ES2841382T3 - Montaje de entrada de un conjunto de energía auxiliar con filtro - Google Patents

Montaje de entrada de un conjunto de energía auxiliar con filtro Download PDF

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Bruno Villeneuve
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Behzad Hagshenas
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Abstract

Un montaje de entrada (114) para un conjunto de energía auxiliar para una aeronave, comprendiendo el montaje: un conducto (172) configurado para proporcionar una comunicación fluida desde un entorno de la aeronave a una entrada de un motor del conjunto de energía auxiliar; y un filtro (182) recibido en, y que se extiende a través de, el conducto (172), caracterizado porque el filtro incluye: una primera porción del filtro (184) permeable al aire, siendo que la primera porción del filtro (184) se extiende desde una pared lateral del conducto (172) a través de solo una parte de un tramo del conducto (172) y define un borde transversal (190) en el conducto (172), una segunda porción del filtro (186) permeable al aire que se extiende en una dirección aguas abajo a lo largo del conducto (172) desde el borde transversal (190) hasta un extremo aguas abajo (194) ubicado aguas abajo del borde transversal (190), no siendo la primera y la segunda porción (184, 186) paralelas, y un miembro colector (188) impermeable al agua que se extiende desde el extremo aguas abajo (194) a través de un resto del tramo del conducto (172), no siendo la segunda porción del filtro (186) y el miembro colector (188) paralelos.

Description

DESCRIPCIÓN
Montaje de entrada de un conjunto de energía auxiliar con filtro
CAMPO TÉCNICO
La solicitud se refiere en general a montajes de conjuntos de energía auxiliar y, más particularmente, a dichos montajes que incluyen uno o más motores de combustión interna.
ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA
Los montajes de conjuntos de energía auxiliar de aeronaves se usan normalmente durante el funcionamiento y, como tales, pueden estar expuestos a contaminantes, como partículas del suelo y arena. El funcionamiento a baja temperatura también puede exponer el montaje de conjunto de energía auxiliar a condiciones de formación de hielo. Los contaminantes y la formación de hielo pueden ser perjudiciales para el funcionamiento del montaje del conjunto de energía auxiliar, particularmente cuando dichos montajes incluyen motor(es) de combustión interna.
Pueden proporcionarse filtros aguas arriba del motor o los motores de combustión interna; sin embargo, dichos filtros pueden ser susceptibles a obstruirse con hielo y/o partículas, y/o pueden ser difícil de acceder para su reemplazo o reparación.
Los documentos EP 3059420 A1, US 4972672 A y US 4268284 A describen disposiciones de la técnica anterior según el preámbulo de la reivindicación 1.
RESUMEN
En un aspecto de la invención, se proporciona un montaje de entrada para un conjunto de energía auxiliar para una aeronave, como se indica en la reivindicación 1.
En un aspecto adicional de la invención, se proporciona un procedimiento para alimentar aire a un motor de combustión interna de un montaje de un conjunto de energía auxiliar de una aeronave, como se indica en la reivindicación 14.
Varias realizaciones de la invención se exponen en las reivindicaciones dependientes.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Ahora se hace referencia a las figuras adjuntas, en las que:
la Fig. 1 es un diagrama de un montaje de motor según una realización particular;
la Fig. 2 es una vista esquemática en sección transversal de un motor rotativo que se puede usar en el montaje del motor de la Fig. 1;
la Fig. 3 es una vista esquemática en sección transversal lateral de un montaje de conjunto de energía auxiliar según una realización particular, que puede incluir un montaje de motor tal como se muestra en la Fig. 1;
la Fig. 4 es una vista esquemática en sección transversal superior de un filtro del montaje de la Fig. 3;
la Fig. 5 es una vista en sección transversal lateral esquemática de parte del montaje de la Fig. 3, que muestra un ejemplo de condiciones de formación de hielo;
la Fig. 6 es una vista esquemática en sección transversal lateral de un montaje de conjunto de energía auxiliar según otra realización particular, en una primera configuración;
la Fig. 7 es una vista en sección transversal lateral esquemática del montaje de la Fig. 6 en una segunda configuración;
la Fig. 8 es una vista esquemática tridimensional de un montaje de entrada según otra realización particular, que puede usarse con un montaje de motor tal como el que se muestra en la Fig. 1; y
la Fig. 9 es otra vista esquemática tridimensional del montaje de entrada de la Fig. 8.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
Con referencia a la Fig. 1, se muestra de manera general un montaje de motor compuesto 10 que, en una realización particular, se usa como un conjunto de energía auxiliar (APU). El montaje de motor 10 generalmente incluye un compresor de sobrealimentación 20 que comprime el aire para alimentar un núcleo de motor 12' que incluye uno o más motores de combustión interna 12, y un compresor de carga 21 que proporciona aire de purga para la aeronave. Alternativamente, el compresor de sobrealimentación 20 también puede actuar como compresor de carga, es decir, ambas funciones pueden ser efectuadas por un mismo compresor.
El escape del núcleo del motor 12' se alimenta a una o más turbinas 26, 22 de una sección de turbinas compuesta. Una o más de las turbinas 26, 22 se configuran para energía compuesta con el núcleo del motor 12'; en la realización mostrada, la turbina y los árboles del motor están acoplados a través de una transmisión proporcionada por una caja de engranajes 28. El o los compresores 20, 21 pueden accionarse mediante el o los motores 12 ya sea directa o indirectamente, es decir, el o los compresores 20, 21 pueden ser accionados por las turbinas 26, 22. y/o el núcleo del motor 12'. En la realización mostrada, los compresores 20, 21 son accionados por las turbinas 26, 22, por ejemplo, al estar acoplados al mismo árbol o al acoplarse al árbol de la turbina a través de una transmisión proporcionada por la caja de engranajes 28. En otra realización particular, el o los árboles del o los compresores 20, 21 se acoplan al árbol de salida 16 del núcleo del motor 12', ya sea directamente o mediante una transmisión.
En una realización particular, el o los motores de combustión interna 12 son motores rotativos intermitentes de combustión interna, por ejemplo, motores Wankel; sin embargo, se entiende que se pueden usar alternativamente otros tipos de motores de combustión interna intermitentes u otros tipos de motores de combustión interna.
Con referencia a la Fig. 2, se muestra un ejemplo de un motor Wankel que se puede usar en el núcleo del motor 12'. Se entiende que la configuración del o los motores 12, por ejemplo, la colocación de los puertos, el número y la colocación de las juntas estancas, etc., puede variar de aquella de la realización mostrada.
El motor 12 comprende una carcasa 32 que define una cavidad de rotor con un perfil que define dos lóbulos, que es preferentemente un epitrocoide. Dentro de la cavidad de rotor se recibe un rotor 34. El rotor define tres porciones de vértice 36 espaciadas circunferencialmente y un perfil generalmente triangular con caras arqueadas hacia fuera. Las porciones de vértice 36 se acoplan de manera estanca con la superficie interior de una pared periférica 38 de la carcasa 32 para formar y separar tres cámaras de trabajo 40 de volumen variable entre el rotor 34 y la carcasa 32. La pared periférica 38 se extiende entre dos paredes de extremo espaciadas axialmente 54 para encerrar la cavidad de rotor.
El rotor 34 se acopla a una porción excéntrica 42 del árbol de salida 16 para realizar revoluciones orbitales dentro de la cavidad de rotor. El árbol de salida 16 realiza tres rotaciones por cada revolución orbital del rotor 34. El eje geométrico 44 del rotor 34 está desplazado y en paralelo con respecto al eje 46 de la carcasa 32. Durante cada rotación del rotor 34, cada cámara 40 varía en volumen y se mueve alrededor de la cavidad de rotor para someterse a las cuatro fases de admisión, compresión, expansión y escape.
Se proporciona un puerto de admisión 48 a través de la pared periférica 38 para admitir aire comprimido hacia dentro de una de las cámaras de trabajo 40. También se proporciona un puerto de escape de escape 50 a través de la pared periférica 38 para descargar los gases de escape de las cámaras de trabajo 40. Los pasos 52 para una bujía, una bujía incandescente u otro mecanismo de encendido, así como para uno o más inyectores de combustible de un sistema de inyección de combustible (no mostrado en la Fig. 1) también se proporcionan a través de la pared periférica 38. De manera alternativa, el puerto de admisión 48, el puerto de escape 50 y/o los pasos 52 se pueden proporcionar a través de la pared de extremo o lateral 54 de la carcasa. Se puede proporcionar una subcámara (no mostrada) en comunicación con las cámaras 40, para la inyección piloto o previa de combustible para su combustión.
Para un funcionamiento eficiente, las cámaras de trabajo 40 se cierran de manera estanca por medio de juntas periféricas o de vértice accionadas por resorte 56 que se extienden desde el rotor 34 para acoplar la superficie interior de la pared periférica 38, y juntas de cara o de gas accionadas por resorte 58 y juntas de extremo o esquina 60 que se extienden desde el rotor 34 para acoplar la superficie interior de las paredes de extremo 54. El rotor 34 también incluye al menos un anillo de estanqueidad de aceite accionado por resorte 62, derivado contra la superficie interior de la pared de extremo 54 alrededor del cojinete para el rotor 34 en la porción excéntrica de árbol 42.
El o los inyectores de combustible del motor 12, que en una realización particular son inyectores de combustible de conducto común, se comunican con una fuente 30 (véase la Fig. 1) de combustible pesado (por ejemplo, diésel, queroseno (combustible de aviación), un biocombustible equivalente), y suministran el combustible pesado hacia dentro del motor 12 de modo que la cámara de combustión esté estratificada con una mezcla rica de aire y combustible cerca de la fuente de ignición y una mezcla más pobre en otras partes.
De nuevo, con referencia a la Fig. 1, el montaje 10 incluye uno o más intercambiadores de calor 24, por ejemplo, para recibir un refrigerante (por ejemplo, un refrigerante líquido) del motor o los motores 12. En una realización particular, el intercambiador de calor 24 para el refrigerante del motor y el sistema de circulación del refrigerante 25 son distintos de cualquier sistema de lubricación y combustible del motor o los motores 12 y del montaje del conjunto de energía auxiliar como un todo. El refrigerante de motor dedicado puede ser, por ejemplo, agua o agua mezclada con líquido(s) anticongelante(s) como etilenglicol. Pueden usarse intercambiadores de calor adicionales 24, por ejemplo, para enfriar el aceite u otro lubricante del montaje de motor 10 y para enfriar el aire comprimido entre el compresor de sobrealimentación 20 y el motor o los motores de combustión interna 12.
En una realización particular, un montaje de un conjunto de energía auxiliar incluye un montaje de motor 10 tal como se describió anteriormente, y un montaje de entrada móvil que puede tener varias configuraciones. Con referencia a la Fig. 3, se muestra un montaje de entrada 114 según una realización particular, que es particularmente, aunque no de manera exclusiva, adecuado para su uso en entornos contaminados, con aire ambiente que contiene partículas de polvo o gotas de agua sobreenfriadas. Aunque se muestra que el montaje de conjunto de energía auxiliar 100 incluye el montaje del motor 10 de las Fig. 1-2, se entiende que el montaje de motor puede tener alternativamente cualquier otra configuración adecuada.
El montaje del motor 10 y el montaje de admisión 114 se reciben en un recinto 164, por ejemplo, definido por un compartimento de la aeronave. Las paredes del recinto 164 definen una abertura de entrada principal 166 definida en un revestimiento exterior de la aeronave, que se puede cerrar y abrir selectivamente mediante una puerta de entrada principal 168; en la realización mostrada, la puerta de entrada principal 168 es pivotante y está orientada hacia adelante. Un conducto de entrada principal 170 relativamente corto se extiende desde la abertura de entrada principal 166. Tres conductos se extienden desde el conducto de entrada principal 170: un conducto del motor 172, un conducto del compartimiento 174 y un conducto de purga 176. El conducto del motor 172, el conducto del compartimiento 174 y el conducto de purga 176 están configurados para estar en comunicación fluida con el entorno de la aeronave (es decir, recibir aire exterior) cuando la puerta de entrada principal 168 está abierta, a través de la abertura de entrada principal 166 y el conducto de entrada 170. Alternativamente, el conducto del compartimiento 174' (como se muestra en líneas de puntos en la Fig.3) puede comunicarse con el entorno de la aeronave a través de otra abertura de entrada separada de la abertura de entrada principal 166, que puede, por ejemplo, tener una abertura fija o tener una apertura con un área variable, por ejemplo, definida por una pluralidad de persianas móviles que pueden abrirse o cerrarse durante el vuelo.
El conducto del motor 172 está en comunicación fluida con la entrada del motor o los motores de combustión interna 12 a través del compresor de sobrealimentación 20, es decir, el conducto del motor 172 está en comunicación fluida con la entrada del compresor 20. Sin embargo, se entiende que con un montaje de motor que tiene una configuración diferente, el conducto del motor 172 puede comunicarse directamente con el motor o los motores de combustión interna 12.
El conducto del compartimento 174 está en comunicación fluida con un compartimento 178 del recinto 164 que contiene el montaje del motor 10, de manera que proporciona aire de refrigeración al montaje del motor 10. En la realización mostrada, el o los intercambiadores de calor 24 se ubican en el compartimento 178 con los conductos de aire del o los intercambiadores de calor 24 en comunicación fluida con el compartimento 178; el aire de refrigeración descargado por el conducto del compartimento 174 puede ser usado parcial o totalmente por el o los intercambiadores de calor 24. En una realización particular, uno o más ventiladores (no mostrados) son accionados por el motor o los motores de combustión interna 12 para impulsar el aire desde el compartimiento 178 a través del o los intercambiadores de calor 24 y de regreso al entorno a través de un conducto de escape del montaje del motor 10.
El conducto de purga 176 está en comunicación fluida con la entrada del compresor de carga 21, que proporciona aire comprimido para la aeronave. En la realización mostrada, el motor y los conductos de purga 172, 176 se extienden lado a lado y están separados por una pared común 180 configurada como un divisor de flujo que tiene un borde de ataque definido en la unión de los dos conductos 172, 176. En una realización particular, el motor y los conductos de purga 172, 176 están dimensionados y colocados de manera relativa de modo que aproximadamente el 30% del flujo total al motor y los conductos de purga 172, 176 circule hacia adentro del conducto del motor 172. También son posibles otros tamaños y proporciones de flujo.
Un filtro 182 es recibido y se extiende a través del conducto del motor 172, de modo que todo el aire que circula hacia dentro del conducto del motor 172 circule a través del filtro 182. El filtro 182 tiene una forma de zigzag formada por la primera y la segunda porción del filtro 184, 186, las cuales están configuradas para filtrar el flujo de aire (por ejemplo, permeable al aire pero con un tamaño de poro seleccionado para impedir que partículas mayores a un tamaño predeterminado pasen a través del mismo), y por un miembro colector 188 al menos impermeable al agua.
La primera porción del filtro 184 se extiende a través de solo una parte del tramo del conducto del motor 172 y define un borde 190 transversal que se extiende a través del conducto del motor 172. La primera porción del filtro 184 está colocada para recibir la mayor parte del flujo que entra en el conducto del motor 172 y, en consecuencia, se extiende transversalmente al flujo. En la realización mostrada, la primera porción del filtro 184 está inclinada con respecto a (es decir, se extiende en un ángulo distinto de cero desde) la dirección longitudinal L del conducto del motor y también está inclinada con respecto a (es decir, se extiende en un ángulo distinto de cero desde) la perpendicular a esa dirección longitudinal L. La primera porción del filtro 184 forma un ángulo de modo que el borde transversal 190 está ubicado aguas abajo del extremo opuesto 192 de la primera porción del filtro 184 adyacente a la pared del conducto.
La segunda porción del filtro 186 se extiende aguas abajo del borde transversal 190 de la primera porción del filtro 184 y, en consecuencia, tiene un extremo 194 ubicado aguas abajo del borde transversal 190. Las dos porciones del filtro 184, 186 están en ángulo entre sí, es decir, no son paralelas; se forma una esquina que define un borde de ataque en el borde transversal 190. En la realización mostrada, la segunda porción del filtro 186 se extiende a lo largo (es decir, en paralela a, o cerca de una paralela a) la dirección longitudinal L del conducto del motor 172; en el uso, la segunda porción del filtro 186 puede extenderse verticalmente. En consecuencia, la segunda porción del filtro 186 se extiende a lo largo o sustancialmente a lo largo de la dirección del flujo en el conducto del motor 172 aguas arriba del filtro 182, y el flujo necesita ser redirigido o girado antes de pasar a través de la segunda porción del filtro 186.
El miembro colector 188 se extiende entre el extremo de aguas abajo 194 de la segunda porción del filtro 186 y la pared adyacente 180 del conducto del motor 172 que define el divisor entre el conducto del motor 172 y el conducto de purga 176, es decir, se extiende a través el resto del tramo del conducto del motor 172. El miembro 188 colector no es paralelo a la segunda porción del filtro 186. En la realización mostrada, el miembro colector 188 se extiende de manera perpendicular, o aproximadamente de manera perpendicular, a la dirección longitudinal L del conducto del motor 172 y, en consecuencia, no es paralelo a la primera porción del filtro 184. En una realización particular, el miembro colector 188 incluye una placa sólida impermeable al aire.
En una realización particular y como puede verse en la Fig.4, el conducto del motor 172 tiene una sección transversal rectangular, formada por dos pares de paredes opuestas 172a, b y 172c, d. La primera porción del filtro 184 es adyacente, por ejemplo, está conectada a una pared 172b del primer par, mientras que el miembro colector 188 es adyacente, por ejemplo, está conectado a la otra pared 172a del primer par (por ejemplo, el divisor 180). La segunda porción del filtro 186 se extiende espaciada de las paredes 172a, b del primer par. Las dos porciones del filtro 184, 186 y el miembro colector 188 se extienden todos adyacentes, por ejemplo, conectados a las paredes 172c, d del segundo par. La primera porción del filtro 184 tiene un área de sección transversal mayor que el miembro colector 188. También son posibles otras configuraciones.
La primera porción del filtro 184 está colocada con respecto a la abertura de entrada principal 166 de manera que se extienda a través de una trayectoria directa desde la abertura de entrada principal 166 al conducto del motor 172, de modo que la mayoría del flujo hacia adentro del conducto de entrada principal 170 que va al conducto del motor 172 se dirige a través de la primera porción del filtro 184. Por el contrario, la segunda porción del filtro 186 está colocada de modo que el flujo tenga que girar para pasar a través de ella. En una realización particular, el filtro 182 está conformado y orientado en consecuencia a fin de proporcionar una suficiente área frontal para impedir pérdidas de alta presión e impedir un bloqueo completo en condiciones de formación de hielo. Las ubicaciones relativas del borde transversal 190 y el borde de ataque del divisor 180 se seleccionan de modo que la acumulación de hielo en estas ubicaciones impida el bloqueo completo del flujo de aire en la segunda porción del filtro aprovechando la separación natural del flujo, como se detalla a continuación.
En el uso y con referencia a la Fig. 5, el flujo que contiene aire y gotitas de agua sobreenfriadas se hace circular al conducto del motor 172 y, en su mayoría, a través de la primera porción del filtro 184, ya que la primera porción del filtro 184 se extiende a través de la ruta directa para el flujo que viene del conducto de entrada principal 170. Sin embargo, a medida que las gotas de agua sobreenfriadas son retenidas en la primera porción del filtro 184, se forma progresivamente una capa de hielo en la primera porción del filtro 184 ; con h, I2 se ilustra un ejemplo de acumulación de hielo a lo largo del tiempo, donde ^representa una acumulación adicional sobre I1. A medida que la primera porción del filtro 184 se cubre con hielo, se vuelve menos permeable al aire y puede obstruirse por completo (como se muestra en I2), provocando la recirculación del flujo sobre la primera porción del filtro 184. La primera porción del filtro helada 184 desvía el flujo a lo largo de la superficie helada, pasado el borde transversal 190 y hacia la pared del conducto del motor (que en la realización mostrada está formado por el divisor 180) y el espacio 196 definido entre esa pared 180 y el borde transversal 190.
La pared 180 del conducto del motor 172 y el miembro colector adyacente 188 cambian abruptamente la dirección del aire en el flujo para dirigirlo hacia la segunda porción del filtro 186. Debido a su inercia, las gotitas de agua sobreenfriadas no son capaces de seguir el cambio de dirección del aire y chocan contra la pared 180 del conducto del motor 172 y/o el miembro colector 188. Por consiguiente, el agua es retenida por la pared 180 y/o el elemento colector 188, por ejemplo en forma de una capa de hielo I1, I2. En consecuencia, el aire que circula a través de la segunda porción del filtro 186 está libre o sustancialmente libre de gotitas de agua sobreenfriadas, permitiendo que la segunda porción del filtro 186 permanezca libre o sustancialmente libre de hielo, manteniendo, por consiguiente, un flujo a través del filtro 182 durante las condiciones de formación de hielo.
La distancia entre el borde transversal 190 y la pared/divisor 180 se selecciona de modo que, en condiciones de formación de hielo, el espacio G restante entre las formaciones de hielo se dimensione para proporcionar un flujo suficiente al motor 12. En una realización particular, los modelos de dinámica de fluidos computacional (CFD) se usan para determinar la posición relativa de la pared/divisor 180 y el borde transversal 190, por ejemplo, en función de las líneas de corriente de estancamiento del flujo aguas arriba del filtro 182.
Con referencia a las Fig. 6-7, se muestra un montaje de conjunto de energía auxiliar 200 que incluye un montaje de entrada 214 según otra realización particular, que es, particularmente, aunque no de manera exclusiva, adecuado para su uso en entornos con contaminantes de partículas, por ejemplo, arena. Los elementos similares a los de la realización de las Fig. 3-5 se identifican con los mismos números de referencia y no se describirán adicionalmente en esta invención. Aunque se muestra que el montaje de conjunto de energía auxiliar 200 incluye el montaje de motor 10 de las Fig. 1 -2, se entiende que el montaje de motor puede tener cualquier otra configuración adecuada.
En esta realización, el conducto de entrada principal 170 se extiende desde la abertura de entrada principal 166 hasta una entrada principal 266 de una cámara principal 267, que, en consecuencia, está en comunicación selectiva con el entorno de la aeronave al abrir la puerta de entrada principal 168. El conducto del motor 172, el conducto del compartimiento 174 y el conducto de purga 176 están todos conectados a una salida de la cámara principal 267, por ejemplo, estando en comunicación fluida con un conducto común 269 que se extiende desde la cámara principal 267. Un filtro 282 se extiende a través del conducto del motor 172. Este filtro 282 puede ser un filtro plano, como se muestra, o un filtro que tiene cualquier otra configuración adecuada, incluyendo, entre otros, el filtro 182 de las Fig. 3-5.
El montaje 200 incluye un separador de partículas 298 que tiene una entrada definida en un revestimiento exterior de la aeronave. La entrada principal 266 está en comunicación fluida selectiva con el entorno, independientemente del separador de partículas 298, es decir, la trayectoria del flujo desde el entorno, a través de la entrada principal 266 y hacia adentro de la cámara principal 267 no pasa a través del separador de partículas 298. Sin embargo, la cámara principal 267 incluye una entrada secundaria 271 que está en comunicación fluida selectiva con el entorno de la aeronave a través del separador 290 de partículas. En la realización mostrada, esta comunicación fluida selectiva se proporciona a través de una cámara secundaria 273 ubicada detrás de la cámara principal 267 y que se comunica con una salida de aire del separador de partículas 298. La cámara secundaria 273 tiene una salida en comunicación selectiva con la entrada secundaria 271 de la cámara principal 267, por ejemplo, a través de un miembro pivotante o una puerta de entrada secundaria 268 pivotante para abrir o cerrar la comunicación entre la cámara principal y la secundaria 267, 273, según sea necesario.
El separador de partículas 298 puede tener cualquier configuración adecuada para eliminar partículas de un flujo de aire. En una realización particular, el separador de partículas 298 está configurado para proporcionar una separación de alta eficiencia de contaminantes de partículas; por ejemplo, el separador de partículas 298 puede ser un panel que incluye una pluralidad de tubos de vórtice (por ejemplo, un panel Centrisep®). Cada tubo de vórtice está configurado con un generador de vórtice a lo largo de su periferia y tiene un centro abierto. El generador de vórtice genera un movimiento de remolino en el aire contaminado que pasa a través del mismo y la fuerza centrífuga empuja las partículas radialmente hacia afuera contra la pared del tubo, creando, por consiguiente, un flujo anular de partículas alrededor de un flujo central de aire limpio. Cada tubo de vórtice tiene una salida tubular que separa el flujo de partículas del flujo de aire limpio. El flujo de partículas se dirige a un colector (no mostrado) mientras que el aire fluye desde el separador de partículas 298 hacia adentro de la cámara secundaria 273.
Se entiende que se puede usar cualquier otra configuración adecuada para el separador de partículas 298, siempre que sea capaz de eliminar suficientemente los contaminantes de partículas del flujo de aire mientras se asegura el mantenimiento del flujo de aire.
Mediante el movimiento de las puertas de entrada principal y secundaria 168, 268, el montaje puede tener una configuración adecuada para su uso en un entorno de aire limpio (Fig. 6), por ejemplo, para vuelo y funcionamiento en tierra no contaminada, y una configuración adecuada para su uso en un entorno contaminado con partículas (Fig. 7), por ejemplo, para el funcionamiento en tierra en un entorno de arena. En la configuración limpia y como se muestra en la Fig.6, la puerta de entrada principal 168 está abierta y la entrada principal 266 de la cámara principal 267 está en comunicación fluida con el entorno, de modo que el aire fluye directamente desde el entorno, a través de la abertura de entrada principal 166, el conducto de entrada principal 170 y la entrada principal 266, y hacia adentro de la cámara principal 267. La puerta de entrada secundaria 268 está cerrada, para impedir la comunicación fluida entre el separador de partículas 298 y la cámara principal 267. En esta configuración, el motor de combustión interna 12, el compartimiento 178 y el compresor de carga 21 están en comunicación fluida con el entorno a través de la entrada principal 266, independientemente (es decir, sin pasar a través) del separador de partículas 298.
En la configuración contaminada y como se muestra en la Fig. 7, la puerta de entrada principal 168 está cerrada para impedir la comunicación fluida entre la entrada principal 266 de la cámara principal 267 y el entorno. La puerta de entrada secundaria 268 está abierta, de modo que el aire fluye desde el entorno a través del separador de partículas 298, donde se eliminan las partículas. El aire filtrado, a continuación, fluye a través de la cámara secundaria 273 y al interior de la cámara principal 267. En esta configuración, el motor de combustión interna 12, el compartimiento 178 y el compresor de carga 21 están en comunicación fluida con el entorno a través del separador de partículas 298 y la entrada secundaria 271.
En ambas configuraciones, el aire circula desde la cámara principal 267 a través del conducto común 269 y, a continuación, al conducto del motor 172 , al conducto del compartimiento 174 y al conducto de purga 176.
Se entiende que la configuración de flujo particular que se muestra es solo a modo de ejemplo y que es posible usar alternativamente cualquier otra configuración adecuada que permita que todo el flujo de aire circule a través del separador de partículas 298 en una configuración y que al menos parte del flujo de aire desvíe el separador de partículas 298. Por ejemplo, el separador de partículas 298 puede estar integrado dentro de la puerta de entrada principal 168 y la cámara secundaria 273 puede omitirse.
La apertura y el cierre de las puertas 168, 268 pueden ser comandados usando cualquier sistema adecuado, por ejemplo, el FADEC (control de motor digital (o electrónico) de autoridad total) del montaje de conjunto de energía auxiliar 200. En una realización particular, el FADEC puede ordenar la posición de las puertas 168, 268 en función del peso sobre las ruedas (que indica la posición del suelo o de vuelo) y la temperatura ambiente (por ejemplo, para temperaturas ambiente superiores a 40°F).
En una realización particular, el montaje 200 se puede configurar en consecuencia para ser usado en dos tipos de entorno cambiando solo las posiciones de las dos puertas 168, 268, lo que puede permitir una reconfiguración rápida y fácil del montaje 200 según sea necesario.
Con referencia a las Fig. 8-9, se muestra un montaje de entrada según otra realización particular. El montaje de entrada puede usarse en un montaje de conjunto de energía auxiliar que incluye el montaje de motor de las Fig. 1 -2, o un montaje de motor que tenga cualquier otra configuración adecuada.
En esta realización, el conducto de purga 376 se extiende desde la abertura de entrada principal 166 hasta el compresor de carga 21, y el conducto del motor 372 está en comunicación fluida con la abertura de entrada principal 166 al estar conectado al conducto de purga 376. Se muestran otros dos conductos 374 (Fig. 8) que se extienden desde la abertura de entrada principal 166; uno o ambos de estos conductos 374 pueden ser conductos compartimentales, como se describió anteriormente, y/o conductos para dirigir el aire de refrigeración a porciones específicas de la góndola.
Aunque no se muestra, el montaje de entrada 314 puede tener dos configuraciones alternativas para que el aire pueda circular selectivamente a través de un separador de partículas antes de llegar a los conductos 372, 374, 376, como se muestra en las Fig. 6-7 y como se analizó anteriormente.
En esta realización y con referencia a la Fig. 9, el filtro 382 recibido en el conducto del motor 372 y que se extiende a través del mismo se puede eliminar del conducto del motor 372 a través de una abertura 375 en una pared del conducto 372; en la realización mostrada, el filtro 382 se puede deslizar fuera de la abertura 375, que está definida a través de una pared inferior 377 del conducto del motor 372, de modo que el filtro 382 puede deslizarse verticalmente y hacia abajo, fuera de la abertura 375. En una realización particular, el conducto del motor 372 define canales en forma de C que se acoplan con los bordes laterales y un borde superior del filtro 382; se pueden usar alternativamente otras configuraciones adecuadas.
La abertura 375 es accesible desde el exterior del montaje de conjunto de energía auxiliar que contiene el montaje de entrada 314. En una realización particular, la abertura 375 está colocada de manera que sea accesible a través de una puerta de góndola que proporciona acceso al compartimiento (por ejemplo, una puerta inferior del cono de cola del fuselaje), para facilitar el reemplazo o reparación del filtro 382.
La abertura 375 se puede cubrir selectivamente con una puerta extraíble o móvil (por ejemplo, pivotante), que es retenida en su posición cerrada a través de cualquier tipo de accesorio adecuado, incluyendo, entre otros, pestillos, clips y pernos. En la realización mostrada, la abertura 375 está cerrada por una puerta 379 (mostrada abierta en la Fig. 9) que incluye un sello integrado, desviado hacia la posición cerrada a través de un resorte de bisagra 381. Aunque se muestra como retenido a través de un acoplamiento deslizante, se entiende que el filtro 382 se puede retener de manera extraíble alternativamente a través de cualquier otro tipo de configuración adecuado, incluyendo, entre otros, sujeto entre bridas complementarias de porciones del conducto 372 acopladas a cada uno mediante cualquier accesorio adecuado que permita que al menos una de las porciones se elimine con facilidad (por ejemplo, pestillos, clips de resorte, pernos) y se acople al conducto 372 a través de cualquier tipo adecuado de accesorio extraíble (por ejemplo, roscas).
En la realización mostrada, el conducto del motor 372 incluye una cámara 372' en la que se recibe la entrada del compresor de sobrealimentación 20, y un conducto en forma de C 372" entre la entrada de la cámara 372' y el conducto de purga 376. El filtro 382 está acoplado a la cámara 372 adyacente a su entrada, en el extremo aguas abajo del conducto del motor 372". En una realización particular, la forma de C del conducto 372" actúa como un separador de partículas, impidiendo que al menos algunas de las partículas del flujo se dirijan hacia dentro del conducto 372" debido a su inercia. El filtro 382 impide que al menos algunas de (y en una realización particular, todas) las partículas restantes lleguen al motor o los motores de combustión interna 12. La abertura del filtro 375 ubicada en el extremo aguas abajo del conducto del motor 372, debajo del conducto 372, se puede usar al eliminar el filtro 382 para extraer los desechos acumulados en el conducto del motor 372.
El conducto del motor 372 y el conducto de purga 376 pueden configurarse como elementos formados por separado interconectados de manera separable, o alternativamente, pueden estar conectados de manera permanente y/o integral. En la realización mostrada, el conducto de purga 376 también define una cámara 376' en la que se recibe la entrada del compresor de carga 21. Las dos cámaras 372', 376' pueden configurarse como elementos formados por separado, interconectados de manera separable, o alternativamente, pueden estar conectados de manera permanente y/o integral.
Aunque el filtro 382 se muestra como un filtro plano, se entiende que el filtro 382 puede tener cualquier otra configuración adecuada que incluye, entre otras, el filtro 182 de las Fig. 3-5.
Se pretende que la descripción anterior sea únicamente a modo de ejemplo, y que la invención se limite únicamente por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Un montaje de entrada (114) para un conjunto de energía auxiliar para una aeronave, comprendiendo el montaje:
un conducto (172) configurado para proporcionar una comunicación fluida desde un entorno de la aeronave a una entrada de un motor del conjunto de energía auxiliar; y
un filtro (182) recibido en, y que se extiende a través de, el conducto (172), caracterizado porque el filtro incluye: una primera porción del filtro (184) permeable al aire, siendo que la primera porción del filtro (184) se extiende desde una pared lateral del conducto (172) a través de solo una parte de un tramo del conducto (172) y define un borde transversal (190) en el conducto (172),
una segunda porción del filtro (186) permeable al aire que se extiende en una dirección aguas abajo a lo largo del conducto (172) desde el borde transversal (190) hasta un extremo aguas abajo (194) ubicado aguas abajo del borde transversal (190), no siendo la primera y la segunda porción (184, 186) paralelas, y
un miembro colector (188) impermeable al agua que se extiende desde el extremo aguas abajo (194) a través de un resto del tramo del conducto (172), no siendo la segunda porción del filtro (186) y el miembro colector (188) paralelos.
2. El montaje de entrada según se define en la reivindicación 1, donde el conducto (172) es un primer conducto, el montaje de entrada (114) comprende además un segundo conducto separado del primer conducto mediante un divisor (180), el elemento colector (188) se extiende entre el divisor (180) y el extremo aguas abajo (194) de la segunda porción del filtro (186).
3. El montaje de entrada según se define en la reivindicación 1 o 2, donde una ubicación relativa del borde transversal (190) y un borde de ataque del divisor (180) se seleccionan de modo que, en el uso, la acumulación de hielo en los bordes transversal (190) y de ataque impida el bloqueo completo del flujo de aire en la segunda porción del filtro (186).
4. El montaje de entrada según se define en la reivindicación 1,2 o 3, donde el elemento colector (188) es una placa sólida impermeable al aire.
5. El montaje de entrada como se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la segunda porción del filtro (186) se extiende a lo largo de una dirección longitudinal del conducto (172).
6. El montaje de entrada como se define en cualquiera de las reivindicaciones anterior, donde la primera porción del filtro (184) se extiende en un ángulo distinto de cero desde una dirección longitudinal del conducto (172) y en un ángulo distinto de cero desde una perpendicular a la dirección longitudinal, estando el borde transversal (190) ubicado aguas abajo de un borde (192) de la primera porción del filtro (184) adyacente a la pared lateral.
7. El montaje de entrada según se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el elemento colector (188) se extiende perpendicularmente a una dirección longitudinal del conducto (172).
8. El montaje de entrada según se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la primera porción del filtro (184) tiene un área de sección transversal mayor que el miembro colector (188).
9. El montaje de entrada según se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el conducto (172) tiene un primer y un segundo par de paredes opuestas que forman juntas un perímetro cerrado, y donde:
la primera porción del filtro (184) es adyacente a una primera pared del primer par;
el miembro colector (188) es adyacente a una segunda pared del primer par;
la segunda porción del filtro (186) está espaciada de la primera y la segunda pared del primer par; y la primera porción del filtro (184), la segunda porción del filtro (186) y el miembro colector (188) son adyacentes a las paredes opuestas del segundo par.
10. Un montaje de conjunto de energía auxiliar (100) para una aeronave, que comprende:
un motor de combustión interna (12) y un montaje de entrada (114) como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, donde el conducto (172) está en comunicación fluida con una entrada del motor de combustión interna (12).
11. El montaje de conjunto de energía auxiliar como se define en la reivindicación 10 cuando depende de la reivindicación 2, que comprende además un compresor (20) accionable por el motor de combustión interna (12), un conducto de entrada común configurado para estar en comunicación fluida con el entorno del avión, el segundo conducto en comunicación fluida con el conducto de entrada común y con una entrada del compresor (20), y donde la segunda pared del primer par está definida por el divisor (180), que separa el primero y segundo conducto.
12. El montaje de conjunto de energía auxiliar como se define en la reivindicación 10 u 11, donde el motor de combustión interna (12) es un motor rotativo Wankel que incluye un rotor que tiene tres porciones de vértice montadas para revoluciones excéntricas dentro de una cavidad interna definida en una carcasa, teniendo la cavidad interna una forma de epitrocoide con dos lóbulos.
13. El montaje de conjunto de energía auxiliar según se define en cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, donde el conducto (172) está en comunicación fluida con la entrada del motor de combustión interna (12) a través de o el compresor (20).
14. Un procedimiento para alimentar aire a un motor de combustión interna (12) de un montaje de conjunto de energía auxiliar (100) de una aeronave a partir de un flujo que incluye el aire y las gotas de agua sobreenfriadas, comprendiendo el procedimiento:
hacer circular el flujo en un conducto (172) en comunicación fluida con una entrada del motor de combustión interna (12); caracterizado por:
eliminar las gotitas de agua sobreenfriadas del flujo haciendo circular el flujo a través de una primera porción del filtro (184) que se extiende a través de parte del conducto (172), siendo retenidas las gotitas de agua sobreenfriadas por la primera porción del filtro (184); y
tras la formación de hielo a partir de las gotas de agua sobreenfriadas en la primera porción del filtro (184): desviar el flujo con la primera porción del filtro helada (184) hacia una pared del conducto y un espacio definido entre la primera porción del filtro (184) y la pared;
cambiar abruptamente una dirección del aire en el flujo con la pared del conducto (172) y con un miembro colector (188) que se extiende desde la pared aguas abajo de la primera porción del filtro (184), el cambio de dirección hace que las gotas de agua sobreenfriadas sean retenidas por la pared y el miembro colector (188); y hacer circular el aire a través de una segunda porción del filtro (186) que se extiende entre la primera porción del filtro (184) y el miembro colector (188).
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