ES2283670T3 - Alabe de turbina. - Google Patents
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
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- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
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Abstract
Álabe de turbina (1) fundido, con una región de hoja de álabe (13), con una plataforma (10), con una transición (19) que presenta un desarrollo de contorno exterior entre la región de hoja de álabe (13) y la plataforma (10), con una pared de álabe (40) que presenta un grosor de pared de álabe (22), en donde el álabe de turbina (1) está ejecutado al menos parcialmente hueco en el interior y presenta en el interior sobre la pared de álabe (40) un desarrollo de contorno (31), y en donde en el interior el desarrollo de contorno (31) está adaptado al desarrollo de contorno exterior de la transición (19), de tal modo que en la región de la transición (19) se dispone de un grosor de pared de álabe (22) fundamentalmente uniforme.
Description
Álabe de turbina.
La invención se refiere a un álabe de turbina
conforme al concepto genérico de la reivindicación 1.
Los álabes de turbina huecos, en especial álabes
de turbina de gas, presentan en la región de una transición de la
región de hoja de álabe a la plataforma una curvatura, necesaria en
cuanto a aplicación de carga y técnica de fundición, sobre una
superficie exterior, en donde en esta transición se producen
acumulaciones locales de masa que pueden refrigerarse con mayor
dificultad mediante un refrigerante en el interior. Se conoce un
álabe de turbina de este tipo del documento US 6,019,579. Asimismo
el documento US-A-2,861,775 muestra
un álabe de turbina fabricado con chapas curvadas.
Por ello es tarea de la invención indicar un
álabe de turbina en el que la región de transición de la región de
hoja de álabe a la plataforma pueda refrigerarse mejor.
La tarea es resuelta conforme a la invención
mediante un álabe de turbina con las particularidades indicadas en
la reivindicación 1. Con ello se adapta en el interior del álabe de
turbina un desarrollo de contorno de una cavidad o de un canal
interior a un desarrollo de contorno de la transición exterior, de
tal modo que se produce un grosor fundamentalmente uni-
forme.
forme.
En la reivindicación subordinada se ha
relacionado un perfeccionamiento ventajoso conforme a la
reivindicación 1.
En las siguientes figuras se han representado
ejemplos de ejecución de la invención.
Aquí muestran:
la figura 1 un álabe de turbina según el estado
de la técnica,
las figuras 2, 3 un álabe de turbina conforme a
la invención y
la figura 4 otro ejemplo de ejecución de un
álabe de turbina conforme a la invención.
Los símbolos de referencia iguales tienen el
mismo significado en las diferentes figuras.
La figura 1 muestra en vista en perspectiva un
álabe de paleta 1, que se extiende a lo largo de un eje radial
4.
El álabe de paleta 1 presenta a lo largo del eje
radial 4 consecutivamente una región de fijación 7, una plataforma
de álabe 10 adyacente a la misma y una región de hoja de álabe
13.
En la región de fijación 7 está configurado un
pie de álabe 16, que sirve para fijar el álabe de paleta 1 a un
árbol no representado de una turbina tampoco representada. El pie de
álabe 16 está configurado por ejemplo como cabeza de martillo. Son
posibles otras configuraciones. En las regiones 7, 10, 13 se
utilizan por ejemplo materiales metálicos macizos, en especial
super-aleaciones con base de cobalto o níquel.
El álabe de paleta puede estar fabricado
mediante un procedimiento de fundición, mediante un procedimiento
de forjado, mediante un procedimiento de fresado o combinaciones de
ellos.
La figura 2 muestra un corte a lo largo del eje
radial 4 de la figura 1.
El álabe de turbina 1 conforme a la invención,
en especial un álabe de turbina de gas, es aquí por ejemplo un
álabe de paleta 1 que está ejecutado hueco en el interior, es decir,
que presenta una cavidad 25 o al menos un canal 25, en especial un
canal de refrigeración 25.
El álabe de turbina 1 presenta por ello un
grosor de pared de álabe 22 en una pared de álabe 40 que puede
variar en dirección radial.
Forzado por la fabricación existe entre la
región de hoja de álabe 13 y la plataforma 10 una transición 19,
que está redondeada sobre una superficie exterior 17 del álabe de
turbina 1. Una transición 9 redondeada de este tipo está disponible
por ejemplo, según se mira en la dirección del eje radial 4, por
encima y por debajo de la plataforma de álabe 10 y por ejemplo
también giratoriamente alrededor del eje radial.
Mediante una línea 37 a trazos se ha indicado el
desarrollo de contorno interior habitual en la cavidad 25 o en el
canal 25 según el estado de la técnica. En esta región se produce
por ello, según el estado de la técnica, un grosor de pared de
álabe bastante mayor que sobre o debajo de la transición 19, es
decir, a una acumulación de material que, a causa de la mayor masa,
es más difícil de refrigerar, de tal modo que puede producirse un
sobrecalentamiento local (región crítica de calor).
Conforme a la invención se ha adaptado un
desarrollo de contorno 31 interior en la región de la cavidad 25 o
del canal 25, a la altura radial (eje radial 4) de la plataforma de
álabe 10, al contorno de la transición exterior 19, de tal modo que
el grosor de pared de álabe 22 entre la región de hoja de álabe 13 y
el pie de álabe 16 presenta al menos fundamentalmente un mismo
grosor de pared de álabe 22.
Mediante el desarrollo de contorno interior 31
adaptado a la transición exterior 19, es decir aproximadamente
equidistante, se produce en la región de la cavidad 25 o del canal
25 un ensanchamiento 28 en la región de la plataforma de álabe
19.
La figura 3 muestra otro ejemplo de ejecución de
un álabe de turbina 1 conforme a la invención.
El álabe de turbina 1 representado en la figura
3 es por ejemplo un álabe de paleta, que presenta una plataforma de
álabe 10 en ambos extremos. Sobre ambas plataformas de álabe 10 se
dispone de una transición 19 que, en el interior, precalcula un
desarrollo de contorno interior 31 de la cavidad 25 o del canal 25,
como ya se ha descrito en la figura 2.
La figura 4 muestra en otro ejemplo de ejecución
un corte de un álabe de turbina 1 configurado conforme a la
invención.
La transición 19 redondeada sólo está disponible
por ejemplo por encima de un plano axial 34 (perpendicular al eje
radial 4) y sólo está disponible por ejemplo en la región superior
del álabe de turbina 1. En la región inferior la transición entre
el pie de álabe 16 y la plataforma 10 está configurada casi en
ángulo recto, ya que allí no existe ninguna región crítica de
calor.
El desarrollo de contorno interior 31 está
adaptado aún así al desarrollo de contorno superior, según se mira
desde el pie de álabe 16 en la dirección del eje radial 4, en la
región de la transición 19, de tal modo que se consigue un grosor
de pared de álabe 22 casi uniforme.
\global\parskip0.500000\baselineskip
1
\tabulÁlabe de turbina
4
\tabulEje radial
7
\tabulRegión de fijación
10
\tabulPlataforma de álabe
13
\tabulRegión de hoja de álabe
16
\tabulPie de álabe
17
\tabulSuperficie exterior de 1
19
\tabulTransición entre 10 y 13
22
\tabulGrosor de pared de álabe
25
\tabulCanal/Cavidad
28
\tabulEnsanchamiento
31
\tabulDesarrollo de contorno interno
34
\tabulPlano axial
37
\tabulDesarrollo de contorno interno actual
40
\tabulPared de álabe.
\global\parskip0.000000\baselineskip
Claims (2)
1. Álabe de turbina (1) fundido, con una región
de hoja de álabe (13), con una plataforma (10), con una transición
(19) que presenta un desarrollo de contorno exterior entre la región
de hoja de álabe (13) y la plataforma (10), con una pared de álabe
(40) que presenta un grosor de pared de álabe (22), en donde el
álabe de turbina (1) está ejecutado al menos parcialmente hueco en
el interior y presenta en el interior sobre la pared de álabe (40)
un desarrollo de contorno (31), y en donde en el interior el
desarrollo de contorno (31) está adaptado al desarrollo de contorno
exterior de la transición (19), de tal modo que en la región de la
transición (19) se dispone de un grosor de pared de álabe (22)
fundamentalmente uniforme.
2. Álabe de turbina según la reivindicación 1,
caracterizado porque el álabe de turbina (1) presenta un eje
radial (4), y porque la transición (19) está configurada de forma
que gira radialmente alrededor del eje radial (4).
Applications Claiming Priority (2)
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