Conjunto de tobera de escape.

Aparato que comprende:

un conjunto de tobera (10) de escape bidimensional para dirigir el flujo de los gases de un motor,

incluyendo elconjunto de tobera de escape:

un par de paredes laterales (20, 22) que se extienden longitudinalmente y una pared inferior (24) queestá extendida entre las mismas, en el que la pared inferior incluye una superficie superior (26), y en elque las paredes laterales y la pared inferior definen, al menos parcialmente, un conducto (12) de escapeque se extiende longitudinalmente; y

una estructura (30) desplazable montada en relación desplazable con las paredes laterales, en el que laestructura desplazable es operable para abrir y cerrar al menos un orificio (32) de desviación de flujo enel conducto de escape, en el que la estructura desplazable incluye una porción interior (48) que tiene unaregión (42) corriente arriba y una región (44) corriente abajo unidas en un borde interior (46), en el que laregión corriente arriba coopera con las paredes laterales y con la pared inferior para proporcionar unaregión (52) del conducto de escape generalmente convergente, y en el que la región corriente abajocoopera con las paredes laterales y con la pared inferior para proporcionar una región (54) del conductode escape generalmente divergente, caracterizado porque

un sistema de accionamiento (80) está montado en conexión de soporte con al menos una pared lateral yen conexión operativa con la estructura desplazable, en el que el sistema de accionamiento es operablepara desplazar selectivamente la estructura desplazable entre una pluralidad de posiciones operativas, yla pluralidad de posiciones operativas incluye al menos una primera posición operativa, y una segundaposición operativa, en el que cuando la estructura desplazable está en la primera posición operativa, elorificio (32) de desviación de flujo está eficazmente completamente cerrado y en el que cuando laestructura desplazable está en la segunda posición operativa, el orificio (32) de desviación de flujo estáeficazmente completamente abierto.

Conjunto de tobera de escape La presente invención se refiere, en general a un conjunto de tobera de escape que tiene un orificio de desviación de flujo en un conducto de escape para dirigir el flujo de los gases de escape desde un motor de turbina de gas.

Toberas de escape de área variable bidimensional para motores de turbina de gas son conocidas en la técnica. Las toberas bidimensionales que incluyen la capacidad invertir el empuje, así como un área de salida de tobera variable se muestran, por ejemplo, en las patentes de Estados Unidos Nº 4.013.226; 4.052.007; 4.375.276; 5.092.525 y USA-5-.833.139. Sin embargo, las toberas descritas emplean complicados sistemas mecánicos. Por lo tanto, existe la necesidad de una tobera de escape simplificada que tiene la capacidad de invertir el empuje, la capacidad de un área de salida de tobera variable, y eficiencia de crucero mejorada.

La necesidad o necesidades antes mencionadas pueden ser satisfechas por las realizaciones ejemplares que proporcionan un aparato que comprende un conjunto de tobera de escape bidimensional para dirigir el flujo de los gases de un motor. En una realización ejemplar de la invención, el conjunto de tobera de escape incluye un par de paredes laterales que se extienden longitudinalmente y una pared inferior que se extiende entre las mismas. La pared inferior incluye una superficie superior, y con las paredes laterales define al menos parcialmente un conducto de escape que se extiende longitudinalmente. Una estructura desplazable, montada en relación desplazable con las paredes laterales, se puede operar para abrir y cerrar al menos un orificio de desviación de flujo en el conducto de escape. La estructura desplazable incluye una porción interior que tiene una región hacia delante y una región hacia atrás unidas en un borde interior. La región hacia adelante coopera con las paredes laterales y con la pared inferior para proporcionar una región del conducto de escape generalmente convergente. La región hacia atrás coopera con las paredes laterales y con la pared inferior para proporcionar una región del conducto de escape generalmente divergente.

La tobera se caracteriza además por los elementos de la parte caracterizadora de la reivindicación 1.

En una realización ejemplar, un aparato comprende un conjunto de tobera de escape bidimensional para dirigir el flujo de los gases de un motor. El conjunto de tobera de escape a modo de ejemplo incluye un par de paredes laterales que se extienden longitudinalmente y una pared inferior que se extiende entre las mismas. Las paredes laterales y la pared inferior definen, al menos parcialmente, un conducto de escape que se extiende longitudinalmente. El conjunto de tobera incluye también una estructura desplazable montada en relación desplazable con las paredes laterales, en el que la estructura desplazable es desplazable entre una pluralidad de posiciones operativas que incluyen la primera y segunda posiciones operativas. Cuando la estructura es desplazable en la primera posición operativa, el orificio de desviación de flujo está eficazmente completamente cerrado, y cuando la estructura es desplazable en la segunda posición operativa, el orificio de desviación de flujo está eficazmente completamente abierto. La estructura desplazable define, al menos parcialmente, una constricción de la garganta en el conducto de escape, en la que una posición longitudinal de la constricción de garganta es variable y depende, al menos parcialmente, de una posición operativa de la estructura desplazable.

La invención, sin embargo, se puede entender mejor con referencia a la siguiente descripción tomada en conjunto con los dibujos adjuntos en los que:

La Figura 1 es una vista isométrica, parcialmente cortada, de un conjunto de tobera de escape ejemplar.

La Figura 2 es una vista lateral de un conjunto de tobera ejemplar sin mostrar una primera pared lateral.

La Figura 3 es una vista superior de un conjunto de tobera ejemplar sin mostrar una porción superior de una estructura desplazable.

La Figura 4 es una representación esquemática que muestra una estructura desplazable en una primera posición operativa y una primera posición operativa intermedia.

La Figura 5 es una representación esquemática que muestra una estructura desplazable en una segunda posición operativa y una segunda posición operativa intermedia.

La Figura 6A es una vista en sección transversal de un conducto de escape ejemplar, cuando una estructura desplazable está en una primera posición operativa.

La Figura 6B es una vista en sección transversal de un conducto de escape ejemplar, cuando una estructura desplazable está en una segunda posición operativa.

La Figura 6C es una vista en sección transversal de un conducto de escape ejemplar, cuando una estructura desplazable está en una primera posición operativa intermedia.

La Figura 6D es una vista en sección transversal de un conducto de escape ejemplar, cuando una estructura desplazable está en una segunda posición operativa intermedia.

Con referencia a los dibujos, en los que números de referencia idénticos indican los mismos elementos en las diversas vistas, la Figura 1 muestra una realización ejemplar que incluye un conjunto de tobera 10 del motor para dirigir el flujo de los gases de un motor de turbina de gas. El conjunto de tobera ejemplar puede ser utilizado para dirigir el flujo de escape del motor o un escape de flujo mezclado, en lo sucesivo, " gases de escape". En particular, el conjunto de tobera 10 del motor es preferiblemente una tobera con sección transversal rectangular o bidireccional. El conjunto de tobera 10 del motor incluye un conducto 12 de escape que se extiende generalmente de forma longitudinal para canalizar los gases de escape. Como es conocido en la técnica, el conjunto de tobera puede incluir una entrada sustancialmente circular (no mostrada) para su fijación a un componente de motor corriente arriba. El conjunto de tobera 10 incluye una salida 14 generalmente rectangular.

En una realización ejemplar, el conjunto de tobera 10 incluye la primera y segunda paredes laterales 20, 22 que se extienden longitudinalmente de forma opuesta con una pared inferior 24 extendiéndose entre las mismas. En una realización ejemplar, la pared inferior 24 incluye una superficie superior 26 que puede estar contorneada. El conducto 12 de escape tiene un límite superior definido, al menos parcialmente, por una estructura 30 desplazable. El conducto 12 de escape incluye al menos un orificio 32 de desviación de flujo en el mismo que, cuando se abre, permite la comunicación de flujo entre el interior del conducto de escape y la atmósfera ambiente circundante. En una realización ejemplar, una pluralidad de estructuras 36 de dirección de flujo se extiende en el orificio 32 de desviación de flujo para dirigir los gases de escape generalmente hacia adelante y hacia el exterior.

En una realización ejemplar, la estructura 30 desplazable es operable para abrir y cerrar el orificio 32 de desviación de flujo en el conducto 12 de escape tal como se explica en mayor detalle a continuación. Con referencia a la Figura 2, en una realización ejemplar, la estructura 30 desplazable incluye una porción interior 40 que tiene una región 42 hacia delante y una región 44 hacia atrás. Las regiones hacia adelante y hacia atrás coinciden en una protuberancia que se extiende hacia dentro, también conocida como borde interior 46. El borde interior 46 se extiende transversalmente entre las primera y segunda paredes laterales 20, 22. En una realización ejemplar, la región 42 hacia delante incluye una porción de puerta interior 48 adaptada para cubrir y descubrir una entrada 50 del orificio 32 de desviación de flujo.

En una realización ejemplar, la región 42 hacia delante de la porción interior 40 coopera con las paredes laterales 20, 22 y con la pared inferior 24 para definir, al menos parcialmente, una región 52 del conducto de escape generalmente convergente. En una realización ejemplar, la región 44 hacia atrás de la porción interior 40 coopera con las paredes laterales 20, 22 y con la pared inferior 24 para definir al menos parcialmente una región 54 del conducto de escape generalmente divergente.

En una realización ejemplar, el borde interior 46 define, al menos parcialmente, una constricción de garganta 58 en el conducto 12 de escape. Como se explica en mayor detalle más adelante, en una realización ejemplar, la posición longitudinal de la constricción de garganta 58 es variable y depende de la definición de la estructura desplazable.

En una realización ejemplar, la estructura 30 desplazable incluye también una porción exterior 60 que incluye al menos una porción... [Seguir leyendo]

1. Aparato que comprende:

un conjunto de tobera (10) de escape bidimensional para dirigir el flujo de los gases de un motor, incluyendo el conjunto de tobera de escape:

un par de paredes laterales (20, 22) que se extienden longitudinalmente y una pared inferior (24) que está extendida entre las mismas, en el que la pared inferior incluye una superficie superior (26) , y en el que las paredes laterales y la pared inferior definen, al menos parcialmente, un conducto (12) de escape que se extiende longitudinalmente; y una estructura (30) desplazable montada en relación desplazable con las paredes laterales, en el que la estructura desplazable es operable para abrir y cerrar al menos un orificio (32) de desviación de flujo en el conducto de escape, en el que la estructura desplazable incluye una porción interior (48) que tiene una región (42) corriente arriba y una región (44) corriente abajo unidas en un borde interior (46) , en el que la región corriente arriba coopera con las paredes laterales y con la pared inferior para proporcionar una región (52) del conducto de escape generalmente convergente, y en el que la región corriente abajo coopera con las paredes laterales y con la pared inferior para proporcionar una región (54) del conducto de escape generalmente divergente, caracterizado porque un sistema de accionamiento (80) está montado en conexión de soporte con al menos una pared lateral y en conexión operativa con la estructura desplazable, en el que el sistema de accionamiento es operable para desplazar selectivamente la estructura desplazable entre una pluralidad de posiciones operativas, y la pluralidad de posiciones operativas incluye al menos una primera posición operativa, y una segunda posición operativa, en el que cuando la estructura desplazable está en la primera posición operativa, el orificio (32) de desviación de flujo está eficazmente completamente cerrado y en el que cuando la estructura desplazable está en la segunda posición operativa, el orificio (32) de desviación de flujo está eficazmente completamente abierto.

2. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1 en el que la estructura desplazable incluye:

al menos un miembro de riostra (72) en conexión operativa con el sistema de accionamiento, en el que el miembro de riostra está montado en conexión de soporte con al menos la porción interior de la estructura desplazable.

3. El aparato de acuerdo con la reivindicación 2, que comprende además:

al menos una pista (90) de leva montada en conexión de soporte con la pared lateral; y al menos un seguidor (88) de leva montado en relación de soporte con el miembro de riostra, en el que el seguidor de leva está adaptado para su movimiento dentro de la pista de leva.

4. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la pluralidad de posiciones operativas incluye al menos una primera posición operativa intermedia entre la primera y segunda posiciones operativas, en el que cuando la estructura desplazable está en la primera posición operativa intermedia, el orificio

(32) de desviación de flujo está eficazmente completamente cerrado.

5. El aparato de acuerdo con la reivindicación 4 en el que la pluralidad de posiciones operativas incluye al menos una segunda posición intermedia entre la primera posición operativa intermedia y la segunda posición operativa, en el que cuando la estructura desplazable está en la segunda posición operativa intermedia, el orificio de desviación de flujo está al menos parcialmente abierto.

6. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1 en el que la estructura desplazable es desplazable entre una pluralidad de posiciones operativas, y en el que el borde interior define, al menos parcialmente, una constricción de garganta (58) en el conducto de escape, en el que una posición longitudinal (T1, T2, T3, T4) de la constricción de garganta es variable y depende, al menos parcialmente, de la posición operativa de la estructura desplazable.

7. El aparato de acuerdo con la reivindicación 6 en el que un área de sección transversal (A1, A2, A3, A4) del conducto de escape en la constricción de garganta está al menos parcialmente definida por el borde interior, por la superficie superior de la pared inferior, y por la primera y segunda paredes laterales, y en el que el área de sección transversal es variable y depende, al menos parcialmente, de la posición operativa de la estructura (30) desplazable.

8. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 ó 7 en el que el desplazamiento de la estructura

(30) desplazable está asociado con al menos uno de un desplazamiento hacia dentro y longitudinal de la constricción de garganta (58) .