ES2266330T3

ES2266330T3 - Elemento estanco para sellar una separacion, y turbina de combustion que incorpora tal elemento estanco.

Info

Publication number: ES2266330T3
Application number: ES02005897T
Authority: ES
Inventors: Hans-Thomas Dr. Bolms
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-04-04
Filing date: 2002-03-14
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2022-03-14
Also published as: JP4191946B2; CN1320256C; ATE331874T1; DE60212751T2; CN1379166A; EP1247942B1; EP1247942A3; DE60212751D1; GB0108398D0; US6682300B2; EP1247942A2; JP2003013705A; US20020168263A1

Abstract

Un elemento estanco (1), para sellar una separación de fuga (5) entre componentes separados espacialmente primero y segundo (2, 3) de una turbo maquinaria (22), componentes primero y segundo (2, 3) que tienen superficies interior y exterior (9, 10) opuestas, situadas fuera de la separación de fuga (5), comprendiendo el mencionado elemento estanco (1): a) una pieza (4) de sellado, en general impermeable al gas, b) una capa (6) que comprende fibras cerámicas, y cubre por lo menos parcialmente la mencionada pieza de sellado (4), caracterizado por la capa (6) definiendo una superficie de sellado (21) para contactar, fuera de la mencionada separación (5), las mencionadas superficies externas (10) de los mencionados componentes primero y segundo (2, 3), de la mencionada turbo maquinaria (22).

Description

Elemento estanco para sellar una separación, y turbina de combustión que incorpora tal elemento estanco.

Antecedentes de la invención Campo de la invención

La invención se refiere a un elemento estanco para sellar una separación, que puede estar formada entre componentes primero y segundo, separados espacialmente, de una turbo maquinaria, en concreto de una turbina de combustión. La invención también se refiere a una turbina de combustión que tiene un elemento estanco.

En las plantas industriales, en concreto en las máquinas termo-mecánicas y en las plantas químicas, en las que se utiliza diferentes fluidos, puede ser necesario mantener tales fluidos separados entre sí dentro de las plantas. Por ejemplo, en las plantas de energía de combustión térmicas, las regiones del flujo de los gases de combustión calientes, tienen que estar separadas de forma hermética respecto de las regiones del flujo de gases de refrigeración, de temperatura inferior. En las plantas de turbinas de gas, con elevadas temperaturas de entrada en la turbina, por ejemplo de más de 1000°C, las expansiones de los componentes individuales de la planta de la turbina de gas, ocurren de forma que en ocasiones los componentes adyacentes están separados entre sí, mediante el uso de una separación, al efecto de evitar tensiones térmicas elevadas, y la formación de grietas. Tales separaciones pueden constituir conexiones, entre regiones del flujo de gases calientes, y regiones de flujo de gases fríos. Es ventajoso precintar la separación, para reducir el flujo entrante de gas frío, hacia la región de flujo de gases calientes, para así no reducir la temperatura en la región de flujo de gases calientes.

La Patente de EE.UU. Núm. 3 341 172, y la Patente de EE.UU. Núm. 2 991 045, cada una de las cuales describe una turbina de gas con una carcasa exterior y una carcasa interior de dos partes, especifican correspondientemente un elemento estanco que tiene una sección transversal con forma de una C alargada, para precintar una separación entre las dos carcasas internas. Una separación anular, a través de la cual es guiado el fluido refrigerante, está formada entre la carcasa interna y la carcasa externa. El gas caliente, para impulsar la turbina de gas, fluye dentro de la carcasa interna.

La Patente de EE.UU. Núm. 4 537 024 describe una planta de turbina de gas, en la que los componentes de una estructura de inyector, están precintados a través del uso de elementos estancos axiales y radiales. Estos elementos estancos están concebidos para impedir que el gas caliente fluya a través de la estructura del inyector, infiltrándose en las regiones de la turbina fuera del conducto de gas caliente. Un elemento estanco puede tener aproximadamente la forma de un ocho aplastado, visto en sección transversal.

La Patente de EE.UU. Núm. 5 975 844 describe un elemento estanco, en un conjunto que incluye dos componentes mutuamente térmicamente móviles, que tienen cada uno una ranura como componente, localizadas una frente a la otra. Este elemento estanco está dirigido a lo largo de una línea principal, para sellar una separación entre los componentes. Comprende un primer extremo, un segundo extremo opuesto al primer extremo, y una región intermedia, en una región transversal sustancialmente perpendicular a la línea principal, a lo largo de una línea central, mediante lo que la región intermedia está dispuesta entre los extremos y el elemento estanco, teniendo una primera superficie de
entrada.

La Patente de EE.UU. Núm. 5 657 998 se refiere a una junta hermética contra fugas en una trayectoria de gas, para sellar en general un espacio de fuga en una trayectoria de gas, entre elementos primero y segundo separados espacialmente, de una turbina de gas, en concreto segmentos primero y segundo de una carcasa de la cámara de combustión de una turbina de gas. Esta junta hermética comprende un ensamblaje de capa de lámina metálica, en general no perforada, que consiste esencialmente en materiales seleccionados entre el grupo que consiste en metales, cerámicas, y polímeros. Esta capa de lámina metálica es impermeable al gas, y está dispuesta en el intervalo de fuga, de la parte del gas. Teniendo el ensamblaje de capa de lámina metálica, una primera capa metálica con una dirección longitudinal. El precinto de fugas de gas comprende, además, un ensamblaje de capa de tela que cubre, y generalmente contacta con, la totalidad la superficie externa del primer ensamblaje de lámina metálica, y consiste esencialmente en materiales seleccionados entre el grupo que consiste en metales, cerámicas y polímeros. Preferentemente, el ensamblaje de capa de tela tiene dos capas, que tienen cada una un grosor de aproximadamente 10-25 micrómetros. Las capas de tela son, cada una, capas de tela tejida y comprenden, cada una, una super-aleación basada en níquel, de alta temperatura, como Inconel X-750. El ensamblaje estanco se fija, bien en ranuras de partes adyacentes de la turbina de gas, o bien introducido en un reborde con forma de U de una cámara de combustión, o se utiliza en una instalación de doble precinto, o en una instalación de múltiples precintos. En cualquier caso, la junta hermética queda completamente dentro del intervalo de fugas, y proporciona un efecto de estanqueidad, bien haciendo contacto con una superficie dentro de la separación, bien siendo insertada en una ranura, o bien contactando con otro ensamblaje estanco. En comparación con un precinto rígido de metal, convencional, este precinto con dos ensamblajes de lámina metálica reduce las fugas en la trayectoria del gas, desde el 2,4% hasta generalmente un 1.0%, de acuerdo con la Patente de EE.UU.
Núm. 5 657 998.

Sumario de la invención

Es un objetivo de la invención, proporcionar un elemento estanco contra fugas en una trayectoria de gas, en particular para una turbo maquinaria, como una turbina de combustión. Es un objetivo más de la invención, proporcionar una turbina de combustión con un elemento estanco.

Con el anterior y otros objetivos a la vista se proporciona, de acuerdo con la invención, un elemento estanco para precintar una separación de fugas en una trayectoria de gas, entre componentes primero y segundo, separados espacialmente, en concreto de una turbo maquinaria.

Los componentes primero y segundo tienen superficies interna y externa opuestas, situadas fuera de la separación de fugas. El elemento estanco comprende una pieza de sellado generalmente impermeable al gas, y una capa que comprende fibras cerámicas, capa que cubre por lo menos parcialmente la pieza de sellado, y define una superficie de estanqueidad para contactar fuera de la separación, con las superficies externas de los mencionados componentes primero y segundo.

En virtud de la capa de fibras cerámicas, que forma una parte estanca flexible y deformable, puede asegurarse un buen comportamiento de sellado. Las fibras cerámicas pueden ser utilizadas hasta temperaturas de aproximadamente
1 200°C, o incluso más. Por tanto, la pieza de sellado es utilizable para precintar componentes de una turbo maquinaria, de hornos, de quemadores o similares, que están expuestos a gases calientes. La pieza de sellado mejora la resistencia del elemento estanco, lo que asegura que el elemento estanco no se rompe en partes, y no cae a través de la separación. Además posicionar el elemento estanco fuera de la separación, sobre las superficies externas de los componentes, tiene la ventaja de que los propios componentes no tienen que ser fabricados con ranuras, rebajes o similares, y no necesitan incrementar su grosor en el área de la separación por razones de conducción térmica.

De acuerdo con otra característica, la capa comprende una tela de fibra cerámica, una cinta de fibra cerámica, una camisa de fibra cerámica, o una placa de fibra cerámica. Preferentemente, la propia capa es un objeto fabricado por separado respecto de la pieza de sellado. Es puesta en contacto con la pieza de sellado para cubrir, por lo menos, una parte de la pieza de sellado después de su propia fabricación. De forma que preferentemente proporciona un contacto suelto con la pieza de sellado, y puede ser retirada respecto de la pieza de sellado. En el último caso, podría ser fácilmente remplazada durante el mantenimiento de la una turbo maquinaria, mediante una nueva capa. En una realización en la que se proporciona la capa como una camisa, la pieza de sellado es introducida en la camisa, y así la totalidad de la superficie de la pieza de sellado es cubierta por la capa de fibras cerámicas. También es posible proporcionar una capa de fibra cerámica ligada fuertemente a la pieza de sellado.

De acuerdo con otra característica más, la pieza de sellado consiste esencialmente en un metal. Los metales adecuados son aquellos que soportan altas temperaturas, por ejemplo aceros de alta temperatura como aceros de cromo, o aleaciones de alta temperatura basadas en níquel o cobalto. La pieza de sellado es, preferentemente, plana y en concreto está moldeada como una plancha metálica. Puede comprender uno o más elementos planos. El metal proporciona a las piezas de sellado, por un lado una suficiente resistencia mecánica, y por otro lado la suficiente elasticidad para no romperse en varias partes, cuando se expone a cargas mecánicas, por ejemplo a presión o fuerza.

De acuerdo con una característica más, la mencionada capa comprende fibras cerámicas que consisten esencialmente en un material como circonio (ZrO_{2}), silicio (SiO_{2}) o alúmina (Al_{2}O_{3}). Se comprende que tales materiales cerámicos podrían estar combinados, y además estabilizados por otros materiales como óxido de itrio (Y_{2}O_{3}). Por ejemplo las fibras cerámicas pueden consistir esencialmente (% en peso) en 62.5% de Al_{2}O_{3}, 24.5% de SiO_{2}, 13% de B_{2}O_{3} con una fase de cristal de tipo mullita y materiales amorfos o exclusivamente materiales amorfos; de 70% de Al_{2}O_{3}, 28% de SiO_{2}, 2% de B_{2}O_{3} con \gamma- Al_{2}O_{3}, mullita y SiO_{2} amorfo; de 73% de Al_{2}O_{3}, 27% de SiO_{2} con \gamma- Al_{2}O_{3} y SiO_{2} amorfo, de 89% de Al_{2}O_{3}, 10% de ZrO_{2}, 1% de Y_{2}O_{3} con \gamma- Al_{2}O_{3} y circonio estabilizado con itrio; de 85% de Al_{2}O_{3} y 15% de SiO_{2} con \gamma- Al_{2}O_{3} y mullita; de > 99% Al_{2}O_{3} como \gamma-Al_{2}O_{3}. Tales materiales de fibra cerámica están, por ejemplo, disponibles en 3M (Minnesota Mining and Manufacturing Company), St. Paul, Minnesota, EE.UU, bajo la marca registrada "Nextel". La fabricación de fibras cerámicas, así como la fabricación de capas que comprenden fibras cerámicas, es conocida por las personas cualificadas en el arte. Por lo tanto puede escogerse, por parte de las personas cualificadas en el arte, una capa adecuada que comprenda fibras cerámicas que satisfagan las propiedades especificadas, en concreto resistencia térmica de unos 1 200ºC hasta unos 1 372ºC, flexibilidad y otras características mecánicas, para proporcionar una capa ligada a, o que solo cubra, la pieza de sellado. Puede proporcionarse otras características como la porosidad, y el grado de impermeabilidad al gas, en un rango predefinido.

De acuerdo con una característica añadida, el elemento estanco comprende una parte de inserción en la separación, para su inserción en la separación, que está conectada con la capa. Esta parte de inserción puede servir como medio de posicionamiento, para posicionar el elemento estanco respecto de la separación. Puede servir además para proporcionar un efecto de sellado adicional. Preferentemente, se extiende sobre la anchura de la separación. Y más preferentemente tiene, bien una forma en sección transversal que sea deformable en la dirección de la separación, y/o una estructura interna que sea deformable. La parte de inserción puede tener una forma de tipo lazo, de tipo círculo, o abultada. Puede estar fabricada del mismo material que la capa, o incluso formar parte de la capa.

De acuerdo con una característica adicional, el elemento estanco comprende una pieza de fijación. Esta pieza de fijación puede estar conectada permanentemente al elemento estanco, en concreto a la pieza de sellado, o puede estar conectada de forma desmontable al elemento estanco, y solo cuando es introducida en una turbo maquinaria. El elemento de fijación podría ser cualquier medio apropiado para fijar el elemento estanco a las superficies exteriores de los componentes. Preferentemente, el elemento estanco está en una conexión floja con las superficies exteriores. Por lo tanto el elemento de fijación comprende, preferentemente, un elemento de resorte, en concreto un resorte de lámina flexible. El elemento de resorte pone presión adicional en el elemento estanco, y provoca que la superficie de sellado esté en estrecho contacto con las superficies exteriores, y además asegura que durante el funcionamiento de una turbo maquinaria, el elemento estanco está en una posición fija con respecto a las superficies exteriores de los
componentes.

De acuerdo con otra característica más, el elemento estanco está posicionado en una turbina de combustión. La turbina de combustión comprende una pluralidad de componentes primeros y segundos dispuestos en las direcciones axial y circunferencial, donde por lo menos un primero y segundo de los componentes están separados espacialmente en la dirección circunferencial o en la dirección axial, por la separación de fugas. Además, en las regiones de la turbina de combustión separadas mutuamente por los componentes, existen principalmente regiones que incluyen una región de gas caliente, y una región de gas de refrigeración. Las superficies internas de los componentes están expuestas a la región de gas caliente, y las superficies exteriores están expuestas a la región de gas refrigerante. La superficie de sellado del elemento estanco está situada en las superficies exteriores a los componentes primero y segundo adyacentes, y de ese modo sellan la separación de fugas. El elemento estanco puede ser utilizado para sellar una separación, bien entre componentes primero y segundo en la dirección axial, o entre componentes primero y segundo en la dirección circunferencial. El elemento estanco está presionado en las superficies externas, debido a la superior presión del gas refrigerante, en comparación con la presión inferior del gas caliente que fluye en la región de gas caliente. Para incrementar la presión en el elemento estanco y, así, aumentar la eficiencia del sellado, una pieza de fijación pone una fuerza mecánica adicional sobre el elemento estanco. Puesto que el elemento estanco define una superficie de sellado en contacto con las superficies exteriores de los componentes de la turbina de combustión, y existe sólo un pequeño solapamiento de la pieza de sellado con las superficies exteriores de los componentes, se asegura una refrigeración de los componentes en el área de la separación. Por lo tanto, los componentes en la separación pueden tener el mismo grosor que en el área alejada respecto de la separación. Además, no se necesita ranuras, rebajes o similares, en los componentes para recibir y fijar el elemento estanco.

De acuerdo con otro objetivo de la invención, se proporciona una turbina de combustión que comprende una pluralidad de componentes dispuestos en direcciones axial y circunferencial. Los componentes incluyen placas de paleta directriz, de las paletas directrices. Tales placas de paleta directriz son también denominadas refuerzos. Otros componentes, son componentes de pared, que también son denominados componentes de anillo de sellado. Por lo menos los componentes primero y segundo, están separados espacialmente en la dirección circunferencial, o en la dirección axial, por la separación de fugas. Cada uno de los componentes tiene superficies interior y exterior opuestas, situadas fuera de la separación de fugas. La turbina de combustión comprende además regiones separadas entre sí, por los componentes, donde las regiones incluyen una región de gas caliente y una región de gas refrigerante, donde las superficies internas están expuestas a la región de gas caliente, y las superficies externas están expuestas a la región de gas refrigerante, y selladas respecto de la región de gas caliente. Un elemento estanco que tiene una pieza de sellado generalmente impermeable al gas, y una capa que comprende fibras cerámicas, sirve para sellar la separación de fugas. La capa cubre por lo menos parcialmente la pieza de sellado, y define una superficie de sellado, mediante lo cual la superficie de sellado está en contacto con la superficie exterior de los componentes primero y segundo, y de ese modo sella la separación de fugas. El elemento estanco está presionado sobre las superficies exteriores mediante la diferencia de presión, entre la presión de elevada del gas refrigerante y la presión menor del gas caliente. El elemento estanco puede además estar asegurado a las superficies externas por medio de una pieza de fijación
adicional.

De acuerdo con otra característica más, la pieza de fijación está dispuesta entre una estructura de pared, también denominada carcasa, de la turbina de gas, y las superficies externas de los componentes. La pieza de fijación presiona, preferentemente, el elemento estanco sobre las superficies externas.

De acuerdo con otra característica añadida más, una turbina de combustión comprende una placa de impacto localizada en la región de gas refrigerante, entre la estructura de la pared y las superficies externas. La pieza de fijación está conectada con la placa de impactos en un lado, y con el elemento estanco en el otro lado. La pieza de fijación puede comprender un elemento de resorte. Este es de tipo muelle. El elemento de resorte puede comprender un resorte de lámina flexible.

Aunque la invención está ilustrada y descrita aquí, como realizada en un elemento estanco para sellar una separación en una turbina de combustión, no obstante no se concibe estando limitada a los detalles mostrados, puesto que puede realizarse varios cambios estructurales y modificaciones, sin apartarse del espíritu de la invención, y dentro del alcance y el rango de los equivalentes de las reivindicaciones.

No obstante, la construcción y el sistema de funcionamiento de la invención, junto con los objetivos y ventajas adicionales de esta, se comprenderán mejor a partir de la siguiente descripción de realizaciones específicas, cuando sea leída en conexión con los dibujos anexos.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista en sección longitudinal, incompleta, ampliada, de una turbina de combustión, y

la figura 2 es una vista incompleta, ampliada, de una parte II de la figura 1 que muestra un elemento estanco, en una turbina de combustión.

Descripción de las realizaciones preferidas

En referencia ahora las figuras de los dibujos, en detalle, y primero en particular en referencia a la figura 1 de éstos, se ve una turbina de combustión (en lo que sigue, denominada también turbina de gas) 22, dirigida a lo largo de un eje principal 14. La turbina de gas 22 tiene paletas directrices 16 y paletas móviles 15, alternas en la dirección axial en una estructura de pared 17 (en lo que sigue, denominada también carcasa). Las paletas directrices o álabes 16 están dirigidas a lo largo de un eje 18 perpendicular al eje principal 14, y están dispuestas a lo largo de la circunferencia de la turbina de gas 22, para formar un círculo. Las paletas directrices 16 están, cada una, conectadas a la carcasa 17 de la turbina de gas 22, a través de una placa 12 de paleta directriz. Una placa 12 de paleta directriz es también aludida como refuerzo, o banda de sellado en los álabes de la turbina. Su objetivo es proporcionar rigidez a los álabes, reducir la recreación y proporcionar en alguna medida un sellado entre etapas.

Las paletas directrices 16 adyacentes están separadas entre sí, a lo largo de la circunferencia, mediante el uso de una respectiva separación de fugas 5 (véase la figura 2), con el resultado de que pueden, libremente, expandirse térmicamente. La placa 12 de paleta directriz, separa una región de gas caliente 11 formada alrededor del eje principal 14 de la turbina de gas 22, respecto de una región de gas refrigerante 8 formada entre la placa 12 de paleta directriz y la carcasa 17 de la turbina. Las paletas móviles 15 se extienden a lo largo de un respectivo eje principal 19 que es, asimismo, esencialmente ortogonal al eje principal 14 de la turbina de gas 22. Las paletas móviles 15 caen por completo dentro de la región de gas caliente 11. Esta región de gas caliente 11 está separada respecto de la región de aire de refrigeración 8, mediante una pluralidad de componentes de pared 13, también denominados componentes de un anillo de sellado, a lo largo de la circunferencia de la turbina de gas 22. En este caso los componentes de pared 13 son, cada uno, adyacentes a las paletas móviles 15. Los componentes de pared 13 están conectados a la carcasa 17 de la turbina. Por claridad, se muestra en cada caso solo una paleta directriz 16, una paleta móvil 15 y un componente de pared 13. Un respectivo componente de pared 13, está separado respecto de una respectiva paleta directriz 16, en concreto respecto de la placa 12 de paleta directriz en la dirección axial, mediante el uso de una separación 5.

La separación 5 está cerrada por medio de un elemento estanco 1, mediante lo que se impide en buena medida un flujo de gas refrigerante, de fuera de la región de gas refrigerante 8 hacia la región de gas caliente 11, y se impide que el gas caliente fluya a través de la separación 5, en la región de gas refrigerante 8. En este caso, la placa 12 de paleta directriz constituye un primer componente 2, y la parte de pared 13 un segundo componente 3. Los componentes primero y segundo 2, 3 tienen, cada uno, una respectiva superficie externa 10 dirigida hacia la región de gas refrigerante 8, y una superficie interna 9 dirigida a hacia la región de gas caliente 11. El elemento estanco 1 está colocado en estrecho contacto con las superficies externas 10 de los componentes adyacentes primero y segundo 2, 3. Siendo los componentes 2, 3 móviles térmicamente entre sí. Así, tiene lugar un cierre de la región de gas refrigerante 8 respecto de la región de gas caliente 11, entre las placas 12 (refuerzos) de paletas directrices adyacentes y los componentes de pared 13, en una dirección axial y, en cada caso, tiene lugar el cierre entre dos placas 12 de paletas directrices adyacentes, y correspondientemente entre 2 componentes 13 de pared, adyacentes en una dirección circunferencial.

La figura 2 muestra una vista en sección transversal ampliada, del área indicada la figura 1, con un elemento estanco 1 posicionado entre una placa de impacto 23 y componentes primero y segundo 2, 3. El elemento estanco 1 sirve para cerrar una separación 5, que tiene una anchura D en la dirección axial de la turbina de gas 22, entre un primer componente 2 que es una placa 12 de paleta directriz, y un segundo componente 3 que es un componente de pared 13 de la turbina de gas 22. El elemento estanco 1 comprende una pieza de sellado 4, que en general es impermeable al gas. Esta pieza de sellado 4 es una pieza plana, en concreto una banda de metal formada de una plancha metálica. La anchura de la banda de metal es mayor que la anchura D de la separación 5. La pieza de sellado 4 proporciona al elemento estanco 1, una buena elasticidad y resistencia mecánica, de forma que puede además resistir cargas de alta presión, y se evita el riesgo de que se rompa en partes y caiga a través de la separación. El metal escogido es, preferentemente, un acero resistente al calor o una aleación de NiCr de alta temperatura. La pieza de sellado 4 es cubierta en todas los caras con una capa 6, que comprende fibras cerámicas. La capa 6 de fibras cerámicas está fabricada de una camisa de fibras cerámicas, camisa en la cual es introducida la pieza de sellado 4. La capa 6 de fibras cerámicas define una superficie de sellado 21 flexible y deformable. La pieza de sellado 4 se pone con su superficie de sellado 21 en estrecho contacto con ambas superficies exteriores 10 de los componentes adyacentes primero y segundo 2, 3, de forma que las fibras cerámicas están presionadas sobre las superficies exteriores 10, para cerrar la separación 5. Las fibras consisten preferentemente en una mezcla de sílice SiO_{2} y alúmina Al_{2}O_{3}, por ejemplo (% en peso) de 73% de Al_{2}O_{3} y 27% de SiO_{2} con \gamma- Al_{2}O_{3} y SiO_{2} amorfo.

El elemento estanco 1 comprende además una parte de inserción 7, que está conectada con la superficie de sellado 21, y se extiende en la separación 5. La parte de inserción forma una suerte de bulto y tiene, vista en sección transversal, una forma del lazo para extenderse sobre la anchura D de la separación 5. Está fabricada del mismo material que la capa 6, y esto se debe a su forma, así como a la estructura de la fibra flexible y deformable elásticamente. Cualquier movimiento lateral de los componentes 2, 3 debido a expansión o a contracciones térmicas, podría por lo tanto ser compensado mediante la parte de inserción 7. Sirve también para cerrar la separación 5, y posicionar el elemento estanco 1 con respecto a la separación 5.

El elemento estanco 1 está presionado sobre las superficies externas 10, mediante el suministro de gas de refrigeración, en la región de gas de refrigeración 8. La presión del gas de refrigeración 25 es mayor que la presión del gas caliente (no mostrado), que fluye a través de la turbina 22, en la región de gas caliente 11. Por lo tanto, existe una diferencia de presión que provoca que el elemento estanco 1 esté presionado sobre las superficies externas 10.

En la región de gas refrigerante 9, la placa de impacto 23 está colocada de forma que tiene aberturas 24 en perforaciones concretas, a través de las cuales es suministrado el gas refrigerante 25 a los componentes 2, 3, con propósitos de refrigeración. Entre la placa de impacto 23 y el elemento estanco 1, se prevé una pieza de fijación 20. Esta pieza de fijación 20 está conectada en un lado a la placa de impacto 23, y en el otro lado está conectada con el elemento estanco 1. La pieza de fijación 20 tiene forma de resorte de lámina flexible, con su parte de curva en contacto con el elemento estanco 1. Así, la pieza de fijación 20 incrementa la presión sobre el elemento estanco 1, para mejorar la eficacia del sellado y fijar la posición del elemento estanco 1.

Los componentes 2, 3 tienen bordes redondeados, que van desde la separación 5 a las superficies externas 10, los cuales facilitan la inserción de la parte de inserción 7 en la separación 5, y reducen la posibilidad de daños y, así, reducen la eficiencia del elemento estanco 1. El elemento estanco 1 cubre sólo una pequeña parte de las superficies exteriores 10, de forma que mantienen una refrigeración eficiente de los componentes 2, 3 mediante el fluido refrigerante 25, incluso en los bordes 26. No es necesaria ninguna construcción especial de los componentes 2, 3 cerca de la separación 5, por ejemplo un engrosamiento del componente 2, 3 cerca de la separación 5, por razones de conducción térmica.

Lista de números de referencia

1: elemento estanco

2: primer componente

3: segundo componente

4: pieza de sellado

5: separación de fugas

6: capa de fibras cerámicas

7: parte de inserción de la separación

8: región de gas refrigerante

9: superficie interna

10: superficie externa

11: región de gas caliente

12: placa de paleta directriz, refuerzo

13: componentes de pared, componentes de anillo de guía

14: eje principal de la turbina

15: paletas móviles

16: paletas directrices

17: estructura de la pared, carcasa

18: eje de las paletas directrices

19: eje principal de las paletas móviles

20: pieza de fijación

21: superficie de sellado

22: turbo maquinaria, turbina de combustión

23: placa de impacto

24: aberturas, perforaciones, orificios

25: fluido refrigerante, gas refrigerante

26: bordes redondeados de componentes 2, 3

D: anchura de la separación 5

Claims

1. Un elemento estanco (1), para sellar una separación de fuga (5) entre componentes separados espacialmente primero y segundo (2, 3) de una turbo maquinaria (22), componentes primero y segundo (2, 3) que tienen superficies interior y exterior (9, 10) opuestas, situadas fuera de la separación de fuga (5), comprendiendo el mencionado elemento estanco (1):

a): una pieza (4) de sellado, en general impermeable al gas,

b): una capa (6) que comprende fibras cerámicas, y cubre por lo menos parcialmente la mencionada pieza de sellado (4),

caracterizado por

la capa (6) definiendo una superficie de sellado (21) para contactar, fuera de la mencionada separación (5), las mencionadas superficies externas (10) de los mencionados componentes primero y segundo (2, 3), de la mencionada turbo maquinaria (22).

2. Un elemento estanco (1) acorde a la reivindicación 1, en el que la mencionada capa (6) comprende un tejido de fibra cerámica, una cinta de fibra cerámica, una camisa de fibra cerámica, o una placa de fibra cerámica.

3. Un elemento estanco (1) acorde con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la mencionada capa (6) está conectada de forma suelta, con la mencionada pieza de sellado (4).

4. Un elemento estanco (1) acorde con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la mencionada pieza de sellado (4) consiste en un metal, en concreto en una plancha metálica.

5. Un elemento estanco (1) acorde con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la mencionada capa (6) comprende fibras cerámicas que consisten en ZrO_{2}, SiO_{2}, Al_{2}O_{3}.

6. Un elemento estanco (1) acorde con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además una parte de inserción (7) de la separación, conectada con la mencionada capa (6), para la inserción en la mencionada separación (5).

7. Un elemento estanco (1) acorde con la reivindicación 6, en el que la mencionada parte de inserción (7) de la separación, comprende fibras cerámicas.

8. Un elemento estanco (1) acorde con las reivindicaciones 6 o 7, en el que la mencionada parte de inserción (7) de la separación, se extiende sobre la anchura (D) de la mencionada separación (5).

9. Un elemento estanco (1) acorde con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en el que la mencionada parte de inserción (7) de la separación, tiene una forma en sección transversal tal que es deformable en la dirección de la anchura (D) de la separación (5).

10. Un elemento estanco (1) acorde con la reivindicación 9, en el que la mencionada parte de inserción (7) de la separación, tiene una forma en sección transversal, de tipo lazo.

11. Un elemento estanco (1) acorde con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende además una pieza de fijación (20) para presionar la mencionada capa (6) sobre las superficies externas (10) de los mencionados componentes (2, 3), de la mencionada turbo maquinaria (22).

12. Un elemento estanco (1) acorde con la reivindicación 11, en el que la mencionada pieza de fijación (20) comprende una pieza de resorte, en concreto un resorte de lámina flexible.

13. Un elemento estanco (1) acorde con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en una turbina de combustión (22), comprendiendo la mencionada turbina de combustión (22) una pluralidad de los mencionados componentes primero y segundo (2, 3), dispuestos en la dirección axial y/o circunferencial, separados especialmente, por lo menos un primer y un segundo de los mencionados componentes (2, 3), en la dirección circunferencial o en la dirección axial, mediante la mencionada separación de fuga (5); comprendiendo además regiones (11, 8) separadas mutuamente por los mencionados componentes (2, 3), incluyendo las mencionadas regiones (11, 8) una región de gas caliente (11) y una región de gas refrigerante (8),

donde las mencionadas superficies internas (9) están expuestas a la región de gas caliente (11), y las mencionadas superficies externas (10) están expuestas a la región de gas refrigerante (8),

estando la mencionada superficie de sellado (21), en contacto con las mencionadas superficies externas (10) de los mencionados componentes primero y segundo (2, 3), mediante lo que sellan la mencionada separación de fuga (5).

14. Una turbina de combustión (22), que comprende:

: una pluralidad de componentes (2, 3) dispuestos a en dirección axial y circunferencial, incluyendo los mencionados componentes placas (12) de paleta directriz, de las paletas directrices (16), y componentes de pared (13), por lo menos un primero y un segundo de los mencionados componentes (2, 3), separados espacialmente en la dirección circunferencial o en la dirección axial, por medio de una separación de fuga (5), y teniendo cada uno de los mencionados componentes (2, 3) superficies opuestas interna y externa (9, 10), situadas fuera de la separación de fuga (5);

: regiones (11, 8) separadas mutuamente mediante los mencionados componentes (2, 3), incluyendo las mencionadas regiones (11, 8) una región de gas caliente (11) y una región de gas refrigerante (8), donde las mencionadas superficies internas (9) están expuestas a la región de gas caliente (11), y las mencionadas superficies externas (10) están expuestas a la región de gas refrigerante (8), y cerradas respecto de la mencionada región de gas caliente (11),

: un elemento estanco (1) acorde con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, estando la mencionada superficie de sellado (21) en contacto con las mencionadas superficies externas (10) de los mencionados componentes primero y segundo (2, 3), mediante lo que sellan la mencionada separación de fuga (5).

15. Una turbina de combustión (22) acorde con la reivindicación 14, que comprende una estructura de pared (17) que rodea a los mencionados componentes primero y segundo (2, 3), comprendiendo además una pieza de fijación (20) dispuesta entre la mencionada estructura de pared (17) y las mencionadas superficies externas (2, 3), para presionar el mencionado elemento estanco (1) sobre las mencionadas superficies externas (10).

16. Una turbina de combustión (22) acorde con la reivindicación 15, que comprende una placa de impacto (23) localizada en la región de gas refrigerante (8), entre la mencionada estructura de pared (17) y las mencionadas superficies externas (10), con la mencionada pieza de fijación (17) conectada a la mencionada placa de impacto (23).

17. Una turbina de combustión (22) acorde con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, en la que la mencionada pieza de fijación (17) es de tipo resorte, y en concreto comprende un resorte de lámina flexible.