DISPOSITIVO Y PROCEDIMIENTO PARA LA LIMPIEZA DEL NUCLEO MOTRIZ DE UN MOTOR DE REACCION.

Dispositivo para la limpieza del núcleo motriz de un motor de reacción,

con un sistema de alimentación que facilita el agente de limpieza, un sistema de toberas que está realizado para introducir el agente de limpieza en el núcleo motriz y con un conducto de conexión (10) entre el sistema de alimentación y el sistema de toberas, caracterizado porque el sistema de toberas presenta medios para la unión a prueba de torsión con el árbol del soplante del motor de reacción, y porque entre el sistema de toberas y el conducto de conexión (10) está previsto un acoplamiento rotativo (5)

Dispositivo y procedimiento para la limpieza del núcleo motriz de un motor de reacción.

La invención se refiere a un dispositivo, una disposición y un procedimiento para la limpieza del núcleo motriz de un motor de reacción.

Los motores de reacción de los aviones de transporte subsónicos comerciales son hoy día en su inmensa mayoría los denominados motores de reacción de turbosoplante. Un motor de turbosoplante de esta clase tiene lo que se denomina el núcleo motriz en el que tiene lugar el proceso de combustión del queroseno propiamente dicho. El núcleo motriz comprende de forma conocida una o varias etapas de compresor, una cámara de combustión así como una o varias etapas de turbina en las que los gases de combustión calientes ceden una parte de su energía mecánica. Esta energía mecánica se requiere por una parte para el accionamiento de las etapas del compresor, y por otra parte se acciona lo que se denomina un turbosoplante dispuesto corriente arriba del núcleo motriz, que por lo general presenta un diámetro considerablemente mayor que el núcleo motriz y que deja pasar una parte considerable de la totalidad del aire que atraviesa el motor en forma de lo que se denomina flujo frío o doble flujo que pasa a lo largo del núcleo motriz. Por medio de este flujo frío el turbosoplante aporta una cantidad considerable de la fuerza de empuje del motor de reacción, y además la elevada proporción de flujo frío da lugar a una mejor compatibilidad del motor de reacción con el medio ambiente, en particular un mejor grado de rendimiento a velocidades subsónicas, así como una mejora de la insonorización de los ruidos del flujo caliente de gases de escape del núcleo motriz.

Los motores de reacción se contaminan durante el funcionamiento debido a los residuos de combustión del núcleo motriz así como las impurezas del aire aspiradas con la combustión o el flujo de aire frío tal como por ejemplo polvo, insectos, niebla salina u otras impurezas del medio ambiente. Estas impurezas forman en particular también un recubrimiento sobre las paletas del rotor y/o del estator del compresor del núcleo motriz que menoscaba la calidad superficial y en última instancia el grado de rendimiento termodinámico del motor de reacción.

Para eliminar la suciedad se limpian los motores de reacción. Por el documento WO 2005/077554 A1 que comprende un dispositivo conforme al preámbulo de la reivindicación 1, se conoce el hecho de disponer para este fin una pluralidad de toberas de limpieza corriente arriba del soplante de un motor de reacción de turbosoplante para limpiar de este modo el soplante y el núcleo motriz. Los documentos WO 2005/120953 y WO 96/40453 dan a conocer dispositivos para la limpieza del núcleo motriz de un motor de reacción. Las toberas de limpieza se aplican al revestimiento del motor de reacción o van soportadas por un vehículo independiente.

La invención tiene como objetivo crear un dispositivo conforme a la reivindicación 1, un procedimiento conforme a la reivindicación 13 y una disposición conforme a la reivindicación 11 de la clase citada inicialmente que permitan una limpieza eficaz y eficiente del núcleo motriz de un motor de reacción.

El dispositivo conforme a la invención comprende un sistema de alimentación que facilita el agente de limpieza, un sistema de toberas que está realizado para introducir el agente de limpieza en el núcleo motriz así como un conducto de conexión entre el sistema de alimentación y el sistema de toberas. De acuerdo con la invención está previsto que el sistema de toberas presente unos medios para realizar la unión a prueba de torsión con el árbol del soplante del motor de reacción, y que esté previsto un acoplamiento rotativo entre el sistema de toberas y el conducto de conexión.

En primer lugar se van a aclarar algunos de los conceptos empleados dentro del marco de la invención. El concepto de motor de reacción se refiere a cualquier turbina de gas móvil para aplicaciones aeronáuticas. Dentro del marco de la invención este concepto se refiere en particular a motores de reacción de turbosoplante en los que la turbina de gas propiamente dicha forma el llamado núcleo motriz, y donde corriente arriba del núcleo motriz está situado un turbosoplante de mayor diámetro, que genera un flujo de aire frío alrededor del núcleo motriz. El concepto de núcleo motriz designa a la turbina de gas propiamente dicha del motor de reacción en la que tiene lugar el proceso de combustión del carburante, en particular de queroseno. Un núcleo motriz de esta clase presenta por lo general una o varias etapas de compresor, una cámara de combustión así como una o varias etapas de turbina que son accionadas por los gases de combustión calientes.

El sistema de alimentación facilita el agente de limpieza (por ejemplo en uno o varios tanques), y puede estar dotado de dispositivos de maniobra y accionamiento, bombas, acumuladores de energía o similares. Está realizado preferentemente como unidad móvil, en particular desplazable.

El sistema de toberas presenta una o varias toberas para el agente de limpieza, así como unos medios, que se describirán más adelante con mayor detalle, para la unión a prueba de torsión de este sistema de toberas y por lo tanto de las toberas, con el árbol del soplante del motor de reacción.

Conforme a la invención está previsto por lo tanto que estas toberas no estén situadas de forma estacionaria en la zona de la entrada del motor de reacción sino que estén unidas a prueba de torsión con el árbol del soplante, y por lo tanto al girar lentamente el motor sin inyección de queroseno (el denominado volteo en seco), pueden girar junto con el soplante.

El sistema de alimentación y el sistema de toberas están comunicados entre sí por medio de un conducto de conexión. Este conducto de conexión sirve especialmente para la alimentación del agente de limpieza (preferentemente sometido a presión y eventualmente calentado) a las toberas del sistema de toberas. El conducto de conexión es preferentemente de tipo flexible y puede comprender en particular un tubo flexible, eventualmente resistente a la presión.

El conducto de conexión va conectado al sistema de toberas mediante un acoplamiento rotativo. El concepto de acoplamiento rotativo debe entenderse con carácter funcional y designa a cualquier dispositivo que sea adecuado para establecer una comunicación suficientemente estable, preferentemente resistente a la presión y estanca a los líquidos, entre la parte estacionaria de la conducción de conexión y el dispositivo de toberas que gira con el soplante. La finalidad del acoplamiento rotativo es conducir el agente de limpieza desde el sistema de alimentación estacionario al sistema de toberas rotativo, dejándolo después salir de las toberas.

La invención permite una limpieza selectiva del núcleo motriz. Las toberas que giran con el soplante durante el volteo en seco cubren uniformemente la entrada del núcleo motriz en todo su perímetro. Además la disposición de las toberas girando con el soplante permite una aportación selectiva del agente de limpieza en el sentido de flujo detrás de las paletas (paletas) del soplante y por lo tanto un recubrimiento directo del núcleo motriz sin menoscabo debido al turbosoplante situado delante de aquel en el sentido de flujo. En el caso de que haya una disposición fija de las toberas delante del soplante tal como se da en el estado de la técnica, una parte importante del agente de limpieza incide sobre las paletas del soplante y por lo tanto no puede contribuir o al menos no puede contribuir directamente a la limpieza del núcleo motriz. La invención ha reconocido que una limpieza selectiva del núcleo motriz es esencial para la deseada mejora del grado de rendimiento termodinámico. La invención ha reconocido además que una posiblemente deseada limpieza adicional de las paletas del soplante se puede conseguir de modo considerablemente más sencillo mediante una limpieza manual adicional con manguera y cepillo. Efectuar también el barrido de las paletas del soplante, tal como está previsto en el estado de la técnica, no puede arrancar una parte importante de la suciedad de las paletas del soplante ya que ésta está depositada principalmente por la cara posterior (cara de presión) de las paletas del soplante. Además, al efectuar simultáneamente el barrido de las paletas del soplante con el agente de limpieza, la suciedad que allí se arranque y en particular el lubricante el lavado de la zona de la raíz de las paletas puede arrastrarse al núcleo motriz, ensuciando éste adicionalmente.

La distribución...

1. Dispositivo para la limpieza del núcleo motriz de un motor de reacción, con un sistema de alimentación que facilita el agente de limpieza, un sistema de toberas que está realizado para introducir el agente de limpieza en el núcleo motriz y con un conducto de conexión (10) entre el sistema de alimentación y el sistema de toberas, caracterizado porque el sistema de toberas presenta medios para la unión a prueba de torsión con el árbol del soplante del motor de reacción, y porque entre el sistema de toberas y el conducto de conexión (10) está previsto un acoplamiento rotativo (5).

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la distribución de masas del sistema de toberas tiene simetría de rotación alrededor de su eje de giro.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el sistema de toberas presenta como mínimo dos toberas (7).

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los orificios de salida de las toberas (7) están situados en la zona final del dispositivo de toberas axialmente orientado en sentido opuesto al acoplamiento rotativo (5).

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque las toberas (7) son toberas de chorro plano.

6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque el plano de los chorros presenta en la zona de los orificios de salida de las toberas (7) esencialmente una dirección radial.

7. Dispositivo según la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque el plano de los chorro incluye un ángulo de incidencia con el eje de giro (7).

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque los medios para la fijación a prueba de torsión con el árbol del soplante del motor de reacción presentan unos medios de fijación (12) para la fijación en las paletas del soplante.

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque los medios para la unión a prueba de torsión con el árbol del soplante del motor de reacción presentan un sistema (1, 2) destinado a la colocación sobre el buje del árbol del soplante con un ajuste esencialmente positivo.

10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque el dispositivo para la colocación esencialmente con ajuste positivo sobre buje del árbol del soplante comprende por lo menos una pieza anular (1, 2) y unos cables tensores (11).

11. Disposición a base de un motor de reacción y un dispositivo colocado sobre el mismo para efectuar una limpieza del núcleo motriz conforme a una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por las siguientes facetas distintivas:

12. Disposición según la reivindicación 11, caracterizada porque el plano de chorro de las toberas (7) comprende un ángulo de incidencia con el eje de giro que se corresponde esencialmente con el ángulo de incidencia de las paletas anteriores del núcleo motriz situadas en el sentido de flujo del motor.

13. Procedimiento para la limpieza del núcleo motriz de un motor de reacción mediante el empleo de un dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 10, con los pasos:

14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque como agente de limpieza se emplea una dispersión de un líquido en un medio gaseoso.

15. Procedimiento según la reivindicación 13 ó 14, caracterizado porque el caudal de agente de limpieza líquido es de 10 a 200 l/min., preferentemente de 20 a 150 l/min, más preferentemente de 20 a 100 l/min., y más preferentemente de 20 a 60 l/min.