ES2262094T3 - Camara anular de combustion anular para turbomaquina. - Google Patents
Camara anular de combustion anular para turbomaquina.Info
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Abstract
Cámara de combustión anular (1) de turbomáquina, comprendiendo la citada cámara (1) una pared axial externa (2), una pared axial interna (4) y un fondo de cámara (8) que une las citadas paredes axiales (2, 4), estando provisto el fondo de cámara (8), por una parte, de una pluralidad de orificios de inyección (18) destinados a permitir, al menos, la inyección del carburante en el interior de la cámara de combustión (1) y, por otra, de pasos (34, 36, 72) que permiten, al menos, la iniciación de una película de aire de enfriamiento (D2) a lo largo de la superficie interior caliente (30) de la pared axial externa (2), así como la de una película de aire de enfriamiento (D1) a lo largo de la superficie interior caliente (32) de la pared axial interna (4), estando las citadas paredes axiales externa (2) e interna (4) multiperforadas sensiblemente en toda su longitud con el fin de permitir el refuerzo de las películas de aire de enfriamiento (D1, D2), caracterizado porque cada una de las paredes axiales externa (2) e interna (4) está provista, en una parte aguas arriba, de una primera zona (54, 40) de perforaciones (38) practicadas de modo que el aire de enfriamiento se introduce a contracorriente en el interior de la cámara de combustión (1).
Description
Cámara de combustión anular para
turbomáquina.
La presente invención se refiere, de manera
general, al ámbito de las cámaras de combustión anulares de
turbomáquina y, de modo más particular, al de los medios que
permiten proteger térmicamente estas cámaras de combustión.
Típicamente, una cámara de combustión anular de
turbomáquina comprende una pared axial externa y una pared axial
interna, estando dispuestas estas paredes coaxialmente y unidas
entre sí por intermedio de un fondo de cámara.
A nivel de este fondo de cámara, de forma
igualmente anular, la cámara de combustión está provista de
orificios de inyección destinados, cada uno, a recibir un inyector
de carburante con el fin de permitir las reacciones de combustión
en el interior de esta cámara de combustión. Se observa, por otra
parte, que estos inyectores pueden permitir, también, introducir,
al menos, una parte del aire destinado a la combustión,
produciéndose ésta en una zona primaria de la cámara de combustión,
situada aguas arriba de una zona secundaria denominada de
dilución.
A este respecto, se observa que, aparte de las
necesidades de aire requeridas para asegurar las reacciones de
combustión en el interior de la zona primaria de la cámara de
combustión, ésta última, por otra parte, necesita aire de dilución
introducido generalmente por intermedio de orificios de dilución
practicados en las paredes axiales externa e interna e, igualmente,
aire de enfriamiento susceptible de proteger el conjunto de los
elementos constitutivos de la cámara de combustión.
De acuerdo con una realización clásica de la
técnica anterior, véase, por ejemplo, el documento
US-A-5 142 871, el fondo de cámara
está provisto de una pluralidad de pasos que permiten dejar pasar el
aire de enfriamiento al interior de la cámara de combustión. Se
indica que estos pasos pueden estar practicados en deflectores que
equipan el fondo de cámara, estando previstos estos deflectores,
denominados también copelas o pantallas térmicas, con el fin de
generar una protección contra la radiación térmica.
Estos pasos están concebidos, habitualmente, de
manera que permiten la iniciación de una película de aire de
enfriamiento a lo largo de la superficie interior caliente de la
pared axial externa, así como la iniciación de una película de aire
de enfriamiento a lo largo de la superficie interior caliente de la
pared axial interna.
Además, con el fin de reforzar estas películas
de aire de enfriamiento iniciadas aguas arriba de las paredes
axiales externa e interna, éstas están realizadas, cada una, de modo
que presentan una multiperforación, sensiblemente, en toda su
longitud. De esta manera, el aire de enfriamiento de las paredes
axiales puede ser introducido en el interior de la cámara de
combustión a todo lo largo de estas paredes axiales, con el fin de
obtener un enfriamiento relativamente homogéneo y eficaz.
Naturalmente, esta multiperforación se obtiene practicando
orificios en todo alrededor de las paredes axiales correspondientes
y sensiblemente en toda la longitud de éstas.
Sin embargo, aunque las cámaras de combustión de
este tipo se hayan revelado relativamente eficaces, éstas, no
obstante, presentan ciertos inconvenientes importantes, vinculados
con el criterio de homogeneidad de las temperaturas de las paredes
axiales.
En efecto, las películas de aire de enfriamiento
iniciadas a nivel del fondo de cámara son de una homogeneidad
circunferencial relativamente mediocre, particularmente cuando este
fondo de cámara está provisto de deflectores. Además, las
características de estas películas son muy susceptibles de
evolucionar en el transcurso del tiempo, principalmente en razón de
la diferencia progresiva de los elementos constitutivos del fondo de
cámara.
Por consiguiente, cuando la cámara de combustión
está térmicamente muy cargada, estos inconvenientes pueden
traducirse en la aparición de puntos calientes, especialmente a
nivel de una parte aguas arriba de las paredes axiales externa e
interna, provocando estos puntos calientes, naturalmente, una
disminución no despreciable de la duración de vida de servicio útil
de la cámara de combustión.
Por otra parte, se indica que durante las
pruebas realizadas en una cámara de combustión de este tipo, se ha
constatado la existencia de una zona parietal caliente a nivel de
las primeras filas circunferenciales aguas arriba de las
perforaciones de cada una de las paredes axiales externa e
interna.
Las pruebas efectuadas, han permitido,
igualmente, desvelar el hecho de que la aparición de estas zonas
parietales calientes resultaba en gran parte del atrapamiento de
las películas de aire de enfriamiento iniciadas desde el fondo de
la cámara, entre la pared axial correspondiente y la capa de aire de
enfriamiento que proviene de la multiperforación practicada en esta
misma pared.
Por consiguiente, de estas constataciones se
deduce claramente que la concepción de estas cámaras de combustión
no permite proporcionar una total satisfacción en términos de
homogeneidad de las temperaturas de las paredes axiales.
Finalmente, se indica que la presencia de los
orificios primarios y de los orificios de dilución en las paredes
axiales externa e interna genera una aspiración local de las
películas de aire de enfriamiento. Así, esto tiene como
consecuencia generar una caída brusca de la eficacia adiabática
aguas abajo de estos orificios y, por tanto, provoca la aparición
de puntos calientes suplementarios.
Así pues, la invención tiene por objeto proponer
una cámara de combustión anular de turbomáquina, que ponga remedio,
al menos parcialmente, a los inconvenientes mencionados
anteriormente relativos a las realizaciones de la técnica
anterior.
De modo más preciso, el objeto de la invención
es presentar una cámara de combustión anular de turbomáquina, cuya
concepción permita, especialmente, obtener temperaturas de paredes
axiales más homogéneas que las que se producen en las realizaciones
de la técnica anterior.
Para hacer esto, la invención tiene por objeto
una cámara de combustión anular de turbomáquina que comprende una
pared axial externa, una pared axial interna y un fondo de cámara
que une las paredes axiales, estando provisto el fondo de cámara,
por una parte, de una pluralidad de orificios de inyección
destinados a permitir, al menos, la inyección del carburante en el
interior de la cámara de combustión y, por otra, de pasos que
permiten, al menos, la iniciación de una película de aire de
enfriamiento a lo largo de la superficie interior caliente de la
pared axial externa, así como la de una película de enfriamiento a
lo largo de la superficie interior caliente de la pared axial
interna, estando las paredes axiales externa e interna
multiperforadas con el fin de permitir el refuerzo de las películas
de aire de enfriamiento. De acuerdo con la invención, cada una de
las paredes axiales externa e interna está provista, en una parte
aguas arriba, de una primera zona de perforaciones practicadas de
modo que el aire de enfriamiento se introduce a contracorriente en
el interior de la cámara de
combustión.
combustión.
Ventajosamente, la concepción específica de la
cámara de combustión de acuerdo con la invención permite obtener
temperaturas de paredes axiales muy homogéneas, permitiendo un
engrosamiento particularmente importante de las películas de aire
de enfriamiento iniciadas desde el fondo de cámara, efectuándose
este engrosamiento en la proximidad de este último.
Efectivamente, la introducción del aire de
enfriamiento a contracorriente a nivel de una parte aguas arriba de
las paredes axiales externa e interna permite hacer desaparecer las
zonas parietales calientes, encontradas en las realizaciones de la
técnica anterior a nivel de las primeras filas de perforaciones de
cada una de estas paredes axiales externa e interna.
Paralelamente, se ha observado que los problemas
vinculados con la no homogeneidad circunferencial de las películas
de aire de enfriamiento procedentes del fondo de cámara, así como
los relativos a la evolución de las características de estas
películas en el transcurso del tiempo, se atenuaban de modo
importante con la adición de tales flujos a contracorriente en el
interior de la cámara de combustión.
Por consiguiente, el dispositivo específico
realizado, permite, entonces, obtener una cámara de combustión de
mayor duración de vida de servicio y, por tanto, permite una
reducción del caudal de enfriamiento, que genera directamente una
mejora de los mapas de temperatura y de las características de
contamina-
ción.
ción.
De manera más general, se ha observado que el
hecho de combinar una multperforación a contracorriente y una
multiperforación en el sentido de la corriente permite generar una
película de enfriamiento que tiene una eficacia elevada en toda la
superficie de la pared axial correspondiente, tanto desde el punto
de vista circunferencial, como longitudinal.
Preferentemente, cada perforación de la primera
zona de la pared axial externa está practicada de modo que, en
semisección axial, el valor del ángulo formado entre una dirección
local tangencial de la pared axial externa en esta semisección, y
una dirección principal de la perforación en esta misma semisección,
está comprendido entre, aproximadamente, 30º y 45º. Del mismo modo,
cada perforación de la primera zona de la pared axial interna está
practicada de modo que, en semisección axial, el valor del ángulo
formado entre una dirección local tangencial de la pared axial
interna en esta semisección, y una dirección principal de la
perforación en esta misma semisección, está comprendido entre,
aproximadamente, 30º y 45º.
De manera preferente, cada una de las paredes
axiales externa e interna está provista, aguas abajo de la primera
zona de perforaciones, de una segunda zona de perforaciones
practicadas de modo que el aire de enfriamiento se introduce en el
sentido de la corriente en el interior de la cámara de
combus-
tión.
tión.
Con una disposición de este tipo, puede
preverse, entones, que cada una de las paredes axiales externa e
interna esté provista, entre la primera zona y la segunda zona de
perforaciones, de una zona transitoria de perforaciones, destinada
a asegurar un cambio progresivo de la dirección de introducción del
aire de enfriamiento en el interior de la cámara de combustión.
En el caso en que el fondo de cámara presente
una pared entre-cabezas, puede preverse que ésta
disponga, de aguas arriba a aguas abajo, de una primera zona de
perforaciones practicadas de modo que el aire de enfriamiento se
introduce a contracorriente en el interior de la cámara de
combustión, de una zona transitoria de perforaciones, y de una
segunda zona de perforaciones practicadas de modo que el aire de
enfriamiento se introduce en el sentido de la contracorriente en el
interior de esta cámara de combustión.
Siempre de modo preferente, la cámara está
concebida de modo que las paredes axiales externa e interna
comprenden, cada una, una pluralidad de orificios primarios y de
orificios de dilución, estando prevista, entonces, aguas abajo de
cada uno de estos orificios primarios, así como aguas abajo de cada
uno de estos orificios de dilución, una zona local de perforaciones
practicadas de modo que el aire de enfriamiento se introduce de modo
local a contracorriente en el interior de la cámara de
combustión.
Ventajosamente, la presencia de estas zonas
locales de perforaciones permite hacer desaparecer los puntos
calientes encontrados anteriormente, aguas abajo de cada uno de los
orificios primarios y de dilución.
Otras ventajas y características de la invención
se pondrán de manifiesto en la descripción detallada, no
limitativa, que sigue.
Esta descripción se efectuará refiriéndose a la
figura única que representa una vista parcial en semicorte axial de
una cámara de combustión anular de turbomáquina, de acuerdo con un
modo de realización preferido de la presente invención.
Refiriéndose a la figura única, está
parcialmente representada una cámara de combustión anular 1 de una
turbomáquina, de acuerdo con un modo de realización preferido de la
invención.
La cámara de combustión 1 comprende una pared
axial externa 2, así como una pared axial interna 4, estando
dispuestas estas dos paredes 2 y 4 coaxialmente según un eje
principal longitudinal 6 de la cámara 1, correspondiendo este eje
6, igualmente, al eje longitudinal de la turbomáquina.
Las paredes axiales 2 y 4 están unidas entre sí
por intermedio de un fondo de cámara 8, que, en el modo de
realización preferido descrito, comprende una cabeza piloto 10 así
como una cabeza de despegue 12. Como puede verse en la figura, la
cabeza de despegue 12 está desplazada axialmente aguas abajo y
radialmente hacia el exterior con respecto a la cabeza piloto 10.
Además, estas cabezas 10 y 12, unidas entre sí por intermedio de
una pared entre-cabezas 19, están provistas,
respectivamente, de un deflector 14 y de un deflector 16.
Naturalmente, este fondo de cámara 8 podría presentar, igualmente,
sin salirse del marco de la invención, otras concepciones
cualesquiera conocidas por el experto en la técnica, tales como una
concepción que no comprenda deflector.
Una pluralidad de orificios de inyección 18,
preferentemente de forma cilíndrica y de sección circular, están
practicados en cada uno de los deflectores 14 y 16 del fondo de
cámara 8, de modo que están espaciados angularmente. Cada uno de
estos orificios de inyección 18 está concebido de manera que puede
cooperar con un inyector de carburante 20, con el fin de permitir
las reacciones de combustión en el interior de esta cámara de
combustión 1 (al estar dispuestos los orificios de inyección 18 de
los deflectores 14 y 16 en zigzag, en la vista en semicorte axial
de la figura 1, solamente están representados un orificio de
inyección 18 y un inyector 20 de la cabeza de despegue
12).
12).
Se puntualiza que estos inyectores 20 están
concebidos, igualmente, de manera que permiten la introducción de,
al menos, una parte del aire destinado a la combustión,
produciéndose ésta en una zona primaria 22 situada en una parte
aguas arriba de la cámara de combustión 1. Por otra parte, se
indica, igualmente, que el aire destinado a la combustión puede ser
introducido, también, en el interior de la cámara 1 por intermedio
de orificios primarios 24, situados en todo alrededor de las
paredes axiales externa 2 e interna 4. Como puede verse en la
figura única, los orificios primarios 24 están dispuestos aguas
arriba de una pluralidad de orificios de dilución 26, estando
colocados estos últimos, igualmente, alrededor de las paredes
axiales externa 2 e interna 4 y teniendo la función principal de
permitir la alimentación de aire de una zona de dilución 28 situada
aguas abajo de la zona primaria 22.
Además, se puntualiza que otra parte del aire
aportado a la cámara de combustión 1 se presenta en forma de un
caudal de aire de enfriamiento D, que sirve, principalmente, para
enfriar las superficies interiores calientes 30 y 32 de las paredes
axiales externa 2 e interna 4.
Para hacer esto, el deflector 14 de la cabeza
piloto 10 comprende un paso 34 que permite la introducción de una
parte del caudal de aire de enfriamiento D en el interior de la
cámara de combustión 1, en la proximidad de la pared axial interna
4.
De este modo, el paso 34 permite, entonces, la
iniciación de una película de aire de enfriamiento D1 a lo largo de
la superficie interior caliente 32 de la pared axial interna 4.
De la misma manera, el deflector 16 de la cabeza
de despegue 12 comprende un paso 36 que permite la introducción de
otra parte del caudal de aire de enfriamiento D en el interior de la
cámara de combustión 1, en la proximidad de la pared axial externa
2. En una configuración de este tipo, el paso 36 permite, por
consiguiente, la iniciación de una película de aire de enfriamiento
D2 a lo largo de la superficie interior caliente 30 de la pared
axial externa 2.
Para reforzar estas películas de aire de
enfriamiento D1 y D2, las paredes axiales externa 2 e interna 4 son,
cada una, de tipo multiperforada sensiblemente en toda su longitud.
En otras palabras, estas paredes 2 y 4 presentan una multitud de
perforaciones 38, preferentemente, cada una cilíndrica, de sección
circular, y de diámetro comprendido entre, aproximadamente, 0,3 mm
y 0,6 mm.
De modo clásico y conocido, las perforaciones 38
están representadas en todo alrededor de la pared axial
correspondiente, y sensiblemente a todo lo largo de esta misma
pared axial. Así, es posible obtener efectivamente una inyección de
aire repartida en toda la superficie de la pared axial, tanto desde
el punto de vista circunferencial, como longitudinal.
Refiriéndose siempre a la figura única, puede
verse que la pared axial interna 4 dispone de una primera zona 40
de perforaciones 38. Esta primera zona 40, constituida por filas
circunferenciales de perforaciones 38 situadas lo más aguas arriba
de la pared 4, está concebida de modo que el aire de enfriamiento se
introduce a contracorriente en el interior de la cámara de
enfriamiento 1, con el fin de enriquecer la película de aire de
enfriamiento D1 que proviene del fondo de cámara 8.
Así, para cada perforación 38 de la primera zona
40, en semisección axial, tal como está representada en la figura
única, el valor del ángulo A2 formado entre una dirección local
tangencial 42 de la pared axial interna 4 en esta semisección, y
una dirección principal 44 de la perforación 38 en esta misma
semisección, está comprendido entre, aproximadamente, 30º y 45º. En
otras palabras y de modo más vulgar, cada perforación 38 puede estar
definida como formando un ángulo con la pared axial interna 4
comprendido entre, aproximadamente, 30º y 45º.
Se puntualiza que, de modo preferido, la primera
zona 40 está constituida por un número de filas circunferenciales
de perforaciones 38 comprendido entre uno y diez, correspondiendo
estas filas a las primeras filas aguas arriba de la pared axial
interna 4.
Aguas abajo de la primera zona 40 de
perforaciones 38, se encuentra una segunda zona 46 de perforaciones
38 practicadas de modo que el aire de enfriamiento se introduce en
el sentido de la contracorriente en el interior de la cámara de
combustión 1.
En esta segunda zona 46, cada perforación 38
está practicada de modo que en semisección axial, el valor del
ángulo A4 formado entre una dirección local tangencial 48 de la
pared axial interna 4 en esta semisección, y una dirección
principal 50 de la perforación 38 en esta misma semisección, está
comprendido entre, aproximadamente, 20º y 90º. Aquí, también, de
modo más vulgar, cada perforación 38 puede estar definida como
formando un ángulo con la pared axial interna 4 comprendido entre,
aproximadamente, 20º y 90º.
En el modo de realización preferido descrito, la
segunda zona 46, que se presenta en forma de una pluralidad de
filas circunferenciales de perforaciones 38, se extiende,
sensiblemente, hasta una extremidad aguas abajo de la pared interna
4.
Por otra parte, se observa que la primera y la
segunda zonas 42 y 46 de la pared axial interna 4 están separadas
por una zona transitoria 52 de perforaciones 38, estando realizadas
éstas de manera que sus inclinaciones permiten pasar
progresivamente, de aguas arriba a aguas abajo, de un flujo de aire
de enfriamiento a contracorriente a un flujo de aire de
enfriamiento en el sentido de la corriente.
Se puntualiza que, de modo preferente, la zona
de transición 52 está constituida por un número de filas
circunferenciales de perforaciones 38 comprendido entre uno y tres.
A título de ejemplo ilustrativo, la inclinación de las perforaciones
38 de esta zona de transición 52 podría variar, entonces,
progresivamente, de aguas arriba a aguas abajo, de -30º a 30º.
De manera análoga, puede verse en la figura
única que la pared axial externa 2 dispone de una primera zona 54
de perforaciones 38. Esta primera zona 54, constituida por filas
circunferenciales de perforaciones 38 situadas lo más aguas arriba
de la pared 2, está concebida de modo que el aire de enfriamiento se
introduce a contracorriente en el interior de la cámara de
enfriamiento 1, con el fin de enriquecer la película de aire de
enfriamiento D2 que proviene del fondo de cámara 8.
Así, para cada perforación 38 de la primera zona
54, en semisección axial, tal como están representadas en la figura
única, el valor del ángulo A1 formado entre una dirección local
tangencial 56 de la pared axial externa 2 en esta semisección, y
una dirección principal 58 de la perforación 38 en esta misma
semisección, está comprendido entre, aproximadamente, 30º y
45º.
Se puntualiza que, de modo preferente, la
primera zona 54 está constituida por un número de filas
circunferenciales de perforaciones 38 comprendido entre uno y diez,
correspondiendo estas filas, igualmente, a las primeras filas aguas
arriba de la pared axial externa 2.
Aguas abajo de la primera zona 54 de
perforaciones 38, se encuentra una segunda zona 60 de perforaciones
38 practicadas de modo que el aire de enfriamiento se introduce en
el sentido de la corriente en el interior de la cámara de
combustión 1.
En esta segunda zona 60, cada perforación 38
está practicada de modo que, en semisección axial, el valor del
ángulo A3 formado entre una dirección local tangencial 62 de la
pared axial externa 2 en esta semisección, y una dirección
principal 64 de la perforación 38 en esta misma semisección, está
comprendido entre, aproximadamente, 20º y 90º.
En el modo de realización preferido descrito, la
segunda zona 60, que se presenta en forma de una pluralidad de
filas circunferenciales de perforaciones 38, se extiende,
sensiblemente, hasta una extremidad aguas abajo de la pared externa
2.
Por otra parte, se observa que la primera y la
segunda zonas 54 y 60 de la pared axial externa 2 están también
separadas por una zona transitoria 66 de perforaciones 38, estando
realizadas éstas de manera que sus inclinaciones permiten pasar
progresivamente, de aguas arriba a aguas abajo, de un flujo de aire
de enfriamiento a contracorriente a un flujo de aire de
enfriamiento en el sentido de la corriente.
Se puntualiza que, de modo preferido, la zona de
transición 66 está constituida por un número de filas
circunferenciales de perforaciones 38 comprendido entre uno y tres.
A título de ejemplo ilustrativo, igual que en la zona transitoria
52 de la pared interna 4, la inclinación de las perforaciones 38 de
esta zona de transición 66 podría variar, entonces,
progresivamente, de aguas arriba a aguas abajo, de -30º a 30º.
En la descripción que precede, se observa que el
termino "dirección local tangencial" puede corresponder a una
línea sensiblemente paralela a las dos porciones de rectas que
simbolizan la pared en la semisección axial, en la proximidad de la
perforación correspondiente.
Del mismo modo, el término "dirección
principal de la perforación" puede corresponder a una línea
sensiblemente paralela a los segmentos de las rectas que simbolizan
la perforación correspondiente, siempre en esta misma semisección
axial. A este respecto, se observa que las direcciones principales
de las perforaciones 38 corresponden, respectivamente, a sus ejes
principales, en el caso en que estas perforaciones 38 estén
atravesadas diametralmente por el plano de sección.
De manera preferente, aguas abajo de cada uno de
los orificios primarios 24 y de los orificios de dilución 26 está
practicada una zona local 70 de perforaciones 38. Estas zonas
locales 70 están previstas de modo que el aire de enfriamiento se
introduce de modo local a contracorriente en el interior de la
cámara de combustión 1. De este modo, las perforaciones 38 de estas
zonas locales 70 están practicadas sensiblemente de la misma manera
que la expuesta anteriormente para las perforaciones 38 de las
primeras zonas 40 y 54.
Sin embargo, al contrario que las primera y
segundas zonas 40, 46, 54 y 60, así como las zonas transitorias 52
y 66, las zonas locales 70 no se extienden en todo alrededor de las
paredes axiales 2 y 4, sino solamente en una longitud
circunferencial estrecha. Además, las zonas locales 70 no van
seguidas necesariamente, aguas abajo, de zonas transitorias que
permitan rectificar progresivamente la dirección de introducción del
aire de enfriamiento en el interior de la cámara de combustión
1.
A título de ejemplo indicativo, puede preverse
que cada zona local 70 de perforaciones 38 se extienda
circunferencialmente en una longitud comprendida entre una y dos
veces el diámetro del orificio primario 24 o del orificio de
dilución 26 aguas abajo del cual se encuentra ésta, y que cada una
de estas zonas locales 70 comprenda un número de filas de
perforaciones 38 comprendido entre uno y cinco.
Naturalmente, se puntualiza que el conjunto de
las perforaciones 38 que acaban de describirse es el que forma la
multiperforación en las paredes axiales interna 4 y externa 2. Estas
perforaciones 38 permiten, por tanto, beneficiarse de la
combinación de los efectos de inyección a contracorriente y de
inyección en el sentido de la corriente, y aseguran, por
consiguiente, una optimización de la eficacia global del
enfriamiento.
Por otra parte, como se ve en la figura única,
el deflector 14 de la cabeza piloto 10 comprende un paso 72 que
permite la introducción de una parte del caudal de aire de
enfriamiento D en el interior de la cámara de combustión 1, en la
proximidad de la pared entre-cabezas 19.
De este modo, el paso 72 permite, entonces, la
iniciación de una película de aire de enfriamiento D3 a lo largo de
la superficie interior caliente 74 de la pared
entre-cabezas 19, extendiéndose esta última,
principalmente, en dirección axial.
Por consiguiente, siempre con el fin de
enriquecer esta película de aire de enfriamiento D3, esta pared
entre-cabezas 19 es, igualmente, de tipo
multiperforada.
Además, con el fin de obtener una homogeneidad
muy buena de su temperatura, la pared entre-cabezas
19 dispone, de aguas arriba a aguas abajo, de una primera zona 76
de perforaciones 38 practicadas de modo que el aire de enfriamiento
se introduce a contracorriente en el interior de la cámara de
combustión 1, de una zona transitoria 78 de perforaciones 38, y de
una segunda zona 80 de perforaciones 38 practicadas de modo que el
aire de enfriamiento se introduce en el sentido de la corriente en
el interior de la cámara de combustión 1.
Naturalmente, el experto en la técnica puede
aportar diversas modificaciones a la cámara de combustión anular 1
que acaba de describirse únicamente a título de ejemplo no
limitativo.
Claims (10)
1. Cámara de combustión anular (1) de
turbomáquina, comprendiendo la citada cámara (1) una pared axial
externa (2), una pared axial interna (4) y un fondo de cámara (8)
que une las citadas paredes axiales (2, 4), estando provisto el
fondo de cámara (8), por una parte, de una pluralidad de orificios
de inyección (18) destinados a permitir, al menos, la inyección del
carburante en el interior de la cámara de combustión (1) y, por
otra, de pasos (34, 36, 72) que permiten, al menos, la iniciación
de una película de aire de enfriamiento (D2) a lo largo de la
superficie interior caliente (30) de la pared axial externa (2), así
como la de una película de aire de enfriamiento (D1) a lo largo de
la superficie interior caliente (32) de la pared axial interna (4),
estando las citadas paredes axiales externa (2) e interna (4)
multiperforadas sensiblemente en toda su longitud con el fin de
permitir el refuerzo de las películas de aire de enfriamiento (D1,
D2), caracterizado porque cada una de las paredes axiales
externa (2) e interna (4) está provista, en una parte aguas arriba,
de una primera zona (54, 40) de perforaciones (38) practicadas de
modo que el aire de enfriamiento se introduce a contracorriente en
el interior de la cámara de combustión (1).
2. Cámara de combustión anular (1) de acuerdo
con la reivindicación 1, caracterizada porque cada
perforación (38) de la primera zona (54) de la pared axial externa
(2) está practicada de modo que, en semisección axial, el valor del
ángulo (A1) formado entre una dirección local tangencial (56) de la
pared axial externa (2) en esta semisección, y una dirección
principal (58) de la perforación (38) en esta misma semisección,
está comprendido entre, aproximadamente, 30º y 45º, y porque cada
perforación (38) de la primera zona (40) de la pared axial interna
(4) está practicada de modo que, en semisección axial, el valor del
ángulo (A2) formado entre una dirección local tangencial (42) de la
pared axial interna (4) en esta semisección, y una dirección
principal (44) de la perforación (38) en esta misma semisección,
está comprendido entre, aproximadamente, 30º y 45º.
3. Cámara de combustión anular (1) de acuerdo
con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizada
porque la primera zona (54, 40) de perforaciones (38) de cada una de
las citadas paredes axiales externa (2) e interna (4) comprende un
número de filas circunferenciales comprendido entre uno y diez.
4. Cámara de combustión anular (1) de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque cada una de las citadas paredes axiales
externa (2) e interna (4) está provista, aguas abajo de la primera
zona (54, 40) de perforaciones (38), de una segunda zona (60, 46) de
perforaciones (38) practicadas de modo que el aire de enfriamiento
se introduce en el sentido de la corriente en el interior de la
cámara de combustión (1).
5. Cámara de combustión anular (1) de acuerdo
con la reivindicación 4, caracterizada porque cada
perforación (38) de la segunda zona (60) de la pared axial externa
(2) está practicada de modo que, en semisección axial, el valor del
ángulo (A3) formado entre una dirección local tangencial (62) de la
pared axial externa (2) en cada semisección, y una dirección
principal (64) de la perforación (38) en esta semisección, está
comprendido entre, aproximadamente, 20º y 90º, y porque cada
perforación (38) de la segunda zona (46) de la pared axial interna
(4) está practicada de modo que, en semisección axial, el valor del
ángulo (A4) formado entre una dirección local tangencial (48) de la
pared axial interna (2), en esta semisección, y una dirección
principal (50) de la perforación (38) en esta misma semisección,
está comprendido entre, aproximadamente, 20º y 90º.
6. Cámara de combustión anular (1) de acuerdo
con la reivindicación 5, caracterizada porque cada una de las
citadas paredes axiales externa (2) e interna (4) está provista,
entre la primera zona (54, 40) y la segunda zona (60, 46) de
perforaciones (38), de una zona transitoria (66, 52) de
perforaciones (38).
7. Cámara de combustión anular (1) de acuerdo
con la reivindicación 6, caracterizada porque la zona
transitoria (66, 52) de perforaciones (38) de cada una de las
citadas paredes axiales externa (2) e interna (4) comprende un
número de filas circunferenciales comprendido entre uno y tres.
8. Cámara de combustión anular (1) de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque el fondo de cámara (8) comprende una
pared entre-cabezas (19) que dispone, de aguas
arriba a aguas abajo, de una primera zona (76) de perforaciones
(38) practicadas de modo que el aire de enfriamiento se introduce a
contracorriente en el interior de la cámara de combustión (1), de
una zona transitoria (78) de perforaciones (38), y de una segunda
zona (80) de perforaciones (38) practicadas de modo que el aire de
enfriamiento se introduce en el sentido de la corriente en el
interior de la cámara de combustión (1).
9. Cámara de combustión anular (1) de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque las paredes externa (2) e interna (4)
comprenden, cada una, una pluralidad de orificios primarios (24) y
de orificios de dilución (26), estando prevista aguas abajo de cada
uno de los citados orificios primarios (24), así como aguas abajo
de cada uno de los citados orificios de dilución (26), una zona
local (70) de perforaciones (38) practicadas de modo que el aire de
enfriamiento se introduce de modo local a contracorriente en el
interior de la cámara de combustión (1).
10. Cámara de combustión anular (1) de acuerdo
con la reivindicación 9, caracterizada porque cada zona local
(70) de perforaciones (38) se extiende circunferencialmente en una
longitud comprendida entre una y dos veces el diámetro del orificio
primario (24) o del orificio de dilución (26) aguas abajo del cual
se encuentra ésta.
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