ES2894237T3 - Conjunto de motores de turboventilador con caja de cambios - Google Patents

Conjunto de motores de turboventilador con caja de cambios

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ES2894237T3
ES2894237T3 ES18151972T ES18151972T ES2894237T3 ES 2894237 T3 ES2894237 T3 ES 2894237T3 ES 18151972 T ES18151972 T ES 18151972T ES 18151972 T ES18151972 T ES 18151972T ES 2894237 T3 ES2894237 T3 ES 2894237T3
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Andre Julien
Jean Thomassin
Serge Dussault
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Pratt and Whitney Canada Corp
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Abstract

Un conjunto de motor de turboventilador (10; 110) que comprende: al menos un motor de combustión interna (16) en comunicación fluida entre un compresor (14; 114) y una turbina (18), teniendo el al menos un motor de combustión interna (16) un árbol de motor (17); un conducto de derivación (20) que rodea el motor de combustión interna (16); y un ventilador (12) acoplado de forma motriz al árbol del motor (17) a través de una primera caja de cambios (72), caracterizado porque: la primera caja de cambios (72) está configurada para aumentar una velocidad de salida del ventilador (12) en relación con una velocidad de entrada del árbol del motor (17), donde un rotor de turbina (26, 26') de la turbina (18) está acoplado de manera motriz al árbol (17) del al menos un motor de combustión interna (16) a través de una segunda caja de cambios (74).

Description

DESCRIPCIÓN
Conjunto de motores de turboventilador con caja de cambios
CAMPO TÉCNICO
La solicitud se refiere en general a conjuntos de motor de turboventilador y, más particularmente, a tales conjuntos que incluyen uno o más motores de combustión interna.
ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA
Se conocen varias configuraciones de conjuntos de motor de turboventilador, incluidos los motores de combustión interna. Por ejemplo, en algunos conjuntos de motor de turboventilador, una turbina impulsa el ventilador a través de un primer árbol mientras que el motor de combustión interna impulsa el compresor o compresores a través de un segundo árbol que puede girar independientemente del primer árbol. En otras configuraciones, el árbol del motor de combustión interna se acopla al ventilador a través de una caja de cambios que define una reducción de velocidad desde el árbol del motor al ventilador, de modo que el ventilador gira a una velocidad de rotación más lenta que el árbol del motor de combustión interna. Sin embargo, las configuraciones existentes pueden dejar lugar para mejoras, por ejemplo en términos de eficiencia térmica y consumo de combustible específico de empuje del conjunto del motor. "EVALUACIÓN PRELIMINAR DE UN MOTOR COMPUESTO DE COMBUSTIÓN DE TURBINA/ROTATIVO PARA TRANSPORTE SUBSÓNICO", 1 de marzo de 1976 (01-03-1976), XP055480114, describe un conjunto de motor de turboventilador de la técnica anterior de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, y un procedimiento de la técnica anterior de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 10.
RESUMEN
Según un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un conjunto de motor de turboventilador como se define la reivindicación 1.
En una realización, un rotor de compresor del compresor está acoplado de manera motriz al árbol del motor a través de la caja de cambios para que pueda girar a la velocidad de rotación del ventilador.
En una realización adicional de cualquiera de las realizaciones anteriores, la segunda caja de cambios es una caja de cambios accesoria, comprendiendo además el conjunto al menos un accesorio acoplado de forma motriz a la caja de cambios accesoria.
En una realización adicional de cualquiera de las realizaciones anteriores, el compresor está ubicado entre el motor de combustión interna y la turbina, un rotor del compresor del compresor acoplado de manera motriz al árbol del motor de combustión interna a través de la segunda caja de cambios para poder girar en a la misma velocidad de rotación que el rotor de la turbina, el compresor es un compresor centrífugo, y la entrada del compresor está definida por un conducto que se extiende radialmente hacia dentro desde el conducto de derivación.
En una realización adicional de cualquiera de las realizaciones anteriores, el motor de combustión interna es un motor rotativo Wankel que incluye un rotor de motor que tiene tres porciones de vértice montadas para las revoluciones excéntricas dentro de una cavidad interna definida en un alojamiento, teniendo la cavidad interna una forma de epitrocoide con dos lóbulos.
En una realización adicional de cualquiera de las realizaciones anteriores, el conjunto comprende además un intercambiador de calor ubicado en el conducto de derivación, el intercambiador de calor en comunicación fluida con un sistema refrigerante del motor de combustión interna.
En una realización adicional de cualquiera de las realizaciones anteriores, el conjunto comprende además al menos un motor de combustión interna adicional en comunicación fluida entre el compresor y la turbina.
En una realización adicional de cualquiera de las realizaciones anteriores, la turbina es una primera turbina, comprendiendo el conjunto además una segunda turbina que tiene una entrada en comunicación fluida con una salida de la primera turbina.
En una realización adicional, el al menos un motor de combustión interna comprende una pluralidad de motores de combustión interna rotativos, incluyendo cada uno un rotor de motor que tiene tres porciones de vértice montadas para revoluciones excéntricas dentro de una cavidad interna definida en un alojamiento, teniendo la cavidad interna una forma epitrocoide con dos lóbulos, teniendo los motores rotativos de combustión interna una entrada en comunicación fluida con una salida del compresor a través de al menos un primer paso de un intercooler, en el que la turbina tiene una entrada en comunicación fluida con una salida de los motores rotativos de combustión interna, el conducto de derivación rodea los motores rotativos de combustión interna, el compresor y la turbina, y el ventilador está configurado para impulsar el aire a través del conducto de derivación y a través de una entrada del compresor, definiendo la primera caja de cambios una relación de velocidad de una velocidad de rotación del árbol del motores rotativos de combustión interna a una velocidad de rotación del ventilador, siendo la relación de velocidad menor que uno de forma que la primera caja de cambios defina un aumento de velocidad desde el árbol de los motores rotativos de combustión interna hasta el ventilador.
En una realización, un rotor de compresor del compresor está acoplado de manera motriz al árbol de combustión interna a través de la primera caja de cambios para poder girar a la velocidad de rotación del ventilador.
Según un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento como se define la reivindicación 10.
En una realización, el motor de combustión interna es un motor rotativo Wankel que incluye un rotor que tiene tres porciones de vértice montadas para las revoluciones excéntricas dentro de una cavidad interna definida en un alojamiento, teniendo la cavidad interna una forma de epitrocoide con dos lóbulos.
Aunque los diferentes ejemplos tienen los componentes específicos que se muestran en las ilustraciones, las realizaciones de esta descripción no se limitan a esas combinaciones particulares. Es posible utilizar algunos de los componentes o características de uno de los ejemplos en combinación con características o componentes de otro de los ejemplos.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Ahora se hace referencia a las figuras adjuntas en las que:
la figura 1 es una vista esquemática en sección transversal de un conjunto de motor de turboventilador según una realización particular;
la figura 2 es una vista esquemática en sección transversal de un conjunto de motor de turboventilador según otra realización particular; y
la figura 3 es una vista esquemática en sección transversal de un motor rotativo de combustión interna que se puede usar en los conjuntos de motor de turboventilador de las figuras 1-2.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
La figura 1 ilustra un conjunto de motor de turboventilador 10 según una realización particular. El conjunto de motor de turboventilador 10 es de un tipo preferentemente proporcionado para su uso en vuelo subsónico, que comprende generalmente en comunicación de flujo en serie un ventilador 12 a través del cual se impulsa el aire ambiente, una sección de compresor 14 para presurizar el aire, uno o más motores de combustión interna intermitentes 16 en el que el aire comprimido se mezcla con combustible y se enciende, y una sección de turbina 18 para extraer energía del escape del motor o motores de combustión interna 16. Un conducto de derivación 20 rodea el motor o los motores de combustión interna 16, la sección de compresor 14 y la sección de turbina 18, y el ventilador 12 está configurado para impulsar aire a través del conducto de derivación 20 así como hacia la entrada de la sección de compresor 14. El motor o motores de combustión interna 16 está/están acoplado(s) a un árbol de motor común 17. En una realización particular, se proporcionan múltiples motores de combustión interna 16, cada uno configurado como un motor rotativo de combustión interna intermitente, por ejemplo del tipo conocido como motor Wankel.
Con referencia a la figura 3, se muestra un ejemplo de un motor Wankel que se puede usar como el motor de combustión interna 16. Se entiende que la configuración del o los motores 16, por ejemplo, la colocación de los puertos, el número y la colocación de las juntas estancas, etc., puede variar de aquella de la realización mostrada.
El motor rotativo de combustión interna 16 comprende un alojamiento 32 que define una cavidad de rotor con un perfil que define dos lóbulos, que es preferentemente un epitrocoide. Dentro de la cavidad de rotor se recibe un rotor 34. El rotor define tres partes 36 de vértice espaciadas circunferencialmente y un perfil generalmente triangular con caras arqueadas hacia fuera. Las partes 36 de vértice están en acoplamiento hermético con la superficie interior de una pared 38 periférica de la carcasa 32 para formar y separar tres cámaras 40 de trabajo de volumen variable entre el rotor 34 y la carcasa 32. La pared periférica 38 se extiende entre dos paredes extremas espaciadas axialmente 54 para encerrar la cavidad de rotor.
El rotor 34 se acopla a una porción excéntrica 42 de un árbol de salida 17 para llevar a cabo revoluciones orbitales dentro de la cavidad de rotor. El árbol de salida 17 lleva a cabo tres rotaciones por cada revolución orbital del rotor 34. El eje geométrico 44 del rotor 34 está desplazado de y es paralelo al eje 46 del alojamiento 32. Durante cada rotación del rotor 34, cada cámara 40 varía en volumen y se mueve alrededor de la cavidad de rotor para someterse a las cuatro fases de admisión, compresión, expansión y escape.
Se proporciona una lumbrera de admisión 48 a través de la pared periférica 38 para admitir aire comprimido hacia una de las cámaras de trabajo 40. También se proporciona una lumbrera de escape 50 a través de la pared periférica 38 para descargar los gases de escape de las cámaras de trabajo 40. Los pasos 52 para una bujía, una bujía incandescente u otro mecanismo de encendido, así como para uno o más inyectores de combustible de un sistema de inyección de combustible también se proporcionan a través de la pared periférica 38. De manera alternativa, la lumbrera de admisión 48, la lumbrera de escape 50 y/o los pasos 52 se pueden proporcionar a través de la pared extrema o lateral 54 del alojamiento. Se puede proporcionar una subcámara (no mostrada) en comunicación con las cámaras 40, para la inyección piloto o previa de combustible para su combustión.
Para un funcionamiento eficiente, las cámaras de trabajo 40 se cierran de manera estanca por medio de sellos periféricos o de vértice accionados por resorte 56 que se extienden desde el rotor 34 para acoplar la superficie interna de la pared periférica 38, y sellos de cara o de gas accionados por resorte 58 y sellos de extremo o esquina 60 que se extienden desde el rotor 34 para acoplar la superficie interna de las paredes extremas 54. El rotor 34 también incluye al menos un anillo obturador de aceite accionado por resorte 62, desviado contra la superficie interna de la pared extrema 54 alrededor del cojinete para el rotor 34 en la porción excéntrica del árbol 42.
El/los inyector/es de combustible del motor 16, que en una realización particular es/son inyectores de combustible de conducto común, se comunica/n con una fuente de combustible pesado (por ejemplo, diésel, queroseno (combustible de aviación), biocombustible equivalente), y suministra/n el combustible pesado al motor 16 de modo que la cámara de combustión esté estratificada con una mezcla rica de aire y combustible cerca de la fuente de ignición y una mezcla más pobre en otras partes.
Volviendo a la figura 1, la sección del compresor 14 de la realización mostrada incluye un solo rotor de compresor axial 15; se entiende que alternativamente, podrían proporcionarse múltiples rotores de compresor y/u otras configuraciones de rotor; por ejemplo, el compresor puede ser un compresor de etapa centrífuga o de flujo mixto. En una realización particular, el compresor 14 está configurado como compresor de refuerzo. La salida del compresor 14 está en comunicación fluida con la entrada (por ejemplo, la lumbrera de admisión 48) de cada motor de combustión interna 16. En la realización mostrada, esta comunicación se realiza a través del primer(s) paso(s) 64' de un intercooler 64, como se detallará más adelante.
En la realización mostrada, una trayectoria de flujo del compresor anular 22 está definida concéntrica y rodeada por el conducto de derivación 20, con una pared interna 21 del conducto de derivación 20 que separa el conducto de derivación 20 de la trayectoria de flujo del compresor 22; un extremo aguas arriba de la pared interna 21 está situado inmediatamente aguas abajo del ventilador 12. El rotor del compresor 15 se extiende a través de la trayectoria de flujo del compresor 22, y la parte de la trayectoria de flujo del compresor 22 que se extiende aguas arriba del rotor del compresor 15 define la entrada del compresor 14i. Se proporciona una espiral de salida del compresor anular 23 en comunicación fluida con la trayectoria de flujo del compresor 22, aguas abajo del rotor del compresor 15, y define la salida de la sección del compresor 14. En la realización mostrada, se proporcionan paletas 22' a través de la trayectoria de flujo 22 entre el rotor del compresor 15 y la espiral de salida 23 para hacer girar el flujo axial hacia la dirección de flujo circunferencial definida por la espiral 23. La espiral de salida 23 se comunica con el(los) primer(os) paso(s) 64' del intercooler 64, por ejemplo a través de una tubería 24 que se extiende a través de la pared interna 21 del conducto de derivación 20. El(los) primer(os) paso(s) 64' a su vez se comunican con un colector de admisión 25 que se extiende en la proximidad del motor (es) de combustión interna 16. La entrada (por ejemplo, la lumbrera de admisión 48) de cada motor de combustión interna 16 está en comunicación fluida con el colector de admisión 25.
El intercooler 64 está ubicado en el conducto de derivación 20 e incluye uno o más segundos paso(s) 64" que están en comunicación fluida con el conducto de derivación 20. Por consiguiente, parte del aire impulsado por el ventilador 12 para circular a través del conducto de derivación 20 circula a través del segundo o de los segundos paso(s) 64”. El segundo paso(s) 64" está/están en relación de intercambio de calor con el(los) primer(os) paso(s) 64' que reciben el aire comprimido del compresor 14, para poder enfriar el aire comprimido antes de que sea entregado a cada motor de combustión interna 16, utilizando el flujo de aire de derivación del conducto de derivación 20.
En la realización mostrada, los intercambiadores de calor adicionales 68 están ubicados en el conducto de derivación 20 junto con el intercooler 64. Los intercambiadores de calor 68 pueden configurarse para recibir aceite y/o un refrigerante del motor o motores de combustión interna 16, y/o aceite del resto del conjunto del motor 10. Los intercambiadores de calor 68 pueden por tanto estar en comunicación fluida con un sistema de refrigeración del motor de combustión interna 16, y/o con un sistema de lubricación del motor de combustión interna 16 y/o con un sistema de lubricación del conjunto de motor 10 en su conjunto. Los conductos de fluido de entrada y salida 70, 70' proporcionan una circulación del refrigerante (por ejemplo, refrigerante líquido) y/o aceite al primer(os) paso(s) 68' de los intercambiadores de calor, que están en relación de intercambio de calor con el segundo(s) paso(s) 68" que reciben parte del aire que circula a través del conducto de derivación 20.
En una realización particular, el intercooler 64 y los intercambiadores de calor 68 ubicados en el conducto de derivación 20 proporcionan el calentamiento del flujo a través del conducto de derivación 20 a través del intercambiador de calor con el aire/fluido que se va a enfriar en el intercooler 64/intercambiadores de calor 68, lo que aumenta el potencial para que el flujo de derivación proporcione empuje, lo que puede aumentar la eficiencia neta (TSFC - Consumo de combustible específico de empuje) del conjunto del motor 10.
En la realización mostrada, la sección de turbina 18 incluye dos turbinas 26, 27, cada una de las cuales incluye un respectivo rotor de turbina axial 26', 27'; se entiende que alternativamente, podría proporcionarse un número diferente de rotores de turbina (uno o más de dos) y/u otras configuraciones de rotor. La primera turbina 26 tiene una entrada en comunicación fluida con una salida (por ejemplo, lumbrera de escape 50) de cada motor de combustión interna 16.
En una realización particular, las dos turbinas 26, 27 tienen diferentes relaciones de reacción entre sí. La mayoría de las turbinas aeronáuticas no son de "impulso puro" o de "reacción pura", sino que más bien funcionan según una mezcla de estos dos principios opuestos pero complementarios, es decir, existe una caída de presión a través de las palas y cierta reducción del área de flujo de las palas de la turbina a lo largo de la dirección de flujo (reacción) y la dirección del flujo se cambia en la dirección tangencial (impulso), de forma que la velocidad de rotación de la turbina se debe tanto a la aceleración como al cambio de dirección del flujo. Las turbinas de reacción puras tendrían una relación de reacción de 1 (100 %), mientras que la turbina de impulso puro tendría una relación de reacción de 0 (0 %). En una realización particular, la primera turbina 26 se configura para aprovechar la energía cinética del flujo pulsante que sale de los motores de combustión interna 16 mientras se estabiliza el flujo y la segunda turbina 27 se configura para extraer energía de la presión residual en el flujo. Por consiguiente, la primera turbina 26 tiene una relación de reacción más baja (es decir, de menor valor) que la de la segunda turbina 27, para estar más cerca de una configuración de "impulso puro". Alternativamente, las dos turbinas 26, 27 pueden tener relaciones de reacción iguales o similares.
En la realización mostrada, se proporciona una espiral de entrada de turbina 28 en comunicación fluida con una trayectoria de flujo de turbina 29 a través de la cual se extienden los rotores 26', 27' de las turbinas 26, 27; la espiral de entrada de la turbina 28 define la entrada de la primera turbina 26 y de la sección de la turbina 18. Un tubo de escape respectivo 30 se extiende entre la salida (por ejemplo, la lumbrera de escape 50) de cada motor de combustión interna 16 y la espiral de entrada 28. En una realización particular, los tubos de escape 30 se comunican con la espiral de entrada 28 en ubicaciones regularmente espaciadas circunferencialmente. Cada uno de los tubos de escape 30 puede comunicarse con una sección respectiva de la espiral de entrada 28.
La primera turbina 26 tiene una salida en comunicación fluida con una entrada de la segunda turbina 27; en la realización mostrada, esto se obtiene al tener los dos rotores de turbina 26', 27' ubicados en la misma trayectoria de flujo de turbina 29, con el rotor 27' de la segunda turbina 27 ubicado aguas abajo del rotor 26' de la primera turbina 26. También son posibles otras configuraciones.
El flujo del conducto de derivación 20 se mezcla con el flujo de escape de la segunda turbina 27 (es decir, el flujo de escape de la sección de turbina 18) en el extremo aguas abajo del conjunto del motor 10. Por ejemplo, se puede proporcionar un mezclador 66 en el extremo aguas abajo de la pared interna 21 del conducto de derivación 20 para facilitar la mezcla de los dos flujos.
En la realización mostrada, el conjunto de motor del turboventilador 10 es un conjunto de árbol único, es decir, el ventilador 12, el rotor del compresor 15 y los rotores de la turbina 26', 27' están acoplados de manera motriz al árbol del motor 17. Se proporciona una primera caja de cambios 72 acoplada con un extremo delantero del árbol del motor 17, y se proporciona una segunda caja de cambios 74 acoplada con un extremo trasero del árbol del motor 17. El ventilador 12 está acoplado de manera motriz al árbol del motor 17 a través de la primera caja de cambios 72, y los rotores de turbina 26', 27' están conectados a un árbol de turbina 31 acoplado de manera motriz al árbol del motor 17 a través de la segunda caja de cambios 74. Por consiguiente, las turbinas 26, 27 están compuestas con el motor o motores de combustión interna 16.
En la realización de la figura 1, el compresor 14 está ubicado entre el motor o motores de combustión interna 16 y el ventilador 12, y el rotor del compresor 15 también está acoplado al árbol del motor 17 a través de la primera caja de cambios 72, de manera que sea rotativo a la misma velocidad que el ventilador 12. El ventilador 12 y el rotor del compresor 15 están conectados a un mismo árbol 19 acoplado al árbol del motor 17 a través de la primera caja de cambios 72. La primera caja de cambios 72 está configurada para aumentar una velocidad de salida del ventilador 12 y del rotor del compresor 15 en relación con una velocidad de entrada del árbol del motor 17, es decir, la caja de cambios 72 define una relación de velocidad de una velocidad de rotación ooe del árbol del motor 17 a una velocidad ae j < •] de rotación oof del ventilador 12 (y del rotor del compresor 15) que es menor que 1 (es decir, llúf ). En uso, la velocidad de rotación del ventilador 12 y del rotor del compresor 15 es, por tanto, mayor que la velocidad de rotación ue/
del árbol del motor 17. En una realización particular, la relación de velocidad ' wf de la primera caja de cambios 72 es 0,5 o aproximadamente 0,5, es decir, el árbol del ventilador 19 (ventilador 12, rotor del compresor 15) gira a una velocidad de rotación doble o aproximadamente el doble de la velocidad de rotación del árbol del motor. 17.
En una realización particular, la primera caja de cambios 72 está configurada como una caja de cambios epicicloidal de una etapa. También son posibles otras configuraciones.
En la realización mostrada, la segunda caja de cambios 74 es una caja de cambios accesoria. El conjunto 10 incluye accesorios de motor 76 (por ejemplo, bomba(s) de combustible, bomba(s) de aceite, bomba(s) de enfriamiento, máquina(s) eléctrica(s)) que también están acopladas a la segunda caja de cambios 74. Algunos de los accesorios 76 pueden girar a diferentes velocidades de rotación entre sí. En una realización particular, la segunda caja de cambios 74 también es una caja de cambios epicíclica. También son posibles otras configuraciones.
Con referencia a la figura 2, se muestra un conjunto de motor del turboventilador 110 de acuerdo con otra realización particular, donde los elementos similares a los del conjunto de motor 10 de la figura 1 se identifican con los mismos números de referencia y no se describirán con más detalle allí.
En esta realización, el compresor 114 está ubicado entre el motor o motores de combustión interna 16 y la primera turbina 26. El compresor 114 está configurado como un compresor centrífugo, con la trayectoria de flujo del compresor 122 extendiéndose radialmente en la salida del compresor para comunicarse con la espiral de salida del compresor 23. Se entiende que la configuración del compresor podría ser diferente a la mostrada; por ejemplo, el compresor podría ser un compresor de flujo mixto o axial de una o varias etapas.
La entrada del compresor 114i está definida por un conducto que se extiende radialmente hacia dentro desde una pala u otro componente axial configurado para elevar la presión de aire y ubicado en el conducto de derivación 20 aguas abajo del motor o motores de combustión interna 16. La trayectoria de flujo del compresor 122 gira entonces a lo largo de la dirección axial adyacente al borde delantero del rotor del compresor 115. En consecuencia, la trayectoria de flujo del compresor 122 se extiende primero radialmente hacia dentro y, a continuación, radialmente hacia fuera desde el conducto de derivación 20 hasta la espiral de salida del compresor 23.
Se proporcionan opcionalmente paletas de guía de entrada variable 78 en la trayectoria de flujo del compresor 122, aguas arriba del rotor del compresor 115. Aunque no se muestran, también se pueden proporcionar paletas de guía de entrada variable en el conjunto de la figura 1.
En esta realización, el flujo en consecuencia va hacia atrás a través del compresor 114, a continuación hacia delante desde la espiral de salida del compresor 23 a través del intercooler 64 y hacia la entrada del motor o motores de combustión interna 16, a continuación hacia atrás de nuevo desde el motor o motores de combustión interna 16 a través del(de los) tubo(s) de escape 30, la espiral de entrada de la turbina 28 y las turbinas 26, 27. Por el contrario, el flujo a través del conjunto de motor 10 de la figura 1 entra generalmente hacia atrás desde la entrada del compresor al escape de la turbina.
En una realización particular, la primera caja de cambios 72 del conjunto 110 está configurada para aumentar una velocidad de salida del ventilador 12 en relación con una velocidad de entrada del árbol del motor 17, es decir, la primera caja de cambios 72 define una relación de velocidad de una velocidad de rotación ooe del árbol del motor 17 a una velocidad de rotación oof del ventilador 12 que es menor que 1 (es decir, !(úf ). En uso, la velocidad de rotación del ventilador 12 es, por tanto, mayor que la velocidad de rotación del árbol del motor 17, de manera similar al conjunto de la figura 1.
Sin embargo, en esta realización, el rotor del compresor 115 está acoplado de manera motriz al árbol del motor 17 a través de la segunda caja de cambios 74 para poder girar a la misma velocidad de rotación que los rotores de turbina 26', 27', es decir, los rotores de turbina 26', 27' y el rotor del compresor 115 están conectados a un mismo árbol 31 acoplado de manera motriz al árbol del motor 17 a través de la segunda caja de cambios 74 (por ejemplo, accesoria). En una realización particular, el conjunto de motor 10, 110 permite que el motor logre una eficacia térmica que es superior a un motor de turboventilador de turbina de gas de tamaño similar.
La descripción anterior pretende ser solo ilustrativa, y un experto en la técnica reconocerá que se pueden realizar cambios en las realizaciones descritas sin desviarse del alcance de la invención descrita. Las modificaciones que entran dentro del alcance de la presente invención serán evidentes para los expertos en la técnica, a la luz de una revisión de esta descripción, y se pretende que tales modificaciones entren dentro de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Un conjunto de motor de turboventilador (10; 110) que comprende:
al menos un motor de combustión interna (16) en comunicación fluida entre un compresor (14; 114) y una turbina (18), teniendo el al menos un motor de combustión interna (16) un árbol de motor (17);
un conducto de derivación (20) que rodea el motor de combustión interna (16); y
un ventilador (12) acoplado de forma motriz al árbol del motor (17) a través de una primera caja de cambios (72), caracterizado porque:
la primera caja de cambios (72) está configurada para aumentar una velocidad de salida del ventilador (12) en relación con una velocidad de entrada del árbol del motor (17), donde un rotor de turbina (26, 26') de la turbina (18) está acoplado de manera motriz al árbol (17) del al menos un motor de combustión interna (16) a través de una segunda caja de cambios (74).
2. El conjunto (10; 110) según se define en la reivindicación 1, donde la segunda caja de cambios (74) es una caja de cambios accesoria, comprendiendo el conjunto (10; 110) además al menos un accesorio (76) acoplado de manera motriz a la caja de cambios accesoria (74).
3. El conjunto (10) según se define en la reivindicación 1 o 2, donde un rotor de compresor (15) del compresor (41) está acoplado de manera motriz al árbol del motor (17) a través de la primera caja de cambios (72) de manera que pueda girar a la velocidad de rotación del ventilador (12).
4. El conjunto (110) según se define en la reivindicación 1 o 2, donde el compresor (114) está ubicado entre el al menos un motor de combustión interna (16) y la turbina (18), un rotor de compresor (15) del compresor (14) acoplado de manera motriz al árbol (17) del motor de combustión interna (16) a través de la segunda caja de cambios (74) para poder girar a la misma velocidad de rotación que el rotor de la turbina (26, 26'), el compresor (114) es un compresor centrífugo, y una entrada (114i) del compresor está definida por un conducto que se extiende radialmente hacia dentro desde el conducto de derivación (20).
5. El conjunto (10; 110) según se define en cualquier reivindicación anterior, que comprende además un intercambiador de calor (68) ubicado en el conducto de derivación (20), el intercambiador de calor (68) en comunicación fluida con un sistema de refrigeración del al menos un motor de combustión interna (16).
6. El conjunto (10; 110) según se define en cualquier reivindicación anterior, en el que la turbina (18) es una primera turbina, comprendiendo el conjunto además una segunda turbina (27) que tiene una entrada en comunicación fluida con una salida de la primera turbina (18).
7. El conjunto (10; 110) según se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el al menos un motor de combustión interna (16) es un motor rotativo Wankel que incluye un rotor (34) que tiene tres porciones de vértice (36) montadas para revoluciones excéntricas dentro de una cavidad interna definida en una carcasa (32), teniendo la cavidad interna una forma de epitrocoide con dos lóbulos.
8. El conjunto (10; 110) según se define en cualquier reivindicación anterior, que comprende además al menos un motor de combustión interna adicional (16) en comunicación fluida entre el compresor (14; 114) y la turbina (18).
9. El conjunto de motor de turboventilador (10; 110) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, donde el al menos un motor de combustión interna (16) comprende una pluralidad de motores rotativos de combustión interna (16), cada uno de los cuales incluye un rotor de motor (34) que tiene tres porciones de vértice (36) montadas para revoluciones excéntricas dentro de una cavidad interna definida en un alojamiento (32), teniendo la cavidad interna una forma epitrocoide con dos lóbulos, teniendo los motores rotativos de combustión interna (16) una entrada (25) en comunicación fluida con una salida (23) del compresor (14; 114) a través de al menos un primer paso de un intercooler, donde la turbina (18) tiene una entrada (28) en comunicación fluida con una salida de los motores rotativos de combustión interna (16), el conducto de derivación (20) rodea los motores rotativos de combustión interna (16), el compresor (14; 114) y la turbina (18), y el ventilador (12) está configurado para impulsar aire a través del conducto de derivación (20) y a través de un entrada (14i; 114i) del compresor (14; 114), definiendo la primera caja de cambios (72) una relación de velocidad de una velocidad de rotación del árbol (17) de los motores de combustión interna rotativos (16) en una velocidad de rotación del ventilador (12), siendo la relación de velocidad menor que uno de modo que la primera caja de cambios (72) define un aumento de velocidad desde el árbol (17) de los motores rotativos de combustión interna (16) al ventilador (12).
10. Un procedimiento para accionar un ventilador (12) de un conjunto de motor del turboventilador (10; 110), comprendiendo el procedimiento:
hacer girar un árbol (17) con un motor de combustión interna (16) del conjunto de motor del turboventilador (10; 110); y
accionar el ventilador (12) con el árbol (17) del motor de combustión interna (16) a través de una primera caja de cambios (72) del conjunto de motor del turboventilador (10; 110),
caracterizado porque:
a primera caja de engranajes (72) está configurada para que el ventilador (12) gire a una velocidad de rotación mayor que la del árbol (17), donde un rotor de turbina (26, 26') de la turbina (18) está acoplado con accionamiento al árbol (17) del motor de combustión interna (16) a través de una segunda caja de cambios (74).
11. El procedimiento según se define en la reivindicación 10, donde el motor de combustión interna (16) es un motor rotativo Wankel que incluye un rotor (34) que tiene tres porciones de vértice (36) montadas para las revoluciones excéntricas dentro de una cavidad interna definida en un alojamiento (32), teniendo la cavidad interna una forma de epitrocoide con dos lóbulos.
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