ES2305896T3 - Pala para maquina de flujos. - Google Patents

Abstract

Una pala prevista para estar expuesta a un flujo de gas (11) a alta velocidad, durante el funcionamiento de una máquina de flujo que comprende la pala, cuya pala comprende un extremo frontal (1) diseñado para orientarse hacia el flujo de gas de entrada (11) y un extremo posterior (2), en el que el extremo frontal (1) está provisto de un área cóncava (7) que está dispuesta tal que, durante el funcionamiento, surge un punto estático para el flujo de gas de entrada (11) a una distancia en frente de una superficie exterior de la pala (12) que define el área cóncava (7) y en el que la superficie exterior de la pala (12) está de este modo al menos esencialmente protegida del flujo de gas de entrada caracterizada por el hecho de que la pala comprende una primera y segunda pared lateral (3, 4) y en el que una unión (8) que une conjuntamente la primera y segunda pared lateral (3, 4) está posicionada dentro del área cóncava (7).

Description

Pala para máquina de flujos.

Campo de la técnica

La presente invención se refiere a una pala prevista para estar expuesta a un flujo de gas a alta velocidad, durante el funcionamiento de una máquina de flujo que comprenda la pala, cuya pala comprende un extremo frontal diseñado para orientarse hacia el flujo de gas de entrada y un extremo posterior.

Se entiende por máquina de flujo básicamente una turbina de gas, aunque la invención también puede aplicarse en otros tipos de máquina de flujo, tales como una turbina de vapor o una bomba. La invención se describirá a continuación para una aplicación en una turbina de gas.

Además, la invención se refiere a una sección para un componente de una máquina de flujo, tal componente de una máquina de flujo, una turbina de gas y un motor de aviación, todos ellos provistos al menos de una pala de acuerdo con la invención.

Una turbina de gas comprende una etapa de compresión, un paso de turbina y, por ejemplo en el caso de un motor de aviación, para muchos tipos de motor de aviación, un conducto ventilador o un paso de ventilador. La pala de la turbina de gas según la invención puede estar dispuesta y formar parte de al menos una de estas partes de la turbina de gas.

La pala de la turbina de gas forma por ello un componente en una turbina de gas, con lo que durante su funcionamiento está sometida a una fluido que fluye rápidamente a lo largo de ésta desde su extremo frontal hacia su extremo posterior. La pala de la turbina de gas tiene habitualmente un diseño aerodinámico y forma preferentemente una guía o un elemento de soporte estructural en un estator, aunque también puede formar un álabe en un rotor.

Antecedentes de la invención

Palas de turbinas de gas, que forman álabes, guías y elementos de soporte estructural, que se utilizan en turbinas de gas en, por ejemplo, motores de aviación y que están sometidas a un fluido que fluye con rapidez son bien conocidas y bien documentadas en la tecnología anterior.

La fabricación de palas para turbinas de gas puede llevarse a cabo al construirlas a partir de paredes laterales o mitades de pala, o simplemente a partir de una sola placa que seguidamente se una juntamente en el borde frontal y, si es necesario, en el borde trasero para crear un extremo frontal y un extremo posterior. Ya que las palas de turbina de gas están normalmente hechas de metal, dicha unión conjunta se lleva a cabo preferiblemente por soldadura. Alternativamente la unión puede ser una unión pegada o una unión creada por una reacción química en la unión entre las paredes laterales, en particular, si la pala de la turbina de gas está hecha de un material compuesto que comprenda plástico.

En funcionamiento, un flujo de fluido a alta velocidad pasa por las palas de la turbina de gas en una dirección desde su extremo frontal hacia su extremo posterior. En consecuencia, si por ejemplo, la unión presenta una irregularidad sobre la superficie donde se posiciona, puede afectar seriamente la película de flujo y por lo tanto la aerodinámica de toda la pala de la turbina de gas. Es, naturalmente, deseable evitar un efecto adverso en la aerodinámica provocada por la unión, y evitar la degradación y debilitamiento de la unión provocado por el efecto del fluido sobre la unión.

De acuerdo con la tecnología anterior conocida, este problema se resuelve con el control preciso del proceso de unión para conseguir uniones de alta calidad y al controlar posteriormente que se ha conseguido realmente la calidad requerida. Esto es, naturalmente, una gran tarea y resulta caro.

En general, se halle o no una junta, puede, además, ser deseable minimizar el efecto del fluido en el extremo frontal de las palas de turbinas de gas y minimizar el efecto del extremo frontal en la aerodinámica de la pala.

La técnica anterior referida se describe en los documentos US-A-6139 258 y EP-A-0 503 696.

Objeto de la invención

El objeto de la presente invención es proporcionar una pala del tipo descrito en la introducción, donde el diseño de la pala es tal que hay una reducción en las tensiones a las cuales está sometido el extremo frontal durante el funcionamiento a causa del flujo rápido de gas que pasa por la pala. Un objeto adicional es proporcionar una pala que tenga un diseño que sea tal que evite cualquier irregularidad en el extremo frontal dando lugar a efectos desfavorables en el flujo del gas que pasa durante el funcionamiento, cuya irregularidad, por ejemplo, puede ser provocada por el proceso de fabricación.

El diseño de la pala debe permitir llevar a cabo la fiabilidad y la producción industrial con un coste efectivo de dichas palas.

Descripción de la invención

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El objeto de la invención se consigue mediante la pala descrita en la introducción, caracterizada por el hecho de que el extremo frontal está provisto de un área cóncava que es tal que surge un punto estático para el flujo de entrada de gas durante el funcionamiento a una distancia en frente de la superficie exterior de la pala que define el área cóncava y en el que la superficie exterior de la pala está de este modo al menos esencialmente protegida del flujo de gas de entrada. La forma y tamaño del área cóncava son de este modo tal que el punto estático para el flujo de gas surja en frente del área cóncava.

Por punto estático se entiende un punto donde el fluido tiene una baja velocidad o está incluso estacionario entre el punto estático y la pala. La velocidad es al menos inferior o esencialmente inferior que la velocidad del fluido que fluye a lo largo de las paredes laterales de la pala. En otras palabras, el fluido en el área del extremo frontal, y más en particular dentro del área cóncava, será estacionario o fluirá lentamente en condiciones donde el fluido esté de otro modo pasando rápidamente. Esto hace posible posicionar una unión en el área cóncava, utilizar material en el extremo frontal con una resistencia inferior al desgaste que de otro modo hubiese sido necesario, tener un espesor más pequeño en el área o hacer demandas menos rigurosas en lo que se refiere al acabado superficial.

Según una realización preferida, el área cóncava se extiende desde el encastre de la pala hasta la parte superior. De este modo, se garantiza que el efecto requerido se consiga a lo largo de toda la longitud de la pala.

De acuerdo con la invención, una unión, tal como una unión soldada, que une conjuntamente dos paredes laterales en el área del extremo frontal, puede disponerse y puede extenderse dentro del área cóncava. Si el área cóncava se extiende por encima del extremo frontal y la velocidad del flujo de fluido varía en la anchura del área cóncava, la unión está posicionada adecuadamente donde se espera que el flujo sea más lento. Normalmente, sin embargo, la unión está posicionada en el área de una línea central del área cóncava, cuya línea central se extiende en una dirección desde el encastre de la pala hacia la parte superior. La unión está posicionada ventajosamente donde el área cóncava es más profunda.

Como resultado de la invención, una unión que está dispuesta en el extremo frontal de la pala de la turbina de gas tiene un efecto adverso tan pequeño como sea posible en la aerodinámica de la pala y el efecto sobre la unión por parte de un fluido que fluye sobre ésta rápidamente se minimiza y el efecto sobre las áreas debilitadas por esta unión se minimiza.

De acuerdo con una realización especial, al menos se dispone un conducto a través de al menos una de las partes de pared que forma el extremo frontal, dentro del área cóncava, y dicho conducto se extiende en una de las paredes laterales a una distancia del extremo frontal. De este modo, es posible controlar con mayor precisión el flujo de fluido cerca de la unión y también afectar la película de fluido a lo largo de las paredes laterales por medio de un diseño adecuado de los conductos en cuestión.

El conducto, que es al menos uno en número, adecuadamente se extiende en un ángulo agudo hacia atrás con relación a una superficie exterior de la pared lateral en la que se dispone el conducto, cuya superficie exterior envuelve el conducto. Esto favorece que la denominada capa límite fluya a lo largo de dichas paredes laterales, y significa que el flujo de aire sigue las superficies exteriores de las paredes laterales de forma cercana.

La invención también comprende una sección de un componente de una máquina de flujo, cuya sección comprende una primera y una segunda mitad de pala, que están dispuestas una distancia y previstas para formar parte de dos palas adyacentes en el componente, que definen entre ellas un conducto de gas, comprendiendo cada una de las mitades de pala un extremo frontal previsto para orientarse hacia un flujo de gas de entrada durante el funcionamiento de una máquina de flujo que comprenda el componente, y un extremo posterior. El extremo frontal de cada una de las mitades de pala está provisto de un área cóncava que es tal que una pala en el componente creado por dos mitades de pala desde secciones adyacentes da lugar a un punto estacionario para el flujo de gas de entrada a una distancia en frente de una superficie exterior de la pala que define el área cóncava y tal que la superficie exterior de la pala está así al menos esencialmente protegida del flujo de gas de entrada. Al colocar una pluralidad de tales secciones próximas entre sí y unirlas conjuntamente, es posible fabricar un componente de una máquina de flujo para una máquina de flujo de una forma ventajosa. Cada una de las secciones está preferentemente fundida de forma separada y seguidamente unida por soldadura. La unión por soldadura está situada dentro del área cóncava.

La invención comprende además un componente de una máquina de flujo que comprende una pluralidad de palas que se extienden en una dirección radial a partir de un elemento al cual se acopla, cuyas palas están dispuestas una distancia separada en la dirección de la circunferencia del componente, caracterizado por el hecho de que al menos una de las palas es una pala diseñada según lo anterior.

Además, la invención se refiere a un componente de una máquina de flujo que comprende una pluralidad de secciones que están unidas conjuntamente en la dirección de la circunferencia y forman una estructura circular, caracterizado por el hecho de que al menos dos de dichas secciones forman cada sección como se ha descrito anteriormente.

De forma similar, la invención se refiere a una turbina de gas que se caracteriza por el hecho de que comprende al menos una pala diseñada como se ha descrito anteriormente, y una turbina de gas que se caracteriza por el hecho de que comprende al menos un componente para una máquina de flujo como se ha descrito anteriormente.

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La invención también se refiere a un motor de aviación que se caracteriza por el hecho de que comprende al menos una pala diseñada como se ha descrito anteriormente, y un motor de aviación que se caracteriza por el hecho de que comprende al menos un componente para una máquina de flujo según la invención.

Ventajas y características adicionales de la invención son evidentes a partir de la siguiente descripción detallada y a partir de las otras reivindicaciones dependientes.

Breve descripción de los dibujos

La invención se describirá a continuación con mayor detalle con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

La figura 1 es una sección transversal desde arriba de una primera realización de una pala para una máquina de flujo de acuerdo con la invención,

la figura 2 es una sección transversal desde arriba de una segunda realización de una pala para una máquina de flujo de acuerdo con la invención,

la figura 3 es una sección transversal desde arriba de una tercera realización de una pala para una máquina de flujo de acuerdo con la invención,

la figura 4 es un diagrama en perspectiva parcialmente seccionado de la pala en la figura 3,

la figura 5 es una sección transversal a través de una turbina de gas ilustrada de forma esquemática, con palas para la turbina de gas en forma de guías, palas de rotor, palas de estator y elementos de soporte estructural,

la figura 6 muestra un sector de fundición de acuerdo con la invención en una vista en perspectiva, y

la figura 7 muestra un componente de estator construido por una pluralidad de sectores según la figura 6 en la dirección de su circunferencia.

Descripción detallada de la invención

La figura 1 muestra una primera realización de una pala para una turbina de gas según la invención. La pala para la turbina de gas es preferentemente un componente de un motor de aviación, por ejemplo un álabe, un elemento de soporte estructural o una guía en un turbina de gas. La figura 1 muestra solamente una sección a través de la pala, provista de un área cóncava 7. El área cóncava 7 y su función se describirán con más detalle en referencia también a otras realizaciones. Es, sin embargo, evidente a partir de la figura 1 como se prevé de que afecte a un flujo de gas 11 al generar un punto estático con un fluido de gas lento inmediatamente en frente o dentro del área cóncava presente y guiar el flujo hacia el exterior del perfil de la pala.

Las figuras 1-3 muestran tres realizaciones de la pala para una turbina de gas. La pala para la turbina de gas comprende un extremo frontal 1, un extremo posterior 2, una primera pared lateral 3 y una segunda pared lateral 4. Tiene, además, un encastre 5, véase la figura 4, en el cual está previsto que se acople a un bastidor, como por ejemplo, un rotor o un estator, y una parte superior 6, que se muestra seccionada en la figura 3. La figura 4 muestra las posiciones del extremo frontal 1, el extremo posterior 2, el encastre 5 y la parte superior 6. Para el acoplamiento, el encastre 5 puede estar provisto de medios de fijación especial, que, sin embargo, no se muestran aquí. La parte superior 6 también puede estar provista de tales medios de fijación y pueden disponerse para acoplarse en un componente estructural, como por ejemplo, un rotor o estator.

De acuerdo con la segunda y tercera realización, véase las figuras 2-4, la pala para la turbina de gas está hueca y está formada por dos mitades, cada una de las cuales forma una de las paredes laterales 3, 4 y que están conjuntamente unidas en un borde frontal para formar el extremo frontal 1 y en un borde posterior para formar el extremo posterior 2. Las mitades están preferentemente hechas de metal, ya sea por fundición como conformación de placas y están unidas conjuntamente por soldadura por fuera. Alternativamente, pueden estar hechas de algún otro material, por ejemplo un material compuesto. Es bastante posible que el perfil de la pala esté provisto de elementos de soporte estructural transversales internos o elementos de refuerzo similar. Está aerodinámicamente diseñada con un perfil de ala y está preferentemente hueca.

Un área cóncava 7 está dispuesta en el extremo frontal 1, que es más amplia que el extremo posterior 2 y la cual, durante el funcionamiento, está sometida a un fluido que fluye hacia ésta. El área cóncava 7 se extiende a lo largo de toda la parte de la longitud de la pala que estará sometida al fluido que pasa durante el funcionamiento, adecuadamente a lo largo de toda la longitud, desde el encastre 5 a la parte superior 6. Es, naturalmente, posible como una alternativa tener un área cóncava discontinua. También es posible, de forma preferente, por motivos asociados con la concentración de tensiones, que el área cóncava sea más pronunciada en las áreas donde se une la pala, que está en el encastre 5 y/o la parte superior 6, en comparación a su área media libre. Un área cóncava más pronunciada puede conseguirse tanto por el área cóncava que se extiende más profunda como por las partes envolventes que son más alargadas en estas áreas.

La pala para la turbina de gas está preferentemente provista del área cóncava 7 antes de la unión conjunta de las paredes laterales 3, 4 tanto por conformación de las paredes laterales acabadas 3, 4 como en asociación con la fabricación de éstas.

El área cóncava 7 tiene tal anchura, en una dirección transversal a la longitud de la pala, y tal profundidad que garantiza que surja un punto estático para el flujo de gas de entrada 11 en frente de la pala. Con estos medios, hay un fluido que fluye lentamente o estacionario entre el punto estático y el área cóncava durante el funcionamiento. La forma del área cóncava 7 debe, además, naturalmente ser también tal que garantice que un punto estático sea producido en frente de ésta. La anchura del área cóncava 7 es preferentemente de al menos el 10% de la anchura máxima del extremo frontal 1, más preferentemente al menos un 25% de la anchura máxima del extremo frontal y más preferentemente aproximadamente el 50% de la anchura máxima del extremo frontal. De forma similar, la profundidad del área cóncava 7 es preferentemente al menos el 10% de la anchura máxima del extremo frontal 1, más preferentemente al menos el 25% de la anchura máxima del extremo frontal y más preferentemente aproximadamente el 50% de la anchura máxima del extremo frontal. Se entiende por anchura máxima la distancia total entre las superficies exteriores de la pala. En la realización ilustrada, la profundidad del área cóncava tiene aproximadamente el mismo tamaño que su anchura. La anchura total del extremo frontal corresponde en este caso al espesor mayor de la pala.

La unión, aquí indicada por 8, que une conjuntamente las paredes laterales 3, 4 en el extremo frontal 1 está situada en el centro del área cóncava 7, en su punto más profundo, y se extiende todo el recorrido desde el encastre 5 a la parte superior 6 dentro del área cóncava. Como resultado de esta posición de la unión 8 con relación al área cóncava 7, el efecto del fluido en la junta 8 durante el funcionamiento se reduce y de forma similar se reduce el efecto sobre la aerodinámica del álabe o las guías provocado por la unión 8. Como resultado de esto, la unión 8 puede sobresalir en cierta medida desde las superficies envolventes adyacentes de la pala de la turbina de gas sin perjudicar de forma significativa la aerodinámica como resultado.

Las figuras 3 y 4 muestran una tercera realización de la pala de una turbina de gas según la invención. La única diferencia en comparación con la segunda realización es que la pala comprende conductos 9, 10 dispuestos en el extremo frontal 1, en el área cóncava 7, sobre cada lado de la unión. Deberá reconocerse que, en tal caso, la pala para la turbina de gas deberá estar provista de una o dos filas paralelas de tales conductos con cada fila extendiéndose en la dirección longitudinal del álabe o guía. Los conductos 9, 10 se extienden oblicuamente hacia atrás en el material de pared homogéneo y se extienden en las superficies exteriores de las paredes laterales 3, 4. Como resultado de los conductos 9, 10, se hace posible un flujo de fluido a través de la pala de la turbina de gas. Por medio de un diseño adecuado de los conductos 9, 10, es posible afectar la posición del punto estático en frente del área cóncava 7, y conseguir también el así denominado flujo de capa límite en las superficies exteriores de las paredes laterales 3, 4 en el área donde se extienden los conductos 9, 10. De esta forma, un flujo cerca de dichas superficies exteriores puede verse favorecido. Los conductos 9, 10 están adecuadamente dirigidos de forma oblicua hacia fuera y hacia atrás desde la unión soldada 8, vista o respecto a una línea central a través de la pala para la turbina de gas, a fin de favorecer el flujo de fluido a través de éstos. Los conductos se extienden solamente a través de material homogéneo, sin comunicación de flujos con la cavidad central de la pala cuando esta está presente. Debería enfatizarse que la disposición de los conductos 9, 10, no debe estar combinada necesariamente con las características que hacen referencia al área cóncava y la posición de una unión soldada según la invención, aunque podría estar combinada con un perfil para una pala de una turbina de gas convencional y de este modo en sí mismo ser el objeto de una invención.

La figura 5 muestra esquemáticamente una sección transversal de una turbina de gas 13 con un estator 14 y un rotor 15, que está suspendida en el estator vía elementos de soporte estructural 16 de una forma conocida, de tal manera que puedan girar. Sin embargo, no se ha ilustrado ningún rodamiento. El estator está conectado de una forma conocida a una ala de un avión (no mostrado). Una primera etapa de compresión está dispuesta curso arriba de los elementos de soporte estructural 16, que está a la izquierda de éstos en la figura, en el que están dispuestas palas de rotor 17 y filas de palas de stator 18 de forma alternante en la dirección del flujo de aire. Hay una segunda etapa de compresión curso abajo de los elementos de soporte estructural 16, también con filas alternantes de palas de rotor 17 y filas de palas de estator 18. Curso abajo de la segunda etapa de compresión, hay una cámara de combustión 19, en la cual se proporciona combustible al aire comprimido vía inyectores de combustible (no mostrados) y la combustión tiene lugar. Curso abajo de la cámara de combustión 19, hay la etapa de turbina de gas real, que, como las etapas de compresión, comprende filas de palas de rotor 20 y filas de palas de estator 21 dispuestas de forma alternante vistas en la dirección del flujo de gas.

Un conducto ventilador 22 está dispuesto alrededor del estator 14. En la entrada de éste y de la primera etapa de compresión, el rotor 15 está provisto de una primera fila de palas de rotor 23. Curso abajo de éste, en el conducto ventilador 22, hay al menos una fila de guías aerodinámicas 24. Cada uno de los elementos de soporte estructural 16 en las filas de los elementos de soporte estructural 16 anteriormente mencionados se extienden radialmente a través del conducto ventilador 22, curso abajo de las guías 24.

Al menos una de las guías 24 en el conducto ventilador 22, los elementos de soporte estructural 16 en el conducto de aire del compresor y/o en el conducto ventilador 22, y también las palas de rotor 20 y las palas de estator 21 en la etapa de la turbina de gas está provista ventajosamente de un perfil como el que caracteriza la invención y puede ser cualquiera de los que se han descrito anteriormente para una pala para una turbina de gas. En otras palabras, cualquiera de dichas guías, palas de rotor y palas de estator pueden formar una pala para una turbina de gas según la invención. También es posible diseñar palas de rotor 17 y palas de estator 18 en las etapas de compresión de acuerdo con la invención.

Las figuras 6 y 7 muestran respectivamente como pueden construirse una sección 25 y un componente para una turbina de gas construidos de una pluralidad de tales secciones. El componente para la turbina de gas forma parte preferentemente de un turbina de gas que, a su vez, forma parte de un motor de aviación.

La sección 25, que forma un sector de un círculo en un componente para una turbina de gas, tiene un conducto de gas 26 que transcurre esencialmente en una dirección axial. También es posible que existan uno o más conductos de gas que transcurran en una dirección radial para el flujo del compresor (no mostrado), y también en ciertos casos para un flujo de ventilador.

La sección 25 comprende mitades de pala 27, 28 que corresponden a las paredes laterales o las mitades de la pala de la turbina de gas 3, 4 descritas anteriormente y que delimitan entre éstas el conducto de gas 26 en la dirección de la circunferencia del componente del estator.

Cuando dos secciones 25 están unidas conjuntamente, una mitad de pala 26 junto con una correspondiente mitad de pala en la sección adyacente forman un elemento de soporte estructural 29 de acuerdo con la invención, por ejemplo, el elemento de soporte estructural 16 en la figura 4.

La sección 25 comprende, además, una parte de pared 30 que se extiende tangencialmente entre las mitades de pala 27, 28 y define el conducto de gas 26 radialmente hacia fuera, y una parte de pared 31 que se extiende tangencialmente entre las mitades de pala 27, 28 y define el conducto de gas 26 radialmente hacia dentro.

La sección 25 que comprende las mitades de pala 27, 28 tiene partes finales que comprenden una superficie continua alargada 32 que delimita la sección 25 en la dirección de la circunferencia y que está prevista para ser soldada. La superficie soldada puede decirse de este modo que consta de una curva continua.

Son posibles varios métodos de soldadura diferentes, aunque preferentemente se utilizan soldadura por láser o haz de electrones.

La primera y segunda mitad de pala 27, 28 se extienden por ello esencialmente en la dirección radial del componente 25. Además, tienen una prolongación que está esencialmente en la dirección radial del componente.

La sección 25 tiene, además, una parte de placa curvada 33 que delimita el sector radialmente hacia dentro, y una parte de placa curvada 34 que delimita el sector radialmente hacia fuera.

Después de emplazar los sectores próximos entre sí en la dirección de la circunferencia, véase la figura 2, los sectores están por ello unidos conjuntamente al soldar los bordes adyacentes de los sectores en una dirección radial. Con estos medios, se forman los elementos de soporte estructural 29.

Una pluralidad de secciones 25, 35 que son idénticas o que son diferentes pero tienen secciones transversales idénticas, construidas de acuerdo con la descripción anterior, están de este modo dispuestas juntas, véase la figura 6.

El componente de estator puede, por ejemplo, formar una parte de admisión, un alojamiento intermedio, un alojamiento de escape de turbina, que sea una parte de alojamiento final, o una parte de éste, para una turbina de gas. Su principal tarea es actuar a modo de un acoplamiento para rodamientos, para la transferencia de cargas y proporcionar un conducto para los gases.

Deberá reconocerse que un número de ejemplos alternativos de la pala para turbinas de gas y el método para fabricarla serán evidentes para un experto en el campo sin sortear la protección proporcionada por la invención como se define en las reivindicaciones adjuntas y en la descripción y los dibujos incluidos.

Por ejemplo, la invención cubre también métodos de producción donde la pala para turbinas de gas consta de un número de secciones desde su extremo frontal hacia su extremo posterior. En otras palabras, el montaje se lleva a cabo seguidamente al unir un total de más de dos piezas, pero al unir conjuntamente dos piezas para crear el extremo frontal. La invención incluye una unión en el extremo frontal que esté hecha en un área donde, antes o después de que se lleve a cabo la unión real conjunta, se dispone un área cóncava en la posición de la unión.

De acuerdo con la invención, las paredes laterales se extienden, sin embargo, derechas hasta formar tanto el extremo frontal 1 como el extremo posterior 2.

El espesor de las paredes de las palas para turbinas de gas según la invención pueden variar y diferir considerablemente a partir de lo aquí mostrado sin apartarse del concepto de la invención. De forma similar, el material a partir del cual está construida en cuestión la pala para la turbina de gas puede variar, por ejemplo, dependiendo de su posición y por lo tanto el medio de funcionamiento. Es, por ejemplo, bastante posible que la pala para turbinas de gas según la invención sea construida de o al menos comprenda metal, material plástico, material compuesto. Puede estar unida solamente en su encastre, como en las palas del rotor 20 o las palas del estator 21, o en el encastre 5 y la parte superior 6, como en las guías 24 y los elementos de soporte estructural 16.

También debería reconocerse que, aunque la turbina en la cual se dispone la pala para turbinas de gas de acuerdo con la invención forma preferentemente un motor de aviación, puede ser también una turbina estacionaria de cualquier tipo en la cual pueda esperarse que un fluido tal como aire o gas pase por la pala de turbina de gas en cuestión a alta velocidad.

El término "media pala" no debe interpretarse como la parte en cuestión que tenga que definirse como la mitad de forma precisa de una pala. Es bastante posible para una mitad de pala definir por ejemplo ¾ de la pala, mientras la mitad de la pala asociada defina el resto como ¼.

También es posible dentro del marco de las siguientes reivindicaciones para la pala que sea sólida, es decir que no sea hueca.

Según un ejemplo, un método para la fabricación de la pala comprende las etapas de conformar, preferentemente por fundición, forjado o moldeo por inyección, al menos una preforma para crear una primera pared lateral y una segunda pared lateral, unir conjuntamente las paredes laterales para crear el extremo frontal y formar las paredes laterales de tal manera que se cree un área cóncava en el extremo frontal. La conformación puede llevarse a cabo en asociación con realizar la pared lateral individual o al reconformar después de que haya sido hecha. Las paredes laterales están soldadas conjuntamente dentro el área cóncava.

Claims (18)

1. Una pala prevista para estar expuesta a un flujo de gas (11) a alta velocidad, durante el funcionamiento de una máquina de flujo que comprende la pala, cuya pala comprende un extremo frontal (1) diseñado para orientarse hacia el flujo de gas de entrada (11) y un extremo posterior (2), en el que el extremo frontal (1) está provisto de un área cóncava (7) que está dispuesta tal que, durante el funcionamiento, surge un punto estático para el flujo de gas de entrada (11) a una distancia en frente de una superficie exterior de la pala (12) que define el área cóncava (7) y en el que la superficie exterior de la pala (12) está de este modo al menos esencialmente protegida del flujo de gas de entrada caracterizada por el hecho de que la pala comprende una primera y segunda pared lateral (3, 4) y en el que una unión (8) que une conjuntamente la primera y segunda pared lateral (3, 4) está posicionada dentro del área cóncava (7).

2. La pala según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que el área cóncava (7) se extiende desde el encastre (5) de la pala hacia su parte superior (6).

3. La pala según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada por el hecho de que el área cóncava (7) está dispuesta esencialmente de forma centrada en el extremo frontal con relación a la primera y segunda pared exterior (103, 104) que definen la pala en una dirección transversal.

4. La pala según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizada por el hecho de que la anchura del área cóncava (7) en la dirección transversal de la pala es al menos un 10%, especialmente al menos un 25% y preferentemente aproximadamente un 50% de la anchura del extremo frontal (1).

5. La pala según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizada por el hecho de que la profundidad del área cóncava (7) es al menos un 10%, especialmente al menos un 25% y preferentemente aproximadamente un 50% de la anchura del extremo frontal (1).

6. La pala según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizada por el hecho de que las paredes laterales (3, 4) están hechas de metal o material compuesto y en el que la unión (8) es una unión soldada.

7. La pala según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizada por el hecho de que al menos un conducto (9, 10) está dispuesto a través de al menos una de las partes de pared que forman el extremo frontal (1) dentro del área cóncava (7) y en el que dicho conducto (9, 10) está a una distancia de la parte más externa del extremo frontal (1).

8. La pala según la reivindicación 7, caracterizada por el hecho de que al menos un conducto (9, 10) se extiende en un ángulo agudo hacia atrás con relación a una superficie exterior de la parte de pared que rodea el conducto (9, 10) y en la cual está dispuesto.

9. La pala según cualquiera de las reivindicaciones 1-8, caracterizada por el hecho de que forma un componente de un motor de aviación en un motor de aviación provisto de una turbina de gas y, en funcionamiento, está sometida a un caudal de fluido que la pasa a alta velocidad en una dirección desde el extremo frontal (1) del perfil hacia su extremo posterior (2).

10. La pala según cualquiera de las reivindicaciones 1-9, caracterizada por el hecho de que es un elemento de soporte estructural (16).

11. La pala según cualquiera de las reivindicaciones 1-10, caracterizada por el hecho de que es una guía (24) en un estator de una turbina de gas (14).

12. Una sección para un componente de una máquina de flujo, cuya sección comprende una primera y una segunda mitad de pala (27, 28), que están dispuestas una distancia separada y están previstas para formar parte de dos palas adyacentes (29) en el componente, entre las cuales definen un conducto de gas (26), con cada una de las mitades de pala (27, 28) comprendiendo un extremo frontal diseñado para orientarse hacia un flujo de gas de entrada durante el funcionamiento de una máquina de flujo que comprenda el componente, y un extremo posterior, por lo que el extremo frontal de cada una de las mitades de pala está provista de un área cóncava (7) que está dispuesta tal que una pala en el componente formada por dos mitades de pala a partir de secciones adyacentes da lugar durante el funcionamiento a un punto estático para el flujo de gas de entrada (11) en una distancia en frente de una superficie exterior de pala (12) que define el área cóncava (7) y en el que la superficie exterior de la pala (12) está de este modo al menos esencialmente protegida del flujo de gas de entrada.

13. Un componente para una máquina de flujo que comprende una pluralidad de palas que se extienden en una dirección radial a partir de un elemento al cual están unidas, cuyas palas están dispuestas a una distancia separada alrededor de la circunferencia del componente, caracterizado por el hecho de que al menos una de las palas es una pala tal como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1-11.

14. Un componente para una máquina de flujo que comprende una pluralidad de secciones que están unidas en conjunto en la dirección de la circunferencia y forman una estructura circular, caracterizado por el hecho de que al menos dos de dichas secciones forman una sección tal como se reivindica en la reivindicación 12.

15. Una turbina de gas, caracterizada por el hecho de que comprende al menos una pala tal como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1-11.

16. Una turbina de gas, caracterizada por el hecho de que comprende al menos un componente tal como se reivindica en la reivindicación 14.

17. Un motor de aviación, caracterizado por el hecho de que comprende al menos una pala tal como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1-11.

18. Un motor de aviación, caracterizado por el hecho de que comprende al menos un componente tal como se reivindica en la reivindicación 14.