Turbopropulsor aeronáutico, que comprende un primer ventilador (1),

un compresor de baja presión (2), un compresor de alta presión (3), por lo menos una cámara de combustión (4), una turbina de baja presión (5) y una turbina de alta presión (6), y que se caracteriza por el hecho de que el compresor de baja presión (2) está accionado por un segundo ventilador (7) dispuesto tras el primer ventilador (1), y por el hecho de que comprende unos canales (8) que conducen parte del flujo de aire que atraviesa el primer ventilador (1) desde la periferia de la cámara (9) comprendida entre el primer (1) y el segundo (7) ventilador hasta una cámara (10) dispuesta entre la salida de dicho compresor de baja presión (2) y la entrada de dicho compresor de alta presión (3), estando intercalado en cada uno de estos canales (8) un ozonificador de aire (11)

Turbopropulsor.

La presente invención se refiere a un turbopropulsor que permite aumentar la eficiencia de la combustión y reducir el momento cinético global del turbopropulsor.

Antecedentes de la invención

Son conocidos los turbopropulsores aeronáuticos que comprenden un ventilador, accionado por una turbina por la cual se expanden los gases, producto de la combustión entre el combustible y el aire comprimido mediante unos compresores axiales dispuestos aguas arriba de la cámara de combustión.

Habitualmente, todo el aire que entra en la cámara de combustión ha pasado antes por un compresor de baja presión, generalmente accionado por la turbina de baja presión, y por un compresor de alta presión, generalmente accionado por la turbina de alta presión.

En estos turbopropulsores, como en cualquier motor, se busca lograr una combustión completa, para aumentar la eficiencia del motor, así como una reducción de la emisión de productos de combustiones incompletas, en general nocivos.

Asimismo, es conocido en turbopropulsores que partes del turbopropulsor estén accionadas en sentido contrario al giro de otras, de modo que se reduzca o se anule el momento cinético global del turbopropulsor, evitándose así momentos innecesarios sobre el soporte de fijación al ala o al fuselaje.

En general, este sentido contrario se consigue con engranajes, lo cual supone partes móviles adicionales, que suponen pérdidas energéticas por rozamiento y una mayor complejidad del conjunto.

Por lo tanto, es evidente la necesidad de disponer de un turbopropulsor aeronáutico que mejore la combustión y que resuelva los inconvenientes mencionados.

Descripción de la invención

Con el turbopropulsor objeto de la invención se resuelven los problemas mencionados, aportando otras ventajas que se describirán a continuación.

El turbopropulsor aeronáutico de la invención comprende, en el sentido de avance de los gases, un primer ventilador en la parte delantera, un compresor de baja presión, un compresor de alta presión, por lo menos una cámara de combustión, una turbina de baja presión y una turbina de alta presión, y se caracteriza por el hecho de que el compresor de baja presión está accionado por un segundo ventilador dispuesto tras el primer ventilador, y por el hecho de que comprende unos canales que conducen parte del flujo de aire que atraviesa el primer ventilador desde la periferia de la cámara comprendida entre el primer y el segundo ventilador hasta una cámara dispuesta entre la salida del compresor de baja presión y la entrada del compresor de alta presión, estando intercalado en cada uno de estos canales un ozonificador de aire.

Esta estructura permite que parte del aire que llega a la cámara de combustión esté enriquecido en ozono, lo que contribuye a una combustión más completa en la cámara de combustión, gracias a las propiedades altamente oxidantes del ozono. El segundo ventilador, al accionar el compresor de baja presión ofrece resistencia al aire impulsado por el primer ventilador, aumentando la presión en la cámara situada entre ambos ventiladores, contribuyendo así al empuje del aire que es canalizado por dichos canales.

Preferentemente, el compresor de baja presión y dicho segundo ventilador son solidarios y pueden girar libremente respecto a los demás elementos del turbopropulsor, estando las palas de dicho segundo ventilador orientadas de modo que el segundo ventilador gira en sentido contrario al del primer ventilador.

Está estructura reduce la complejidad del turbopropulsor, puesto que no son necesarios mecanismos de accionamiento del compresor de baja presión al ser accionado este por el segundo ventilador. Además, la orientación opuesta de las palas de ambos ventiladores provoca su rotación en sentidos opuestos, y por lo tanto, una reducción del momento cinético de rotación global del turbopropulsor.

Ventajosamente, los ozonificadores están situados en el interior de un carenado que rodea dichos primer y segundo ventiladores, de modo que las reacciones de producción de ozono se producen en una parte del turbopropulsor expuesta a bajas temperaturas, lo que constituye una condición favorable para la reacción de producción de ozono, y por lo tanto una mayor eficiencia de ozonificación.

Aún más preferentemente, el orificio de salida de dicho canal a dicha cámara dispuesta entre la salida del compresor de baja presión y la entrada del compresor de alta presión está dispuesto orientado hacia atrás de modo que el flujo principal de aire que ha atravesado dicho compresor de baja presión y el fluido conducido por dichos canales se desplazan sensiblemente en la misma dirección.

Esta disposición contribuye por efecto venturi al arrastre del fluido que ha pasado por los ozonificadores.

Breve descripción de los dibujos

Para mejor comprensión de cuanto se ha expuesto se acompañan unos dibujos en los que, esquemáticamente y tan solo a título de ejemplo no limitativo, se representa un caso práctico de realización.

La figura 1 es una sección en alzado del turbopropulsor de la invención en el que se aprecia la disposición de los canales, los ozonificadores y el segundo ventilador.

La figura 2 es una sección en detalle del difusor de salida de los canales en la cámara situada entre los dos compresores.

Descripción de realizaciones preferidas

Tal como se puede apreciar en la figura 1, según una realización preferida, el turbopropulsor comprende un primer ventilador 1, que comprime el aire en la cámara 9, dispuesta entre el primer ventilador 1 y el segundo ventilador 7. Este segundo ventilador 7 es accionado por el aire impulsado por el primer ventilador 1, de manera que la presencia de este segundo ventilador 7 provoca un aumento de la presión en la cámara 9.

El turbopropulsor comprende unos canales 8, que guían el aire desde la periferia de la cámara 9, mediante unas tomas de aire, hasta una cámara 10 situada entre el compresor de baja presión 2 y el de alta presión 3. Cada uno de estos canales llevan intercalados un ozonificador 11 de aire que ozonifica el aire recogido de la cámara 9. Típicamente, estos ozonificadores 9 son tubos de reacción endotérmica en los que se establecen altos gradientes de campo eléctrico que proporcionan la energía necesaria al aire para su ozonificación.

Tras su paso por el ozonificador 11, el fluido ozonificado es conducido a la cámara 10 dispuesta tras el compresor de baja presión 2 y el compresor de alta presión 3, donde se mezcla con el aire que ha sido comprimido con el compresor de baja presión 2 antes de pasar al compresor de alta presión 3.

Para vencer la presión de esta cámara 10, el fluido cuenta con la fuerza centrífuga que le dan los ventiladores 1 y 7 en cooperación con un difusor situado en la cámara 10, dispuesto de tal manera que el fluido es inyectado en la misma dirección que el aire comprimido por el compresor de baja presión. Este difusor está orientado hacia atrás, tal como se aprecia en la figura 2 con el orifico 13 orientado hacia atrás, e implica una reducción de la sección de paso del aire precomprimido con lo cual se produce un efecto venturi que arrastra el fluido ozonificado hacia la entrada del segundo compresor.

En una variante, el fluido podría ser inyectado en el flujo principal entre dos etapas de compresión del compresor de baja presión, según la capacidad del sistema de generar la suficiente presión en dicho fluido ozonificado.

Según otra realización preferida, el segundo ventilador 7 y el compresor de baja presión 2 son solidarios y aún más preferentemente están hechos de una sola pieza, pudiendo girar libremente alrededor del eje principal del turbopropulsor. De esta manera, en el turbopropulsor de la invención, el compresor de baja presión es impulsado por el segundo ventilador 7, no necesitando ser accionado directamente por ninguna turbina, lo cual supone una simplificación del conjunto.

Ventajosamente, las palas del segundo ventilador 7 están orientadas de tal manera que el segundo ventilador 7 es forzado a girar, debido al aire impulsado por el primer ventilador 1, en sentido contrario a este, contrarrestando así el momento cinético del primer ventilador 1 y de los demás componentes giratorios asociados a este. La compensación del momento cinético es ventajosa desde el punto de vista de la dinámica del avión y desde el punto de vista estructural, especialmente en los que se refiere...

1. Turbopropulsor aeronáutico, que comprende, en el sentido de avance de los gases, un primer ventilador (1) en la parte delantera, un compresor de baja presión (2), un compresor de alta presión (3), por lo menos una cámara de combustión (4), una turbina de baja presión (5) y una turbina de alta presión (6), caracterizado por el hecho de que dicho compresor de baja presión (2) está accionado por un segundo ventilador (7) dispuesto tras dicho primer ventilador (1), y por el hecho de que comprende unos canales (8) que conducen parte del flujo de aire que atraviesa el primer ventilador (1) desde la periferia de la cámara (9) comprendida entre el primer (1) y el segundo (7) ventilador hasta una cámara (10) dispuesta entre la salida de dicho compresor de baja presión (2) y la entrada de dicho compresor de alta presión (3), estando intercalado en cada uno de estos canales (8) un ozonificador de aire (11).

2. Turbopropulsor según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho compresor de baja presión (2) y dicho segundo ventilador (7) son solidarios y pueden girar libremente respecto a los demás elementos del turbopropulsor, estando las palas de dicho segundo ventilador orientadas de modo que el segundo ventilador (7) gira en sentido contrario al del primer ventilador (1).

3. Turbopropulsor según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho ozonificador (11) está situado en el interior de un carenado (12) que rodea dichos primer (1) y segundo (7) ventiladores.

4. Turbopropulsor según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el orificio de salida (13) de dicho canal (8) a dicha cámara (10) dispuesta entre la salida del compresor de baja presión (2) y la entrada del compresor de alta presión (3) está dispuesto orientado hacia atrás de modo que el flujo principal de aire que ha atravesado dicho compresor de baja presión (2) y el fluido conducido por dichos canales (8) se desplazan sensiblemente en la misma dirección.