Conducto de escape insonorizado para turbomotor.

Conducto de escape insonorizado para turbomotor que comprende:

- una envuelta interior perforada (30; 130) que define una vena (12; 112) de flujo del conducto de escape,

- una envuelta exterior maciza (20; 120), definiendo entre sí las envueltas interior y exterior un espacio cerrado en las extremidades aguas arriba y aguas abajo del citado espacio, y

- al menos una capa disipadora de energía sonora dispuesta en el espacio entre las envueltas interior y exterior, estando caracterizado el conducto de escape por que:

- un alma (60; 160) se extiende entre las envueltas interior y exterior, a distancia de éstas y contiene al menos una capa disipadora de energía sonora formada por bolas huecas (62; 162) mantenidas una contra otra, y

- una armadura (40; 140) con partes aguas arriba y aguas abajo unidas entre sí por largueros, soporta el alma y realiza una compartimentación de ésta en varios cajones llenos de bolas huecas mantenidas entre texturas perforadas (60a, 60b; 160a; 160b),

- siendo la armadura (40; 140) solidaria de la envuelta exterior (20; 120) y/o de la envuelta interior (30; 130) al menos en una de las partes aguas arriba y aguas abajo de la armadura.

Conducto de escape insonorizado para turbomotor Antecedentes de la invención

La invención concierne a un conducto de escape insonorizado para turbomotor. Un ámbito particular de aplicación de la invención es el del tratamiento acústico de la tobera de un motor de turbina de gas especialmente para helicóptero.

Los progresos realizados sobre la reducción del ruido generado por la rotación de las palas del rotor de helicóptero hacen que el ruido de la turbina de arrastre de las palas pase a ser una componente sustancial de la emisión sonora total.

Es deseable entonces una reducción del ruido de la turbina.

A tal efecto, en el documento EP 1 1 884 se ha propuesto dotar a las paredes de una tobera de escape multicanal de turbina de helicóptero de un revestimiento de absorción de energía acústica. El revestimiento es relativamente grueso dadas las frecuencias sonoras concernidas, lo que plantea problemas de masa y de volumen.

Objeto y resumen de la invención

La invención tiene por objetivo proponer un conducto de escape insonorizado para turbomotor que aporte una insonorización eficaz al tiempo que tenga una estructura relativamente ligera.

Este objetivo se consigue gracias a un conducto de escape que comprende:

- una envuelta interior perforada que define una vena de flujo del conducto de escape,

- una envuelta exterior maciza, definiendo entre sí las envueltas interior y exterior un espacio cerrado en las extremidades aguas arriba y aguas abajo del citado espacio,

- un alma que se extiende entre las envueltas interior y exterior, a distancia de éstas y que contiene al menos una capa disipadora de energía sonora formada por bolas huecas mantenidas una contra otra, y

- una armadura con partes aguas arriba y aguas abajo unidas entre sí por largueros, soportando la armadura el alma y realizando una compartimentación de ésta en varios cajones llenos de bolas huecas mantenidas entre texturas

perforadas,

- siendo la armadura solidaria de la envuelta exterior y/o de la envuelta interior al menos en una de las partes aguas arriba y aguas abajo de la armadura.

Los términos aguas arriba y aguas abajo son utilizados aquí refiriéndose al sentido del flujo gaseoso en el interior del

conducto de escape.

La armadura permite mantener, entre las envueltas interior y exterior, un alma que contiene al menos una capa de bolas huecas que, de modo en sí conocido, producen una fuerte disipación de la energía sonora. Se obtiene entonces una insonorización eficaz con una estructura ligera. Se utilizan ventajosamente bolas huecas de cerámica de pared porosa microperforada.

De acuerdo con un modo de realización, la envuelta exterior constituye una pieza estructural que, en su parte terminal aguas arriba es solidaria de la parte aguas arriba de la armadura, siendo ésta aguas abajo libre longitudinalmente con respecto a la envuelta exterior. La función estructural del conducto de escape es asegurada entonces por la envuelta exterior. Se permiten variaciones dimensionales de origen térmico entre la envuelta exterior y la armadura por el hecho de que aguas abajo, la armadura es libre longitudinalmente.

Ventajosamente entonces, en su parte aguas abajo, la armadura lleva un dedo que sobresale longitudinalmente y que puede deslizar en el interior de una guía solidaria de la envuelta exterior. Además, en un intervalo entre las partes aguas abajo de la armadura y de la envuelta exterior, está interpuesto un labio flexible de estanqueidad, que evita una propagación del ruido.

De acuerdo con otro modo de realización, la armadura constituye una pieza estructural que lleva la envuelta interior y la envuelta exterior. La función estructural para el conducto de escape queda entonces asegurada por la armadura.

En este caso, preferentemente, la envuelta exterior comprende tramos situados uno en prolongación de otro, estando unido un primer tramo aguas arriba a la parte aguas arriba de la armadura y estando unido un tramo aguas abajo a la parte aguas abajo de la armadura. Se permiten, así, variaciones dimensionales diferenciales de origen térmico entre la envuelta exterior y la armadura.

Ventajosamente, en uno y otro modos de realización, la envuelta interior es solidaria en su extremidad aguas arriba o aguas abajo de la parte aguas arriba o aguas abajo de la armadura y es libre con respecto a la armadura en su otra extremidad, permitiendo variaciones dimensionales diferenciales entre la envuelta interior y la armadura.

Siempre en uno y otro modos de realización, se puede prever al menos un tabique macizo que se extienda transversalmente en cada uno de los espacios entre el alma y las envueltas interior y exterior, que evite una propagación longitudinal del ruido en estos espacios. Ventajosamente, cada tabique se extiende de la envuelta interior o exterior a la cual ésta está fijado hasta la proximidad del alma sin contacto con ésta.

Breve descripción de los dibujos

La invención se comprenderá mejor con la lectura de la descripción que sigue hecha a título indicativo, pero no limitativo, refiriéndose a los dibujos anejos, en los cuales:

- la figura 1 es una vista esquemática en corte longitudinal de un conducto de escape insonorizado de acuerdo con un modo de realización de la invención;

- la figura 2 es una vista esquemática en perspectiva de la armadura del conducto insonorizado de la figura 1;

- la figura 3 es una vista a escala agrandada de un detalle de la figura 1;

- la figura 4 es una vista que muestra especialmente una parte del alma disipadora de energía acústica soportada y compartimentada por la armadura de la figura 2;

- la figura 5 es una vista parcial en corte transversal según el plano V-V de la figura 4;

- la figura 6 es una vista esquemática en perspectiva de una variante de realización de la armadura del conducto insonorizado de la figura 1;

- la figura 7 es una vista esquemática en corte longitudinal de un conducto de escape insonorizado de acuerdo con otro modo de realización de la invención, y

- la figura 8 es una vista esquemática en perspectiva de la armadura del conducto insonorizante de la figura 7. Descripción detallada de modos de realización

En relación con las figuras 1 a 5, se describirá un primer modo de realización de un conducto de escape insonorizado 1 de acuerdo con la invención. El conducto de escape 1 es en este caso una tobera de motor de turbina de gas para helicóptero y presenta, de modo conocido, una forma acodada para desviar los gases procedentes de la turbina fuera de la dirección hacia la parte trasera del helicóptero.

El conducto 1 comprende una envuelta exterior maciza 2, una envuelta interior perforada 3 que define una vena de escape 12 y espaciada de la envuelta exterior 2, una armadura 4 y un alma 6 disipadora de energía acústica que está soportada y compartimentada por la armadura 4.

En este modo de realización, la envuelta exterior 2 asegura la función estructural del conducto de escape. Ésta puede ser realizada en forma de una chapa metálica, por ejemplo de aleación de níquel u obtenida por conformado superplástico de una aleación refractaria de titanio. La envuelta 2 está realizada en dos partes para permitir el montaje del conducto de escape: una parte aguas arriba 2a y una parte aguas abajo 2b fijadas una a la otra por ejemplo por pernos o por conjuntos de tornillo-tuerca 22.

La envuelta interior 3 presenta una permeabilidad a las ondas sonoras. Ésta puede estar realizada en forma de una chapa metálica perforada por ejemplo de aleación refractaria de níquel. En la envuelta 3 están practicados agujeros, por ejemplo de un diámetro de 1 milímetro a algunos milímetros, en toda su longitud y su periferia para permitir el paso de ondas sonoras que son reflejadas por la envuelta exterior 2 atravesando el alma 6. La tasa de perforación de la envuelta 3 está comprendida, por ejemplo, entre el 1% y el 3%,

En su extremidad aguas arriba, la envuelta exterior 2 está plegada para formar una parte radial 2c sobre la cual está montada la parte aguas abajo de la armadura, como se describe más adelante, estando prolongada la parte radial 2c por una parte terminal aguas arriba 2d aplicada contra la parte terminal aguas arriba de la envuelta interior 3.

Las partes terminales aguas arriba de las envueltas 2 y 3 están unidas una a la otra y a una parte adyacente (no mostrada) de un cárter del motor, siendo realizada la unión por ejemplo mediante tornillos o pernos.

En su extremidad aguas abajo, la envuelta exterior 2 está igualmente plegada para formar una parte transversal 2e prolongada por una parte terminal aguas abajo 2f aplicada... [Seguir leyendo]

1. Conducto de escape ¡nsonorizado para turbomotor que comprende:

- una envuelta interior perforada (3; 13) que define una vena (12; 112) de flujo del conducto de escape,

- una envuelta exterior maciza (2; 12), definiendo entre sí las envueltas interior y exterior un espacio cerrado en las extremidades aguas arriba y aguas abajo del citado espacio, y

- al menos una capa disipadora de energía sonora dispuesta en el espacio entre las envueltas interior y exterior, estando caracterizado el conducto de escape por que:

- un alma (6; 16) se extiende entre las envueltas interior y exterior, a distancia de éstas y contiene al menos una capa disipadora de energía sonora formada por bolas huecas (62; 162) mantenidas una contra otra, y

- una armadura (4; 14) con partes aguas arriba y aguas abajo unidas entre sí por largueros, soporta el alma y realiza una compartimentación de ésta en varios cajones llenos de bolas huecas mantenidas entre texturas perforadas (6a, 6b; 16a; 16b),

- siendo la armadura (4; 14) solidaria de la envuelta exterior (2; 12) y/o de la envuelta interior (3; 13) al menos en una de las partes aguas arriba y aguas abajo de la armadura.

2. Conducto de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la envuelta exterior (2) constituye una pieza estructural que, en su parte terminal aguas arriba es solidaria de la parte aguas arriba de la armadura (4), siendo ésta aguas abajo libre longitudinalmente con respecto a la envuelta exterior.

3. Conducto de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por que en su parte aguas abajo, la armadura (4) lleva un dedo (5) que sobresale longitudinalmente y que puede deslizar en el interior de una guía solidaria de la envuelta exterior (2).

4. Conducto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado por que un labio flexible de estanqueidad (58) está interpuesto en un intervalo entre las partes aguas abajo de la armadura (4) y de la envuelta

exterior (2).

5. Conducto de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la armadura (14) constituye una pieza estructural que lleva la envuelta interior (13) y la envuelta exterior (12).

6. Conducto de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que la envuelta exterior (12) comprende tramos situados uno en prolongación de otro, un primer tramo (12a) que está unido a la parte aguas arriba de la armadura (14) y un tramo aguas abajo (12b) que está unido a la parte aguas abajo de la armadura (14).

7. Conducto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que la envuelta interior (3; 13) es solidaria en su extremidad aguas arriba o aguas abajo de la parte aguas arriba o aguas abajo de la armadura (4, 14) y es libre con respecto a la armadura en su otra extremidad.

8. Conducto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que al menos un tabique macizo (24a, 24b) se extiende transversalmente en cada uno de los espacios entre el alma (6) y las envueltas interior (3) y exterior (2).

9. Conducto de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado por que cada tabique (24a, 24b) se extiende de la envuelta interior o exterior a la cual está fijado hasta la proximidad del alma (6) sin contacto con ésta.

1. Conducto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que las bolas huecas (62; 162) son bolas de cerámica de pared porosa y microperforada.