MOTOR DE TURBINA DE GAS QUE INCORPORA UN ARRANCADOR MONTADO SOBRE LA CAJA DE ENGRANAJES.

Motor de turbina de gas que comprende una caja de engranajes AGB (12) conectada mecánicamente a un árbol del motor para el accionamiento de máquinas auxiliares y un arrancador (l0,

10'') de aire montado sobre la caja, estando los recintos del arrancador y de la caja en comunicación de tal forma que el aceite de lubricación del arrancador se distribuya desde la caja AGB, caracterizado porque el recinto de aceite del arrancador (10, 10'') es presurizado por una fuente de aire independiente de la caja AGB

Motor de turbina de gas que incorpora un arrancador montado sobre la caja de engranajes.

La presente invención se refiere al ámbito de los motores de turbina de gas y en particular a los turborreactores. Contempla más concretamente la lubricación del arrancador de aire montado en la caja de engranajes de transmisión de potencia.

Un turborreactor comprende una caja fijada al cárter exterior y en la cual se alojan unos piñones conectados mecánicamente a un árbol del motor para su accionamiento. A su vez, éstos se conectan a unas máquinas o unos motores auxiliares tales como bombas o generadores eléctricos que sirven al motor. En particular esta caja soporta el arrancador que en el momento del arranque en el suelo, en particular, acciona mecánicamente el árbol del motor, el del rotor de alta presión en un motor de múltiples cuerpos. La caja se designa comúnmente como AGB que son las siglas de los términos Auxiliary Gear Box (Caja de Engranajes Auxiliar). La lubricación de las piezas giratorias dentro del cárter del arrancador está garantizada generalmente mediante aceite tomado de la caja AGB. La figura 1 ilustra de manera esquemática un modo de lubricación del arrancador tal como se aplica en ciertos turborreactores. Se monta un arrancador 1 sobre la caja AGB 2. Se coloca una cavidad que forma interfaz 3 entre la pared 4 del cárter y la pared de la caja AGB 2. El árbol 5 del arrancador con su conjunto de piñones está soportado en el cárter del arrancador por un cojinete 6. A la izquierda de la figura 1 y no representado, el árbol 5 se conecta a la turbina de aire para su accionamiento en el arranque del motor. Una junta de turbina 5A garantiza la estanqueidad del árbol 5 que atraviesa el cárter en este lugar.

El aceite de lubricación de las piezas giratorias del arrancador se envía desde la caja 2, a un receptáculo 7 situado en la interfaz 3 entre el arrancador y la caja AGB y que es solidaria con el arrancador. Este receptáculo 7 comunica por una abertura 8, situada en la pared 4 del cárter del arrancador, con el recinto de este último. La abertura está protegida por un filtro para evitar la proyección de residuos a la cavidad del arrancador. El aceite recogido en la parte inferior del recinto de aceite del arrancador se pone en circulación a través de las piezas giratorias del arrancador por barboteo, bombeo u otro medio no representado. No hay circulación de aceite entre el recinto del arrancador y el de la caja 2. El nivel está definido por un vertedero 7' del receptáculo 7 de la interfaz 3. El equilibrado de las presiones entre los dos recintos, el del arrancador y el de la AGB, está garantizado por una abertura 8' dispuesta en la parte superior de la pared 4. Par el Principio de los Vasos Comunicantes, se asocia la supervisión del nivel de aceite del arrancador con la supervisión instantánea del circuito de aceite del motor. Se evita también a la vez el estrangulamiento del arrancador y el riesgo de contaminación del motor por aceite procedente del arrancador.

El aceite contenido en el recinto del arrancador puede huir accidentalmente hacia el exterior por diferentes razones. La junta 5a entre el árbol de la turbina de aire y el cárter del arrancador puede haber sido dañada por ejemplo, un tapón de aceite puede no ser ya estanco o incluso puede haber aparecido una grieta en el cárter. Si tal acontecimiento ocurre. la fuga no tiene consecuencias sobre la lubricación del arrancador por aportación de aceite desde la caja AGB a través del filtro. Sin embargo, siendo superior a la presión atmosférica la presión que reina en los recintos, el aire cargado de niebla de aceite procedente de la caja AGB es expulsado hacia el exterior. Esta alimentación se percibe entonces como una fuga de aceite de lubricación del motor y se indica al piloto. La fuga puede provocar el drenaje del circuito del aceite de lubricación del motor y en consecuencia una parada del motor en vuelo (IFSD).

En el documento EP 1.698.762 se da a conocer un motor de turbina de gas según la técnica anterior.

Una solución conocida por la patente US 6681579 consista en controlar el flujo de fluido entre la caja AGB y el recinto del arrancador. Se monta una placa de estanqueidad sobre el arrancador del lado de la zona que forma interfaz entre el arrancador y la caja de tal modo que pueda aislar el recinto del arrancador cuando la presión en el interior de éste cae. Una válvula permanece abierta en funcionamiento normal para que esté garantizado el equilibrio de las presiones. Esta válvula se cierra automáticamente en caso de caída de presión.

La invención tiene por objetivo hacer, por un medio diferente de la solución anterior, el conjunto de propulsión más tolerante a una fuga de aceite a través del arrancador.

De acuerdo con la invención, el motor de turbina de gas que comprende una caja de engranajes conectada mecánicamente a un árbol del motor para el accionamiento de máquinas auxiliares y un arrancador de turbina de aire montado sobre la caja, estando en comunicación los recintos del arrancador y la caja de tal forma que el aceite de lubricación del arrancador se distribuya desde la caja AGB, está caracterizado porque el recinto de aceite del arrancador es presurizado por una fuente de aire, independiente de la caja AGB.

Mediante la solución de la invención, una fuga de aceite o de aire cargado de niebla de aceite en el arrancador no se compensa con aire cargado de aceite que procede de la caja a engranajes. El riesgo de vaciado del circuito de lubricación del motor es entonces menor.

Por otra parte, se hace el conjunto de propulsión más tolerante a una fuga de aceite a través del arrancador que fuerza la circulación de aire con aceite procedente de la AGB hacia un retorno a presión ambiente. La presurización por aire sin aceite tiene por objetivo formar una barrera a toda fuga de aceite del recinto del arrancador.

De acuerdo con un primer modo de realización, el aire de presurización desemboca en una zona de interfaz entre el cárter del arrancador y el de la caja. Así pues, el aire de presurización forma una barrera al aire susceptible de circular desde la caja de engranajes. En la medida en que este aire de presurización no esté a su vez cargado de una niebla de aceite, entonces la fuga estará constituida esencialmente de aire, y el aceite no será arrastrado con este aire de fuga.

De acuerdo con otro modo de realización, habiéndose dispuesto en el arrancador una junta doble de estanqueidad del árbol, con una junta interna y una junta externa, de la parte de la turbina de aire, el aire de presurización desemboca entre las dos juntas de estanqueidad. Según este modo de realización, el aire de presurización huye por el lado de la junta interna hacia el interior del recinto del arrancador que barre eventualmente antes de desembocar en la zona de interfaz entre el arrancador y el cárter de la caja.

Preferiblemente se dispone un retorno de aire entre el arrancador y la caja que está a una presión inferior a la presión de alimentación del aire de presurización. Esta disposición permite ventajosamente la conexión a un separador de aceite que garantizará la recuperación del aceite que forma la niebla de aceite arrastrada con el flujo de aire.

De acuerdo con un modo de realización ventajoso, el aire de presurización se toma desde un recinto exterior de presurización de uno de los cojinetes del turborreactor. En la medida en que la caja de engranajes esté situada hacia la parte delantera del motor, es deseable que éste sea el primer o el segundo cojinete de soporte del árbol del turborreactor. En ese caso el retorno de aire es encaminado preferiblemente hacia el recinto interior del cojinete del turborreactor.

A continuación se describen dos modos de realización no limitativos de la invención haciendo referencia a los dibujos anexos en los cuales

La figura 1 muestra de manera esquemática el modo de lubricación de un arrancador de aire de turborreactor cuando está montado sobre la caja AGB de éste último,

La figura 2 muestra un circuito de presurización del recinto de aceite de un arrancador de aire montado sobre una caja AGB conforme a la invención,

La figura 3 muestra una variante de realización de presurización.

Haciendo referencia a la figura 2, se ve de manera esquemática un ejemplo de disposición conforme a un primer modo de realización de la invención.

El arrancador 10 comprende un cárter 11 que forma un recinto para el aceite de lubricación de las piezas giratorias del arrancador...

1. Motor de turbina de gas que comprende una caja de engranajes AGB (12) conectada mecánicamente a un árbol del motor para el accionamiento de máquinas auxiliares y un arrancador (l0, 10') de aire montado sobre la caja, estando los recintos del arrancador y de la caja en comunicación de tal forma que el aceite de lubricación del arrancador se distribuya desde la caja AGB, caracterizado porque el recinto de aceite del arrancador (10, 10') es presurizado por una fuente de aire independiente de la caja AGB.

2. Motor según la reivindicación anterior cuyo aire de presurización desemboca en una zona de interfaz (13, 13') entre el cárter (11, 11') del arrancador (10, 10') y el de la caja (12).

3. Motor según la reivindicación 1, estando dispuesta una doble junta de estanqueidad (15a') del conjunto giratorio (15') del arrancador (10') del lado de la turbina de aire, desembocando el aire de presurización entre las dos juntas de estanqueidad (15a1, 15a2) que forman la doble junta (15a').

4. Motor según la reivindicación 2 ó 3 en el cual se dispone un retorno (43, 43') de aire del mismo entre el arrancador y la caja a una presión inferior a la presión de alimentación de aire de presurización.

5. Motor según la reivindicación precedente cuyo aire de retorno es conducido hacia un separador de aceite.

6. Motor según una de las reivindicaciones anteriores cuyo aire de presurización es tomado desde un recinto exterior (20ext) de presurización de uno de los cojinetes del turborreactor.

7. Motor según la reivindicación 5 que comprende un retorno de aire hacia el recinto interior (20int) de uno de los cojinetes del turborreactor.