Cámara de combustión anular de turbomáquina.

Cámara de combustión anular (10, 110, 210) de turbomáquina que presenta una dirección axial (X),

una dirección radial (R) y una dirección acimutal (Y), que comprende una primera pared anular (12) y una segunda pared anular (14), delimitando cada pared anular al menos una parte del recinto de la cámara de combustión anular (10, 110, 210), presentando la primera pared anular (12) y la segunda pared anular (14) unos medios complementarios de ensamble (12b, 14b) que cooperan por encaje acimutal, caracterizada por que los medios complementarios de ensamble comprenden una pluralidad de primeras lengüetas (12b), que parten acimutalmente en un primer sentido desde la primera pared anular (12), y una pluralidad de segundas lengüetas (14b), que parten acimutalmente en un segundo sentido, opuesto al primer sentido, desde la segunda pared anular (14), cooperando las primeras y segundas lengüetas (12b, 14b) por encaje acimutal

Cámara de combustión anular de turbomáquina Campo de la invención

La invención se refiere al campo de las cámaras de combustión de turbomáquina y, más en particular, al campo de las cámaras de combustión anulares de turbomáquina, y especialmente, aunque no exclusivamente, de turbopropulsor de helicóptero.

Estado de la técnica anterior

Una cámara de combustión anular tradicional de turbomáquina presenta una dirección axial, una dirección radial y una dirección acimutal, y comprende una primera pared anular y una segunda pared anular, delimitando cada pared anular al menos una parte del recinto de la cámara de combustión anular.

Las paredes anulares primera y segunda se pueden ensamblar por soldadura, por encaje axial o por fijación con pernos. El ensamble por soldadura hace imposible el desmontaje de la primera y de la segunda pared, por ejemplo para el mantenimiento o para la sustitución de una de estas paredes. El ensamble por encaje axial presenta el inconveniente de no ser estanco, pudiendo escapar gases de combustión a través de las zonas de empotramiento de la primera y de la segunda pared anular. El ensamble por fijación con pernos presenta el inconveniente de propiciar la aparición de grietas y fisuras en la proximidad de los agujeros de introducción de los tornillos de los pernos, lo cual hace frágil la cámara de combustión. La patente US 5737913 A muestra una cámara de combustión anular según el preámbulo de la reivindicación 1.

Presentación de la invención

Es un propósito de la presente invención subsanar al menos sustancialmente los citados inconvenientes.

La invención alcanza su propósito merced a una cámara de combustión anular de turbomáquina que presenta una dirección axial, una dirección radial y una dirección acimutal, que comprende una primera pared anular y una segunda pared anular, delimitando cada pared anular al menos una parte del recinto de la cámara de combustión anular, en la que la primera pared anular y la segunda pared anular presentan medios complementarios de ensamble que cooperan por encaje acimutal.

Se comprende que la primera pared anular comprende unos primeros medios complementarios de ensamble y que la segunda pared anular presenta unos segundos medios complementarios de ensamble, siendo respectivamente complementarios entre sí los primeros y segundos medios complementarios de ensamble en orden a poder cooperar por encaje. Los primeros medios complementarios cooperan por encaje acimutal con los segundos medios complementarios. Dicho de otro modo, los primeros y segundos medios complementarios de ensamble se encajan o engarzan uno con otro haciéndolos girar uno con relación al otro alrededor de la dirección axial de la cámara de combustión.

La cooperación de los medios complementarios de ensamble por encaje acimutal permite disminuir las fugas de gas de combustión respecto a un encaje axial. Y es que, al ser las dilataciones térmicas radiales menores que las dilataciones térmicas axiales, un ensamble por encaje acimutal permite conservar un contacto permanente entre la primera y la segunda pared anular, asegurando así reducidas o nulas fugas de gas, cualesquiera que sean las condiciones de utilización de la cámara de combustión. Además, tal encaje acimutal permite utilizar juegos reducidos, e incluso nulos, respecto a un encaje axial. Por otro lado, el encaje de las paredes anulares primera y segunda hace posible su desmontaje. De este modo, con relación a los ensambles de las primeras y segundas paredes anulares del estado de la técnica, el ensamble por encaje acimutal según la invención presenta la ventaja de compaginar el carácter desmontable y el carácter de reducción de las fugas de gas de combustión, cuando no presenta fugas insignificantes o nulas. Además, tal ensamble por encaje acimutal es más simple en su realización que los ensambles del estado de la técnica. En especial, la dirección acimutal del encaje permite realizar un alineamiento y un centraje alrededor de la dirección axial con más facilidad que en el estado de la técnica. Adicionalmente, al no utilizar pernos el ensamble según la invención, se evita la formación de grietas y fisuras. En concreto, al realizarse el ensamble por encaje acimutal, las dilataciones térmicas radiales y axiales son soportadas fácilmente por los medios complementarios de ensamble primero y segundo, los cuales pueden deslizar al tiempo que mantienen el encaje uno respecto al otro. De este modo, estos deslizamientos permiten, por una parte, compensar las dilataciones térmicas, al propio tiempo que conservan una satisfactoria geometría del ensamble y, por otra, permiten evitar bloqueos que propician, en las dilataciones térmicas, la aparición de grietas y fisuras.

Ventajosamente, los medios complementarios de ensamble comprenden una pluralidad de primeras lengüetas, que parten acimutalmente en un primer sentido desde la primera pared anular, y una pluralidad de segundas lengüetas, que parten acimutalmente en un segundo sentido, opuesto al primer sentido, desde la segunda pared anular, cooperando las primeras y segundas lengüetas por encaje acimutal.

Se comprende que, de entre las primeras y segundas lengüetas que cooperan, a cada primera lengüeta le

corresponde una segunda lengüeta, con la que coopera por encaje la primera lengüeta. De este modo, unas lengüetas de entre las primeras lengüetas cooperan con un igual número de segundas lengüetas. Por ejemplo, si los medios complementarios de ensamble comprenden diez primeras lengüetas y doce segundas lengüetas, sólo tres primeras lengüetas pueden cooperar por encaje acimutal con tres segundas lengüetas. De acuerdo con una variante, las diez primeras lengüetas cooperan con diez segundas lengüetas. De este modo, engarzándose una con otra, las lengüetas ejercen un esfuerzo de rozamiento una sobre otra y/o un esfuerzo de apoyo elástico una sobre otra, en orden a mantener ensambladas entre sí la primera y la segunda pared anular. Por lo tanto, se comprende que las primeras y segundas lengüetas se deforman elásticamente en el encaje acimutal. Por lo tanto, las primeras y segundas lengüetas son lengüetas elásticas. Esto permite, en particular, ensamblar la primera pared y la segunda pared con un par de apriete predeterminado.

Preferiblemente, la segunda pared anular comprende tantas segundas lengüetas como primeras lengüetas comprenda la primera pared anular, cooperando por encaje acimutal cada primera lengüeta con una segunda lengüeta. Esto permite mejorar el comportamiento mecánico del ensamble y reducir las fugas de gas de combustión.

Ventajosamente, la primera pared anular comprende una primera abrazadera anular que discurre radialmente, en tanto que la segunda pared anular comprende una segunda abrazadera anular que discurre radialmente, cooperando por apoyo axial la primera y la segunda abrazadera.

Por supuesto, se comprende que la primera y la segunda abrazadera cooperan por apoyo cuando se encajan los medios complementarios de ensamble. La cooperación por apoyo de la primera abrazadera con la segunda abrazadera permite bloquear la primera pared respecto a la segunda pared en un sentido según la dirección axial. Por otro lado, las abrazaderas anulares primera y segunda determinan ventajosamente superficies de junta mutuamente cooperantes por apoyo, con el fin de reducir aún más las ocasionales fugas de gas de combustión.

Ventajosamente, las primeras lengüetas están conformadas en la primera abrazadera anular, en tanto que las segundas lengüetas están conformadas en la segunda abrazadera anular.

De este modo, las abrazaderas anulares primera y segunda cooperan por apoyo en un primer sentido según la dirección axial, en tanto que las primeras y segundas lengüetas cooperan por apoyo, cuando se hallan encajadas acimutalmente, en un segundo sentido, opuesto al primer sentido, según la dirección axial. La complementariedad de las abrazaderas y de las lengüetas permite brindar un ensamble fiable y mecánicamente resistente, por una parte y, por otra, reducir aún más las ocasionales fugas de gas de combustión. Adicionalmente, las lengüetas, al hallarse dispuestas sobre las abrazaderas anulares, compensan por deslizamiento una respecto a otra los ocasionales diferenciales de dilataciones térmicas, en especial las dilataciones radiales. De este modo, el ensamble es escasamente sensible a las dilataciones térmicas, y el encaje permanece fiable cualesquiera que sean las condiciones térmicas de utilización de la cámara de combustión. Según una forma de realización, las primeras y segundas lengüetas son mecanizadas mediante corte por láser (siendo metálicas las paredes anulares primera y segunda). Esto permite conformar las lengüetas... [Seguir leyendo]

1. Cámara de combustión anular (10, 110, 210) de turbomáquina que presenta una dirección axial (X), una dirección radial (R) y una dirección acimutal (Y), que comprende una primera pared anular (12) y una segunda pared anular (14), delimitando cada pared anular al menos una parte del recinto de la cámara de combustión anular (10, 110, 210), presentando la primera pared anular (12) y la segunda pared anular (14) unos medios complementarios de ensamble (12b, 14b) que cooperan por encaje acimutal, caracterizada por que los medios complementarios de ensamble comprenden una pluralidad de primeras lengüetas (12b), que parten acimutalmente en un primer sentido desde la primera pared anular (12), y una pluralidad de segundas lengüetas (14b), que parten acimutalmente en un segundo sentido, opuesto al primer sentido, desde la segunda pared anular (14), cooperando las primeras y segundas lengüetas (12b, 14b) por encaje acimutal.

2. Cámara de combustión anular (10, 110, 210) según la reivindicación 1, en la que la primera pared anular (12) comprende una primera abrazadera anular (12a) que discurre radialmente, en tanto que la segunda pared anular (14) comprende una segunda abrazadera anular (14a) que discurre radialmente, cooperando por apoyo axial la primera y la segunda abrazadera (12a, 14a).

3. Cámara de combustión anular (10, 110, 210) según la reivindicación 2, en la que las primeras lengüetas (12b) están conformadas en la primera abrazadera anular (12a), en tanto que las segundas lengüetas (14b) están conformadas en la segunda abrazadera anular (14a).

4. Cámara de combustión anular (10, 110, 210) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende medios de bloqueo en sentido de giro (12c, 14c, 22; 112, 114; 212, 214) de la segunda pared anular (14) respecto a la primera pared anular (12).

5. Cámara de combustión anular (110) según la reivindicación 4, en la que los medios de bloqueo comprenden al menos un primer saliente (112) solidario de la primera pared anular (12) y al menos un segundo saliente (114) solidarlo de la segunda pared anular (14), cooperando acimutalmente por encaje, según un primer sentido, los medios complementarlos de ensamble, y en la que el primer saliente (112) y el segundo saliente (114) cooperan acimutalmente por engarce elástico según el primer sentido, en tanto que, según un segundo sentido, opuesto al primer sentido, cooperan aclmutalmente a tope.

6. Cámara de combustión anular (210) según las reivindicaciones 2 y 4, en la que los medios de bloqueo comprenden al menos una lámina plegable (212) conformada en una abrazadera de entre la primera o la segunda abrazadera anular (12a, 14a), engarzada en un cajeado (214) practicado en la otra abrazadera de entre la primera o la segunda abrazadera anular (12a, 14a).

7. Turbomáquina (300) que comprende una cámara de combustión anular (10, 110, 210) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.

8. Procedimiento de ensamble para ensamblar una cámara de combustión anular (10, 110, 210) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende las etapas de:

presentar enfrentadamente los medios complementarios de ensamble (12b, 14b) de las paredes anulares primera y segunda (12, 14), y

encajar acimutalmente los medios complementarios de ensamble (12b, 14b) mediante giro de la segunda pared anular (14) con relación a la primera pared anular (12).

9. Procedimiento de ensamble según la reivindicación 8 para ensamblar una cámara de combustión anular (10, 110, 210) que comprende medios de bloque en sentido de giro (12c, 14c, 22; 112, 114; 212, 214) de la segunda pared anular (14) respecto a la primera pared anular (12), comprendiendo además dicho procedimiento la etapa de bloquear la segunda pared anular (14) en sentido de giro respecto a la primera pared anular (12).