的位置。如将会理解的那样，这些术语指相对于正常操作期间穿过指定的导管预期的流的方向的方向，其对于本领域技术人员是显而易见的。因而，术语“下游”指流体沿其流过指定导管的方向，而“上游”指其相反的方向。因而，例如，穿过燃气涡轮机的工作流体的主要的流，其在空气移动穿过压缩机时开始，并且然后变成燃烧器内的燃烧气体并超出，可描述为在朝向上游或压缩机的前向端的上游位置开始，并且终止于朝向涡轮的下游或后向端的下游位置。

关于描述普通类型燃烧器内的流的方向，如以下更详细地讨论的那样，将会理解的是，压缩机排放空气典型地通过朝向燃烧器的后向端集中(相对于燃烧器的纵向中心轴线以及限定前向/后向区别的前述压缩机/涡轮定位)的冲击端口进入燃烧器。一旦在燃烧器中，压缩的空气就由围绕内部室朝向燃烧器的前向端形成的流环道(flow annulus)引导，空气流在前向端处进入内部室且，反转其流动方向，向燃烧器的后向端行进。在又另一个上下文中，穿过冷却通道或通路的冷却剂的流可以以相同的方式处理。

另外，给定的围绕中心公共轴线的压缩机和涡轮的构造，以及围绕对于许多燃烧器类型典型的中心轴线的圆柱形构造，在本文可使用描述相对于此类轴线的位置的术语。在这方面，将会理解的是术语“径向”指的是垂直于轴线的运动或位置。与此相关，可能要求描述距中心轴线的相对距离。在此情况下，例如，如果第一构件在比第二构件更靠近中心轴线的位置，则第一构件将会被描述成第二构件的“径向向内”或者“内侧”。一方面，如果第一构件在比第二构件距中心轴线更远的位置，则第一构件在本文将会被描述成第二构件的“径向向外”或者“外侧”。另外，如将会理解的那样，术语“轴向”指的是平行于轴线的运动或位置，而术语“周向”指的是围绕轴线的运动或位置。如所提及的那样，虽然这些术语可相对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，但是这些术语也可关于可能合适的发动机的其他构件或子系统而使用。

作为背景，现在参考附图，图1图示了示例性燃气涡轮机10，其中可使用本申请的实施例。本领域技术人员将会理解的是，本发明可不限于在该特定类型的涡轮发动机中使用，并且，除非另外指出，否则所提供的示例不意味着是如此限制性的。通常，燃气涡轮机通过从加压的热气体流提取能量操作，热气体由压缩的空气流中的燃料的燃烧产生。如图所示，燃气涡轮机10可包括轴流式压缩机11，轴流式压缩机11经由公共的轴或转子机械地联接到下游涡轮区段或涡轮12，其中燃烧器13定位在它们之间。如图所示，燃气涡轮机10的公共的轴形成延伸穿过压缩机11和涡轮12的中心轴线18。

压缩机11可包括多个级，其每一个都可包括一排压缩机转子叶片14，继之以一排压缩机定子叶片15。因此，第一级可包括一排压缩机转子叶片14(其围绕中心轴线18旋转)，继之以一排压缩机定子叶片15(其在运行期间保持静止)。涡轮12也可包括多个级。在图示示例性涡轮12的情况下，第一级可包括一排喷嘴或涡轮定子叶片17(其在运行期间保持静止)，继之以一排涡轮轮叶或转子叶片16(其在运行期间围绕中心轴线18旋转)。如将会理解的那样，其中一排内的涡轮定子叶片17通常是彼此周向隔开并且关于旋转轴线固定的。涡轮转子叶片16可安装在转子轮或盘上用于围绕中心轴线18旋转。将会理解的是涡轮定子叶片17和涡轮转子叶片16位于涡轮12的热气体路径中，并且与移动穿过其的热气体相互作用。

在一个操作示例中，转子叶片14在轴流式压缩机11内的旋转压缩空气流。在燃烧器13中，当压缩的空气流与燃料混合并被点燃时，释放能量。得到的来自燃烧器13的热燃烧气体流(其可被称为工作流体)然后被指引到涡轮转子叶片16上，其中其流动引起转子叶片16围绕轴旋转。以这种方式，工作流体的流的能量被转换成旋转叶片和旋转轴的机械能，考虑到转子叶片和轴之间经由转子盘的连接。轴的机械能然后可被用来驱动压缩机转子叶片的旋转，使得产生所需的压缩的空气的供应，以及也例如驱动用于电力生产的发电机，如在发电应用中将出现的情况那样。

图2提供了常规燃烧器13和包围结构的简化横截面视图。如将会理解的那样，燃烧器13可轴向地限定在头端19和后框架20之间，头端19定位在燃烧器13的前端处，而后框架20定位在燃烧器13的后端处，并且起作用来将燃烧器13连接到涡轮12上。主或前喷射器21可朝向燃烧器13的前端定位。如本文所用，前喷射器21指燃烧器13中的最前面的燃料和空气喷射器，其典型地用作用来混合燃料和空气来用于燃烧的主要构件。前喷射器21可连接到燃料线22上并包括喷嘴23。前喷射器21的喷嘴23可包括任何类型的常规喷嘴，诸如微混合器喷嘴，具有涡流或漩涡喷嘴构造的喷嘴，或者满足本文所讨论的功能性的其他类型的喷嘴。如图示的那样，头端19可提供各种歧管、装置和燃料线22，燃料穿过它们可被输送到前喷射器21。如图所示，前端19也可包括端盖27，其如将会理解的那样，形成限定在燃烧器13内的大内腔的前轴向边界。

如图所示，限定在燃烧器13内的主要内腔再分成若干较小的空间或室。这些室可包括流指引结构(诸如壁、端口等)，其构造成沿期望的流路径指引压缩的空气、燃料/空气混合物、以及燃烧产物的流。如以下将更详细地讨论的那样，燃烧器13的内腔可包括内径向壁24和围绕内径向壁24形成的外径向壁25。如图所示，内径向壁24和外径向壁25可构造成使得在其间限定流环道26。如进一步图示的那样，在限定在内径向壁24内的区域的前向端，限定前向室28，以及在前向室28的后向的后向室29。如将会理解的那样，前向室28是内径向壁24的区段，该区段典型地称作盖组件30。如将会理解的那样，后向室29限定一区域，在该区域内在前喷射器21内聚集的燃料和空气混合物被点燃并燃烧，并且因而该区域可被称作燃烧区29。将会理解的是，假定为此布置，前向室和后向室28，29可被描述成在它们的构造中轴向地堆叠。除非另外特别地限制，否则本发明的燃烧器13可布置成环形燃烧器或者罐－环形燃烧器。

如图所示，盖组件30可从其与端盖27形成的连接向后延伸，并且大体上被外径向壁25的轴向区段包围，该轴向区段在本文中可被称作燃烧器壳体31。如将会理解的那样，燃烧器壳体31可正好形成在盖组件30的外表面外侧并且对其成隔开关系。以这种方式，盖组件30和燃烧器壳体31可在它们之间形成流环道26的轴向区段。如将会理解的那样，盖组件30还可容纳并且结构上支撑前喷射器21的喷嘴23，前喷射器21可定位在盖组件30的后端处或附近。

出现于前喷射器21正下游的后向室或燃烧区39可周向地由内径向壁24的轴向区段限定，该轴向区段取决于燃烧器的类型可被称作衬套32。从衬套32开始，后向室29可向后延伸穿过内径向壁24的下游区段，其常常称作过渡件34。如将会理解的那样，内径向壁24的此后向轴向区段向燃烧器13与涡轮12形成的连接指引热燃烧气体的流。尽管其他的构造是可能的，但在过渡件34内后向室29(即燃烧区29)的横截区域从衬套32的典型地圆形形状平滑地过渡至过渡件34出口的更加环状的形状，其对于以期望的方式将热气体流指引到涡轮叶片上是必需的。如将会理解的那样，衬套32和过渡件34可构造成分离地形成的构件，它们经由一些常规方式(诸如机械附接)而连结。但是，根据其他设计，衬套32和过渡件34可形成为整体构件或单一体。因此，除非另外指出，否则对内径向壁24的引用应被理解为包括任一备选方式。

如所提及的那样，外径向壁25可包围内径向壁24，使得在其间形成流环道26。根据示例性构造，在内径向壁24的衬套32区段周围定位的是可称作衬套套管33的外径向壁25的区段。尽管其他的构造也是可能的，但是衬套32和套管33形状可为圆柱形的并且同心地布置。如图所示，形成在盖组件30和燃烧器壳体31之间的流环道26的区段可连接到限定在衬套32和衬套套管33之间的流环道26上，并且以这种方式，流环道26向后延伸(即，朝向涡轮12)。如图所示，以类似的方式，在内径向壁24的过渡件34区段周围定位的是可称作过渡套管35的外径向壁25的区段。如图所示，过渡套管35构造成包围过渡件34，使得流环道26进一步向后延伸。

根据提供的示例，将会理解的是流环道26在前端和后端之间轴向地延伸，前端限定在头端19的端盖27处，后端在后框架20附近。更具体地，将会理解的是内径向壁24和外径向壁25(如可由盖组件30/燃烧器壳体31，衬套32/衬套套管33，以及过渡件34/过渡套管35对的每一对限定)可被构造成使得流环道26在燃烧器13的大部分轴向长度上延伸。如将会理解的那样，像衬套32和过渡件34一样，衬套套管33和过渡套管35可包括分离地形成的构件，它们经由一些常规方式(诸如机械附接)而连结。但是，根据其他设计，衬套套管33和过渡套管35可作为整体构件或单一体一起形成。因此，除非另外指出，否则对外径向壁25的引用应被理解为包括任一备选方式。

衬套套管33和/或过渡套管35可包括多个冲击端口41，冲击端口41允许燃烧器13外的压缩的空气进入流环道26。将会理解的是，如图2中所示，压缩机排放壳体43限定燃烧器13周围的压缩机排放腔44。根据常规设计，压缩机排放腔44可构造成从压缩机11接收压缩的空气供应，使得压缩的空气穿过冲击端口41进入流环道26。如将会理解的那样，冲击端口41可构造成冲击进入燃烧器13的空气流，使得产生快速移动的空气射流。这些射流相对内径向壁24的外表面成列(train)——如刚才所描述的，内径向壁24可包括衬套32和过渡件34，或者整体的单一体——以便在运行其间对流冷却内径向壁24。根据常规设计，一旦在流环道26中，压缩的空气则典型地被引向燃烧器13的前端，在那里经由形成在盖组件30中的一个或更多盖入口45，空气流进入盖组件30的前向区。一旦处在盖组件30中，则压缩的空气然后可被引向前喷射器21的喷嘴23，如所提及的那样，在那里压缩的空气与燃料混合以用于在燃烧区29内燃烧。

图3图示了具有分级喷射系统50的燃烧器13的视图，其使得能够燃料和/或空气到燃烧区29的向后、向下游、或轴向分级的喷射。将会理解的是这样的燃料和空气喷射系统通常被称作补充喷射系统、延迟-贫喷射系统、轴向分级喷射系统、再热系统等。如本文所用，这些类型的燃料和空气喷射器、喷射系统和/或与之相关的构件的不同方面将被大体上无限制地(除了本文所提供的)称作“分级喷射系统”，以及在此类系统中使用的喷射器称作“分级喷射器”。还将进一步认识到的是，图3的分级喷射系统50与示例性常规设计一致并且仅提供成用于那些目的。

如将会理解的那样，已经为了多种原因开发出用于燃气涡轮机燃烧器的分级喷射系统，包括为了降低排放。虽然对于燃气涡轮机的排放水平取决于许多标准，但重要的因素与燃烧区内反应物的温度相关，其已经显示出对某些排放水平影响更大，诸如NOx。将会理解的是燃烧区中反应物的温度与燃烧器的出口温度成比例地相关，其对应于在布雷顿循环类型发动机中更高的压力比和改善的效率水平。因为已经发现NOx的排放水平与反应物温度有着强烈而直接的关系，所以现代的燃气涡轮机已经能够仅通过例如先进的燃料喷嘴设计和预混合之类的技术进步而保持可接受的NOx排放水平，同时保持升高的点火温度。在这些进步之后，已经采用轴向分级喷射来使得能够进一步升高点火温度，因为发现在较高温度下反应物在燃烧区内较短的驻留时间降低了NOx水平。

在运行中，如将会理解的那样，此类分级喷射系统典型地在典型地是在燃烧器前端处的主喷射点的下游引入燃烧器总空气和燃料供应的一部分。将会理解的是喷射器的此类下游定位减少了燃烧反应物保持在火焰区域的较高温度下的时间。这就是说，缩短反应物在离开火焰区之前行进的距离减少那些反应物驻留在燃烧器的最高温度内的时间，这继而减少了NOx形成并且降低了整体NOx排放水平。这已经允许将燃料/空气混合或预混合技术与下游喷射的减少的反应物驻留时间相联接的先进燃烧器设计，以实现燃烧器点火温度更进一步的增加，并且重要的是，更高效的发动机，同时也保持可接受的NOx排放水平。如将会理解的那样，还有限制可进行下游喷射的方式和程度的其他考虑。例如，下游喷射会促使CO和UHC的排放水平升高。就是说，如果燃料以太大的数量在燃烧区中下游太远的位置喷射，这可能导致燃料的不完全燃烧或CO的不充分燃尽。因此，虽然关于延迟喷射的基本原理以及其如何使用来影响某些排放可能是通常已知的，但设计的障碍依然是此策略如何可以最佳利用以便使得能够实现更高效和更清洁的运行的发动机。

在一个示例性构造中，如图3中所示，分级喷射系统50包括前喷射器21以及一个或更多分级喷射器51。如本文所用，分级喷射器51是从前喷射器21向后轴向地分开的喷射器。根据一个示例性布置，分级喷射器51中的每一个都包括连接到喷射器管53上的燃料通路52。在喷射器管53内，产生燃料/空气混合物用来喷射到燃烧区的下游部分中。如图所示，燃料通路52可包含在燃烧器13的外径向壁25内，但是用于燃料输送的其他装置和方法也是可能的。燃料通路52可在出现在头端19附近的到燃料源的连接和它与分级喷射器51的连接之间延伸。尽管其他的构造也是可能的，但可将多个分级喷射器51定位在燃烧区29的周边周围。如图所示，分级喷射器51的轴向定位可为衬套32/衬套套管33组件的后端。其它轴向定位也是可能的。喷射器管53可构造成跨越流环道26或与之相交和延伸，以及传递在其内的流来用于喷入燃烧区29。

如图3的示例中进一步所示，分级喷射系统50可包括围绕燃烧器13的后向室29周向地隔开的若干分级喷射器51。此类分级喷射器51可整体结合到衬套32/衬套套管32组件或过渡件34/过渡套筒35组件中(或者，更一般地，内径向壁24/外径向壁25组件)。分级喷射器51可阵列成使得燃料/空气混合物在围绕燃烧区29多个周向隔开的点处被喷射。如图所示，分级喷射器51可围绕共同的轴向位置定位。就是说，多个分级喷射器51可围绕沿燃烧器13的纵向中心轴线47近似相同的轴向位置定位。对于此构造，分级喷射器51可被描述为定位在公共平面上，或者如本文将会指出的那样，如图3中所示的喷射基准平面48。

图4和5示出了常规分级喷射器51的示例性构造。如图所示，示例性分级喷射器51中的每一个都可包括跨越流环道26延伸的喷射器管53。喷射器管53可构造为限定喷射通路57的圆柱形管。喷射通路57可构造成将分级喷射器51内带到一起的燃料/空气跨越流环道26运载来用于最终喷射到燃烧区29中。

现在特别地参考图4，根据一个布置，喷射器管53经由外端口54摄入空气供应，外端口54将喷射器管53流体地连接至压缩机排放腔44，其环绕燃烧器13的外径向壁25。尽管其它构造也是可能的，但喷射器管53可进一步包括燃料端口56，以用于将燃料喷射(经由燃料通路52传递到它)到摄入的空气供应中。根据备选的布置，如图5中所示，分级喷射器51可包括定位在喷射器管53的外侧端周围的盖63。如图所示，盖63可用于控制、限制、或防止空气直接从压缩机排放腔44进入喷射器管53。如将认识到的，盖63还可构造成创建另外的包封的空间体积，在其内燃料和空气可在喷射之前更充分地混合。将认识到的是，这样的盖63可用于将分级喷射器51和与压缩机排放腔44连通的直接流体基本隔离。而是，分级喷射器51可包括穿过喷射器管53形成的侧向端口55，穿过其从流环道26摄入空气供应。

现在综合参考图6到18，描述了按照本发明的分级喷射器和相关的构件。如将认识到的，本发明的分级喷射器可用作下游、延迟-贫、或分级喷射系统的一部分，如已经描述的，其可构造成将燃料和空气的混合物喷射到燃烧区的下游或后端。作为最初的问题，将认识到的是，可以根据先前描述的燃烧器/燃气涡轮机的定向特性来描述分级喷射器和各种相关的构件，分级喷射器和各种相关的构件在燃烧器/燃气涡轮机内运行。因此，出于本文中的目的，对于分级喷射器和相关的构件的相对径向、轴向、以及周向定位可相对于燃烧器13的中心纵向轴线47(如上面描述的，其延伸穿过由内径壁24限定的燃烧区29)来描述。另外，如本文中所使用的，前向和后向方向相对于燃烧器的前端(由头端19的位置限定)和燃烧器13的后端(由与涡轮12产生的连接限定)限定。最后，流动方向(以及与其相关的上游和下游指示)相对于在发动机的正常操作期间指定的导管内流体的预期的流动方向限定。

现在具体参考图6，根据一个示例，本申请的分级喷射器51包括限定喷射通路57的喷射器管53。喷射器管53可包括在形成于一端的入口61和形成于另一端的出口62之间延伸的刚性侧向壁，且在入口61和出口62之间，侧向壁可包封喷射通路57。如图所示，喷射器管53的出口62将喷射通路57流体地连接至燃烧区29，而入口61设置在出口62的外侧且定位成使得喷射器管53相对于燃烧区29维持陡的喷射角。(如本文中所使用的，喷射角是在喷射通路57的纵向轴线和燃烧区29的纵向轴线之间形成的角度。)如所示出的，喷射角可为大致90°。根据其它的实施例，喷射角可在70°和110°之间。喷射器管53可包括外节段58，如本文中所使用的，其为在喷射器管53的外侧端处喷射器管53的纵向限定的节段。如所指出的，到一侧外节段58可界定喷射器管53的入口61。外节段58包括外部面59，如将认识到的，其限定外节段58的周边。外节段58还可包括限定喷射通路57的一部分的内部面60。

如所示出的，根据本实施例，分级喷射器51还包括盖63，其形成在喷射器管53的外节段58周围。盖63可构造成将外节段58基本包封在环绕气室66内。出于本文中的描述性的目的，盖63可描述为包括过渡到顶板壁69的侧壁68。如所指出的，侧壁68是盖63的径向重叠且环绕喷射器管53的外节段58的一部分。环绕气室66的第一部分72可描述为形成在盖63的侧壁68和外节段58的外部面59之间。还如所示出的，顶板壁69是盖63的形成在喷射器管53的入口61外侧的部分。顶板壁69可横跨在侧壁68的外边界或边缘之间，以便在喷射器管53的入口61的外侧形成环绕气室66的第二部分73。具体地，环绕气室66的第二部分73可描述为形成在入口61和顶板壁69之间。如将认识到的，环绕气室66的第一部分72和第二部分73并未物理地分离，而是处于本文中的描述性的目的而限定为分离的空间。根据某些优选的实施例，喷射器管53的外节段58可具有圆柱形形状，且盖63的侧壁68也可具有圆柱形形状。喷射器管53的外节段58和盖63的侧壁68可同中心地布置。

分级喷射器51可进一步包括穿过盖63形成的指向端口，其将在本文中称为指向盖端口65。根据示例性实施例，指向盖端口65穿过盖63的侧壁68的一侧形成，使得进入环绕气室的空气流是不对称的或指向偏向的。在这种情况下，指向盖端口65将环绕气室66的第一部分72流体地连接至在盖63外部形成的供给腔。如下面更多描述的，供给腔可为压缩机排放腔44或流环道，这取决于分级喷射器51相对于内和外径向壁24,25的构造。

分级喷射器51还可包括设置在喷射器管53的外节段58的外部面59上的流指引侧向导叶70。侧向导叶70可构造成使穿过指向盖端口65进入环绕气室66的第一部分72的空气流径向偏转。如将认识到的，径向偏转可将空气流朝环绕气室66的第二部分73重新指引，在该处其可获得通向喷射器管53的入口61。侧向导叶70可构造成调节移动穿过分级喷射器51的空气流，以用于与燃料供应更有效和均匀的混合。该特征可确定到喷射器管58的入口流的方向性和速度。如将认识到的，入口的正下游是流与燃料混合的地方。由于实现均衡均质的燃料/空气混合物是关键的，如本文中所提供的，侧向导叶70可用于调节空气流的重要功能以便促进该结果。

如在外部面59和内部面60之间进一步所示，喷射器管53的外节段58可包括燃料气室64。优选地，燃料气室64包括包围喷射通路57的连续通路。如此，燃料气室64可将燃料传递至若干燃料端口56，其围绕喷射通路57周向地间隔。燃料端口56可穿过喷射器管53的内部面60形成。根据备选的实施例，燃料端口56穿过喷射器管53的外部面59形成。

现在参照图7，提供喷射器管53的外节段58的透视图来示出可附连至外节段58的侧向导叶70的示例性构造。如所绘出的，侧向导叶70可构造为大致径向定向的翅片。每一个可从外节段58的外部面59突出且相对于其形成陡的角。根据示例性实施例，侧向导叶70可相对于直接环绕其的外部面59大致垂直而延伸。出于本文中的描述性的目的，侧向导叶70中的每一个可经由限定其周长的边缘来描述，如所示出的，该边缘可包括：相对的近和远边缘76,77；以及相对的内和外边缘78,79。如所指出的，近边缘76指定为侧向导叶70沿其附接至外节段58的外部面59的边缘，而远边缘77是与外部面59相对且从外部面59偏移的边缘。内边缘78是侧向导叶70的最内边缘，而外边缘79是侧向导叶70的最外边缘。而且，侧向导叶70包括如下指定的尺寸特性：侧向导叶70的高度测量内边缘78和外边缘79的径向距离；以及侧向导叶70的宽度测量近边缘76和远边缘77的距离。

出于描述性的目的，还如图7中所示，可画出将喷射器管53的外节段58平分或划分成大致半部的基准平分面81。如将认识到的，这样做，外节段58的外部面59随后划分成相对的第一和截面外部面59a,59b。基准平分面81可包括：上游端83，其在基准平分面81首先相交外节段58的外部面59的点处；以及下游端84，其在基准平分面81的延续部分接下来相交外节段58的外部面59的点处。在这种情况下，如将认识到的，第一外部面59a和第二外部面59b中的每一个可描述为包括：上游边缘85(其限定在基准平分面81的上游端83处)；以及下游边缘86(其限定在基准平分面81的下游端84处)。如将在下面更多讨论的，基准平分面81可根据空气流进入且流过环绕气室66的方向性来定向。更具体地，基准平分面81可定向成使得基准平分面81的延续部分从上游端83朝向指向盖端口65对准或平分指向盖端口65。

如进一步所示，根据优选的实施例，第一和第二外部面59a,59b两者包括多个侧向导叶70。在外部面59a,59b的每一个上，多个侧向导叶70可在上游边缘85和下游边缘86之间周向地间隔。如还指出的，侧向导叶70自身可描述为包括相对的面，其根据到外部面59的上游边缘85和下游边缘86的相对接近度来规定为上游面87和下游面88。最终，如本文中使用的，侧向导叶70的上游面87的表面面积是描述上游面87的总表面面积的特性，其为将在下面的讨论中涉及到的特性。

现在具体参考图8和9，分级喷射器51可构造成经由指向盖端口65接收直接来自压缩机排放腔44，或备选地，经由流环道26间接来自压缩机排放腔44的空气供应。如已经描述的，燃烧器13可包括内径向壁24、外径向壁25、以及在它们之间形成的流环道26，且压缩机排放腔44可围绕外径向壁25形成。环绕气室66的内边界可规定为底板壁89。因此，环绕气室66的内侧可由底板壁89进一步界定，底板壁89横跨在侧壁68的内边界或边缘之间。底板壁89因此跨越环绕气室66与顶板壁69相对。喷射器管53的外节段58的内边界可相对于底板壁89限定。具体地，外节段58的内边界可描述为与底板壁89共面。根据一个可能的布置，如在图8中示出的，底板壁89与燃烧器的外径向壁25大致共面地驻留。在该情况下，用于指向盖端口65的供给腔变为围绕燃烧器13的外径向壁25形成的压缩机排放腔44。因此，如所显示的，穿过盖63的侧壁68形成的指向盖端口65接受直接来自压缩机排放腔44的空气流。备选地，如图9中所示，底板壁89可在燃烧器13的外径向壁25的内侧形成。在该情况下，如所示出的，指向盖端口65可直接连接至流环道26。在任一情况下，盖63的顶板壁69可构造为连续的壁，其将环绕气室66的第二部分73与供给腔流体地隔离，这意味着用于分级喷射器51的空气总供应经过在侧壁68形成的开口(即，指向盖端口65)。

指向盖端口65可包括定位和/或集中在盖63的侧壁68的仅一侧的一个或更多个开口。如将认识到的，在指向盖端口65以该方式定位的情况下，所得的穿过环绕气室66的空气流将具有强的方向偏差。在没有侧向导叶70的情况下，围绕喷射器管53的周边的流量将由于入口处的初始方向和到喷射器管53的入口61的流所需的方向之间的方向差而改变。如本文中所提供的，侧向导叶70可定位和定向成以便将空气在进入朝入口61定向的径向一个后从主要轴向流重新指引。因此，在运行中，空气流经由指向盖端口65进入环绕气室66的部分可通过侧向导叶70朝喷射器管53的入口61重新指引。这可以以一种方式完成使得整个流的方向以更空气动力学高效的方式朝入口61逐渐地转向。如下面更多讨论的，侧向导叶70可以以调节和平衡在喷射器管53的入口61周围的流的方式交错，这可进一步改善分级喷射器51的空气动力学性能。该交错可包括改变侧向导叶70的大小(包括高度、宽度、以及表面面积)、侧向导叶70的位置、以及侧向导叶70相对喷射器管53的轴线倾斜或成角的程度。

现在参考图10和11，提供了初始非交错的实施例，其展示了侧向翅片70围绕喷射器管53的外部面59的示例性周向放置。图10提供了喷射器管53的外节段58的侧视图，其显示可创建到基准平分面81的任一侧的外部面59a,59b的一个上的侧向导叶70的定位，而图11提供了相同构造的外侧视图。如所示出的，侧向翅片70可围绕外部面59的周边均匀地间隔。如图11中最清楚地所示，基准平分面81可依照穿过环绕气室66的主要流方向(其方向由箭头指示)对齐。如所讨论的，主要流方向可源于一个或更多个指向盖端口65的不对称的放置，其可包括限制于盖63的仅一侧的放置。流动方向可进一步根据跨越盖63的侧壁68的压差来发展，其例如可存在于以下情况中，供给腔是流环道26，其中移动穿过其的总空气供应朝向燃烧器13的头端19指引。

根据图10和11的示例，侧向导叶70可径向地定向且具有线性构造。因此，侧向导叶70可限定在侧向导叶70的内边缘78和外边缘79之间径向地延伸的基本线性的路径。备选地，如关于图12更清楚地显示的，侧向导叶70可限定弯曲的或部分弯曲的路径。这可包括侧向导叶70中的每一个在上游面87具有凹入区段。根据优选的实施例，该凹入区段可定位靠近侧向导叶70的内边缘78，这就是说，它界定侧向导叶70的内边缘78。如进一步显示的，根据图10和11的非交错的布置，侧向导叶70的高度和宽度可跨越外部面59a,59b中的每一个保持基本恒定的。根据示例性交错的实施例，如下面关于图12到15讨论的，侧向导叶70的高度和宽度可根据周向位置改变以便促进改善的空气动力学性能。

现在参考图12到15，侧向导叶70可根据交错的构造在外部面59上形成和定位。如将认识到的，图12到14示出限定至基准平分面81的每一侧的喷射器管53的外节段58的外部面59a,59b的半部，而图15提供了外节段58的外侧视图。根据本发明，交错的构造可包括意图说明环绕气室66内的空气流的指向性的侧向导叶内的指向不对称或尺寸变化。如将展示的，本发明的交错的构造可以是以下的一个：有益地调节进入环绕气室66的第一部分72的流，沿朝向入口61更径向地大小的轨道在级中使该流径向地偏转，以及是渐进的使得总流的部分更均匀地传递至喷射器管53的入口61的不同侧。如将认识到的，交错的构造可因此调节且测量流使得喷射器管53周围的空气动力学性能增强，这可改善喷射器管53内的燃料混合特性。

图12是按照本发明的示例性实施例其中侧向导叶70是交错的的喷射器管53的外节段58的侧视示意性表示。在该情况下，交错的构造包括相对于侧向导叶70的周向位置改变侧向导叶70的高度以及上游面87的表面面积。根据优选的实施例，高度的改变包括在侧向导叶70中的每一个的周向定位靠近外部面59的下游边缘86时渐进的增加。如将认识到的，这导致表面面积以相同的方式渐进地增加。

图13是按照本发明的备选实施例的具有交错的侧向导叶70的喷射器管51的外节段58的侧视示意性表示。在该示例中，侧向导叶70的高度保持恒定的。侧向导叶70的高度也远小于外节段58的外部面59的总高度，这可允许侧向导叶70之间的径向定位显著地改变。因此，侧向导叶70可根据侧向导叶70在外部面59上的相对径向放置而交错。具体地，根据图13的备选方案，交错的构造包括相对于侧向导叶70的周向位置来改变侧向导叶70的径向位置。根据优选的实施例，侧向导叶70的内边缘78的径向位置可在导叶70的周向位置靠近下游边缘86时定位更靠近于底板壁89。

图14是按照本发明的备选实施例的具有交错的侧向导叶70的喷射器管53的外节段58的侧视示意性表示。如已经在上面的图中更小程度地所示，侧向导叶70可相对于喷射器管53倾斜。具体地，侧向导叶70可相对于喷射器管53的纵向轴线成角度。该斜面或角度可为其中在侧向导叶70从内边缘78延伸至外边缘79时侧向导叶70沿下游方向(即，外部面59的下游边缘86)斜向的下游倾斜构造。根据某些实施例，侧向导叶70中的每一个可包括该下游倾斜构造。侧向导叶70中的每一个可根据相同的角度或根据图14中所示的示例性构造倾斜，侧向导叶70可在每个改变的角度向下游偏倾。以这种方式，如图所示，备选的交错的构造可通过改变下游倾斜构造相对于侧向导叶70的周向位置的角度来形成。如所示出的，这可包括在导叶70的周向位置靠近下游边缘86时变得不那么倾斜的(即，更径向地定向的)侧向导叶70。

图15是依照另一备选方案的具有交错的侧向导叶70的喷射器管51的外节段58的示意性表示的顶视图。如所显示的，在该情况下的交错的构造包括相对于每一个的周向位置改变侧向导叶70的宽度。如先前所述，侧向导叶70的宽度是近边缘76和远边缘77之间的距离。根据优选的实施例，宽度可每侧向导叶70中的每一个的周向位置而渐进地改变。具体地，侧向导叶70的宽度可在侧向导叶70的位置靠近外部面59的下游边缘86时增加。

现在参考图16到18，示出了分级喷射器51的备选实施例，其中盖63包括筛选区段或板(“筛选板90”)，其包括许多小的筛选或调节孔口(“孔口91”)，它们构造成调节从供给腔进入环绕气室66的空气流。意图关于图16到18描述的本发明的各方面可独立地使用或结合上面关于图6到15提供的那些方面来使用。如本文中所提供的，当前描述的筛选板90可构造成允许期望水平的入口流到分级喷射器51中，出于性能益处调节该流，以及限定和控制供应至喷射器管53的入口61的空气流的变化性来用于与燃料供应的有利混合。额外的益处包括改善的排放和更加强的火焰保持裕度。本发明还可在对于组件给定其可制造性和效率的情况下实现成本降低。例如，本设计可允许受损零件的方便替换，以及使其成本效果合算来替换构件，以实现分级喷射器51内的新的空气流目标。如将讨论的，盖63的本设计还通过在构件中心线周围直接定位和螺接至分级喷射器51来限定和控制流径变化性。如将认识到的，空气流的水平和流径变化性可被严格地控制。

图16是根据示例性实施例的包括具有筛选板90的盖63的分级喷射器51的截面视图，而图17和18分别提供了盖63自身的透视图和侧视图。如所示出的，根据示例性构造，筛选板90形成为盖63的侧壁68的区段。同样地，筛选板90可具有环绕或包围喷射器管53的圆柱形构造。筛选板90可相对于喷射器管53同中心地布置，即，筛选板90可从喷射器管53偏移恒定的距离。如将认识到的，筛选板90从喷射器管53偏移的恒定的距离限定环绕气室66的第一部分72的大小。

尽管其它构造也是可能的，但筛选板90的孔口91可组织成围绕分级喷射器51的周边延伸的若干排/列。这就是说，根据优选的实施例，筛选板90和与其相关联的孔口91可围绕侧壁68的整个周边延伸。根据其它的实施例，筛选板90和与其相关联的孔口91可围绕侧壁68的至少大部分周边延伸。例如，筛选板90的示例性实施例使孔口91围绕侧壁68的大致四分之三(0.75)的周边延伸。

本实施例包括具有非常多的孔口91的筛选板90。如将认识到的，可能的实施例可包括比所示的示例性量多或少的孔口91。根据某些优选的实施例，孔口91的数量可在50和300之间。如进一步所示，孔口91可为紧密地成组的。根据优选的实施例，多个线性排可提供成围绕盖63周向地延伸。孔口91的这些线性排可为径向地堆叠的。如所显示的，可提供五个这样的排，但是具有或多或少的其它构造是可能的。如所示出的，在孔口91具有圆形截面形状的情况下，孔口91的放置可根据六角成组方案以在相邻的排之间部分重叠而密集地放置。在这样的情况下，筛选板90内限定开口的剩余结构可呈现网状或网格外观。其它构造也是可能的。

优选地，孔口91的截面形状为圆形的或椭圆的，但是其它形状也是可能的。孔口91可构造成沿着大致垂直于盖63的外表面的路径延伸穿过筛选板90的厚度。以这种方式，孔口91可沿轴线制成使得每一个大致定向朝向或对准喷射器管53，或更优选地，喷射器管53的中心轴线。根据示例性实施例，孔口91中的每一个延伸穿过筛选板90所沿的定向轴线可对准或朝向跨越环绕气室66的第一部分72与特定孔口91直接相对的喷射器管53的外部面59的区域。如在图17和18中进一步显示的，侧壁68可包括燃料通路开口93，其部分地中断筛选板90。用于将燃料通路52连接至分级喷射器51的其它构造也是可能的。

孔口91可在截面流动面积改变以便许可可期望水平的空气流由分级喷射器51摄入，同时还成形和定向成促进到进入流的特定方向性和速度。以这种方式，筛选板90可构造成按期望控制围绕喷射器管53的方向性、速度、以及流动水平。如将认识到的，筛选板90可根据宽范围的流动水平、速度、以及方向来调节空气流。具体地，筛选板90的圆柱形形状许可环绕气室66中的空气流的初始方向相对于它在喷射器管53内的最终流动方向不那么剧烈。孔口91的截面流动面积可围绕筛选板90的周边是恒定的。根据备选的实施例，孔口91的截面流动面积可依照环绕气室66内的预定或期望的流动特性而大小改变。例如，根据一个优选的实施例，孔口91的截面流动面积在筛选板90的一个区域中关于在筛选板90的分离区域中的孔口的截面流动面积而改变。如将认识到的，例如，这可被完成以实现围绕喷射器管53的均匀的流率。例如，当在运行期间在盖63的外部期望压差时，期望更高的压力水平则可减小孔口91的截面面积，和/或期望更低的压力水平则可增大孔口91的截面面积。以这种方式，到分级喷射器51中的流动水平可被平衡，使得空气动力学损失极小化。该类型的实施例可用在空气流是高度指向性的诸如流环道26的供给腔内。

根据优选的实施例，盖63还可包括穿过顶板壁69的中心形成的开口93，以用于将其紧固至喷射器管53。在该情况下，例如，螺纹螺栓94可用于将盖63高效地紧固在喷射器管53周围，同时还确保两个构件如所预期地对准。

本领域普通技术人员将会认识到的是，以上关于若干示例性实施例所描述的许多变化的特征和构造可进一步选择性地应用，以形成本发明其他可能的实施例。出于简短的目的，并且考虑了本领域普通技术人员的能力，并没有详细提供或者讨论全部可能的迭代，尽管由所附若干权利要求所包含的全部实施例的组合和可能的实施例或者其他都意在为本申请的一部分。另外，由本发明的若干示例性实施例的以上描述，本领域技术人员将会认知到改善、变化和改型。在本领域技术内的此类改善、变化和改型也意在由所述权利要求覆盖。另外，应该显而易见的是前述仅涉及所描述的本申请的实施例，且在此可做出众多变化和改型而不背离如由所附权利要求书及其等价物所限定的本申请的精神和范围。

Claims (10)

1.一种燃气涡轮机的燃烧器中的分级喷射器，其中所述燃烧器包括在前喷嘴的下游限定燃烧区的内径向壁，所述分级喷射器包括：

喷射器管，其包括包封在出口和入口之间延伸的喷射通路的侧向壁，其中：

所述出口将所述喷射通路流体地连接至所述燃烧区；

所述入口定位在所述出口的外侧，使得所述喷射通路包括陡的喷射角；

盖，其围绕所述喷射器管的外节段形成，以便将所述外节段包封在环绕气室内，其中所述盖还包括：

侧壁，其径向地重叠且包围所述喷射器管的所述外节段，由此在它们之间形成所述环绕气室的第一部分；以及

顶板壁，其横越在所述侧壁的外边缘之间，以便形成在所述喷射器管的所述入口的外侧的所述环绕气室的第二部分；以及

筛选板，其形成在所述盖的所述侧壁内，包括许多孔口，该孔口构造成将所述环绕气室的所述第一部分与在所述侧壁外部形成的供给腔流体地连接。

2.根据权利要求1所述的分级喷射器，其特征在于，所述分级喷射器包括在所述前喷射器的下游轴向分级的燃料和空气喷射器，所述分级喷射器根据所述燃烧器的定向特性是可描述的，其包括：

依照所述燃烧器的中心轴线限定的相对径向、轴向、以及周向定位，其纵向地延伸穿过限定在所述内径向壁内的所述燃烧区；

相对于由头端限定的所述燃烧器的前端和由与涡轮产生的连接限定的所述燃烧器的后端而限定的前向方向和后向方向；以及

相对于在所述燃气涡轮机的操作期间在指定的导管内预期的流动的方向而限定的流动方向。

3. 根据权利要求2所述的分级喷射器，其特征在于，所述外节段包括所述喷射器管的纵向限定的节段，其到一侧界定所述喷射器管的所述入口；

其中所述盖的所述顶板壁包括连续的壁，其将所述环绕气室的所述第二部分与所述环绕气室外部的区域流体地隔离；以及

其中，沿着内侧，所述环绕气室由底板壁限定，所述底板壁跨越所述环绕气室与所述顶板壁相对。

4.根据权利要求3所述的分级喷射器，其特征在于，所述筛选板包括所述盖的所述侧壁的径向限定的区段；以及

其中所述侧壁的所述径向限定的区段围绕所述侧壁的周边的至少大部分周向地延伸。

5.根据权利要求4所述的分级喷射器，其特征在于，所述侧壁的所述径向限定的区段围绕所述侧壁的周边的至少四分之三(0.75)周向地延伸。

6.根据权利要求4所述的分级喷射器，其特征在于，所述侧壁的所述径向限定的区段围绕所述侧壁的整个周边周向地延伸。

7. 根据权利要求4所述的分级喷射器，其特征在于，所述燃烧器包括外径向壁，所述外径向壁围绕所述内径向壁形成，使得在它们之间形成流环道；

其中压缩机排放腔围绕所述外径向壁形成；以及

其中所述筛选板包括在50到300个之间的孔口。

8.根据权利要求7所述的分级喷射器，其特征在于，所述侧壁的内边界限定成与所述底板壁共面，以及所述侧壁的外边界限定成与所述喷射器管的所述入口共面；

其中所述侧壁的所述径向限定的区段包括离所述侧壁的所述内边界和所述外边界两者基本恒定的径向偏移；

其中所述喷射器管包括圆柱形构造；

其中所述筛选板包括围绕所述喷射器管同中心地布置的圆柱形构造；以及

其中所述孔口中的每一个构造成沿着环绕所述孔口的大致垂直于所述筛选板的外表面的路径延伸穿过所述筛选板的厚度。

9. 根据权利要求7所述的分级喷射器，其特征在于，所述孔口以围绕所述侧壁的周边延伸的多个周向延伸的、径向堆叠的排来布置；

其中所述孔口包括圆形截面形状；以及

其中所述孔口以根据六角成组方案构造的紧密成组而布置，其中相邻的排中的所述孔口至少部分地重叠。

10.根据权利要求7所述的分级喷射器，其特征在于，所述喷射器管的所述外节段包括限定其周边的外部面；以及

其中所述孔口中的每一个延伸穿过所述筛选板所沿的轴线包括定向，使得所述孔口在跨越所述环绕气室的所述第一部分与所述孔口直接相对的所述外节段的所述外部面的区域上成列。