ES2329981T3 - Escudo termico sustituible para inyector de postcombustion. - Google Patents
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Abstract
Un inyector de postcombustión (24) de turborreactor que incorpora una pared exterior genéricamente cilíndrica (44) y un miembro de conducto (58) separado hacia el interior de la pared exterior y que define un límite entre el conducto central (48) para el flujo del gas de escape de la turbina y un conducto de derivación (50) para el flujo del aire de refrigeración, extendiéndose un tubo de inyección de combustible (22) desde la pared exterior hacia el interior a través de una abertura (64) existente en el miembro de conducto hasta el conducto central, una primera porción del tubo de inyección de combustible existente en el conducto de derivación (50) y una segunda porción del tubo de inyección de combustible existente en el conducto central (48), y un escudo térmico (20) para proteger el tubo de inyección de combustible, en el que el escudo térmico (20) comprende: una base (28) para soportar el escudo térmico, teniendo la base una cara interior (84) con una primera superficie de montaje (86), un primer orificio de sujeción (88) que se extiende a través de la base, y un rebajo (90) existente en la base; y una carcasa (30) para encerrar dicha segunda porción del tubo de inyección de combustible (22), teniendo la carcasa (30) un canal interno (106) abierto en aquella en un extremo de la misma para alojar dicho tubo de inyección de combustible, una segunda superficie de montaje (100), un segundo orificio de sujeción (102), y una lengüeta (92) que sobresale de dicha carcasa, teniendo la lengüeta (92) el tamaño y la forma precisos para quedar alojada dentro de dicho rebajo (90) de la base (28); en el que la carcasa (30) puede ser asegurada de manera desmontable a la base (28) en una posición de montaje sobre la base en la cual la lengüeta (92) es alojada dentro de dicho rebajo (90), las superficies de montaje (86, 100) quedan encajadas, y el segundo orificio de sujeción (102) es situado en posición alineada con el primer orificio de sujeción (88) para que un elemento de sujeción (104) pueda ser insertado para asegurar la carcasa a la base; caracterizado porque la base (28) está dispuesta dentro de dicho conducto central (48) y está fijada a dicho miembro de conducto (58).
Description
Escudo térmico sustituible para inyector de
postcombustión.
La presente invención es refiere, en general, a
los inyectores de postcombustión para los turborreactores de
aviones y, en particular, a un escudo térmico fácilmente sustituible
para un tubo de inyección de combustible del inyector de
postcombustión.
La inyección de postcombustión o calentamiento
intermedio es un procedimiento para aumentar el empuje básico de un
turborreactor. Un inyector de postcombustión incrementa el empuje
mediante la adición de energía térmica a una corriente del gas de
escape de la turbina y del aire de derivación del motor situados en
la parte superior del motor central. El inyector de postcombustión
incluye varios tubos de inyección de combustible, conocidos como
barras de pulverización, para dispersar el combustible dentro de la
corriente de gas. Cada tubo se extiende radialmente hacia dentro
desde una pared exterior hasta el interior del escape del motor y
tiene múltiples orificios de pulverización para dispensar
combustible. El inyector de postcombustión incluye así mismo unos
dispositivos de estabilización de las llamas, conocidos como
flamiestabilizadores para crear unas zonas de velocidad reducida
del gas para facilitar una combustión eficaz. El inyector de
postcombustión está típicamente situado en íntima proximidad a un
conducto de mezcla, o mezclador, que combina una porción de la
corriente del aire de derivación con el gas de escape de la turbina
para mejorar el rendimiento. El conducto de mezcla es una envuelta
cilíndrica con una pluralidad de pasos separados en círculo,
conocidos como mangas de evacuación para descargar el aire de
derivación dentro de la corriente del gas de escape de la
turbina.
Cada uno de los tubos de inyección de
combustible del inyector de postcombustión está protegido por un
escudo térmico, una carcasa que encierra el tubo y tiene un canal
interno para suministrar aire de refrigeración a lo largo del tubo.
Una pluralidad de aberturas están separadas a lo largo del escudo
térmico para su alineamiento con los orificios de pulverización
para permitir que el combustible sea inyectado desde el tubo hasta
el interior de la corriente de gas.
Los escudos térmicos son periódicamente
sustituidos debido al daño producido por las quemaduras, a la fatiga
cíclica térmica, o a los residuos de coquificación. Lo ideal sería
que un escudo térmico pudiera ser sustituido en un periodo corto de
tiempo, de manera que se redujera al mínimo el tiempo de parada del
avión. Por desgracia, algunos tipos de escudos térmicos requieren
muchas horas de reparación, porque no son fácilmente sustituibles.
Por ejemplo, un entero montaje de aumentador debe en primer lugar
ser retirado de un motor antes de que se obtenga suficiente acceso
para retirar algunos escudos térmicos. En otro diseños, el escudo
térmico está permanente fijado a una estructura de soporte, como
por ejemplo mediante soldadura. La sustitución de estos escudos
térmicos requiere un tiempo y un gasto sustanciales.
El documento US 5,335,490 divulga un escudo
térmico de aumentador de empuje genéricamente de acuerdo con el
preámbulo de la reivindicación 1 de la presente memoria.
El documento WO 99/30084 divulga un dispositivo
flamiestabilizador para inyectores de combustión de
turborreactores.
El documento EP 0 979 974 divulga un
procedimiento y un aparato para pulverizar combustible dentro de un
turborreactor.
En general, un escudo térmico de la presente
invención protege un tubo de inyección de combustible de un inyector
de postcombustión de un turborreactor. El inyector de
postcombustión tiene una pared exterior genéricamente cilíndrica y
un miembro de conducto separado hacia el interior desde la pared
exterior que define un límite entre un conducto central para el
flujo de gas de escape de la turbina, y un conducto de derivación
para el flujo del aire de refrigeración. El tubo de inyección de
combustible se extiende desde la pared exterior hacia el interior a
través de una abertura existente en el miembro de conducto hacia el
conducto central. Una primera porción del tubo de inyección de
combustible está en el conducto de derivación y una segunda porción
del tubo de inyección de combustible está en el conducto central.
El escudo térmico comprende una base para soportar el escudo
térmico dentro del conducto central, estando la base adaptada para
su fijación al miembro de conducto. La base tiene un lado frontal
con una primera superficie de montaje, un primer orificio de un
elemento de sujeción que se extiende a través de la base, y un
rebajo existente en la base. La carcasa encierra la segunda porción
del tubo de inyección de combustible. La carcasa tiene un canal
interior abierto en uno de sus extremos para recibir el tubo de
inyección de combustible. Una segunda superficie de montaje, y un
segundo orifico del elemento de sujeción, y una lengüeta que
sobresale de la carcasa. La lengüeta tiene la forma y el tamaño
precisos para ser alojada por el rebajo existente en la base. La
carcasa puede estar asegurada de forma desmontable a la base en una
posición de montaje sobre la base en la que la lengüeta quede
alojada por el rebajo, las superficies de montaje queden encajadas
y el orificio del segundo elemento de fijación quede situado en
alineación con el primer orificio del elemento de sujeción para que
un elemento de sujeción pueda quedar insertado para asegurar la
carcasa a la base.
En otro aspecto, una combinación de la presente
invención incluye una manga de evacuación mezcladora y un escudo
térmico susceptible de sujeción destinado a un inyector de
postcombustión de un turborreactor. El inyector de postcombustión
tiene una pared exterior genéricamente cilíndrica, un miembro de
conducto separado hacia el interior desde la pared exterior que
define un límite entre el conducto central para el flujo del gas de
escape de la turbina y un conducto de refrigeración para el flujo
del aire de refrigeración, y un tubo de inyección de combustible
que se extiende desde la pared exterior hacia el interior hasta el
conducto central. Una primera porción del tubo está en el conducto
de refrigeración y una segunda porción del tubo está en el conducto
central. La manga de evacuación mezcladora comprende una vía de paso
que se extiende desde el miembro de conducto hasta el interior del
conducto central para suministrar aire de refrigeración desde el
conducto de refrigeración hasta el interior del flujo del gas de
escape de la turbina. El escudo térmico comprende una carcasa
susceptible de fijación de manera desmontable a la manga de
evacuación en una posición montada. La carcasa tiene un canal
interno para alojar y encerrar el tubo de inyección de combustible,
y al menos un orificio de fijación situado en la carcasa para
alojar un elemento de sujeción para fijar de manera desmontable la
carcasa a la manga de evacuación en la posición montada.
A continuación se describirá una forma de
realización de la invención, a modo de ejemplo, con referencia a
los dibujos que se acompañan, en los cuales:
La Fig. 1 es una sección longitudinal
esquemática de un turborreactor de avión que incorpora un inyector
de postcombustión de tipo radial;
la Fig. 2 es un fragmento de tamaño ampliado de
la Fig. 1 que ilustra detalles adicionales de una sección de un
inyector de postcombustión que incorpora un escudo térmico de
acuerdo con la invención;
la Fig. 3 es una vista en perspectiva en
despiece ordenado del escudo térmico que incluye una base y una
carcasa sustituible;
las Figs. 4 a 6 son vistas en planta exteriores,
en alzado lateral, y vistas en planta interiores, respectivamente,
de la base del escudo térmico;
la Fig. 7 es una vista en alzado lateral de la
carcasa del escudo térmico;
la Fig. 8 es una vista en planta desde arriba de
la carcasa; y
la Fig. 9 es una sección tomada sobre la línea
9-9 de la Fig. 7.
\vskip1.000000\baselineskip
Los números de referencia correspondientes
indican las partes correspondientes a lo largo de las diferentes
vistas de los dibujos.
Con referencia ahora a los dibujos y, en
particular, a las Figs. 1 y 2, un escudo térmico de la presente
invención se indica genéricamente mediante la referencia numeral
20. El escudo térmico 20 protege un tubo de inyección de
combustible 22 (Fig. 2) instalado dentro de un inyector de
combustión o aumentador 24 de un turborreactor 26 de avión
convencional. El escudo térmico 20 comprende dos componentes, una
base 28 y una carcasa 30 fijada de manera desmontable a la base. La
carcasa 30 rodea el tubo de inyección de combustible 22 y, cuando
resulta dañada, es fácilmente sustituible.
Tal y como se ilustra en la Fig. 1, el motor 26
tiene una forma aproximadamente cilíndrica alrededor de un eje
geométrico central 32, secuencialmente a lo largo de su extensión,
un ventilador 34, un compresor 36, un combustor 38, una turbina 40,
el inyector de postcombustión 24 y una tobera de escape 42. Excepto
en cuanto a lo descrito con mayor detenimiento en la presente
memoria, el motor 26 tiene una estructura convencional. El inyector
de postcombustión 24 está dispuesto para incrementar el empuje del
motor en cuanto resulta necesario para la aceleración,
maniobrabilidad, y/o velocidad del avión potenciadas. El inyector de
postcombustión 24 tiene una pared exterior genéricamente cilíndrica
44 y una camisa 46 separada por dentro de la pared exterior. El
aire entra en el inyector de postcombustión 24 desde el conducto
central 48 y el conducto de derivación exterior 50. El conducto
central 48 suministra el gas de escape de la turbina y el conducto
de derivación 50 suministra el aire desde el ventilador 34 el cual
ha puenteado el compresor 36, el combustor 38 y la turbina 40. Una
porción del aire que se desplaza a través del conducto de derivación
50 entra en un paso de aire de refrigeración 52 definido por la
pared exterior 44 y por la camisa 46 para suministrar aire de
refrigeración a la tobera de escape 42.
En todos los parámetros de potencia del motor,
la temperatura del gas de escape de la turbina es sustancialmente
más elevada que la del aire de derivación. La pared exterior 44 y la
camisa 46 típicamente no están diseñadas para soportar una
exposición a altas temperaturas y, de acuerdo con ello, son
enfriadas por el aire de derivación. El aire de derivación es, de
modo preferente, aspirado desde el ventilador 34, en cuyo caso el
aire de derivación puede designarse como aire de ventilación. Sin
embargo, debe entenderse que el aire de refrigeración podría
originarse en un orifico de purga del compresor, en un conducto de
admisión del pistón, o en un sistema de ciclo refrigerante sin
apartarse del alcance de la invención. El motor 26 tiene un cuerpo
central posterior 54 en el centro del conducto central 48. El
cuerpo central posterior 54 es una envuelta genéricamente cónica
que tiene un tubo de ventilación 56.
Tal y como se ilustra en la Fig. 2, el inyector
de postcombustión 24 incluye así mismo un mezclador indicado
genéricamente mediante la referencia numeral 58, situado entre el
conducto central 48 y el conducto de derivación 50 para combinar
una porción de la corriente de aire de refrigeración que se desplaza
a través del conducto de derivación con el gas de escape de la
turbina que se desplaza a través del conducto central. El mezclador
58 es una envuelta anular que tiene al menos una vía de paso, o
manga de evacuación 60, para suministrar una porción del aire de
refrigeración desde el conducto de derivación 50 hasta el interior
de la corriente del gas de escape de la turbina situada en el
conducto central 48. El mezclador 58 tiene, de modo preferente, una
pluralidad de mangas de evacuación 60, por ejemplo, dieciséis mangas
de evacuación separadas a intervalos regulares alrededor de una
circunferencia del conducto del motor.
Con referencia a la Fig. 2, al menos un tubo de
inyección de combustible 22 se extiende desde la pared exterior 44
hacia el interior hasta un extremo en voladizo 62 existente dentro
del conducto central 48. El tubo de inyección de combustible 22,
también designado como barra de pulverización, se origina en un
colector y distribuidor (no mostrados) de combustible situados por
fuera de la pared exterior 44. El tubo 22 es, de modo preferente,
un tubo continuo de pared única que pasa a través del mezclador 58 y
a través de una abertura, genéricamente indicada mediante la
referencia numeral 64, existente en una pared exterior 66 de la
manga de evacuación y por dentro del conducto central 48. Una
primera porción exterior del tubo de inyección de combustible 22
está situada genéricamente dentro del conducto de derivación 52,
donde está expuesta a un aire de derivación relativamente frío. Una
segunda porción interior está situada genéricamente dentro del
conducto central 48 donde está expuesta a los gases de escape de la
turbina con una temperatura relativamente alta. Una pluralidad de
orificios de pulverización 70 están dispuestos a lo largo de la
porción interior del tubo de inyección de combustible 22 para
dispensar combustible al gas de escape de la turbina en
localizaciones radiales dentro del conducto central 48.
En un inyector de postcombustión de tipo radial
típico existe una pluralidad de tubos de inyección de combustible
22 separados a intervalos angulares iguales alrededor de la
circunferencia del inyector de postcombustión 24. Por ejemplo puede
haber dieciséis tubos de inyección de combustible 22 separados por
separaciones angulares iguales alrededor de su circunferencia. Cada
tubo 22 está en un emplazamiento circular que se corresponde con
una manga de evacuación 60 del mezclador 58 y, de acuerdo con ello,
cada tubo se extiende a través de la manga de evacuación y a través
de la abertura 64 existente en la pared 66 penetrando en el conducto
central 48. Un segundo conjunto de tubos de inyección de
combustible 72 (parcialmente mostrado en la Fig. 1) está separado
circularmente entre las manga de evacuación 60 para que queden
expuestos al aire del centro a lo largo sustancialmente de sus
enteras longitudes. El escudo térmico 20 de la presente invención
está fundamentalmente adaptado para proteger aquellos tubos de
combustible 22 situados en el primer conjunto mencionado. Sin
embargo se entiende que el escudo protector 20 puede ser utilizado
con los tubos 72 del segundo conjunto sin apartarse del alcance de
la presente invención.
Cada uno de los tubos 22 está emparejado con un
segundo tubo de inyección de combustible más corto 76 para
dispensar combustible al aire de derivación existente en la manga de
evacuación 60. El segundo tubo 76 tiene unos orificios de
pulverización 78 dispuestos a lo largo del tubo para dispensar
combustible en diversas localizaciones radiales de la manga de
evacuación 60. Cuando se inicia el funcionamiento del inyector de
postcombustión 24, el combustible es primeramente suministrado a
través del tubo de inyección de combustible 22 hasta el conducto
central y, a continuación, a través del segundo tubo de inyección de
combustible 76 hasta el conducto de derivación.
Con referencia a la Fig. 3, la base 28 está
configurada para soportar el escudo térmico 20 dentro del conducto
central 48. La base 28 es un cuerpo con un perfil genéricamente
delgado para fijar el escudo térmico 20 a la pared 66 de la manga
de evacuación 60 del mezclador. Una cara exterior 80 de la base 28
está contorneada para ajustarse con la manga de evacuación 60 de
manera que la base pueda encajar firmemente con la pared 66
aplicando un contacto alrededor del entero reborde exterior 82 de la
base. La base 28 está fijada firmemente a la manga de evacuación
60, por ejemplo mediante la soldadura del reborde exterior 82 a la
pared 66 de la manga de evacuación. Se entiende que otros
procedimientos, no fijos, de unión, no se apartan del alcance de la
presente invención. A diferencia de la carcasa 30, la base 28 no
recibe daños durante el funcionamiento del inyector de
postcombustión debido a su perfil delgado, su íntima proximidad a la
manga de evacuación 60 del mezclador enfriado, y a la mayor
separación de la carcasa respecto de una llama. La base 28 está
situada sobre la manga de evacuación 60 en una posición que cubre
la abertura 64 existente en la pared 66 de la manga de evacuación.
Aunque en la forma de realización preferente la base 28 está
configurada para su fijación a la manga de evacuación 60 del
mezclador, se entiende que la base puede estar configurada para su
fijación a cualquier miembro de conducto, como por ejemplo la
camisa 46 o la pared exterior 44, sin apartarse del alcance de la
presente invención.
Una cara interior 84 de la base 28 incluye una
primera superficie de montaje 86 para el montaje de la carcasa 30.
De modo preferente, la primera superficie de montaje 86 es plana,
para que la carcasa 30 pueda quedar situada sobre la base mediante
el desplazamiento de la carcasa en paralelo con la superficie, de
acuerdo con lo descrito más adelante en la presente memoria. Sin
embargo, es factible una superficie de montaje no plana. Un primer
orificio de sujeción 88 se extiende a través de la base 28 desde la
cara exterior 80 hasta la cara interior 84, genéricamente en un
centro de la primera superficie de montaje 86. Un rebajo 90 está
conformado en la base 28 para alojar una correspondiente lengüeta
92 situada sobre la carcasa 30. El rebajo 90 está situado adyacente
a la primera superficie de montaje 86. Otras disposiciones y
localizaciones del orificio 88 del elemento de sujeción y del
rebajo 90 no se apartan del alcance de la presente invención.
La base 28 tiene una primera abertura 94 y una
segunda abertura 96 las cuales se extienden a través de la base de
la cara exterior 80 hasta la cara interior 84. Ambas aberturas 94,
96 están configuradas para transferir el aire de derivación desde
la manga de evacuación 60 hasta la carcasa 30 para enfriar la
carcasa y el tubo de inyección de combustible 22. La primera
abertura 94 está situada para alojar el tubo de inyección de
combustible 22. Dos aletas transversales 98 están montadas a través
de la primera abertura 94 para impedir que el tubo de inyección de
combustible 22 quede instalado en una zona incorrecta de la primera
abertura desde donde sería insertada incorrectamente hasta una
mayor profundidad dentro de la carcasa.
La carcasa 30 encierra la segunda porción del
tubo de inyección de combustible 22 y lo protege del calor del gas
de escape de la turbina existente en el conducto central 48. Con
referencia a las Figs. 7 a 9, la carcasa 30 tiene una configuración
aerodinámica genéricamente delgada para reducir al mínimo la
perturbación del flujo y la pérdida de presión en la corriente del
gas de escape de la turbina que fluye más allá de la carcasa.
Una segunda superficie de montaje 100 y un
segundo orificio de sujeción 102 están situados sobre la carcasa 30
para el montaje de la carcasa sobre la base 28 en una disposición en
voladizo. La segunda superficie de montaje 100 está configurada
para conformarse íntimamente con la primera superficie de montaje 86
existente en la base 28. La carcasa 30 puede ser asegurada a la
base 28 en una posición de montaje (Fig. 2) sobre la base en la que
la lengüeta 92 se aloje en el rebajo 90, las superficies de montaje
86, 100 estén en una conexión de cara con cara, y el segundo
orificio de sujeción 102 esté situado en alineación con el primer
orificio de sujeción 88 para que un elemento de sujeción, como por
ejemplo un perno 104 (Fig. 3) pueda ser insertado para asegurar la
carcasa a la base. El segundo orificio de sujeción 102 está, de modo
preferente, roscado y ajustado con un inserto de autobloqueo (no
mostrado). El perno 104 está protegido del calor, situándose su
cabeza dentro de la manga de evacuación 60 y expuesto al aire de
refrigeración, reduciendo de esta manera el riesgo de
agarrotamiento durante el funcionamiento prolongado del motor.
La lengüeta 92 se extiende desde la superficie
de montaje y se sitúa en general en el mismo plano, y la lengüeta
tiene el tamaño y la forma precisos para quedar alojados en el
rebajo 90 de la base. La lengüeta 92 es más corta que una longitud
máxima del rebajo 90 para posibilitar la expansión térmica de la
carcasa 30 en dirección axial. La carcasa 30 no está, por
consiguiente, térmicamente bloqueada a la base 28 y a la manga de
evacuación 60 del mezclador. La orejeta 92 está situada sobre la
carcasa en relación separada respecto del segundo orificio de
sujeción 102. La orejeta 92 se extiende longitudinalmente en general
en línea con el segundo orificio de sujeción 102, de forma que un
eje geométrico longitudinal de la lengüeta, si se extiende más allá
de la lengüeta, pasa a través del segundo orificio de sujeción. La
disposición permite el encaje de la lengüeta 92 contra el lado
interior del rebajo 90 para impedir cualquier rotación de la carcasa
30 con respecto a la base 28 alrededor de un eje geométrico de
rotación coincidente con un eje geométrico longitudinal del elemento
de sujeción de perno 104. Ello proporciona las ventajas de una
firme sujeción y, mientras se asegura la carcasa 30 a la base 28,
que el perno 104 pueda ser apretado sin que se produzca la rotación
inducida de la carcasa.
La carcasa 30 está constituida para incorporar
un primer canal interno 106 que se extiende a través de la carcasa
para encerrar el tubo de inyección de combustible 22 y para
transferir el aire de refrigeración a través de la carcasa. El
canal 106 tiene una abertura situada sobre la segunda abertura de
montaje 100 para alojar el tubo de inyección de combustible. Como
se muestra en sección en las Figs. 8 y 9, el canal 106 tiene una
porción central 108, genéricamente redonda, y una porción terminal
más ancha 110 adyacente a la porción central. La porción central
108 tiene el tamaño preciso para alojar el tubo de inyección de
combustible 22. La porción terminal 110 del canal permite que el
aire de refrigeración fluya a través de la carcasa 30, y a lo largo
del tubo de inyección de combustible 22, para eliminar el calor de
la carcasa y del tubo. El aire de refrigeración fluye desde la
manga de evacuación 60 del mezclador, a través de la base 28 y por
el interior del canal 106 de la carcasa. Una pluralidad de
aberturas 112 (Fig. 7) están separadas a lo largo de la porción
central 108 del canal interno 106 para su alineación con los
orificios de pulverización 70 del tubo de inyección de combustible
22 para permitir que el combustible sea dispensado desde el tubo
hasta el interior de la corriente de gas. La carcasa 30 tiene un
segundo canal interno 114 (Figs. 8 y 9) para refrigerar un borde
delantero de la carcasa y para la refrigeración adicional del tubo
de inyección de combustible 22. El segundo canal 114 está bifurcado
en dos segmentos, teniendo cada uno una abertura sobre la segunda
superficie de montaje (sobre lados opuestos del segundo orificio de
sujeción). Los dos segmentos se combinan en un canal 114
internamente dentro de la
carcasa.
carcasa.
Las aberturas de los primero y segundo canales
internos 106, 114 situados sobre la segunda superficie de montaje
100 y las primera y segunda aberturas 94, 96 de la primera
superficie de montaje 86 están situadas para su alineación cuando
la carcasa esté asegurada en la base en la posición de montaje. Por
consiguiente, el conducto de derivación 50 está en comunicación de
fluido con los primero y segundo canales internos 106, 114 de la
carcasa. Los primero y segundo canales internos 106, 114, se
extienden por la entera longitud de la carcasa 30, de manera que el
aire de refrigeración fluye por dichos canales y enfría la entera
carcasa y el tubo de inyección de combustible 22. Unos orificios de
ventilación (no mostrados) se extienden desde cada canal en un
extremo 116 de la carcasa para permitir que el aire de refrigeración
salga de la carcasa desembocando en la corriente del gas de
expulsión de la turbina.
La base 28 y la carcasa 30 del escudo térmico 20
están, de modo preferente, constituidas con materiales apropiados
para altas temperaturas, como por ejemplo una aleación de cobalto
moldeable (por ejemplo Mar - M - 509), o una aleación a base de
níquel (por ejemplo INCONEL) (INCONEL es una marca registrada de
Inco Alloys International, Inc. de Huntington, West Virginia).
En funcionamiento, el escudo térmico 20 se
utiliza para proteger el tubo de inyección de combustible 22 durante
el funcionamiento del motor 26 en la posición de montaje, la
carcasa queda asegurada a la base 28 mediante el elemento de
sujeción de perno 104 con las primera y segunda superficies de
montaje 86, 100 encajadas y con la lengüeta 92 insertada dentro del
rebajo 90. La base 28 esta unida firmemente a la pared 66 de la
manga de evacuación 60 del mezclador sobre la abertura 64 en esa
pared. Los canales internos 106, 114 de la carcasa reciben el aire
de refrigeración procedente del conducto de derivación 50 para
eliminar el calor, estando las aberturas de los canales alineadas
con las aberturas 94, 96 de la base 28. El encaje de cara con cara
de las superficies de montaje 86, 100 se traduce en que existe un
mínimo de fugas de aire de refrigeración en la junta.
Cuando la carcasa 30 resulta dañada, puede ser
sustituida con mayor facilidad. En primer lugar, el motor 26 es
retirado del avión para acceder a un lado externo de la pared
exterior 44. El tubo de inyección de combustible 22 es retirado
traccionándolo hacia fuera desde el lado externo, deslizándolo fuera
de la carcasa 30. El perno 104 es retirado y la carcasa dañada 30
es deslizada en una dirección genéricamente paralela a las primera
y segunda superficies de montaje 86, 100 para que la lengüeta 92 sea
retirada del rebajo 90. La carcasa 30 es accesible desde una
posición por dentro del conducto del motor. La carcasa 30 es
entonces liberada de la base 28 y puede ser retirada. Una nueva
carcasa 30 es instalada haciendo deslizar la carcasa y la segunda
superficie de montaje 100 a lo largo de una dirección paralela a una
primera superficie de montaje 86, dentro de la posición de montaje
en la que las superficies de montaje estén encajadas y las lengüetas
92 sean insertados dentro del rebajo 90. El perno 104 es insertado
en posición en la manga de evacuación 60 del mezclador y dentro del
orificio de sujeción 88 situado dentro del lado trasero 80 de la
base. El perno 104 se extiende por dentro del segundo orificio de
sujeción 102 de la carcasa 30, y cuando es apretado, la rotación de
la carcasa se evita mediante el encaje de la lengüeta 92 dentro de
rebajo 90. El tubo de inyección de combustible 22 es a continuación
insertado dentro del montaje, a través de la base 28 y de la porción
central redonda 108 del primer canal interno 106 de la carcasa.
De modo significativo, la sustitución de la
carcasa 30 no necesita que el mezclador 58 u otros componentes del
inyector de postcombustión 28 sean retirados o desmontados para
obtener un acceso suficiente. Así mismo, el escudo térmico 20 es de
estructura sencilla y su sustitución es relativamente rápida, con
solo un elemento de sujeción, reduciendo el tiempo de reparación y
el gasto.
Al introducir los elementos de la presente
invención o su(s) forma(s) de realización, los
artículos "un", "uno", "el", y "dicho"
pretenden significar que hay uno o más de los elementos. Los
términos "que comprende", "que incluye" y "que
tiene" pretenden ser inclusivos y significan que puede haber
elementos adicionales distintos de los elementos relacionados.
Claims (10)
1. Un inyector de postcombustión (24) de
turborreactor que incorpora una pared exterior genéricamente
cilíndrica (44) y un miembro de conducto (58) separado hacia el
interior de la pared exterior y que define un límite entre el
conducto central (48) para el flujo del gas de escape de la turbina
y un conducto de derivación (50) para el flujo del aire de
refrigeración, extendiéndose un tubo de inyección de combustible
(22) desde la pared exterior hacia el interior a través de una
abertura (64) existente en el miembro de conducto hasta el conducto
central, una primera porción del tubo de inyección de combustible
existente en el conducto de derivación (50) y una segunda porción
del tubo de inyección de combustible existente en el conducto
central (48), y un escudo térmico (20) para proteger el tubo de
inyección de combustible, en el que el escudo térmico (20)
comprende:
- \quad
- una base (28) para soportar el escudo térmico, teniendo la base una cara interior (84) con una primera superficie de montaje (86), un primer orificio de sujeción (88) que se extiende a través de la base, y un rebajo (90) existente en la base; y
- \quad
- una carcasa (30) para encerrar dicha segunda porción del tubo de inyección de combustible (22), teniendo la carcasa (30) un canal interno (106) abierto en aquella en un extremo de la misma para alojar dicho tubo de inyección de combustible, una segunda superficie de montaje (100), un segundo orificio de sujeción (102), y una lengüeta (92) que sobresale de dicha carcasa, teniendo la lengüeta (92) el tamaño y la forma precisos para quedar alojada dentro de dicho rebajo (90) de la base (28);
- \quad
- en el que la carcasa (30) puede ser asegurada de manera desmontable a la base (28) en una posición de montaje sobre la base en la cual la lengüeta (92) es alojada dentro de dicho rebajo (90), las superficies de montaje (86, 100) quedan encajadas, y el segundo orificio de sujeción (102) es situado en posición alineada con el primer orificio de sujeción (88) para que un elemento de sujeción (104) pueda ser insertado para asegurar la carcasa a la base;
- \quad
- caracterizado porque
- la base (28) está dispuesta dentro de dicho conducto central (48) y está fijada a dicho miembro de conducto (58).
2. Un inyector de postcombustión (24) de
turborreactor de acuerdo con la reivindicación 1 en el dicha
lengüeta (92) es situada sobre la carcasa (30) en relación separada
respecto del segundo orificio de sujeción (102) y está configurada
de forma que el encaje de la lengüeta (92) con la base (28)
existente en dicho rebajo (90) impide la rotación de la carcasa
(30) con respecto a la base (28) cuando la carcasa está en dicha
posición de montaje.
3. Un inyector de postcombustión (24) de
turborreactor de acuerdo con lo expuesto en la reivindicación 2, en
el que la lengüeta (92) se extiende desde dicha segunda superficie
de montaje (100).
4. Un inyector de postcombustión (24) de
turborreactor de acuerdo con lo expuesto en la reivindicación 3, en
el que la lengüeta (92) se extiende longitudinalmente en una
dirección alineada con el segundo orificio de sujeción (102).
5. Un inyector de postcombustión (24) de
turborreactor de acuerdo con lo expuesto en la reivindicación 1, en
el que dichas primera y segunda superficies de montaje (86, 100) son
genéricamente planas.
6. Un inyector de postcombustión (24) de
turborreactor de acuerdo con lo expuesto en la reivindicación 5, en
el que dichos primero y segundo orificios de sujeción (88, 102)
están situados dentro de dichas primera y segunda superficies de
montaje (86, 100), respectivamente.
7. Un inyector de postcombustión (24) de
turborreactor de acuerdo con los expuesto en la reivindicación 1, en
el que dicha base (28) tiene un perfil delgado.
8. Un inyector de postcombustión (24) de
turborreactor de acuerdo con lo expuesto en la reivindicación 1, en
el que la base (28) tiene una abertura (94) que se extiende a través
de dicha base para alojar el tubo de inyección de combustible
(22).
9. Un inyector de postcombustión (24) de
turborreactor de acuerdo con lo expuesto en la reivindicación 1, en
el que dicho canal interno (106) de la carcasa (30) comprende un
primer canal interno y el escudo térmico comprende así mismo un
segundo canal interno (114) abierto en uno de sus extremos situado
sobre la segunda superficie de montaje (100), estando dispuesto
dicho segundo canal interno (114) para recibir el flujo de aire de
refrigeración procedente del conducto de derivación (50) y conducir
dicho flujo a lo largo de la carcasa (30).
10. Un inyector de postcombustión (24) de
turborreactor de acuerdo con lo expuesto en la reivindicación 1 en
combinación con un turborreactor (26).
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Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6983601B2 (en) * | 2004-05-28 | 2006-01-10 | General Electric Company | Method and apparatus for gas turbine engines |
US7481059B2 (en) * | 2004-08-12 | 2009-01-27 | Volvo Aero Corporation | Method and apparatus for providing an afterburner fuel-feed arrangement |
US7188467B2 (en) * | 2004-09-30 | 2007-03-13 | General Electric Company | Methods and apparatus for assembling a gas turbine engine |
US7140174B2 (en) * | 2004-09-30 | 2006-11-28 | General Electric Company | Methods and apparatus for assembling a gas turbine engine |
US7596950B2 (en) * | 2005-09-16 | 2009-10-06 | General Electric Company | Augmentor radial fuel spray bar with counterswirling heat shield |
US8186325B2 (en) * | 2006-01-05 | 2012-05-29 | Federal-Mogul World Wide, Inc. | Heat shield having locating and retention features |
FR2950416B1 (fr) * | 2009-09-23 | 2012-04-20 | Snecma | Dispositif accroche-flammes comprenant un support de bras et un ecran de protection thermique monoblocs |
WO2014164189A1 (en) | 2013-03-11 | 2014-10-09 | United Technologies Corporation | Heat shield mount configuration |
US11280492B2 (en) | 2018-08-23 | 2022-03-22 | General Electric Company | Combustor assembly for a turbo machine |
US20210140641A1 (en) * | 2019-11-13 | 2021-05-13 | General Electric Company | Method and system for rotating detonation combustion |
GB202006964D0 (en) * | 2020-05-12 | 2020-06-24 | Rolls Royce Plc | Afterburner strut with integrated fueld feed lines |
EP4177522B1 (en) * | 2021-11-04 | 2024-06-26 | Rolls-Royce plc | Combustor arrangement |
GB2615335B (en) | 2022-02-04 | 2024-05-08 | Rolls Royce Plc | A reheat assembly |
GB2615336A (en) * | 2022-02-04 | 2023-08-09 | Rolls Royce Plc | Reheat assembly for gas turbine engine |
GB2615337A (en) * | 2022-02-04 | 2023-08-09 | Rolls Royce Plc | Reheat assembly for gas turbine engine |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2944388A (en) * | 1955-02-24 | 1960-07-12 | Thompson Ramo Wooldridge Inc | Air atomizing spray bar |
BE795529A (fr) * | 1972-02-17 | 1973-06-18 | Gen Electric | Allumeur monte sur un dispositif d'augmentation de la poussee de turboreacteurs et refroidi a l'air |
US4185458A (en) | 1978-05-11 | 1980-01-29 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Turbofan augmentor flameholder |
US4315401A (en) | 1979-11-30 | 1982-02-16 | United Technologies Corporation | Afterburner flameholder construction |
US4989407A (en) | 1986-08-29 | 1991-02-05 | United Technologies Corporation | Thrust augmentor flameholder |
US5076062A (en) | 1987-11-05 | 1991-12-31 | General Electric Company | Gas-cooled flameholder assembly |
US4901527A (en) | 1988-02-18 | 1990-02-20 | General Electric Company | Low turbulence flame holder mount |
US5090198A (en) * | 1990-05-04 | 1992-02-25 | Rolls-Royce Inc. & Rolls-Royce Plc | Mounting assembly |
EP0550126A1 (en) | 1992-01-02 | 1993-07-07 | General Electric Company | Thrust augmentor heat shield |
FR2689567B1 (fr) * | 1992-04-01 | 1994-05-27 | Snecma | Injecteur de carburant pour chambre de post-combustion d'une turbomachine. |
US5385015A (en) | 1993-07-02 | 1995-01-31 | United Technologies Corporation | Augmentor burner |
FR2709342B1 (fr) * | 1993-08-25 | 1995-09-22 | Snecma | Dispositif de post combustion d'un turboréacteur. |
US5396763A (en) | 1994-04-25 | 1995-03-14 | General Electric Company | Cooled spraybar and flameholder assembly including a perforated hollow inner air baffle for impingement cooling an outer heat shield |
US5396761A (en) | 1994-04-25 | 1995-03-14 | General Electric Company | Gas turbine engine ignition flameholder with internal impingement cooling |
US5497616A (en) * | 1994-11-16 | 1996-03-12 | Rolls-Royce Inc. | High temperature mounting for stress relief of a dovetail |
PL187946B1 (pl) * | 1997-12-08 | 2004-11-30 | Volvo Aero Corp | Urządzenie stabilizujące płomień do dopalaczy w gazowych silnikach turbinowych |
US6125627A (en) * | 1998-08-11 | 2000-10-03 | Allison Advanced Development Company | Method and apparatus for spraying fuel within a gas turbine engine |
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