ES2295792T3 - Plataforma anular de distribuidor de una turbina de baja presion de turbomaquina. - Google Patents
Plataforma anular de distribuidor de una turbina de baja presion de turbomaquina. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2295792T3 ES2295792T3 ES04290323T ES04290323T ES2295792T3 ES 2295792 T3 ES2295792 T3 ES 2295792T3 ES 04290323 T ES04290323 T ES 04290323T ES 04290323 T ES04290323 T ES 04290323T ES 2295792 T3 ES2295792 T3 ES 2295792T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- platform
- distributor
- pressure turbine
- cooling
- cavity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- RLQJEEJISHYWON-UHFFFAOYSA-N flonicamid Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=NC=C1C(=O)NCC#N RLQJEEJISHYWON-UHFFFAOYSA-N 0.000 title 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 55
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 35
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005465 channeling Effects 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F01D5/12—Blades
- F01D5/14—Form or construction
- F01D5/18—Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
- F01D5/187—Convection cooling
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/10—Stators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/10—Stators
- F05D2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
- F05D2240/128—Nozzles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/80—Platforms for stationary or moving blades
- F05D2240/81—Cooled platforms
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
Abstract
Plataforma anular (16, 18) de distribuidor (10) de una turbina de baja presión de turbomáquina, teniendo el citado distribuidor un eje longitudinal (X-X) y que comprende, al menos, un álabe fijo (14) dispuesto aguas abajo de, al menos, un álabe móvil (12) de una turbina de alta presión, comprendiendo la citada plataforma una parte aguas abajo (16a, 18a) de soporte del citado álabe fijo (14) y una parte aguas arriba (16b, 18b) que se extiende longitudinalmente más allá de un borde de ataque (14a) del citado álabe fijo hacia un borde de fuga (12a) del citado álabe móvil, comprendiendo la citada parte aguas arriba (16b, 18b) un circuito de enfriamiento formado por, al menos, una cavidad de enfriamiento (30, 48) que se extiende longitudinalmente entre un extremo aguas arriba (32, 50) de la citada plataforma y el borde de ataque (14a) del álabe fijo (14) y medios de alimentación (44, 27) de aire de la citada cavidad (30, 48), caracterizado porque el circuito de enfriamiento de la parte aguas arriba (16b, 18b) comprende, además, al menos, una perforación de evacuación (46, 70) que se abre en la citada cavidad y que desemboca hacia el exterior de la citada plataforma.
Description
Plataforma anular de distribuidor de una turbina
de baja presión de turbomáquina.
La presente invención se refiere al ámbito
general de los distribuidores de las turbinas de baja presión de
turbomáquina. De modo más particular se refiere a una plataforma
superior y a una plataforma inferior que sirven de soportes para
los álabes fijos de estos distribuidores.
En una turbomáquina, el distribuidor de la
turbina de baja presión está dispuesto aguas abajo de la turbina de
alta presión en el sentido de la corriente gaseosa que atraviesa la
turbomáquina. La figura 5 representa esquemáticamente la unión
entre las turbinas de alta y de baja presión de una turbomáquina
clásica. En esta figura, la turbina de alta presión 100 comprende
una fila de álabes móviles 102 espaciados circunferencialmente
alrededor de un eje longitudinal 104 de la turbina. Como está
representado por la flecha 106, la corriente gaseosa que sale de la
turbina de alta presión fluye hacia el distribuidor 108 de la
turbina de baja presión. Éste, en particular, está formado por una
pluralidad de álabes fijos 110 que se extienden radialmente entre
plataformas anulares superior 112 e inferior 114 que forman
soportes. Estos álabes fijos 110, que, igualmente, están espaciados
circunferencialmente alrededor del eje longitudinal 104, permiten
dirigir la corriente gaseosa que sale de la turbina de alta presión
según un ángulo y una velocidad apropiados. Las superficies internas
116, 118 de las plataformas superior 112 e inferior 114 de soporte
de los álabes fijos 110 delimitan entre ellas un canal aerodinámico
120 para la corriente del flujo gaseoso.
Para mejorar el rendimiento de la turbina de
baja presión, es conocido alargar el canal aerodinámico de la
corriente del flujo gaseoso que atraviesa la turbomáquina alejando
el borde de ataque de los álabes fijos de la turbina de baja
presión respecto del borde de fuga de los álabes móviles de la
turbina de alta presión. Sin embargo, esta disposición necesita
asegurar una continuidad del canal aerodinámico aguas arriba de las
plataformas para limitar las pérdidas de carga entre la turbina de
alta presión y el distribuidor. Una solución conocida a este
problema consiste en dotar a las plataformas del distribuidor de la
turbina de baja presión de virolas que se extienden aguas arriba en
prolongación con las plataformas inferior y superior. Estas virolas
están fijadas, generalmente, a un cárter de la turbomáquina por
uniones con pernos. Sin embargo, esta solución presenta
inconvenientes, asociados, especialmente, a la adición perjudicial
de masa que representan tales virolas y sus uniones. Además, en
ausencia de sistema específico de enfriamiento, estas virolas tienen
tendencia a calentarse rápidamente, lo que degrada la resistencia
mecánica y la calidad de la continuidad del canal aerodinámico. En
efecto, se constata en la práctica un deterioro rápido de la
resistencia mecánica de las virolas, así como una formación de
escalones a nivel de la superficie interna de éstas, que son
particularmente perjudiciales para el rendimiento y la duración de
vida de servicio útil de la turbina de baja presión.
Los documentos US 6 277 798 y EP 0.698.723
describen distribuidores de turbina de gas cuyos álabes presentan
plataformas que se extienden más allá de su borde de ataque hacia el
borde de fuga de los álabes móviles.
La presente invención pretende, por tanto,
mitigar tales inconvenientes, proponiendo una plataforma de
distribuidor que permita alargar el canal aerodinámico de la
corriente del flujo gaseoso sin degradar la resistencia mecánica y
el rendimiento del distribuidor.
A tal efecto, está prevista una plataforma
anular de distribuidor de una turbina de baja presión de
turbomáquina tal como la definida en la reivindicación 1.
La plataforma y su parte aguas arriba que se
extiende más allá del borde de ataque del álabe fijo están
realizadas en una sola y misma pieza. De este modo, es posible
alargar el canal aerodinámico de la corriente del flujo gaseoso sin
adición de masa perjudicial para el funcionamiento del distribuidor.
Dicha plataforma puede constituir indiferentemente una plataforma
superior o una plataforma inferior del distribuidor.
La parte aguas arriba de la plataforma comprende
un circuito de enfriamiento que le es apropiado para homogeneizar
la temperatura y disminuir los gradientes de temperatura de la
plataforma. Un circuito de enfriamiento de este tipo permite,
especialmente, evitar la formación de una discontinuidad del canal
aerodinámico. Así pues, la duración de vida de servicio útil y el
rendimiento del distribuidor no resultan afectados por el
alargamiento del canal aerodinámico de la corriente del flujo
gaseoso que atraviesa la turbomáquina.
Cuando la plataforma constituye una plataforma
superior de distribuidor, los medios de alimentación de aire se
componen de, al menos, un orificio que se abre en un colector de
aire destinado al enfriamiento del álabe fijo y que desemboca en la
cavidad. Preferentemente, estos medios de alimentación comprenden,
al menos, dos orificios que tienen inclinaciones diferentes con el
fin de repartir de modo homogéneo el aire de enfriamiento en la
cavidad.
Cuando la plataforma constituye una plataforma
inferior de distribuidor, los medios de alimentación de aire
comprenden un orificio que atraviesa la plataforma inferior que está
destinado a la evacuación del aire de enfriamiento del álabe fijo.
Preferentemente, la plataforma inferior comprende, además, al menos,
un deflector dispuesto paralelamente a la parte aguas arriba de la
plataforma con el fin de formar un canal anular de enfriamiento
entre el deflector y la plataforma.
Otras características y ventajas de la presente
invención se deducirán de la descripción que de ésta se hace a
continuación, refiriéndose a los dibujos anejos que ilustran un
ejemplo de realización desprovisto de cualquier carácter
limitativo. En las figuras:
- la figura 1 es una vista parcial en corte
longitudinal de un distribuidor de turbina de baja presión que
comprende una plataforma superior y una plataforma inferior de
acuerdo con la invención;
- la figura 2 es una vista desde arriba de una
plataforma superior de distribuidor de acuerdo con la invención;
- la figura 3 es una vista en perspectiva de una
plataforma inferior de distribuidor de acuerdo con la invención;
- la figura 4 es una vista en perspectiva y en
despiece ordenado de la plataforma inferior de la figura 3; y
- la figura 5 es una vista en corte longitudinal
de una unión clásica entre una turbina de alta presión y un
distribuidor de turbina de baja presión.
La figura 1 representa parcialmente en corte
longitudinal un distribuidor 10 de una turbina de baja presión de
eje longitudinal X-X. En esta figura, está
representado, igualmente, un álabe móvil 12 de la turbina de alta
presión dispuesto aguas arriba del distribuidor 10. Naturalmente, la
turbina de alta presión comprende una pluralidad de álabes móviles
12 cuyos bordes de fuga 12a están alineados uno respecto de otro. La
dirección de la corriente del flujo gaseoso que sale de la turbina
de alta presión está esquematizada por la flecha F.
El distribuidor 10 comprende una pluralidad de
álabes fijos 14 espaciados de modo circunferencial alrededor del
eje longitudinal X-X de la turbina de baja presión.
Los álabes fijos 14 están dispuestos en la corriente del flujo
gaseoso de modo que sus bordes de ataque 14a están alineados uno
respecto de otro. El extremo radial superior (o cabeza) 14b de cada
álabe fijo 14 está soportado por una parte aguas abajo 16a de una
plataforma superior anular 16. Asimismo, el extremo radial inferior
(o pie) 14c de cada álabe fijo está soportado por una parte aguas
abajo 18a de una plataforma inferior anular 18. Las plataformas
inferior y superior pueden estar compuestas de uno solo o de una
pluralidad de segmentos anulares adyacentes que forman una
superficie circular y continua. Así, un segmento anular de
plataforma superior o inferior puede servir de soporte para uno
solo o para otros varios álabes fijos. En lo que sigue de la
descripción, el término plataforma se referirá indiferentemente a
la plataforma única o a un segmento de plataforma.
Las superficies internas 20, 22 de las
plataformas superior 16 e inferior 18 delimitan radialmente un canal
aerodinámico 24 de la corriente del flujo gaseoso que sale de la
turbina de alta presión y que atraviesa el distribuidor de la
turbina de baja presión. Este canal aerodinámico está, además,
delimitado longitudinalmente entre el borde de ataque 14a de cada
álabe fijo 14 de la turbina de baja presión y el borde de fuga 12a
de cada álabe móvil 12 de la turbina de alta presión.
De acuerdo con la invención, con el fin de
mejorar el rendimiento de la turbina de baja presión, limitando al
mismo tiempo las pérdidas de carga entre la turbina de alta presión
y el distribuidor, las plataformas superior 16 e inferior 18
comprenden, cada una, una pared aguas arriba 16b, 18b que se
extienden longitudinalmente en prolongación con las paredes aguas
abajo 16a, 18a más allá del borde de ataque 14a de los álabes fijos
14 hacia el borde de fuga 12a de los álabes móviles 12. Estas partes
aguas arriba, que están realizadas en una sola pieza con las partes
aguas abajo de las plataformas, permiten, así, alargar el canal
aerodinámico 24.
De modo más preciso, las partes aguas arriba
16b, 18b de las plataformas superior 16 e inferior 18 se extienden
más allá del borde de ataque 14a de los álabes fijos 14 en una
longitud que puede llegar, por ejemplo, a más de 80 milímetros. Por
otra parte, la plataforma superior 16 está muy inclinada en una
dirección radial con respecto al eje longitudinal
X-X con el fin de aumentar el rendimiento
aerodinámico de la turbina de baja presión por un aumento rápido
del radio medio de ésta. A título de ejemplo, la plataforma superior
puede presentar un ángulo de inclinación del orden de 30º.
De acuerdo con una característica ventajosa de
la invención, la pared aguas arriba 16b de la plataforma superior
16 y/o la pared aguas arriba 18b de la plataforma inferior 18 de
soporte del álabe fijo 14 comprenden un circuito de enfriamiento.
Dicho circuito de enfriamiento permite disminuir los gradientes de
temperatura y la temperatura media a nivel de la superficie interna
20 de la plataforma superior 16 y/o de la superficie interna 22 de
la plataforma inferior 18. Además, este circuito de enfriamiento
equipa una de las plataformas superior 16 e inferior 18, o las
dos.
El aire que alimenta el circuito de enfriamiento
de la plataforma superior 16 y/o de la plataforma inferior 18 es
tomado, ventajosamente, a nivel de un dispositivo clásico de
enfriamiento del álabe fijo 14. En efecto, los álabes fijos del
distribuidor 10 están equipados, cada uno, generalmente, de un
dispositivo de enfriamiento. Típicamente, aire que es tomado a
nivel de una zona de la turbomáquina satisfactoria en términos de
presión y de temperatura (por ejemplo, a nivel del compresor de
alta presión) es introducido en cada álabe fijo 14 del distribuidor
por su cabeza 14b por intermedio de un colector 26 que atraviesa la
plataforma superior 16 y que desemboca en una cavidad de
enfriamiento (no representada en las figuras) dispuesta en el álabe
fijo y que, eventualmente, puede recibir una camisa. El aire
circula a continuación dentro del álabe fijo 14 según un camino
delimitado por la cavidad de enfriamiento antes de ser evacuado a
nivel del pie 14c del álabe por un orificio 27 que atraviesa la
plataforma inferior 18 y a nivel del borde de fuga 14d del álabe
fijo por ranuras 28 o perforaciones dispuestas en éste.
Refiriéndose especialmente a las figuras 1 y 2,
se describirá ahora el circuito de enfriamiento que, de modo más
particular, puede equipar la parte aguas arriba 16b de la plataforma
superior 16 del distribuidor.
Este circuito de enfriamiento comprende,
especialmente, al menos, una cavidad 30 de circulación de aire de
enfriamiento que se extiende longitudinalmente a lo largo de la
parte aguas arriba 16b de la plataforma superior 16 entre un
extremo aguas arriba 32 de ésta y el borde de ataque 14a de los
álabes fijos 14. En la figura 2, la plataforma superior 16 es un
segmento de plataforma que soporta cuatro álabes fijos 14 y que
comprende una sola cavidad de enfriamiento 30. Esta cavidad se
extiende tangencialmente entre los dos extremos tangenciales 34, 36
de la plataforma de modo que el aire de enfriamiento presente en
esta cavidad cubre una superficie máxima de la plataforma superior.
Se puede imaginar, sin embargo, que la plataforma superior comprenda
varias cavidades que se extiendan desde el borde de ataque de los
álabes fijos 14 hasta su extremo aguas arriba 32. En este caso, el
espaciamiento tangencial entre dos cavidades adyacentes deberá ser
el menor posible con el fin de permitir que el aire de enfriamiento
cubra una superficie máxima.
La cavidad 30 de enfriamiento de la plataforma
superior puede obtenerse formando un vaciado 38 en una parte
externa de la plataforma que es recubierto por un dispositivo de
estanqueidad. Este dispositivo de estanqueidad puede ser, por
ejemplo, una chapa metálica 40 soldada con soldadura dura o blanda a
los extremos aguas arriba 32 y tangenciales 34, 36 de la plataforma
y a un gancho 42 de la plataforma superior que está destinado a la
fijación de ésta a un cárter de la turbomáquina (no representado en
las figuras). De acuerdo con una variante de realización (no
representada), la cavidad 30 de enfriamiento puede obtenerse,
igualmente, directamente por moldeo. En este caso, la plataforma
superior está realizada por moldeo y el emplazamiento de la cavidad
o las cavidades 30 está reservado por núcleos solubles dispuestos
dentro del molde antes de la colada del metal. Por otra parte,
puede ser necesario dotar a la cavidad 30 de perturbadores (no
representados en las figuras) dispuestos perpendicularmente a la
dirección de la corriente del aire en la cavidad con el fin de
aumentar el intercambio térmico entre el aire de enfriamiento y la
plataforma.
Para alimentar de aire la cavidad 30 de
enfriamiento de la plataforma superior 16, esta previsto derivar una
parte del aire que alimenta el dispositivo de enfriamiento del
álabe fijo 14 a través de, al menos, un orificio 44 que se abre en
el colector 26 de aire de enfriamiento del álabe fijo y que
desemboca en la cavidad 30. Como está representado en la figura 1,
el colector 26 puede ser, por ejemplo, un casquillo que permite
disminuir los riesgos de fuga y optimizar las corrientes de aire.
El orificio 44 está calibrado de modo que asegura un caudal regular
de circulación de aire en la cavidad 30. Se observará, igualmente,
que este orificio puede estar practicado, ventajosamente, a nivel
del gancho 42 de la plataforma superior que está destinado a la
fijación de ésta a un cárter de la turbomáquina. Así, el aire que
atraviesa este orificio permite, igualmente, enfriar dicho
gancho.
De acuerdo con una característica ventajosa de
la invención, con el fin de repartir de modo homogéneo el aire de
enfriamiento en la cavidad y, por tanto, evitar la formación de
gradientes de temperatura nefastos para la duración de la vida se
servicio útil de la plataforma, puede estar previsto disponer varios
orificios 44 para cada álabe fijo 14, teniendo estos orificios
inclinaciones diferentes con respecto a un eje longitudinal de la
plataforma superior. En el ejemplo de realización representado en la
figura 2, la plataforma superior 16 comprende, así, para cada álabe
fijo 14, tres orificios 44 que tienen inclinaciones diferentes.
El aire así tomado por el orificio o los
orificios 44 fluye a la cavidad 30 de enfriamiento de la plataforma
superior 16 antes de ser evacuado o purgado por, al menos, una
perforación 46 (en número de tres en la figura 2) que se abre en la
cavidad y que desemboca hacia el exterior de la plataforma. Esta o
estas perforaciones 46 están practicadas en el extremo aguas arriba
32 de la plataforma superior. Éstas, igualmente, están calibradas
de modo que aseguran un caudal regular de la corriente de aire en la
cavidad 30. Por otra parte, la evacuación del aire de la cavidad 30
puede hacerse indiferentemente hacia el canal aerodinámico 24, hacia
el exterior de éste o bien en la prolongación de la plataforma
superior 16 (como está ilustrado en la figura 1).
Refiriéndose a las figuras 1, 3 y 4, se
describirá ahora el circuito de enfriamiento que, de modo más
particular, puede equipar la parte aguas arriba 18b de la
plataforma inferior 18 del distribuidor.
Este circuito de enfriamiento comprende,
igualmente, una cavidad o recinto 48 de circulación de aire de
enfriamiento que se extiende longitudinalmente a lo largo de la
parte aguas arriba 18b de la plataforma inferior 18 entre un
extremo aguas arriba 50 de ésta y el borde de ataque 14a de los
álabes fijos 14. En la figura 1, este recinto 48 se extiende
incluso más allá, es decir, entre el borde de ataque 14a y el borde
de fuga 14d del álabe fijo 14. Como en la plataforma superior, la
plataforma inferior 18 ilustrada en las figuras 3 y 4 es un segmento
de plataforma que soporta cuatro álabes fijos (no representados).
El recinto 48 se extiende, igualmente, entre los dos extremos
tangenciales 52, 54 de la plataforma inferior de modo que el aire de
enfriamiento presente en este recinto cubre una superficie máxima de
la plataforma inferior.
El recinto 48 de enfriamiento de la plataforma
inferior puede obtenerse, igualmente, formando un vaciado 56 en una
parte interna de la plataforma que está recubierto por un
dispositivo de estanqueidad. El dispositivo de estanqueidad del
recinto puede estar formado por una chapa metálica 58 soldada con
soldadura dura o blanda en los extremos aguas arriba 50 y
tangenciales 52, 54 de la plataforma y en un gancho 60 destinado a
la fijación a ésta de un frasco de inyección de aire (no
representado). En este caso, la chapa de estanqueidad está provista
de una abertura para el paso de, al menos, un casquillo de unión 62
(en número de dos en las figuras 3 y 4) destinado a alimentar de
aire de enfriamiento el frasco de inyección. El aire de enfriamiento
del álabe fijo 14 es evacuado a nivel del pie 14c del álabe por el
orificio 27 que atraviesa la plataforma inferior 18 con el fin de
alimentar de aire de enfriamiento el recinto 48 y después el frasco
de inyección por los casquillos de unión 62. Se observará que, con
una configuración de este tipo, es posible alinear casi axialmente
el orificio 27 de evacuación del aire de enfriamiento del álabe
fijo con el casquillo o los casquillos de unión 62 de alimentación
del frasco, lo que permite minimizar las pérdidas de carga. Esta
configuración permite, además, disminuir el número de casquillos de
unión con respecto al número de orificios de evacuación (en las
técnicas anteriores, a un orificio de evacuación de aire corresponde
un casquillo de unión del frasco).
Por otra parte, en el interior del recinto 48,
está dispuesto, ventajosamente, un deflector 64 paralelamente a la
parte aguas abajo 18b de la plataforma inferior de modo que forma un
canal anular 66 entre el deflector y la plataforma. Este canal
anular 66 permite mejorar el enfriamiento de la parte aguas arriba
18b de la plataforma inferior 18 canalizando el aire a lo largo de
la superficie externa de ésta. Este deflector 64 puede ser una
chapa soldada con soldadura dura o blanda al extremo aguas arriba 50
de la plataforma y que se extiende paralelamente a la superficie
externa de la plataforma inferior entre este extremo aguas arriba y
una pared aguas arriba del orificio 27. En particular, es
preferible que este deflector no se extienda más allá de la pared
aguas arriba del orificio de evacuación con el fin de no perturbar
la corriente del aire evacuado por el orificio. En su extremo
libre, el deflector 64 puede comprender una parte 68 curvada en la
dirección de la corriente del aire que sale del orificio 27 de
alimentación del recinto. Esta parte curvada permite guiar el aire
evacuado del álabe fijo 14 hacia el canal anular 66. Finalmente,
puede ser necesario dotar el canal anular 66 de perturbadores (no
representados en las figuras) dispuestos perpendicularmente a la
dirección de la corriente del aire en la cavidad con el fin de
aumentar el intercambio térmico entre el aire de enfriamiento y la
plataforma.
El aire que alimenta el canal anular 66 es
evacuado o purgado a continuación por, al menos, una perforación 70
(una pluralidad en la figura 4) que se abre en el canal y que
desemboca hacia el exterior de la plataforma inferior. Esta o estas
perforaciones 70 están practicadas en el extremo delantero 50 de la
plataforma. Éstas están, igualmente, calibradas de modo que
aseguran un caudal regular de circulación de aire en el canal
anular. Por otra parte, la evacuación del aire puede hacerse
indiferentemente hacia el canal aerodinámico 24, hacia el exterior
de éste o bien en prolongación con la plataforma inferior (como está
ilustrado en la figura 1).
Las plataformas inferior y superior así
definidas, presentan numerosas ventajas. Estas permiten,
especialmente, alargar el canal aerodinámico del distribuidor de la
turbina de baja presión sin adición de masa perjudicial. Los
circuitos de enfriamiento que equipan estas plataformas disminuyen
los gradientes de temperatura y la temperatura media a nivel de la
superficie interna de éstas. Se evitan, por tanto, riesgos de
apariciones de escalones perjudiciales para el rendimiento del
distribuidor y de zonas no enfriadas que crean gradientes de
temperatura nefastos para la duración de vida de servicio útil. El
aire que alimenta estos circuitos de enfriamiento es derivado del
aire destinado al enfriamiento de los álabes fijos sin, por otra
parte, degradar el enfriamiento de estos álabes. Se observará,
además, que, contrariamente a las técnicas conocidas, las
plataformas inferior y superior alargadas de acuerdo con la
invención están realizadas, cada una, en una sola pieza, por
ejemplo de fundición. Asimismo, las perforaciones que evacuan el
aire de las cavidades de enfriamiento de las plataformas pueden
obtenerse directamente de fundición.
Claims (11)
1. Plataforma anular (16, 18) de distribuidor
(10) de una turbina de baja presión de turbomáquina, teniendo el
citado distribuidor un eje longitudinal (X-X) y que
comprende, al menos, un álabe fijo (14) dispuesto aguas abajo de,
al menos, un álabe móvil (12) de una turbina de alta presión,
comprendiendo la citada plataforma una parte aguas abajo (16a, 18a)
de soporte del citado álabe fijo (14) y una parte aguas arriba (16b,
18b) que se extiende longitudinalmente más allá de un borde de
ataque (14a) del citado álabe fijo hacia un borde de fuga (12a) del
citado álabe móvil, comprendiendo la citada parte aguas arriba (16b,
18b) un circuito de enfriamiento formado por, al menos, una cavidad
de enfriamiento (30, 48) que se extiende longitudinalmente entre un
extremo aguas arriba (32, 50) de la citada plataforma y el borde de
ataque (14a) del álabe fijo (14) y medios de alimentación (44, 27)
de aire de la citada cavidad (30, 48), caracterizado porque
el circuito de enfriamiento de la parte aguas arriba (16b, 18b)
comprende, además, al menos, una perforación de evacuación (46, 70)
que se abre en la citada cavidad y que desemboca hacia el exterior
de la citada plataforma.
2. Plataforma de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizada porque la citada cavidad (30, 48) se obtiene
formando un vaciado (38, 56) en una parte externa de la citada
plataforma que está recubierta por un dispositivo de estanqueidad
(40, 58).
3. Plataforma de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque constituye una
plataforma superior (16) del citado distribuidor de la turbina de
baja presión.
4. Plataforma de acuerdo con la reivindicación
3, caracterizada porque los citados medios de alimentación
de aire comprenden, al menos, un orificio (44) que se abre en un
colector de aire (26) destinado al enfriamiento del álabe fijo (14)
y que desemboca en la citada cavidad (30).
5. Plataforma de acuerdo con la reivindicación
4, caracterizada porque los citados medios de alimentación
comprenden, al menos, dos orificios (44) que tienen inclinaciones
diferentes con el fin de repartir de modo homogéneo el aire de
enfriamiento en la citada cavidad (30).
6. Plataforma de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque constituye una
plataforma inferior (18) del citado distribuidor de la turbina de
baja presión.
7. Plataforma de acuerdo con la reivindicación
6, caracterizada porque los citados medios de alimentación
de aire comprenden un orificio (27) que atraviesa la citada
plataforma y destinado a la evacuación del aire de enfriamiento del
citado álabe fijo (14).
8. Plataforma de acuerdo con la reivindicación
7, caracterizada porque comprende, además, al menos, un
deflector (64) dispuesto paralelamente a la citada parte aguas
arriba (18b) de la plataforma con el fin de formar un canal anular
de enfriamiento (66) entre el citado deflector y la citada
plataforma.
9. Distribuidor de turbina de baja presión de
una turbomáquina que comprende una pluralidad de álabes fijos (14)
soportados por, al menos, una plataforma superior (16) de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5.
10. Distribuidor de turbina de baja presión de
una turbomáquina que comprende una pluralidad de álabes fijos (14)
soportados por, al menos, una plataforma inferior (18) de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8.
11. Distribuidor de turbina de baja presión de
una turbomáquina que comprende una pluralidad de álabes fijos (14)
soportados por, al menos, una plataforma superior (16) de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5 y por, al menos,
una plataforma inferior (18) de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 6 a 8.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0301841 | 2003-02-14 | ||
FR0301841A FR2851287B1 (fr) | 2003-02-14 | 2003-02-14 | Plate-forme annulaire de distributeur d'une turbine basse pression de turbomachine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2295792T3 true ES2295792T3 (es) | 2008-04-16 |
Family
ID=32749593
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES04290323T Expired - Lifetime ES2295792T3 (es) | 2003-02-14 | 2004-02-09 | Plataforma anular de distribuidor de una turbina de baja presion de turbomaquina. |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7004721B2 (es) |
EP (1) | EP1452691B1 (es) |
JP (1) | JP4579555B2 (es) |
CA (1) | CA2456705C (es) |
DE (1) | DE602004010557T2 (es) |
ES (1) | ES2295792T3 (es) |
FR (1) | FR2851287B1 (es) |
RU (1) | RU2004104121A (es) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2877390B1 (fr) * | 2004-10-29 | 2010-09-03 | Snecma Moteurs | Secteur de distribution de turbine alimente en air de refroidissement |
GB2427657B (en) * | 2005-06-28 | 2011-01-19 | Siemens Ind Turbomachinery Ltd | A gas turbine engine |
US7857580B1 (en) * | 2006-09-15 | 2010-12-28 | Florida Turbine Technologies, Inc. | Turbine vane with end-wall leading edge cooling |
JP2009013837A (ja) * | 2007-07-03 | 2009-01-22 | Hitachi Ltd | ガスタービン設備 |
US8961108B2 (en) * | 2012-04-04 | 2015-02-24 | United Technologies Corporation | Cooling system for a turbine vane |
JP6263365B2 (ja) | 2013-11-06 | 2018-01-17 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガスタービン翼 |
US9771816B2 (en) * | 2014-05-07 | 2017-09-26 | General Electric Company | Blade cooling circuit feed duct, exhaust duct, and related cooling structure |
JP6526787B2 (ja) * | 2015-02-26 | 2019-06-05 | 東芝エネルギーシステムズ株式会社 | タービン動翼及びタービン |
US10526917B2 (en) | 2018-01-31 | 2020-01-07 | United Technologies Corporation | Platform lip impingement features |
FR3086339B1 (fr) * | 2018-09-20 | 2021-01-15 | Safran Aircraft Engines | Carter inter-turbine de turboreacteur muni d'un circuit de refroidissement et de ventilation |
US11466577B2 (en) * | 2019-10-04 | 2022-10-11 | Raytheon Technologies Corporation | CMC vane mate face flange |
CN113202567B (zh) * | 2021-05-25 | 2022-10-28 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种高压涡轮导向冷却叶片缘板的冷却结构设计方法 |
CN113605994B (zh) * | 2021-07-26 | 2023-10-03 | 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 | 一种新型船用燃气轮机低泄露损失双联冷却导叶结构 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3446481A (en) * | 1967-03-24 | 1969-05-27 | Gen Electric | Liquid cooled turbine rotor |
US4017213A (en) * | 1975-10-14 | 1977-04-12 | United Technologies Corporation | Turbomachinery vane or blade with cooled platforms |
US4187054A (en) * | 1978-04-20 | 1980-02-05 | General Electric Company | Turbine band cooling system |
FR2681095B1 (fr) * | 1991-09-05 | 1993-11-19 | Snecma | Distributeur de turbine carene. |
US5344283A (en) * | 1993-01-21 | 1994-09-06 | United Technologies Corporation | Turbine vane having dedicated inner platform cooling |
US5413458A (en) * | 1994-03-29 | 1995-05-09 | United Technologies Corporation | Turbine vane with a platform cavity having a double feed for cooling fluid |
US5634766A (en) * | 1994-08-23 | 1997-06-03 | General Electric Co. | Turbine stator vane segments having combined air and steam cooling circuits |
JPH11200807A (ja) * | 1998-01-12 | 1999-07-27 | Hitachi Ltd | 冷媒回収型ガスタービンおよびその静翼 |
KR100694370B1 (ko) * | 1999-05-14 | 2007-03-12 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | 터빈 노즐의 내측 및 외측 밴드에서 온도 부정합을 제어하는 장치 및 내측 또는 외측 밴드의 벽과 커버 사이의 온도 차이를 감소시키는 방법 |
US6227798B1 (en) * | 1999-11-30 | 2001-05-08 | General Electric Company | Turbine nozzle segment band cooling |
JP2001193408A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-17 | Toshiba Corp | タービン冷却翼 |
-
2003
- 2003-02-14 FR FR0301841A patent/FR2851287B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-02-09 EP EP04290323A patent/EP1452691B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 2004-02-09 ES ES04290323T patent/ES2295792T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2004-02-09 DE DE602004010557T patent/DE602004010557T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2004-02-11 CA CA2456705A patent/CA2456705C/fr not_active Expired - Lifetime
- 2004-02-13 US US10/777,747 patent/US7004721B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2004-02-13 JP JP2004036046A patent/JP4579555B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2004-02-13 RU RU2004104121/06A patent/RU2004104121A/ru not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20040161336A1 (en) | 2004-08-19 |
CA2456705C (fr) | 2012-05-15 |
JP2004245223A (ja) | 2004-09-02 |
DE602004010557D1 (de) | 2008-01-24 |
FR2851287A1 (fr) | 2004-08-20 |
RU2004104121A (ru) | 2005-07-27 |
DE602004010557T2 (de) | 2008-12-11 |
JP4579555B2 (ja) | 2010-11-10 |
US7004721B2 (en) | 2006-02-28 |
EP1452691A1 (fr) | 2004-09-01 |
EP1452691B1 (fr) | 2007-12-12 |
FR2851287B1 (fr) | 2006-12-01 |
CA2456705A1 (fr) | 2004-08-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2295792T3 (es) | Plataforma anular de distribuidor de una turbina de baja presion de turbomaquina. | |
EP1247940B1 (en) | Gas turbine stationary blade | |
ES2276254T3 (es) | Hendiduras de evacuacion del aire de refrigeracion de alabes de turbina. | |
US7857587B2 (en) | Turbine blades and turbine blade cooling systems and methods | |
US7121787B2 (en) | Turbine nozzle trailing edge cooling configuration | |
CN100460630C (zh) | 悬臂式安装的喷嘴段 | |
CN1525048B (zh) | 燃气轮机发动机涡轮机喷嘴分叉冲击隔板 | |
US20100284800A1 (en) | Turbine nozzle with sidewall cooling plenum | |
US10450881B2 (en) | Turbine assembly and corresponding method of operation | |
ES2292704T3 (es) | Circuito de refrigeracion para alabe de una turbina de gas. | |
US10196904B2 (en) | Turbine endwall and tip cooling for dual wall airfoils | |
JP5916047B2 (ja) | シールド冷却媒体供給通路を備えたタービンブレード | |
US20020197159A1 (en) | Turbine blade with rub tolerant cooling construction | |
JP5837021B2 (ja) | 高温ガスセグメント装置 | |
CN105863741A (zh) | 转子叶片 | |
US20130104567A1 (en) | Method and apparatus for cooling gas turbine rotor blades | |
KR20060057508A (ko) | 선단부에 인접한 보조 냉각 채널을 갖는 에어포일 | |
JP2005299637A (ja) | タービンブレード温度を低下させる方法及び装置 | |
JP4482273B2 (ja) | ガスタービンノズルを冷却する方法及び装置 | |
JP2005140119A (ja) | ノズルセグメントのプラットホーム端縁用の冷却システム | |
KR20150110367A (ko) | 냉각된 필릿을 갖는 터빈 베인 | |
US20010006600A1 (en) | Turbine blade with actively cooled shroud-band element | |
JP2005054799A (ja) | ガスタービンエンジンのタービン用の中空回転翼 | |
CN106460563A (zh) | 涡轮的换气构造 | |
BR102016026860A2 (pt) | Components for a gas turbine engine |