IT202200001355A1

IT202200001355A1 - Ugelli di turbina a gas con fori di refrigerazione e turbina

Info

Publication number: IT202200001355A1
Application number: IT102022000001355A
Authority: IT
Inventors: Luca Andrei; Irene Cresci; Simone Cubeda; Fabrizio Paone; Girolamo Tripoli
Original assignee: Nuovo Pignone Tecnologie Srl
Priority date: 2022-01-27
Filing date: 2022-01-27
Publication date: 2023-07-27
Also published as: WO2023143864A1

Description

UGELLI DI TURBINA A GAS CON FORI DI REFRIGERAZIONE E TURBINA

DESCRIZIONE

CAMPO TECNICO

[0001] La presente descrizione riguarda motori a turbina a gas. Specificamente, vengono qui descritti componenti di turbina che richiedono un raffreddamento a film, quali ugelli stazionari di ingresso del gas disposti fra il combustore e la ruota di turbina ad alta pressione.

ARTE ANTERIORE

[0002] Per migliorare l?efficienza termica di motori a turbina a gas, ? desiderabile avere elevate temperature di combustione, poich? l?efficienza termica aumenta all?aumentare della temperatura superiore del ciclo termodinamico.

[0003] Elevate temperature di gas di combustione richiedono refrigerazione dei componenti di turbina che sono pi? vicini alla camera di combustione, cio? al combustore, tipicamente il primo stadio di ugelli, attraverso i quali fluisce gas di combustione ad alta pressione ed alta temperatura dalla camera di combustione verso la prima ruota di turbina della turbina di alta pressione. Comunemente, allo scopo di prevenire o ridurre danni termici e usura dei componenti attraverso i quali fluisce il gas di combustione caldo, viene usato un raffreddamento a film di tali componenti. Il raffreddamento a film viene ottenuto alimentando aria di refrigerazione attraverso fori costruiti nel componente della turbina ed aventi una uscita dei fori sulla superficie da raffreddare del componente di turbina. Questi fori sono comunemente indicati come ?fori di refrigerazione a film? o ?fori a film?.

[0004] Fori di refrigerazione a film sono usualmente costruiti nei profili alari degli ugelli stazionari disposti fra la camera di combustione e la ruota di turbina di alta pressione. In alcune turbine, i fori di refrigerazione a film sono anche previsti in piattaforme interne ed esterne disposte concentricamente, fra le quali sono disposti i profili alari per formare passaggi di flusso di gas.

[0005] Varie forme di fori di refrigerazione a film sono state sviluppate nel tempo per migliorare l?efficienza di refrigerazione. Fra questi, possono essere usati cosiddetti ?fori sagomati?. Un foro di refrigerazione sagomato ? un foro la cui uscita non ? n? circolare n? ellittica, bens? ha una forma divergente per aiutare la diffusione del flusso di refrigerazione. Fori di refrigerazione a film a diffusione sono noti in varie configurazioni per migliorare l?efficienza di refrigerazione fornendo una maggiore copertura superficiale dei componenti da refrigerare. Un foro di refrigerazione a film sagomato consiste di una prima porzione di canale cilindrica, che poi pu? avere una sezione trasversale che aumenta in una direzione da monte a valle in prossimit? dell?estremit? di uscita.

[0006] L?efficienza di refrigerazione pu? essere influenzata dalla posizione e dall?orientamento del foro di refrigerazione a film rispetto ai profili alari.

[0007] Vi ? l?esigenza di migliorare la progettazione dei fori di refrigerazione allo scopo di migliorare l?efficienza di refrigerazione, cosicch? possano essere raggiunte temperature pi? alte del ciclo termodinamico e/o possono essere ridotti danni termici ai componenti della turbina.

SOMMARIO

[0008] Viene qui descritto un componente di turbina, e pi? specificamente un segmento di ugelli (settore di ugelli) per una turbina a gas, comprendente due o pi? profili alari, che definiscono uno o pi? ugelli. Uno o una pluralit? di settori di ugelli sono disposti circonferenzialmente attorno all?asse della turbina, per formare una prima serie di ugelli stazionari di alta pressione, i quali guidano un flusso di gas di combustione caldo e pressurizzato nella prima ruota di turbina.

[0009] In forme di realizzazione qui descritte, il segmento di ugelli comprende una piattaforma interna e una piattaforma esterna. I profili alari sono disposti fra la piattaforma interna e la piattaforma esterna. Ciascun profilo alare comprende un bordo di attacco, un bordo di uscita, un lato di pressione e un lato di aspirazione. Ciascuna coppia di profili alari disposti in sequenza forma un ugello, cio? un passaggio di flusso di gas caldo.

[0010] Pi? specificamente ciascun passaggio di flusso di gas caldo ? formato fra la piattaforma interna, la piattaforma esterna, il lato di aspirazione di un profilo alare e il lato di pressione di un altro profilo alare adiacente.

[0011] Il segmento di ugelli comprende, inoltre, fori di refrigerazione a film, comprendenti almeno un foro di refrigerazione a film interno in ciascun passaggio di flusso, disposto su una superficie della piattaforma interna oppure su una superficie della piattaforma esterna, oppure su entrambe le superfici, rivolte verso il rispettivo passaggio di flusso di gas caldo.

[0012] Per migliorare l?efficienza di refrigerazione, i fori di refrigerazione a film sono sagomati e disposti in modo tale che il rapporto tra la distanza in direzione tangenziale del foro di refrigerazione a film rispetto al lato di pressione del rispettivo profilo alare e una larghezza del passaggio di flusso del gas caldo in direzione tangenziale in corrispondenza del foro di refrigerazione a film ? compreso fra 0 e 0,5. Inoltre, l?angolo complementare all?angolo stagger di ciascun profilo alare ? pari o inferiore a 85?C. Inoltre, il rapporto fra una larghezza di ugello e la corda assiale di ciascun passaggio di flusso ? compreso fra 0 e 0,5.

[0013] Fori di refrigerazione che soddisfano le condizioni geometriche sopra delineate sono risultati particolarmente vantaggiosi nel migliorare l?efficienza di refrigerazione dei profili alari. Infatti, a causa del gradiente di pressione fra il lato di pressione e il lato di aspirazione di profili alari adiacenti, il refrigerante che fluisce dai fori di refrigerazione nella superficie della piattaforma tende ad allontanarsi dal lato di pressione ed a migrare verso il lato di aspirazione del profilo alare opposto. Questo d? luogo ad una scarsa protezione termica del lato di pressione del profilo alare.

[0014] Oltre a fori di refrigerazione a film che soddisfano le sopra menzione condizioni geometriche, possono essere previsti fori di refrigerazione a film in uno o pi? passaggi di flusso, i quali non soddisfano le sopra menzionate condizioni, cio? i quali possono essere pi? vicini ad una linea centrale del passaggio del flusso, o anche essere posti pi? a sinistra sulla superficie della piattaforma interna e/o esterna in una vista rivolta in avanti del segmento di ugelli.

[0015] Ulteriori caratteristiche e forme di realizzazione sono descritte pi? avanti, facendo riferimento ai disegni allegati, e sono definite nelle allegate rivendicazioni.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

[0016] Verr? ora fatto brevemente riferimento ai disegni allegati, nei quali:

la Fig.1 ? uno schema di un motore a turbina a gas di derivazione aereonautica, in cui vengono impiegati componenti di turbina secondo la presente descrizione;

le Figg.2, 3, 4 e 5 mostrano viste assonometriche di un segmento di ugelli secondo la presente descrizione; e

la Fig.6 ? una vista schematica in sezione del passaggio di flusso di gas caldo formato nel segmento di ugelli delle Figg. 2, 3, 4 e 5.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

[0017] La Fig.1 illustra uno schema di un motore a turbina a gas esemplificativo 1, in cui segmenti di ugelli secondo la presente descrizione possono formare ugelli stazionari fra il combustore e la ruota di turbina di alta pressione.

[0018] Il motore a turbina a gas 1 della Fig.1 ? un motore a turbina a gas di derivazione aereonautica, che comprende una sezione di compressore 2, un combustore 3 e una sezione di turbina 4. Il motore a turbina a gas 1 ? mostrato come un esempio di un motore a turbina a gas, nel quale possono essere usati componenti di turbina secondo la presente descrizione. Gli esperti nel settore delle turbomacchine comprenderanno, tuttavia, che caratteristiche vantaggiose dei settori di ugelli secondo la presente descrizione possono essere usati in motori a turbina a gas di differente struttura e natura, ad esempio comprendenti un differente numero di ruote di turbina, di compressori e di alberi.

[0019] Nella forma di realizzazione esemplificativa della Fig.1, la sezione di compressore 2 comprende un compressore di bassa pressione 2A e un compressore di alta pressione 2B. Nella forma esemplificativa della Fig.1 la sezione di turbina 4 comprende una turbina ad alta pressione 4A, una turbina di bassa pressione 4B e una turbina di potenza 4C. La turbina di alta pressione 4A ? meccanicamente accoppiata attraverso un primo albero 5 al compressore di alta pressione 2B, cosicch? potenza generata dalla turbina ad alta pressione 4A aziona il compressore di alta pressione 2B. La turbina di bassa pressione 4B ? meccanicamente accoppiata attraverso un secondo albero 6 al compressore di bassa pressione 2A, cosicch? la potenza generata dalla turbina di bassa pressione 4B aziona il compressore di bassa pressione 2A. Un terzo albero 7 accoppia meccanicamente la turbina di potenza 4C al carico, che pu? comprendere un compressore a gas o un treno di compressori, un generatore elettrico, oppure qualunque altro tipo di macchinario condotto.

[0020] Aria compressa alimentata dalla sezione di compressore 2 al combustore 3 viene miscelata con combustibile, e la miscela aria-combustibile ? bruciata per generare un flusso di gas di combustione caldo e compresso, il quale si espande sequenzialmente nella turbina di alta pressione 4A, nella turbina di bassa pressione 4B e nella turbina di potenza 4C, per generare potenza che aziona la sezione di compressore 2 e il carico 8.

[0021] Il flusso di gas di combustione caldo e pressurizzato dal combustore 3 viene alimentato alla turbina di alta pressione 4A attraverso una serie di profili alari stazionari disposti anularmente, i quali, insieme ad una piattaforma interna e una piattaforma esterna, formano ugelli, schematicamente mostrati in 4D, che guidano il gas di combustione verso la ruota di turbina.

[0022] La disposizione anulare degli ugelli pu? essere formata da una sequenza di settori di ugelli disposti anularmente attorno all?asse A-A del motore a turbina gas 1. Ciascun segmento di ugelli pu? comprendere una piattaforma interna e una piattaforma esterna e una pluralit? di profili alari disposti fra di esse, ad esempio un primo profilo alare e un secondo profilo alare. Il riferimento a un ?primo? e un ?secondo? profilo alare ? convenzionale, ha il solo scopo di distinguere un profilo alare dall?altro e non deve essere interpretato in senso limitativo della descrizione.

[0023] Le Figg.2, 3, 4, 5 e 6 mostrano in dettaglio uno dei settori di ugelli indicato con 11, il quale, quando assemblato, forma una disposizione anulare di ugelli di gas 4D. Mentre nella forma di realizzazione qui illustrata ciascun segmento di ugelli comprende due profili alari, in altre forme di realizzazione, pi? di due profili alari possono essere compresi in ciascun segmento di ugelli. Pi? specificamente, le Figg.2 e 3 mostrano viste assonometriche dal lato di ingresso e dal lato di uscita, rispettivamente, del segmento di ugelli, con la piattaforma interna nella parte inferiore delle figure. Le Figg.4 e 5 mostrano viste assonometriche dal lato di ingresso e dal lato di uscita, rispettivamente dello stesso segmento di ugelli con la piattaforma esterna sul lato inferiore delle figure.

[0024] Pi? specificamente, il segmento di ugelli 11 comprende una piattaforma interna 23 e una piattaforma esterna o porzione di piattaforma esterna 25. Quando una pluralit? di settori di ugelli 11 ? assemblata insieme in una disposizione anulare che circonda l?asse A-A della turbina, le piattaforme interne o porzioni di piattaforme interne 23 del segmento di ugelli 11 formano una piattaforma interna anulare completa degli ugelli di ingresso di gas della turbina di alta pressione. Analogamente, le piattaforme esterne o porzioni di piattaforma esterna 25 dei settori di ugelli 11 formano una piattaforma anulare esterna completa degli ugelli di ingresso di gas della turbina di alta pressione.

[0025] Qui di seguito gli elementi 23 e 25 saranno indicati brevemente come piattaforma interna e piattaforma esterna rispettivamente, bench? essi possano rappresentare soltanto una porzione della piattaforma interna e della piattaforma esterna completa.

[0026] Un primo profilo alare 27 e un secondo profilo alare 29 sono posizionati fra la piattaforma interna 23 e la piattaforma esterna 25 e si estendono dalla superficie 23A della piattaforma interna 23 rivolta verso la piattaforma esterna 25, alla superficie 25A della piattaforma esterna 25 rivolta verso la piattaforma interna 23. Come mostrato in Fig.6, il primo profilo alare 27 ha un lato di aspirazione 27S e un lato di pressione 27P. Specificamente, il lato di aspirazione 27S ha una forma convessa, mentre il lato di pressione 27P ha una forma concava. Il lato di aspirazione 27S e il lato di pressione 27P si uniscono formando un bordo di attacco 27L e un bordo di uscita 27T del primo profilo alare 27. Analogamente, il secondo profilo alare 29 ha un lato di aspirazione convesso 29S e un lato di pressione concavo 29P. Il lato di aspirazione 29S e il lato di pressione 29P si uniscono in corrispondenza del bordo di attacco 29L e del bordo di uscita 29T del secondo profilo alare 29.

[0027] Un passaggio di flusso di gas caldo 31 si estende fra il lato di aspirazione 27S del primo profilo alare 27, il lato di pressione 29P del secondo profilo alare 29, e le superfici 23A, 25A rivolte l?una verso l?altra della piattaforma interna 23 e della piattaforma esterna 25.

[0028] Il primo profilo alare 23 e il secondo profilo alare 29 sono preferibilmente uguali l?uno all?altro, come mostrato nei disegni.

[0029] Aria di refrigerazione che fluisce attraverso idonee canalizzazioni nell?interno del primo profilo alare 27 e del secondo profilo alare 29 pu? essere alimentata verso fori di refrigerazione a film convenzionali sulle superfici dei profili alari, non mostrati.

[0030] Oltre ai fori di refrigerazione convenzionali sui profili alari 27, 29, il segmento di ugelli 11 comprende fori di refrigerazione a film convenzionali 25 sulle piattaforme interna ed esterna 23, 25, disposti in vicinanza dell?ingresso e dell?uscita del passaggio 21 di flusso di gas caldo.

[0031] Secondo la presente descrizione, almeno un?ulteriore serie di fori di refrigerazione a film, comprendente almeno un foro refrigerazione a film di piattaforma 37, ? prevista sull?una o sull?altra o su entrambe le piattaforme 23 interna e 25 esterna, in posizioni vicine al lato di pressione 29P del secondo profilo alare 29, cio? vicino alla superficie concava del secondo profilo alare 29, che ? rivolta verso l?interno del passaggio di flusso di gas caldo 31. Nella forma di realizzazione mostrata, sono previsti tre fori di refrigerazione a film di piattaforma addizionali 37, in tre posizioni lungo la direzione del passaggio di flusso di gas caldo 31. In altre forme di realizzazione, l?almeno un foro di refrigerazione a film di piattaforma pu? essere previsto sulla sola piattaforma interna 23, oppure sulla sola piattaforma esterna 25.

[0032] I fori di refrigerazione a film di piattaforma 37 sono meglio mostrati in Fig.6, che mostra una vista in sezione parziale del segmento di ugelli 11 lungo una superficie che si estende fra la piattaforma interna 23 e la piattaforma esterna 25 e parallela ad esse. Poich? le caratteristiche del segmento di ugelli 11, che saranno indicate qui di seguito e che si riferiscono ai fori di refrigerazione a film 37 di piattaforma, possono essere duplicati su entrambe le piattaforme interna 23 ed esterna 25, la Fig.6 pu? mostrare sia l?una sia l?altra delle superfici di piattaforma 23A interna, e 23B esterna. Per brevit? e convenienza, qui di seguito la Fig.6 sar? considerata come rappresentativa della superficie 23A della piattaforma interna 23. Si deve, tuttavia, comprendere che i parametri che saranno definiti di seguito e la posizione dei fori di refrigerazione a film di piattaforma descritte qui avanti possono riferirsi analogamente alla piattaforma esterna 25. In altre parole, la piattaforma esterna 25 pu? essere provvista di una disposizione di fori di refrigerazione a film di piattaforma 37 simili alla disposizione di fori di refrigerazione a film di piattaforma 37 prevista sulla piattaforma interna 23. Si deve comprendere, tuttavia, che la posizione dei fori di refrigerazione a film di piattaforma 37 sulla piattaforma interna 23 pu? essere differente rispetto alla posizione di fori di refrigerazione a film di piattaforma 37 sulla piattaforma esterna 25, purch? i vincoli geometrici di seguito descritti siano rispettati.

[0033] In alcune forme di realizzazione, ciascun foro di refrigerazione a film di piattaforma 37 pu? essere un foro sagomato, come mostrato in Fig.6. Ciascun foro di refrigerazione a film di piattaforma 37, nel senso qui inteso, ? l?estremit? di uscita di un condotto di refrigerazione a film che si estende attraverso lo spessore della rispettiva piattaforma interna 23 o piattaforma esterna 25. La Fig.7 rappresenta schematicamente una vista in sezione trasversale di una delle piattaforme interna ed esterna 23, 25 eseguita lungo l?asse di un condotto di refrigerazione a film 38, che termina con il foro di refrigerazione a film di piattaforma 37.

[0034] La posizione di ciascun foro di refrigerazione a film di piattaforma 37 ? selezionata per massimizzare l?efficienza di refrigerazione. Prima di definire la posizione di ciascun foro di refrigerazione a film di piattaforma 37, verranno definiti alcuni parametri del segmento di ugelli 11 e dei fori di refrigerazione a film di piattaforma 37 facendo riferimento specificamente alla Fig.6, dove la linea a tratto-e-punto A-A indica la direzione assiale, cio? la direzione parallela all?asse A-A del motore a turbina a gas 1 (vedasi anche Fig.1). Per chiarezza di disegno, i parametri geometrici, che saranno descritti di seguito e che definiscono la posizione dei fori di refrigerazione a film di piattaforma 37, sono indicati in Fig.6 soltanto per il foro di refrigerazione a film di piattaforma 37 intermedio.

[0035] Venendo ora alle definizioni dei parametri geometrici, che saranno usati qui di seguito per definire la forma e la posizione dei fori di refrigerazione a film di piattaforma 37, la ?direzione assiale? rappresentata dalla linea a tratto-e-punto A-A ? la direzione parallela all?asse A-A del motore a turbina a gas 1 quando il segmento di ugelli 11 ? montato sul motore a turbina a gas 1. La direzione tangenziale rappresentata graficamente dalla linea a tratto-e-punto T-T ? una direzione ortogonale alla direzione assiale A-A. Cax ? la distanza fra il bordo di uscita 27T, 29T e il bordo di ingresso 27L, 29L di ciascun profilo alare 27, 29 nella direzione assiale A-A ed ? indicata con ?corda assiale?.

[0036] Cax,hole ? la distanza, nella direzione assiale A-A, del foro di refrigerazione di piattaforma 37 dal bordo di attacco 27L e 29L del primo profilo alare 27 e del secondo profilo alare 29.

[0037] Il riferimento St indica la larghezza di ugello, cio? del passaggio di flusso di gas caldo 31 in corrispondenza del bordo di uscita 29T del secondo profilo alare 29. Cio?, la larghezza di ugello ? la distanza fra il bordo di attacco 29T del secondo profilo alare 27 dal lato di aspirazione 27S del primo profilo alare 27.

[0038] ?y ? la distanza in direzione tangenziale fra il lato di aspirazione 27S del primo profilo alare 27 e il lato di pressione 29P del secondo profilo alare 29 lungo una linea (ortogonale alla direzione assiale A-A, cio? in direzione tangenziale) passante attraverso il centro del foro di refrigerazione a film di piattaforma 37.

[0039] ?yhole ? la distanza, lungo la direzione tangenziale, tra il centro del foro di refrigerazione a film di piattaforma 37 e il lato di pressione 29P del secondo profilo alare 29.

[0040] L?angolo indicato con ?, cio? l?angolo fra la corda CH del profilo alare 27, 29 e la direzione tangenziale T-T, sar? indicato in seguito come angolo complementare all?angolo di stagger.

[0041] La linea Ahole ? la proiezione sulla superficie della rispettiva piattaforma interna 23 o piattaforma esterna 25 dell?asse A (Fig.7) del condotto di refrigerazione 38 che termina nel foro di refrigerazione a film di piattaforma 37. L?angolo ?, anche noto come angolo di compound e qui riferito con tale termine, ? l?angolo fra la linea Ahole e la direzione tangenziale T-T.

[0042] Secondo un aspetto della presente descrizione, la forma e la posizione del primo profilo alare 27 e del secondo profilo alare 29 sono tali che l?angolo ? (cio? l?inclinazione della corda dei profili alari 27, 29 rispetto alla direzione tangenziale T-T) ? compreso fra 0? e 85?. In forme di realizzazione preferite, tale inclinazione ? compresa fra 0? e 80? e pi? preferibilmente fra 0? e 75?.

[0043] Inoltre, il rapporto fra la larghezza St dell?ugello e la corda assiale Cax ? compreso fra 0 e 0,5, cio?

[0044] In forme di realizzazione preferite, il suddetto rapporto ? pari o inferiore a 0,45 e pi? preferibilmente pari o inferiore a 0,4.

[0045] Nel segmento di ugelli 11 caratterizzato dalle caratteristiche geometriche dei profili 27, 29 sopra descritte, il foro di refrigerazione a film di piattaforma 37, o pi? precisamente ciascun foro di refrigerazione a film di piattaforma 37, ? posizionato adiacentemente al lato di pressione 29P del secondo profilo alare 29, cio? ad una distanza ?yhole da essa nella direzione tangenziale T-T, tale che il rapporto fra la distanza ?yhole e la distanza ?y, tra il lato di pressione 29P del secondo profilo alare 29 e il lato di aspirazione 27S del primo profilo alare 27 nella direzione tangenziale nella posizione del foro di refrigerazione a film di piattaforma 37, ? compreso fra 0 e 0,5, preferibilmente fra 0 e 0,45 e pi? preferibilmente fra 0 e 0,4, cio?

dove d ? 0,5, preferibilmente 0,45, pi? preferibilmente 0,4.

[0046] In forme di realizzazione preferite, il foro di refrigerazione a film di piattaforma 37, o ciascuno di detti fori di refrigerazione a film di piattaforma 37 ? preferibilmente posizionato profondamente all?interno del passaggio di flusso di gas caldo 31, cio? ad una distanza relativamente ampia rispetto ai bordi di attacco 27L, 29L e ai bordi uscita 27T, 29T. Pi? specificamente, il rapporto fra la distanza Cax,hole del foro di refrigerazione a film di piattaforma 37 e la corda assiale Cax ? preferibilmente compreso fra 0,15 e 0,95, cio?

pi? preferibilmente

e ancora pi? preferibilmente

[0047] L?inclinazione ? (vedasi Fig.7) dell?asse A del condotto 38 che emerge sulla superficie 23A o 25A in corrispondenza del foro di refrigerazione a film di piattaforma 37 ? preferibilmente compresa fra 0? e 60?, preferibilmente fra 0? e 55?, pi? preferibilmente fra 0? e 50?. L?angolo di compound ? del foro ? preferibilmente tale che la differenza tra l?angolo di compound del foro e l?angolo ? complementare all?angolo di stagger ? minore di -15?, o maggiore di 25?, pi? preferibilmente inferiore a -7,5? o maggiore di 27,5? e ancora pi? preferibilmente inferiore a -5? e superiore a 30?.

[0048] I rapporti geometrici sopra delineati danno luogo ad una refrigerazione a film particolarmente efficiente del segmento di ugelli 11, poich? il film di refrigerazione ad aria raggiunge regioni del passaggio di flusso 31 distanti dai bordi di attacco e di uscita e vicine al lato di pressione del secondo profilo alare 29.

[0049] Le condizioni geometriche sopra descritte possono vantaggiosamente essere soddisfatte se il segmento di ugelli 11 ? realizzato per manifattura additiva, poich? questa tecnica di costruzione non soffre di vincoli e limitazioni delle tecnologie attualmente utilizzate, quali in particolare la lavorazione per elettroerosione.

[0050] Forme di realizzazione esemplificative sono state descritte sopra e illustrate nei disegni allegati. Gli esperti del ramo comprenderanno che possono essere apportate numerose modifiche, omissione e aggiunte rispetto a quanto specificamente qui descritto, senza uscire dall?ambito dell?invenzione come definita nelle rivendicazioni che seguono.

Claims

UGELLI DI TURBINA A GAS CON FORI DI REFRIGERAZIONE E TURBINA Rivendicazioni

1. Un segmento di ugelli per una turbina a gas, il segmento di ugelli comprendendo:

una piattaforma interna (23) e una piattaforma esterna (25);

una pluralit? di profili alari (27, 29) disposti fra la piattaforma interna (23) e la piattaforma esterna (25); in cui ciascun profilo alare (27, 29) comprende un bordo di attacco (27L, 29L), un bordo di uscita (27T, 29T), un lato di pressione (27P, 29P) e un lato di aspirazione (27S, 29S); in cui tra la piattaforma interna (23), la piattaforma esterna (25) e ciascuna coppia di profili alari disposti in sequenza (27, 29) di detta pluralit? di profili alari (27, 29) ? formato un passaggio di flusso di gas caldo (31);

una serie di fori di refrigerazione a film di piattaforma (37), comprendenti almeno un foro di refrigerazione a film di piattaforma su una superficie della piattaforma interna o su una superficie della piattaforma esterna rivolta verso il passaggio di flusso di gas caldo (31);

in cui:

il rapporto fra una distanza (?yhole) in direzione tangenziale del foro di refrigerazione a film di piattaforma (37) dal lato di pressione (29P) del rispettivo profilo alare (29) e una larghezza (?y) del passaggio di flusso di gas caldo (31) in direzione tangenziale in corrispondenza del foro di refrigerazione a film di piattaforma (37) ? compreso 0 e 0,5;

un angolo (?) complementare dell?angolo di stagger di ciascun profilo alare ? pari o inferiore a 85?; e

un rapporto fra una larghezza di ugello (St) e una corda assiale (Cax) di ciascun passaggio di flusso di gas caldo (31) ? compreso tra 0 e 0,5.

2. Il segmento di ugelli della rivendicazione 1, in cui un rapporto fra una distanza assiale (Cax,hole) del foro di refrigerazione a film di piattaforma (37) dal bordo di attacco (27L, 29L) e la corda assiale (Cax) ? compreso fra 0,15 e 0,95, preferibilmente fra 0,2 e 0,925, pi? preferibilmente fra 0,25 e 0,9.

3. Il segmento di ugelli della rivendicazione 1 o 2, in cui il foro di refrigerazione a film di piattaforma (37) ha un asse (A) che forma un angolo (?) pari o inferiore a 60?, preferibilmente pari o inferiore a 55?, pi? preferibilmente pari o inferiore a 50? con la superficie della rispettiva piattaforma (23, 25) rivolta verso il passaggio di flusso di gas caldo (31).

4. Il segmento di ugelli di una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui una differenza fra un angolo di compound (?) del foro di refrigerazione a film di piattaforma (37) e l?angolo complementare (?) dell?angolo di stagger dei profili alari ? pari o inferiore a -15? oppure pari o superiore a 25?, preferibilmente pari o inferiore a -7,5? oppure pari o superiore a 27,5?, pi? preferibilmente pari o inferiore a -5? oppure pari o superiore a 30?.

5. Il segmento di ugelli di una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui il rapporto fra la distanza (?yhole) in una direzione tangenziale del foro di refrigerazione a film di piattaforma (37) dal lato di pressione del rispettivo profilo alare (29) e una larghezza (?y) del passaggio di flusso di gas caldo (31) in direzione tangenziale in corrispondenza del foro di refrigerazione a film di piattaforma (37) ? compreso fra 0 e 0,45, preferibilmente fra 0 e 0,40.

6. Il segmento di ugelli di una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui l?angolo complementare (?) dell?angolo di stagger ? pari o inferiore a 80?, preferibilmente pari o inferiore a 75?.

7. Il segmento di ugelli di una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui il rapporto fra la larghezza dell?ugello (St) e la corda assiale (Cax) ? compreso fra 0 e 0,45, e preferibilmente fra 0 e 0,40.

8. Il segmento di ugelli di una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui la serie di fori di refrigerazione a film di piattaforma (37) comprende almeno un foro di refrigerazione a film di piattaforma sulla piattaforma interna (23) e almeno un foro di refrigerazione a film di piattaforma sulla piattaforma esterna (25).

9. Il segmento di ugelli di una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui la serie di fori di refrigerazione a film di piattaforma (37) comprende una pluralit? di fori di refrigerazione a film di piattaforma sulla piattaforma interna (23) sequenzialmente disposti lungo ciascun passaggio di flusso di gas caldo (31).

10. Il segmento di ugelli di una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui la serie di fori di refrigerazione a film di piattaforma (37) comprenda una pluralit? di fori di refrigerazione a film di piattaforma sulla piattaforma esterna (25) sequenzialmente disposti lungo ciascun passaggio di flusso di gas caldo (31).

11. Il segmento di ugelli di una o pi? delle rivendicazioni precedenti, prodotto per manifattura additiva.

12. Il segmento di ugelli di una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui i fori di refrigerazione a film di piattaforma (37) sono fori di refrigerazione sagomati aventi una forma non circolare e non ellittica divergente.

13. Un motore a turbina a gas comprendente almeno un segmento di ugelli secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti.