用于在燃气涡轮发动机中喷射燃料的系统

摘要

本公开的实施例提供一种涡轮燃烧器，其具有一级燃料喷射系统(19)、设置成围绕一级燃料喷射系统下游的一级燃烧区(52)的第一壁部分，以及设置在第一壁部分下游的第二壁部分。涡轮燃烧器还具有设置在第一壁部分和第二壁部分之间的二级燃料喷射系统(11)，其中，可从第一壁部分和第二壁部分移除二级燃料喷射系统。

说明书

技术领域

本文公开的主题涉及燃气涡轮发动机，并且更特别地，涉及用于在燃气涡轮发动机中喷射燃料的系统。

背景技术

燃气涡轮系统典型地包括至少一个燃气涡轮发动机，燃气涡轮发动机具有压缩机、燃烧器和涡轮。燃烧器可具有一级燃烧系统和在一级燃烧系统下游的二级燃烧系统。二级燃烧系统具有用于将燃料喷射到一级燃烧系统的燃烧产物流中的燃料喷射器。但是，安装和维护二级燃烧系统的燃料喷嘴可能较复杂。取决于应用，可能需要修正燃烧器的衬套和/或过渡件，以适应二级燃烧系统的燃料喷嘴。此外，修理和修正燃料喷嘴和二级燃烧系统可能是困难的。例如，在具有用于二级燃烧系统的燃料喷嘴的燃烧器中，在修理或拆卸期间可能难以定位或接近燃料喷嘴。

发明内容

下面对在范围方面与原本声明的发明相当的某些实施例进行概述。这些实施例不意于限制声明的发明的范围，这些实施例而是仅意于提供本发明的可能形式的简要概述。实际上，本发明可包括可能类似于或不同于下面阐述的实施例的各种形式。

在第一实施例中，一种系统包括涡轮燃烧器，涡轮燃烧器具有一级燃料喷射系统、设置成围绕一级燃料喷射系统下游的一级燃烧区的第一壁部分，以及设置在第一壁部分下游的第二壁部分。涡轮燃烧器进一步包括设置在第一壁部分和第二壁部分之间的二级燃料喷射系统，其中，可从第一壁部分和第二壁部分移除二级燃料喷射系统。

在第二实施例中，一种系统包括二级燃料喷射系统，二级燃料喷射系统具有支承结构和联接到支承结构上的多个燃料喷嘴，其中，支承结构构造成安装到一级燃料喷射系统下游的涡轮燃烧器上。

在第三实施例中，一种系统包括涡轮燃料喷射模块，涡轮燃料喷射模块具有环形支承结构，环形支承结构包括环形内壁、设置成围绕环形内壁的环形外壁，以及在环形内壁和环形外壁之间延伸的空气通道。涡轮燃料喷射模块还具有联接到环形支承结构上的多个燃料喷嘴，其中，各个燃料喷嘴延伸通过环形外壁、空气通道和环形内壁。涡轮燃料喷射模块进一步包括构造成将环形支承结构可移除地安装到涡轮燃烧器上的至少一个安装件。

附图说明

当参照附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，在附图中，相同符号在所有图中表示相同部件，其中：

图1是具有多个燃烧器的燃气涡轮系统的实施例的示意图，各个燃烧器具有单独模块式二级燃料喷射系统；

图2是具有单独模块式二级燃料喷射系统的、图1中示出的一个涡轮燃烧器的实施例的横截面侧视图；

图3是图2中显示的涡轮燃烧器的实施例的沿着线3-3得到的局部横截面侧视图，其示出单独模块式二级燃料喷射系统可移除地联接在衬套和过渡件之间；

图4是图2中显示的涡轮燃烧器的实施例的沿着线4-4得到的分解局部横截面侧视图，其示出在衬套和过渡件之间分解的单独模块式燃料喷射系统；

图5是图2-4的单独模块式二级燃料喷射系统的实施例的透视图，其示出多个安装好的燃料喷嘴和相对于框架分解的单个燃料喷嘴；

图6是图5的单独模块式二级燃料喷射系统的实施例的透视图，其示出呼拉(hula)密封件；

图7是可用于图2-6的单独模块式二级燃料喷射系统的燃料喷嘴的实施例的局部剖面透视图；

图8是可用于图2-6的单独模块式二级燃料喷射系统的燃料喷嘴的实施例的局部剖面透视图；

图9是可用于图2-6的单独模块式二级燃料喷射系统的燃料喷嘴的实施例的局部剖面透视图；

图10是可以可移除地联接到涡轮燃烧器上的单独模块式二级燃料喷射系统的实施例的透视图；

图11是图10的单独模块式二级燃料喷射系统的一个燃料喷嘴的实施例的透视图；

图12是可移除地联接到涡轮燃烧器上的单独模块式二级燃料喷射系统的示意图，其示出燃料喷嘴相对于涡轮燃烧器内的燃烧产物流具有垂直定向；

图13是可移除地联接到涡轮燃烧器上的单独模块式二级燃料喷射系统的示意图，其示出燃料喷嘴相对于涡轮燃烧器内的燃烧产物流具有下游角度定向；以及

图14是可移除地联接到涡轮燃烧器上的单独模块式二级燃料喷射系统的示意图，其示出燃料喷嘴相对于涡轮燃烧器内的燃烧产物流具有下游定向和基本平行定向。

具体实施方式

下面将对本发明的一个或多个具体实施例进行描述。为了致力于提供对这些实施例的简明描述，在说明书中可能不会对实际实现的所有特征进行描述。应当意识到的是，在任何这种实际实现的开发中，如在任何工程或设计项目中那样，必须作出许多特定于实现的决策来达到开发者的具体目的，诸如服从系统相关的约束及商业相关的约束，该具体目的可随不同的实现而改变。此外，应当意识到的是，这种开发工作可能是复杂和耗时的，但对受益于本公开的普通技术人员来说，这种开发工作将不过是设计、生产和制造的例行任务。

当介绍本发明的多种实施例的要素时，冠词“一”、“该”和“所述”意于表示存在一个或多个该要素的意思。术语“包括”、“包含”和“具有”意于为包括性的，并且表示除了列出的要素之外可存在另外的要素的意思。

公开的实施例涉及可以可移除地联接到涡轮燃烧器上的单独模块式二级燃料喷射系统。在继续之前，首先将定义在本公开中大量使用的若干用语，以便对声明的主题提供较好理解。如本文所用，用语“上游”和“下游”应理解为一般表示相对于燃烧器内部的燃烧气体流的方向。也就是说，除非另有指示，用语“下游”可表示燃料-空气混合物燃烧且流离燃烧器的首端和流向涡轮所沿的方向。类似地，除非另有指示，用语“上游”应理解为表示与上面定义的“下游”方向相反的方向。

如下面进一步详细论述的那样，公开的实施例提供可以可移除地联接到涡轮燃烧器上的一种单独模块式二级燃料喷射系统(例如联接到公共框架上的两个或更多个燃料喷嘴)，而非将单独的燃料喷嘴直接安装到衬套、流动套管和/或涡轮燃烧器的过渡件上。例如，在一个实施例中，单独模块式二级燃料喷射系统在一级燃料喷射系统下游，并且可移除地联接到涡轮燃烧器上。特别地，单独模块式二级燃料喷射系统设置在涡轮燃烧器的衬套和过渡件之间，使得不需要特别修正衬套和过渡件来支承单独的燃料喷嘴。另外，密封件可设置在单独模块式二级燃料喷射系统和衬套之间，并且密封件可设置在单独模块式二级燃料喷射系统和过渡件之间。密封件使得衬套和过渡件能够相对于彼此移动，同时单独模块式二级燃料喷射系统可保持固定。单独模块式二级燃料喷射系统包括联接到支承结构或框架上的多个燃料喷嘴。更特别地，单独模块式二级燃料喷射系统的支承结构包括内壁、设置成围绕内壁的外壁，以及在内壁和外壁之间的空气通道。燃料喷嘴联接到支承结构上，使得它们穿过外壁、空气通道和内壁，以将燃料或空气/燃料混合物喷射到一级燃料喷射系统下游的涡轮燃烧器中。单独模块式二级燃料喷射系统进一步包括一个或多个安装件或凸缘，以将单独模块式二级燃料喷射系统可移除地安装到燃气涡轮系统的涡轮燃烧器上。因而，单独模块式二级燃料喷射系统的公开的实施例使得能够独立于涡轮燃烧器的衬套和过渡件来安装和移除二级燃料喷嘴。此外，单独模块支承任何数量的二级燃料喷嘴(例如2到50个)，使得对于单独模块，安装和移除多个燃料喷嘴是可行的。

现在转到附图，图1示出具有单独模块式二级燃料喷射系统11的燃气涡轮系统10的实施例的框图。燃气涡轮系统10包括压缩机12、涡轮燃烧器14和涡轮16。涡轮燃烧器14包括燃料喷嘴18，燃料喷嘴18将液体燃料和/或气体燃料(诸如天然气或合成气体)发送到涡轮燃烧器14中。如显示的那样，各个涡轮燃烧器14具有多个燃料喷嘴18。更特别地，涡轮燃烧器14各自包括具有一级燃料喷嘴20的一级燃料喷射系统19和具有二级燃料喷嘴22的二级燃料喷射系统11。如下面详细论述的那样，单独模块式二级燃料喷射系统11的实施例是可移除地联接到涡轮燃烧器14上的单独模块。例如，各个单独模块式二级燃料喷射系统11可包括联接到模块11的公共支承结构上的多个二级燃料喷嘴22(例如2到50个)。涡轮燃烧器14点燃和燃烧空气-燃料混合物，然后将热的加压燃烧气体24(例如排气)传送到涡轮16中。涡轮叶片联接到轴26上，轴26还联接到涡轮系统10中的若干其它构件上。随着燃烧气体24传送通过涡轮16的涡轮叶片，涡轮16被驱动旋转，这使轴26旋转。最终，燃烧气体24通过排气出口28离开涡轮系统10。另外，轴26联接到负载30上，通过轴26的旋转对负载30提供动力。负载30可为通过涡轮系统10的旋转输出来产生功率的任何适当的装置，诸如发电机、航空器的推进器或另一种负载。

燃气涡轮系统10的压缩机12包括压缩机叶片。压缩机12内的压缩机叶片联接到轴26上，并且将在轴26被涡轮16驱动旋转时旋转，如上面论述的那样。随着压缩机叶片在压缩机12内旋转，压缩机12压缩接收自空气进口32的空气，以产生加压空气34。然后加压空气34馈送到燃烧器14的燃料喷嘴18中。燃料喷嘴18使加压空气34和燃料混合，以产生适于燃烧(例如，使燃料燃烧更完全的燃烧)的混合比，以便不浪费燃料或引起过度排放。

图2是图1中显示的一个涡轮燃烧器14的实施例的横截面侧视图，其示出单独模块式二级燃料喷射系统11、48。如上面提到的那样，涡轮燃烧器14大体在流体方面联接到压缩机12和涡轮16上。在示出的实施例中，涡轮燃烧器14的燃烧室50具有一级燃烧区52，以及在一级燃烧区52下游的二级燃烧区54。更特别地，在涡轮燃烧器14的首端58附近的一级燃料喷射系统19、56喷射空气-燃料混合物，以使其在一级燃烧区52中燃烧，从而产生燃烧产物流60。类似地，单独模块式二级燃料喷射系统48将二级空气-燃料混合物喷射到燃烧产物流60中，以在使其在二级燃烧区54中燃烧。例如，单独模块式二级燃料喷射系统48可为晚贫(late lean)喷射(LLI)二级燃料喷射系统。在示出的实施例中，单独模块式二级燃料喷射系统48沿轴向设置在涡轮燃烧器14的衬套62和过渡件64之间，并且是独立单元。如下面详细论述的那样，当组装、修正、修理或测试单独模块式二级燃料喷射系统48时，单独模块式二级燃料喷射系统48的独立设计可为有益的。例如，可在不完全移除衬套62和过渡件64的情况下，安装和移除系统48，衬套62和过渡件64可大体保持安装在燃烧器14中。此外，系统48使得能够同时安装和移除多个二级燃料喷嘴22(例如2到50个)，而非需要单独安装和移除各个二级燃料喷嘴22。

在示出的实施例中，涡轮燃烧器14具有构造成接收来自压缩机12的加压空气34的环带66。特别地，环带66具有上游部分68、中间部分70和下游部分72。上游部分68由涡轮燃烧器14的衬套62和流动套管74限定，其中，流动套管74包围衬套62(例如同轴或同心)。另外，环带66的中间部分70由单独模块式二级燃料喷射系统48的外壁76和内壁78限定，其中，外壁76包围内壁78(例如同轴或同心)。而且另外，环带66的下游部分72由涡轮燃烧器14的过渡件64和冲击套管80限定，其中，冲击套管80包围过渡件64(例如同轴或同心)。如上面提到的那样，单独模块式二级燃料喷射系统48沿轴向在衬套62和过渡件64之间连接到涡轮燃烧器14上。如显示的那样，衬套62、单独模块式二级燃料喷射系统48和过渡件64之间的连接使得环带66的上游部分68、中间部分70和下游部分72在流体方面且在机械方面联接在一起。环带66从压缩机12中接收到的加压空气34被引导向涡轮燃烧器的首端58，如箭头82显示的那样。

涡轮燃烧器14的首端58具有可至少部分地支承一级燃料喷嘴20的盖板84。盖板84进一步提供路径，加压空气34通过该路径从环带66被引导到一级燃料喷嘴20。一级燃料喷射系统52还包括对一级燃料喷嘴20提供燃料的一级燃料供应86。例如，由一级燃料供应86供应的燃料可为液体燃料或气态燃料。虽然示出的实施例仅显示了一个一级燃料供应86，但燃烧器14的其它实施例可包括不止一个(例如2、3、4个或更多个)一级燃料供应86。在具有多个一级燃料供应86的实施例中，一级燃料供应86可对一级燃料喷嘴20提供相同类型的燃料或不同类型的燃料。例如，一个一级燃料供应86可对多个一级燃料喷嘴20提供液体燃料，而另一个一级燃料供应86可对其它一级燃料喷嘴20提供气态燃料。一级燃料喷嘴20使来自一级燃料供应86的燃料和加压空气34结合，以产生空气/燃料混合物，空气/燃料混合物在一级燃烧区52中燃烧，以产生燃烧气体60。

在一级燃烧区52中产生的燃烧气体60从涡轮燃烧器14的首端58向下游流向单独模块式二级燃料喷射系统48。如上面提到的那样，单独模块式二级燃料喷射系统48包括二级燃料喷嘴22，二级燃料喷嘴22将额外的燃料喷射到燃烧气体流60中，以使其在二级燃烧区54中燃烧。二级燃料系统88将燃料供应到单独模块式二级燃料喷射系统48中的二级燃料喷嘴22，二级燃料系统88包括二级燃料供应90。虽然示出的实施例仅显示了一个二级燃料供应90，但其它实施例可包括不止一个(例如2、3、4个或更多个)二级燃料供应90。在具有多个二级燃料供应90的实施例中，二级燃料供应90可对二级燃料喷嘴22提供相同类型的燃料或不同类型的燃料。例如，一个二级燃料供应90可对多个二级燃料喷嘴22提供液体燃料，而另一个二级燃料供应90可对其它二级燃料喷嘴22提供气态燃料。另外，来自多个相应的二级燃料供应90的多个燃料管路92可延伸到单个二级燃料喷嘴22。照这样，提供给各个二级燃料喷嘴22的燃料可在两个或更多个二级燃料供应90之间分担。类似地，多个燃料管路92可从单个二级燃料供应90延伸到二级燃料喷嘴22。例如，在示出的实施例中，第一燃料供应管路94和第二燃料供应管路96从二级燃料供应90延伸到二级燃料喷嘴22。在某些实施例中，二级燃料喷嘴22使二级燃料供应90接收到的燃料与来自环带66的加压空气34结合，以产生用于在二级燃烧区54中燃烧的空气/燃料混合物。在其它实施例中，二级燃料喷嘴22仅将来自二级燃料供应90的燃料喷射到燃烧产物流60中，以使其在二级燃烧区54中燃烧。如下面论述的那样，单独模块式二级燃料喷射系统48的独立设计可对二级燃料喷嘴22提供改进且简化的接近，以定制、修正、修理和/或更换二级燃料喷嘴22。在二级燃烧区54中燃烧之后，燃烧气体60继续如箭头98指示的那样向下游前往涡轮16。

图3是沿着图2的线3-3得到的单独模块式二级燃料喷射系统48的实施例的局部横截面侧视图，其示出单独模块式二级燃料喷射系统48联接在涡轮燃烧器14的衬套62和过渡件64之间。如上面提到的那样，单独模块式二级燃料喷射系统48是可从涡轮燃烧器14单独移除的独立单元。单独模块式二级燃料喷射系统48的可分离式设计简化了对单独模块式二级燃料喷射系统48和二级燃料喷嘴22的接近和修正。

如上面提到的那样，单独模块式二级燃料喷射系统48设置在涡轮燃烧器的衬套62和过渡件64之间。在某些实施例中，衬套62在衬套62的端部120处可切短(即，长度减小)，以适应单独模块式二级燃料喷射系统48。类似地，涡轮燃烧器14的流动套管74在端部122处可切短，以适应单独模块式二级燃料喷射系统48。相比之下，可能不需要修正过渡件64和/或冲击套管80。在其它实施例中，为了适应单独模块式二级燃料喷射系统48，可能需要修正衬套62、流动套管74、过渡件64和冲击套管80中的一些、全部或者不需要修正。

在示出的实施例中，涡轮燃烧器14的衬套62由单独模块式二级燃料喷射系统48接收。特别地，衬套62贴靠单独模块式二级燃料喷射系统48的内壁78的内表面124。如显示的那样，衬套62包括第一呼拉密封件126，第一呼拉密封件126沿径向设置在单独模块式二级燃料喷射系统48的衬套62和内壁78之间。特别地，第一呼拉密封件126被偏压向单独模块式二级燃料喷射系统48的内壁78。如下面详细论述的那样，第一呼拉密封件126受挤压，并且在单独模块式二级燃料喷射系统48的衬套62和内壁78之间产生密封，同时仍然允许衬套62和单独模块式二级燃料喷射系统48之间有相对移动。此外，涡轮燃烧器14的流动套管74联接到单独模块式二级燃料喷射系统48的外壁76上。特别地，单独模块式二级燃料喷射系统48的外壁76包括具有凹部130的凸缘128。类似地，流动套管74包括具有孔口134的凸缘132，孔口134与凸缘128的凹部130对齐。如显示的那样，紧固件136设置成通过凸缘132的孔口134，并且由凸缘128的凹部130接收，从而将流动套管74紧固到单独模块式二级燃料喷射系统48的外壁76上。例如，紧固件136可为螺栓、螺柱、螺钉或销。在某些实施例中，外壁76的凸缘128可具有多个凹部130，并且流动套管74的凸缘132可具有与凸缘128的相应的凹部130对齐的多个孔口134。各个孔口134和相应的凹部130可接收紧固件136，以将流动套管74紧固到单独模块式二级燃料喷射系统48的外壁76上。

涡轮燃烧器14的过渡件64接收单独模块式二级燃料喷射系统48的内壁78。特别地，内壁78的外表面138贴靠过渡件64。另外，内壁78包括第二呼拉密封件140，第二呼拉密封件140沿径向设置在内壁78和过渡件64之间。特别地，第二呼拉密封件140被偏压向过渡件64。如上面论述的那样，第二呼拉密封件140受挤压，并且在单独模块式二级燃料喷射系统48的内壁78和过渡件64之间产生密封，同时仍然使得内壁78和过渡件64之间能够有相对移动。此外，第一呼拉密封件126和第二呼拉密封件140使得衬套62和过渡件64能够相对于彼此移动。例如，在某些实施例中，单独模块式二级燃料喷射系统48可安装或锚定到外部支承件(例如压缩机排出壳体)上，使得单独模块式二级燃料喷射系统48固定。尽管单独模块式二级燃料喷射系统48可为固定的，但第一呼拉密封件126和第二呼拉密封件140允许衬套62和过渡件64之间有自由移位。换句话说，衬套62和过渡件64可相对于单独模块式二级燃料喷射系统48以及相对于彼此移动。在其中运行参数和燃烧动态使衬套62和过渡件64在物理上移位或波动的实施例中，衬套62和过渡件64相对于彼此和相对于单独模块式二级燃料喷射系统48移动或移位的能力可为有益的。

单独模块式二级燃料喷射系统48的外壁76还包括凸缘142，凸缘142贴靠冲击套管80。凸缘142进一步包括凹部144，凹部144容纳活塞环密封件146。类似于第一呼拉密封件126和第二呼拉密封件140，活塞环密封件146在冲击套管80和外壁76之间提供密封，同时仍然使得冲击套管80和单独模块式二级燃料喷射系统48之间能够有相对移动。

示出的实施例包括由单独模块式二级燃料喷射系统48容纳的二级燃料喷嘴22。如下面详细论述的那样，单独模块式二级燃料喷射系统48可容纳多个二级燃料喷嘴22(例如2到50个)。在示出的实施例中，二级燃料喷嘴22设置在轴148内，轴148沿径向在单独模块式二级燃料喷射系统48的外壁76和内壁78之间延伸。如显示的那样，二级燃料喷嘴22包括安装部分150，安装部分150贴靠单独模块式二级燃料喷射系统48的外壁76。安装部分150通过紧固件152而紧固到外壁76上。例如，紧固件152可为螺栓、螺柱、销、螺钉等。二级燃料喷嘴22包括燃料端口154，燃料端口154将燃料从二级燃料供应90喷射到由二级燃料喷嘴22的轴158限定的通道156中。如箭头160指示的那样，由燃料端口154喷出的燃料通过通道156流向涡轮燃烧器14的燃烧室50。如下面论述的那样，燃料可在通道156内部与空气混合，以产生待在燃烧室50内喷到燃烧气体流60中的空气/燃料混合物。

在示出的实施例中，二级燃料喷嘴22的通道156具有出口162(例如周缘端)，出口162与内壁78的孔口164齐平。换句话说，二级燃料喷嘴22的轴158延伸到内壁78的孔口164。在出口162处，由二级燃料喷嘴22供应的燃料或空气/燃料混合物喷射到燃烧气体流60中。在其它实施例中，二级燃料喷嘴22的轴158可在燃烧室50内沿径向延伸或突出，使得通道156的出口162相对于燃烧室50内的内壁78偏移。如将理解的那样，由单独模块式二级燃料喷射系统48容纳的各个二级燃料喷嘴22包括相应的轴158，轴158延伸到或延伸通过内壁78中的相应的孔口164。此外，在示出的实施例中，二级燃料喷嘴22具有的定向使得被二级燃料喷嘴22喷到燃烧室50中的燃料流或空气/燃料混合物大体垂直于燃烧室50内的燃烧气体流60。如下面详细论述的那样，其它实施例可包括具有这样的定向的二级燃料喷嘴22，即其中，由二级燃料喷嘴22供应的燃料流或空气/燃料混合物相对于燃烧室50内的燃烧气体流60处于下游角度，或者大体平行。

图4是图3的单独模块式二级燃料喷射系统48的实施例的沿着图2的线4-4得到的分解横截面侧视图。示出的实施例包括与图3中显示的实施例相似的元件和元件标号。另外，示出的实施例显示额外的二级燃料喷嘴22由单独模块式二级燃料喷射系统48容纳。内壁78包括多个孔口164，相应的二级燃料喷嘴22通过孔口164来喷燃料或空气/燃料混合物。

示出的实施例显示单独模块式二级燃料喷射系统48可以可移除地联接到衬套62和过渡件64上的方式。如显示的那样，单独模块式二级燃料喷射系统48的独立设计允许单独模块式二级燃料喷射系统48完全和单独地从涡轮燃烧器14移除。照这样，可简单且有效率地修理、修正和更换单独模块式二级燃料喷射系统48和二级燃料喷嘴22。例如，可从涡轮燃烧器14移除单独模块式二级燃料喷射系统48，以更换二级燃料喷嘴22中的一些或全部。

图5是图3的单独模块式二级燃料喷射系统48的实施例的透视图，其示出多个安装燃料喷嘴22和一个移除的燃料喷嘴22，例如，分解的二级燃料喷嘴22、180。示出的实施例包括与图4中显示的实施例相似的元件和元件标号。如上面提到的那样，单独模块式二级燃料喷射系统48是独立单元，当更换单独模块式二级燃料喷射系统48或其构件时，这可为有益的。示出的实施例包括内壁78，内壁78接收涡轮燃烧器14的衬套62。此外，单独模块式二级燃料喷射系统48的示出的实施例包括十六个二级燃料喷嘴22。单独模块式二级燃料喷射系统48的其它实施例可包括其它数量的二级燃料喷嘴22。例如，单独模块式二级燃料喷射系统48可包括大约1至50个、1至20个、1至15个、1至10个或1至5个二级燃料喷嘴22。此外，如上面提到的那样，凸缘128包括与流动套管74的凸缘132中的相应的孔口134对齐的多个凹部130。凸缘132中的各个孔口及凸缘128中的相应的凹部130接收紧固件136，以将流动套管74紧固到单独模块式二级燃料喷射系统48上。在示出的实施例中，二级燃料喷嘴22具有大体环形形状。但是，在其它实施例中，二级燃料喷嘴22可具有其它形状(例如椭圆形、多边形、正方形、长方形等)。

在示出的实施例中，从单独模块式二级燃料喷射系统48中分解出二级燃料喷嘴22、180。如下面详细论述的那样，二级燃料喷嘴180可具有多种构造。例如，二级燃料喷嘴180可将燃料流喷射到燃烧气体流60中。备选地，二级燃料喷嘴180可将空气/燃料混合物流喷射到燃烧气体流60中。虽然示出的实施例显示了所有的二级燃料喷嘴22都具有相似构造，但其它实施例可包括具有不同的构造的二级燃料喷嘴。如示出的那样，使用四个紧固件152将二级燃料喷嘴180紧固到单独模块式二级燃料喷射系统48的外壁76上。特别地，紧固件152由形成于二级燃料喷嘴22的安装部分150中的安装孔口182接收。其它实施例可使用其它数量的紧固件152将二级燃料喷嘴22紧固到外壁76上。例如，可使用1到10个紧固件152将燃料喷嘴180紧固到单独模块式二级燃料喷射系统48上。如上面提到的那样，紧固件152可为螺栓、螺钉、销等。

图6是图3的单独模块式二级燃料喷射系统48的实施例的透视图。示出的实施例包括与图3中显示的实施例相似的元件和元件标号。示出的实施例包括由过渡件64接收的呼拉密封件140。如显示的那样，呼拉密封件140具有单件式环形构造，并且被偏压向过渡件64。当内壁78由过渡件64接收时，呼拉密封件140受挤压，并且在内壁78和过渡件64之间以及围绕过渡件64的内周边产生密封，同时仍然容许内壁78和过渡件64之间有相对移动。另外，如上面提到的那样，外壁76的凸缘142包括设置在凸缘142的凹部144中的活塞环密封件146。当内壁78由过渡件64接收时，凸缘142贴靠冲击套管80，并且活塞环密封件146在外壁76的凸缘142和冲击套管80之间产生柔性密封。

图7是可用于图3的单独模块式二级燃料喷射系统48且由其容纳的二级燃料喷嘴22的实施例的横截面透视图。如上面论述的那样，二级燃料喷嘴22使燃料和空气混合，以产生空气/燃料混合物，空气/燃料混合物流到二级燃烧区54中，以被点燃和燃烧。示出的实施例包括与图3中显示的二级燃料喷嘴22相似的元件和元件标号。

在示出的实施例中，二级燃料喷嘴22的安装部分50包括构造成接收来自二级燃料供应90的燃料的燃料入口200。在其它实施例中，二级燃料喷嘴22可包括两个或更多个燃料入口200。另外，在具有两个或更多个燃料入口200的实施例中，二级燃料喷嘴22可构造成接收来自二级燃料供应90的两种或更多种不同的燃料。燃料入口200操作地联接到环形燃料通道202上，环形燃料通道202围绕通道156的开口204的周边延伸。环形燃料通道202进一步操作地联接燃料端口154。特别地，由二级燃料供应90供应的燃料通过燃料端口154离开环形燃料通道202，并且流到二级燃料喷嘴22的通道156中。此外，空气通过开口204流到通道156中，如箭头206指示的那样。在通道156内，燃料和空气混合，以形成空气/燃料混合物，然后空气/燃料混合物通过二级燃料喷嘴22的出口162喷射到涡轮燃烧器14的二级燃烧区54中。如上面提到的那样，在某些实施例中，二级燃料喷嘴22的出口162可与涡轮燃烧器14的衬套62中的孔口164齐平。在其它实施例中，二级燃料喷嘴22可延伸到二级燃烧区54中，使得二级燃料喷嘴的出口162悬在(例如突入)涡轮燃烧器14的二级燃烧区54内。

图8是可用于图3的单独模块式二级燃料喷射系统48且由其容纳的二级燃料喷嘴22的实施例的横截面透视图。示出的实施例包括与图7中显示的实施例相似的元件和元件标号。另外，示出的实施例包括设置在二级燃料喷嘴22的通道156内的燃料管道220。如上面论述的那样，从二级燃料供应90发送出的燃料通过燃料入口200而进入二级燃料喷嘴22。后续，燃料发送到环形燃料通道202。在示出的实施例中，环形燃料通道202操作地联接到燃料管道200上。如箭头222指示的那样，燃料通过燃料路径224从环形燃料通道202流到燃料管道220。二级燃料喷嘴22可包括2、3、4、5、6个或更多个燃料路径224。如示出的那样，各个燃料路径224可为径向管或十字管，它朝燃料管道220沿径向向内延伸且支承燃料管道220。例如，示出的燃料喷嘴包括四个均匀隔开的燃料路径224(例如管)，燃料路径224支承燃料管道220。

如箭头226的那样，燃料流过燃料管道222，并且通过燃料管道出口228离开燃料管道220。在示出的实施例中，燃料管道220具有圆柱形构造，并且大体与二级燃料喷嘴22的燃料通道156同轴和同心。此外，燃料管道出口228与二级燃料喷嘴22的出口162大体齐平。因此，在其中燃料管道出口228和二级燃料喷嘴22的出口162与涡轮燃烧器14的衬套62中的孔口164齐平的实施例中，燃料管道220中的燃料流和通道156中的空气流可独立地(例如，燃料喷嘴22中的空气/燃料没有预混合)进入涡轮燃烧器14的二级燃烧区54。此外，在某些实施例中，燃料管道出口228可与二级燃料喷嘴22的出口162不齐平。例如，燃料管道出口228可延伸或突出超过二级燃料喷嘴22的出口162，或者燃料管道出口228可凹入二级燃料喷嘴22的通道156内。如果出口162凹入通道156的内部，则燃料喷嘴22在将燃料和空气喷射到二级燃烧区54中之前，使燃料和空气预混合。

图9是可用于图3的单独模块式二级燃料喷射系统48且由其容纳的二级燃料喷嘴22的实施例的横截面透视图。示出的实施例包括与图7中显示的实施例相似的元件和元件标号。示出的实施例进一步包括燃料管道220，其中，燃料管道出口228凹入二级燃料喷嘴22的通道156内。换句话说，出口228沿出口162上游方向相对于出口162有偏移，从而使得空气/燃料能够在燃料喷嘴22中预混合。另外，燃料管道出口228具有渐缩构造。如上面提到的那样，通过二级燃料喷嘴22的燃料入口200接收来自二级燃料供应90的燃料。燃料从燃料入口200发送到环形燃料通道202，然后发送到燃料路径224(例如，管)。在示出的实施例中，环形燃料通道202和燃料路径224包括燃料端口154，燃料可流过燃料端口154且进入二级燃料喷嘴的通道156。类似地，燃料管道220还包括燃料端口154。因此，燃料可通过形成于环形燃料通道202、燃料路径224和燃料管道220中的燃料端口154进入二级燃料喷嘴22的通道156。另外，燃料通过燃料管道220的燃料管道出口228进入通道156。如上面论述的那样，进入通道156的燃料与通过二级燃料喷嘴22中的开口204进入通道156的空气混合，以形成空气-燃料混合物。空气-燃料混合物然后通过出口162离开二级燃料喷嘴22，并且流到二级燃烧区54中，以在涡轮燃烧器14中被点燃。

图10是图5的单独模块式二级燃料喷射系统48的实施例的透视图，其示出二级燃料喷嘴22至少部分地从内壁78延伸到燃烧室50中。示出的实施例包括与图5中显示的实施例相似的元件和元件标号。如上面提到的那样，单独模块式二级燃料喷射系统48是独立单元，当更换单独模块式二级燃料喷射系统48或其构件(例如二级燃料喷嘴22)时，这可为有益的。示出的实施例显示内壁78，内壁78接收涡轮燃烧器的衬套62。此外，单独模块式二级燃料喷射系统48的示出的实施例包括九个二级燃料喷嘴22，二级燃料喷嘴22至少部分地延伸到燃烧室50中。单独模块式二级燃料喷射系统48的其它实施例可包括其它数量的二级燃料喷嘴22。例如，单独模块式二级燃料喷射系统48可包括大约1至50个、1至20个、1至15个、1至10个或1至5个二级燃料喷嘴22。如显示的那样，二级燃料喷嘴22以不同的长度延伸到燃烧室50中。在其它实施例中，二级燃料喷嘴22可延伸到燃烧室50中达相同长度。可在多种应用(诸如在喷燃器发动机之后)中使用具有延伸到二级燃烧区54中的二级燃料喷嘴22的单独模块式二级燃料喷射系统48的实施例。此外，如上面提到的那样，凸缘128包括多个凹部130，凹部130与流动套管74的凸缘132中的相应的孔口134对齐。凸缘132中的各个孔口和凸缘128中的相应的凹部130接收紧固件136，以将流动套管74紧固到单独模块式二级燃料喷射系统48上。

图11是可联接到图10的单独模块式二级燃料喷射系统48上的二级燃料喷嘴22的实施例的透视图。示出的实施例包括安装部分250、上部部分252和下部部分254。安装部分250包括孔口255，孔口255接收紧固件，紧固件将二级燃料喷嘴22紧固到单独模块式二级燃料喷射系统48的外壁76上。二级燃料喷嘴22的上部部分252构造成设置在单独模块式二级燃料喷射系统48的外壁76和内壁78之间的环带66的中间部分70中。特别地，上部部分252具有可与图10中显示的内壁78的孔口164齐平的边缘256。此外，上部部分252为大体空心结构，其包括用以将空气和燃料喷射到燃烧器14的燃烧室50中的空气和燃料通道。

下部部分254构造成从单独模块式二级燃料喷射系统48的内壁78突出到燃烧室50中。换句话说，二级燃料喷嘴22具有周缘端257，周缘端257构造成从内壁78偏移到燃烧室50中。下部部分254为大体空心，并且具有翼型形状。下部部分254的翼型形状使得流过燃烧室50的燃烧产物60能够较高效地流动。此外，下部部分254包括燃料端口258，燃料通过燃料端口258喷射到燃烧室50中。特别地，示出的实施例具有燃料入口260，燃料入口260接收来自二级燃料供应90的燃料。燃料入口260使燃料流到燃料通道262中。燃料通道262使燃料通过二级燃料喷嘴22的安装部分250中的空气通道264，流到二级燃料喷嘴22的上部部分252和下部部分254的空心内部中。然后燃料通过燃料端口258从燃料通道262喷射到燃烧室50中。此外，二级燃料喷嘴22的空气通道264使空气从涡轮燃烧器14的外部流到二级燃料喷嘴22的上部部分252和下部部分254中。然后空气流通过形成于二级燃料喷嘴22的下部部分254中的空气端口266进入燃烧室50。如将理解的那样，通过空气端口266传送到燃烧室50中的空气可用于在燃烧室50内燃烧燃料。

图12-14是示出单独模块式二级燃料喷射系统48中的二级燃料喷嘴22的各种构造的示意图。特别地，图12-14显示二级燃料喷嘴22相对于二级燃烧区54中的横向燃烧产物流60具有不同定向。图12-14中示出的实施例包括与图3中显示的单独模块式二级燃料喷射系统48的实施例相似的元件和元件标号。

图12显示单独模块式二级燃料喷射系统48，其中，二级燃料喷嘴22相对于燃烧产物流60以大约90度角度(即，垂直)喷射燃料280和空气282。图13中显示的实施例示出二级燃料喷嘴22设置成相对于二级燃烧区54中的横向燃烧产物流60成下游角度290。在示出的实施例中，角度290为大约45度。在其它实施例中，角度290可为大约5至85度、10至80度、15至75度、20至70度、25至65度、30至60度、35至55度或40至50度。图14示出二级燃料喷嘴22设置成相对于二级燃烧区54内的燃烧产物流60成大约零度角度(即，平行)。此外，图12-14中显示的实施例可以各种组合用于单独模块式二级燃烧系统48中的燃料喷嘴22。

如上面详细论述的那样，公开的实施例提供可以可移除地联接到涡轮燃烧器14上的单独模块式二级燃料喷射系统48，而非将单独的二级燃料喷嘴22直接安装到涡轮燃烧器14的衬套62、流动套管74和/或过渡件64上。单独模块式二级燃料喷射系统48使得能够独立于涡轮燃烧器14的衬套62和过渡件64来安装和移除二级燃料喷嘴22。另外，可在不完全移除衬套62和过渡件64的情况下安装和移除单独模块式二级燃料喷射系统48，衬套62和过渡件64可大体保持安装在涡轮燃烧器14中。实际上，单独模块式二级燃料喷射系统48使得能够同时安装和移除多个二级燃料喷嘴22，而非需要独立地安装和移除各个二级燃料喷嘴22。

本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及实行任何结合的方法。本发明的可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例具有不异于权利要求的字面语言的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构要素，则它们意于处在权利要求的范围之内。