ES2340913T3 - Componente de turbina y segmento de cubierta refrigerados, y conjuntos correspondientes. - Google Patents
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Abstract
Un componente (130) de refrigeración de motor de turbina para un motor de turbina de gas, que comprende: (a) un borde (132) circunferencial delantero; (b) un borde (136) circunferencial trasero, espaciado del borde (132) delantero; (c) una base (196) arqueada, conectada a los bordes (132, 136) trasero y delantero, y que tiene una superficie (200, 204) posterior y una superficie (208) interna arqueada que está en contacto con la corriente (210) de gas principal del motor de turbina de gas, que se mueve en la dirección desde el borde (132) delantero hasta el borde (136) trasero del componente (130) de turbina; (d) un par de paneles (214) laterales axiales opuestos espaciados, conectados a los bordes (132, 136) delantero y trasero; (e) teniendo cada uno de los paneles (214) laterales una ranura (242) de cierre hermético de acanaladura de separador inferior que se extiende longitudinalmente desde el borde (132) delantero hasta el borde (136) trasero de cada panel (214) lateral, que está capacitada para recibir un borde (408) de un cierre hermético (404) de acanaladura de separador, teniendo cada ranura (242) inferior al menos una pared (256) de fondo y una pared (264) superior; (f) teniendo cada uno de los paneles (214) laterales una ranura (246) de cierre hermético de acanaladura superior primario, espaciada por encima de la ranura (242) inferior y que se extiende longitudinalmente desde el borde (132) delantero hasta el borde (136) trasero de cada panel (214) lateral, que está capacitada para recibir un borde (416) de un cierre hermético (412) de acanaladura primario, teniendo cada ranura (246) superior al menos una pared (266) de fondo y una pared (274) superior, que se caracteriza por: (g) una pluralidad de pasos (286) de aire de refrigeración que se extienden a través de la base (196), desde la superficie posterior de la misma (200, 204), y que tienen salidas (292) espaciadas que salen desde al menos uno de los paneles (214) laterales hacia la ranura (242) inferior, entre la pared (286) de fondo de la ranura (246) superior y la pared (256) de fondo de la ranura (242) inferior, y (h) una pluralidad de trayectorias (282) de flujo de aire espaciadas a lo largo de la longitud de la ranura (242) inferior y por debajo de la pared (266) de fondo de la ranura (246) superior, que están capacitadas para recibir el aire que circula sobre el, y por encima del, cierre hermético (404) de separador cuando está posicionado en la ranura (242) inferior, y pasando ese flujo de aire alrededor del borde (408) y por debajo del cierre hermético (404) de separador.
Description
Componente de turbina y segmento de cubierta
refrigerados, y conjuntos correspondientes.
La presente invención se refiere en general a un
componente de refrigeración de motor de turbina de gas para la
refrigeración de un raíl extremo, y en particular a una cubierta de
motor de turbina en la que cada segmento de cubierta proporciona
refrigeración a ambas secciones de turbina de alta presión y de baja
presión de un motor de turbina de gas. La presente invención se
refiere además a un subconjunto de motor de turbina, y en
particular a un subconjunto de cubierta que utiliza un par de
segmentos de refrigeración de ese tipo en combinación con al menos
un separador y un cierre hermético de acanaladura primario.
Para incrementar la eficiencia de los motores de
turbinas de gas, una alternativa conocida consiste en subir la
temperatura operativa de la turbina. Según se incrementan las
temperaturas operativas, los límites térmicos de algunos
componentes del motor pueden ser excedidos, dando como resultado un
fallo material o, como mínimo, una vida útil reducida.
Adicionalmente, la expansión y la contracción térmicas incrementadas
de estos componentes, afectan negativamente a las holguras y a las
relaciones de interacoplamiento con otros componentes con
coeficientes de expansión térmica diferentes. En consecuencia,
estos componentes deben ser refrigerados para evitar consecuencias
de daños potenciales a temperaturas operativas elevadas.
Una práctica común consiste entonces en extraer,
desde la corriente de aire principal, una porción del aire
comprimido desde el compresor, a efectos de refrigeración. Para no
comprometer indebidamente la ganancia de eficacia operativa del
motor alcanzada mediante temperaturas operativas más altas, la
cantidad de aire de refrigeración extraído debe estar sujeta a un
porcentaje pequeño del total de la corriente de aire principal.
Esto requiere que el aire de refrigeración sea utilizado con suma
eficacia para el mantenimiento de las temperaturas de estos
componentes dentro de límites seguros.
Un componente particularmente importante
sometido a temperaturas extremadamente altas, es la cubierta situada
inmediatamente corriente abajo de la boquilla de turbina de alta
presión, inmediatamente corriente abajo de la cámara de combustión.
La cubierta circunda cercanamente al rotor de la turbina de alta
presión, y de ese modo define el límite externo (trayectoria de
flujo) de la corriente de gas (caliente) principal a temperatura
extremadamente alta que fluye a través de la turbina de alta
presión. Para evitar el fallo material y para mantener una
separación apropiada con las palas del rotor de la turbina de alta
presión, una refrigeración adecuada de la cubierta es una cuestión
importante.
La refrigeración de la cubierta puede ser
conseguida mediante refrigeración por choque de la superficie
trasera de la cubierta, así como con orificios de refrigeración que
se extienden desde la superficie trasera de la base de la cubierta
y a través de la misma, hasta el borde delantero o frontal de la
cubierta, el fondo o superficie interna de la base en contacto con
la corriente de gas (caliente) principal, y el borde posterior o
trasero de la cubierta, para proporcionar tanto refrigeración por
convección en el interior de los orificios, como también una
refrigeración por choque y por película de la cubierta según sale
aire de refrigeración desde los orificios. Véase, por ejemplo, la
Patente U.S. 5.169.287 (Proctor et al.) transferida de la
manera habitual, concedida el 8 de Diciembre de 1992, la cual
muestra una realización anterior de refrigeración de cubierta de la
sección de turbina de alta presión de un motor de turbina de gas.
Esta refrigeración minimiza la oxidación local y la calcinación de
las cubiertas cerca de la corriente de gas caliente principal o
central en la sección de turbina de alta presión. En efecto, los
orificios de refrigeración que salen a través del panel lateral de
la cubierta de la Patente U.S. 5.169.287 transferida de la manera
habitual, pueden proporcionar una importante refrigeración por
choque al panel lateral de la cubierta adyacente.
El borde frontal de la cubierta está sometido al
gas o aire de la trayectoria de flujo más caliente, y tiene el
coeficiente de transferencia de calor más alto, haciendo que esta
sección sea una de las más difíciles de refrigerar. Según se
muestra en la Patente U.S. 5.169.287 transferida de la manera
habitual, se puede disponer en ángulo una fila circunferencial de
orificios de modo que salgan también por el borde frontal de la
cubierta para proporcionar tanto refrigeración por convección como
por película en el borde frontal de la cubierta. Según decae esta
película de refrigeración y se mezcla con el aire de la trayectoria
de flujo caliente, se pueden necesitar filas circunferenciales
adicionales de orificios de refrigeración para proporcionar más
refrigeración por convección y por película.
Otro tipo de conjunto de cubierta para un tipo
diferente de motor de turbina de gas, ha sido mostrado en la
Patente U.S. 5.127.793 (Walker et al.), transferida de la
manera habitual, concedida el 7 de Julio de 1992. Según se muestra
en particular en las Figuras 4 y 4c de la Patente U.S. 5.127.793,
este conjunto de cubierta anterior utiliza segmentos 30 de cubierta
de una sola pieza, que están diseñados para extenderse sobre ambas
secciones de turbina de alta presión y de baja presión del motor de
turbina de gas. Según se muestra en particular en la Figura 4, se
proporciona refrigeración dirigiendo una porción del aire 74 de
refrigeración a través de puertos 78 y a través de deflectores 80
de choque segmentados, y contra la porción 83 de alta presión del
segmento 30 de cubierta. Otra porción de este aire 74 es dirigida
hacia la cavidad B, siendo la mayor parte de la misma suministrada
a la cavidad C adyacente a las porciones 85 de baja presión de cada
segmento 30 de cubierta, a través de orificios 84 formados en la
porción 86 cónica de soporte del soporte 44 de cubierta de turbina.
Un desviador 81 de choque sujeto al soporte 44 de cubierta, dirige
y mide el aire de refrigeración por choque procedente de la cavidad
C, sobre la porción 85 de baja presión del segmento 30 de cubierta.
Mientras este diseño de cubierta anterior de la Patente U.S.
5.127.793 proporciona una refrigeración por choque significativa a
la superficie trasera del segmento 30 en ambas porciones de alta y
de baja presión, no proporciona ninguna refrigeración por choque a
los paneles laterales de los raíles de los segmentos de cubierta
adyacentes.
El conjunto de cubierta mostrado en la Patente
U.S. 5.127.793 transferida de la manera habitual, se extiende desde
aproximadamente el extremo posterior de la boquilla de turbina
corriente arriba, hasta aproximadamente el borde delantero de la
boquilla de turbina corriente abajo, y encierra (es decir,
proporciona una estructura anular de 360° a su alrededor) la
trayectoria de flujo de aire externa de un motor de turbina de gas
que posee típicamente una boquilla giratoria para dirigir el flujo
de aire apropiadamente hacia la fila de palas, y después hacia una
fila de palas de la sección HPT, y después hacia otra fila de palas
de la sección LPT. Separaciones axiales entre estos segmentos de
cubierta permiten el crecimiento térmico a través de la amplia gama
de temperaturas que el motor de turbina de gas produce. Puesto que
el aire de la trayectoria de flujo caliente pasa a través de la
fila de palas de turbina, se extrae trabajo del aire, creando de ese
modo una caída de presión y temperatura a través de la fila de
palas. Como resultado, tanto la presión como la temperatura son más
altas en el borde frontal de la cubierta y más bajas en el borde
trasero de la cubierta.
Un procedimiento típico de cierre hermético a lo
largo de las líneas de corte axial o separaciones entre los
segmentos de cubierta, consiste en proporcionar una ranura o rendija
mecanizada en la que se coloca un cierre hermético metálico delgado
(denominado habitualmente "cierre hermético de acanaladura"),
con la carga de presión transversal al cierre hermético para
proporcionar una hermetización positiva y para minimizar las fugas
de aire. Véase la Figura 11 de la Patente U.S. 5.127.793
transferida de la manera habitual, la cual muestra un par de
ranuras que se extienden longitudinalmente en el segmento 30 de
cubierta, recibiendo la ranura inferior el cierre hermético de
acanaladura más bajo o "separador", recibiendo la(s)
ranura(s) superior(es) el (los) cierre(s)
hermético(s) de acanaladura superior(es) o
"primario(s)". La porción del espacio de separación de
segmento axial que se establece entre los segmentos de cubierta por
debajo de este cierre hermético "separador" (denominado
normalmente "fosa"), también tiene aire de trayectoria de flujo
caliente que se desplaza axialmente hacia abajo debido al gradiente
de presión producido por la fila de palas de turbina. Típicamente,
no se añade ninguna refrigeración preferencial a esta "fosa".
Por el contrario, con anterioridad, el aire que escapa alrededor
del cierre hermético "separador" y la conducción de metal
adyacente, se ha considerado suficiente para enfriar las líneas de
corte axiales, es decir, los raíles o paneles laterales de los
segmentos de cubierta. Sin embargo, en motores de turbina de gas
más recientes que operan a temperaturas más altas, se ha descubierto
que se puede producir la oxidación y la pérdida (fusión) de
material base a lo largo de las líneas de corte axial de los
segmentos de cubierta.
En la Patente US núm. 5 088 888, para evitar el
sobrecalentamiento de los espacios de separación entre los
segmentos de cubierta dispuestos circunferencialmente alrededor de
un rotor de turbina de alta presión, se proporciona un cierre
hermético perfeccionado para bloquear el flujo de escape radial de
gas caliente de trabajo a través de las separaciones, así como para
restringir el flujo axial de gas de trabajo en las separaciones. El
cierre hermético incluye un elemento corrugado de limitación de
flujo de fluido axial, dispuesto en sándwich entre un par de
elementos de hermetización de diafragma que se extienden sobre el
espacio de separación, radialmente separados. El aire de
refrigeración a presión es admitido en el espacio de separación en
posiciones entre los elementos de hermetización de diafragma por
medio de pasos a través de segmentos de cubierta adyacentes, para
refrigerar el espacio de separación y para restringir aún más el
flujo axial de gas de trabajo en el espacio de separación.
En consecuencia, sería deseable, por lo tanto,
proporcionar un conjunto de cubierta y la cubierta resultante, en
particular para las secciones de turbina combinadas de alta presión
y de baja presión, que cree una refrigeración por choque efectiva
para los paneles laterales de segmentos de cubierta adyacentes.
También sería deseable proporcionar tal refrigeración por choque
mientras se utiliza eficazmente el aire de refrigeración total
disponible de modo que no se reduzca significativamente la eficacia
del motor de turbina de gas. Sería además deseable proporcionar una
refrigeración y un purgado efectivos en la "fosa" entre los
segmentos de cubierta que están por debajo del cierre hermético
"separador".
La presente invención se refiere a un componente
de refrigeración de motor de turbina, tal como un segmento de
cubierta para una sección de turbina combinada de alta presión y de
baja presión de un motor de turbina de gas, que proporciona una
refrigeración efectiva de raíl extremo a los raíles o paneles
laterales de componentes de refrigeración de turbina adyacentes
(por ejemplo, en las líneas de acanaladura axial entre segmentos de
cubierta adyacentes), así como refrigeración efectiva en el espacio
de separación o "fosa" entre componentes de refrigeración de
turbina adyacentes (por ejemplo, segmentos de cubierta adyacentes)
que están por debajo del cierre hermético de la acanaladura de
separador. Este componente de refrigeración de turbina comprende:
(a) un borde frontal circunferencial; (b) un borde trasero
circunferencial separado del borde frontal; (c) una base arqueada,
conectada a los bordes frontal y trasero, que tiene una superficie
trasera y una superficie interna arqueada que está en contacto con
la corriente de gas principal (caliente) del motor de turbina de
gas que se mueve en la dirección desde el borde frontal hasta el
borde trasero del componente de turbina; (d) un par de paneles
laterales axiales opuestos separados, conectados a los bordes
frontal y trasero; (e) teniendo cada uno de los paneles laterales
una ranura de cierre hermético de acanaladura de separador inferior
que se extiende longitudinalmente desde el borde frontal hasta el
borde trasero de cada panel lateral, que está capacitada para
recibir un borde de un cierre hermético de acanaladura de separador,
teniendo cada ranura inferior al menos una pared de fondo y una
pared superior; (f) teniendo cada uno de los paneles laterales una
ranura de cierre hermético de acanaladura primario superior,
distanciada por encima de la ranura inferior, y que se extiende
longitudinalmente desde el borde frontal hasta el borde trasero de
cada panel lateral, que es susceptible de recibir un borde de un
cierre hermético de acanaladura primario, teniendo cada ranura
superior al menos una pared de fondo y una pared superior; (g) una
pluralidad de pasos de aire de refrigeración, que se extienden a
través de la base desde la superficie trasera de la misma, y que
tienen salidas separadas que salen desde al menos uno de los
paneles laterales hacia la ranura inferior, entre la pared de fondo
de la ranura superior y la pared de fondo de la ranura inferior;
(h) una pluralidad de pasos de flujo de aire separados, a lo largo
de la longitud de la ranura inferior y por debajo de la pared de
fondo de la ranura superior, que son susceptibles de recibir aire
que circula sobre el, y por encima del, cierre hermético separador
cuando está situado en la ranura inferior, y hace pasar ese flujo
de aire alrededor del borde, y por debajo, del cierre hermético
separador.
La presente invención se refiere además a un
subconjunto de refrigeración de motor de turbina que comprende un
par de tales componentes de motor de turbina adyacentes, y que
tiene: (1) paneles laterales adyacentes opuestos que tienen un
espacio de separación entre los mismos, y en los que la separación
de los pasos de flujo de aire a lo largo de la longitud de la
ranura inferior para cada uno de los paneles laterales adyacentes,
están alternados de tal modo que la salida de cada uno de los pasos
de aire de refrigeración que salen de cada panel lateral adyacente,
son opuestos a cada uno de los pasos de flujo de aire del otro panel
lateral adyacente; (2) al menos un cierre hermético de acanaladura
de separador, posicionado en el espacio de separación entre los
paneles laterales adyacentes opuestos, y que incluye un par de
bordes separados que tienen una longitud y un espesor tales que
cada uno de los bordes es susceptibles de ser recibido por la ranura
inferior de uno de los paneles laterales adyacentes; (3) estando el
al menos un cierre hermético separador posicionado por debajo de la
salida de cada uno de los pasos de aire de refrigeración que salen
de cada panel lateral adyacente; (4) al menos un cierre hermético
de acanaladura primario, posicionado en el espacio de separación y
que incluye un par de bordes espaciados que tienen una longitud y
un espesor tales que cada uno de los bordes es susceptible de ser
recibido por la ranura superior de los paneles laterales
adyacentes.
El componente (por ejemplo, la cubierta) de
refrigeración de motor de turbina de la presente invención, es
particularmente útil para proporcionar un enfriamiento efectivo,
eficaz y más uniforme a la región de raíl extremo (por ejemplo, la
línea de acanaladura), especialmente para el metal del componente de
turbina por debajo del cierre hermético separador. El subconjunto
de refrigeración de motor de turbina (por ejemplo, el subconjunto
de refrigeración de cubierta), de la presente invención, que
comprende un par de tales componentes de turbina (por ejemplo,
segmentos de cubierta), que tienen pasos de flujo de aire alternados
o desviados (con preferencia, rebajes espaciados en la pared de
fondo de la ranura inferior) y salidas para los pasos de aire de
refrigeración que salen desde los paneles laterales adyacentes,
proporcionan también capacidad de refrigeración por choque a cada
uno de los paneles laterales adyacentes. En particular, este
subconjunto de refrigeración de turbina provoca el enfriamiento del
flujo de aire: (a) sobre el cierre hermético separador, y después,
bajo el mismo (a través de los pasos de flujo de aire, tales como
los rebajes de la pared de fondo de la ranura inferior), para
incidir sobre el panel lateral (por debajo de la ranura inferior)
del componente de turbina (por ejemplo, la cubierta), desde el que
procedía el aire de refrigeración; (b) corriente abajo, por encima
del cierre hermético separador (a través de los pasos de flujo de
aire) y por fuera, tal como a través de los rebajes del fondo de la
pared de la ranura inferior del mismo panel lateral desde el que
procedía el aire de refrigeración para incidir sobre el panel
lateral adyacente (por debajo de su ranura inferior); y (c) para
purgar el gas o aire caliente en la "fosa" por debajo del
cierre hermético separador.
El componente de refrigeración de motor de
turbina de la presente invención puede tener también algunas
características opcionales, aunque preferidas. Una característica
preferida consiste en no tener pasos de aire de refrigeración que
salgan desde determinadas porciones del panel lateral donde no se
requiera flujo de aire de refrigeración o resulte innecesario, y de
ese modo economizar el uso del flujo total de aire de
refrigeració9n. Aún otra característica preferida consiste en
proporcionar un receptáculo de sub-choque en la
parte porción trasera o posterior de determinadas secciones del
componente de refrigeración de turbina, especialmente un segmento
de refrigeración de cubierta que tenga una sección de turbina de
alta presión (HPT). La bolsa de sub-choque ayuda a
reducir la presión fuente del aire de refrigeración proporcionado a
la porción trasera o posterior de la sección de HPT (que está
normalmente a su presión de colector más baja en la sección de HPT),
para proporcionar una cantidad adecuada de aire de refrigeración a
los pasos de aire de refrigeración que salen desde el panel lateral
en la porción trasera o posterior de la sección de HPT, y para
reducir la emisión de flujo total de aire desde tales pasos,
economizando de nuevo el uso de flujo total de aire de
refrigeración.
La invención va a ser descrita ahora con mayor
detalle, a título de ejemplo, con referencia a los dibujos, en los
que:
La Figura 1 es una vista lateral de un conjunto
de cubierta en el que pueden ser utilizados el segmento y el
subconjunto de cubierta de la presente invención;
la Figura 2 es una vista lateral axial, a mayor
escala, de una realización del segmento de cubierta de la presente
invención;
la Figura 3 es una vista en perspectiva, a mayor
escala, del lado inferior del segmento de cubierta de la Figura
2;
las Figuras 4 a 6 son diferentes porciones, a
mayor escala, del segmento de cubierta de la Figura 3;
la Figura 7 es una vista en planta superior de
la realización del segmento de cubierta de la Figura 2;
la Figura 8 es una vista en sección, tomada a lo
largo de la línea 8-8 de la Figura 7;
la Figura 9 es una vista en planta superior de
una realización del subconjunto de cubierta de la presente
invención con porciones seccionadas;
la Figura 10 es una vista en sección a lo largo
de la línea 10-10 de la Figura 9;
la Figura 11 es una vista similar a la Figura 9,
pero que muestra una realización alternativa del segmento de
cubierta y del subconjunto de cubierta de la presente invención.
Con referencia a los dibujos, la Figura 1
muestra una realización del conjunto de refrigeración de motor de
turbina de la presente invención en forma de subconjunto de
cubierta, indicado en general como 110, para las secciones de
turbina de alta presión y de baja presión de un motor de turbina de
gas. Sin embargo, con una modificación apropiada, el conjunto de
refrigeración de motor de turbina de la presente invención, puede
ser también apropiado para proporcionar refrigeración a otras
secciones del motor de turbina de gas, tales como las secciones de
boquilla y/o de paleta.
El conjunto de cubierta de la presente invención
comprende componentes de refrigeración de motor de turbina en forma
de segmentos de cubierta indicados como 130, que pueden ser de una
sola pieza o bien de dos piezas. El segmento 130 de cubierta está
dotado de un gancho 132 de montaje delantero en el borde
circunferencial frontal del mismo. El segmento 130 de cubierta
posee también un gancho 134 de montaje central o medio, y un gancho
136 de montaje posterior o trasero en el borde circunferencial
trasero del segmento 130 de cubierta.
Un número de segmentos 130 de cubierta han sido
dispuestos circunferencialmente, de una manera generalmente
conocida, para formar una cubierta segmentada de 360°. Se ha
utilizado un número de estructuras 144 de soporte de cubierta
segmentadas para interconectar los segmentos 130 de cubierta. Cada
soporte 144 segmentado se extiende circunferencialmente y soporta
típicamente dos segmentos 130 de cubierta, pero podría ser
adecuadamente modificado para soportar uno, tres o más segmentos
130. Para la realización mostrada en la Figura 1, existen
típicamente 26 segmentos 130 de cubierta y 13 soportes 144 de
cubierta en el conjunto, aunque pueden ser apropiados otros números
de segmentos y soportes.
Cada soporte 144 de cubierta segmentado está
dotado de una sección 146 delantera, una sección 146 central o
media, y una sección 150 posterior o trasera que tienen, cada una de
ellas respectivamente, sustentadores 152, 154 y 156 que se
proyectan hacia delante. La estructura de soporte 144 soporta los
segmentos 130 de cubierta respectivos como resultado de que los
ganchos de montaje 132, 134 y 136 son recibidos, respectivamente,
por los sustentadores 152, 154 y 156, para proporcionar una
interconexión de lengüeta-en-ranura
(gancho-en-sustentador).
Cada estructura 144 de soporte de cubierta está
además soportada por una estructura 158 de anillo de cubierta
anular continua de 360º, de una sola pieza. La posición radial de
cada soporte 144 de cubierta, así como de cada segmentos 130 de
cubierta, está controlada de manera muy ajustada por medio de tres
anillos distintos 160, 162 y 164 de control de posición de 360º,
proporcionados en la estructura 158 de anillo. Los anillos 160 y 162
de control de posición frontal y media, han sido formados
respectivamente con sustentadores 166 y 170 que se proyectan
axialmente hacia delante, que reciben, respectivamente, ganchos 168
y 172 de montaje que se proyectan hacia atrás, de las secciones 146
y 148 de la estructura 144 de soporte, mientras que el anillo 164
de control de posición trasera se ha formado con un sustentador 174
proyectado axialmente hacia delante que recibe el gancho 176 de
montaje proyectado hacia atrás de la sección 150 de la estructura
144 de soporte, para proporcionar interconexiones circunferenciales
de lengüeta-en-ranura
(gancho-en-sustentador).
Para optimizar el control de soporte radial y de
posición radial proporcionado a cada soporte 144 de cubierta (y con
ello a cada segmento 130 de cubierta), cada sustentador 166, 170 y
174 del anillo 158 de soporte está normalmente en alineamiento
axial directo (es decir, alineado en el mismo plano radial) con su
anillo 160, 162 y 164 de control de posición respectivo. Este
alineamiento incrementa la rigidez del conjunto de soporte de
cubierta en su totalidad. La estructura 158 de anillo de soporte
está típicamente empernada en la carcasa de la cámara de combustión
(no representada), en su extremo posterior. El conjunto de soporte
de cubierta completo está en voladizo desde su extremo delantero en
la entrecara de carcasa de cámara de combustión. Los anillos de
control de posición delantera y media, que están varias pulgadas por
fuera del reborde posterior de la cámara de combustión, están por
lo tanto alejados de cualesquiera variaciones circunferenciales no
uniformes en cuanto a desviación radial de la carcasa de cámara de
combustión.
El diseño de cubierta segmentada se necesita
típicamente para albergar el crecimiento térmico impuesto por el
ambiente hostil creado por los gases de
salida-circulante calientes. Los sustentadores de
cubierta segmentada cortan de manera efectiva la trayectoria de
conducción de calor entre los ganchos de montaje de cubierta de
alta temperatura y los anillos de control de posición. Los anillos
de control de posición están así bien aislados del ambiente hostil
y no uniforme de trayectoria de flujo.
Una porción del aire de refrigeración de alta
presión extraída del compresor (no representado), es alimentada a
través del (de los) orificio(s) 177 de alimentación de
sección de turbina de alta presión de la protuberancia 178 del
soporte 144. Esta porción de aire de refrigeración choca a
continuación contra el deflector 179 de choque de la sección de
turbina de alta presión en forma de cazoleta (sujeta al soporte
144), creando de ese modo la cavidad de choque de HP de la sección
de turbina superior de alta presión (HP), o plenum 180. Esta
porción de aire a alta presión, se alimenta a continuación a través
de una batería de perforaciones 182 del deflector 179 como aire de
refrigeración hacia la cavidad de choque de alta presión o plenum
184 de la sección de turbina de alta presión del segmento 130 de
cubierta. El aire de refrigeración del compresor se alimenta
también a través del (de los) orificio(s) 185 de alimentación
de turbina de baja presión del soporte 144. La otra porción de aire
de refrigeración choca contra el deflector 186 de choque de la
sección de turbina de baja presión en forma de cazoleta, que está
sujeto al soporte 144, creando así la cavidad de
pre-choque de LP de la sección de turbina superior
de baja presión (LP), o plenum 187. Esta otra porción de aire de
refrigeración se alimenta a continuación a través de las
perforaciones 188 del deflector 186, como aire de refrigeración
hacia la cavidad de choque de LP inferior, o plenum 189 de la
sección de turbina de baja presión del segmento 130 de
cubierta.
Con referencia a las Figuras 2, 7 y 8, cada
segmento 130 de cubierta tiene una sección 190 delantera de turbina
de alta presión (HTP), que incluye el gancho 132 de montaje
delantero en el borde frontal y en el extremo delantero del
segmento de cubierta, y una sección 192 posterior o trasera de
turbina de baja presión (LPT) que incluye el gancho 136 de montaje
posterior del borde delantero y el extremo posterior del segmento de
cubierta. El extremo posterior de la sección 190 de HPT y el
extremo delantero de la sección 192 de LPT del segmento 130 de
cubierta, están unidos en el gancho 134 de montaje central o medio y
son adyacentes, respectivamente, a las palas de la turbina de alta
presión y a las palas de la turbina de baja presión. (Para los
segmentos 130 de cubierta que no son de una sola pieza, la sección
190 de HPT y la sección 192 de LPT pueden ser piezas separadas,
unidas o combinadas entre sí con medios adecuados conocidos en el
estado de la técnica).
El segmento 130 de cubierta tiene una base 196
que se extiende desde el gancho 132 delantero de montaje hasta el
gancho 136 trasero de montaje. La base 196 tiene una superficie
exterior o trasera, cuyas porciones se han indicado como 200 en la
sección de HPT y como 204 en la sección de LPT. La base 196 tiene
también una superficie 208 interna que está en contacto con la
corriente principal (caliente) de gas, indicada mediante la flecha
210, que se mueve generalmente corriente abajo en la dirección desde
el extremo delantero hasta el trasero del segmento 130 de cubierta.
Según se muestra en la Figura 2, la superficie 208 interna se
extiende de forma generalmente recta desde el extremo delantero
hasta el extremo trasero de la sección 190 de HPT, pero después se
extiende en diagonal hacia arriba en el extremo delantero de la
sección 192 de LTP hasta aproximadamente el punto medio de la
misma, y después se extiende de forma generalmente recta, desde ahí
hasta el extremo trasero de la sección de LPT. El segmento de
cubierta tiene también un par de raíles o paneles 214 laterales
espaciados opuestos, que están conectados por sus extremos delantero
y trasero mediante ganchos 132 y 136 de montaje, así como por sus
secciones centrales o medias mediante el gancho 134 de montaje, y
por sus bordes inferiores mediante la base 196.
Según se muestra también en las Figuras 2, 7 y
8, la sección 190 HPT posee una pluralidad de nervios 218
longitudinales separados que están conectados por sus respectivos
extremos por medio de ganchos 132 y 134 de montaje y por sus bordes
inferiores mediante la base 196. Un nervio 222 que se extiende
lateralmente, está conectado por sus extremos respectivos mediante
paneles 214 laterales, y por su borde inferior mediante la base 196,
y divide la cavidad 184 de post-choque de HP
(estructurada mediante ganchos 132 y 134 de montaje, paneles 214
laterales y la base 196) según un receptáculo delantero de
post-choque de HP de presión más alta indicado como
236, y un receptáculo trasero de post sub-choque de
HP de presión más baja indicado como 230. El receptáculo 230 de
sub-choque de HP se alimenta con aire de
refrigeración a través de perforaciones del deflector de choque
secundario (no representado), situado en la parte superior de los
nervios 222 circunferenciales, y que se extiende por la parte
trasera hasta el gancho 134 de montaje intermedio, con sus bordes
extendidos entre los dos paneles 214 respectivos, estando también
este deflector de choque secundario alimentado con aire de
refrigeración procedente de la cavidad 184 de
post-choque de HP. La sección 192 de LPT posee
también una pluralidad de nervios 234 longitudinales separados que
están conectados por sus respectivos extremos mediante ganchos 134 y
136 de montaje, y por sus bordes inferiores mediante la base 196,
así como la cavidad 189 de post-choque de LP
(estructurada mediante los ganchos 134 y 136 de montaje, los paneles
214 laterales y la base 196), que recibe el aire de refrigeración
alimentado a través de las perforaciones 188 del deflector 186.
Según se muestra en las Figuras 2 y 3, cada uno
de los paneles 214 laterales tiene una ranura de cierre hermético
inferior o de separador, o ranura 242, y una ranura de cierre
hermético superior o primario, o ranura 246 separada de la ranura
242 inferior mencionada anteriormente. Las ranuras 242 y 246 se
extienden, cada una de ellas, de forma generalmente longitudinal
desde el borde frontal o extremo delantero del segmento 130 de
cubierta, y termina aproximadamente en el borde posterior o extremo
trasero de la ranura 242 inferior y en el extremo trasero de la
cavidad de choque de presión más baja para la ranura 246 superior.
Aunque las ranuras 242 y 246 han sido mostradas como continuas,
estas ranuras pueden ser de segmentos o secciones separadas, tal
como, por ejemplo, de dos secciones separadas, una para la sección
de HPT, otra para sección de LPT, o de tres secciones separadas en
las que la sección de LPT tiene dos secciones separadas para cada
ranura, estando una en la porción diagonal de la sección de LPT, y
estando la otra en la porción recta de la sección de LPT.
También se ha mostrado en las Figuras 2 y 3 una
ranura de cierre hermético vertical delantero, o ranura 248, en un
gancho 132 de montaje, una ranura de cierre hermético vertical
central o medio, o ranura 250, en el gancho 134 de montaje, y una
ranura de cierre hermético vertical trasero, o ranura 252, en el
gancho 136 de montaje. Cada una de las ranuras 248, 250 y 252
verticales se origina, en o cerca de, la superficie 208 interna de
la base 196, y se extiende hacia arriba para interceptar
perpendicularmente con las ranuras 242 y 246 inferior y superior, y
terminar en el extremo superior de los ganchos 132, 134 y 136 de
montaje respectivos.
Con referencia a las Figuras 4 y 10, la ranura
242 inferior tiene una pared 256 inferior, una pared 260 lateral
conectada por un borde a la pared 256 inferior, y una pared 264
superior conectada por un borde a la pared 260 lateral, mientras
que la ranura 246 superior tiene una pared 266 inferior, una pared
270 lateral conectada por un borde a la pared 266 inferior, y una
pared 247 superior conectada por un borde a la pared 270 lateral.
Según se muestra, en particular, en la Figura 4, la pared 256 de
fondo de la ranura 242 inferior, tiene una pluralidad de resaltes
278 que alternan con ranuras o rebajes 282. Aunque los resaltes 278
y los rebajes 282 se han mostrado con tamaños similares y con una
configuración cuadrada, también pueden ser adecuados diferentes
tamaños y otras formas y configuraciones (tal como bordes
redondeados).
Según se muestra en particular en las Figuras 4,
9 y 10, una pluralidad de orificios alargados de refrigeración de
aire, o pasos 286 con entradas 288 en las superficies 200 ó 204
externas o traseras de la base 196, se extienden en diagonal hacia
abajo y radialmente hacia el interior a través de la base 196 del
segmento 130 de cubierta, y se han mostrado en las Figuras 4, 9 y
10 como que salen a través de las salidas 92, a través de la pared
264 superior de la ranura 242 inferior, o según se han mostrado
alternativamente, salidas 292 que pueden salir aproximadamente
junto al borde que conecta la pared 260 lateral y la pared 264
superior. Para las realizaciones de la presente invención mostradas
en la Figura 4, también es importante que cada salida 292 salga por
encima de uno de los resaltes 278 por las razones que se describirán
en lo que sigue. Sin embargo, si se desean otras realizaciones de
la presente invención, las salidas 292 de los pasos 286 pueden salir
también en otros puntos del panel 214 lateral, entre la pared 266
de fondo de la ranura 246 superior y la pared 256 de fondo de la
ranura 242 inferior.
Los pasos 286 son normalmente rectos y pueden
ser oblicuos con relación a la dirección circunferencial y a la
dirección radial. Esta oblicuidad proporciona a los pasos 286
mayores longitudes, significativamente más grandes que los
espesores de raíl o panel de base y lateral, e incrementa sus
superficies de refrigeración por convección. Los pasos 286 están
típicamente espaciados a lo largo de la sección 190 de HTP y de la
sección 192 de LTP de tal modo que sus salidas 292 respectivas que
salen hacia la ranura 242 inferior, están también espaciadas a lo
largo de la longitud total de la ranura inferior. Mientras que los
pasos 286 salen a través de las salidas 292 según un patrón
continuo a lo largo de la longitud total de la ranura 242, en los
segmentos de cubierta de la presente invención se prefiere que
tales pasos no salgan en ciertas secciones de la ranura inferior
para economizar el uso del flujo total de aire de refrigeración. Una
sección de ese tipo, mostrada en la Figura 5, está aproximadamente
en el punto de transición indicado como 296 entre el extremo trasero
de la sección 190 de HTP y el extremo delantero de la sección 192
de LTP. Al abandonar los pasos 286 en este punto 296 de transición,
se impide o se minimiza el desperdicio de flujo de aire de
refrigeración desde la sección de HPT hasta la sección de LPT.
Según se muestra en la Figura 6, otra sección de ese tipo en la que
los pasos 286 de aire de refrigeración resultan típicamente
innecesarios, está en el punto indicado como 300, aproximadamente
en el borde posterior o extremo trasero de la sección LPT. En este
punto de la sección LPT, existe normalmente suficiente flujo de
aire axialmente y trasero a lo largo de la ranura 242 inferior, para
refrigerar adecuadamente los paneles 214 laterales sin que se tenga
que suministrar aire de refrigeración adicional por los pasos 286,
evitando de nuevo el desperdicio de uso en el flujo total de aire de
refrigeración.
El receptáculo 226 de
post-choque de HP delantero alimenta aire de
refrigeración a las entradas 288 de los pasos 286 que salen a
través de las salidas 292 en la porción delantera de la sección 190
de HPT, mientras que el receptáculo 230 de
sub-choque trasero alimenta aire de refrigeración a
las entradas 288 de los pasos 286 que salen a través de las salidas
292 de la porción trasera de la sección 190 de HPT. El receptáculo
230 de sub-choque es importante para conservar el
flujo total de aire de refrigeración con respecto a unos pocos
(típicamente 4) últimos pasos 286 que salen a través de las salidas
292 en el extremo trasero de la sección 190 de HPT. En particular,
el receptáculo 230 reduce la presión del flujo de aire de
refrigeración procedente del plenum 184 de
post-choque con anterioridad a que entre en las
entradas 288 de los pasos 286 en el extremo trasero de la sección
190 de HPT.
Según se muestra en las Figuras 3 a 6, el
segmento 130 de cubierta puede tener filas adicionales de pasos de
refrigeración, cinco de las cuales han sido indicadas como 304, 306,
308, 310 y 312 que se extienden desde las superficies 200 ó 204
traseras o externas de la base 196, a través de la base 196, y
después salen a través de las salidas 314 desde la superficie 208
interna. Al igual que los pasos 286, los pasos 304, 306, 308 y 310,
312, son normalmente rectos y pueden extenderse en direcciones
oblicuas con relación a la dirección circunferencial y a la
dirección radial, para proporcionar longitudes mayores que
incrementen sus superficies de refrigeración por convección. El
aire que circula a través de los pasos de las filas 304, 306, 308,
310 y 312 enfría por convección la sección 190 de HPT y la sección
192 de LPT del segmento 130 de cubierta. Al haber servido para este
propósito, el aire de refrigeración que sale desde las salidas 314
de esas filas de pasos, mezcla los flujos a lo largo de la
superficie 208 interna para enfriar por película el segmento de
cubierta.
Otro aspecto de la presente invención es el
subconjunto de cubierta, del que se muestra una realización en las
Figuras 9 y 10 y se ha indicado en general con 400. Según se muestra
en particular en la Figura 10, el subconjunto 400 comprende un par
de segmentos 130 de cubierta adyacentes que tienen paneles 214
laterales adyacentes opuestos que están separados por un espacio de
segmento circunferencial indicado en general como 402. Según se
muestra en particular en la Figura 9, los resaltes 278 y los rebajes
282 de la ranura 242 inferior de cada uno de los paneles 214
laterales adyacentes, están espaciados para ser decalados o
desviados unos con los otros de tal modo que los resaltes de la
ranura inferior de cada panel lateral adyacente son opuestos a los
rebajes de cada panel lateral adyacente. Como resultado, cada uno de
los pasos 286 de refrigeración que tienen salidas 292 que salen en
la ranura 242 inferior (por encima de uno de los resaltes 278), son
también opuestos a un rebaje 282 de la ranura inferior del panel
lateral adyacente.
Según se muestra en las Figuras 2, 3 y 9, los
resaltes 278 y los rebajes 282 alternos, se extienden típicamente
de forma continua a lo largo de la pared 256 de fondo de la longitud
completa de la ranura 242 inferior de cada uno de los paneles 214
laterales adyacentes. Sin embargo, estos resaltes alternos, y
especialmente los rebajes 282, no necesitan ser continuos a lo
largo de la longitud completa de la ranura 242 inferior. Por
ejemplo, para aquellas secciones de la ranura 242 inferior (tales
como las mostradas en las Figuras 5 y 6), en las que los pasos 286
no salen hacia la ranura 242 inferior, esa porción de pared 256 de
fondo de la ranura 242 inferior del panel 214 lateral adyacente no
necesita tener rebajes 282 formados en la misma.
El subconjunto 400 comprende además un cierre
hermético 404 de acanaladura de separador inferior, situado en el
espacio de separación 402 que tiene bordes 408 espaciados que son
recibidos por ranuras 242 inferiores (por encima de los resaltes
278) de los paneles 214 laterales adyacentes del par de segmentos 10
de cubierta. El subconjunto 400 incluye también un cierre hermético
412 de acanaladura primario superior posicionado en el espacio de
separación 402 que tiene bordes 416 espaciados que son recibidos por
ranuras 246 superiores de los paneles 214 laterales adyacentes del
par de segmentos 130 de cubierta. El cierre hermético 404 de
separador y el cierre hermético 412 primario, dividen esencialmente
el espacio de separación 402 en tres secciones que van a ser
mencionadas en lo que sigue como la cavidad o fosa 420 inferior, la
cavidad o canal 424 de presión intermedia, y la cavidad 428 de
post-choque superior. La cavidad o canal 424 de
presión intermedia que está definido entre el cierre hermético 404
de separador y el cierre hermético 412 primario, está dividido
típicamente en una porción de HPT delantera y una porción de LPT
trasera mediante el cierre hermético de acanaladura vertical
recibido por las respectivas ranuras 250 verticales central o media
de cada uno de los paneles 214 laterales adyacentes. Este canal 424
tiene una presión más baja que la presión de la cavidad 184 de
post-choque de HP y de la cavidad 189 de
post-choque de LP, y más alta que la presión 210 de
la corriente de gas local, es decir, en las proximidades de la
sección 190 de HPT y de la sección 192 de LPT.
La anchura de cada uno de los cierres herméticos
412 y especialmente 404, es tal que es más pequeña que la anchura
combinada del espacio de separación 402 y las ranuras 242, 246 de
cada uno de los paneles 214 laterales adyacentes. Esto es
particularmente importante para las ranuras 242 inferiores de cada
panel 214 lateral adyacente de modo que la porción de cada pared
260 lateral adyacente del rebaje 282 puede mantenerse sin cubrir por
el cierre hermético 404, y de ese modo ser accesible al flujo de
aire. Mientras que los cierres herméticos 404 y 412 han sido
representados como una pieza continua, éstos pueden ser también
secciones separadas, especialmente si, por ejemplo, las ranuras 242
y 246 son secciones o segmentos separados.
Según se muestra en particular en la Figura 10,
el aire de refrigeración indicado mediante la flecha 432, circula
hacia abajo por el paso 286 y sale por la salida 292. En este punto,
este flujo de aire 432 puede ir a través de una de dos trayectorias
que pueden proporcionar refrigeración por choque a aquellas
porciones de los paneles 214 laterales adyacentes a la fosa 420.
Una trayectoria consiste en fluir axialmente corriente abajo por el
canal 424 hacia el borde trasero del segmento 130 de cubierta y
salir desde un rebaje 282 por el mismo lado que el paso 286 desde
el que viene el flujo de aire 432, hacia la fosa 420 para chocar
contra la porción de por debajo del cierre hermético 404, según se
ha indicado mediante 448, del panel 214 lateral adyacente, y para
purgar el gas caliente de la fosa 420. La otra trayectoria consiste
en fluir circunferencialmente por encima del cierre hermético de
separador, para entrar en la ranura 242 inferior del panel 214
adyacente según se ha indicado mediante la flecha 440, fluir
alrededor del borde 408 del cierre hermético 404 y hacia la porción
al descubierto del rebaje 282 adyacente a la pared lateral 260 según
se ha indicado mediante la flecha 444, y después hacia fuera del
rebaje 282 como se ha indicado mediante la flecha 446 hacia la fosa
420, para chocar contra la porción de por debajo del cierre
hermético 404, según se ha indicado mediante 448, del mismo panel
214 lateral del que procede el flujo de aire 432, y para purgar el
gas caliente de la fosa 420. (Según se muestra en la Figura 10, la
porción 448 inferior de cada uno de los paneles 214 laterales
respectivos incluye también el recubrimiento de barrera térmica
indicado mediante 454 que está sujeto a la porción metálica del
segmento 130 de cubierta por medio de un recubrimiento de enlace
indicado mediante 456).
Debido a que el cierre hermético 404 de
separador no es típicamente estacionario, sino que se puede mover
libremente con las ranuras 242 inferiores, es posible que los bordes
408 hagan tope contra la pared 260 lateral de la ranura 242 y por
tanto con los rebajes 282 de cubierta, de modo que los mismos sean
parcial o totalmente inaccesibles para el flujo de aire. Según se
muestra en la Figura 11, una realización alternativa de la presente
invención consiste en extender cada rebaje 282 hacia, y por arriba
de, la pared 260 lateral, por encima de los resaltes 278 adyacentes
de la ranura 242, según se ha indicado mediante 460, de modo que si
los bordes 408 del cierre hermético 404 no hacen tope contra la
pared 260 lateral de la ranura 242, los rebajes 282 permanecerán
sin ser cubiertos por el cierre hermético 404, y de ese modo
accesibles al flujo de aire. Mientras que la realización de la
presente invención mostrada en las Figuras 9 a 11 proporciona
trayectorias de flujo de aire separadas a lo largo de la longitud
de la ranura 242 inferior en forma de rebajes 282 para recibir flujo
de aire en la ranura 242 (véase la flecha 440), que fluye a
continuación sobre el, y alrededor del, borde 408 del cierre
hermético 404 (véase la flecha 444) y después pasa ese flujo de aire
por debajo del cierre hermético 404 (véase la flecha 446), también
son adecuados otros diseños de trayectorias de flujo de aire que
estén por debajo de la pared de fondo 266 de la ranura 246 superior
(y del cierre hermético 412 primario). Por ejemplo, se podría
formar una pluralidad de pasos arqueados espaciados en los paneles
214 laterales que sean opuestos a las salidas 292 respectivas de
los pasos 286 y que tengan entradas por encima, y salidas por
debajo, de la ranura 242 inferior, de modo que el flujo de aire 432
del canal 424 pueda ser dirigido alrededor, y por debajo, del
cierre hermético 404.
Claims (10)
1. Un componente (130) de refrigeración de motor
de turbina para un motor de turbina de gas, que comprende:
(a) un borde (132) circunferencial
delantero;
(b) un borde (136) circunferencial trasero,
espaciado del borde (132) delantero;
(c) una base (196) arqueada, conectada a los
bordes (132, 136) trasero y delantero, y que tiene una superficie
(200, 204) posterior y una superficie (208) interna arqueada que
está en contacto con la corriente (210) de gas principal del motor
de turbina de gas, que se mueve en la dirección desde el borde (132)
delantero hasta el borde (136) trasero del componente (130) de
turbina;
(d) un par de paneles (214) laterales axiales
opuestos espaciados, conectados a los bordes (132, 136) delantero y
trasero;
(e) teniendo cada uno de los paneles (214)
laterales una ranura (242) de cierre hermético de acanaladura de
separador inferior que se extiende longitudinalmente desde el borde
(132) delantero hasta el borde (136) trasero de cada panel (214)
lateral, que está capacitada para recibir un borde (408) de un
cierre hermético (404) de acanaladura de separador, teniendo cada
ranura (242) inferior al menos una pared (256) de fondo y una pared
(264) superior;
(f) teniendo cada uno de los paneles (214)
laterales una ranura (246) de cierre hermético de acanaladura
superior primario, espaciada por encima de la ranura (242) inferior
y que se extiende longitudinalmente desde el borde (132) delantero
hasta el borde (136) trasero de cada panel (214) lateral, que está
capacitada para recibir un borde (416) de un cierre hermético (412)
de acanaladura primario, teniendo cada ranura (246) superior al
menos una pared (266) de fondo y una pared (274) superior, que se
caracteriza por:
(g) una pluralidad de pasos (286) de aire de
refrigeración que se extienden a través de la base (196), desde la
superficie posterior de la misma (200, 204), y que tienen salidas
(292) espaciadas que salen desde al menos uno de los paneles (214)
laterales hacia la ranura (242) inferior, entre la pared (286) de
fondo de la ranura (246) superior y la pared (256) de fondo de la
ranura (242) inferior, y
(h) una pluralidad de trayectorias (282) de
flujo de aire espaciadas a lo largo de la longitud de la ranura
(242) inferior y por debajo de la pared (266) de fondo de la ranura
(246) superior, que están capacitadas para recibir el aire que
circula sobre el, y por encima del, cierre hermético (404) de
separador cuando está posicionado en la ranura (242) inferior, y
pasando ese flujo de aire alrededor del borde (408) y por debajo
del cierre hermético (404) de separador.
\vskip1.000000\baselineskip
2. El componente (130) de turbina de la
reivindicación 1, en el que la pluralidad de trayectorias (282) de
flujo de aire son una pluralidad de rebajes (282) espaciados a lo
largo de la pared (256) de fondo de la ranura (242) inferior.
3. El componente (130) de turbina de la
reivindicación 2, en el que la pared (256) de fondo de la ranura
(242) inferior posee una pluralidad de rebajes (282) y resaltes
(278) que se alternan, y en el que cada una de las salidas (292) de
los pasos (286) que salen de los paneles (214) laterales, salen
hacia la ranura (242) inferior por encima de uno de los resaltes
(278).
4. Un subconjunto (400) de refrigeración de
motor de turbina, que comprende:
(1) un par adyacente de los componentes (130) de
turbina de la reivindicación 1, que tienen paneles (214) laterales
adyacentes opuestos con un espacio de separación (402) entre los
mismos, y en el que la separación de las trayectorias (282) de
flujo de aire a lo largo de la longitud de la ranura (242) inferior
para cada uno de los paneles (214) laterales adyacentes, está
decalada de tal modo que la salida (292) de cada una de las
trayectorias (286) que salen de cada panel (214) lateral adyacente,
son opuestas a una de las trayectorias (282) de flujo de aire del
otro panel (214) lateral adyacente;
(2) al menos un cierre hermético (404) de
acanaladura de separador, posicionado en el espacio de separación
(402) entre los paneles (214) laterales adyacentes opuestos, y que
incluye un par de bordes (408) espaciados que tienen una longitud y
un espesor tales que cada uno de los bordes (408) es susceptible de
ser recibido por la ranura (242) inferior de uno de los paneles
(214) laterales adyacentes;
(3) estando el al menos un cierre hermético
(404) de separador posicionado por debajo de la salida (292) de
cada uno de los pasos (286) que salen de cada panel (214) lateral
adyacente;
(4) al menos un cierre hermético (412) de
acanaladura primario, posicionado en el espacio de separación (402),
y que incluye un par de bordes (416) espaciados que tienen una
longitud y un espesor tales que cada uno de los bordes (416) es
susceptible de ser recibido por la ranura (246) superior de uno de
los paneles (214) laterales adyacentes.
\global\parskip0.930000\baselineskip
5. El subconjunto (400) de turbina de la
reivindicación 4, en el que cada uno de los cierres herméticos (404,
412) de separador y primario consiste en una pieza continua.
6. Un segmento (130) de cubierta de
refrigeración para las secciones de turbina de alta presión y de
baja presión de un motor de turbina de gas, que tiene una sección
delantera (190) de turbina de alta presión y una sección trasera
(192) de turbina de baja presión, y que comprende:
(a) un borde (132) circunferencial frontal en el
extremo delantero de la sección (190) de turbina de alta
presión;
(b) un borde (136) circunferencial posterior
separado del borde (132) frontal, en el extremo trasero de la
sección (192) de turbina de baja presión;
(c) una base (196) arqueada conectada a los
bordes (132, 136) trasero y delantero, y que tiene una superficie
(200, 204) posterior y una superficie (208) interna arqueada que
está en contacto con la corriente (210) principal de gas del motor
de turbina de gas, que se mueve en la dirección desde el borde (132)
frontal hasta el borde (136) trasero del segmento (130) de
cubierta;
(d) un par de paneles (214) laterales axiales
opuestos espaciados, conectados a los bordes (132, 136) delantero y
trasero;
(e) teniendo cada uno de los paneles (214)
laterales una ranura (242) de cierre hermético de acanaladura de
separador inferior, que se extiende longitudinalmente desde el borde
(132) frontal hasta el borde (136) posterior de cada uno de los
paneles (214) laterales, teniendo cada ranura (242) inferior una
pared (256) de fondo, una pared (264) superior, y una pared (256)
lateral conectada a las paredes (256, 264) de fondo y superior por
un borde de las mismas, teniendo la pared (256) de fondo una
pluralidad de resaltes (278) y de rebajes (282) que se alternan a
lo largo de la longitud de la misma;
(f) teniendo cada uno de los paneles (214)
laterales una ranura (246) de cierre hermético primaria de
acanaladura superior, espaciada por encima de la ranura (242)
inferior y que se extiende longitudinalmente desde el borde (132)
frontal hasta el borde (136) posterior de cada panel (214) lateral,
teniendo cada ranura (246) superior al menos una pared (266) de
fondo y una pared (274) superior, que se caracteriza por:
(g) una pluralidad de pasos (286) de aire de
refrigeración que se extienden a través de la base (196) desde la
superficie posterior de la misma (200, 204), y que tiene salidas
(292) que salen hacia la ranura (242) inferior de al menos uno de
los paneles (214) laterales y por encima de uno de los resaltes
(278) de la pared (256) de fondo de la ranura (242) inferior.
\vskip1.000000\baselineskip
7. El segmento (130) de cubierta de la
reivindicación 6, en el que las ranuras (246, 242) superior e
inferior se extienden continuadamente desde el borde (132) frontal
hasta el borde (136) trasero de cada panel (214) lateral.
8. El segmento (130) de cubierta de la
reivindicación 7, en el que ninguno de los pasos (286) sale hacia la
ranura (242) inferior en aproximadamente la transición (296) desde
el extremo trasero de la sección (190) de turbina de alta presión
hasta el extremo delantero de la sección (192) de turbina de baja
presión del segmento (130) de cubierta.
9. Un subconjunto (400) de cubierta para las
secciones de turbina de alta presión y de baja presión de un motor
de turbina de gas, que comprende:
(a) un par de segmentos (130) de cubierta
adyacentes de la reivindicación 6, comprendiendo cada uno de los
segmentos (130) de cubierta una sección (190) de turbina de alta
presión que tiene una cavidad (184) de choque de alta presión, y
una sección de turbina de baja presión que tiene una cavidad (189)
de choque de baja presión;
en el que los paneles (214) laterales adyacentes
opuestos del par de segmentos (130) de cubierta tienen un espacio
de separación (402) entre los mismos, y en el que la separación de
los resaltes (278) y de los rebajes (282) de la pared (256) de
fondo de la ranura (242) inferior para cada uno de los paneles (214)
laterales adyacentes, está decalada de tal manera que los resaltes
(278) de uno de los paneles (214) adyacentes son opuestos a los
rebajes (282) del otro panel (282) lateral adyacente;
(b) al menos un cierre hermético (404) de
acanaladura de separador, posicionado en el espacio de separación
(402) entre los paneles (214) laterales adyacentes opuestos, y que
incluye un par de bordes (408) separados que tienen una longitud y
un espesor tales que cada uno de los bordes (408) es susceptible de
ser recibido por la ranura (242) inferior de uno de los paneles
(214) laterales adyacentes;
(c) estando el al menos un cierre hermético
(404) de separador posicionado por encima de cada resalte (278) de
la pared (256) de fondo de cada ranura (242) inferior y por debajo
de las salidas (292) que salen hacia cada ranura (242) inferior, y
que tiene una anchura más pequeña que la anchura combinada del
espacio de separación (402) y la pared (256) de fondo de las
ranuras (242) inferiores de los paneles (214) laterales adyacentes,
de tal modo que al menos una porción de cada rebaje (282) de la
pared (256) de fondo adyacente a la pared (260) lateral de cada
ranura (242) inferior, es susceptible de ser accesible para el flujo
de aire;
\global\parskip1.000000\baselineskip
(d) al menos un cierre hermético (412) de
acanaladura primaria, posicionado en el espacio de separación (402)
y que incluye un par de bordes (416) espaciados que tienen una
longitud y un espesor tales que cada uno de los bordes (416) es
susceptible de ser recibido por la ranura (246) superior de uno de
los paneles (214) laterales adyacentes;
(e) definiendo el al menos un cierre hermético
(404) de separador y el al menos un cierre hermético (412)
primario, entre ambos, una cavidad (424) de presión intermedia que
tiene una presión más baja que la presión de la cavidad (184) de
choque de alta presión y que la cavidad (189) de choque de baja
presión, y una presión más alta que la presión de la corriente (21)
de gas principal en las proximidades de las secciones (190, 192) de
turbina de alta presión y de baja presión del segmento (130) de
cubierta.
\vskip1.000000\baselineskip
10. El subconjunto (400) de cubierta de la
reivindicación 9, en el que las ranuras (242, 246) superior e
inferior se extienden continuadamente desde el borde (132) frontal
hasta el borde (136) posterior de cada panel (214) lateral.
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