ES2687860T3 - Elemento aislante para una carcasa de un motor de avión - Google Patents

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Abstract

Elemento aislante (12) que puede disponerse radialmente encima de al menos un álabe director (14) en una carcasa (10) de una turbina de gas térmica, consistiendo el elemento aislante (12) en un cuerpo sólido (24) provisto de una envoltura metálica, y componiéndose el cuerpo sólido (24) al menos parcialmente de un material cerámico, de manera que el cuerpo sólido (24) no experimenta ningún cambio de volumen o experimenta sólo un cambio de volumen muy pequeño de como máximo ± 10 % al producirse fluctuaciones de temperatura, caracterizado por que éste comprende al menos un elemento (30) de obturación para su disposición en un alojamiento (34) correspondiente de un elemento aislante (12) adyacente, estando el elemento (30) de obturación configurado de tal manera que se deforma de modo reversible y/o anisótropo en caso de una carga térmica.

Description

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DESCRIPCION
Elemento aislante para una carcasa de un motor de avión
La invención se refiere a un elemento aislante para una carcasa de un motor de avión, así como a un motor de avión con una carcasa en la que al menos un elemento aislante de este tipo está dispuesto radialmente encima de un álabe director.
En las turbinas de las turbomáquinas, como por ejemplo los motores de avión o las turbinas de gas estacionarias, reinan durante el funcionamiento en la zona de la turbina, en particular en el espacio anular, temperaturas muy altas, a las que se reducen en gran medida las propiedades de resistencia de los materiales utilizados habitualmente. Esto afecta sobre todo a la carcasa de las turbinas de baja presión. Se conocen distintas medidas para limitar las temperaturas a un intervalo aceptable en la zona de la carcasa, que también ha de asumir funciones de soporte, durante el funcionamiento de la turbomáquina correspondiente. Por ejemplo, se intenta enfriar la carcasa interiormente mediante la alimentación de aire de refrigeración secundario. La desventaja de esta solución consiste en el gran consumo de aire secundario, que ha de extraerse del ciclo y por lo tanto reduce el rendimiento total del grupo motor.
Otra posibilidad consiste en dar admisión a aire de refrigeración del exterior, por ejemplo con un, así llamado, “Active Clearance Control” (ACC, “control del espacio libre activo”), que controla el comportamiento de dilatación de la carcasa y por lo tanto la hendidura radial y reduce la temperatura del material de la carcasa. Como desventajas pueden mencionarse aquí igualmente el consumo de aire secundario, pero también la comparativamente poca capacidad para influir en la temperatura efectiva del material, así como el peso adicional del ACC y las tuberías necesarias.
Habitualmente se disponen elementos aislantes entre los álabes directores y la carcasa, para asegurar una reducción de la temperatura del material en la carcasa. Estos elementos aislantes consisten por regla general en una envoltura de chapa delgada, que está llena de un material aislante que se esponja (por ejemplo una sustancia mineral). Por ejemplo, el documento EP 0 643 208 A1 describe una disposición calorífuga en la que se utiliza un elemento aislante consistente en una hoja metálica dúctil que está llena de un material calorífugo formado por una mezcla de material compuesto, que al calentarse aumenta su volumen en hasta un 300 % de su espesor inicial, de manera que el elemento aislante se apoya por completo en las paredes interiores de una cavidad asignada de la carcasa.
Sin embargo, debido a la configuración con una envoltura de chapa delgada, la conformación del elemento aislante está sometida a unos estrechos límites, con lo que en algunos casos no se consigue un efecto óptimo de aislamiento. Además, debido a los considerables cambios de volumen, el elemento aislante tiene una duración útil probable comparativamente menor.
En el documento FR 2 957 115 A1 se describe un elemento aislante según el preámbulo de la reivindicación 1. Además, para una mayor exhaustividad, remitimos también al documento EP 0 522 833 A1.
Un objetivo de la presente invención es poner a disposición un elemento aislante con un efecto de aislamiento mejorado y una mayor duración útil probable. Otro objetivo de la invención es poner a disposición un motor de avión con un elemento aislante así mejorado.
Los objetivos de la invención se logran mediante un elemento aislante con las características de la reivindicación 1, así como mediante un motor de avión con las características de la reivindicación 5. En las reivindicaciones subordinadas respectivas se indican configuraciones ventajosas con perfeccionamientos convenientes de la invención.
Se propone un procedimiento para producir un elemento aislante que puede disponerse radialmente encima de al menos un álabe director en una carcasa de una turbina de gas térmica. En este contexto, está previsto que el elemento aislante se produzca a partir de un cuerpo sólido provisto de una envoltura metálica, componiéndose el cuerpo sólido, al menos parcialmente, de un material cerámico. En otras palabras, está previsto utilizar como elemento aislante un cuerpo sólido en lugar de una hoja metálica llena de un material que puede hincharse, estando el cuerpo sólido rodeado por una envoltura metálica y formado, al menos parcialmente, por un material cerámico. En virtud de la utilización, al menos parcial, de material cerámico o de diferentes materiales cerámicos, el cuerpo sólido al menos casi no presenta ningún cambio de volumen, o presenta sólo un cambio de volumen sumamente pequeño de como máximo ±10 %, incluso a altas temperaturas, por ejemplo a temperaturas entre 900°C y 1.600°C. Por
ejemplo, el cuerpo sólido puede presentar en principio una proporción en peso de un 51 %, 52 %, 53 %, 54 %, 55 %,
56 %, 57 %, 58 %, 59 %, 60 %, 61 %, 62 %, 63 %, 64 %, 65 %, 66 %, 67 %, 68 %, 69 %, 70 %, 71 %, 72 %, 73 %,
74 %, 75 %, 76 %, 77 %, 78 %, 79 %, 80 %, 81 %, 82 %, 83 %, 84 %, 85 %, 86 %, 87 %, 88 %, 89 %, 90 %, 91 %,
92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% o 100% de material cerámico o de diferentes materiales cerámicos. Gracias a la libertad de configuración geométrica del cuerpo sólido cerámico y en virtud del hecho de que éste no experimenta ningún cambio de volumen o experimenta sólo un cambio de volumen muy pequeño al producirse fluctuaciones de temperatura, el elemento aislante puede adaptarse óptimamente al uso previsto respectivo y a las condiciones reinantes en el mismo, con lo que se logra un efecto de aislamiento
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correspondientemente grande y fiable. Además, el elemento aislante producido tiene una duración útil probable muy grande, dado que no está sometido a fluctuaciones de volumen importantes ni siquiera en caso de grandes fluctuaciones de temperatura.
En una configuración ventajosa, está previsto producir en primer lugar el cuerpo sólido a partir del o de los materiales cerámicos y a continuación rodearlo con la envoltura metálica. De este modo pueden utilizarse diferentes procedimientos de producción para el cuerpo sólido configurado al menos parcialmente cerámico y la envoltura metálica, con lo que se consigue una adaptabilidad óptima del procedimiento a distintos requisitos específicos del material. En este contexto, puede estar previsto por ejemplo que el cuerpo sólido que sirve de cuerpo aislante se produzca a partir de un material cerámico y en caso dado se sinterice, después de lo cual se aplica la envoltura metálica al cuerpo sólido por ejemplo de manera generativa o mediante un procedimiento de revestimiento.
Se consiguen ventajas adicionales si en primer lugar se prepara una parte de la envoltura metálica, y ésta se llena con el o los materiales cerámicos y se completa una vez formado el cuerpo sólido a partir del o de los materiales cerámicos. En otras palabras, está previsto producir en primer lugar una parte de la envoltura metálica y llenarla con el material cerámico a partir del cual se ha de formar o se forma el cuerpo sólido.
El material aislante cerámico puede cargarse en la envoltura parcial por ejemplo en forma “suelta” (por ejemplo esferas cerámicas individuales). Además, puede estar previsto llenar la envoltura metálica parcial de espuma, de un polvo cerámico y/o de otros materiales adecuados. A continuación se completa la envoltura metálica, es decir que el material cargado en la envoltura parcial se envuelve por completo con el material metálico. Dependiendo del material cerámico utilizado, en principio puede estar prevista en caso necesario también una operación de sinterización o similar antes y/o después de completar la envoltura metálica, para formar el cuerpo sólido encerrado por la envoltura metálica.
En otra configuración ventajosa, está previsto producir el cuerpo sólido al menos parcialmente a partir de una espuma cerámica y/o a partir de granos cerámicos, en particular esferas cerámicas, y/o a partir de polvo cerámico y/o a partir de láminas cerámicas y/o mediante sinterización y/o mediante una unión de material de partículas cerámicas. Esto permite producir el cuerpo sólido con una gran flexibilidad y adaptarlo óptimamente a las condiciones geométricas y térmicas respectivas en el grupo motor correspondiente. Por ejemplo, para producir el cuerpo sólido pueden prepararse cuerpos cerámicos individuales, por ejemplo esferas cerámicas, y pegarlos entre sí. Como alternativa o adicionalmente, el cuerpo sólido puede producirse a partir de una espuma cerámica y/o a partir de polvo cerámico, sinterizándose al menos el polvo cerámico o uniéndose éste al cuerpo sólido de otro modo por unión de material. Como alternativa o adicionalmente, pueden sinterizarse cuerpos cerámicos mediante (nano)polvo cerámico con una temperatura de sinterización reducida (por ejemplo aprox. 800°C) para obtener un cuerpo sólido. Como alternativa adicional se presta la utilización de un material aglutinante, por ejemplo un compuesto organometálico (barniz), en el que se queme completamente el resto orgánico y mediante el metal se logre una unión de material. También puede estar previsto producir el cuerpo sólido al menos parcialmente a partir de láminas cerámicas. En este contexto se produce un, así llamado, cuerpo en crudo a partir de varias capas de láminas cerámicas iguales o diferentes. Luego, este cuerpo en crudo se sinteriza a temperaturas adecuadas, por ejemplo a temperaturas entre 800°C y 1.000°C para, así llamados, materiales cerámicos de cocción a baja temperatura (Low Temperature Cofired Ceramics; LTCC) o a temperaturas entre aproximadamente 1.500°C y aproximadamente 1.800°C para, así llamados, materiales cerámicos de cocción a alta temperatura (High Temperature Cofired Ceramics; HTCC).
Las láminas cerámicas utilizadas para conformar el cuerpo en crudo pueden producirse por ejemplo mediante fundición de una lámina cerámica en crudo sobre un soporte. En este contexto, a continuación se retira el soporte de la lámina cerámica en crudo, con lo que se obtiene una lámina cerámica sin sinterizar. Las láminas cerámicas pueden seguir procesándose, por ejemplo seccionarse, antes y/o después del apilamiento. Esto ofrece la ventaja de que el cuerpo sólido puede presentar casi cualesquiera geometrías, incluyendo destalonados y similares. Además, por ejemplo mediante la combinación de diferentes láminas cerámicas, puede lograrse un efecto de aislamiento muy bien adaptado. Además, también es posible disponer otros materiales, hilos, tejidos y similares, en caso dado no cerámicos, entre las distintas láminas cerámicas.
En otra configuración ventajosa, está previsto dotar el o los materiales cerámicos de un aglutinante orgánico y/u organometálico y/o metálico y/o cerámico. Esto facilita la producción del cuerpo sólido a partir de material granulado o en trozos.
Se consiguen ventajas adicionales si la envoltura metálica se produce al menos parcialmente de manera generativa, en particular mediante al menos un procedimiento del grupo consistente en soldeo por aplicación de polvo y formación de capas por fusión, y/o mediante un procedimiento de revestimiento, en particular mediante proyección térmica, y/o mediante conformación primaria. Esto permite lograr una gran flexibilidad en el envolvimiento del cuerpo sólido y por lo tanto una producción correspondientemente flexible del elemento aislante. En particular mediante una formación generativa de la envoltura metálica, se tiene más libertad de configuración con respecto al modo de construcción convencional, dado que también pueden producirse solapamientos, destalonados y similares. De este modo es posible, por ejemplo, producir el elemento aislante con junturas de segmentos solapadas y/o con estructuras en las junturas de segmentos, que se deformen de tal manera que durante el funcionamiento se apoyen
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en otros componentes de forma hermética al gas. Además, es posible producir elementos aislantes con zonas de componente que muestren un efecto bimetálico dependiente de la temperatura. En otras palabras, es posible producir estructuras augéticas con zonas que se deformen térmicamente por un solo lado.
La invención se refiere a un elemento aislante que puede disponerse radialmente encima de al menos un álabe director en una carcasa de una turbina de gas térmica. En este contexto, está previsto según la invención que el elemento aislante consista en un cuerpo sólido provisto de una envoltura metálica, componiéndose el cuerpo sólido al menos parcialmente de un material cerámico. De este modo, el elemento aislante según la invención presenta un efecto de aislamiento mejorado y una mayor duración útil probable. De la descripción anterior del procedimiento de producción se desprenden otras características y sus ventajas, habiendo de considerarse las configuraciones ventajosas del procedimiento de producción como configuraciones ventajosas del elemento aislante.
En una configuración ventajosa de la invención, el elemento aislante está configurado en forma de segmento, en particular en forma de segmento anular. Esto permite un revestimiento particularmente sencillo y hermético al gas de una carcasa de una turbina de gas térmica. Además, mediante una configuración a modo de segmento se facilitan también el mantenimiento, la revisión y la reparación del elemento aislante.
Se logran ventajas adicionales si el elemento aislante presenta zonas de juntura de segmentos opuestas entre sí y configuradas de manera complementaria para disponer, preferiblemente en forma de anillo, elementos aislantes adicionales. En otras palabras, el elemento aislante presenta zonas de sujeción opuestas para la aplicación de elementos aislantes adicionales, estando las zonas de sujeción que se han de aplicar una a otra configuradas de manera complementaria y preferiblemente a prueba de impericia (foolproof), para impedir un montaje incorrecto de segmentos individuales.
Según la invención, el elemento aislante comprende al menos un elemento de obturación para su disposición en un alojamiento correspondiente de un elemento aislante adyacente, estando el elemento de obturación configurado de tal manera que se deforma de modo reversible y/o anisótropo en caso de una carga térmica. De este modo se aseguran durante el funcionamiento de un grupo motor correspondiente una hermeticidad al gas muy grande entre elementos aislantes contiguos y, por lo tanto, un efecto de aislamiento muy bueno, así como un rendimiento ventajosamente elevado del grupo motor. El elemento de obturación puede estar configurado por ejemplo de tal manera que muestre un efecto bimetálico térmico. Como alternativa o adicionalmente, el elemento de obturación puede presentar una estructura augética y deformarse térmicamente por un solo lado.
Se logran ventajas adicionales si el cuerpo sólido y/o la envoltura metálica presenta o presentan zonas que, al menos en el estado montado del elemento aislante, actúen de superficies de apoyo para otros componentes y/o de superficies de montaje para la disposición del elemento aislante en una carcasa y/o de superficies de tope para la adición de otros elementos aislantes. En otras palabras, está previsto preferiblemente que el cuerpo sólido y/o la envoltura metálica del elemento aislante presente o presenten ya una o varias superficies funcionales del grupo consistente en superficie de apoyo, superficie de montaje y superficie de tope en junturas de segmentos. Esto permite una disposición y un montaje simplificados del elemento aislante en la carcasa y mejora el efecto de aislamiento. Además, puede prescindirse ventajosamente de otros componentes para el apoyo, el montaje y/o la sujeción de elementos aislantes adicionales, de lo que resulta el correspondiente ahorro de peso y de coste.
Otro aspecto de la invención se refiere a un motor de avión con una carcasa, en particular una carcasa de turbina de baja presión, en donde al menos un elemento aislante está dispuesto radialmente encima de al menos un álabe director. Según la invención, está previsto en este contexto que el elemento aislante esté configurado según las realizaciones anteriormente indicadas. Las características y sus ventajas resultantes de esto se desprenden de las descripciones del procedimiento de producción o del elemento aislante.
En una configuración ventajosa de la invención, está previsto que el motor de avión comprenda varios elementos aislantes segmentados, sujetados en la carcasa en forma de anillo en relación con un eje del rotor del motor de avión. Esto permite un revestimiento particularmente sencillo y hermético al gas de la carcasa del motor de avión. Además, mediante una configuración a modo de segmentos se facilitan también el mantenimiento, la revisión y la reparación de la carcasa y de los elementos aislantes.
Se logran ventajas adicionales si los elementos aislantes presentan zonas de juntura de segmentos correspondientes entre sí, solapándose cada zona de juntura de segmentos, al menos por secciones, con la zona de juntura de segmentos respectivamente contigua del elemento aislante adyacente. De este modo se logra por una parte una sujeción muy estable desde el punto de vista mecánico y se forma por otra parte una especie de junta laberíntica, con lo que se mejoran aún más el efecto de aislamiento y la hermeticidad al gas. Como alternativa o adicionalmente, puede estar previsto que los elementos aislantes presenten respectivamente dos zonas de juntura de segmentos opuestas, de las cuales en cada caso una zona de juntura de segmentos presente un elemento de obturación que se extienda en un alojamiento del elemento aislante adyacente y que, al menos durante el funcionamiento del motor de avión, se deforme de tal manera que se reduzca al menos en gran parte un paso de gas entre zonas de juntura de segmentos adyacentes. De este modo se logra, además de un gran efecto de aislamiento, también una buena hermeticidad en las zonas de juntura de segmentos.
De las reivindicaciones, de los ejemplos de realización y de los dibujos se desprenden otras características de la invención. Las características y combinaciones de características mencionadas anteriormente en la descripción, así como las características y combinaciones de características mencionadas a continuación en los ejemplos de realización, pueden utilizarse no sólo en la combinación respectivamente indicada, sino también en otras 5 combinaciones, sin abandonar el marco de la invención. Se muestran:
Fig.
1
Fig.
2
Fig.
3
10 Fig.
4
Fig.
5
Fig.
6
15 Fig.
7
Fig.
00 Q) O
Fig.
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un detalle lateral esquemático de una carcasa para un motor de avión, estando un elemento aislante dispuesto en la carcasa radialmente encima de un álabe director;
un vista lateral en sección esquemática de un cuerpo sólido al principio de su producción;
una vista lateral en sección esquemática del cuerpo sólido acabado del elemento aislante;
una vista lateral en sección esquemática del cuerpo sólido durante su envolvimiento con una envoltura metálica;
una vista lateral en sección esquemática del elemento aislante acabado;
una representación de principio de un procedimiento de producción alternativo del elemento aislante, en la que están representadas cuatro fases de producción sucesivas;
una vista lateral en sección esquemática de dos elementos aislantes en forma de segmentos;
vistas laterales en sección esquemáticas de diferentes formas de realización de zonas de juntura de segmentos de dos elementos aislantes en contacto mutuo; y
una vista lateral en sección esquemática de un elemento de obturación que se deforma de manera reversible.
20 La Fig. 1 muestra un detalle lateral esquemático de una carcasa 10 para un motor de avión (no representado). En las turbinas de los motores de avión, las turbomáquinas, las turbinas de gas estacionarias y similares reinan, en particular en el espacio anular 22 de la zona de turbina, temperaturas muy altas, a las que se reducen en gran medida las propiedades de resistencia de los materiales utilizados. Esto afecta entre otras cosas también a la carcasa 10 mostrada de una turbina de baja presión. Para mejorar el efecto de aislamiento, en la carcasa 10 está 25 dispuesto un elemento aislante 12 radialmente encima de un álabe director 14, en relación con un eje de giro de un rotor no representado. El álabe director 14 está sujetado a la carcasa 10 mediante unos ganchos 16 de tal manera que el elemento aislante 12 está asegurado en su posición también en los alojamientos 20 correspondientes de la carcasa mediante sus superficies 18 de montaje configuradas de forma integral. El elemento aislante 12 mejora durante el funcionamiento del motor de avión el aislamiento entre el álabe director 14 y la carcasa 10 y causa una 30 reducción de la temperatura del material en la carcasa 10. Dado que el elemento aislante 12 se apoya además en la carcasa 10, se evitan por completo o al menos en gran parte fugas no deseadas durante el funcionamiento del motor de avión. En virtud de la sujeción al menos en esencia libre de fugas, el elemento aislante 12 mejora también el rendimiento del motor de avión. Sin embargo, hay que destacar que el elemento aislante 12 puede utilizarse en principio también en otras zonas de la carcasa, por ejemplo en la zona de unos álabes móviles.
35 El elemento aislante 12 se compone en principio de al menos un cuerpo sólido 24, que está provisto de una envoltura metálica 26. El cuerpo sólido 24 se compone por su parte al menos parcialmente de un material cerámico. Para producir el elemento aislante 12 existen distintas posibilidades. En las Figs. 2 a 5 se ilustra en primer lugar más detalladamente una formación secuencial del elemento aislante 12. La Fig. 2 muestra a este respecto una vista lateral en sección esquemática de un cuerpo sólido 24 al principio de su producción. En el ejemplo de realización 40 mostrado, el cuerpo sólido 24 se produce a partir de esferas cerámicas 25, que se aplican en la forma geométrica deseada. La Fig. 3 muestra una vista lateral en sección esquemática del cuerpo sólido 24 acabado del elemento aislante 12. Las esferas cerámicas 25 pueden unirse fijamente entre sí por ejemplo mediante un proceso de sinterización durante y/o después de la terminación del cuerpo sólido 24. Como alternativa o adicionalmente, el cuerpo sólido 24 puede también contener espuma cerámica o componerse de espuma cerámica. A continuación se 45 encierra el cuerpo sólido cerámico 24 mediante un procedimiento generativo, por ejemplo mediante soldeo por aplicación de polvo, formación de capas por fusión (fused deposition modelling) o similar, con la envoltura metálica 26, que pone a disposición todas las superficies funcionales, por ejemplo superficies de apoyo, las ya mencionadas superficies 18 de montaje, zonas 28 de juntura de segmentos (véase la Fig. 7) y encierra herméticamente el cuerpo sólido cerámico 24. La Fig. 4 muestra a este respecto una vista lateral en sección esquemática del cuerpo sólido 24 50 durante su envolvimiento con la envoltura metálica 26. En la Fig. 5 está representada por último una vista lateral en sección esquemática del elemento aislante 12 acabado. Como alternativa, existe la posibilidad de revestir el cuerpo sólido cerámico 24 ya conformado con el material metálico, por ejemplo mediante proyección térmica, para así producir la envoltura metálica 26.
En la Fig. 6 está esbozada otra posibilidad alternativa para producir el elemento aislante 12. En este contexto se 55 produce en primer lugar una parte de la envoltura metálica 26, que a continuación se llena con material cerámico, por ejemplo con esferas cerámicas 25 “sueltas”. Como alternativa o adicionalmente a las esferas cerámicas 25, que
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a continuación por ejemplo se pegan entre sí, el cuerpo sólido 24 puede también producirse a partir de espuma cerámica y/o a partir de un polvo cerámico sinterizado. Como alternativa o adicionalmente, las esferas cerámicas 25 pueden por ejemplo sinterizarse mediante nanopolvo cerámico a una temperatura de sinterización reducida (aprox. 800°C) para obtener el cuerpo sólido 24. Como otra alternativa se presta como material aglutinante un compuesto organometálico (barniz) en el que se queme completamente el resto orgánico y mediante el metal se logre una unión entre las esferas cerámicas 25. Finalmente, el cuerpo sólido 24 se envuelve por completo con la envoltura metálica 26, con lo que se obtiene el elemento aislante 12.
Mediante la formación al menos parcialmente generativa se logra en principio una libertad de configuración mayor en relación con un modo de construcción convencional, en particular con respecto a zonas 28 de juntura de segmentos configuradas de diferente manera entre elementos aislantes 12 contiguos. La Fig. 7 muestra a este respecto una vista lateral en sección esquemática de dos elementos aislantes 12 en forma de segmentos. En este contexto, los elementos aislantes 12 están configurados de manera mutuamente correspondiente, de manera que es posible disponer varios elementos aislantes 12 en forma de anillo en la carcasa 10. Puede verse además que los elementos aislantes 12 presentan unas superficies de tope solapadas en la zona de sus zonas 28 de juntura de segmentos, con lo que se logran una gran hermeticidad al gas y una sujeción estable desde el punto de vista mecánico.
En las Figs. 8 a 10 se muestran vistas laterales en sección esquemáticas de zonas de juntura de segmentos contiguas de dos elementos aislantes 12. Puede verse que son posibles un gran número de diferentes configuraciones geométricas de las zonas 28 de juntura de segmentos, de manera que el elemento aislante 12 puede adaptarse óptimamente a su uso respectivamente previsto.
La Fig. 11 muestra una vista lateral en sección esquemática de un elemento 30 de obturación que puede deformarse de manera reversible. El elemento 30 de obturación se discutirá en representación de todas las estructuras existentes en la zona 28 de juntura de segmentos de elementos aislantes 12 adyacentes, que pueden deformarse de tal manera que, durante el funcionamiento de un motor de avión correspondiente, se apoyan en las paredes 32 de un alojamiento 34 asignado del elemento aislante 12 adyacente. Con este fin, el elemento 30 de obturación puede mostrar por ejemplo una especie de efecto bimetálico y, según la flecha XIa, apoyarse en el estado de reposo sólo en la pared 32 superior del alojamiento 34 del elemento aislante 12 adyacente. Durante el funcionamiento de un motor de avión correspondiente, es decir con un fuerte aumento de la temperatura, el elemento 30 de obturación se deforma por un solo lado, de manera que se apoya, según la flecha XIb, tanto en la pared 32 superior como en la pared 32 inferior del alojamiento 34 del elemento aislante 12 adyacente. Este estado de funcionamiento está indicado en trazos. Además de un muy buen efecto de aislamiento, de este modo se logra también una hermeticidad muy grande en la zona de juntura de segmentos entre los elementos aislantes 12 adyacentes. En un enfriamiento subsiguiente, es decir por ejemplo con el motor de avión parado, el elemento 30 de obturación se deforma de nuevo de manera reversible de vuelta a su estado de reposo. Este efecto bimetálico puede conseguirse por ejemplo mediante una conformación térmicamente asimétrica del elemento 30 de obturación, o sea mediante una configuración con zonas que se calienten a diferente velocidad o con diferente intensidad, mediante la utilización de un bimetal, es decir una envoltura 26 que se componga, al menos por secciones, de metales o capas metálicas diferentes, y/o mediante un material graduado. Para la funcionalidad descrita resultan adecuados en principio todos los componentes o elementos de componentes con estructuras augéticas, es decir con estructuras que se deformen térmicamente por un solo lado.
Los valores de parámetros indicados en la documentación destinados a la definición de condiciones de proceso y de medición para la caracterización de propiedades específicas del objeto de la invención deben considerarse también en el marco de divergencias -por ejemplo en virtud de errores de medición, errores de sistema, errores de pesada, tolerancias DIN y similares- como abarcados conjuntamente por el marco de la invención.

Claims (8)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    REIVINDICACIONES
    1. Elemento aislante (12) que puede disponerse radialmente encima de al menos un álabe director (14) en una carcasa (10) de una turbina de gas térmica, consistiendo el elemento aislante (12) en un cuerpo sólido (24) provisto de una envoltura metálica,
    y componiéndose el cuerpo sólido (24) al menos parcialmente de un material cerámico, de manera que el cuerpo sólido (24) no experimenta ningún cambio de volumen o experimenta sólo un cambio de volumen muy pequeño de como máximo ± 10 % al producirse fluctuaciones de temperatura,
    caracterizado por que éste comprende al menos un elemento (30) de obturación para su disposición en un alojamiento (34) correspondiente de un elemento aislante (12) adyacente, estando el elemento (30) de obturación configurado de tal manera que se deforma de modo reversible y/o anisótropo en caso de una carga térmica.
  2. 2. Elemento aislante (12) según la reivindicación 1, caracterizado por que
    éste está configurado en forma de segmento.
  3. 3. Elemento aislante (12) según la reivindicación 2, caracterizado por que
    éste está configurado en forma de segmento anular.
  4. 4. Elemento aislante (12) según la reivindicación 2 o 3, caracterizado por que
    éste presenta unas zonas (28) de juntura de segmentos opuestas entre sí y configuradas de manera complementaria para disponer en forma de anillo elementos aislantes (12) adicionales.
  5. 5. Motor de avión con una carcasa (10) en la que al menos un elemento aislante (12) está dispuesto radialmente encima de al menos un álabe director (14)
    caracterizado por que
    el elemento aislante (12) está configurado según una de las reivindicaciones 1 a 4.
  6. 6. Motor de avión según la reivindicación 5, caracterizado por que
    la carcasa (10) es una carcasa de turbina de baja presión.
  7. 7. Motor de avión según la reivindicación 5 o 6, caracterizado por que
    éste comprende varios elementos aislantes (12) segmentados, que están sujetados en la carcasa (10) en forma de anillo en relación con un eje del rotor del motor de avión.
  8. 8. Motor de avión según la reivindicación 7, caracterizado por que
    - los elementos aislantes (12) presentan zonas (28) de juntura de segmentos correspondientes entre sí, solapándose cada zona (28) de juntura de segmentos, al menos por secciones, con la zona (28) de juntura de segmentos respectivamente contigua del elemento aislante (12) adyacente;
    y/o por que
    - los elementos aislantes (12) presentan respectivamente dos zonas (28) de juntura de segmentos opuestas entre sí, de las cuales en cada caso una zona (28) de juntura de segmentos presenta un elemento (30) de obturación que se extiende en un alojamiento (34) del elemento aislante (12) adyacente y que, al menos durante el funcionamiento del motor de avión, se deforma de tal manera que al menos se reduce un paso de gas entre zonas (28) de juntura de segmentos adyacentes.
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