ES2266742T3 - Camara de combustion para estatorreactor y estatorreactor provisto de dicha camara de combustion. - Google Patents

Camara de combustion para estatorreactor y estatorreactor provisto de dicha camara de combustion. Download PDF

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ES2266742T3 ES03290448T ES03290448T ES2266742T3 ES 2266742 T3 ES2266742 T3 ES 2266742T3 ES 03290448 T ES03290448 T ES 03290448T ES 03290448 T ES03290448 T ES 03290448T ES 2266742 T3 ES2266742 T3 ES 2266742T3
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    • F02K9/62Combustion or thrust chambers
    • F02K9/64Combustion or thrust chambers having cooling arrangements

Abstract

Estatorreactor que tiene un cuerpo alargado (1) que comporta: - en uno de los extremos de dicho cuerpo, una entrada (15) para un flujo de comburente (27); - en la parte intermedia de dicho cuerpo, una cámara de combustión (14), que está provista de al menos un inyector de combustible (9) y en el centro (14C) de la cual se efectúa la mezcla comburente-combustible y la combustión de dicha mezcla, estando la pared (2, 3, 4) de dicha cámara de combustión constituida, al menos en parte, por una capa interna (17) situada en el lado de dicho centro (14C) y por una capa externa (18) espaciada de dicha capa interna (17) disponiendo con ella un espacio intermedio (19) y alimentando dicho combustible a dicho inyector (9) que transita, al menos en parte, por dicho espacio intermedio (19) para enfriar dicha pared (2, 3, 4); y - en el otro extremo de dicho cuerpo, una tobera de escape (16) que canaliza los gases de combustión (28) que salen del centro de dicha cámara de combustión, caracterizado porque:- dicha capa interna (17) está fabricada, al menos en parte, con un material compuesto termoestructural, que es poroso para dicho combustible que atraviesa dicho espacio intermedio (19); y - la porosidad de dicha capa interna (17) se ajusta para que la proporción de dicho combustible que atraviese dicha capa interna esté comprendida entre el 5% y el 15% de la cantidad total de combustible aportada a dicho estatorreactor.

Description

Cámara de combustión para estatorreactor y estatorreactor provisto de dicha cámara de combustión.

La presente invención se refiere a los estatorreactores y, más especialmente, a los estatorreactores llamados mixtos, es decir aquellos en los cuales la combustión pasa de una velocidad subsónica a una velocidad supersónica en la misma cámara de combus-
tión.

Dichos estatorreactores son utilizados para la propulsión de aeronaves, tales como los misiles por ejemplo, y utilizan como combustible un hidrocarburo hasta una velocidad de vuelo de aproximadamente Mach 8, y a continuación, hidrógeno con un número de Mach superior.

Las cámaras de combustión de estos estatorreactores mixtos son sometidas a unas condiciones de funcionamiento muy severas, ya que soportan unos flujos térmicos que pueden elevarse hasta 10 MW/m^{2}. Dichos flujos térmicos, en una sección cerrada como la de una cámara de combustión, conducen a unas temperaturas muy elevadas (superiores a 2500ºC) que ningún material de uso corriente puede soportar, sobre todo bajo unos cuantos bares de presión y en un flujo de gases calientes además oxidantes.

Por otra parte, desde el punto de vista del rendimiento del estatorreactor, cuanto más aumenta el número de Mach de vuelo, más importante es limitar las pérdidas térmicas en la pared. Éstas representan, en efecto, una parte cada vez mayor de la energía procedente de la combustión y por lo tanto reducen sensiblemente el empuje.

Todas estas razones conducen a equipar la pared de las cámaras de combustión de los estatorreactores mixtos con estructuras enfriadas por circulación de un fluido refrigerante constituido por el propio combustible. La energía que pierden los gases calientes en la cámara cerca de las paredes es así, en gran parte, captada por el combustible refrigerante. Éste se calienta, se descompone eventualmente y la energía que ha almacenado es restituida al flujo propulsor con ocasión de su inyección como combustible caliente en dicha cámara. En el caso de un hidrocarburo, la temperatura y la naturaleza de los compuestos así inyectados pueden facilitar además el encendido y el proceso de combustión.

Las soluciones puestas en práctica de modo conocido (ver por ejemplo las patentes FR-A-2 744 174, FR-A-2 782 378 y FR-A-2 774 432) para dicho enfriamiento regenerativo de calorías consisten en realizar las estructuras enfriadas con forma de paneles (metálicos en su mayoría) equipados con canales por los cuales circula el combustible refrigerante.

La realización de estos paneles necesita:

-
el mecanizado de canales en dichos paneles, y

-
la soldadura antigua, el soldado, la galvanoplastia, la proyección por plasma, ... de una placa sobre dichos paneles para cerrar el circuito.

En el caso de una estructura metálica, la temperatura de la pared caliente no debe sobrepasar 1000ºC. Por esto, teniendo en cuenta los flujos térmicos presentes, y el caudal de combustible impuesto por las prestaciones del estatorreactor y la misión de la aeronave, es necesario disponer de un sistema eficaz y complejo:

-
canales de pequeñas dimensiones,

-
espacio entre canales lo más reducido posible para limitar los puentes térmicos y los riesgos de puntos calientes,

-
adición de una barrera térmica suplementaria,

-
mejora de los intercambios térmicos en los canales (rugosidades, forma estudiada, obstáculos, rejillas compuestas de hilos entrelazados, ...).

Teniendo en cuenta sus temperaturas máximas admisibles más elevadas (unos 1800K), el uso de materiales compuestos termoestructurales del tipo C/SIC o C/C permite reducir los flujos térmicos a evacuar. Es particularmente interesante utilizar pues estos materiales compuestos en el caso en que el caudal o las características frigoríficas del combustible sean limitados. En efecto, un hidrocarburo difícilmente puede evacuar más de 4 a 5 MJ/kg (a condición de que se descomponga de modo endotérmico, si no se limita a 1 MJ/kg) mientras que el hidrógeno alcanza un valor de 15 MJ/kg.

Los márgenes debidos al uso de un material compuesto termoestructural permiten tener una estructura con unos canales mayores y eventualmente menos numerosos. Dicha tecnología puede aplicarse por lo tanto a las paredes de los diferentes componentes de un estatorreactor mixto.

Sin embargo, en todos los casos, la fabricación de los canales en un material compuesto plantea numerosos problemas, tales como:

-
un mecanizado bastante difícil del carburo de silicio;

-
pegado o soldado de una segunda placa sobre los canales, con temperaturas que pueden sobrepasar los 1000ºC y las presiones internas de 30 a 150 bares;

-
colocación entre las mallas del preformado compuesto de tubos, por ejemplo de tungsteno, que forman los canales (cf. US-A-5 583 895).

Por otra parte, como los estatorreactores mixtos no tienen generalmente una forma de revolución, sino que por el contrario son prismáticos y tienen que presentar una sección de paso evolutiva, resulta que se presentan dificultades suplementarias debidas al uso de canales: para enfriar bien las paredes de anchura variable, debe definirse una disposición particular, con una evolución de las anchuras, de los espacios y del número de canales. La concepción y fabricación de dicho sistema, que asocia canales de geometría variable y afluentes, son complejas.

Además, el ensamblaje estanco de paneles para constituir la estructura prismática de estos estatorreactores plantea dificultades técnicas importantes.

Finalmente, se observará que la patente US-3 279 194 describe un motor de propulsión por reacción en el cual se utiliza combustible como fluido refrigerante de doble-pared.

La presente invención tiene por objeto remediar los citados inconvenientes y se refiere a un estatorreactor de estructura simple, pudiendo ser realizado en una sola pieza, o con un número limitado de piezas sin mecanizado de canales para la circulación de fluido refrigerante.

Con este fin, según la invención, el estatorreactor presenta un cuerpo alargado que comporta:

-
en uno de los extremos de dicho cuerpo, una entrada para un flujo de comburente;

-
en la parte intermedia de dicho cuerpo, una cámara de combustión, que está provista de al menos un inyector de combustible y en el centro de la cual se efectúa la mezcla de comburente-combustible y la combustión de dicha mezcla, estando la pared de dicha cámara de combustión constituida al menos en parte por una capa interna situada en el lado de dicho centro y por una capa externa espaciada de dicha capa interna disponiendo con ella un espacio intermedio y alimentando dicho combustible a dicho inyector que transita, al menos en parte, por dicho espacio intermedio para enfriar dicha pared; y

-
en el otro extremo de dicho cuerpo, una tobera de escape que canaliza los gases de combustión que salen del centro de dicha cámara de combustión,

es notable porque:

-
dicha capa interna está fabricada al menos en parte con un material compuesto termoestructural, que es poroso para dicho combustible que atraviesa dicho espacio intermedio; y

-
la porosidad de dicha capa interna se ajusta para que la proporción de dicho combustible que atraviese dicha capa interna esté comprendida entre el 5% y el 15% de la cantidad total de combustible aportada a dicho estatorreactor.

Así, en el estatorreactor de la presente invención, el combustible utilizado para el enfriamiento circula en dicho espacio intermedio, lo que evita el mecanizado de los canales en la o las paredes correspondientes. Además, una parte de dicho combustible utilizado para el enfriamiento atraviesa dicha capa interna porosa y pasa al centro de la cámara de combustión donde participa en la combustión, al igual que el combustible inyectado por los inyectores. Además, el combustible que atraviesa la capa interna porosa tiene por efecto que aparta los gases de combustión de esta capa interna y por lo tanto reduce sensiblemente la resistencia de fricción de dichos gases de combustión contra dicha capa interna. Esto da por resultado una sensible mejora de las prestaciones del estatorreactor. Así, en el estatorreactor de la presente invención, el combustible utilizado para enfriar no solamente recupera calorías de la combustión, sino que además mejora las prestaciones de dicho estatorreac-
tor.

Se observará que, en el estatorreactor de la presente invención, se utilizan los materiales compuestos - con matriz de carbono o con matriz de cerámica - no solamente por sus propiedades mecánicas y de resistencia térmica bien conocidas, sino también por su porosidad intrínseca, que es generalmente más bien considerada como un inconveniente, como se describe en la patente US-A-5 583 895.

Gracias a las excelentes propiedades mecánicas y de resistencia térmica de los materiales compuestos el estatorreactor según la presente invención puede presentar una masa muy reducida en relación con los estatorreactores metálicos conocidos. Gracias a la porosidad de estos materiales compuestos, puede realizarse una capa porosa simple, pero que presente una gran resistencia al calor. De modo conocido, la porosidad de dicha capa puede ser adaptada a cualquier valor deseado, con ocasión de la densificación de la matriz del material compuesto que lo constituye. Naturalmente, dicho ajuste de la porosidad permite ajustar la proporción de combustible refrigerante que atraviesa dicha capa interna porosa para reducir la resistencia de fricción en el interior del centro de la cámara de combustión.

Preferentemente, dicha capa externa está igualmente constituida por un material compuesto termoestructural. En este caso, si resulta necesario, que dicha capa externa puede volverse estanca a los líquidos y a los gases, por ejemplo por aplicación de un revestimiento apropiado.

En un modo de realización preferido, dichas capas interna y externa de material compuesto termoestructural están unidas entre sí por medio de una pluralidad de montantes filiformes de material compuesto termoestructural que atraviesan dicho espacio intermedio, sin obturarlo.

Aunque el estatorreactor y la cámara de combustión según la presente invención pueden presentar cualquier forma deseada, por ejemplo de revolución alrededor de un eje longitudinal, es ventajoso que:

-
la cámara de combustión esté constituida por una sola pieza de forma general prismática, en la cual las paredes sean todas solidarias entre sí y formen una superficie cerrada. Por ejemplo, dicha cámara de combustión comporta cuatro paredes opuestas dos a dos, confiriéndole una sección cerrada rectangular; o

-
dicha cámara de combustión tenga una forma general prismática y esté constituida por dos piezas, siendo al menos una de dichas paredes móvil en relación con el conjunto de las otras que son solidarias entre sí. Por ejemplo, dicha cámara de combustión comporta cuatro paredes opuestas dos a dos, siendo tres de dichas paredes solidarias, formando un canalón con sección en forma de U, mientras que la cuarta pared está montada móvil en el interior de dicho canalón.

Ventajosamente, dichos extremos de dicho cuerpo de estatorreactor, que forman respectivamente la entrada del flujo de comburente y la tobera de escape de los gases de combustión, están constituidos de material compuesto termoestructural y son solidarios con dicha cámara de combustión. Dichos extremos del cuerpo del estatorreactor pueden incluso formar una sola pieza de material compuesto termoestructural, en la cual esté incorporada dicha cámara de combustión según la presente invención.

Las figuras del dibujo adjunto harán comprender como puede realizarse la invención. En estas figuras, referencias idénticas designan elementos semejantes.

La figura 1 muestra, en una vista en perspectiva esquemática con arrancamiento parcial, un ejemplo de realización del estatorreactor según la presente invención.

La figura 2 es una vista en sección longitudinal esquemática según la línea II-II de la figura 1.

La figura 3 es una vista en sección transversal esquemática según la línea III-III de la figura 1.

La figura 4 es una vista en sección esquemática parcial, a mayor escala, de la pared de la cámara de combustión del estatorreactor de las figuras 1 a 3, que ilustrando la alimentación de este último con combustible.

La figura 5 es un diagrama que ilustra la variación del impulso específico en función de la cantidad de combustible que pase a través de la capa interna de la cámara de combustión.

Las figuras 6A a 6G ilustran esquemáticamente sin tener en cuenta ninguna escala, un modo de realización de la cámara de combustión del estatorreactor de las figuras 1 a 3, correspondiendo las figuras 6B a 6G a la línea de sección transversal T-T de la figura 6A.

Las figuras 7A a 7D ilustran esquemáticamente, a mayor escala, las etapas del procedimiento que permiten pasar del estado de la figura 6E al estado de la figura 6G, correspondiendo la figura 7A a la línea de sección VIIA-VIIA de la figura 6E y la figura 7D a la línea de sección VIID-VIID de la figura 6G. En estas figuras 7A a 7D, para mayor claridad, los dos tramos de hilo de cada punto de cosido están representados muy espaciados el uno del otro, pero huelga decir que, en realidad, están cerca el uno del otro.

Las figuras 8 y 9 ilustran esquemáticamente, en sección longitudinal y en sección transversal, respectivamente, un ejemplo de realización del estatorreactor de las figuras 1 a 3, tras la realización de la cámara de combustión según la presente invención.

La figura 10 ilustra esquemáticamente, en sección transversal, una variante de realización de la cámara de combustión del estatorreactor según la presente invención.

El estatorreactor de geometría variable para aeronave, según la presente invención e ilustrado esquemáticamente por las figuras 1 a 3, comporta un cuerpo de estatorreactor alargado 1 constituido por cuatro paredes 2 a 5, enfrentadas dos a dos. Las dos paredes laterales enfrentadas 2 y 3 son planas y paralelas entre sí.

La pared superior 4 es solidaria de las dos paredes laterales 2 y 3 y el conjunto de las paredes 2, 3 y 4 forma una canalón invertido de sección en U rectangular. La pared superior 4 presenta longitudinalmente la forma general de una V abierta en ángulo obtuso. Comporta un flanco delantero 6 y un flanco trasero 7, inclinados el uno en relación con el otro y unidos por una arista con vertiente cortada 8. Como se ilustra por las figuras, los flancos delantero 6 y trasero 7 pueden cada uno, en la práctica, comportar unas facetas ligeramente inclinadas las unas en relación con las otras.

Los inyectores de combustible 9 están dispuestos cerca de la arista 8, estando suspendidos de la pared superior 4.

La pared inferior 5, cuya longitud es inferior a la longitud de la pared superior 4, presenta igualmente la forma general de una V abierta en ángulo obtuso. Esta pared está alojada en el canalón formado por las paredes 2, 3 y 4 e invertida en relación a la pared superior 4. Comporta un flanco delantero 11 y un flanco trasero 12, inclinados el uno en relación con el otro y unidos por una arista 13.

Así, en el estatorreactor de las figuras 1 a 3, entre las paredes laterales 2 y 3:

-
la cámara de combustión 14 está formada, en la parte intermedia del cuerpo 1, entre, por una parte, el flanco trasero 7 de la pared superior 4 y, por otra parte, la parte del flanco delantero 11 de la pared inferior 5, enfrentada a dicho flanco trasero 7;

-
la entrada 15 de comburente (aire) está dispuesta, en uno de los extremos del cuerpo 1, entre el flanco delantero 6 de la pared superior 4 y la parte del flanco delantero 11 de la pared inferior 5, enfrentada con dicho flanco delantero 6; y

-
el tubo de escape 16 está situado, en el otro extremo del cuerpo 1, entre el flanco trasero 7 de la pared superior 4 y el flanco trasero 12 de la pared inferior 5.

Por otra parte, la pared inferior 5 del estatorreactor 1 es móvil, de modo no representado, y está situada entre dichas paredes laterales 2 y 3 para poder permitir que varíe de modo progresivo la geometría de la cámara de combustión 14 de la entrada del comburente 15 y de la tobera 16, con el fin de adaptar el estatorreactor a las condiciones de vuelo de la aeronave en la cual está montado y así obtener las prestaciones máximas de éste en lo referente tanto al empuje, como al impulso específico.

Como se muestra en las figuras 1 a 3 e ilustrado a mayor escala por la figura 4, la parte de la pared superior 4 y/o las partes de las paredes laterales 2 y 3 que se encuentran enfrentadas a la cámara de combustión 14 están constituidas por una capa interna 17 de material compuesto termoestructural que delimita el centro 14C de la cámara de combustión 14 y de una capa externa 18, igualmente de material compuesto termoestructural, separado de dicha capa interna 17, disponiendo con ella un espacio intermedio 19. La capa externa 18 resulta estanca a los gases, mientras que la capa interna 17 posee una porosidad intrínseca.

Un colector 20, montado en las paredes 2, 3 y 4 es alimentado con combustible, como se simboliza por la flecha 21. Gracias a unos orificios 22 previstos en dichas paredes, el colector 20 puede a su vez introducir dicho combustible en dicho espacio intermedio 19, con el fin de alimentar los inyectores 9, unidos a este último. Así, dichos inyectores 9 son alimentados con combustible a través del espacio intermedio 19, tal como se ilustra por las flechas 23. El combustible que transita a través del espacio intermedio 19 en dirección a los inyectores 9 enfría dichas paredes 2, 3, 4. Puede constituir la totalidad o solamente una parte del combustible dirigido a dichos inyectores.

Como sea que dicha capa interna 17 es porosa, una parte del combustible que transita a través del espacio intermedio 19 en dirección a los inyectores 9 (flechas 23) pasa a través de dicha capa interna 17 para penetrar en el centro 14C de la cámara de combustión 14, como se ilustra por las flechas 24. El combustible que atraviesa la capa interna 17 separa de esta última los gases (flecha 25) que resultan de la combustión del combustible inyectado por los inyectores 9 (flecha 26), en presencia del flujo de comburente (flecha 27) y eyectados a través de la tobera 16 (flecha 28).

En la figura 5, se ha reproducido la curva 29 que ilustra la variación del impulso específico Isp (en m/s) del estatorreactor 1, para una configuración particular, en función de la proporción del caudal de combustible que atraviesa la capa interna porosa 17 (flechas 24), en relación con el caudal total de combustible Q procedente de dicho estatorreactor. En éste puede verse que es ventajoso que esta proporción sea superior al 5%, pero inferior al 15%, por ejemplo del orden del 10%.

Las figuras 6A a 6G y 7A a 7D ilustran esquemáticamente un modo de realización del estatorreactor según la presente invención.

Para ello, se fabrica en primer lugar, por ejemplo con un material sintético de espuma susceptible de ser cosido con una aguja, un mandril 30 (ver la figura 6A) que presente la forma interior de la cámara de combustión 14, es decir la de su centro 14C. A continuación, sobre este mandril 30, se aplica con cualquier método conocido (bobinado, tejido, etc.) una estructura 31 de fibras de elevada resistencia, tales como fibras a base de carbono, de silicio o de carburo de silicio, destinada a constituir una armadura fibrosa para dicha capa interna 17 (ver la figura 6C). A continuación, sobre los tres lados de la estructura fibrosa 31 que corresponden a las paredes 2, 3 y 4, se aplica una ánima 32, por ejemplo de una espuma de poliestireno, no impregnable por las resinas destinadas a formar las matrices de material compuesto y representativa del espacio intermedio 19 (ver la figura 6D). El material del ánima 32 es susceptible de ser cosido con una aguja y de ser eliminado térmicamente.

En el ánima 32, se aplica una estructura 33 de fibras de elevada resistencia (C, SIC, ...) destinada a constituir una armadura fibrosa para la capa externa 18 (ver la figura 6E).

Como se muestra a mayor escala en la figura 7A, la estructura fibrosa 31, el ánima anular 32 y la estructura fibrosa 33 se solidarizan entre sí por costura sin nudos con un hilo continuo 34, constituido a su vez por una pluralidad de fibras de alta resistencia (C, SiC, ...). El hilo continuo 34 forma unos tramos 35, 36 que atraviesan los elementos 31, 32, 33 y unidos alternativamente entre sí por unos puentes 37, aplicados sobre la estructura fibrosa 33, y por unos bucles 38, que penetran en el mandril 30.

Tras esta operación de costura, se elimina el mandril 30 y los bucles 38 son doblados y apretados contra la estructura fibrosa 31 para formar un aglomerado 39 (ver la figura 7B), a continuación el conjunto de las estructuras fibrosas 31 y 33 es impregnado con una resina endurecible, relativamente poco viscosa y eventualmente diluida, con alcohol por ejemplo. La impregnación se realiza de preferencia en vacío, de modo que dicha resina penetre, no solamente en las estructuras fibrosas 31 y 33, sino también a lo largo y en los tramos de hilo que atraviesan 35, 36. Durante esta impregnación, el ánima 32 no es impregnada por la resina, ya que es impermeable a ésta.

Se endurece a continuación la resina impregnada, por ejemplo por elevación de temperatura, con una duración suficiente para que las estructuras fibrosas 31 y 33 se conviertan en unas capas rígidas 40 y 41, respectivamente, y que los tramos de hilo que atraviesan 35 y 36 se vuelvan tirantes rígidos filiformes 42 (ver la figura 7C). Estos tirantes 42 están fuertemente anclados por sus extremos en las capas rígidas 40 y 41, gracias a los anclajes rígidos 43 y 44 formados, respectivamente, a partir de los aglomerados 39 y de los puntos 37. En esta fase del procedimiento de fabricación, es posible eliminar, por ejemplo serrando a lo largo de la línea 44, la parte 45 que no comporta ánima 32, para guardar sólo la parte 46 con forma de canalón.

Para formar la matriz del conjunto de las capas rígidas 40 y 41 y de los montantes 42, se somete dicho canalón 46 a una pirólisis a temperatura elevada, por ejemplo del orden de 900ºC, lo que estabiliza la geometría de dicho conjunto y elimina el ánima 32. Eventualmente, este conjunto puede ser densificado y tratado de manera conocida para que su matriz devenga del tipo cerámica. Se obtiene entonces la pieza monolítica 50 (ver las figuras 6G y 7D), destinada a formar, al menos en parte, la cámara de combustión 14 y que comporta:

-
una capa externa 51 de material compuesto, procedente de la capa 41 y destinada a formar, al menos en parte, la pared externa 18 de la cámara de combustión 14;

-
una capa interna 52 de material compuesto, procedente de la capa 40 y destinada a formar la pared interna 17 de la cámara de combustión 14; y

-
una pluralidad de tirantes filiformes 53 de material compuesto, al final de los tirantes 42.

En esta pieza monolítica 50, las capas 51 y 52 están espaciadas la una de la otra delimitando un espacio intermedio 54, atravesado sin ser obturado por los tirantes 53 y destinado a formar el espacio intermedio 19 de la cámara de combustión 14.

Es sabido que, por naturaleza, un material compuesto es poroso y que esta porosidad depende de las condiciones de formación de la matriz. Se concibe entonces fácilmente que la porosidad de la capa interna 52 pueda ser ajustada para comunicar a esta última la porosidad exigida de la pared interna 17. De este modo, se comunica a la capa externa 51 una porosidad idéntica a la deseada para la capa interna 52. Pero ocurre que la pared externa 18, al tener que ser estanca, puede ser ventajoso revestir exteriormente la capa externa 51 con un revestimiento de estanqueidad 55, como se representa en la figura 6G.

Además, cuando sea necesario, un cordón de material compuesto 56 es colocado a lo largo de los bordes de la pieza 50 que corresponde a la línea de aserrado 44, para obturar de modo estanco el espacio intermedio 54.

Para obtener el cuerpo del estatorreactor 1 - con la exclusión de la pared 5 que puede fabricarse independientemente - se puede (ver las figuras 8 y 9) colocar la pieza 50 sobre un mandril 60 que presente la forma interior del conjunto de las paredes 2, 3 y 4 y depositar sobre dicho mandril 60 y sobre dicha pieza 50 - por bobinado, tejido, ... - una estructura fibrosa que, tras la impregnación, polimerización, pirólisis, densificación, etc. ..., se vuelve un armazón 61 con forma de canalón y que engarza la pieza 50. Así, estas dos piezas 50 y 60 de material compuesto termoestructural forman una pieza 62 representativa del conjunto del cuerpo alargado 1, con la excepción de la pared 5.

Aunque, en el ejemplo descrito más arriba, se ha supuesto que, en el cuerpo del estatorreactor 1, la pared 5 era independiente del canalón formado por las paredes 2, 3, 4, huelga decir que puede realizarse un estatorreactor en el cual la pared 5 fuera solidaria de las paredes 2, 3 y 4, según la presente invención. En este caso (ver la figura 10), la pieza compuesta termoestructural 63 representativa de la cámara de combustión 14 y que corresponde a la pieza 50 que antecede, podría ser prismática cerrada y estaría encajada en una envoltura compuesta termoestructural cerrada 64, de forma prismática cerrada, - correspondiente al armazón 61 - para formar una pieza compuesta termoestructural 65 una de cuyas paredes sería representativa de dicha pared 5.

Claims (10)

1. Estatorreactor que tiene un cuerpo alargado (1) que comporta:
-
en uno de los extremos de dicho cuerpo, una entrada (15) para un flujo de comburente (27);
-
en la parte intermedia de dicho cuerpo, una cámara de combustión (14), que está provista de al menos un inyector de combustible (9) y en el centro (14C) de la cual se efectúa la mezcla comburente-combustible y la combustión de dicha mezcla, estando la pared (2, 3, 4) de dicha cámara de combustión constituida, al menos en parte, por una capa interna (17) situada en el lado de dicho centro (14C) y por una capa externa (18) espaciada de dicha capa interna (17) disponiendo con ella un espacio intermedio (19) y alimentando dicho combustible a dicho inyector (9) que transita, al menos en parte, por dicho espacio intermedio (19) para enfriar dicha pared (2, 3, 4); y
-
en el otro extremo de dicho cuerpo, una tobera de escape (16) que canaliza los gases de combustión (28) que salen del centro de dicha cámara de combustión,
caracterizado porque:
-
dicha capa interna (17) está fabricada, al menos en parte, con un material compuesto termoestructural, que es poroso para dicho combustible que atraviesa dicho espacio intermedio (19); y
-
la porosidad de dicha capa interna (17) se ajusta para que la proporción de dicho combustible que atraviese dicha capa interna esté comprendida entre el 5% y el 15% de la cantidad total de combustible aportada a dicho estatorreactor.
2. Estatorreactor según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha capa externa (18) está igualmente constituida de un material compuesto termoestructural.
3. Estatorreactor según la reivindicación 2,
caracterizado porque dicha capa externa (18) de material compuesto termoestructural resulta estanca a los líquidos y a los gases.
4. Estatorreactor según una de las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado porque dichas capas interna (17) y externa (18) de material compuesto termoestructural están unidas entre sí por una pluralidad de tirantes filiformes (53) de material compuesto termoestructural que atraviesan dicho espacio intermedio.
5. Estatorreactor según una de las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque dicha cámara de combustión está constituida por una sola pieza (65), en la cual las paredes son todas solidarias las unas de las otras y forman una superficie prismática cerrada.
6. Estatorreactor según la reivindicación 4,
caracterizado porque dicha cámara de combustión comporta cuatro paredes opuestas dos a dos confiriéndole una sección cerrada rectangular.
7. Estatorreactor según una de las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque dicha cámara de combustión está constituida por dos piezas, con al menos una de las paredes (5) de dicha cámara de combustión móvil en relación con el conjunto (50) de las otras que son solidarias las unas de las otras.
8. Estatorreactor según la reivindicación 7,
caracterizado porque dicha cámara de combustión comporta cuatro paredes opuestas dos a dos, siendo tres de dichas paredes solidarias las unas de las otras formando un canalón con sección en forma de U, mientras que la cuarta pared está montada móvil en el interior de dicho canalón.
9. Estatorreactor según una de las reivindicaciones 2 a 8,
caracterizado porque dichos extremos de dicho cuerpo del estatorreactor (1), que forman respectivamente la entrada del flujo de comburente y la tobera de escape de los gases de combustión, están constituidos de material compuesto termoestructural y están solidarizados con dicha cámara de combustión.
10. Estatorreactor según la reivindicación 9,
caracterizado porque dichos extremos de dicho cuerpo del estatorreactor sólo forman una pieza (61) de material compuesto termoestructural, en el cual está incorporada dicha cámara de combustión (50).
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