ES2254296T3 - Enfriamiento de un alabe de turbina. - Google Patents

Abstract

Un álabe de turbina (1) con una hoja del álabe (2) extendida a lo largo de un eje del álabe (4), principalmente en su dirección longitudinal (L), que pasa a través de un medio de enfriamiento (K), con lo que, en la hoja del álabe (2), esencialmente por toda su longitud (1), se guían un canal de entrada del flujo (6) y un canal de salida del flujo (8) para el fluido refrigerante (K), y el canal de entrada del flujo (6) y el canal de salida del flujo (8) se conectan entre ellos por medio del fluido refrigerante, de tal modo, que se guía a lo largo del canal de entrada del flujo (6), hacia el canal de salida del flujo (8), el fluido refrigerante (K) que haya sobrado, en una dirección transversal (Q) en una pared interior (16) a enfriar de la hoja del álabe (2), con lo que el canal de entrada de fluido (6) se muestra, en orificios de salida (12) externos aproximadamente uniformes, distribuidos por la longitud de la pared interior (16) de la hoja del álabe (2) a enfriar por el fluido refrigerante (K), caracterizado porque mediante varios orificios de salida (12) en dirección transversal (Q), puede conseguirse una carga laminar de la pared interior (16) con fluido refrigerante, y la/cada pared interior (16) a enfriar de la hoja del álabe (2) se ha previsto correspondientemente con refuerzos (20, 80) colocados transversalmente al eje del álabe (4), que guían con el fluido refrigerante (K).

Description

Enfriamiento de un álabe de turbina.

La presente invención trata de un álabe de turbina con una hoja del álabe extendida a lo largo de un eje del álabe, principalmente en su dirección longitudinal, que pasa a través de un medio de enfriamien-
to.

Las turbinas de gas se utilizan en muchos campos, para el accionamiento de alternadores o de máquinas de trabajo. Así, la potencia energética de un material combustible se utiliza para la producción de un movimiento rotatorio del eje de una turbina. El material combustible se quema, para ello, en una cámara de combustión, con lo que el aire comprimido se introduce por un compresor de aire. La sustancia activa que se encuentre en la cámara de combustión, producida por la combustión del material combustible, a una presión baja y una temperatura alta, se conduce, así, por una unidad de turbina conectada a continuación de la cámara de combustión, donde se relaja en lo que respecta a la potencia de la máquina.

Para generar el movimiento rotatorio del eje de la turbina, se han colocado, así, en éste, una cantidad de álabes de rodete reunidos generalmente en grupos de álabes o hileras de álabes, que accionan el eje de la turbina por una transmisión de impulsos fuera del fluido de circulación. Además, hay colocadas, generalmente entre hileras de álabes colindantes, para el guiado del fluido de circulación por la unidad de turbina, hileras de álabes conectadas con el armazón de la turbina. Los alabes de turbina, especialmente los álabes fijos, muestran, así, generalmente, para el guiado adecuado de la sustancia activa, una hoja del álabe extendida a lo largo de un eje del álabe, en la que se puede diseñar, en su parte final, para la fijación del álabe de turbina al soporte, una plataforma extendida de forma transversal al eje del álabe.

En la configuración de las turbinas de gas de este tipo, hay, adicionalmente a la potencia que se consiga, un objeto de configuración que generalmente tiene un nivel de eficiencia especialmente mayor. Se puede conseguir un aumento del nivel de eficiencia, así, por razones termodinámicas, fundamentalmente mediante un aumento de la temperatura de salida, con lo que la sustancia activa fluye desde y hacia la unidad de turbina. Por eso, se pretenden y alcanzan temperaturas de aproximadamente 1200º a 1300º para las turbinas de gas de este tipo.

Con temperaturas altas de este tipo de la sustancia activa, sin embargo, los componentes y piezas afectados se exponen a cargas térmicas altas. Para, no obstante, asegurar una duración relativamente larga de los componentes afectados con plena fiabilidad, se ha previsto generalmente un enfriamiento de los componentes afectados, especialmente de los álabes de rodete y/o de los álabes fijos de la unidad de turbina. Los álabes de turbina, por ello, se conforman generalmente de modo que puedan enfriarse, con lo que especialmente se debe asegurar un enfriamiento efectivo y pleno de la primera hilera de álabes vista en la dirección del fluido de la sustancia activa. Para el enfriamiento, el álabe de turbina que corresponda muestra, así, generalmente, un canal del fluido refrigerante integrado en la hoja del álabe o en el perfil del álabe, desde el que, dirigido por una sustancia activa, se puede transmitir especialmente a las zonas cargadas térmicamente del álabe de turbina.

A modo de fluido refrigerante, puede emplearse, así, generalmente, aire refrigerante. Éste se introduce en el álabe de turbina correspondiente a la manera de una refrigeración abierta generalmente, por un canal del fluido refrigerante. Tras la salida del álabe de turbina, el aire refrigerante se mezcla, así, con la sustancia activa conducida a la unidad de turbina. La potencia del tipo de una turbina de gas enfriada se ve, sin embargo, limitada, especialmente porque, con respecto a la tensión admisible mecánica limitada de los componentes independientes de la turbina de gas, sólo se puede lograr otro aumento de potencia, generalmente, por medio de un aporte de material combustible. Esto limita, a su vez, una demanda que haya aumentado relativamente en el fluido refrigerante para el enfriamiento del álabe de turbina, que, por su lado, significa una pérdida en el caudal másico comprimido disponible. Estas pérdidas sólo pueden volver a soportarse de forma limitada. Además, también puede resultar necesario, en las turbinas de gas, en lo referente a la seguridad requerida, evitar una mezcla del fluido refrigerante desaguado y la sustancia activa que circula por la unidad de turbina.

Se conoce un álabe fijo en forma de ala hueca con una pieza insertada para un mecanismo de propulsión de una turbina de gas por el documento de patente DE 1601553. La pieza insertada está configurada de tal modo que se puede ajustar un flujo mínimo de un fluido para un enfriamiento suficiente. Para esto, la pieza insertada se encuentra a distancia de la pared interior de la hoja del álabe, y avanza a lo largo de la extensión longitudinal del álabe fijo, en forma de cuña. En la pieza insertada, se han previsto orificios de salida del aire refrigerante, que se encuentran frente a la parte interior del borde de entrada de fluido situado a contracorriente.

La presente invención se basa en señalar un álabe de turbina del tipo señalado anteriormente, para el que sea posible, con medios relativamente sencillos, un enfriamiento pleno y totalmente efectivo, especialmente haciendo uso de aire refrigerante a modo de fluido refrigerante.

Esta función se soluciona, de acuerdo con la invención, mediante las características de la reivindicación principal 1.

La invención parte, así, del razonamiento de que se debe conseguir un enfriamiento plenamente efectivo para un álabe de turbina, especialmente con una carga laminar de la pared a enfriar de la hoja del álabe con fluido refrigerante. Se ha distinguido que una carga laminar de este tipo requiere que entre fluido refrigerante a la pared, y que se guíe el fluido refrigerante a lo largo de ésta. Esto se puede conseguir, mientras se haya previsto correspondientemente un canal de entrada de fluido y otro de salida de fluido para el fluido refrigerante. Partiendo de esta bisección del canal de fluido de refrigeración, la carga de la pared a enfriar de la hoja del álabe se consigue de modo que el medio refrigerante, en el avance de su penetración desde el canal de entrada al canal de salida de fluido, es guiado en una dirección transversal.

El guiado del fluido refrigerante principalmente en la dirección longitudinal de la hoja del álabe, posibilita el mantenimiento de pasos del flujo especialmente más cortos y, con ello, con menos pérdidas, para el paso del fluido refrigerante. Esta dirección del flujo principal varía sólo en una dirección transversal, en la zona en la que una variación de este tipo sirve para el enfriamiento apropiado y efectivo. Las inevitables pérdidas de flujo se mantienen, así, en un nivel bajo. Tampoco se evita una carga de la hoja del álabe con una cantidad relativamente grande de fluido refrigerante, mediante limitaciones en el paso del flujo. Resulta especialmente ventajoso que se produzca una gran potencia de refrigeración en una sección relativamente pequeña del paso del flujo del flujo refrigerante, es decir, en el avance de su sección del paso colocada en la dirección transversal a la hoja del álabe, en la penetración del canal de entrada y en el de salida de flujo.

El canal de entrada de fluido puede mostrar, en zonas escogidas, térmicas, especialmente cargadas, del álabe de turbina, puntos asociados con los orificios de salida para el fluido refrigerante hacia el flujo del canal de salida. Para esto, el canal de entrada de fluido se muestra, en orificios de salida externos aproximadamente uniformes, distribuidos por la longitud de la pared interior de la hoja del álabe a enfriar por el fluido refrigerante. De este modo, es especialmente fácil conseguir un enfriamiento laminar de la hoja del álabe. El enfriamiento se realiza, así, mediante un denominado enfriamiento a chorro, con lo que una pared del canal de entrada de flujo mostrada de los orificios de salida sirve a modo de pared de enfriamiento a chorro, con lo que el fluido refrigerante que se da en ella entra en contacto intensivo y, a continuación, puede guiarse por los orificios de salida hasta su penetración en el canal de salida del flujo.

La conducción a lo largo del flujo de refrigeración en la pared interior a enfriar de la hoja del álabe, se realiza en su dirección transversal sistemáticamente, y refuerza el efecto refrigerante, mientras que la pared interior, o (en caso de que haya varias paredes interiores) cada pared interior a enfriar de la hoja del álabe, se ha previsto correspondientemente con el fluido refrigerante, refuerzos guías colocados de forma transversal al eje del álabe. Estos refuerzos tienen, además, como consecuencia, un efecto adicional de aleta refrigeradora, y perfeccionan, así, el proceso de enfriamiento.

Para asegurar un flujo uniforme del fluido refrigerante, y aprovechar del mejor modo posible el espacio existente en el álabe de turbina, se reduce el corte transversal libre del canal de entrada de flujo de la hoja del álabe, preferiblemente en su dirección longitudinal. Con esto, se tiene en cuenta la circunstancia de que, en el avance del canal de flujo de entrada, una parte creciente del fluido refrigerante ya ha abandonado el canal de entrada de fluido, y ha entrado en el canal de salida de fluido. Especialmente en una carga laminar uniforme por el largo de la hoja del álabe, con fluido refrigerante, resulta especialmente ventajoso para una ejecución de obra sencilla del álabe de turbina que el corte transversal libre del canal de entrada de fluido se vea linealmente reducido en la hoja del álabe, en su dirección longitudinal. En este caso, el canal de entrada de fluido puede formarse, por ejemplo, de manera sencilla, a partir de planchas metálicas planas. Para conseguir un flujo de volumen libre uniforme del fluido refrigerante a través del álabe de turbina, el corte transversal del canal de salida de fluido crece cada vez más en la hoja del álabe, en su dirección longitudinal, correspondientemente a la reducción del corte transversal libre del canal de entrada de flujo. En el ámbito en el que el fluido refrigerante abandona el canal de entrada de flujo, el corte transversal libre del canal de entrada de flujo se ve reducido, y, al mismo tiempo, en la medida correspondiente, el corte transversal libre del canal de salida de flujo para el fluido refrigerante que sale, se ve aumentado. De este modo, al mismo tiempo, el fluido refrigerante que se encuentra dentro del paso del canal de salida de fluido, puede vaciarse aquí adicionalmente.

Una estructura muy sencilla del canal de entrada y/o el de salida se deriva, por ejemplo, de placas llanas, si el canal de entrada de flujo y/o el canal de salida de flujo muestra, paralelamente a la dirección longitudinal de la hoja del álabe, y perpendicularmente a la pared interior a enfriar de la hoja del álabe, de acuerdo con un perfeccionamiento ventajoso, muestra un corte transversal triangular.

Como, generalmente, no todas las paredes de la hoja del álabe del álabe de turbina se exponen a las mismas cargas térmicas, puede ser suficiente prever sólo un canal de entrada del flujo para el enfriamiento de una pared cargada térmicamente de una forma especialmente intensa, en el álabe de turbina. Especialmente a pesar de que, tanto la boca de impulsión como la boca de aspiración del álabe de turbina deben enfriarse, resulta ventajoso prever un segundo canal de entrada del flujo para el fluido refrigerante que sirve para enfriar otra pared interior de l ahoja del álabe, que se encuentre, con respecto al eje del álabe, simétricamente al primer canal de entrada del flujo. Puesto que, así, las paredes interiores a enfriar se encuentran las unas frente a las otras, el primer y el segundo canal de entrada de flujo desembocan preferiblemente en un canal de salida del flujo común para el fluido de refrigeración. El canal de salida del flujo puede avanzar preferiblemente, de una manera ventajosa, por una zona central de la hoja del álabe.

Preferiblemente, el canal de entrada del flujo está cerrado en su extremo frontal a una superficie de entrada al fluido refrigerante y/o el canal de salida del flujo, en su entrada frontal a una superficie de salida para el fluido refrigerante, por lo que se posibilita una entrada y salida del fluido refrigerante en y del álabe de turbina.

Por ejemplo, en una plataforma extendida de forma transversal al eje del álabe (especialmente para la conexión de los álabes de turbina en un armazón de una turbina), los álabes de turbina mostrados, en los que, debido a una carga térmica alta, también se escoge un enfriamiento de la plataforma, también puede ser, sin embargo, ventajoso, desviarse del la estructura principal anteriormente descrita. Resulta ventajoso un álabe de turbina en el que, en la hoja del álabe, en su parte de salida del flujo refrigerante, se diseñe una plataforma extendida transversalmente al eje del álabe, si la plataforma muestra una cámara de enfriamiento que se pueda cargar con fluido refrigerante, unida al canal de entrada del flujo. De este modo, el canal de entrada de flujo, que lleva fluido refrigerante de la pared interior al enfriar de la hoja del álabe, utiliza el modelo del álabe de turbina de manera considerablemente simplificada, al mismo tiempo como canal de suministro del fluido refrigerante para de enfriamiento de la plataforma. Resulta ventajoso un álabe de turbina en el que se diseñe, en la hoja del álabe de su parte de entrada del fluido refrigerante, una plataforma que se extienda de forma transversal al eje del álabe, que muestre, en el canal de salida del flujo, una cámara de enfriamiento unida, que se pueda cargar con fluido refrigerante. Así, el fluido refrigerante traído para el enfriamiento de la plataforma puede descargarse directamente de la hoja del álabe, sin que se debiera prever canales de flujo de corriente costosos, o que pudiera existir el peligro de que se produjera una mezcla con el fluido refrigerante que se haya previsto para el enfriamiento de la pared interior de la hoja del álabe. El enfriamiento plenamente efectivo de la hoja del álabe, con esto, no se pone en peligro.

Para un gasto especialmente escaso durante la fabricación del álabe de turbina, se coloca la/cada cámara de enfriamiento ventajosamente en la plataforma que corresponda, y se cierra hacia fuera con una chapa protectora. Con ello, la cámara de enfriamiento puede fabricarse directamente en el vaciado del álabe de turbina, de modo que no sea necesario un mecanizado posterior del cuerpo de vertido. Para un cerrado fiable de la cámara de enfriamiento que corresponda hacia afuera, sólo se requiere la instalación de la chapa protectora correspondiente.

Se puede realizar un enfriamiento especialmente pleno de las piezas de la estructura que correspondan con el fluido refrigerante, mediante un enfriamiento a chorro. Para ello, se ha previsto la/cada cámara de enfriamiento ventajosamente en una zona de la base con una chapa de enfriamiento a chorro colocada de forma distanciada del fondo de la cámara. La chapa de enfriamiento a chorro se conforma, así, esencialmente, a modo de chapa perforada, con lo que en el fluido refrigerante que se dé en la chapa de enfriamiento a chorro, entra en un contacto especialmente intensivo, y a continuación se puede vaciar por la perforación. Para un vaciado pleno del fluido refrigerante, se une, así, en otro acondicionamiento ventajoso, un espacio de salida de flujo limitado por el fondo de la cámara y la chapa de enfriamiento a chorro. Correspondientemente, para una conducción fiable del fluido refrigerante a la cámara de enfriamiento, de acuerdo con otro perfeccionamiento ventajoso, se une un espacio de entrada del flujo limitado por la chapa protectora y la chapa de enfriamiento a chorro de la cámara de enfriamiento al canal de salida del flujo.

El álabe de turbina se conforma preferiblemente a modo de álabe fijo para una turbina de gas, especialmente para una turbina de gas fija.

Las ventajas obtenidas con la invención consisten especialmente en que, mediante la previsión de un canal de entrada del flujo y un canal de salida del flujo en el álabe de turbina, se guía el fluido refrigerante por la penetración del canal de entrada de flujo en el canal de salida del flujo, en una dirección transversal en el interior, en l ahoja del álabe, por lo que es posible una carga laminar de l ahoja del álabe, y se produce un enfriamiento especialmente efectivo. El álabe de turbina se puede fabricar, así, con un gasto relativamente pequeño, con lo que resulta especialmente significativo que el canal de entrada y el de salida de flujo puedan conformarse a modo de piezas insertadas sencillas que se puedan montar en la hoja del álabe. Además, se posibilita de una manera relativamente sencilla, una inclusión de conceptos de una refrigeración cerrada con aire a modo de fluido refrigeran-
te.

Un ejemplo de ejecución de la invención se explica con más detalle mediante los gráficos. Se muestra:

Figura 1: Un álabe de turbina en una sección parcial a lo largo,

Figura 2: Un corte transversal por un álabe de turbina según la Figura 1,

Figura 3: Otro álabe de turbina en una vista en perspectiva cortada parcialmente, y

Figura 4: Otro álabe de turbina en una sección a lo largo.

Las mismas piezas se han previsto en todas las Figuras con los mismos símbolos de referencia.

El álabe de turbina 1, de acuerdo con la Figura 1, muestra una hoja del álabe 2, que se extiende a lo largo de un eje del álabe 4. La hoja del alabe 2, así, es cóncava y/o curvada, para la influencia adecuada de una sustancia activa que fluya en una unidad de turbina asociada.

El álabe de turbina 1 se conforma a modo de álabe fijo para una turbina de gas que aquí no se vuelve a representar, y en la manera de una refrigeración cerrada, como con aire de refrigeración, como un álabe de turbina que se pueda enfriar con un fluido refrigerante. Para esto, la hoja del álabe 2 puede pasar, principalmente en su dirección longitudinal L, desde el fluido refrigerante, con lo que el fluido refrigerante K entra desde una parte de entrada del fluido refrigerante AS en la hoja del álabe 2, y vuelve a salir de ahí por una parte de salida del fluido refrigerante BS.

En la hoja del álabe 2 se guían, esencialmente por toda su longitud 1, un canal de entrada del fluido 6, en el que puede entrar el fluido refrigerante K desde la parte de entrada del fluido refrigerante AS, y un canal de salida de flujo 8, para el fluido refrigerante K. Por el canal de salida del flujo 8, el fluido refrigerante puede volver a abandonar l ahoja del álabe 2 en la parte de salida del flujo refrigerante BS. El canal de entrada del flujo 6 se ve limitado, por un lado, por una pared 10 plana, cerrada, que avanza en diagonal en la hoja del álabe 2, y, por otro lado, por una pared 14 plana, que muestra orificios de salida 12 para el fluido refrigerante K; la pared 10 cerrada y la pared 14 que muestra orificios de salida 12 pueden formarse a partir de planchas metálicas. La pared 14 que muestra los orificios de salida 12, que se distribuyen de una manera aproximadamente uniforme por la longitud 1 del canal de entrada del flujo 6, está colocada paralelamente a una pared interior 16 a enfriar de la hoja del álabe 2, con lo que entre esta pared interior 16 y la pared 14 anteriormente nombrada del canal de entrada del flujo 6, se conforma un canal de rebose 18.

En el canal de rebose 18, se guía a lo largo del canal de entrada del flujo 6, hacia el canal de salida del flujo 8, el fluido refrigerante 6 que haya sobrado, en una dirección transversal Q de l ahoja del álabe 2, en la pared interior 16 a enfriar de la hoja del álabe 2. En esta pared interior 16 se han colocado, en dirección longitudinal Q a la hoja del álabe 2, refuerzos 20 movibles, que determinan en conjunto la dirección del flujo del fluido refrigerante K que haya penetrado, y, además, sirven adicionalmente a modo de aletas refrigeradoras para la hoja del álabe 2.

Después de que el fluido refrigerante haya circulado a lo largo de la pared interior 16 de la hoja del álabe 2, enfriando, entra en el canal de salida del flujo 8. El canal de salida del flujo 8 es limitado, por un lado, por la pared 10 plana, cerrada, que avanza diagonalmente por la hoja del álabe 2 y divide el canal de entrada del flujo 6 del canal de salida del flujo 8, y, por otro lado, por una pared interior 22 de la hoja del álabe 2, que está opuesta a la pared interior 16 a enfriar.

La disposición se escoge de tal modo que el corte transversal 40 libre del canal de entrada del flujo 6 se reduce linealmente en la hoja del álabe 2, en su dirección longitudinal L. Al mismo tiempo, con la medida de esta disminución, el corte transversal libre 52 del canal de salida del flujo 8 se ve aumentado en la hoja del álabe 2, en su dirección longitudinal L. Además, tanto el canal de entrada del flujo 6 como también el canal de salida de flujo 8 muestran, paralelamente a la dirección longitudinal L de la hoja del álabe 2, y perpendicularmente a la pared interior 16 a enfriar, un corte transversal triangular.

La Figura 2 explicita especialmente el rebose del fluido refrigerante K desde el canal de entrada del flujo 6 hasta el canal de salida del flujo 8. En esta Figura representa un corte transversal a lo largo de la línea II-II, por el álabe de turbina según la Figura 1. Junto a la pared 14 que muestra orificios de salida 12, exterior a la pared interior 16 a enfriar de la hoja del álabe 2, y a la pared 10 cerrada, opuesta a ésta, el canal de entrada del flujo 6 muestra otras dos paredes 24, 26 unidas a las paredes 10, 14, anteriormente nombradas, de modo que está cerrado, con la excepción de una superficie de entrada y de los orificios de salida 12. Así, también pueden formarse las otras paredes 24, 26, correspondientemente a partir de una plancha metálica.

En la dirección longitudinal L de la hoja del álabe 2, en el canal de entrada del flujo 6, el fluido refrigerante K que haya entrado abandona este canal por los orificios de salida 12, y se encuentra, a continuación, con la pared interior 16 de la hoja del álabe 2. Con ello, se produce un efecto de enfriamiento a chorro, que se refuerza debido a que el fluido refrigerante K (adicionalmente guiado por los refuerzos 20) es conducido a lo largo de la pared interior 16 de la hoja del álabe 2, en su dirección transversal Q, y, así, a través de los canales de rebose 18, 28, 30, alcanza el canal de salida del flujo 8; así, el fluido refrigerante K circula alrededor de, al menos, una parte del canal de entrada del flujo 6, y alcanza, entonces, el canal de salida del flujo 8, por el que se vuelve a vaciar, en la dirección longitudinal de la hoja del álabe 2. Debido a los refuerzos 20 colocados en la pared interior 16 de la hoja del álabe 2, se produce un efecto de aleta refrigeradora que refuerza la acción refrigerante.

La Figura 3 muestra otro álabe de turbina 1 con una hoja del álabe 2 en una vista en perspectiva, cortada parcialmente. La hoja del álabe 2 muestra aquí un primer y un segundo canal de entrada del flujo 6, 32, para el fluido refrigerante K, con lo que los canales de entrada del flujo 6, 32, con respecto al eje del álabe 4, se encuentran colocados simétricamente entre ellos, y arrastran la hoja del alabe 2 en su dirección longitudinal L, por una longitud 1. El fluido refrigerante K se introduce en la parte de entrada del fluido de refrigeración AS de la hoja del álabe 2, en los canales de entrada del flujo 6, 32, atraviesa la hoja del álabe 2 en su dirección longitudinal L, en ambos canales de entrada del flujo 6, 32, y los abandona por los orificios de salida 12, que, debido a causas de claridad de visualización, en la Figura 3 sólo se representan en el primer canal de entrada del flujo. A continuación, el fluido refrigerante K circula en una dirección transversal Q que avanza de forma perpendicular a la dirección longitudinal L de la hoja del álabe 2, correspondientemente a lo largo de una pared interior 16, 36, a enfriar de la hoja del álabe 2. Estas paredes interiores 16, 36, se encuentran de manera opuesta en los orificios de salida 12 de los canales de entrada del flujo 6, 32, y se han previsto con refuerzos 20 (en la Figura 3, por razones de claridad de visualización, sólo mostrados en la primera pared interior 16 a enfriar), para el guiado del fluido refrigerante K. La circulación a lo largo de las paredes interiores 16, 36, a enfriar, se consigue durante una penetración del fluido refrigerante K desde los canales de entrada del flujo 6, 32, en un canal común de salida del flujo 8 para el fluido refrigerante K, que se encuentra en el medio de los canales de entrada del flujo 6, 32. Por el canal de salida del flujo 8, se introduce el flujo de refrigeración K, en la dirección longitudinal L de la hoja del álabe, en la parte de salida del fluido refrigerante BS.

En la parte de entrada del fluido refrigerante AS de la hoja del álabe, los canales de entrada del flujo 6, 32, muestran correspondientemente un corte transversal libre que forma una superficie de entrada 34, 38 del mismo tamaño. Este corte transversal de los canales de entrada del flujo 6, 32, se ve reducido linealmente en la hoja del álabe 2, en su dirección longitudinal L, de modo que, con la mitad de la longitud ½ del corte transversal libre 40, 42, se reduce correspondientemente, asimismo, a la mitad, si los canales de entrada del flujo 6, 32, no muestran ningún corte transversal libre en su extremo 44, 46, frontal, de la superficie de entrada 34, 38, para el fluido refrigerante K. Esto significa, al mismo tiempo, que los canales de entrada del flujo se cierran correspondientemente es estos extremos 44, 46.

Por otro lado, el canal de salida del flujo 8 está cerrado en su comienzo 50 frontal de una de las superficies de salida 48 para el fluido refrigerante K formadas por un corte transversal libre, y no muestra ahí ningún corte transversal libre. El corte transversal libre del canal de salida del flujo 8 de la hoja del álabe 2 se ve aumentado en su dirección longitudinal L, correspondientemente a la disminución del corte transversal libre de los canales de entrada del flujo 6, 32. Por eso, el corte transversal libre 52 del canal de salida del flujo 8 muestra, en la mitad de la longitud 1/2 de la hoja del álabe 2, una superficie que se corresponde con la suma de los cortes transversales libres 40, 42 de los canales de entrada del flujo 6, 32 en este punto. Con esto, se asegura una salida libre del fluido refrigerante K.

Junto a un orificio 54 movible en dirección longitudinal, en el que se encuentran los canales de entrada del flujo 6, 32, y el canal de salida del flujo 8, la hoja del álabe 2 muestra otros orificios 56, 58, 60, movibles en la dirección longitudinal L. Los orificios 56, 58, 60 anteriormente nombrados, que se muestran en la Figura 3 a modo de cavidades, pueden preverse, asimismo, con los correspondientes canales de entrada y salida del flujo para el fluido refrigerante, y pueden servir para el enfriamiento del álabe de turbina 1.

Otro álabe de turbina 1, que puede ser especialmente un álabe fijo para una turbina de gas, con una hoja del álabe 2 que muestra dos canales para la entrada del flujo 6, 32, para el fluido refrigerante K, colocados simétricamente con respecto a un eje del álabe 4, se muestra en la Figura 4, en un corte longitudinal. En la hoja del álabe 2 se diseña, en una parte para la entrada del fluido refrigerante AS, una primera plataforma 62 que se extiende transversalmente al eje del álabe 4, y que forma una placa primera. En una parte para la salida del fluido refrigerante BS, se diseña una segunda plataforma 64 que forma una placa de base, extendida transversalmente al eje del álabe 4. El fluido refrigerante K se introduce en la parte para la entrada del fluido refrigerante AS de la primera plataforma 62, y en una zona de la hoja del álabe 2 unida con los canales de entrada del flujo 6, 32, central, protegida por una chapa protectora 66. Una cámara de enfriamiento 68 de la primera plataforma 62 está unida, así, al canal de salida del flujo 8, de modo que ya para el enfriamiento de la primera plataforma 62, el fluido refrigerante K que se dé se hace salir por el canal de salida del flujo 8 directamente fuera de la hoja del álabe 2.

El fluido refrigerante K introducido en los canales de entrada del flujo 6, 32, abandona estos canales de entrada del flujo 6, 32, bien por los orificios de salida 12, 70, de las paredes exteriores 14, 72 a las paredes interiores 16, 36, de la hoja del álabe 2, o bien por las zonas de transición 74 previstas en los extremos frontales de los canales de entrada del flujo 6, 32, de las superficies de entrada correspondientes para el fluido refrigerante, hacia una cámara de enfriamiento 78 de la segunda plataforma 64. El fluido refrigerante K que pasa a través de los orificios de salida 12, 70, es guiado en una dirección transversal Q por las paredes interiores 16, 36 a enfriar, de la hoja del álabe 2, que muestran refuerzos 20, 80, y entonces se introduce en el canal de salida del flujo 8, y abandona, por éste, la hoja del álabe 2 por su parte para la salida del fluido refrigerante BS.

Las cámaras de enfriamiento 68, 78, de las plataformas 62, 64, se colocan en éstas, y se cierran hacia fuera correspondientemente por una chapa protectora 82, 84. Además, las cámaras de enfriamiento 68, 78 se han previsto correspondientemente en su zona de la base con una chapa de enfriamiento a chorro 90, 92 colocada de forma distanciada del fondo de la cámara 86, 88. En la cámara de enfriamiento 68 de la primera plataforma 62 existe una zona para la salida del flujo 94, que se ve limitada por el fondo de la cámara 86 y por la chapa de enfriamiento a chorro 90, y se une al canal de salida del flujo 8. Por otro lado, la cámara de refrigeración 78 de la segunda plataforma 64 muestra una zona para la entrada del flujo 96, que se ve limitada por la chapa protectora 84 y por la chapa de enfriamiento a chorro 92, y está unida a los canales de entrada del flujo 6, 32. De esta manera, la zona para la entrada del flujo 96 puede alimentarse por los canales para la entrada del flujo 6, 32, que son separados por paredes 10, 98 del canal de salida del flujo 8.

Claims (15)

1. Un álabe de turbina (1) con una hoja del álabe (2) extendida a lo largo de un eje del álabe (4), principalmente en su dirección longitudinal (L), que pasa a través de un medio de enfriamiento (K), con lo que, en la hoja del álabe (2), esencialmente por toda su longitud (1), se guían un canal de entrada del flujo (6) y un canal de salida del flujo (8) para el fluido refrigerante (K), y el canal de entrada del flujo (6) y el canal de salida del flujo (8) se conectan entre ellos por medio del fluido refrigerante, de tal modo, que se guía a lo largo del canal de entrada del flujo (6), hacia el canal de salida del flujo (8), el fluido refrigerante (K) que haya sobrado, en una dirección transversal (Q) en una pared interior (16) a enfriar de la hoja del álabe (2), con lo que el canal de entrada de fluido (6) se muestra, en orificios de salida (12) externos aproximadamente uniformes, distribuidos por la longitud de la pared interior (16) de la hoja del álabe (2) a enfriar por el fluido refrigerante (K), caracterizado porque mediante varios orificios de salida (12) en dirección transversal (Q), puede conseguirse una carga laminar de la pared interior (16) con fluido refrigerante, y la/cada pared interior (16) a enfriar de la hoja del álabe (2) se ha previsto correspondientemente con refuerzos (20, 80) colocados transversalmente al eje del álabe (4), que guían con el fluido refrigerante (K).

2. El álabe de turbina, según la reivindicación 1, en el que el corte transversal (40) libre del canal de entrada del flujo (6) se ve reducido en la hoja del álabe (2), en su dirección longitudinal L.

3. El álabe de turbina, según la reivindicación 2, en el que el corte transversal (40) libre del canal de entrada del flujo (6) se ve reducido linealmente en la hoja del álabe (2), en su dirección longitudinal L.

4. El álabe de turbina, según la reivindicación 2 ó 3, en el que el corte transversal (52) libre del canal de salida del flujo (8) aumenta en la hoja del álabe (2) en su dirección longitudinal (L), correspondientemente a la reducción del corte transversal (40) libre del canal de entrada del flujo (6).

5. El álabe de turbina, según una de las anteriores reivindicaciones, en el que el canal de entrada del fluido (6) y/o el canal de salida del fluido (8) muestra, paralelamente a la dirección longitudinal (L) de la hoja del álabe (2), y perpendicularmente a la pared interior (16) a enfriar de la hoja del álabe (2), un corte transversal triangular.

6. El álabe de turbina, según una de las anteriores reivindicaciones, en el que, con respecto al eje del álabe (4), simétricamente al primer canal de entrada del flujo (6), se encuentra un segundo canal de entrada del flujo (32) para el fluido refrigerante (K), para el enfriamiento de otra pared interior (36) de la hoja del álabe (2).

7. El álabe de turbina, según la reivindicación 6, en el que el primer y el segundo canal de entrada del flujo (6, 32) desembocan en un canal de salida del flujo (8) común, para el fluido refrigerante (K).

8. El álabe de turbina, según una de las anteriores reivindicaciones, en el que el canal de entrada del flujo (6, 32) está cerrado en sus extremos (44, 46) frontales de una superficie de entrada (34, 38) para el fluido refrigerante (K), y/o el canal de salida del flujo (8), en su comienzo (50) frontal de una superficie de salida (48) para el fluido refrigerante (K).

9. El álabe de turbina, según una de las anteriores reivindicaciones, en el que se diseñe, en la hoja del álabe (2) de su parte de entrada del fluido refrigerante (BS), una plataforma (64) que se extienda de forma transversal al eje del álabe (4), que muestre, en el canal de salida del flujo (6, 32), una cámara de enfriamiento (78) unida, que se pueda cargar con fluido refrigerante (K).

10. El álabe de turbina, según una de las anteriores reivindicaciones, en el que se diseñe, en la hoja del álabe (2) de su parte de entrada del fluido refrigerante (2), una plataforma (62) que se extienda de forma transversal al eje del álabe (4), que muestre, en el canal de salida del flujo (8), una cámara de enfriamiento (68) unida, que se pueda cargar con fluido refrigerante (K).

11. El álabe de turbina, según la reivindicación 9 ó 10, en el que la cada cámara de enfriamiento (68, 78) se coloca en la plataforma correspondiente (62, 64), y se cierra hacia fuera por una chapa protectora (82, 84).

12. El álabe de turbina, según una de las reivindicaciones de la 9 a la 11, en el que la/cada cámara de enfriamiento (68, 78) se ha previsto en una zona de la base con una chapa de enfriamiento a chorro (90, 92) colocada de forma distanciada del fondo de la cámara (86, 88).

13. El álabe de turbina, según la reivindicación 12, en el que una parte para la salida del flujo (94) de la cámara de enfriamiento (68) limitada por el fondo de la cámara (86) y por la chapa de enfriamiento a chorro (90) se cierra en el canal de salida del flujo (8).

14. El álabe de turbina, según la reivindicación 12, en el que una parte para la entrada del flujo (96) limitada por la chapa protectora (84) y por la chapa de enfriamiento a chorro (92) de la cámara de enfriamiento (78) se cierra en el canal de entrada del flujo (6, 32).

15. El álabe de turbina, según una de las anteriores reivindicaciones, que se conforma a modo de álabe fijo para una turbina de gas.