ES2574436T3 - Grado de turbomáquina y método para determinar una ranura de obturación y/o una posición axial de semejante grado de turbomáquina - Google Patents

Abstract

Grado de turbomáquina, especialmente, grado de turbina o grado de compresor de una turbina de gas, con una carcasa (2), especialmente cónica, en la que está dispuesta una disposición de álabes de rodete con varios álabes de rodete (1), que presenta un anillo de refuerzo exterior (1.1) con al menos una brida de obturación (1.2, 1.3) radial, y la brida de obturación presenta una disposición de ahondamientos con al menos un ahondamiento (4) radial, en el cual está dispuesto un saliente (4.1) radial, especialmente en el centro, y en la carcasa hay dispuesta una disposición de sensores (3) con al menos un sensor capacitivo (3.1, 3.2; 3.3) para la determinación de una distancia radial respecto a una superficie del perímetro de la brida de obturación.

Description

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DESCRIPCION

Grado de turbomaquina y metodo para determinar una ranura de obturacion y/o una posicion axial de semejante grado de turbomaquina

(0001) La invencion presente hace referencia a un grado de turbomaquina, especialmente un grado de turbina o un grado de compresor de una turbina de gas, con una carcasa, especialmente conica, en la cual hay dispuesta una disposicion de alabes de rodete con varios alabes de rodete, que presentan un anillo de refuerzo exterior con al menos una brida de obturacion, asi como un metodo para determinar una ranura de obturacion y/o una posicion axial de la disposicion de alabes de rodete de una turbomaquina semejante.

(0002) Mediante una o varias bridas de obturacion radiales dispuestas en direccion axial unas tras otras, la ranura de obturacion entre la carcasa y el anillo de refuerzo exterior puede ser reducida. En este caso, puede producirse un rozamiento entre la brida de obturacion y la carcasa, especialmente, a causa de distintas condiciones de funcionamiento, en consecuencia, un desgaste por roce en la brida de obturacion y/o una frotacion, de manera que la ranura de obturacion se modifica. El conocimiento de la ranura de obturacion actual puede ser ventajosa, especialmente, para adaptar el funcionamiento de la turbomaquina a la misma y/o llevar a cabo el mantenimiento o para planificarlo. Adicionalmente o alternativamente, el conocimiento de la posicion axial actual de la disposicion de alabes de rodete puede ser ventajoso, especialmente, para adaptar el funcionamiento de la turbomaquina a la misma.

(0003) Un objetivo de una ejecucion de la invencion presente es mejorar el mantenimiento y/o el funcionamiento de un grado de turbomaquina.

(0004) En el documento US20090003991 se expone el estado de la tecnica mas reciente frente al objeto de la reivindicacion.

(0005) Este objetivo se cumple con un grado de turbomaquina con las caracteristicas de la reivindicacion 1a. La reivindicacion 8a protege un metodo para determinar una ranura de obturacion y/o una posicion axial de la disposicion de alabes de rodete de semejante grado de turbomaquina, formas de ejecucion ventajosas de la invencion son objeto de las reivindicaciones dependientes.

(0006) Un grado de turbomaquina segun un aspecto de la invencion presente pueden ser, especialmente, un grado de turbina o un grado de compresor de una turbina de gas, preferiblemente, de un motor de avion.

(0007) La misma presenta una disposicion de alabes de rodete con varios alabes de rodete contiguos en direccion del perimetro, que pueden estar conformados de forma removible o fija con el rotor de la turbomaquina, especialmente, de forma integral. La disposicion de alabes de rodete esta dispuesta con una carcasa, que en una ejecucion puede convergir o divergir - al menos, en la zona de la disposicion de alabes de rodete - en direccion de la corriente de paso, lo cual se denomina en el presente caso, para una representacion mas compacta, carcasa conica. De igual modo, la carcasa - al menos en la zona de la disposicion de alabes de rodete - puede presentar en direccion de la corriente de paso, al menos, un corte transversal fundamentalmente constante, lo cual en el caso presente se denomina correspondientemente carcasa cilindrica.

(0008) La disposicion de alabes de rodete presenta un anillo de refuerzo exterior, que puede estar formado por varias secciones de anillo de refuerzo, con las cuales pueden estar unidos uno o varios alabes de rodete. El anillo de refuerzo exterior puede convergir o divergir en una ejecucion en la direccion de la corriente de paso o presentar un perimetro exterior, al menos fundamentalmente constante, lo cual en el caso presente, se denomina correspondientemente anillo de refuerzo exterior conico o cilindrico.

(0009) Sobre el anillo de refuerzo exterior, radialmente hacia el exterior, hay dispuestas una o varias bridas de obturacion radiales distanciadas entre si en direccion axial o en direccion de la corriente de paso, que se extienden preferiblemente a modo de nervio radialmente hacia el exterior, asi como en direccion del perimetro. Semejantes bridas de obturacion radiales se denominan a continuacion tambien, en abreviatura, boca/s de obturacion.

(0010) Segun un aspecto de la invencion presente, la unica brida de obturacion presenta, en varias bridas de obturacion distanciadas entre si en direccion axial, de una o varias, especialmente, de todas las bridas de obturacion, respectivamente una disposicion de ahondamientos con uno o varios ahondamientos radiales. Varios ahondamientos radiales pueden estar distribuidos de forma equidistante o asimetrica por el perimetro. En una ejecucion, la disposicion de ahondamientos presenta exactamente dos, tres o cuatro ahondamientos. Un ahondamiento puede presentar en una ejecucion dos flancos opuestos entre si, que en otra configuracion se extienden, al menos fundamentalmente, en direccion radial y/o que se convierten en un perimetro exterior de la brida de obturacion contiguo, preferiblemente en forma de anillo cilindrico, preferiblemente en un redondeamiento. Entre los flancos se extiende en otra configuracion, un fondo del ahondamiento, que en una ejecucion, puede presentar, al menos fundamentalmente, una superficie de perimetro en forma de anillo cilindrico. Con ello, se puede conformar un ahondamiento en una ejecucion, especialmente, en forma de U.

(0011) En el ahondamiento hay dispuesto un saliente radial. El mismo puede extenderse especialmente desde el

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fondo del ahondamiento radialmente hacia fuera y en otra configuracion puede presentar una superficie de perimetro, al menos fundamentalmente, en forma de anillo cilindrico. El saliente radial puede estar dispuesto, visto desde la direccion del perimetro, especialmente en el centro del ahondamiento, de igual modo, tambien de forma descentrada. En una ejecucion, el ahondamiento esta conformado con el saliente dispuesto en el interior de forma simetrica, lo cual al haber giros en sentido contrario puede producir ventajosamente senales del mismo tipo. De igual modo, el ahondamiento con el saliente dispuesto en el interior puede estar conformado tambien simetricamente, para al haber giros en sentido contrario, ventajosamente, producir distintas senales.

(0012) En la carcasa hay dispuesta una disposicion de sensores con uno o varios sensores o sondas capacitivos para determinar una distancia radial respecto a una superficie de perimetro de la brida de obturacion. Varios sensores pueden estar distribuidos equidistantes o asimetricos sobre el perimetro. En una ejecucion, la disposicion de ahondamientos presenta exactamente dos, cuatro o seis sensores. Bajo el concepto de sensor capacitivo para la determinacion de una distancia radial respecto a la superficie del perimetro de la brida de obturacion, se entiende en el caso presente, especialmente, un medio que produce una senal que depende de una distancia radial del sensor respecto a la superficie del perimetro, preferiblemente, no linealmente. Como superficie del perimetro, en el caso presente, se trata especialmente de una superficie de una brida de obturacion, un ahondamiento o un saliente, que se extienden en direccion del perimetro y en direccion axial, con otras palabras, observado radialmente hacia fuera, el lado superior de la brida de obturacion, del ahondamiento o del saliente.

(0013) Cuando rebosa un sensor mediante un ahondamiento, la distancia radial se modifica: primeramente aumenta, tan pronto como el sensor registra el fondo del ahondamiento. A continuacion, disminuye la distancia radial, cuando el sensor registra el saliente. A continuacion vuelve a aumentar, tan pronto como el sensor registra el fondo del ahondamiento en el lado del saliente que esta opuesto en direccion del perimetro. Finalmente, disminuye la distancia radial de nuevo hasta llegar al valor de partida, cuando el sensor registra la superficie del perimetro de la brida de obturacion junto al ahondamiento. De este modo, en una ejecucion, al girarse un ahondamiento en un sensor se produce un recorrido de senal, en general, en forma de W, con cuatro desviaciones de senales cambiantes, en sentidos contrarios. Como desviacion de senal, en el caso presente, se denomina, especialmente, a un aumento o a una disminucion de la senal o del valor de la senal del sensor, en general, en forma de escalon o flanco.

(0014) Segun un aspecto de la invencion presente, se registra, al menos, una desviacion de senal de la disposicion de sensor a causa de una determinacion, al menos, de un ahondamiento de la disposicion de ahondamiento por, al menos, un sensor de la disposicion de sensores. La determinacion o la valoracion mencionada a continuacion en base a un ahondamiento y a uno o dos sensores, puede llevarse a cabo del mismo modo para varios ahondamientos y/o sensores, y entonces en una ejecucion pueden compararse los resultados de la determinacion, especialmente, se puede sacar el promedio.

(0015) Una desviacion de la senal conforme a la invencion puede resultar, especialmente visto en la direccion de rotacion, de una transicion de una superficie del perimetro de la brida de obturacion junto a un ahondamiento de la disposicion de ahondamientos hacia este ahondamiento o (al contrario que aqui) desde un ahondamiento de la disposicion de ahondamientos hacia una superficie del perimetro de la brida de obturacion junto a este ahondamiento. Ambos son designados de igual modo como desviacion de senal, a causa de una determinacion de un ahondamiento, mediante un sensor en el contexto de la invencion presente. De igual modo, una desviacion de senal conforme a la invencion, tambien en la transicion de un fondo de ahondamiento de un ahondamiento de la disposicion de ahondamientos hacia el saliente en este ahondamiento o (al contrario que aqui) desde un saliente de un ahondamiento de la disposicion de ahondamientos hacia un fondo de ahondamiento de este ahondamiento junto a este saliente. Tambien esto es denominado como desviacion de senal, a causa de una determinacion de un ahondamiento mediante un sensor en el contexto de la presente invencion. Adicionalmente, semejante desviacion de senal puede ser denominada tambien como desviacion de senal a causa de una determinacion de un ahondamiento y del saliente en este ahondamiento mediante un sensor.

(0016) En una ejecucion, la desviacion de senal, que se produce a causa de una variacion de la distancia entre el fondo del ahondamiento y el saliente y/o entre el saliente y el fondo del ahondamiento, es decir, una desviacion de senal a causa de una determinacion de un ahondamiento y del saliente en este ahondamiento, en base a una calibracion anterior asociado a una distancia radial de la disposicion de alabes de rodete: en un sensor capacitivo se modifica la capacidad de un condensador, determinada directa o indirectamente, a causa de la modificacion de la superficie del perimetro efectiva del fondo del ahondamiento o del saliente. Esta modificacion o esta desviacion de senal es distinta en distancias radiales distintas de la brida de obturacion respecto al sensor o la carcasa, en la cual esta dispuesta la misma. Correspondientemente, la desviacion de senal puede asociarse a una distancia radial determinada, y en una calibracion anterior se asignan correspondientemente determinadas distancias radiales a determinadas desviaciones de senal. La asociacion de una desviacion de senal determinada a una distancia radial, a base de una calibracion anterior, puede llevarse a cabo, especialmente, mediante interpolacion o extrapolacion, preferiblemente lineares, entre los pares de valores de la calibracion.

(0017) En una ejecucion, la disposicion de sensores presenta al menos dos sensores, cuyas superficies de determinacion con un eje de giro del grado de turbomaquina incluye distintos angulos, especialmente, en sentidos contrarios, preferiblemente, al menos en general, de igual valor. Los angulos son preferiblemente en valor mayores que 5°, especialmente mayores que 10°. Adicionalmente o alternativamente, en una ejecucion, son en valor menores que 75°, especialmente menores que 25°. En una ejecucion, los angulos son, al menos en general, iguales que ±15°,

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en otra ejecucion, al menos en general, iguales que ±60°.

(0018) Un sensor presenta en direccion del penmetro una zona de determinacion. Las zonas de determinacion que se encuentran en direccion axial, unas tras otras, forman conjuntamente una superficie de determinacion en el contexto de la invencion presente. Un sensor presenta especialmente una superficie de determinacion, que incluye con el eje giratorio un angulo, cuando el sensor determina en direccion axial ahondamientos o salientes desplazados correspondientemente antes o mas tarde. Cuanto mayor es el valor del angulo, antes o despues determina el sensor dos ahondamientos o salientes desplazados en direccion axial o alineados entre sf. Si por ejemplo, un sensor presenta una superficie de sensor rectangular, opuesta a la brida de obturacion, cuyo eje principal incluye un angulo, con el eje giratorio del grado de turbomaquina, entonces correspondientemente la superficie de determinacion incluye igualmente este angulo con el eje giratorio.

(0019) Mediante estas superficies de determinacion inclinadas contra el eje giratorio de la turbomaquina, segun una ejecucion, puede determinarse una posicion axial de la disposicion de alabes de rodete. Adicionalmente a esto, en una ejecucion, primeramente se determina una desviacion de serial de la disposicion de sensores, a causa de una determinacion de un ahondamiento de la disposicion de ahondamientos y/o del saliente en este ahondamiento mediante un sensor de la disposicion de sensores. Mediante la continuacion del giro del rotor hacia otro sensor, a continuacion, se determina otra desviacion de serial de la disposicion de sensores, a causa de una determinacion de este ahondamiento y/o del saliente en este ahondamiento mediante otro sensor de la disposicion de sensores. La distancia de estas desviaciones de serial, especialmente, de la distancia temporal o de la distancia de giro del angulo, puede ser asociada a base de una calibracion anterior de una posicion axial de la disposicion de alabes de rodete. Si las superficies de determinacion de dos sensores convergen en direccion axial, disminuye la distancia de las desviaciones de serial, cuanto mas se desplaza la brida de obturacion en direccion axial. Al contrario, si la distancia aumenta en superficies de determinacion que divergen en direccion axial o en un desplazamiento en contra de la direccion axial.

(0020) Como se indico previamente, las distancias de las desviaciones de serial de ambos sensores pueden determinarse a causa de una transicion de una superficie del penmetro de la brida de obturacion junto a un ahondamiento hacia este ahondamiento, desde un ahondamiento hacia una superficie del penmetro de la brida de obturacion junto a este ahondamiento, desde un fondo de ahondamiento de un ahondamiento hacia el saliente en este ahondamiento y/o desde un saliente de un ahondamiento hacia un fondo de ahondamiento de este ahondamiento junto a este saliente.

(0021) Adicionalmente o alternativamente a los dos sensores, cuyas superficies de determinacion con el eje giratorio incluyen distintos angulos, la disposicion de sensores puede presentar en una ejecucion al menos un sensor, cuya superficie de determinacion converge o diverge en direccion axial. Tambien mediante esto, puede determinarse una posicion axial de la disposicion de alabes de rodete: en un sensor con una superficie de determinacion convergente, el angulo alrededor del cual la brida de obturacion tiene que seguir girandose, hasta que se determina una ahondamiento o un saliente maximo por el sensor, o ya no se determina en absoluto por el sensor, cuanto menor es, mas lejos se desplaza la brida de obturacion en direccion axial o en direccion de convergencia. Al contrario, si el angulo aumenta, alrededor del cual tiene que seguir girandose la brida de obturacion, hasta que ya no se determina un ahondamiento o un saliente maximo o ya no se determina en absoluto, cuanto mas, mas lejos es desplazada la brida de obturacion en direccion de divergencia. Correspondientemente, la anchura de la correspondiente desviacion de la serial o de un flanco de una serial del sensor disminuye o aumenta, con la posicion axial relativa al senor con una superficie de determinacion convergente o divergente. Bajo el concepto de anchura de una desviacion de serial se entiende en el caso presente, especialmente, un tiempo o un angulo de giro, en el cual aparece la desviacion de serial. Esto puede determinarse en una ejecucion mediante el tiempo o el angulo entre el quedar por debajo o quedar por encima de los lfmites determinados mediante una serial de sensor, pero tambien mediante el tiempo o el angulo entre las seriales del sensor o las secuencias de la serial de sensor con el mismo aumento, especialmente, la mitad de un aumento maximo de la serial del sensor o de la secuencia de serial del sensor.

(0022) Correspondientemente, segun una ejecucion de la invencion presente, se detecta, al menos, una desviacion de la serial a causa de una determinacion de un ahondamiento de la disposicion de ahondamientos mediante un sensor, cuya superficie de determinacion converge o diverge en direccion axial, y una anchura de esta desviacion de serial a base de una calibracion se asocia a una posicion axial de la disposicion de alabes de rodete. Como se indica anteriormente, la anchura de una desviacion de serial a causa de una transicion de una superficie del penmetro de la brida de obturacion junto a un ahondamiento hacia este ahondamiento, desde un ahondamiento hacia una superficie de penmetro de la brida de obturacion junto a este ahondamiento, desde un fondo de ahondamiento de un ahondamiento hacia el saliente en este ahondamiento y/o desde un saliente de un ahondamiento hacia un fondo de ahondamiento de este ahondamiento junto a este saliente.

(0023) Como se menciono previamente, igualmente que para la serial entre el fondo de ahondamiento y el saliente o el saliente y el fondo de ahondamiento resulta una desviacion de serial tambien al haber una entrada o salida de un ahondamiento en o de una superficie de determinacion de un sensor. En una ejecucion de la invencion presente, la misma se utiliza para determinar un roce de la brida de obturacion: cuanto mayor es el roce, menor es la desviacion de serial. Correspondientemente, en una ejecucion, al menos, una desviacion de serial de la disposicion de sensores a causa de una determinacion de un ahondamiento de la disposicion de ahondamientos y una superficie del penmetro de la brida de obturacion contigua a este ahondamiento, especialmente, situada delante o detras en la

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direccion de giro es determinada mediante un sensor de la disposicion de sensores, y esta desviacion de senal esta asociada a base de una calibracion anterior a un roce de la brida de obturacion.

(0024) La ranura de obturacion entre la brida de obturacion y la carcasa, especialmente, un revestimiento de entrada de la carcasa, junto a la distancia radial de la brida de obturacion respecto a un sensor fijo a la carcasa y a un eventual roce de la brida de obturacion puede depender de una frotacion en la carcasa y/o de la posicion axial de la brida de obturacion. Correspondientemente, en una ejecucion de la invencion presente, se determina, especialmente de forma periodica, una frotacion de la carcasa opuesta a la brida de obturacion, especialmente, de un revestimiento de entrada de la carcasa opuesto a la brida de obturacion. La misma puede tenerse en cuenta en la determinacion de la ranura de obturacion, especialmente, puede ser anadida a la distancia radial determinada y/o a un desgaste por roce de la brida de obturacion.

(0025) Como se menciono anteriormente, las desviaciones de senal o sus distancias pueden asociarse, mediante una calibracion, preferiblemente de dos dimensiones, a las distancias radiales o a las posiciones axiales. Correspondientemente, en una ejecucion de la presente invencion, especialmente primeramente, de las distancias entre las desviaciones de senal, que determinan mediante sensores con superficies de determinacion inclinadas en sentidos contrarios, el mismo ahondamiento, y/o de la anchura de una desviacion de senal, que se determina mediante un sensor con una superficie de determinacion que converge o diverge axialmente, determina una posicion axial de una brida de obturacion, y especialmente, a continuacion, de las desviaciones de senal entre el fondo de ahondamiento y el saliente o la superficie del perimetro contigua, no ahondada, de la brida de obturacion, a base de la calibracion de dos dimensiones, determina la distancia radial o el roce de la brida de obturacion. En una ejecucion, mediante una calibracion de dos dimensiones, se asocian pares de posiciones axiales y distancias radiales o ranuras de obturacion respectivamente a una distancia entre las desviaciones de senal de sensores, cuyas superficies de determinacion incluyen distintos angulos, o una anchura de una desviacion de senal de un sensor con una superficie de determinacion que converge o diverge axialmente, y adicionalmente una desviacion de senal, especialmente, a causa de una determinacion de un ahondamiento y sus salientes. De este modo, en la determinacion de la distancia o de la anchura y de la desviacion de senal, a base de la calibracion, puede determinarse la posicion axial y la distancia radial o la ranura de obturacion. En otra configuracion, puede determinarse, junto con el roce igualmente determinado, una ranura de obturacion actual.

(0026) En una ejecucion de la invencion presente, se baja radialmente una superficie del perimetro del saliente radial en el ahondamiento. Mediante esto, un roce de la superficie del perimetro de la brida de obturacion, que rodea al ahondamiento, tampoco modifica a la desviacion de senal entre el fondo de ahondamiento y el saliente.

(0027) Un ahondamiento puede estar dispuesto completamente en una seccion de anillo de refuerzo exterior. De igual modo, un ahondamiento, especialmente el saliente, puede estar conformado por dos secciones de anillo de refuerzo exterior contiguas conjuntamente o el ahondamiento, especialmente el saliente, puede extenderse sobre la superficie de contacto de dos alabes de rodete contiguos. En este caso, el ahondamiento, especialmente el saliente, puede estar distribuido simetricamente por ambas secciones de anillo de refuerzo exterior contiguas o extenderse simetricamente respecto a la superficie de contacto.

(0028) En una ejecucion, la brida de obturacion de una o dos secciones de anillo de refuerzo exterior contiguas esta descendida radialmente frente a la brida de obturacion de la otra seccion de anillo de refuerzo exterior, que se une a las anteriores, de manera que el ahondamiento se extiende completamente sobre una o las dos secciones de anillo de refuerzo exterior. De este modo, de un modo especialmente sencillo, puede representarse un ahondamiento con un saliente radial. El saliente radial puede estar dispuesto en las superficies de contacto opuestas entre si de estas secciones de anillo de refuerzo exterior contiguas.

(0029) En una ejecucion, el grado de turbomaquina presenta un medio de procesamiento que esta dispuesto para la ejecucion de un metodo aqui descrito. Un medio en el contexto de la presente invencion puede estar conformado tecnicamente como hardware o como software, especialmente, puede presentar una unidad de procesador, en especial, una unidad de microprocesador (CPU) y/o uno o varios programas o modulos de programa, preferiblemente con un sistema de almacenamiento y/o un sistema de bus, unido a datos o a una senal, especialmente, digital. El CPU puede estar conformado para procesar ordenes que estan implementadas como un programa dispuesto en un sistema de almacenamiento, para determinar senales de entrada de un bus de datos y/o para dar senales de salida a un bus de datos. Un sistema de almacenamiento puede presentar uno o varios medios de almacenamiento distintos, especialmente, medios opticos, magneticos, medios de cuerpos solidos y/u otros medios no volatiles. El programa puede estar creado de tal modo que incorpore el metodo aqui descrito o que sea capaz de ejecutarlo, de manera que el CPU puede ejecutar los pasos de semejante metodo, y con ello, puede determinar una ranura de obturacion y/o una posicion axial.

(0030) Otras configuraciones ventajosas de la invencion presente resultan de las reivindicaciones dependientes y de la descripcion siguiente de las ejecuciones preferibles. Se muestran, parcialmente esquematizadas:

Fig. 1: una parte de un grado de turbomaquina segun una ejecucion de la presente invencion en una vista en direccion axial;

Fig. 2: una parte de un grado de turbomaquina de la Fig. 1 a lo largo de la linea de corte II-II en la Fig. 1;

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Fig. 3A: una senal de un sensor de un grado de turbomaquina de la Fig. 1 para una posicion axial y una distancia radial de una disposicion de alabes de rodete del grado de turbomaquina;

Fig. 3B: una senal del sensor en una representacion correspondiente en la Fig. 3A para otra posicion axial;

Fig. 3C: una senal del sensor en una representacion correspondiente en la Fig. 3A para otra distancia radial; y

Fig. 4: una vista superior en direccion radial desde fuera sobre una parte de un desarrollo del grado de turbomaquina de la Fig. 1;

Fig. 5: una parte de un grado de turbomaquina segun otra ejecucion de la presente invencion en una representacion correspondiente en la Fig. 4 ; y

Fig. 6: una senal de un sensor de un grado de turbomaquina de la representacion correspondiente en la Fig. 3A.

(0031) Las Fig. 1, 2, 4 muestran en una vista en direccion axial (Fig. 1), un corte meridiano (Fig. 2) o una vista

superior desarrollada en direccion radial una parte de un grado de turbomaquina segun una ejecucion de la

invencion presente. El grado de turbomaquina puede ser, por ejemplo, un grado de turbina o un grado de compresor de una turbina de gas, preferiblemente, de un motor de avion.

(0032) El mismo presenta una disposicion de alabes de rodete con varios alabes de rodete (1) contiguos en direccion del perimetro. La disposicion de alabes de rodete esta dispuesta en una carcasa conica (2).

(0033) La disposicion de alabes de rodete presenta un anillo de refuerzo exterior (1.1) conico, que esta formado por varias secciones de anillo de refuerzo exterior, con los cuales estan unidos respectivamente uno o varios alabes de rodete.

(0034) Radialmente hacia fuera sobre el anillo de refuerzo exterior estan dispuestas dos bridas de obturacion (1.2, 1.3) radiales distanciadas entre si en direccion axial o en direccion de la corriente de paso (horizontal desde la izquierda hacia la derecha en la Fig. 2, 4), que se extienden a modo de nervios radialmente hacia fuera (vease Fig. 1,2), asi como en la direccion del perimetro (vease Fig. 1,4).

(0035) La invencion presente se describe en detalle a continuacion en relacion con la brida de obturacion (1.2) izquierda de las Fig. 2, 4, las ejecuciones pueden ser transferidas de igual modo a la brida de obturacion (1.3) derecha de las Fig. 2, 4.

(0036) La brida de obturacion (1.2) esta formada por varias secciones de brida de obturacion, las cuales estan conformadas de forma integral con la respectiva seccion de anillo de refuerzo exterior y las cuales estan descritas en la Fig. 1 para una mejor diferenciacion con 1.2’ o 1.2’’.

(0037) La brida de obturacion (1.2) presenta una disposicion de ahondamientos con cuatros ahondamientos (4) radiales, de los cuales en la Fig. 1 hay representado uno. Cada uno de los ahondamientos del mismo tipo presenta dos flancos opuestos (izquierda, derecha en la Fig. 1) que fundamentalmente se extienden en direccion radial. Entre los flancos se extiende un fondo de ahondamiento que presenta una superficie del perimetro en forma de anillo de cilindro, de manera que el ahondamiento (4) esta conformado en forma de U.

(0038) En el ahondamiento (4) hay dispuesto un saliente (4.1) radial, que se extiende desde el fondo de ahondamiento radialmente hacia fuera y una superficie del perimetro en forma de cilindro. El saliente (4.1) radial, visto desde la direccion del perimetro, esta dispuesto en el centro en el ahondamiento (4). El ahondamiento (4), con el saliente (4.1) dispuesto en el interior, esta conformado simetricamente.

(0039) En la carcasa (2) hay dispuesta una disposicion de sensores (3) con seis sensores capacitivos para la determinacion de una distancia radial respecto a una superficie del perimetro de la brida de obturacion, de los cuales estan representados en la Fig. 1, 2 un sensor y en la Fig. 4 dos sensores (3.1, 3.2).

(0040) Al rebosar el sensor por un ahondamiento (4) se modifica la distancia radial: primeramente aumenta, tan pronto como el sensor determina el fondo del ahondamiento.

(0041) A continuacion, disminuye la distancia radial, cuando el sensor determina el saliente. A continuacion, aumenta de nuevo, tan pronto como el sensor determina el fondo del ahondamiento en el lado del saliente opuesto en direccion del perimetro. Finalmente, disminuye la distancia radial de nuevo hasta llegar al valor inicial, cuando se determina la superficie del perimetro de la brida de obturacion junto al ahondamiento.

(0042) De este modo, al girar un ahondamiento en un sensor resulta un transcurso de senal, en general, en forma de W, con cuatro desviaciones de senal cambiantes, en sentidos contrarios. En la Fig. 3A esta representado semejante transcurso de senal para los dos sensores (3.1, 3.2) contiguos al girar en el mismo ahondamiento (4) uno tras otro en los sensores (3.1, 3.2). En este caso, la abscisa (9) puede representar de igual modo un angulo de giro de la disposicion de rodetes o puede representar el tiempo, pues ambos son transformables mediante la velocidad del giro

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de la disposicion de rodete.

(0043) Mediante un medio de procesamiento (5) se determinan las desviaciones de senal de la disposicion de sensores a causa de una determinacion de los ahondamientos de la disposicion de ahondamientos y sus salientes mediante los sensores de la disposicion de sensores.

(0044) Las desviaciones de senal (d), que resultan de la modificacion de la distancia entre el fondo del ahondamiento y el saliente y entre el saliente y el fondo del ahondamiento, se asocian a base de una calibracion anterior a una distancia radial de la disposicion de alabes de rodete. La Fig. 3C muestra el transcurso de senal de la Fig. 3A para otra distancia radial entre la disposicion de alabes de rodete (1) y la disposicion de sensores (3) o la carcasa (2): se reconoce que se diferencian las desviaciones de senal (d’) en estas distancias radiales distintas. Correspondientemente, la desviacion de senal (d) o (d’) puede ser asociada a base de una calibracion anterior respectivamente a una distancia radial determinada.

(0045) Los sensores de la disposicion de sensores y sus superficies de determinacion forman, con el eje giratorio del grado de turbomaquina, angulos en sentidos contrarios, de igual valor ±a de ±15° (vease Fig. 4).

(0046) Mediante estas superficies de determinacion inclinadas contra el eje giratorio de la turbomaquina puede determinarse una posicion axial de la disposicion de alabes de rodete. La Fig. 3B muestra el transcurso de senal de la Fig. 3A para otra posicion axial de la disposicion de alabes de rodete (1): Se determinan primeramente desviaciones de senal (d) de la disposicion de sensores a causa de una determinacion de un ahondamiento de la disposicion de ahondamientos y del saliente en este ahondamiento mediante un sensor (3.1) de la disposicion de sensores (izquierda, in Fig. 3A, 3B).

(0047) Mediante la continuacion del giro del rotor hacia el otro sensor (3.2) se determinan seguidamente otras desviaciones de senal (derecha en la Fig. 3A, 3B) de la disposicion de sensores a causa de una determinacion de este ahondamiento y del saliente en este ahondamiento mediante el otro sensor (3.2) de la disposicion de sensores. La distancia temporal o la distancia del angulo giratorio de estas desviaciones de senal, indicadas en las Fig. 3A, 3B mediante la distancia T o T’ de las puntas intermedias, puede asociarse entonces en el medio de procesamiento (5) a base de una calibracion anterior de una posicion axial de la disposicion de alabes de rodete. Si se observa la Fig. 4, se reconoce que en las superficies de determinacion de los sensores (3.1, 3.2) que convergen desde la izquierda hacia la derecha se reduce la distancia de las desviaciones de senal, cuanto mas se desplaza la brida de obturacion desde la izquierda hacia la derecha.

(0048) Igualmente, como se indico previamente para la senal entre el fondo del ahondamiento (4) y del saliente (4.1) o el saliente (4.1) y el fondo de ahondamiento (4), tambien en la entrada o salida de un ahondamiento en o de la superficie de determinacion de un sensor resulta una desviacion de senal (D o D’) (vease Fig. 3A, 3C). La misma se usa en el medio de procesamiento (5) para determinar un frotamiento de la brida de obturacion (1.2): cuanto mayor es el frotamiento, menor es la desviacion de senal (D o D’). Correspondientemente, las desviaciones de senal de la disposicion de sensores se determinan a causa de una determinacion de un ahondamiento de la disposicion de ahondamientos y de una superficie del perimetro de la brida de obturacion contigua a este ahondamiento, especialmente, en direccion del giro situada delante o detras, mediante un sensor de la disposicion de sensores, y estas desviaciones de senal estan asociadas a base de una calibracion anterior a un frotamiento de la brida de obturacion.

(0049) La ranura de obturacion entre la brida de obturacion y la carcasa, especialmente, un revestimiento de entrada de la carcasa, junto a la distancia radial de la brida de obturacion respecto a un sensor fijo a la carcasa y a un eventual frotamiento de la brida de obturacion, puede depender tambien de un roce (2.1) en la carcasa, como se indica en la Fig. 2. Correspondientemente, se determina periodicamente un frotamiento de la carcasa (2) opuesta a la brida de obturacion, especialmente de un revestimiento de entrada de la carcasa opuesta a la brida de obturacion, y se tiene en cuenta mediante el medio de procesamiento (5) en la determinacion de la ranura de obturacion, especialmente, se anade a una distancia radial determinada y a un roce de la brida de obturacion.

(0050) En la Fig. 1 se reconoce que la superficie del perimetro del saliente radial (4.1) en el ahondamiento (4) esta descendido radialmente, y que el ahondamiento (4) y el saliente (4.1) se extienden simetricamente sobre la superficie de contacto de dos alabes de rodete contiguos. Las bridas de obturacion (1.2’, 1.2’’) de dos secciones de anillo de refuerzo exterior contiguas estan descendidas radialmente (vease Fig. 1) frente a la brida de obturacion (1.2) de las otras secciones de anillo de refuerzo exterior que se unen a la misma, de manera que el ahondamiento (4) se extiende sobre ambas secciones del anillo de refuerzo exterior (1.2’, 1.2’’) completas. El saliente radial (4.1) esta dispuesto en las superficies de contacto opuestas entre si de estas secciones de anillo de refuerzo exterior contiguas (1.2’, 1.2’’).

(0051) La Fig. 5 muestra en la representacion correspondiente de la Fig. 4 una vista superior en direccion radial desde fuera sobre una parte de un desarrollo de un grado de turbomaquina segun otra ejecucion de la invencion presente. Los elementos coincidentes estan designados con signos de referencia identicos, de manera que se hace referencia al resto de la descripcion y a continuacion solo a las diferencias de la ejecucion segun la Fig. 1-4.

(0052) La disposicion de sensores de la ejecucion segun la Fig. 5 presenta un sensor (3.3) para la determinacion de

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

una distancia radial respecto a una superficie del perimetro de la brida de obturacion, cuya superficie de determinacion dibujada en la Fig. 5 converge en direccion axial (desde la izquierda hacia la derecha). Como se observa en la Fig. 5, la superficie de determinacion esta conformada en dos estructuras radiadas, lo cual por ejemplo, puede ser representado mediante un sensor capacitivo en forma de V.

(0053) Al rebosar este sensor por un ahondamiento (4), cuyo fondo de ahondamiento esta tintado en oscuro en la Fig. 5 para su clarificacion, se modifica la distancia radial: primeramente aumenta, tan pronto como el sensor determina el fondo del ahondamiento. A continuacion, disminuye la distancia radial, cuando el sensor determina el saliente (4.1). A continuacion aumenta de nuevo, tan pronto como el sensor determina el fondo del ahondamiento sobre el lado del saliente opuesto en direccion del perimetro. Finalmente, disminuye la distancia radial de nuevo hasta el valor inicial, cuando el sensor determina la superficie del perimetro de la brida de obturacion junto al ahondamiento.

(0054) De este modo, al girar un ahondamiento en un sensor se obtiene un transcurso de senal, en general, en forma de W, con cuatro desviaciones de senal en sentidos contrarios, cambiantes. En la Fig. 6 esta representado semejante transcurso de senal en una representacion correspondiente de la Fig. 3A.

(0055) A causa de la superficie de determinacion en dos estructuras radiadas, las desviaciones de senal presentan respectivamente escalones: si el ahondamiento se gira en la superficie de determinacion, decrece la senal en forma de flancos. Solo en el momento en que el ahondamiento se gira tambien en la otra superficie de determinacion, sigue decreciendo la senal en forma de flancos. Correspondientemente, se eleva la senal escalonadamente en forma de flancos, tan pronto como el saliente es girado en las superficies de determinacion o en el ahondamiento desde las superficies de determinacion.

(0056) A causa de las superficies de determinacion que convergen, se modifica la anchura (B) de las desviaciones de senal o de los flancos; la superficie de determinacion esta en la Fig. 5 a la izquierda en direccion del perimetro (vertical en la Fig. 5) mas ancha que a la derecha. Correspondientemente, es necesario un mayor giro de la brida de obturacion (1.2), hasta que su ahondamiento o su saliente ya no se determina en absoluto por el sensor (3.3). con ello, aumenta una anchura (B) de la desviacion de senal (D) a causa de la determinacion del ahondamiento (4) mediante el sensor (3.3) en la transicion entre la superficie de perimetro de la brida de obturacion (2.1) junto al ahondamiento (4) (abajo en la Fig. 5) y el ahondamiento. Esta anchura (B) puede asociarse a base de una calibracion de dos dimensiones a una posicion axial de la brida de obturacion (1.2) relativa al sensor (3.3).

(0057) La anchura (B) puede determinarse, por ejemplo, entre un punto (91), en el que la senal del sensor (C) esta por debajo de un valor predeterminado, y otro punto (92), en el que la senal del sensor (C) esta por debajo de un valor menor, predeterminado. De igual modo, la anchura (B) puede ser determinada entre dos puntos (91, 92), en los cuales la senal del sensor (C) presenta el mismo aumento (dC/d9), por ejemplo, la mitad de un aumento maximo. De este modo, puede determinarse la anchura (B) independientemente de un tamano absoluto de la senal del sensor (C). En lugar de la desviacion de senal (D) tambien puede usarse la desviacion de senal (d) a causa de una determinacion del ahondamiento (4) y de su saliente (4.1).

(0058) A pesar de que en la descripcion anterior se han explicado ejecuciones de ejemplos, se hace referencia a que una multitud de variaciones son posibles. Ademas, se hace referencia a que en las ejecuciones ejemplares solamente se trata de ejemplos, en que se no debe limitar de ningun modo el ambito de proteccion, la aplicacion y la estructura. Mas bien, el experto se le ofrece mediante la descripcion anterior una guia para la aplicacion de al menos una ejecucion ejemplar, en tanto que pueden llevarse a cabo diversas modificaciones, especialmente, en relacion con la funcion y la disposicion de los componentes descritos, sin que se abandone el ambito de proteccion, tal y como resulta de las reivindicaciones y de estas combinaciones de caracteristicas equivalentes.

Lista de signos de referencia

(0059) 1

(Disposicion) de alabes de rodete

1.1

(Seccion ) de anillo de refuerzo exterior

1.2, 1.3

Brida de obturacion

1.2', 1.2''

Seccion de brida de obturacion

2

Carcasa

2.1

Roce

3

Disposicion de sensores

3.1, 3.2, 3.3

(Superficie de determinacion de un) sensor

4

Ahondamiento

4.1

Saliente radial

5

Medio de procesamiento

Claims (13)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   50

   55

   60

   65

   REIVINDICACIONES
2. 18.- Grado de turbomaquina, especialmente, grado de turbina o grado de compresor de una turbina de gas, con una carcasa (2), especialmente conica, en la que esta dispuesta una disposicion de alabes de rodete con varios alabes de rodete (1), que presenta un anillo de refuerzo exterior (1.1) con al menos una brida de obturacion (1.2, 1.3) radial, y la brida de obturacion presenta una disposicion de ahondamientos con al menos un ahondamiento (4) radial, en el cual esta dispuesto un saliente (4.1) radial, especialmente en el centro, y en la carcasa hay dispuesta una disposicion de sensores (3) con al menos un sensor capacitivo (3.1, 3.2; 3.3) para la determinacion de una distancia radial respecto a una superficie del perimetro de la brida de obturacion.
3. 28.- Grado de turbomaquina segun la reivindicacion anterior, que se caracteriza por que la disposicion de sensores presenta al menos dos sensores capacitivos (3.1, 3.2) para la determinacion de una distancia radial respecto a una superficie del perimetro de la brida de obturacion, cuyas superficies de determinacion con un eje giratorio del grado de turbomaquina incluyen angulos distintos, especialmente en sentidos contrarios, preferiblemente, al menos, en general, de igual valor (±a).
4. 38.- Grado de turbomaquina segun una de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por que la disposicion de sensores presenta al menos un sensor (3.3) para la determinacion de una distancia radial respecto a una superficie del perimetro de una brida de obturacion, cuya superficie de determinacion converge o diverge en direccion axial.
5. 48.- Grado de turbomaquina segun una de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por que una superficie del perimetro del saliente radial (4.1) esta descendida radialmente en el ahondamiento (4).
6. 58.- Grado de turbomaquina segun una de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por que el ahondamiento (4), especialmente el saliente (4.1) se extiende, especialmente simetricamente, sobre la superficie de contacto de dos alabes de rodete contiguos.
7. 68.- Grado de turbomaquina segun una de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por que el ahondamiento se extiende sobre una o dos secciones de anillo de refuerzo exterior completas contiguas.
8. 78.- Grado de turbomaquina segun una de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por que un medio de procesamiento (5), que esta dispuesto para ejecutar un metodo segun una de las reivindicaciones anteriores.
9. 88.- Metodo para determinar una ranura de obturacion entre la brida de obturacion (1.2) de la disposicion de alabes de rodete y la carcasa (2), especialmente, un revestimiento de entrada y/o una posicion axial de la disposicion de alabes de rodete de un grado de turbomaquina segun una de las reivindicaciones anteriores, con el paso: determinar al menos una desviacion de serial (d, d’, D) de la disposicion de sensores a causa de una determinacion de un ahondamiento (4) de la disposicion de ahondamientos mediante un sensor(3.1, 3.2, 3.3) de la disposicion de sensores.
10. 98.- Metodo segun la reivindicacion anterior, que se caracteriza por los pasos:

    Determinacion, al menos, de una desviacion de serial (d, d’) de la disposicion de sensores a causa de una determinacion de un ahondamiento (4) de la disposicion de ahondamientos y del saliente (4.1) en este ahondamiento mediante un sensor (3.1,3.2, 3.3) de la disposicion de sensores; y

    Asociacion de estas desviaciones de senales a una distancia radial de la disposicion de alabes de rodete a base de una calibracion.
11. 108.- Metodo segun la reivindicacion anterior, que se caracteriza por los pasos:

    Determinacion de una desviacion de senal (d, d’, D) de la disposicion de sensores a causa de una determinacion de un ahondamiento de la disposicion de ahondamientos y/o del saliente en este ahondamiento mediante un sensor (3.1) de la disposicion de sensores;

    Determinacion de otra desviacion de senal (d, d’, D) de la disposicion de sensores a causa de una determinacion de este ahondamiento y/o del saliente en este ahondamiento mediante otro sensor (3.2) de la disposicion de sensores; y

    Asociacion de una distancia (T, T’) de esta desviacion de senal a una posicion axial de la disposicion de alabes de rodete a base de una calibracion.
12. 118.- Metodo segun una de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por los pasos:

    Determinacion de una desviacion de senal (D) de la disposicion de sensores a causa de una determinacion de un ahondamiento de la disposicion de ahondamientos y/o del saliente en este ahondamiento mediante un sensor (3.3) de la disposicion de sensores, cuya superficie de determinacion converge o diverge en direccion axial; y

    Asociacion de una anchura (B) de esta desviacion de senal a una posicion axial de la disposicion de alabes de rodete a base de una calibracion.

    12s.- Metodo segun una de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por los pasos:

    Determinacion de al menos una desviacion de senal (D, D’) de la disposicion de sensores a causa de una determinacion de un ahondamiento (4) de la disposicion de ahondamientos y una superficie del perimetro 5 de la brida de obturacion contigua a este ahondamiento mediante un sensor (3.1, 3.2, 3.3) de la disposicion

    de sensores; y

    Asociacion de esta desviacion de senal a un roce de la brida de obturacion a base de una calibracion.
13. 138.- Metodo segun una de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por los pasos:

    10

    Determinacion de una frotacion (2.1), de un revestimiento de entrada de la carcasa (2), opuesta a la brida de obturacion.

    15

    20