Un revestimiento (10) de combustor, que comprende: un subconjunto de domo (12);

un subconjunto (14) de paneles modulares externos fijado de manera que pueda ser retirado, mediante soldadura blanda o soldadura fuerte, al subconjunto de domo; y un subconjunto (13) de paneles modulares internos fijado de manera que pueda ser retirado, mediante soldadura blanda o soldadura fuerte, al subconjunto de domo, comprendiendo el subconjunto de paneles modulares internos: un primer panel interno (13a) que tiene secciones superior e inferior, estando la sección superior más cerca del subconjunto de domo que la sección inferior, un segundo panel interno (13a) que tiene secciones superior e inferior, incluyendo la sección superior una sección subyacente que se encuentra bajo la primera sección inferior del panel interno y está unida a ella de manera que pueda ser retirada, y caracterizado porque el subconjunto de paneles modulares internos comprende, además, filas (11) de orificios de efusión (19) a través de los paneles internos primeros y segundos, incluyendo la primera sección inferior del panel interno y la segunda sección subyacente del panel interno

Aparato y método para controlar la formación de carbón en el revestimiento de un combustor.

Antecedentes del invento

Este invento se refiere, en general, a revestimientos de combustor, tales como los utilizados en los motores de turbina Honeywell para aviación de las series TPE331-10, TPE331-11 y TPE331-12 y, más particularmente, a aparatos y métodos para controlar la formación de carbón dentro de tales revestimientos de combustor y para la construcción de tales revestimientos de combustor.

Un motor de turbina incluye, típicamente, una sección de compresor, una sección de combustión y una sección de turbina. Dentro de la sección de combustión se encuentra el revestimiento del combustor en el que se quema el combustible produciendo un gas caliente que, usualmente, se encuentra a una temperatura sumamente elevada. Para impedir que el calor debido a esta elevada temperatura dañe el revestimiento del combustor antes de la salida a la sección de turbina, el interior del revestimiento del combustor está provisto de orificios de efusión y tiene refrigeración por película y puede incluir un recubrimiento de barrera térmica. Este revestimiento de combustor puede crearse asegurando entre sí, en serie, una serie de paneles, estando un panel asegurado a un conjunto de domo. Los orificios de efusión y la refrigeración por película y el recubrimiento de barrera térmica del revestimiento del combustor impiden que el intenso calor de la combustión, dañe el revestimiento del combustor y el resto del motor. Sin embargo, en el proceso el revestimiento del combustor se calienta mucho.

Un efecto negativo del intenso calor generado en el proceso de combustión lo constituye la acumulación de carbón en el revestimiento del combustor, cerca del conjunto de domo. Con el paso del tiempo, la acumulación de carbón puede romper el revestimiento del combustor y pasar a través de la sección de turbina. Cuando ocurre esto, la acumulación de carbón puede chocar contra los álabes de turbina allí situados, dañando dichos álabes. Esto reduce el período de vida útil de los álabes de la turbina y exige llevar a cabo reparaciones más frecuentes del motor.

Los intentos para reducir la acumulación de carbón han incluido la patente norteamericana 5.261.223, titulada "Revestimiento de combustor enfriado por película, con múltiples orificios, con orificios rectangulares para el reinicio de la película", en la que un revestimiento de combustor tiene una serie de orificios de dilución y una pluralidad de orificios de refrigeración rectangulares, situados aguas abajo de los orificios de dilución. Los orificios de dilución y los orificios de refrigeración están situados en diversas partes del revestimiento para impedir la formación de puntos calientes en las denominadas áreas "secas". La patente norteamericana 5.758.504, titulada "Revestimiento de combustor enfriado por incidencia/efusión" describe un revestimiento de combustor con una pluralidad de orificios de fusión en un diseño predeterminado que definen un baricentro y con una pluralidad de orificios de incidencia formados en un diseño predeterminado para enfriar la temperatura del revestimiento del combustor. Sin embargo, estos intentos permiten seguir buscando una mayor eficacia de la refrigeración y en la sustitución del revestimiento del combustor debido a daños en el revestimiento.

Se describirá un revestimiento de combustor desarrollado por los solicitantes. En este revestimiento de combustor, un subconjunto de revestimiento exterior generalmente cilíndrico encierra un subconjunto de revestimiento interior, generalmente cilíndrico, los cuales están integrados (es decir, no son modulares) con un subconjunto de domo. El subconjunto de revestimiento interior incluye una pluralidad de paneles internos de diámetro decreciente, uno de cuyos paneles está integrado con el subconjunto de domo. El panel interno integrado con el conjunto de domo incluye cuatro filas de 181 orificios de efusión 104, mientras que el panel siguiente más próximo al conjunto de domo, incluye cinco filas de 206 orificios de efusión.

Igualmente, el subconjunto de revestimiento exterior está constituido por una pluralidad de paneles externos, uno de los cuales está integrado (es decir, no es modular) con el conjunto de domo. Cada panel tiene un diámetro decreciente para acomodar la unión de los paneles unos con otros. Once filas de orificios de efusión están previstas en el panel externo más próximo al conjunto de domo. Un primer grupo de siete filas, que son las filas más próximas al conjunto de domo, tiene 239 orificios de efusión en cada fila. Un segundo grupo de cuatro filas, que son las filas más alejadas del conjunto de domo, tienen 281 orificios de efusión en cada fila. Sin embargo, la configuración de orificios de efusión puede imponer tensiones sobre el panel más próximo al conjunto de domo, dando como resultado una vida útil más corta del subconjunto de revestimiento exterior y, en consecuencia, de todo el revestimiento del combustor, ya que los subconjuntos de revestimiento interno y externo están integrados con el conjunto de domo.

Los revestimientos de combustor con un subconjunto de paneles modulares externos y un subconjunto de paneles modulares internos fijados de manera retirable mediante soldadura blanda o dura y dotados de un conjunto de domo, son también conocidos por la técnica anterior (véase el documento US-2003/0115886-A).

Como puede verse, existe la necesidad de aparatos y métodos mejorados que incrementen la eficacia del revestimiento de combustor al reducir la acumulación de carbón sobre los subconjuntos de revestimiento interno y externo, así como aumentando la vida útil de los revestimientos de combustor. Existe, también, la necesidad de mejorar la facilidad para reemplazar cualquiera de los subconjuntos interior y/o exterior a fin de eliminar la necesidad de sustituir todo el revestimiento del combustor.

Para resolver el problema originado, se propone un revestimiento de combustor de acuerdo con las reivindicaciones adjuntas.

Sumario del invento

En un aspecto del presente invento, un revestimiento de combustor comprende un subconjunto de domo; un subconjunto de paneles modulares internos fijado al subconjunto de domo; y un subconjunto de paneles modulares externos fijado de forma que pueda ser retirado al subconjunto de domo. Los subconjuntos modulares de paneles internos y externos del ejemplo, están dotados de un recubrimiento de barrera térmica, si bien el presente invento podría aplicarse, también, a subconjuntos desprovistos de barrera térmica.

El revestimiento de combustor puede comprender un subconjunto de domo; un subconjunto de paneles modulares internos en interconexión con el subconjunto de domo; un subconjunto de paneles externos en interconexión con el subconjunto de domo, incluyendo el subconjunto de paneles modulares externos seis filas de primeros orificios de efusión próximos al subconjunto de domo, y en el que al menos una de las seis filas incluye 239 primeros orificios de efusión; y cinco filas de segundos orificios de efusión distales respecto al subconjunto de domo y en el que al menos una de las cinco filas incluye 281 segundos orificios de efusión.

El motor de turbina puede comprender una sección de compresor; una sección de turbina; un revestimiento de combustor entre las secciones de compresor y de turbina, incluyendo el revestimiento de combustor un subconjunto de paneles modulares externos que tiene un primer grupo de seis filas de primeros orificios de efusión, en el que cada una de las seis filas tiene, al menos, 239 primeros orificios de efusión en ella y un segundo grupo de cinco filas de segundos orificios de efusión, en el que cada una de las cinco filas tiene, al menos 281 segundos orificios de efusión en ella, en el que los primeros y los segundos orificios de efusión están configurados en una pluralidad de triángulos equiláteros.

Un método para reducir la acumulación de carbón en un revestimiento de combustor puede comprender los pasos de proporcionar, en un subconjunto de paneles modulares externos, once filas de orificios de efusión próximos a un subconjunto de domo, dividir las once filas en un primer grupo de seis filas y un segundo grupo de cinco filas, siendo las seis filas las más próximas al subconjunto de domo, teniendo al menos una de las seis filas al menos 239 orificio de efusión en ella, siendo las cinco filas las más alejadas del subconjunto de domo, teniendo al menos una de las cinco filas por lo...

1. Un revestimiento (10) de combustor, que comprende:

un subconjunto de domo (12);

un subconjunto (14) de paneles modulares externos fijado de manera que pueda ser retirado, mediante soldadura blanda o soldadura fuerte, al subconjunto de domo; y

un subconjunto (13) de paneles modulares internos fijado de manera que pueda ser retirado, mediante soldadura blanda o soldadura fuerte, al subconjunto de domo, comprendiendo el subconjunto de paneles modulares internos:

un primer panel interno (13a) que tiene secciones superior e inferior, estando la sección superior más cerca del subconjunto de domo que la sección inferior,

un segundo panel interno (13a) que tiene secciones superior e inferior, incluyendo la sección superior una sección subyacente que se encuentra bajo la primera sección inferior del panel interno y está unida a ella de manera que pueda ser retirada, y

caracterizado porque el subconjunto de paneles modulares internos comprende, además,

filas (11) de orificios de efusión (19) a través de los paneles internos primeros y segundos, incluyendo la primera sección inferior del panel interno y la segunda sección subyacente del panel interno.

2. El revestimiento de combustor de la reivindicación 1, en el que el subconjunto de paneles modulares externos comprende:

un primer panel externo (14a) que tiene secciones superior e inferior, estando la sección superior más próxima al subconjunto de domo que la sección inferior,

un segundo panel externo (14a) que tiene secciones superior e inferior, incluyendo la sección superior una sección subyacente que se encuentra bajo la primera sección inferior del panel externo y está unida a ella de manera que pueda ser retirada, y

filas (16) de orificios de efusión (15) a través de los paneles externos primeros y segundos, incluyendo la primera sección inferior del panel externo y la segunda sección subyacente del panel externo.

3. El revestimiento de combustor de una cualquiera o más de las reivindicaciones 1-2, en el que dichos paneles internos (13a) del subconjunto de paneles modulares internos están unidos entre sí, de manera que puedan ser retirados, mediante soldadura fuerte y soldadura blanda.

4. El revestimiento de combustor de una cualquiera o más de las reivindicaciones 1-3, en el que dicho subconjunto de paneles modulares internos está soldado con soldadura fuerte y con soldadura blanda al citado subconjunto de domo.

5. El revestimiento de combustor de una cualquiera o más de las reivindicaciones 2-4, en el que dichos paneles externos (14a) del subconjunto de paneles modulares externos están unidos entre sí, de manera que puedan ser retirados, mediante soldadura fuerte y soldadura blanda.

6. El revestimiento de combustor de una cualquiera o más de las reivindicaciones 1-5, en el que dicho subconjunto de paneles modulares externos está soldado con soldadura fuerte y con soldadura blanda al citado subconjunto de domo.

7. El revestimiento de combustor de una cualquiera o más de las reivindicaciones 1-6, en el que dicho subconjunto de paneles modulares internos incluye, al menos, una fila de orificios de dilución (17).

8. El revestimiento de combustor de una cualquiera o más de las reivindicaciones 1-7, en el que dicho subconjunto de paneles modulares externos incluye, al menos, una fila de orificios de dilución.

9. El revestimiento de combustor de una cualquiera o más de las reivindicaciones 1-8, en el que dichos orificios de efusión del subconjunto de paneles modulares internos guardan una separación aproximadamente uniforme entre ellos.

10. El revestimiento de combustor de una cualquiera o más de las reivindicaciones 1-9, en el que dichos orificios de efusión del subconjunto de paneles modulares externos guardan una separación aproximadamente uniforme entre ellos.