Conjunto de cámara de combustión para un motor de turbina de gas.

Conjunto (100) de cámara de combustión para un motor de turbina de gas que comprende una carcasa (12) principal,

comprendiendo dicho conjunto (100) de cámara de combustión:

un dispositivo (30) de cámara de combustión que puede acoplarse a la carcasa (12) principal que comprende: una camisa (34) que tiene partes de entrada (34A) y salida (34B); y

un conjunto (38) de quemador colocado adyacente a dicha parte (34A) de entrada de camisa;

un conducto (120) de transición que comprende un tubo (120A) que tiene secciones (120B) de entrada y salida, estando encajada dicha sección (120B) de entrada sobre dicha parte (34B) de salida de camisa (34); y

un acondicionador (50) de flujo que puede asociarse con dicha carcasa (12) principal y asociado con dicho tubo (120A) del conducto (120) de transición para soportar dicha sección (120B) de entrada del tubo (120A), en el que dicho acondicionador (50) de flujo comprende un manguito (52) perforado que tiene extremos primero (52A) y segundo (52B), pudiendo acoplarse de manera fija dicho primer extremo (52A) a la carcasa (12) principal, y pudiendo moverse dicho segundo extremo (52B) del manguito (52) y dicha sección (120B) de entrada de tubo (120A) del conducto (120) de transición uno en relación con el otro, caracterizado porque dicho acondicionador (50) de flujo comprende además un rodamiento (56) acoplado a dicho segundo extremo (52B) de manguito (52) para enganchar una superficie (121) externa de dicha sección (120B) de entrada de tubo (120A) del conducto (120) de transición.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2009/001257.

Solicitante: Siemens Energy, Inc.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 4400 Alafaya Trail Orlando, Florida 32826-2399 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: KOENIG,MICHAEL H, RYAN,WILLIAM R.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F23R3/00 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F23 APARATOS DE COMBUSTION; PROCESOS DE COMBUSTION.F23R ELABORACION DE PRODUCTOS DE COMBUSTION A ALTA PRESION O GRAN VELOCIDAD, p. ej. CAMARAS DE COMBUSTION DE TURBINAS DE GAS (aparatos de lecho fluidificado de combustible especialmente adaptados para funcionar a presiones superatmosféricas F23C 10/16). › Cámaras de combustión continua que emplean combustibles líquidos o gaseosos.

PDF original: ES-2536367_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Conjunto de cámara de combustión para un motor de turbina de gas Campo de la invención La presente invención se refiere a un conjunto de cámara de combustión para un motor de turbina de gas. Más particularmente, la invención se refiere a un conjunto de cámara de combustión tal que comprende un dispositivo de cámara de combustión, un conducto de transición y un acondicionador de flujo. Incluso más particularmente, el acondicionador de flujo sirve para dar soporte a una sección de entrada de un tubo del conducto de transición.

Antecedentes de la invención Un motor de turbina de gas de combustible convencional incluye un compresor, una cámara de combustión, que incluye una pluralidad de conjuntos de cámara de combustión y una turbina. El compresor comprime aire ambiental. Los conjuntos de cámara de combustión comprenden dispositivos de cámara de combustión que combinan el aire comprimido con un combustible y encienden la mezcla creando productos de combustión que definen un gas de trabajo. Los gases de trabajo se conducen a la turbina dentro de una pluralidad de conductos de transición. Dentro de la turbina se encuentran una serie de filas de álabes estacionarios y palas giratorias. Las palas giratorias están acopladas a un árbol y un conjunto de disco. A medida que los gases de trabajo se expanden a través de la turbina, los gases de trabajo hacen que las palas, y por tanto el conjunto de disco, giren.

Cada conducto de transición puede comprender un cuerpo principal generalmente tubular o tubo que tiene una sección de entrada que se encaja sobre una parte de salida de una camisa de un correspondiente dispositivo de cámara de combustión. La parte de salida de camisa puede incluir fijaciones de resorte contorneadas radialmente, véase por ejemplo, la figura 1D en la patente estadounidense n.º 7.377.116, para admitir un movimiento relativo entre la parte de salida de camisa y la sección de entrada de tubo del conducto de transición, que puede producirse durante el funcionamiento del motor de turbina de gas. Además, puede acoplarse una pieza de soporte a una carcasa principal del motor de turbina de gas y a la sección de entrada de tubo del conducto de transición para soportar la sección de entrada de tubo del conducto de transición, véase por ejemplo, la figura 5 en la patente estadounidense n.º 7.197.803.

El documento WO 2007/053323 A2 da a conocer una cámara de combustión de turbina de gas según el preámbulo de la reivindicación 1. Una pluralidad de álabes están fijados a un manguito de flujo radialmente entre el manguito de flujo y una camisa de combustión.

Sumario de la invención Según la presente invención se proporciona un conjunto de cámara de combustión para un motor de turbina de gas que comprende una carcasa principal, comprendiendo dicho conjunto de cámara de combustión: un dispositivo de cámara de combustión que puede acoplarse a la carcasa principal que comprende: una camisa que tiene partes de entrada y salida; y un conjunto de quemador colocado adyacente a dicha parte de entrada de camisa; un conducto de transición que comprende un tubo que tiene secciones de entrada y salida, estando encajada dicha sección de entrada sobre dicha parte de salida de camisa; y un acondicionador de flujo que puede asociarse con dicha carcasa principal y asociado con dicho tubo del conducto de transición para soportar dicha sección de entrada de tubo, en el que dicho acondicionador de flujo comprende un manguito perforado que tiene extremos primero y segundo, pudiendo acoplarse de manera fija dicho primer extremo a la carcasa principal, y pudiendo moverse dicho segundo extremo de manguito y dicha sección de entrada de tubo del conducto de transición uno en relación con el otro, en el que dicho acondicionador de flujo comprende además un rodamiento acoplado a dicho segundo extremo de manguito para enganchar una superficie externa de dicha sección de entrada de tubo del conducto de transición.

El acondicionador de flujo acondiciona aire comprimido que se mueve hacia el conjunto de quemador para conseguir una distribución de aire más uniforme en el conjunto de quemador.

El acondicionador de flujo proporciona preferiblemente suficiente soporte para la sección de entrada de tubo de manera que no se proporciona una pieza de soporte separada que se extienda entre la carcasa principal y la sección de entrada de tubo.

La parte de salida de camisa puede no comprender fijaciones de resorte contorneadas radialmente.

Puede proporcionarse un anillo flotante en una ranura formada en una superficie interna de la sección de entrada del conducto de transición.

La presente invención también se extiende a un motor de turbina de gas con una carcasa principal y al conjunto de

cámara de combustión.

Breve descripción de los dibujos La figura 1 es una vista lateral, parcialmente en sección transversal, de un conjunto de cámara de combustión construido según una realización de la presente invención;

la figura 2 es una vista en sección transversal ampliada de una parte de una parte de salida de camisa y una sección de entrada de tubo del conducto de transición del conjunto de cámara de combustión ilustrado en la figura 1;

la figura 3 es una vista en sección transversal ampliada de una parte de una parte de salida de camisa y una sección de entrada de tubo del conducto de transición de un conjunto de cámara de combustión construido según una primera realización alternativa de la presente invención;

la figura 4 es una vista en perspectiva en despiece ordenado de piezas interna y externa de una parte de salida de la camisa del conjunto de cámara de combustión ilustrado en la figura 1; y la figura 5 es una vista en perspectiva del acondicionador de flujo del conjunto de cámara de combustión ilustrado en la figura 1.

Descripción detallada de la invención En la figura 1 se ilustra una parte de un sistema 10 de combustión can-anular, construido según la presente invención. El sistema 10 de combustión forma parte de un motor de turbina de gas. El motor de turbina de gas comprende además un compresor (no mostrado) y una turbina (no mostrada) . El aire entra en el compresor, en el que se comprime hasta una presión elevada y se suministra al sistema 10 de combustión, donde el aire comprimido se mezcla con combustible y se quema para crear productos de combustión calientes que definen un gas de trabajo. Los gases de trabajo se conducen desde el sistema 10 de combustión hasta la turbina. Los gases de trabajo se expanden en la turbina y hacen que las palas acopladas a un árbol y conjunto de disco giren.

El sistema 10 de combustión can-anular comprende una pluralidad de conjuntos 100 de cámara de combustión. Cada conjunto 100 comprende un dispositivo 30 de cámara de combustión, un correspondiente conducto 120 de transición y un acondicionador 50 de flujo. Los conjuntos 100 de cámara de combustión están separados circunferencialmente y acoplados a una carcasa 12 o coraza externa del motor de turbina de gas. Cada conducto 120 de transición recibe productos de combustión desde su correspondiente dispositivo 30 de cámara de combustión y define una trayectoria para que esos productos de combustión fluyan desde el dispositivo 30 de cámara de combustión hasta la turbina.

En la figura 1 sólo se ilustra un único conjunto 100 de cámara de combustión. Cada conjunto 100 que forma parte del sistema 10 de combustión can-anular puede estar construido de la misma manera que el conjunto 100 de cámara de combustión ilustrado en la figura 1. Por tanto, en este caso sólo se comentará en detalle el conjunto 100 de cámara de combustión ilustrado en la figura 1.

El dispositivo 30 de cámara de combustión del conjunto 100 en la realización ilustrada comprende una carcasa 32 de cámara de combustión, mostrada en la figura 1, acoplada a la carcasa 12 externa del motor de turbina de gas. El dispositivo 30 de cámara de combustión comprende además una camisa 34 y un conjunto 38 de quemador, véase la figura 1. La camisa 34 está acoplada a la carcasa 32 de cámara de combustión por medio de elementos 36 de soporte. El conjunto 38 de quemador está acoplado a la carcasa 32 de cámara de combustión y sirve para inyectar combustible en el aire comprimido de manera que se mezcle con el aire comprimido. La mezcla de aire y combustible se quema en la camisa 34 y el correspondiente conducto 120 de transición para crear productos de combustión calientes. En la realización ilustrada, la carcasa 32 de cámara de combustión y la camisa 34 definen una estructura 35 de cámara de combustión. Alternativamente, la estructura de cámara de combustión puede comprender una camisa acoplada directamente a la... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Conjunto (100) de cámara de combustión para un motor de turbina de gas que comprende una carcasa (12) principal, comprendiendo dicho conjunto (100) de cámara de combustión:

un dispositivo (30) de cámara de combustión que puede acoplarse a la carcasa (12) principal que comprende:

una camisa (34) que tiene partes de entrada (34A) y salida (34B) ; y un conjunto (38) de quemador colocado adyacente a dicha parte (34A) de entrada de camisa;

un conducto (120) de transición que comprende un tubo (120A) que tiene secciones (120B) de entrada y salida, estando encajada dicha sección (120B) de entrada sobre dicha parte (34B) de salida de camisa (34) ; y un acondicionador (50) de flujo que puede asociarse con dicha carcasa (12) principal y asociado con dicho tubo (120A) del conducto (120) de transición para soportar dicha sección (120B) de entrada del tubo (120A) , en el que dicho acondicionador (50) de flujo comprende un manguito (52) perforado que tiene extremos primero (52A) y segundo (52B) , pudiendo acoplarse de manera fija dicho primer extremo (52A) a la carcasa (12) principal, y pudiendo moverse dicho segundo extremo (52B) del manguito (52) y dicha sección (120B) de entrada de tubo (120A) del conducto (120) de transición uno en relación con el otro, caracterizado porque dicho acondicionador (50)

de flujo comprende además un rodamiento (56) acoplado a dicho segundo extremo (52B) de manguito (52) para enganchar una superficie (121) externa de dicha sección (120B) de entrada de tubo (120A) del conducto (120) de transición.

2. Conjunto (100) de cámara de combustión según la reivindicación 1, en el que dicho acondicionador (50) de flujo proporciona suficiente soporte para dicha sección (120B) de entrada de tubo (120A) de manera que no se proporciona una pieza de soporte separada que se extienda entre dicha carcasa (12) principal y dicha sección (120B) de entrada de tubo (120A) .

3. Conjunto (100) de cámara de combustión según la reivindicación 1, en el que dicha parte (34B) de salida de camisa (34) no comprende fijaciones de resorte contorneadas radialmente.

4. Conjunto (100) de cámara de combustión según la reivindicación 1, que comprende además un anillo (1124)

flotante previsto en una ranura (1122) formada en una superficie interna de dicha sección (120B) de entrada del conducto (120) de transición.

5. Motor de turbina de gas con una carcasa (12) principal y un conjunto (100) de cámara de combustión según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.


 

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