Dispositivo de desescarche de una entrada de aire de una turbina de gas.

Dispositivo de desescarche (50) de una entrada de aire (24) de una turbina de gas de un turbomotor de helicóptero (10),

caracterizado porque comprende un recinto (52) esencialmente metalico para la entrada de aire (24) en el citado motor, comprendiendo el citado recinto una primera abertura (54) para la entrada de aire en el citado recinto (52), estando provista la citada primera abertura (54) de una primera rejilla esencialmente metalica (56), comprendiendo el recinto ademas una segunda abertura (58) destinada a dirigir el aire hacia una entrada de aire de la turbina de gas, comprendiendo el citado dispositivo ademas medios (62, 64) para generar en el interior del recinto ondas electromagneticas que tengan una frecuencia que permita hacer fundir escarcha, porque la segunda abertura (58) esta provista de una segunda rejilla esencialmente metalica (60) y porque las primera y segunda rejillas (56, 60) forman una pantalla electromagnetica desescarchadora.

Dispositivo de desescarche de una entrada de aire de una turbina de gas.

La presente invención concierne al ambito de los motores de combustión interna aeronauticos e industriales y en particular, pero no de modo exclusivo, al de las turbinas de gas de aeronaves tales como los turbomotores que equipan a los helicópteros.

Esta concierne de modo mas particular a los motores de combustión interna tales como por ejemplo las turbinas de gas que comprenden una entrada de aire y que estan destinadas a ser utilizadas en condiciones en las que puede formarse escarcha en la entrada de aire, especialmente sobre una rejilla de protección dispuesta en la citada entrada de aire cuya función es impedir que penetren cuerpos extranos en el motor.

Es bien conocido que en ciertas condiciones meteorológicas, puede formarse escarcha en la entrada de aire de la turbina de gas en proporciones tales que la acumulación de escarcha puede conducir a la obturación parcial de la entrada de aire de la turbina de gas, pudiendo provocar el danado total o parcial de la turbina de gas.

En el caso de los helicópteros, este fenómeno de formación de escarcha puede aparecer especialmente cuando el helicóptero evolucione en una atm6sfera humeda y fria, por ejemplo en montana o en la proximidad de una extensión de agua.

Se comprende facilmente que la existencia de un riesgo de formación de escarcha obliga a la aeronave a quedar inmovilizada en el suelo para evitar cualquier riesgo de perdida de potencia, incluso de parada de motor en vuelo.

La presente invención concierne entonces a un dispositivo de desescarche de una entrada de aire de una turbina de gas que equipa por ejemplo a un turbomotor de helicóptero.

Entre los dispositivos de desescarche ya conocidos, se pueden senalar aquellos que utilizan aire a presión tomado en la salida de una etapa de compresión de la turbina de gas con el objetivo de hacer fundir la escarcha.

En estos dispositivos, el aire a presión es llevado desde la salida de la etapa de compresión hacia la entrada de aire para recalentar zonas del motor que hay que desescarchar como por ejemplo órganos fijos tales como el conducto de entrada de aire del motor, o bien órganos móviles tales como las palas de prerrotación equipadas generalmente con articulaciones que estan localizadas inmediatamente aguas arriba de la rueda de compresor. Un inconveniente mayor de estos dispositivos es que estos son particularmente grandes consumidores de energia porque toman una cantidad significativa de energia necesaria para el ciclo termodinamico del motor tal como la turbina de gas, penalizando de modo importante el rendimiento global del motor asi como el nivel maximo de potencia disponible del motor. Este modo de toma de energia es igualmente poco eficaz porque la operación de calentamiento implica un enfriamiento no deseable consecutivo a la descompresión del aire en la zona correspondiente.

En el caso en que el motor sea una turbina de gas, otro inconveniente es que el desescarche no es posible cuando la turbina de gas funcione en ralenti, no facilitando entonces el compresor suficiente aire cuya presión, temperatura y caudal permitan el desescarche. Se comprende por tanto que en este caso la operación de desescarche es poco eficaz durante las fases de aproximaciones preparatorias al aterrizaje y durante la fase de aterrizaje.

Por otra parte, por el documento GB 22 92422 se conoce desescarchar la entrada de aire de un motor de turborreactor con la ayuda de un generador de microondas.

Un objetivo de la presente invención es proponer un dispositivo de desescarche de una entrada de aire de una turbina de gas que ponga remedio a los inconvenientes anteriormente mencionados, que sea poco consumidor de energia al tiempo que pueda ser activado incluso cuando la turbina funcione en ralenti o bien este parada.

La invención logra su objetivo por el hecho de que el dispositivo de desescarche de acuerdo con la invención comprende un recinto esencialmente metalico para la entrada de aire en el motor, comprendiendo el citado recinto una primera abertura para la entrada de aire en el recinto, estando provista la citada primera abertura de una primera rejilla esencialmente metalica, comprendiendo el recinto ademas una segunda abertura destinada a dirigir el aire hacia una entrada de la turbina de gas, comprendiendo el citado dispositivo ademas medios para generar en el interior del recinto ondas electromagneticas que tengan una frecuencia que permita hacer fundir la escarcha, estando provista la segunda abertura de una segunda rejilla esencialmente metalica, y formando las primera y segunda rejillas una pantalla electromagnetica desescarchadora.

Preferentemente, la entrada del motor esta constituida por una entrada de una etapa de compresión de la turbina de gas.

De acuerdo con la invención, las ondas generadas son enviadas al recinto para hacer fundir la escarcha contenida en el recinto o sobre la primera rejilla provocando una excitación de las moleculas de agua que la componen la elevación de temperatura de la escarcha y por tanto su fusión.

Por otra parte, la escarcha fijada a la primera rejilla esencialmente metalica es igualmente calentada por la rejilla esencialmente metalica que ve elevarse su temperatura debido a la interacción entre las ondas electromagneticas y la naturaleza esencialmente metalica de la primera rejilla.

Por " esencialmente metalica ", se entiende en el sentido de la invención que la pieza correspondiente, especialmente el recinto o la primera rejilla, puede estar realizada en un material aislante, tal como un material compuesto, que comprenda un revestimiento de superficie a base de metal.

Las piezas, es decir el recinto y las rejillas, pueden estar fabricadas indiferentemente en un material de naturaleza metalica o esencialmente metalico.

Tales piezas permiten, ventajosamente, reducir la masa del dispositivo al tiempo que favorecen el rendimiento del dispositivo.

En efecto, en función del material o de los materiales que constituyan el revestimiento de superficie, pueden definirse en las paredes del recinto o al menos en la primera rejilla, zonas reflectantes, zonas absorbentes o zonas parcialmente absorbentes y parcialmente reflectantes, segun el efecto que se desee obtener.

La utilización de un material absorbente contribuira a crear una pared caliente gracias a la absorción de la energia electromagnetica y, a la inversa, un material que refleje la energia electromagnetica, tal como el oro, contribuira a crear una pared fria.

Igualmente, podra elegirse un material que permita, tanto la absorción de las ondas, como el desarrollo de corrientes inducidas. Esta ultima propiedad del material presenta en este caso la ventaja de elevar la temperatura de la pared sobre la cual es susceptible de formarse escarcha, con el fin de evitar su formación.

Se deduce que la escarcha podra ser fundida gracias al efecto termico debido a la absorción de las ondas electromagneticas por el material absorbente y/o por la excitación de las moleculas de agua de la escarcha gracias a las ondas electromagneticas, siendo estas ondas reflejadas por las paredes reflectantes y/o son ondas evanescentes.

Asi pues, gracias a la presente invención, es ventajosamente posible prescindir de recalentar las palas de prerrotación, gracias a lo cual no es necesario prever un dispositivo de desescarche especifico para estas palas; esto permite simplificar la arquitectura del motor.

Ventajosamente, la frecuencia de las ondas es sensiblemente igual a la frecuencia de resonancia de una molecula de agua.

Las ondas electromagneticas son preferentemente microondas.

Como la frecuencia de las microondas es sensiblemente igual a la frecuencia de resonancia de una molecula de agua, las moleculas de agua que constituyen la escarcha vibran entrando en resonancia por lo que estas absorben ampliamente la energia transportada por las microondas, a consecuencia de lo cual su temperatura se eleva al menos hasta su temperatura de fusión, haciendo asi fundir la escarcha.

Gracias a la invención, la fusión de la escarcha se obtiene sin calentar el volumen de aire que transite por la entrada de aire.

Preferentemente, la frecuencia de las ondas generadas es sensiblemente igual a 2, 45 GHz.

Se obtiene por tanto un ahorro considerable de... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de desescarche º50º de una entrada de aire º24º de una turbina de gas de un turbomotor de helicóptero º10º, caracterizado porque comprende un recinto º52º esencialmente metalico para la entrada de aire º24º en el citado motor, comprendiendo el citado recinto una primera abertura º54º para la entrada de aire en el citado recinto º52º, estando provista la citada primera abertura º54º de una primera rejilla esencialmente metalica º56º, comprendiendo el recinto ademas una segunda abertura º58º destinada a dirigir el aire hacia una entrada de aire de la turbina de gas, comprendiendo el citado dispositivo ademas medios º62, 64º para generar en el interior del recinto ondas electromagneticas que tengan una frecuencia que permita hacer fundir escarcha, porque la segunda abertura º58º esta provista de una segunda rejilla esencialmente metalica º60º y porque las primera y segunda rejillas º56, 60º forman una pantalla electromagnetica desescarchadora.

2. Dispositivo de desescarche de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la frecuencia de las ondas es sensiblemente igual a la frecuencia de resonancia de una molecula de agua.

3. Dispositivo de desescarche de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque los medios para generar ondas comprenden un magnetrón º62º.

4. Dispositivo de desescarche de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los citados medios comprenden ademas una guia de ondas º64º que une los medios para generar ondas º62º al recinto º52º.

5. Dispositivo de desescarche de acuerdo con las reivindicaciones 3 o 4, caracterizado porque el recinto º52º, la primera rejilla º56º y/o la segunda rejilla º60º estan realizados en un material revestido de una capa de material esencialmente metalico.

6. Dispositivo de desescarche de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el recinto forma un espacio cerrado.

º. Dispositivo de desescarche de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el recinto º52º constituye una zona de confinamiento para las ondas electromagneticas.

8. Dispositivo de desescarche de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a º, caracterizado porque comprende al menos una antena de descarga.

9. Turbomotor de helicóptero º10º provisto de una entrada de aire caracterizado porque comprende un dispositivo de desescarche º50º de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

10.Turbomotor de helicóptero de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque comprende ademas palas de prerrotación dispuestas aguas arriba de una rueda de compresor, y porque las citadas palas estan realizadas en un material esencialmente permeable a las ondas electromagneticas.