DISPOSITIVO DE ALIMENTACIÓN DE AIRE Y CARBURANTE DE UN ANILLO-QUEMADOR EN UNA CÁMARA DE POSTCOMBUSTIÓN.

Cámara de postcombustión (2) de un turborreactor de doble flujo,

que incluye una pluralidad de brazos atrapa-llamas (14) que se extienden radialmente alrededor del eje (6) de esta cámara (2) en el flujo primario desde un cárter externo (4), un anillo-quemador (26) situado en el flujo primario y formado por sectores de anillo (38) montado sensiblemente de extremo a extremo sobre los brazos atrapa-llamas (14), y unos medios de alimentación de aire y carburante de los sectores de anillo-quemador (38), caracterizada porque los medios de alimentación de aire y de carburante de los sectores de anilloquemador (38) se extienden entre el anillo-quemador (26) y el cárter externo (4) de la cámara de postcombustión (2) en el interior de los brazos atrapa-llamas (14) y están conectados los sectores de anillo-quemador (38) a las extremidades de estos sectores (38)

El presente invento se refiere a un dispositivo de alimentación de aire y carburante de un anillo-quemador en una cámara de postcombustión, en particular en un turborreactor de doble flujo.

Los sistemas de postcombustión de los turborreactores incluyen en general una pluralidad de brazos atrapa-llamas que se extienden radialmente respecto del eje del turborreactor desde un cárter 5 externo de una cámara de postcombustión hasta el flujo primario caliente formado por los gases de combustión, cada brazo atrapa-llamas contiene una rampa de alimentación de carburante que se extiende radialmente por el brazo desde el cárter externo.

Un anillo-quemador está situado en la parte aguas abajo de los brazos atrapa-llamas y se extiende ya sea por el flujo primario en la cercanía de la separación entre el flujo primario y el flujo 10 secundario frío generado por el soplador del turborreactor y que transcurre alrededor de la cámara de combustión, o bien en el flujo secundario (como es el caso en el documento FR-A1-2 709 342). Este anillo puede estar formado por sectores cuyas extremidades enfrentadas están dispuestas sensiblemente de extremo a extremo y están montadas en los brazos atrapa-llamas. Estos sectores de anillo están alimentados con carburante mediante conductos unidos radialmente al cárter externo y están igualmente 15 alimentados con aire a partir del flujo secundario.

Cuando el anillo-quemador se extiende en la parte de la cámara de postcombustión por donde circula el flujo primario, sus medios de alimentación de aire y de carburante deben atravesar el flujo secundario y una parte del flujo primario y crean unas pérdidas de carga relativamente importantes en estos flujos, que disminuyen el rendimiento del turborreactor. 20

Como la temperatura del flujo primario en la cámara de postcombustión puede alcanzar 2000ºK en modo postcombustión, es necesario prever una protección térmica de los medios de alimentación de carburante del anillo-quemador, y esta protección térmica es susceptible de aumentar todavía más las pérdidas de carga en los flujos primario y secundario.

El invento tiene principalmente como objetivo aportar una solución simple, económica y eficaz a 25 estos problemas.

Para ello propone una cámara de postcombustión de un turborreactor de doble flujo, que incluye una pluralidad de brazos atrapa-llamas que se extienden radialmente alrededor del eje de esta cámara desde un cárter externo, un anillo-quemador situado en el flujo primario y formado por sectores de anillo montados sensiblemente uno tras otro en los brazos atrapa-llamas y unos medios de alimentación de aire 30 y de carburante de los sectores anillo-quemador, caracterizado porque los medios de alimentación de aire y de carburante de los sectores de anillo-quemador se extienden radialmente entre el anillo-quemador y el cárter externo de la cámara de postcombustión en el interior de los brazos atrapa-llamas y están unidos a los sectores de anillo-quemador en las extremidades de estos sectores.

Los medios de alimentación de aire y de carburante de los sectores anillo-quemador están 35 situados en los brazos atrapa-llamas y por tanto protegidos térmicamente por el brazo atrapa-llamas. Además, esta disposición no crea perdidas de cargas suplementarias en los flujos primario y secundario y no disminuye el rendimiento del turborreactor.

Según otra característica del invento, los medios de alimentación de aire de los sectores del anillo incluyen unas cajas de distribución formadas o situadas en los sectores de anillo y alimentadas con 40 aire por al menos una de sus extremidades que desembocan en el interior de un brazo atrapa-llamas cuya parte radialmente externa incluye una abertura de captación de una parte del flujo secundario que circula por el cárter externo.

La circulación del aire se realiza pues por el interior de cada brazo atrapa-llamas desde la apertura de captación de este brazo hasta al menos una caja de distribución de un sector de anillo situado 45 en este brazo.

De forma ventajosa, las cajas de distribución de aire incluyen en cada una de sus extremidades una abertura de entrada de aire formada en su pared aguas arriba, esta abertura de entrada de aire desemboca en el interior de un brazo atrapa-llamas.

Según otra característica del invento, los sectores de anillo-quemador incluyen cada uno una 50 rampa de alimentación de carburante que se extiende sobre sensiblemente toda la longitud del sector desde una extremidad de este y que está conectado a esta extremidad un conducto que se extiende sensiblemente radialmente por el interior del brazo atrapa-llamas hasta el cárter externo.

Cada sector del anillo está por tanto alimentado con carburante de forma individual mediante un conductor radial situado en el brazo del atrapa-llamas, este conducto radial y el conducto de alimentación de carburante del brazo atrapa-llamas se encuentran ventajosamente en un mismo plano que pasa por el eje de la cámara de postcombustión, para reducir las pérdidas de carga. El conducto de alimentación de carburante del sector del anillo está por ejemplo aguas arriba de la rampa de alimentación del brazo 5 atrapa-llamas.

Otras ventajas y características del invento aparecerán con la lectura de la descripción siguiente realizada a modo de ejemplo no limitativo y haciendo referencia a los dibujos anexados en los que:

- la figura 1 es una vista esquemática parcial en corte axial de una cámara de postcombustión de un turborreactor de doble flujo; 10

- la figura 2 es una vista esquemática parcial en perspectiva de un sector de anillo-quemador ubicado en un brazo atrapa-llamas;

- la figura 3 es una vista esquemática de cara, vista del lado aguas abajo, de una rampa de alimentación de carburante de un sector de un anillo-quemador según el invento;

- la figura 4 es una vista esquemática superior de un sector de un anillo-quemador de la figura 3; 15

- la figura 5 es una vista en corte según la línea V-V de la figura 3;

- la figura 6 es una vista en corte según la línea VI-VI de la figura 3.

Se hace referencia primero a la figura 1 que representa una parte de una cámara de postcombustión 2 de un turborreactor de doble flujo, dispuesta aguas debajo de la turbina del turborreactor. 20

La cámara de postcombustión 2 incluye un cárter externo sensiblemente cilíndrico 4 de eje 6 y una pared interna cilíndrica 8 coaxial con el cárter externo 4, que delimitan entre sí un espacio anular 10 que se extiende aguas abajo, por el que circula el flujo frío o flujo secundario del turborreactor, generado por un soplador aguas arriba del turborreactor y que sirve para aumentar el empuje y para ventilar los componentes del turborreactor. 25

La pared interna 8 delimita un espacio cilíndrico interno 12 que se extiende desde aguas arriba a aguas abajo, por el que circula el flujo caliente o flujo primario del turborreactor, que está constituido por los gases de escape de la cámara de combustión del turborreactor.

La postcombustión permite aumentar el empuje del turborreactor, mediante inyección de aire y de carburante en el flujo primario y combustión de la mezcla en la cámara de postcombustión 2. 30

Esta cámara 2 incluye un determinado número de brazos atrapa-llamas 14 que se extienden oblicuamente por los planos que pasan por el eje 6, estando su extremidad radialmente interna desplazada hacia aguas abajo.

Los brazos atrapa-llamas 14 están ubicados en el cárter 4 e incluyen una parte radialmente externa que se extiende por el flujo primario. 35

La parte radialmente interna de cada brazo 14 está formada por un diedro hueco cuya arista está orientada hacia aguas arriba y que está cerrada hacia aguas abajo por una pared curvada 16 que forma la pantalla de protección térmica de una rampa 18 de alimentación de carburante que se extiende por el brazo 14 y cuya extremidad superior está fijada en un orificio del cárter externo 4 por medios apropiados.

En la parte radialmente externa del brazo 14, la arista del diedro está recortada y forma una 40 abertura de captación de una parte del flujo secundario. Las dos paredes laterales 20 de esta parte del diedro están fijadas sobre el cárter externo 4 anteriormente citado por medio de patas 22 que presentan unos orificios de paso de medios de fijación del tipo tornillo-tuerca o análogos.

El...

1. Cámara de postcombustión (2) de un turborreactor de doble flujo, que incluye una pluralidad de brazos 5 atrapa-llamas (14) que se extienden radialmente alrededor del eje (6) de esta cámara (2) en el flujo primario desde un cárter externo (4), un anillo-quemador (26) situado en el flujo primario y formado por sectores de anillo (38) montado sensiblemente de extremo a extremo sobre los brazos atrapa-llamas (14), y unos medios de alimentación de aire y carburante de los sectores de anillo-quemador (38), caracterizada porque los medios de alimentación de aire y de carburante de los sectores de anillo-10 quemador (38) se extienden entre el anillo-quemador (26) y el cárter externo (4) de la cámara de postcombustión (2) en el interior de los brazos atrapa-llamas (14) y están conectados los sectores de anillo-quemador (38) a las extremidades de estos sectores (38).

2. Cámara según la reivindicación 1, caracterizada porque los medios de alimentación de aire de los sectores de anillo (38) incluyen unas cajas de distribución (60) formadas o situadas en los sectores de 15 anillo (38) y alimentadas con aire por al menos una de sus extremidades que desembocan en el interior de un brazo atrapa-llamas (14) cuya parte radialmente externa incluye una abertura de captación de una parte del flujo secundario que circula por el cárter externo (4).

3. Cámara según la reivindicación 2, caracterizada porque las cajas de distribución de aire (60) incluyen en cada una de sus extremidades una abertura de entrada de aire (62) formada mediante recorte de la 20 extremidad del sector del anillo-quemador (38).

4. Cámara según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los sectores de anillo-quemador (38) incluyen cada una una rampa (46)de alimentación de carburante que se extiende sobre sensiblemente toda la longitud del sector (38) desde una extremidad de este y que está conectada esta extremidad a un conducto (48) que se extiende sensiblemente radialmente por el interior del brazo atrapa-25 llamas (14) hasta el cárter externo (4).

5. Cámara según la reivindicación 4, caracterizada porque la rampa (46) está situada en elementos radiales (49) montados en el sector de anillo-quemador (38) y sobre los que se apoya una caja (60) de distribución de aire, del lado aguas arriba, y una pared (52) de protección térmica de la rampa (46), del lado aguas abajo. 30

6. Cámara según la reivindicación 4 ó 5, caracterizada porque el conducto (48) anteriormente citado y la rampa (46) de alimentación de carburante del brazo atrapa-llamas (14) están sensiblemente en un mismo plano que pasa por el eje (6) de la Cámara de postcombustión (2).

7. Cámara según la reivindicación 6, caracterizada porque el conducto (48) anteriormente citado está aguas arriba de la rampa de alimentación (18) del brazo atrapa-llamas (14). 35

8. Cámara según una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizada porque el conducto radial (48) anteriormente citado está conectado a la rampa de alimentación (46) del sector del anillo-quemador (38) mediante un codo (58) montado fijamente en un orificio de una pared transversal (64) de la extremidad del sector del anillo-quemador (38), delimitando axialmente esta pared aguas abajo una abertura de entrada de aire en el sector del anillo-quemador (38). 40

9. Cámara según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque incluye nueve sectores de anillo (38) y nueve brazos atrapa-llamas (14), estando los brazos (14) regularmente espaciados unos de otros alrededor de 40°.