ES2701323T3 - Etapa de turbomáquina - Google Patents

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Andreas Hartung
Karl-Hermann Richter
Herbert Hanrieder
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Abstract

Etapa de turbomáquina con: una rejilla (10) guía, cuyos sv álabes (11) guía se disponen en c soportes (12, 13) de álabes guía, donde en por lo menos uno de los soportes (12, 13) de álabes guía se han dispuesto al menos dos de los álabes (11) guía, y una rejilla (20) de rotor adyacente con sb álabes (21) de rotor; donde la rejilla guía presenta nv cuerpos (100) impulsores, que se han dispuesto en una disposición (112) de cavidades de la rejilla guía con holgura de movimiento para el contacto de choques, caracterizada por que la rejilla de rotor presenta presenta nb cuerpos (200) impulsores, que se disponen en una disposición (212) de cavidades de la rejilla de rotor con holgura de movimiento para el contacto de choques; el cociente**Fórmula** de la suma **Fórmula** de las masas de todos los cuerpos impulsores dividida por la diferencia (sv - c) del número sv de todos los álabes guía menos el número c de todos los soportes de álabes guía asciende por lo menos a 1,5 veces el cociente**Fórmula** de la suma **Fórmula** de las masas de todos los cuerpos impulsores de la rejilla de rotor dividida por el número sb de todos los álabes de rotor asciende a**Fórmula**

Description

DESCRIPCIÓN
Etapa de turbomáquina
Los trabajos, que han llevado a esta invención, fueron promovidos en el curso Siebten Rahmenprogramms del Europeische Union (Séptimo Programa Marco de la Unión Europea) (FP7/2007-2013) para Clean Sky Joint Technology Initiative según la publicación Finanzhilfevereinbarung Nr. CSJU-GAM-SAGE-2008-001.
La presente invención se refiere a una etapa de turbomáquina con una rejilla guía y una rejilla de rotor adyacente, una turbomáquina, en especial una turbina de gas, con la etapa de la turbomáquina así como un método para dimensionar y/o fabricar la etapa de la turbomáquina.
A partir del documento WO 2012/095067 específico se conoce disponer cuerpos impulsores en álabes guía y álabes de rotor de una turbia de gas, que se han previsto para el contacto de choques con los álabes. En el documento EP 2 806 105 A, se disponen también cuerpos impulsores en álabes guía y de rotor.
Gracias a eso se puede materializar un nuevo concepto de la solicitante para reducir vibraciones indeseadas, cuyo concepto no se basa esencialmente en la disipación de rozamientos, sino en una discrepancia de las formas y frecuencias propias por choques de los cuerpos impulsores. Para detalles adicionales de este concepto para la discrepancia, se hace referencia al documento WO 2012/095067 A1.
Una misión de la presente invención es mejorar el comportamiento operativo, en especial el de las vibraciones, especialmente en una turbina de gas.
Dicha misión se cumple por medio de una o varias etapas de la turbomáquina con las características de la reivindicación 1 o bien de un método con las características de la reivindicación 14. La reivindicación 13 presenta una turbomáquina, en especial una turbina de gas, especialmente una turbina de gas de motor de avión, con una o varias de las etapas de turbomáquina bajo protección aquí descritas. Formas de realización ventajosas de la invención son objeto de las reivindicaciones subordinadas.
Según una realización de la presente invención, una o varias etapas de turbomáquina, en especial distanciadas axialmente (referidas a un árbol (principal) de la máquina) para una especialmente turbomáquina, en especial una turbina de gas, especialmente una turbina de gas de un motor de avión, (respectivamente), en especial exactamente o bien sólo una rejilla guía, y en especial exactamente o bien sólo una rejilla de rotor adyacente axialmente (referida a un eje (principal) de máquina)).
La rejilla guía de la etapa de turbomáquina o bien de una o de varias etapa(s) de turbomáquina para la turbomáquina o bien de la turbomáquina es estacionaria en una realización (respectivamente) respecto de una carcasa de la turbomáquina y presenta (respectivamente) un número de álabes guía, en especial hojas o bien perfiles de álabes guía, dispuestas adyacentemente en especial en dirección periférica (referida a un árbol (principal) de la máquina) para el desvío de la corriente y/o la conversión de energía cinética en energía de presión. En una realización, los álabes guía de la etapa de turbomáquina o bien de una o varias etapa(s) de turbomáquina son inmóviles para o bien de la turbomáquina respecto de la carcasa o estacionarios respecto de la carcasa aunque en especial regulables en su posición o bien orientación.
El número total o bien el número de todos los álabes guía de una etapa de turbomáquina, dispuestos adyacentemente, en especial en la dirección periférica (referida a un árbol (principal) de la máquina), se designa en el presente caso (respectivamente) por sv, donde diferentes etapas de turbomáquina u = 1, 2,... presentan en una realización distintos números sv(.u) (en total o bien de) de álabes guía. En una realización, el número total o bien el número sv(.u) de todos los álabes guía de la o bien de una o de varios etapa(s) de turbomáquina para la o bien de la turbomáquina (respectivamente o bien dentro de las respectivas etapas de turbomáquina) ascienden por lo menos 50, en especial por lo menos a 100, en especial por lo menos a 200.
En una realización, se han dispuesto los álabes guía de la rejilla guía de la o bien de una o de varias etapa(s) de turbomáquina para la o bien de la turbomáquina (respectivamente) en un total de c soportes de álabes guía de dicha rejilla guía, donde c designa (respectivamente) el total o bien el número de todos los soportes de álabes guía de la (correspondiente) etapa de turbomáquina y diversas etapas de turbomáquina o bien de rejillas guía u = 1, 2,... presentan en una realización diferentes números c(u) (en total o bien en) de soportes de álabes guía.
Según la invención, se disponen por lo menos dos, en especial por lo menos tres, especialmente por lo menos cuatro y en especial por lo menos cinco de los en total sv álabes guía de la (respectiva) rejilla guía en uno o varios de los c soporte(s) de los álabes guía de la o bien de una o de varias etapa(s) de turbomáquina para la o bien de la turbomáquina (respectivamente), en especial fijados separablemente no destructivamente o separablemente de modo destructivo en los respectivos soportes de álabes guía o integralmente configurados con el respectivo soporte de álabes guía. Análogamente en una realización para la rejilla guía de la o bien de una o de varias etapa(s) de turbomáquina para o bien de la turbomáquina vale (respectivamente) sv > c, en especial sv s 2c, especialmente sv s 3c, especialmente sv ^4c y en especial sv s 5c.
En una realización, los álabes guía, especialmente las hojas o bien los perfiles de los álabes guía, dispuestos en un soporte de álabes guía (común), en especial unidos separablemente destructivamente con ellos o fabricados integralmente con ellos, forman junto con el soporte de álabes guía (respectivamente) en especial un llamado grupo de álabes guía o bien un grupo (constructivo) de álabes guía. Adicional o alternativamente, el soporte de álabes guía (respectivamente) puede presentar o bien formar una virola obturadora radialmente interior y/o radialmente exterior, en especial para la limitación radial de un canal de corriente, o bien una parte del mismo.
La rejilla guía de la o bien de una o de varias etapa(s) para la o bien de la turbomáquina se dispone estacionariamente en una realizacióan (respectivamente) respecto de un rotor de la turbomáquina, dispuesto especialmente rotativamente en la carcasa de la turbomáquina, y presenta (respectivamente) un número de álabes guía dispuestos adyacentemente, en especial en dirección periférica (referida a un o bien al árbol (principal) de la máquina) para el desvío de la corriente y/o la conversión de energía cinética en la o bien de la corriente.
En una realización, los álabes de rotor de la o bien de una o de varias etapa(s) de la turbomáquina para la o bien de la turbomáquina (respectivamente) se fijan separablemente no destructivamente o separablemente destructivamente en el rotor de una o de varias piezas, en especial un disco de rotor, o se configuran integralmente con un disco de rotor, en especial en forma de un llamado blisk. Análogamente en una realización los álabes de un rotor pueden fabricarse o bien ser fabricados integralmente unos con otros respectivamente de forma individual o en grupos o todos los álabes de rotor de una o bien de la rejilla de rotor.
El número total o bien el número de todos de todos los álabes de rotor de una etapa de turbomáquina dispuestos de forma mutuamente adyacente en dirección periférica (referidos a un árbol o bien al árbol (principal) de la máquina) se designa (respectivamente) por sb, donde diferentes etapas u = 1, 2,...de turbomáquina presentan en una realización distintos números sb(.u) (en conjunto o bien de) de álabes de rotor. En una realización, el número total o bien el número sb(.u) de todos los álabes de rotor de la o bien de una o de varias etapa(s) de turbomáquina para la o bien de la turbomáquina (respectivamente o bien dentro de la respectiva etapa de turbomáquina) asciende a por lo menos 50, en especial a por lo menos 100, especialmente a por lo menos 200, y/o como máximo a 0,75 sv(,u), por lo menos como máximo a 0,5 sv(,u).
Según una realización de la presente invención, la rejilla de rotor de la o bien de una o de varias etapa(s) de turbomáquina para la o bien de la turbomáquina (respectivamente) presenta cuerpos impulsores, que se presentan en una disposición de cavidades de la (respectivamente) rejilla de rotor, en especial una disposición de cavidades en la (respectiva) rejilla guía, con holgura de movimiento para el contacto de choque.
El número total o bien el número de todos los cuerpos impulsores (dispuestos en la rejilla guía o bien en su disposición de cavidades) de la rejilla guía de una etapa de turbomáquina se designa (respectivamente) por nv, donde las rejillas guía de diferentes etapas u = 1, 2 , . de turbo máquina presentan en una realización diversos números nv(,u) de cuerpos impulsores (en total o bien en).
Según una realización de la presente invención, la rejilla de rotor de la o bien de una o de varias etapa(s) de turbomáquina para la o bien de la turbomáquina presenta (respectivamente) cuerpos impulsores, que se presentan en una disposición de cavidades de la (respectiva) rejilla de rotor, en especial una disposición de cavidades en la (respectiva) rejilla de rotor con holgura de movimiento para el contacto de choque.
El número total o bien el número de todos los cuerpos impulsores (dispuestos en la rejilla de rotor o bien en su disposición de cavidades) de la rejilla de rotor de una etapa de turbomáquina se designa (respectivamente) por nb, donde las rejillas de rotor de diferentes etapas u = 1, 2 , . de turbomáquina presentan en una realización diferentes números nb(,u) de cuerpos impulsores (en conjunto o bien en).
En una realización, los cuerpos impulsores se prevén o bien dan lugar durante el funcionamiento al contacto de choques con las disposiciones de cavidades o bien con sus paredes o bien se configuran de tal modo para ello. Por un contacto de choque se entiende en este caso, en especial de modo habitual en la especialidad, un contacto de corta duración o bien de tipo impulso, en especial por lo menos básicamente totalmente elástico, y/o estocástico o bien aleatorio. Adicionalmente, se hace referencia al documento WO 2012/095067 A1.
Según la presente invención, se configura o bien se configurará la etapa de turbomáquina o bien se configuran o bien se configurarán una o varias etapas de turbomáquina para la o bien de la turbomáquina (respectivamente) de tal modo, en especial se dimensiona o bien se fabrica, en especial rejillas guía o de rotor dotadas de tal modo que para la etapa de turbomáquina (respectivamente o bien dentro de la respectiva etapa de turbomáquina) el cociente n v
nv
Figure imgf000003_0001
de la suma Z m de las masas de todos cuerpos impulsores (dispuestos en la rejilla guía o bien en su
disposición de cavidades) de la rejilla guía de la etapa de turbomáquina dividida por la diferencia (sv - c) del número sv de todos los álabes guía de la etapa de la turbomáquina menos el número c de todos los soportes de los álabes guía asciende por lo menos a 1,5 veces, en especial a 1,8 veces y especialmente a al menos 2 veces o bien el doble nb
T m J — nb
del cociente — ----- de la suma T m de las masas de todos los cuerpos impulsores (dispuestos en la rejilla de sb j=i
rotor o bien en su disposición cavidades) de la rejilla de rotor de la etapa de la turbomáquina dividida por el número sb de todos los álabes de rotor de la etapa de la turbomáquina.
Con otras palabras, es o bien la etapa de la turbomáquina o bien son o bien serán una o varias etapas de la turbomáquina para la o bien de la turbomáquina (respectivamente) será dimensionada o bien configurada o bien fabricada de tal modo, en especial rejillas guía y de rotor dotadas de cuerpos impulsores de tal modo que valga para la etapa de la turbomáquina (respectivamente):
Figure imgf000004_0001
En especial
Figure imgf000004_0002
En especial
Figure imgf000004_0003
con las masas mi de los en total nv cuerpos impulsores de las (respectivas) rejillas guía y las masas mj de los en total nb cuerpos impulsores de las (respectivas) rejillas de rotor y sv>c.
Se ha comprobado sorprendentemente que un límite inferior semejante para la masa de cuerpos impulsores así en conjunto mayor relativa o bien específica o bien media de la rejilla guía provoca una asintonía especialmente ventajosa de la (respectiva) etapa de la turbomáquina. Se supone que eso se basa por lo menos parcialmente en el efecto de fuerza centrífuga ausente en la rejilla guía así como en su masa total, especialmente la masa de los álabes, por lo general mayor.
En una realización, se dispone o bien se dispondrá la rejilla de rotor aguas arriba de la vecina rejilla guía, la rejilla guía puede ser por consiguiente en especial una llamada rejilla guía posterior de la rejilla de rotor de la etapa de turbomáquina. En otra realización, se dispone o se dispondrá la rejilla de rotor aguas debajo de la vecina rejilla guía, la rejilla guía puede ser por consiguiente en especial una llamada rejilla guía previa de la rejilla de rotor de la etapa de turbomáquina. En una realización, la o bien una o varias etapa(s) de turbomáquina son (respectivamente) una etapa de compresor o de turbina.
Se ha comprobado sorprendentemente que en una aplicación semejante se puede provocar una reducción especialmente ventajosa de vibraciones de álabes y/o de la estructura.
En una realización, se configuran o se configurarán uno o varios cuerpos impulsores en forma de esfera y/o se fabrican o se fabricarán de metal o de CrO2. Gracias a ello, se puede realizar un contacto de choques ventajoso. En una realización se dispone o se dispondrá en una o varias cavidades de las disposiciones de cavidades (respectivamente) exactamente un cuerpo impulsor. Gracias a ello, pueden realizarse ventajosos contactos de choques individuales. En pura teoría también es imaginable adicional o alternativamente en una realización disponer en un o varias cavidades de las disposiciones de cavidades (respectivamente) dos o más cuerpos impulsores. Con ello pueden realizarse también contactos de choques entre cuerpos impulsores.
En una realización, se disponen o bien se dispondrán en uno o varios cuerpos impulsores (respectivamente) sueltos o bien libremente móviles en una cavidad de las disposiciones de cavidades, que en un perfeccionamiento se pueden o se podrán llenar de aire.
En una realización se disponen o se dispondrán uno o varios espacios huecos de las disposiciones de espacios huecos (respectivamente) en una o varias carcasas fabricadas separadamente.
Además, en un perfeccionamiento una o varias carcasas pueden presentar (respectivamente) una o varias cavidades, dotadas al menos parcialmente de cuerpos impulsores, y/o se fijan o se fijarán separablemente de modo no destructivo o separablemente de modo destructivo en un álabe guiar o de rotor o en un soporte de álabe de rotor. En un perfeccionamiento, pueden disponerse o podrán disponerse una o varias carcasas (respectivamente) en especial junto a, especialmente en, una virola obturadora radialmente hacia dentro o radialmente hacia fuera de la rejilla guía o bien de rotor, en especial en una cara opuesta a la hoja del álabe de la misma. Adicional o alternativamente pueden estar o podrán estar en un perfeccionamiento una o varias cavidades dotadas por lo menos de cuerpos impulsores, de una o varias carcasas (respectivamente) en especial mediante una tapa en especial común (obturada) de modo estanco al aire.
En una realización se disponen o bien se dispondrán en una o varias (hojas) de álabe guía y/o en uno o varios soportes de álabes guía de la rejilla guía de las o bien de una o varias etapas de turbomáquina para la o bien de la turbomáquina (respectivamente) exactamente una carcasa, y/o en una o varias (hojas) de álabes guía y/o en uno o varios soportes de álabes guía de la rejilla guía de las o bien de una o de varias etapas de turbomáquina para o bien de turbomáquina (respectivamente) no se dispone ninguna de tales carcasas. Adicional o alternativamente se disponen o se dispondrán en una realización en uno o varios álabes de rotor de la rejilla de rotor de las o bien de una o de varias etapas de turbomáquina para o bien de la turbomáquina (respectivamente) dos o más carcasas y/o en uno o varios álabes de rotor de la rejilla de rotor de la o bien de una o de varias etapas de turbomáquina para la o bien de la turbomáquina (respectivamente) ninguna de tales carcasas. Por ello, en una realización puede dotarse una rejilla guía ventajosamente de cuerpos impulsores.
En una realización preferida se disponen (respectivamente) uno o varios cuerpos impulsores de la rejilla guía o bien cavidades dotadas de la misma de la disposición de cavidades de la rejilla guía junto a, especialmente en, una virola obturadora radialmente interior de la rejilla guía, en especial en una (parte) de virola obturadora radialmente interior de uno o de varios de sus soportes de álabes guía (respectivamente) o bien presentan una (parte) de virola obturadora radialmente interior de uno o varios soportes de álabes guía, uno o varios de los cuerpos impulsores de la rejilla guía o bien cavidades dotadas de la misma de la disposición de cavidades de la rejilla guía. Adicional o alternativamente se disponen o bien se dispondrán (respectivamente) en una realización uno o varios cuerpos impulsores de la rejilla guía o bien las cavidades dotadas de la misma de la disposición de cavidades de la rejilla guía junto a, especialmente en, una virola obturadora radialmente exterior de la rejilla guía, en especial una (parte) de virola obturadora radialmente exterior de uno o varios de sus soportes de álabes guía (respectivamente) o bien presentan uno o varios álabes de rotor uno o varios cuerpos impulsores de la rejilla de rotor o bien cavidades dotadas de la misma de la disposición de cavidades de la rejilla de rotor. En especial se disponen o dispondrán en una realización (respectivamente) uno o varios de los cuerpos impulsores de la rejilla de rotor o bien cavidades dotadas de la misma de la disposición de cavidades de la rejilla de rotor junto a, especialmente en, una virola obturadora radialmente interior de la rejilla de rotor. Adicional o alternativamente se disponen o dispondrán en una realización (respectivamente) uno o varis cuerpos impulsores de la rejilla difusora o bien con estos huecos equipados de la disposición de huecos de la rejilla difusora junto a, especialmente en, una o varias (hojas) de álabes de la rejilla difusora o bien presentan uno o varios álabes directores de uno o varios soportes de álabes directores (respectivamente) uno o varios de los cuerpos impulsores de la rejilla difusora o bien huecos equipados con ellas de la disposición de huecos de la rejilla difusora.
Adicional o alternativamente se disponen o bien se dispondrán o bien presentan o bien presentarán en una realización (respectivamente) uno o varios de los cuerpos impulsores de la rejilla del rotor o bien cavidades dotadas de ellas de la disposición de cavidades de la rejilla del rotor junto a, especialmente en, uno o varios álabes del rotor de la rejilla del rotor, uno o varios álabes del rotor (respectivamente) uno o varios cuerpos impulsores de la rejilla del rotor o bien cavidades dotadas de ellas de la disposición de cavidades de la rejilla del rotor. En especial se disponen o bien se dispondrán en una realización (respectivamente) uno o varios de los cuerpos impulsores de la rejilla del rotor o bien de las cavidades dotadas de las mismas adjunto a, especialmente en, un anillo de refuerzo radialmente interior de la rejilla del rotor. Adicional o alternativamente, se disponen o bien se dispondrán en una realización uno o varios de los cuerpos impulsores de la rejilla de rotor o bien cavidades dotadas de la misma de la disposición de cavidades de la rejilla de rotor junto a, especialmente en, una virola obturadora de la rejilla de rotor. Adicional o alternativamente, se disponen o se dispondrán en una realización uno o varios de los cuerpos impulsores de la rejilla de rotor o bien las cavidades dotadas de la misma de la disposición de cavidades junto a, especialmente en, una o varias hojas de álabes de la rejilla de rotor.
Se ha comprobado sorprendentemente que en semejante disposición se puede provocar una reducción especialmente ventajosa de las vibraciones de los álabes y/o de la estructura.
En una realización presentan uno o varios, especialmente todos, los cuerpos de impulsión de la rejilla guía de las o bien una o varias etapas de turbomáquina para la o bien de la turbomáqina (respectivamente) una masa, que asciende al 1,1 veces la masa del cuerpo impulsor más pesado o como máximo 0,9 veces de la masa del más liviano de los cuerpos impulsores de la rejilla de rotor de dichas etapas de turbomáquina y/o por lo menos 0,01 gramos (g), en especial por lo menos 0,02 g y/o como máximo 0,05 g, en especial como máximo 0,03 g.
Adicional o alternativamente, en una realización de uno o varios cuerpos impulsores, en especial todos, de la rejilla guía de la o bien de una o de varias de las etapas de la turbomáquina para la o bien de la turbomáquina (respectivamente) presentan un diámetro, en especial mínimo o máximo, que asciende por lo menos a 1,1 veces un diámetro máximo del mayor diámetro o como máximo 0,9 veces de un diámetro mínimo del menor de los cuerpos impulsores de la rejilla de rotor de estas etapas de turbomáquina y/o por lo menos 1 mm y/o lo más 5 mm, en especial a 20°C.
Adicional o alternativamente en una realización, la holgura de movimiento de uno o varios cuerpos impulsores, en especial de todos, de las rejillas guía y/o del rotor de las o bien de varias etapas de turbomáquina para la o bien de la turbomáquina asciende (respectivamente) a por lo menos 0,01 mm, en especial a 0,1 mm, y/o por lo menos al 1% de un diámetro mínimo de dicho cuerpo impulsor y/o lo más a 10 mm, en especial lo más a 1 mm, y/o lo máximo al 100% de un diámetro máximo de dicho cuerpo impulsor, en especial a 20°C.
Se ha comprobado sorprendentemente que mediante esos parámetros o bien esos valores límite respectivamente ya sea individualmente aunque especialmente en combinación de dos o más de dichos parámetros o bien valores límite, se puede provocar una reducción especialmente ventajosa de las vibraciones de los álabes y/o de la estructura.
Más perfecciones ventajosas de la presente invención se obtienen de las reivindicaciones subordinadas y de la siguiente descripción de realizaciones preferidas. Para ello muestra, parcialmente esquematizada, la única figura: Figura 1 una etapa de turbomáquina de una turbomáquina según una realización de la presente invención en un corte meridiano.
La figura 1 muestra una etapa de turbomáquina de una turbomáquina según una realización de la presente invención en un corte meridiano a lo largo de un árbol principal de máquina de la turbomáquina (horizontalmente en la figura 1).
La etapa de turbomáquina presenta una rejilla 10 guía con varios álabes 11 guía, dispuestos unos junto a otros en dirección periférica (referida al árbol principal de la máquina).
Además, se han dispuesto respectivamente cuatro álabes 11 guía configurados integralmente uno con otro y dispuestos sobre un soporte 12 de álabes guía común, que al mismo tiempo forma una parte de una virola obturadora radialmente exterior de la rejilla 10 guía y que se ha fijado en una carcasa 30 de la turbomáquina.
Cada uno de esos grupos de álabes presenta una parte de una virola 13 obturadora radialmente interior de la rejilla guía. Naturalmente también pueden considerarse con ello dicha parte de la virola 13 obturadora radialmente interior o bien las dos partes configuradas integralmente una con otra de la virola obturadora radialmente interior y exterior conjuntamente como un soporte de álabes guía en el sentido de la presente invención, en el cual se han dispuesto así los álabes 11 guía configurados integralmente del grupo de álabes guía. De igual modo, los álabes 11 guía pueden estar unidos, por ejemplo, también en unión positiva de material con los soportes 12 o bien 13 de los álabes guía.
En la cara (abajo en la figura 1) opuesta a la hoja de álabes de cada uno de esos grupos o bien soportes de álabes guía o bien partes de la virola 13 obturadora radialmente interior se fija respectivamente una carcasa 110.
Dicha carcasa presenta respectivamente, en el ejemplo de realización, seis cavidades constructivamente iguales o diferentes de una disposición de cavidades de la rejilla guía, que se cierran de modo estanco al aire mediante una tapa 111 común y de las cuales se reconocen dos en la sección de la figura 1. Esas cavidades y disposición de cavidades de la rejilla guía se designan unitariamente mediante la referencia 112.
En cada una de las cavidades 112 se aloja respectivamente un cuerpo 100 impulsor con holgura de movimiento de tal modo que, en funcionamiento de la turbomáquina, pueda realizar choques con las paredes de la cavidad.
De modo análogo, la etapa de turbomáquina presenta una rejilla 20 de rotor con varios álabes 21 de rotor dispuestos adyacentemente en dirección periférica (referida al árbol principal de la máquina).
Además, cada uno de los álabes 21 de rotor se disponen por medio de un pie 22 de álabe en un rotor 40 de la turbomáquina, donde el pie 22 de álabe presenta o bien forma al mismo tiempo una parte de una virola obturadora radialmente interior de la rejilla de rotor y cada uno de los álabes 22 de rotor presenta o bien forma una parte de la virola 23 obturadora radialmente exterior de la rejilla 20 de rotor.
En la cara opuesta a la hoja del álabe de cada una de esas partes de la virola 23 obturadora radialmente exterior, se fija respectivamente de modo análogo una carcasa 210.
Dicha carcasa presenta, en el ejemplo de realización, dos cavidades respectivamente constructivamente iguales o diferentes de una disposición de cavidades de la rejilla de rotor, que están obturadas de modo estanco al aire mediante una tapa 211 común y que se pueden reconocer en la sección de la figura 1. Dichas cavidades y disposición de cavidades de la rejilla de rotor se designan unitariamente por medio de la referencia 212.
En cada una de las cavidades 212, se aloja respectivamente un cuerpo 200 impulsor con holgura de movimiento de tal modo que, en funcionamiento de la turbomáquina, pueda realizar choques con las paredes de la cavidad.
En una variación no representada, pueden disponerse o bien se dispondrán adicional o alternativamente cuerpos 200 impulsores de la rejilla 20 de rotor en hojas de álabes y/o en la virola 22 obturadora radialmente interior.
La etapa de la turbomáquina se configura o bien será configurada, en especial diseñada o bien fabricada, de tal modo que valga:
Figure imgf000007_0001
con las masas mi de los en total nv cuerpos 100 impulsores, las masas mj de los en total nb cuerpos 200 impulsores, el número total o bien el número sv de los álabes 11 guía de la rejilla 10 guía, el número total o bien el número sb de los álabes 21 de rotor de la rejilla 20 de rotor y el número total o bien el número c de los soportes 12 o bien 13 de los álabes guía.
En el ejemplo de realización, todos los cuerpos 100 impulsores presentan respectivamente una masa de unos 0,025 g, la rejilla 10 guía, por ejemplo 400 álabes 11 de rotor (sv = 400), y con ello 100 soportes de álabes guía (c = 100), todos los cuerpos 200 impulsores presentan respectivamente una masa de unos 0,010 g y la rejilla de rotor, a modo puramente de ejemplo, 200 álabes 21 de rotor (sb = 200), de modo que vale:
6-100 2-200
Z 0 ,025g Z 0,010 g
i =1 0 ,05 g > 2 -0 ,0 2 g = 2--!=------
(400 -1 0 0 ) 200
Aunque en la descripción precedente se explicaron unas realizaciones a modo de ejemplo, se hace hincapié en que es posible realizar una multiplicidad de variaciones. Aparte de eso, se hace hincapié en que en las realizaciones ejemplares sólo se trata de ejemplos, que en ningún caso deben limitar el área de protección, las aplicaciones y la estructura. Más bien con la descripción precedente se da al especialista una guía para la transformación de por lo menos una realización ejemplar, donde diversas modificaciones, en espacial con vistas a que se puedan llevar a cabo el funcionamiento y la disposición de los componentes descritos sin abandonar el área de protección, tal como resulta de las reivindicaciones y de estas combinaciones de características equivalentes.
Listado de referencias
10 Rejilla guía
11 Álabe guía
12 Virola obturadora radialmente exterior (de la rejilla guía/del álabe guía)
13 Virola obturadora radialmente interior (de la rejilla guía/del álabe guía)
20 Rejilla de rotor
21 Álabe de rotor
22 Virola obturadora radialmente interior (de la rejilla de rotor/del álabe de rotor)
23 Virola obturadora radialmente exterior (de la rejilla de rotor/del álabe de rotor)
30 Carcasa
40 Rotor
100 Cuerpo impulsor
110 Carcasa
111 Tapa
112 Cavidad (disposición de)
200 Cuerpo impulsor
Carcasa
Tapaerta
Cavidad (disposición de)

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Etapa de turbomáquina con:
    una rejilla (10) guía, cuyos sv álabes (11) guía se disponen en c soportes (12, 13) de álabes guía, donde en por lo menos uno de los soportes (12, 13) de álabes guía se han dispuesto al menos dos de los álabes (11) guía, y una rejilla (20) de rotor adyacente con sb álabes (21) de rotor; donde la rejilla guía presenta nv cuerpos (100) impulsores, que se han dispuesto en una disposición (112) de cavidades de la rejilla guía con holgura de movimiento para el contacto de choques, caracterizada por que la rejilla de rotor presenta presenta nb cuerpos (200) impulsores, que se disponen en una disposición (212) de cavidades de la rejilla de rotor con holgura de
    m,
    movimiento para el contacto de choques; el cociente — I i =1 ---- de la suma I m ¿ de las masas de todos los cuerpos i =1
    impulsores dividida por la diferencia (sv - c) del número sv de todos los álabes guía menos el número c de todos
    los soportes de álabes guía asciende por lo menos a 1,5 veces el cociente
    Figure imgf000009_0001
    de las masas de todos los cuerpos impulsores de la rejilla de rotor dividida por el número sb de todos
    los álabes de rotor asciende
    Figure imgf000009_0002
    2. Etapa de turbomáquina según la reivindicación precedente caracterizada por que la rejilla (20) de rotor se ha dispuesto aguas arriba o aguas abajo de la rejilla (10) guía.
    3. Etapa de turbomáquina según una de las reivindicaciones precedentes caracterizada por que la etapa de turbomáquina es una etapa de compresor o de turbina, en especial de turbina de gas.
    4. Etapa de turbomáquina según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que en por lo menos uno de los soportes (12, 13) de álabe guía se han fijado por lo menos dos de los álabes (11) guía de modo separablemente no destructivo o separablemente destructivo en el soporte de álabe guía o configurados integralmente con el soporte de álabe guía.
    5. Etapa de turbomáquina según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que por lo menos uno de los cuerpos (100) impulsores de la rejilla (10) guía y/o por lo menos uno de los cuerpos (200) impulsores de la rejilla (20) de rotor se ha configurado esféricamente.
    6. Etapa de turbomáquina, según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que en por lo menos una cavidad (112) de la disposición de cavidades de la rejilla (10) guía, se han dispuesto exactamente uno o por lo menos dos de los cuerpos (100) impulsores de la rejilla guía y/o en por lo menos una cavidad (221) de la disposición de cavidades de la rejilla (20) de rotor, exactamente uno o por lo menos dos de los cuerpos (200) impulsores de la rejilla de rotor.
    7. Etapa de turbomáquina según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que por lo menos uno de los cuerpos (100) impulsores de la rejilla (10) guía y/o por lo menos uno de los cuerpos (200) impulsores de la rejilla (20) de rotor se ha dispuesto libremente en una cavidad (112, 212) de la disposición de cavidades.
    8. Etapa de turbomáquina según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que por lo menos una cavidad (112), especialmente estanca al aire, de la disposición de cavidades de la rejilla (10) guía y/o por lo menos una cavidad (212) de la disposición de cavidades de la rejilla (20) de rotor se ha dispuesto en una carcasa (110, 210) fabricada separadamente.
    9. Etapa de turbomáquina según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que por lo menos uno de los cuerpos impulsores (100) de la rejilla (10) guía se ha dispuesto junto, especialmente en, una virola (13) obturadora radialmente interior, por lo menos uno de los cuerpos (200) impulsores de la rejilla guía se ha dispuesto junto, especialmente en, una hoja de álabe y/o por lo menos uno de los cuerpos impulsores de la rejilla guía junto a, especialmente en, una virola (12) obturadora radialmente exterior de la rejilla (10) guía, y/o por lo menos uno de los cuerpos (200) impulsores de la rejilla (20) de rotor junto a, especialmente en, una virola (22) obturadora de la rejilla (20) obturadora, por lo menos uno de los cuerpos (200) impulsores de la rejilla (20) de rotor junto a, especialmente en, una hoja de álabe y/o por lo menos uno de los cuerpos (200) impulsores de la rejilla (20) de rotor junto a, especialmente en, una virola (23) obturadora radialmente exterior de la rejilla (20) de rotor.
    10. Etapa de turbomáquina según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que por lo menos uno de los cuerpos (100) impulsores de la rejilla (10) guía presenta una masa, que asciende a por lo menos a 1,1 veces de la masa del más pesado de los cuerpos impulsores o como máximo a 0,9 veces de la masa del más ligero de los cuerpos (200) impulsores de la rejilla (20) de rotor y/o por lo menos a 0,01 g y/o todo lo más a 0,05 g.
    11. Etapa de turbomáquina según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que por lo menos uno de los cuerpos (100) impulsores de la rejilla (10) guía presenta un diámetro, especialmente mínimo o máximo, que asciende a por lo menos 1,1 veces un diámetro máximo del mayor cuerpo impulsor o a 0,9 veces de un diámetro mínimo del menor cuerpo (200) impulsor de la rejilla (20) de rotor y/o a por lo menos 1 mm y/o todo lo más a 5 mm.
    12. Etapa de turbomáquina según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que la holgura de movimiento de por lo menos uno de los cuerpos (100) impulsores de la rejilla (10) guía y/o la holgura de movimiento de por lo menos uno de los cuerpos (200) impulsores de la rejilla (20) de rotor asciende a por lo menos 0,01 mm y/o a por lo menos 1% de un diámetro mínimo del cuerpo (100, 200) impulsor y/o todo lo más a 10 mm, todo lo más a 100% de un diámetro máximo del cuerpo (100, 200) impulsor.
    13. Turbomáquina, en especial turbina de gas, en especial una turbina de gas de motor de avión, con por lo menos una etapa de turbomáquina según una de las reivindicaciones precedentes.
    14. Método para diseñar y/o fabricar una etapa de turbomáquina según una de las reivindicaciones precedentes, donde la rejilla (10) guía con los nv cuerpos (100) impulsores y la rejilla (20) de rotor con los nb cuerpos (200)
    impulsores se equipan de tal modo que el cociente
    Figure imgf000010_0001
    — ---- e a suma m ¿ de las masas de todos los cuerpos - c i=i
    (100) impulsores de la rejilla (10) guía dividida por la diferencia (sv - c) del número sv de todos los álabes (12, 13) guía menos el número c de todos los soportes (12, 13) de álabes guía asciende a por lo menos 1,5 veces el cociente nb
    É m J .- nb
    — ----- de la suma É m de las masas de todos los cuerpos (200) impulsores de la rejilla (20) de rotor dividida sb j=i
    por el número sb de todos los álabes (21) de rotor
    Figure imgf000010_0002
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