ES2382552T3 - Difusor para turborreactor - Google Patents

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ES2382552T3 ES05290094T ES05290094T ES2382552T3 ES 2382552 T3 ES2382552 T3 ES 2382552T3 ES 05290094 T ES05290094 T ES 05290094T ES 05290094 T ES05290094 T ES 05290094T ES 2382552 T3 ES2382552 T3 ES 2382552T3
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Abstract

Difusor para turborreactor, estando dispuesto este difusor (29) entre un compresor (2) y una cámara de combustión (3) y siendo independiente del compresor y fijado a un cárter exterior (17) de la cámara de combustión (3) por un solo medio de suspensión y formado en una sola pieza con el difusor y que se extiende entre este cárter exterior (17) y una pared longitudinal exterior (31) del difusor y que tiene una brida anular (35) radialmente exterior de fijación en una brida anular aguas arriba (18) del cárter exterior (17) de la cámara de combustión (3), caracterizado porque este medio de suspensión comprende una primera pared troncocónica (33) que se extiende desde el extremo aguas arriba de la pared longitudinal exterior (31) del difusor (29) en la dirección de la cámara de combustión (3), y una segunda pared troncocónica (34) unida a la primera pared troncocónica (33) y que se extiende entre dicha primera pared troncocónica (33) y el cárter exterior (17) de la cámara de combustión (3) en la dirección del compresor (2), teniendo esta segunda pared troncocónica (34) dicha brida anular (35).

Description

Difusor para turborreactor
El presente invento se refiere a un difusor para un turborreactor como esta definido en el preambulo de la reivindicaci6n 1. Tal difusor es conocido a traves del documento EP-A-0.523.935.
En la tecnica conocida el difusor esta a menudo fijado en el interior de un carter exterior de la camara de combusti6n por una pared delgada o una pantalla de forma troncoc6nica que se extiende desde una pared longitudinal exterior del difusor en la direcci6n de la camara de combusti6n y que esta soldada en su extremo radialmente exterior en el carter exterior de la camara de combusti6n.
El inconveniente de esta tecnica conocida es que el difusor, que tiene una vida util notablemente inferior a la del carter de la camara de combusti6n, no es desmontable de este carter.
Es pues deseable fijar el difusor de forma desmontable en el carter exterior de la camara de combusti6n. Para facilitar el desmontaje del difusor la mejor soluci6n serra fijarlo por medio de una brida anular exterior que serra insertada entre las bridas anulares de uni6n de los carteres exteriores del compresor y de la camara de combusti6n.
Para esto es preciso que una pared o una pantalla troncoc6nica de fijaci6n del difusor se extiendan desde el difusor en la direcci6n del compresor. Esto es sin embargo imposible debido a las tensiones de toma de aire del compresor, segun las cuales un espacio anular formado alrededor del estator del compresor se extiende hacia aguas abajo hasta el nivel de la parte de aguas arriba del difusor y esta delimitado por una pared transversal que esta fijada al carter exterior del compresor y que hace de obstaculo a la disposici6n en este lugar de una pared o de una pantalla troncoc6nica de fijaci6n del difusor que se extenderra desde el difusor en la direcci6n del compresor.
Se puede resolver este problema por medio de unos brazos estructurales que esten unidos a la pared longitudinal exterior del difusor aguas abajo de los rectificadores, pero para esto es preciso que el difusor este constituido por dos partes, lo que complica su fabricaci6n y aumenta su coste.
El documento US-A-5.592.821 describe un difusor-separador multiflujo con el rectificador aguas arriba integrado para un turborreactor.
El documento US-A-2.445.661 describe unos compresores y turbinas axiales.
El documento EP-A1-0.523.935 describe un elemento de descarga para turbina, comprendiendo este elemento unos rectificadores de compresor (OGVs) solidarios de un difusor.
El documento EP-A2-1.223.382 describe un difusor para turbina que esta suspendido en un carter exterior por las paredes aguas arriba y aguas abajo y que esta soportado por un rectificador aguas arriba.
El documento EP-A1-1.059.420 describe un estator de compresor de alta presi6n.
El invento tiene sobre todo como objeto aportar una soluci6n simple, econ6mica y poco costosa al problema de la fijaci6n desmontable del difusor en un turborreactor.
Para este fin propone un difusor para un turborreactor segun la reivindicaci6n 1.
Las dos paredes troncoc6nicas de fijaci6n del difusor segun el invento permiten contornear el saliente hacia aguas abajo del espacio anular que rodea el compresor y por tanto fijar el difusor al carter exterior de la camara de combusti6n sin modificar las especificaciones de toma de aire del compresor y sin utilizar unos brazos estructurales.
Ventajosamente, la fijaci6n de la segunda pared troncoc6nica sobre el carter exterior de la camara de combusti6n se realiza al nivel de la uni6n entre los carteres exteriores del compresor y de la camara de combusti6n, de manera particularmente simple por inserci6n de una brida anular de la segunda pared troncoc6nica antes citada entre las bridas anulares de uni6n de los carteres del compresor y de la camara anular.
Esto permite tambien que la primera pared troncoc6nica de los medios de suspensi6n este unida al extremo de aguas arriba de la pared longitudinal exterior del difusor, lo que asegura una alineaci6n 6ptima del extremo de aguas arriba del difusor con el extremo de aguas abajo del compresor, de modo que un conjunto de alabes fijos del extremo de aguas arriba del difusor este bien colocado y centrado con el eje del compresor.
Ademas, la forma bic6nica de los medios de suspensi6n aumenta la flexibilidad de la fijaci6n del difusor y reduce las tensiones al nivel de la uni6n en la pared longitudinal exterior del difusor, lo que aumenta su vida util.
Las dos paredes o pantallas troncoc6nicas de los medios de suspensi6n estan formadas por una sola pieza y su empalme comprende un nervio anular que se extiende en la direcci6n de la camara de combusti6n. Este nervio anular rigidiza la zona de empalme de las dos paredes o pantallas troncoc6nicas y reparte las tensiones en esta
zona. Tiene preferiblemente un espesor comprendido entre 1,3 y 1,7 veces el espesor de las pantallas, y de forma 6ptima un espesor igual a 1,5 veces aproximadamente el espesor de las pantallas.
Este nervio tiene en su realizaci6n mas simple una forma cilrndrica centrada con el eje del turborreactor.
Como variante, puede extenderse en la prolongaci6n de la bisectriz del angulo formado entre las dos paredes o pantallas troncoc6nicas de los medios de suspensi6n del difusor.
De forma general, una ventaja del difusor segun el invento consiste en que es desmontable de manera sencilla respetando las especificaciones de toma de aire del compresor.
Otras ventajas y caracterrsticas del invento surgiran por la lectura de la descripci6n que sigue, realizada a trtulo de ejemplo no limitativo, y que hace referencia a los dibujos anejos, en los que:
-
la figura 1 es una vista esquematica parcial en secci6n axial de la ultima etapa de un compresor de alta presi6n y de un difusor en un turborreactor de la tecnica conocida;
-
la figura 2 es una vista esquematica parcial en secci6n axial de la ultima etapa de un compresor de alta presi6n y del difusor segun el invento.
En los dibujos, lo que esta a la izquierda es aguas arriba o delante, y lo que esta a la derecha es aguas abajo o detras en el turborreactor.
En la figura 1 la referencia 1 representa un difusor segun la tecnica conocida dispuesto entre un compresor 2 aguas arriba y una camara de combusti6n 3 aguas abajo en un turborreactor.
El compresor 2 es un compresor de alta presi6n y comprende varias etapas de alabes m6viles 4, 5 montados en un rotor 6 del turborreactor por medios apropiados, por ejemplo del tipo de cola de milano 7, y una etapas de alabes fijos 8 que forman rectificadores, montados en un estator 9 del turborreactor por unos medios apropiados. En la figura 1 no se han representado mas que dos etapas de alabes m6viles 4 y 5 y una etapa de alabes fijos 8 dispuesta entre dos etapas de alabes m6viles 4 y 5.
Un espacio anular 10 esta delimitado alrededor del estator 9 del compresor 2 por un carter exterior 11 y por una pared transversal trasera 12 que esta montada por una brida anular interior 13 en una brida anular 14 del estator 9, y por una brida anular exterior 15 en una brida anular 16 del carter exterior 11 del compresor 2.
La camara de combusti6n 3 esta delimitada por un carter exterior 17 y por un carter interior (no representado), estando el carter exterior 17 fijado en el lado de aguas arriba en el carter exterior 11 del compresor 2 por medio de una brida anular 18 aplicada en la brida anular exterior 15 de la pared transversal 12 del compresor 2, estando la fijaci6n de las tres bridas asegurada por unos medios apropiados de tipo tonillo-tuerca 19.
Debido a las tensiones de toma de aire del compresor 2, la pared transversal trasera 12 se extiende hacia aguas abajo alrededor de una parte aguas arriba del difusor 1.
El difusor 1 comprende unos alabes fijos 20 dispuestos radialmente entre una pared longitudinal exterior 21 y una pared longitudinal interior 22 para el guiado del aire que sale del compresor 2 hacia la camara de combusti6n 3.
El difusor 1 esta fijado al interior del carter exterior 17 de la camara de combusti6n 3 por una pared de poco espesor
o pantalla 23 de forma troncoc6nica que se extiende desde la pared longitudinal exterior 21 del difusor 1 en la direcci6n de la camara de combusti6n 3 que esta soldada a su extremo radialmente exterior 24 en el carter exterior 17 de la camara de combusti6n 3. La pared o pantalla 23 de forma troncoc6nica esta incorporada a la pared longitudinal exterior 21 del difusor en la parte media de esta pared 21. El difusor 1 esta igualmente fijado por una pared o pantalla interior 25 de forma troncoc6nica que se extiende desde la pared longitudinalmente interior 22 del difusor 1 en la direcci6n de la camara de combusti6n 3, hasta un carter interior (no representado) de la camara de combusti6n 3. Ademas, una pared cilrndrica 26 se extiende desde la pared longitudinal exterior 21 del difusor 1 en la direcci6n del compresor 2 y esta fijada en el estator 9 del compresor 2 por medio de una brida anular 27 aplicada en las bridas de uni6n 14 y 13 del estator 9 y de la pared transversal 12 del compresor 2 respectivamente, estando la fijaci6n asegurada por unos medios apropiados de tipo tornillo-tuerca.
Este difusor de la tecnica anterior no es desmontable de forma independiente de los carteres de la camara de combusti6n.
En la figura 2 se ha representado un difusor 29 segun el presente invento, dispuesto entre un compresor 2 y una camara de combusti6n 3 del mismo tipo que los descritos anteriormente.
El difusor 29 comprende unos conjuntos de alabes fijos 30 dispuestos radialmente entre su pared longitudinal exterior 31 y su pared longitudinal interior 32 para el guiado del aire que sale del compresor 2 hacia la camara de combusti6n 3.
El difusor 29 esta montado en el interior del carter exterior 17 de la camara de combusti6n 3 por unos medios de suspensi6n que comprenden una primera pared o pantalla 33 de forma troncoc6nica que se extiende desde la pared longitudinal exterior 31 del difusor 29 en la direcci6n de la camara de combusti6n 3 y una segunda pared o pantalla 34 de forma troncoc6nica que se extiende entre la primera pared troncoc6nica 33 y el carter exterior 17 de la camara 5 de combusti6n 3 en la direcci6n del compresor 2 y se termina por una brida anular radialmente exterior 35 apretada entre la brida de uni6n 15 de la pared transversal 12 del compresor 2 y la brida aguas arriba 18 del carter exterior de la camara de combusti6n 3, estando la brida anular 16 del carter del compresor aplicada en la brida anular 15 de la pared transversal 12. El difusor 29 comprende tambien una pared o pantalla interior 36 de forma troncoc6nica que se extiende desde la pared longitudinal interior 32 del difusor 29 en la direcci6n de la camara de combusti6n 3 y que
10 esta fijada a su extremo de aguas abajo (no representado) en el carter interior de la camara de combusti6n 3.
Las dos paredes o pantallas 33 y 34 troncoc6nicas de los medios de suspensi6n estan formadas por una sola pieza y su empalme comprende un nervio anular 37 que se extiende en la direcci6n de la camara de combusti6n 3 y que permite rigidizar la zona de empalme de las dos paredes 33 y 34 y repartir las tensiones en esta zona.
El nervio anular 37 tiene un espesor comprendido entre 1,3 y 1,7 veces el espesor de las pantallas 33 y 34, e igual 15 preferiblemente a 1,5 veces aproximadamente el espesor de las pantallas 33 y 34.
Este nervio anular 37 es por ejemplo de forma cilrndrica y centrado con el eje (no representado) del turborreactor. En una variante se extiende en la prolongaci6n de la bisectriz del angulo formado entre las dos paredes o pantallas 33 y 34 troncoc6nicas de los medios de suspensi6n.
El radio de uni6n 38 entre las superficies del lado de aguas arriba de las dos paredes 33, 34 troncoc6nicas es por 20 ejemplo aproximadamente tres milrmetros.
Estas dos paredes troncoc6nicas 33 y 34 contornean el saliente hacia aguas abajo de la pared transversal 12 del compresor 2, lo que permite unir la primera pared troncoc6nica 33 de los medios de suspensi6n al extremo aguas arriba de la pared longitudinal exterior 31 del difusor 29 y de este modo mejorar la estabilidad y la alineaci6n de los conjuntos de alabes fijos 30 con respecto al compresor 2.
4

Claims (7)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Difusor para turborreactor, estando dispuesto este difusor (29) entre un compresor (2) y una camara de combusti6n (3) y siendo independiente del compresor y fijado a un carter exterior (17) de la camara de combusti6n 5 (3) por un solo medio de suspensi6n y formado en una sola pieza con el difusor y que se extiende entre este carter exterior (17) y una pared longitudinal exterior (31) del difusor y que tiene una brida anular (35) radialmente exterior de fijaci6n en una brida anular aguas arriba (18) del carter exterior (17) de la camara de combusti6n (3), caracterizado porque este medio de suspensi6n comprende una primera pared troncoc6nica (33) que se extiende desde el extremo aguas arriba de la pared longitudinal exterior (31) del difusor (29) en la direcci6n de la camara de
    10 combusti6n (3), y una segunda pared troncoc6nica (34) unida a la primera pared troncoc6nica (33) y que se extiende entre dicha primera pared troncoc6nica (33) y el carter exterior (17) de la camara de combusti6n (3) en la direcci6n del compresor (2), teniendo esta segunda pared troncoc6nica (34) dicha brida anular (35).
  2. 2. Difusor segun la reivindicaci6n 1, caracterizado porque la brida anular radialmente exterior (35) de la segunda
    pared troncoc6nica (34) esta apretada entre dos bridas anulares (16, 18) del extremo de los carteres exteriores (11, 15 17) del compresor (2) y de la camara de combusti6n (3).
  3. 3.
    Difusor segun la reivindicaci6n 1 6 2, caracterizado porque el empalme entre las dos paredes troncoc6nicas (33, 34) comprende un nervio anular (37) que se extiende en la direcci6n de la camara de combusti6n (3).
  4. 4.
    Difusor segun la reivindicaci6n 3, caracterizado porque el nervio anular (37) es de forma cilrndrica centrado con el eje de rotaci6n del compresor (2).
    20 5. Difusor segun la reivindicaci6n 3, caracterizado porque el nervio anular (37) se extiende en la prolongaci6n de la bisectriz del angulo formado por las dos paredes troncoc6nicas (33, 34).
  5. 6. Difusor segun una de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque el espesor del nervio anular (37) esta comprendido entre 1,3 y 1,7 veces el espesor de las paredes troncoc6nicas (33, 34).
  6. 7. Difusor segun la reivindicaci6n 6, caracterizado porque el espesor del nervio angular (37) es igual a 1,5 veces 25 aproximadamente el espesor de las paredes troncoc6nicas (33, 34).
  7. 8. Difusor segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el radio de la uni6n (38) entre las superficies aguas arriba de las dos paredes troncoc6nicas (33, 34) es aproximadamente tres milrmetros.
    5
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