IT201900013854A1

IT201900013854A1 - Motore a turbina con guarnizioni ad incastro.

Info

Publication number: IT201900013854A1
Application number: IT102019000013854A
Authority: IT
Inventors: Antonio Giuseppe D'ettole; Andrea Depalma; Roberto Maddaleno; Matteo Renato Usseglio
Original assignee: Ge Avio Srl
Priority date: 2019-08-02
Filing date: 2019-08-02
Publication date: 2021-02-02
Also published as: US20210087939A1; CN112302730B; US11946388B2; CN112302730A; US20220364473A1

Description

"MOTORE A TURBINA CON GUARNIZIONI AD INCASTRO"

DESCRIZIONE

Il progetto che porta a questa domanda ha ricevuto fondi dalla Clean Sky 2 Joint Undertaking ai sensi del programma di ricerca e innovazione dell'Unione Europea Horizon 2020 con il numero di accettazione CS2-LPA-GAM-201e 8/2019-01.

CAMPO TECNICO

Questa descrizione si riferisce in generale ad un motore a turbina con un rotore esterno che circoscrive un rotore interno o uno stato interno e più in particolare si riferisce allo smorzamento o alla tenuta di componenti adiacenti accoppiati al rotore esterno.

PRECEDENTI

I motori a turbina, e in particolare motori a turbina a gas o a combustione sono motori rotativi che estraggono energia da un flusso di gas combusti che passano attraverso il motore su una pluralità di pale di turbina rotanti.

Un motore a turbina comprende ma non è limitato a, in una disposizione di flusso in serie, un complesso di ventola anteriore, un complesso di ventola posteriore, un compressore ad alta pressione per comprimere aria che scorre attraverso il motore, un combustore per mischiare combustibile con l'aria compressa in maniera tale che la miscela possa essere accesa, e una turbina ad alta pressione. Il compressore ad alta pressione, il combustore, e la turbina ad alta pressione sono in alcuni casi indicati complessivamente come motore centrale. Durante il funzionamento, il motore centrale genera gas di combustione che sono scaricati a valle ad una turbina a bassa pressione controrotante che estrae energia da essi per alimentare i complessi a ventola anteriore e posteriore.

In almeno alcuni motori a turbina, almeno una turbina ruota in una direzione opposta rispetto agli altri componenti rotanti nel motore. In alcune implementazioni una turbina a bassa pressione controrotante comprende un tamburo esterno che ha un primo gruppo di stadi accoppiati girevolmente al complesso a ventola anteriore, e un tamburo interno che ha un numero uguale di stadi che è accoppiato girevolmente al complesso a ventola posteriore.

Pale controrotanti costituiscono una sfida e necessitano di una migliore tenuta o ammortizzamento tra le porzioni rotanti disposte circonferenzialmente accoppiate al rotore esterno. Ad esempio, una tenuta o un ammortizzamento migliorati tra le estremità interne dei profili alari disposti circonferenzialmente accoppiati al rotore esterno.

BREVE DESCRIZIONE

In un aspetto, la presente descrizione si riferisce ad un motore a turbina che comprende un rotore/statore interno che ha un asse longitudinale, un rotore esterno che circoscrive almeno una porzione del rotore/statore interno e che ruota attorno all'asse longitudinale, e che ha almeno un componente che comprende una pluralità di segmenti del componente che si estendono radialmente e disposti circonferenzialmente, ciascun segmento di componente avendo una prima e una seconda estremità e un elemento ammortizzatore che fissa la prima e la seconda estremità una con l'altra.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Nei disegni:

la figura 1 è un diagramma schematico in sezione trasversale di un motore a turbina con una turbina a bassa pressione controrotante per un aeromobile.

La figura 2 è una vista schematica ingrandita di una porzione di un rotore esterno e di pale della turbina a bassa pressione controrotante di figura 1.

La figura 3 è una sezione trasversale di una fascia interna dalle pale di figura 2 presa su una tenuta.

La figura 4 è un'altra sezione trasversale della fascia interna dalle pale di figura 2 presa sulla tenuta.

La figura 5 è ancora un'altra sezione trasversale della fascia interna dalle pale di figura 2 presa sulla tenuta.

La figura 6 è un'altra vista schematica ingrandita di una porzione di un rotore esterno e di pale della turbina a bassa pressione controrotante di figura 1.

La figura 7 è una vista in esplosione di un elemento ammortizzatore e di pale adiacenti dalla figura 6.

La figura 8 è ancora un'altra vista schematica ingrandita di una porzione di un rotore esterno di pale della turbina di figura 1 a bassa pressione controrotante.

La figura 9 è una vista schematica ingrandita di una porzione delle pale di figura 8.

La figura 10 è una sezione trasversale di una fascia interna dalle pale di figura 8 presa su un dispositivo di fissaggio.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

Aspetti della descrizione qui descritta sono rivolti alla tenuta o all'ammortizzamento di componenti disposti circonferenzialmente accoppiati ad un rotore esterno, in cui il rotore esterno circoscrive un rotore/statore interno. A fini illustrativi, la presente descrizione sarà rivolta ad una turbina a bassa pressione controrotante per un motore a turbina per aeromobile.

È inteso tuttavia che aspetti della descrizione qui descritti non sono limitati e possono avere una applicabilità generale in un motore, incluso, ma non limitato a, turbine a bassa pressione con componenti di statore fissi, o porzioni controrotanti del motore situati in posizioni diverse dalla porzione della turbina a bassa pressione. È inteso che aspetti della descrizione qui descritti non sono limitati e possono avere una applicabilità generale in applicazioni non per aeromobili, come ad esempio altre applicazioni per veicoli mobili e applicazioni industriali, commerciali e residenziali di tipo non mobile. Nel senso qui utilizzato, il termine "a monte" si riferisce ad una direzione che è opposta alla direzione di flusso del fluido, e il termine "a valle" si riferisce ad una direzione che è nella stessa direzione del flusso di fluido. Il termine "anteriore" o "avanti" significa di fronte a qualcosa e "a poppa" o "posteriore" significa dietro qualcosa. Ad esempio, quando usato in termini di flusso di fluido, anteriore/avanti significa a monte e posteriore/a poppa significa a valle. Inoltre, nel senso qui utilizzato, i termini "radiale" o "radialmente" si riferiscono ad una direzione opposta ad un centro comune. Ad esempio, in un contesto globale di un motore a turbina, radiale si riferisce ad una direzione lungo un raggio che si estende tra un asse longitudinale centrale del motore e una circonferenza del motore esterna. Inoltre, nel senso qui utilizzato, il termine "gruppo" o "gruppo di elementi" può essere qualsiasi numero di elementi, tra cui anche uno solo.

Tutti i riferimenti direzionali (ad esempio radiale, assiale, prossimale, distale, superiore, inferiore, verso l'alto, verso il basso, sinistra, destra, laterale, frontale, posteriore, superiore, inferiore, alto, basso, verticale, orizzontale, orario, antiorario, a monte, a valle, avanti, a poppa, ecc.) sono usati solo per fini identificativi per aiutare il lettore nella comprensione della presente descrizione, e non per creare limitazioni, in particolare per quanto riguarda la posizione, l'orientamento o l'uso di aspetti della descrizione qui forniti. Riferimenti di connessione (ad esempio attaccato, accoppiato, assicurato, fissato, connesso e unito) devono essere realizzati in senso ampio e possono comprendere elementi intermedi tra una raccolta di elementi e il movimento relativo tra elementi, a meno che non sia indicato diversamente. Pertanto, i riferimenti di connessione non prevedono necessariamente che due elementi siano connessi direttamente e in rapporto fisso uno con l'altro. I disegni esemplificativi sono solo per fini illustrativi e le dimensioni, le posizioni, l'ordine e le dimensioni relative riflesse nei disegni possono variare.

La figura 1 è un diagramma in sezione trasversale schematico di un motore a turbina 10 per un aeromobile. Il motore a turbina 10 ha una linea centrale o asse longitudinale 12 che si estende da avanti 14 a dietro 16. Il motore a turbina 10 comprende, in rapporto di flusso di serie verso valle, una sezione a ventola 18 che comprende un complesso di ventola anteriore 20 e un complesso 21 di ventola posteriore, una sezione a compressore 22 che comprende un compressore 24 di sovralimentazione o a bassa pressione (LP) e un compressore 26 ad alta pressione (HP), una sezione di combustione che comprende un combustore 30, una sezione di turbina 32 che comprende una turbina HP 34, e una turbina 36 LP controrotante, e una sezione di scarico 38.

I complessi a ventola 20 e 21 sono posizionati su una estremità anteriore del motore a turbina 10 come illustrato. I termini "ventola anteriore" e "ventola posteriore" sono qui utilizzati per indicare che una delle ventole 20 è accoppiata assialmente a monte rispetto all'altra ventola 21. E' anche previsto che i complessi a ventola 20, 22 possano essere posizionati su una estremità posteriore dei motori a turbina 10. I complessi a ventola 20 e 21 comprendono ciascuno una pluralità di file di pale di ventola 40 posizionati in un involucro della ventola 42. Le pale della ventola 40 sono unite a rispettivi dischi di rotori 44 che sono accoppiati girevolmente attraverso un rispettivo albero 46 della ventola anteriore al complesso 20 di ventola anteriore e attraverso un albero 47 di ventola posteriore al complesso 21 di ventola posteriore.

Il compressore 26 HP, il combustore 30 e la turbina 34 HP formano un nucleo del motore 48 del motore a turbina 10. Il nucleo 48 del motore è circondato da una protezione o involucro esterno 49 che definisce un interno 50, che può essere accoppiato con l'involucro della ventola 42. La turbina HP 34 è accoppiata al compressore 26 HP tramite un rotore centrale o albero 52. Durante il funzionamento, il nucleo del motore 48 genera gas di combustione che sono incanalati a valle rispetto alla turbina 36 LP controrotante che estrae energia dai gas per alimentare i complessi di ventola 20, 21 attraverso i rispettivi alberi 46, 47 delle ventole.

La turbina 36 LP controrotante comprende un rotore esterno 54 posizionato radialmente all'interno rispetto all'involucro esterno 49. Il rotore esterno 54 può avere una forma generalmente troncoconica. Il rotore esterno 54 può comprendere almeno un componente che include una pluralità di segmenti di componenti disposti circonferenzialmente, illustrati ad esempio come un primo gruppo di profili alari 55 costituiti da una pluralità di profili alari 57 disposti circonferenzialmente che si estendono radialmente verso l'interno dal rotore esterno 54 verso l'asse longitudinale 12. Il primo gruppo di profili alari 55 può essere un primo gruppo di pale rotanti costituito da una pluralità di pale disposte circonferenzialmente. In alternativa, il primo gruppo di profili alari 55 è costituito da pale o palette fisse disposte circonferenzialmente, in cui una coppia delle pale o palette fisse può formare un ugello.

La turbina 36 LP controrotante comprende un rotore/statore 60 interno che è almeno in parte circoscritto dal rotore esterno 54. Il rotore/statore interno 60 può essere fisso o ruotare in funzione della configurazione del motore particolare. Come illustrato ad esempio, il rotore/statore 60 interno è disposto sostanzialmente coassialmente rispetto a, e radialmente all'interno del rotore esterno 54. Il rotore/statore 60 interno comprende un secondo gruppo di profili alari 62 con i profili alari 64, disposti circonferenzialmente, in cui ciascun profilo alare 64 si estende radialmente verso l'esterno dall'asse longitudinale 12. Il secondo gruppo di profili alari 62 può essere un primo gruppo di pale rotanti costituito da una pluralità di pale disposte circonferenzialmente. In alternativa, il secondo gruppo di profili alari 62 può essere costituito da pale fisse o palette fisse, in cui una coppia delle pale o palette fisse può formare un ugello.

Il primo e il secondo gruppo di profili alari 55, 62 definisce una pluralità di stadi di turbina 66. Sebbene sia illustrato come avente cinque stadi, è inteso che qualsiasi quantità di stadi è prevista e che gli stadi mostrati sono per fini illustrativi e non devono essere intesi come limitativi.

Sebbene illustrati con una turbina 36 LP controrotante, è inteso che aspetti della descrizione qui descritta possono essere applicati a motori senza turbine LP controrotanti. I motori a turbina con turbine LP in cui le palette disposte circonferenzialmente statiche sono distanziate assialmente dalle pale disposte circonferenzialmente rotanti sono anche previsti. Inoltre, è anche previsto che la sezione 22 di compressore, in particolare il compressore 24 LP o il compressore 26 HP del motore a turbina 10 possano controruotare.

La figura 2 è una vista schematica ingrandita di una porzione del rotore esterno 54 del primo gruppo di profili alari 55, in cui il primo gruppo di profili alari è illustrato, ad esempio, come primo gruppo di pale 56. Il rotore esterno 54 può formare una fascia esterna 68 da cui si estende il primo gruppo di pale 56. Ciascuno dei profili alari 57 o delle pale 58 del primo gruppo di pale 56 ha una prima estremità 70 circonferenziale e una seconda estremità 72 circonferenziale, in cui la prima e la seconda estremità circonferenziale 70, 72 delle pale adiacenti 58 formano coppie 74 affacciate di prime e seconde estremità circonferenziali 70, 72. Una estremità esterna 76 di ciascuna delle pale 58 è distanziata radialmente da una estremità interna 78, in cui l'estremità esterna 76 può essere accoppiata alla fascia esterna 68.

Un elemento 80 smorzatore radiale può fissare le estremità interne 78 di almeno le pale adiacenti 58 di coppie affacciate 74. Una fascia interna 82 può essere realizzata dalla connessione delle estremità interne 78 delle coppie affacciate 74 dell'elemento ammortizzatore 80. L'elemento ammortizzatore 80 può comprendere un primo canale 84 sulla prima estremità circonferenziale 70, un secondo canale 86 sulla seconda estremità circonferenziale 72, e una tenuta ad incastro o tenuta 88. La tenuta 88 può risiedere sia nel primo che nel secondo canale 84, 86. Una coppia 90 di canali affacciati può essere definita dal primo e dal secondo canale 84, 86 che generalmente sono allineati e affacciati.

La figura 3 è una vista in sezione trasversale della fascia interna 82, con al pala 58 rimossa per motivi di chiarezza, presa sulla guarnizione 68, illustrata in via non limitativa da esemplificativa come primo canale 84 nella prima estremità 70 circonferenziale. Il primo canale 84 è un incavo circonferenziale che si estende in una direzione radiale avente una lunghezza 94 del canale radiale. Una apertura 96del canale può essere definita nel piano della prima estremità circonferenziale 70, in cui l'apertura 90 del canale è sagomata generalmente come uno stadio o oblunga.

Il primo canale 84 riceve almeno una porzione della guarnizione 88 che ha una lunghezza radiale di 98. La lunghezza radiale di 98 è inferiore rispetto alla lunghezza 94 del canale radiale, definendo uno spazio 100.

Una porzione sporgente 102 della guarnizione 88 può essere ricevuta dal secondo canale 86 (non mostrato). É previsto che il secondo canale 86 nella seconda estremità 72 circonferenziale sia simile al primo canale 84 in maniera tale che la coppia 90 di canali affacciata si estenda nella direzione radiale.

Durante il funzionamento, l'elemento ammortizzatore 80 può fissare le estremità interne 78 di almeno le pale adiacenti 58 che si estendono dal rotore esterno 54. L'elemento 80 ammortizzatore fissa le estremità interne 78 utilizzando la guarnizione 88 alloggiata in ciascuna coppia 90 di canali affacciati delle coppie affacciate 74. L'elemento ammortizzatore 80 ammortizza il movimento relativo delle pale 58 le cui estremità interne 78 sono connesse o fissate tramite la guarnizione 88. Il movimento relativo può comprendere, man non è limitato al movimento radiale relativo, movimento tangenziale relativo, o movimento assiale relativo. L'elemento ammortizzatore 80 può anche essere utilizzato per dirigere, impedire, controllare flusso di aria, ad esempio, tra le pale 58. E' previsto che l'elemento ammortizzatore 80 o la guarnizione 88 possano dissipare l'energia cinetica dall'estremità interna 78 delle pale 58. É inoltre previsto, in via esemplificativa non limitativa, che la guarnizione 88, almeno in parte, possa comprendere lega a base di nichel, cobalto, materiale ceramico o qualsiasi loro combinazione.

La figura 4 è un altro esempio di una sezione trasversale della fascia interna 82 presa su una guarnizione 188. La guarnizione 188 è simile alla guarnizione 88, per cui parti simili saranno identificate con riferimenti numerici simili aumentati di 100, essendo inteso che la descrizione delle parti simili della guarnizione 88 vale per la guarnizione 188, a meno che non sia indicato specificatamente. La guarnizione 188 è ricevuta da un primo canale 184 nella prima estremità circonferenziale 70. Una apertura 196 del canale può avere una forma simile ad una croce o una sezione trasversale rettangolare del primo canale 184.

La figura 5 è ancora un altro esempio di una sezione trasversale della fascia interna 82 presa su una guarnizione 288. La guarnizione 288 è simile alla guarnizione 88, pertanto, parti simili saranno identificate con riferimenti numerici simili aumentati di 200, essendo inteso che la descrizione delle parti simili della guarnizione 88 vale per la guarnizione 288, a meno che non sia indicato altrimenti. Un canale superiore 289 o un canale inferiore 291 possono essere realizzati nella prima estremità 70 circonferenziale. Il canale 289 superiore può ricevere una guarnizione superiore 293, mentre il canale inferiore 291 può ricevere una guarnizione 295 inferiore. È previsto che i canali superiore e inferiore complementari sono situati nella seconda estremità circonferenziale 72 (non mostrata) che può ricevere le guarnizioni superiore e inferiore 293, 295, rispettivamente. Le guarnizioni 293, 295 superiore o inferiore possono essere utilizzate in aggiunta alla guarnizione 288 ricevuta da un primo canale 284. É previsto che qualsiasi numero di guarnizioni possa risiedere nella fascia interna 82 per fissare le estremità interne 78.

È previsto che la guarnizione(i) 88, 188, 288, 293, 295 che risiede nel primo e nel secondo canale 84, 86, 184, i canali superiori 289 o i canali inferiori 291 può avere qualsiasi forma. È inoltre previsto che più di una guarnizione possa risiedere nella coppia di canali affacciati.

previsto che il primo canale 84, 184, 284 possa avere forme o dimensioni differenti rispetto al secondo canale 86 ed essere ancora allineato e affacciato.

La figura 6 è un'altra vista schematica ingrandita di una porzione di un rotore esterno 354 e di un primo gruppo di pale 356. Il rotore esterno 354 e il primo gruppo di pale 356 sono simili al rotore 54 esterno e al primo gruppo di pale 56, pertanto, parti simili saranno identificate con riferimenti numerici simili aumentati di 300, mentre è inteso che la descrizione delle parti simili del rotore esterno 54 e del primo gruppo di pale 56 vale per il rotore esterno 354 e il primo gruppo di pale 356, a meno che non sia indicato differentemente.

Ciascuna delle pluralità di pale circonferenziali 358 del primo gruppo di pale 356 comprende un segmento 359 di passaggio. Il segmento 359 di passaggio si estende tra e si apre su una prima estremità 370 circonferenziale e una seconda estremità 372 circonferenziale. Il segmento di passaggio 359 può essere situato in una fascia interna 382 usata per fissare una estremità interna 378 in ciascuna della pluralità di pale circonferenziale 358.

Una prima apertura 373 può essere definita dal segmento di passaggio 359 che si apre sulla prima estremità circonferenziale 370. Una seconda apertura 375 può essere definita dal segmento di passaggio 359 che si apre sulla seconda estremità circonferenziale 372. Una coppia aperta 377 affacciata è definita dalla prima e dalla seconda apertura 373, 375 delle pale adiacenti 358.

Un elemento 381 ammortizzatore radiale può comprendere un tubo 383 che si estende tra la prima e la seconda apertura 373, 375 della coppia 377 aperta affacciata. Il tubo 383 può estendersi solo parzialmente nei segmenti di passaggio 359 verso la coppia aperta affacciata 377. In alternativa, il tubo 383 può estendersi attraverso un passaggio circonferenziale 379 realizzato dalla raccolta dei segmenti di passaggio 359 nel primo gruppo di pale 356. Il passaggio circonferenziale 379 può circoscrivere la fascia interna 382. É previsto che il tubo 383 possa essere qualsiasi numero di pezzi di tubazione, tra cui uno. È inoltre previsto che il tubo o condotto 383 possa avere qualsiasi lunghezza inclusa, ma non limitata a, la lunghezza del passaggio circonferenziale 379.

Il condotto 383 comprende un distanziatore 385 situato tra le coppie affacciate 374 della prima e della seconda estremità affacciate. In altri termini, il distanziatore 385 è situato tra o è usato per mantenere la separazione delle estremità interne 378 della prima e della seconda estremità affacciate 370, 372. Sebbene illustrato come una cresta o una intacca, il distanziatore 385 può avere qualsiasi forma e circoscrivere una porzione del condotto 383. In alternativa, il distanziatore 385 può circoscrivere tutta la circonferenza del tubo 383. Il distanziatore 385 può essere usato per aiutare al posizionare il condotto 383 rispetto alle pale adiacenti 358. Inoltre o in alternativa, il distanziatore 385 può realizzare una barriera per mantenere una distanza minima tra la prima e la seconda estremità affacciate 370, 372.

La figura 7 è una vista in esplosione di pale adiacenti 358 con l'elemento ammortizzatore 381. Un profilo 387 in sezione trasversale del condotto può essere ottenuto dalla dimensione maggiore della sezione trasversale del tubo 383. Un profilo 389 in sezione trasversale del passaggio può essere ottenuto dalla dimensione maggiore della sezione trasversale del segmento di passaggio 359. L'elemento ammortizzatore 381 ammortizza il movimento relativo delle pale 358 le cui estremità interne 378 sono connesse o fissate con il condotto 383. Il movimento relativo può comprendere, ma non è limitato a, il movimento radiale relativo, il movimento tangenziale relativo, o il movimento assiale relativo. L'elemento ammortizzatore può anche essere utilizzato per dirigere, impedire o controllare flusso di aria, ad esempio, tra le pale 358. É previsto che l'elemento ammortizzatore 381 o il tubo 383 possano dissipare energia cinetica dalle estremità interne 378 delle pale 358. È inoltre previsto, in via esemplificativa e non limitativa, che i condotto 383 possa almeno in parte comprendere leghe a base di nichel, cobalto, materiale ceramico o qualsiasi combinazione.

La figura 8 è una vista schematica ingrandita ulteriore di una porzione di un rotore esterno 454 e di un primo gruppo di pale 456. Il rotore esterno 454 e il primo gruppo di pale 456 è simile al rotore esterno 54 e al primo gruppo di pale 56, pertanto, parti simili saranno identificate con riferimenti numerici simili aumentati di 400, mentre è inteso che la descrizione delle parti simili del rotore esterno 54 e del primo gruppo di pale 56 vale per il rotore esterno 454 e i primo gruppo di pale 456, a meno che non sia indicato diversamente.

Un elemento ammortizzatore radiale 431 accoppia le estremità interne 478 delle estremità 478 interne adiacenti circonferenzialmente delle pale 458. L'elemento 431 ammortizzatore può comprendere una staffa 433 che può essere fissata a o realizzata con la pala 458. La staffa 433 può comprendere una flangia 435 che si estende radialmente che si accoppia con un anello 437. L'anello 437 fissa le estremità interne 478 del primo gruppo di pale 456. Una fascia interna può essere definita dalle estremità interne 478 con le flange 435 che si estendono radialmente a cui si monta l'anello 437.

Come illustrato, in via esemplificativa non limitativa, l'anello 437 può circoscrivere una fascia interna 482. In alternativa, l'anello 437 può comprendere una o più regioni che possono espandersi, contrarsi o fornire uno spazio per l'espansione o la contrazione.

Un dispositivo di fissaggio 439 può accoppiare la flangia 435 che si estende radialmente con l staffa 433. Il dispositivo di fissaggio 439 può essere un bullone, un perno, una vite, un chiodo, un fermaglio, un gancio o qualsiasi altro dispositivo di fissaggio noto o una loro combinazione. In alternativa, la flangia 435 estesa radialmente può essere fissata alla pala 458 utilizzando metodi di adesione o di unione noti o materiali noti come ad esempio, ma non limitatamente a, saldatura, fusione, accoppiamento a pressione o formazione unitaria. Facoltativamente, si può montare un piedino 447 di usura a nido d'ape sulla flangia 435 che si estende radialmente o l'anello 437.

La figura 9 è una vista schematica ingrandita di una porzione della pala 458 che illustra ulteriormente la staffa 433 con la flangia 435 che si estende radialmente. Una apertura 441 o passaggio nella staffa 433 o estremità interna 478 può ricevere il dispositivo di fissaggio 439. Il dispositivo di fissaggio 439 può avere una forma 443 in sezione trasversale illustrata in via esemplificativa ma non limitativa come un cerchio. L'apertura 441 può avere una forma 445 in sezione trasversale illustrata in via esemplificativa non limitativa come un ovale. È previsto che la forma in sezione trasversale 443 del dispositivo di fissaggio e la forma in sezione trasversale 445 della apertura possano avere forme in sezione trasversale simili o differenti. È inoltre previsto che l'apertura 441 possa essere sovradimensionata rispetto al dispositivo di fissaggio 439.

La figura 10 è una sezione trasversale della fascia interna 482 presa sul dispositivo di fissaggio 439. Il dispositivo di fissaggio 439 può passare attraverso l'apertura 441 per fissare l'elemento ammortizzatore 431 all'estremità interna 478 della pala 458. In via esemplificativa non limitativa, l'apertura 441 è illustrata come un passaggio della staffa 455 e un passaggio della flangia 451. Il passaggio della flangia 451 passa attraverso la flangia 435 che si estende radialmente e può avere un diametro 453 di passaggio della flangia preso sulla dimensione radiale più grande del passaggio della flangia 451. Il passaggio della staffa 455 passa attraverso la staffa 433 dell'elemento ammortizzatore 431 e ha un diametro 457 del passaggio della staffa preso sulla dimensione più larga radiale del passaggio della staff 455. Il passaggio della flangia 451, il passaggio della staffa 455, o l'apertura 441 possono essere sovradimensionati in confronto ad un diametro 459 del dispositivo di fissaggio preso sulla dimensione radiale più grande del passaggio della flangia 451. Può essere sovradimensionato ad esempio del 2% rispetto al diametro del dispositivo di fissaggio 459. Facoltativamente, il dispositivo di fissaggio 439 può passare attraverso una guida 461 che può estendersi nella staffa 433 o la flangia 435 che si estende radialmente. Un elemento di fissaggio 463 può essere usato per regolare ulteriormente la posizione del dispositivo di fissaggio 439 nel passaggio della flangia 451, nel passaggio della staffa 455 o nella guida 461.

Il piedino 447 di usura a nido d'ape può montarsi sulla flangia 435 che si estende radialmente tramite l'anello 437 dell'elemento ammortizzatore 431. Il piedino 447 di usura a nido d'ape può essere fissato all'anello 437 utilizzando qualsiasi tecnica di fissaggio, stampaggio o adesione nota.

È inteso che qualsiasi combinazione della geometria correlata all'orientamento degli aspetti della descrizione qui prevista è inclusa. I vari aspetti della descrizione qui descritta sono per fini illustrativi e non devono essere intesi come limitativi.

L'elemento ammortizzatore 431 ammortizza il movimento relativo delle pale 458 le cui estremità interne 478 sono connesse o fissate dall'anello 437. Il movimento relativo può comprendere, ma non è limitato a, il movimento radiale, il movimento tangenziale relativo, o il movimento assiale relativo. L'elemento 431 ammortizzatore può anche essere utilizzato per dirigere, impedire o controllare il flusso d'aria, ad esempio, tra le pale 458. É previsto che l'elemento ammortizzatore 431 o l'anello 437 possano dissipare energia cinetica dalle estremità interne 478 delle pale 458.

Mentre il raffreddamento come descritto qui è ottimale per una turbina controrotante, può essere anche implementato in altri tipi di motori a turbina, come ad esempio, ma non limitatamente a, motori a turbina con sezioni a ventola o di sovralimentazione, turbogetti o motori turbo.

I vantaggi associati con aspetti della descrizione comprendono la riduzione delle perdite del flusso di aria tra profili alari adiacenti. In altri termini, l'orientamento e l'applicazione del gruppo di guarnizioni ad incastro descritto e illustrato controlla il flusso del fluido di raffreddamento e aiuta con la riduzione di sfiato ad esempio nella turbina LP. La temperatura relativa nella cavità anulare rispetto al rotore è anch'essa ridotta.

Un altro vantaggio di una o più parti dell'elemento ammortizzatore è la dissipazione di almeno una parte dell'energia cinetica del profilo alare. L'elemento ammortizzatore può servire anche come caratteristica di incastro per fissare le estremità interne dei profili alari. Inoltre, l'elemento ammortizzatore può eliminare almeno il movimento assiale relativo tra profili alari adiacenti.

La descrizione fornita utilizza esempi per descrivere aspetti della descrizione qui forniti, tra cui il miglior modo, e consente inoltre a qualsiasi esperto nel ramo di realizzare aspetti della descrizione tra cui fare e utilizzare qualsiasi dispositivo o sistema ed eseguire qualsiasi procedimento incorporato. L'ambito di protezione brevettabile di aspetti della descrizione è definito dalle rivendicazioni e può comprendere altri esempi che sono evidenti per gli esperti nel ramo. Questi e altri esempi sono intesi come rientranti nell'ambito di protezione delle rivendicazioni se hanno elementi strutturali che sono diversi rispetto al linguaggio letterale delle rivendicazioni, o se comprendono elementi strutturali equivalenti con differenze strutturali dal linguaggio letterale delle rivendicazioni.

Ulteriori aspetti dell'invenzione sono forniti dall'oggetto delle seguenti clausole:

1. Motore a turbina comprendente un rotore/statore interno che ha un asse longitudinale, un rotore esterno che circoscrive almeno una porzione del rotore/statore interno e che ruota attorno all'asse longitudinale, e avente almeno un componente che comprende una pluralità di segmenti di componente che si estendono radialmente e disposti circonferenzialmente, ciascun segmento di componente avendo almeno prime e seconde estremità, e un elemento ammortizzatore che fissa la prima e la seconda una con l'altra.

2. Motore a turbina secondo ogni clausola precedente in cui l'elemento ammortizzatore comprende un primo canale sulla prima estremità circonferenziale della coppia affacciata, e un secondo canale sull'estremità circonferenziale della coppia affacciata, con il primo canale allineato con e che si affaccia con il secondo canale per definire una coppia di canali affacciati, e una guarnizione che risiede sia nel primo che nel secondo canale.

3. Motore a turbina secondo ognuna delle clausole precedenti, in cui la coppia di canali affacciati si estende in una direzione radiale.

4. Motore a turbina secondo ognuna delle clausole precedenti, in cui la lunghezza della guarnizione è inferiore rispetto alla lunghezza della coppia di canali affacciati.

5. Motore a turbina secondo ognuna delle clausole precedenti in cui la guarnizione ha almeno una tra una sezione trasversale a croce rettangolare.

6. Motore a turbina secondo ognuna delle clausole precedenti in cui i segmenti di componenti comprendono segmenti di passaggio che si estendono tra, e si aprono su, le prime e seconde estremità circonferenziali sulle prime e seconde aperture per definire una coppia di aperture affacciate delle prime e seconde aperture.

7. Motore a turbina secondo ognuna delle clausole precedenti in cui i segmenti di passaggio nel complesso formano un passaggio circonferenziale.

8. Motore a turbina secondo ognuna delle clausole precedenti in cui l'elemento ammortizzatore comprende un tubo che si estende attraverso la coppia aperta affacciata delle prime e seconde aperture.

9. Motore a turbina secondo ognuna delle clausole precedenti in cui il condotto si estende solo parzialmente nei segmenti di passaggio della coppia di estremità affacciate.

10. Motore a turbina secondo ognuna delle clausole precedenti in cui il condotto comprende un distanziatore situato tra le coppie affacciate delle prime e seconde estremità circonferenziali.

11. Motore a turbina secondo ognuna delle clausole precedenti in cui il distanziatore circoscrive il condotto.

12. Motore a turbina secondo ognuna delle clausole precedenti in cui il condotto ha un profilo in sezione trasversale più piccolo dei segmenti di passaggio.

13. Motore a turbina secondo ognuna delle clausole precedenti in cui l'elemento ammortizzatore comprende una staffa che accoppia le estremità interne delle estremità interne adiacenti circonferenzialmente.

14. Motore a turbina secondo ognuna delle clausole precedenti comprendente inoltre una apertura su almeno una tra la staffa e le estremità interne, un dispositivo di fissaggio che si estende attraverso l'apertura con l'apertura sovradimensionata rispetto al dispositivo di fissaggio.

15. Motore a turbina secondo ognuna delle clausole precedenti in cui il dispositivo di fissaggio ha una forma in sezione trasversale del dispositivo di fissaggio, l'apertura ha una forma in sezione trasversale della apertura, che è diversa rispetto alla forma in sezione trasversale del dispositivo di fissaggio.

16. Motore a turbina secondo ognuna delle clausole precedenti in cui la forma in sezione trasversale del dispositivo di fissaggio è circolare e la forma in sezione trasversale della apertura è ovale.

17. Motore a turbina secondo ognuna delle clausole precedenti in cui la staffa comprende un anello.

18. Motore a turbina secondo ognuna delle clausole precedenti in cui le estremità interne definiscono una fascia interna, con una flangia che si estende radialmente e l'anello si monta sulla flangia che si estende radialmente.

19. Motore a turbina secondo ognuna delle clausole precedenti comprendente inoltre un piedino di usura a nido d'ape montato sulla flangia che si estende radialmente.

20. Motore a turbina secondo ognuna delle clausole precedenti in cui il componente comprende almeno una protezione e un profilo alare.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Motore a turbina comprendente: un rotore/statore interno avente un asse longitudinale; un rotore esterno che circoscrive almeno una porzione del rotore/statore interno e che ruota attorno all'asse longitudinale, e avente almeno un componente che comprende almeno una pluralità di segmenti del componente che si estendono radialmente e disposti circonferenzialmente, ciascun segmento di componente avendo prime e seconde estremità; e un elemento ammortizzatore che fissa le prime e seconde estremità una all'altra.
2. Motore a turbina secondo la rivendicazione 1, in cui l'elemento ammortizzatore comprende un primo canale sulla prima estremità circonferenziale delle coppie affacciate, e un secondo canale sulla seconda estremità circonferenziale della coppia affacciata, con il primo canale allineato con e affacciato al secondo canale per definire una coppia di canali affacciati, e una guarnizione che risiede sia nel primo che nel secondo canale.
3. Motore a turbina secondo la rivendicazione 2, in cui la coppia di canali affacciati si estende in una direzione radiale.
4. Motore a turbina secondo la rivendicazione 3, in cui la lunghezza della guarnizione è inferiore rispetto alla lunghezza della coppia di canali affacciati.
5. Motore a turbina secondo la rivendicazione 4, in cui la guarnizione ha almeno una tra una sezione trasversale a croce o rettangolare.
6. Motore a turbina secondo la rivendicazione 1, in cui i segmenti di componente comprendono segmenti di passaggio che si estendono tra e si aprono sulla prima e seconda estremità circonferenziale sulla prima e seconda apertura per definire una coppia aperta affacciata della prima e seconda apertura.
7. Motore a turbina secondo la rivendicazione 6, in cui i segmenti di passaggio formano nel complesso un passaggio circonferenziale.
8. Motore a turbina secondo la rivendicazione 6, in cui l'elemento ammortizzatore comprende un tubo che si estende attraverso la coppia aperta affacciata delle prime e seconde aperture.
9. Motore a turbina secondo la rivendicazione 8, in cui il tubo si estende solo parzialmente nei segmenti di passaggio della coppia di estremità affacciate.
10.Motore a turbina secondo la rivendicazione 8, in cui il tubo comprende un distanziatore situato tra le coppie affacciate delle prime e seconde estremità circonferenziali.
11. Motore a turbina secondo la rivendicazione 10, in cui il distanziatore circoscrive il tubo.
12. Motore a turbina secondo la rivendicazione 8, in cui il tubo ha un profilo in sezione trasversale più piccolo dei segmenti di passaggio.
13. Motore a turbina secondo la rivendicazione 1, in cui l'elemento ammortizzatore comprende una staffa che accoppia le estremità interne delle estremità interne adiacenti circonferenzialmente.
14. Motore a turbina secondo la rivendicazione 13, comprendente inoltre una apertura su almeno uno tra la staffa e le estremità interne, un dispositivo di fissaggio che si estende attraverso l'apertura, con l'apertura che è sovradimensionato rispetto al dispositivo di fissaggio.
15. Motore a turbina secondo la rivendicazione 14, in cui il dispositivo di fissaggio ha una forma in sezione trasversale del dispositivo di fissaggio, l'apertura ha una forma in sezione trasversale della apertura, diversa rispetto alla forma in sezione trasversale del dispositivo di fissaggio.
16. Motore a turbina secondo la rivendicazione 15, in cui la forma in sezione trasversale del dispositivo di fissaggio è circolare e la forma in sezione trasversale della apertura è ovale.
17. Motore a turbina secondo la rivendicazione 13, in cui la staffa comprende un anello.
18. Motore a turbina secondo la rivendicazione 17, in cui le estremità interne definiscono una fascia interna, con una flangia che si estende radialmente e l'anello montato sulla flangia che si estende radialmente.
19. Motore a turbina secondo la rivendicazione 18, comprendente inoltre un piedino di usura a nido d'ape montato sulla flangia che si estende radialmente.
20. Motore a turbina secondo la rivendicazione 1, in cui il componente comprende almeno uno tra una protezione e un profilo alare.