ES2587343T3

ES2587343T3 - Álabe de turbina de una turbina de gas

Info

Publication number: ES2587343T3
Application number: ES07817630.2T
Authority: ES
Inventors: Hernan Victor Arrieta; Rolf KLEINSTÜCK; Paul Storm; Peter Wiedemann
Original assignee: MTU Aero Engines AG
Current assignee: MTU Aero Engines AG
Priority date: 2006-10-14
Filing date: 2007-10-06
Publication date: 2016-10-24
Anticipated expiration: 2027-10-06
Also published as: EP2078138A1; US20100014962A1; EP2078138B1; CA2665544A1; DE102006048685A1; WO2008043340A1; US8172520B2

Abstract

Álabe de una turbina de gas, en particular de un motopropulsor aéreo de una turbina de gas, con un cuerpo base del álabe que presenta una superficie exterior, en donde la superficie exterior del cuerpo base del álabe forma una lado de aspiración y un lado de presión y, en donde la superficie exterior completa del cuerpo base del álabe está revestida por una capa termoaislante, es decir, de forma continua o bien ininterrumpida a través del lado de aspiración y a través del lado de presión de la superficie del cuerpo base del álabe, en donde la capa termoaislante (16) presenta un espesor de la capa variable o bien versátil y la capa termoaislante (16) contigua a un borde de entrada de la corriente (14) presenta el máximo espesor caracterizado por que partiendo del borde de entrada de la corriente (14) el espesor de la capa termoaislante (16) en el lado de presión (13) disminuye continuamente en dirección a un borde de salida de la corriente (15), y por que el espesor de la capa termoaislante (16) en el lado de aspiración (12) disminuye continuamente, o primero disminuye continuamente y luego aumenta de nuevo continuamente en dirección al borde de salida de la corriente (15).

Description

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DESCRIPCION

Alabe de turbina de una turbina de gas

La invencion se refiere a un alabe de turbina de una turbina de gas, en particular un motopropulsor aereo de una turbina de gas, de acuerdo con la clausula precaracterizante de la reivindicacion 1.

Alabes de una turbina de gas tales como, p. ej., un motopropulsor aereo de una turbina de gas son expuestos durante el funcionamiento a altas temperatures y a medios agresivos, de modo que los mismos, para la proteccion en superficies, se recubren, entre otros, con capas termoaislantes. Para ello, alabes conocidos por la practica estan recubiertos en una superficie exterior de su cuerpo base del alabe, que forma un lado de aspiracion y un lado de la presion del alabe, con una capa termoaislante que presenta un espesor de la capa constante. Por lo tanto, alabes conocidos por la practica estan provistos en la superficie exterior de un cuerpo base del alabe de forma continua de capas termoaislantes, que presentan un espesor de la capa constante y, con ello, uniforme.

En el documento US 6.077.036 se propone recubrir un alabe, a saber, un alabe grna fijo de una turbina, unicamente por secciones o bien por zonas con una capa termoaislante, en donde, segun el documento US 6.077.036, la capa termoaislante se extiende a lo largo de una seccion del lado de aspiracion del alabe y en donde la seccion restante del lado de aspiracion, asf como el lado de presion del alabe no portan capas termoaislantes de ningun tipo. La desventaja en este caso estribe en que los alabes pueden ser danados rapidamente en superficies lfmite entre las secciones revestidas y no revestidas con la capa termoaislante.

A partir del documento WO 89/10174 A son conocidos alabes con una capa termoaislante, en la cual el borde de entrada de la corriente y una zona colindante del mismo del lado de presion y del lado de aspiracion, estan realizados sin capa termoaislante.

El documento EP-A-1 544 414 se refiere a los denominados gemelos del alabe grna para turbinas con capa termoaislante completa, en donde en la zona de las partes del canal de corriente entre los dos alabes en el lado de presion y el lado de aspiracion, esta reducido el espesor de revestimiento.

Partiendo de lo anterior, el problema de la presente invencion se basa en proporcionar un nuevo alabe de una turbina de gas con capa termoaislante completa y espesor de la capa variable.

Este problema se resuelve mediante un alabe de acuerdo con la reivindicacion 1. En este la capa termoaislante se extiende continuamente o bien de forma ininterrumpida a traves del lado de aspiracion y a traves del lado de presion de la superficie del cuerpo base del alabe, a saber, con un espesor de la capa termoaislante variable o bien versatil.

En el sentido de la presente invencion se propone un alabe, cuya capa termoaislante en el borde de entrada de la corriente presenta un espesor de la capa maximo, el cual disminuye por el lado de presion hacia el borde de salida de la corriente y el cual disminuye, o primero disminuye y despues aumenta de nuevo, por el lado de aspiracion hacia el borde de entrada de la corriente.

El espesor de la capa termoaislante puede adaptarse de forma tan exacta a la diferente carga termica de las zonas de superficie del alabe, a saber, sin el riesgo de danos en superficies lfmite entre tramos revestidos y no revestidos de la superficie. A causa de esto, se puede aumentar la durabilidad de los alabes.

Preferiblemente, el cuerpo base del alabe, en su contorno de superficie en la zona del lado de aspiracion y del lado de presion, esta adaptado de tal manera al espesor de la capa termoaislante variable o bien versatil, de modo que el cuerpo base del alabe compensa el espesor de capa variable o bien versatil de la capa termoaislante, de modo que el cuerpo base del alabe y la capa termoaislante juntos proporcionan el perfil aerodinamico deseado del alabe.

Perfeccionamientos preferidos de la invencion resultan de las reivindicaciones secundarias y de la siguiente descripcion. Ejemplos de realizacion de la invencion, sin estar limitado a ellos, se explican mas en detalle por medio de los dibujos. Muestran:

La Fig. 1, una seccion transversal a traves de un alabe de acuerdo con la invencion.

A continuacion, se describe la presente invencion en el ejemplo de un alabe 10, que esta configurado como alabe grna del lado del estator. Sin embargo, la invencion no esta limitada a alabes grna del lado del estator, mas bien la invencion tambien puede pasar a emplearse en alabes grna del lado del rotor de una turbina.

La Fig. 1 muestra una seccion transversal esquematizada a traves de un alabe 10 configurado como alabe grna, en donde el alabe 10 comprende un cuerpo base 11 del alabe, que presenta una superficie exterior, en donde la superficie exterior, por una parte, forma un lado de presion 12 y, por otra parte, un lado de aspiracion 13. El lado de presion 12, asf como el lado de aspiracion 13, limitan el uno al otro, por un lado, en la zona de un borde de entrada de la corriente 14 y, por otro lado, en la zona de un borde de salida de la corriente 15.

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El cuerpo base 11 del alabe 10 esta revestido en su superficie exterior con una capa termoaislante 16, a saber, de manera que la capa termoaislante 16 se extiende de forma continua o bien ininterrumpida, al menos en su mayor parte, por la zona del lado de aspiracion 13 y en su mayor parte por la zona del lado de presion 12 del cuerpo base 11 del alabe, a saber, con un espesor de la capa variable o bien versatil.

En este caso, el cuerpo base 11 del alabe esta adaptado en su contorno de la superficie en la zona del lado de aspiracion 13 y del lado de presion 12 al espesor de la capa termoaislante 16 variable o bien versatil, de manera que el cuerpo base 11 del alabe compensa el espesor de la capa termoaislante 16 variable o bien versatil. El perfil aerodinamico deseado del alabe 10, por lo tanto, se proporciona solo por la interaccion del contorno de superficie del cuerpo base 11 del alabe 10 y de la capa termoaislante 16 con espesor variable. El perfil aerodinamico deseado del alabe 10, por lo tanto, se crea solo con la aplicacion de la capa termoaislante 16.

En el ejemplo de realizacion de la Fig. 1, en el cual el alabe 10 esta realizado como alabe grna fijo, la capa termoaislante 16 contigua al borde de entrada de la corriente 14 dispone del mayor espesor de la capa. Partiendo del borde de entrada de la corriente 14, el espesor de la capa termoaislante 16 en el lado de presion disminuye continuamente en direccion al borde de salida de la corriente 15, en donde, preferiblemente, al borde de salida de la corriente 15 directamente contiguo no hay aplicada una capa termoaislante en el lado de presion 12, de modo que en un tramo 17 del lado de presion 12 provisto, por lo general, de salidas de aire fresco, el espesor de la capa termoaislante 16 asciende a aproximadamente cero.

A partir del borde de entrada de la corriente 14, el espesor de la capa termoaislante 16 en el lado de aspiracion 13 disminuye primero de forma continua hasta una parte estrecha del canal de la corriente y luego aumenta de nuevo continuamente, de modo que en el ejemplo de realizacion mostrado, el lado de aspiracion 13 del alabe 10 esta revestido completamente con una capa termoaislante 16. En el ejemplo de realizacion mostrado, a excepcion del tramo 17 del lado de presion 12, la superficie externa completa del cuerpo base 11 del alabe 10 esta revestida con la capa termoaislante 16 con un espesor de la capa variable, es decir, de forma continua entre el lado de aspiracion 13 y el lado de retroceso 12.

En la Fig. 1, en el lado de aspiracion 13 y el lado de presion 12 estan trazadas una multitud de posiciones de referencia RP1 a RP14, para las cuales la siguiente tabla especifica el espesor de la capa D preferido de la capa termoaislante 16 en pm.

RP: RP1 RP2 RP3 RP4 RP5 RPs RP7 RPs RPs RP10 RP11 RP12 RP13 RP14

D: 80 80 60 30 10 10 30 90 170 180 170 150 80 <1

Como ya se ha explicado, la invencion tambien puede pasar a emplearse en alabes de rodete de una turbina.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Alabe de una turbina de gas, en particular de un motopropulsor aereo de una turbina de gas, con un cuerpo base del alabe que presenta una superficie exterior, en donde la superficie exterior del cuerpo base del alabe forma una lado de aspiracion y un lado de presion y, en donde la superficie exterior completa del cuerpo base del alabe esta

5 revestida por una capa termoaislante, es decir, de forma continua o bien ininterrumpida a traves del lado de aspiracion y a traves del lado de presion de la superficie del cuerpo base del alabe, en donde la capa termoaislante (16) presenta un espesor de la capa variable o bien versatil y la capa termoaislante (16) contigua a un borde de entrada de la corriente (14) presenta el maximo espesor caracterizado por que partiendo del borde de entrada de la corriente (14) el espesor de la capa termoaislante (16) en el lado de presion (13) disminuye continuamente en 10 direccion a un borde de salida de la corriente (15), y por que el espesor de la capa termoaislante (16) en el lado de aspiracion (12) disminuye continuamente, o primero disminuye continuamente y luego aumenta de nuevo continuamente en direccion al borde de salida de la corriente (15).
2. Alabe segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el cuerpo base (11) del alabe en su contorno de superficie en la zona del lado de aspiracion y el lado de presion esta adaptado al espesor de la capa termoaislante (16)

15 variable o bien versatil de tal manera que el cuerpo base (11) del alabe compensa el espesor de la capa termoaislante (16) variable o bien versatil, de modo que el cuerpo base (11) del alabe y la capa termoaislante (16) juntos proporcionan el perfil aerodinamico deseado del alabe.
3. Alabe segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que el mismo esta configurado como alabe gma.
4. Alabe segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el espesor de la capa termoaislante (16) en 20 el lado de presion (12) en un tramo (17) contiguo al borde de salida de la corriente (15) asciende aproximadamente a

cero.
5. Alabe segun un de las reivindicaciones 1, 2 o 4, caracterizado por que el mismo esta configurado como alabe de rodete.