TITLE / TITOLO
HIGH DAMPING LABYRINTH SEAL WITH HELICOIDAL AND HELICOIDAL-CYLINDRICAL MIXED PATTERN / TENUTE A LABIRINTO AD ALTO SMORZAMENTO CON SAGOMA ELICOIDALE E MISTA ELICOIDALE-CILINDRICA
*;;ARTE NOTA CAMPO TECNICO ;Generalmente forme di realizzazione dell'oggetto divulgato dal presente documento si riferiscono a turbomacchine e, più specificatamente, a dispositivi e metodi per il miglioramento della rotodinamica nelle turbomacchine. ;TRATTAZIONE DELL'ARTE NOTA ;Le tenute a labirinto si utilizzano comunemente per ridurre il più possibile le perdite da zone ad alta pressione verso zone a bassa pressione in turbomacchine quali pompe, compressori centrifughi e turbine. Le tenute a labirinto presentano un certo numero di scanalature o denti, che formano un percorso tortuoso ("labirinto") tra la parte fissa ("statore") e la parte rotante ("rotore") della turbomacchina. Le guarnizioni a labirinto possono essere statoriche, se i denti sono costituiti sullo statore, o rotoriche, se i denti sono costituiti sul rotore. Le scanalature o i denti della guarnizione a labirinto e la superficie opposta bloccano il flusso di fluidi dalla zona ad alta pressione verso la zona a bassa pressione attraverso la guarnizione a labirinto. Tuttavia è necessario mantenere uno spazio o una luce tra le scanalature a labirinto o tra i denti e una superficie opposta, in modo da consentire la rotazione del rotore. Pertanto, sebbene le guarnizioni a labirinto blocchino il flusso di fluido, la luce consente al fluido ad alta pressione di defluire attraverso la luce stessa dalla regione ad alta pressione verso la regione a bassa pressione, a causa del differenziale di pressione attraverso la guarnizione a labirinto. Le guarnizioni a labirinto sono progettate per contenere questa perdita. ;Il flusso di perdita attraverso la guarnizione a labirinto può essere limitato riducendo la luce. A tale scopo sono state sviluppate guarnizioni a labirinto abrasive. Le guarnizioni a labirinto abrasive sono guarnizioni a labirinto rotoriche, nelle quali una parte statorica, che si oppone ai denti rotorici, è costituita da materiale abrasivo. Le luci delle guarnizioni a labirinto abrasive possono essere realizzate in dimensioni molto contenute poiché, quando i denti rotorici toccano lo statore abrasivo, come avviene, per esempio, a causa della vibrazione rotorica durante condizioni transitorie, i denti incidono il materiale abrasivo dello statore, andando a incrementare in tal modo la luce. ;Anche se luci di dimensioni esigue, presenti nelle guarnizioni a labirinto statoriche e rotoriche, sono in grado di ridurre la perdita, condizionano altresì negativamente la stabilità del rotore a causa di una turbolenza in ingresso, in corrispondenza della guarnizione a labirinto, e di un flusso circonferenziale creato all'interno della guarnizione a labirinto dalla forza centrifuga prodotta dalla rotazione. Con l'intento di migliorare la stabilità del rotore, le guarnizioni a labirinto nelle turbomacchine sono state modificate mediante rompi-vortice o dotate di fori passanti. I labirinti statorici dell'occhio della girante, per esempio, generalmente vengono modificati in modo da includere rompi-vortice e i tamburi di bilanciamento generalmente sono dotati di fori passanti. Tuttavia l'implementazione di questi dispositivi può risultare complessa, oltre a introdurre costi aggiuntivi alle fasi di produzione e progettazione delle turbomacchine. Inoltre attualmente non esistono dispositivi in grado di stabilizzare le guarnizioni a labirinto rotoriche sugli occhi delle giranti. Ne consegue che sarebbe auspicabile fornire sistemi e metodi per il miglioramento della rotodinamica nelle turbomacchine in modo semplice ed economicamente vantaggioso. ;RIEPILOGO ;Il presente Riepilogo presenta una selezione di concetti in forma semplificata, concetti che saranno ulteriormente descritti a seguire, nella Descrizione dettagliata. Il presente Riepilogo non intende identificare caratteristiche fondamentali o caratteristiche essenziali dell'oggetto divulgato, né si prefigge di limitare il campo di applicazione dell'oggetto divulgato. ;Secondo una forma di realizzazione esemplificativa è dato un dispositivo atto a sigillare una zona di alta pressione di una turbomacchina da una zona a bassa pressione della medesima, laddove detta turbomacchina è dotata di una o più parti statoriche e una o più parti rotoriche. Il dispositivo comprende una guarnizione a labirinto, che presenta una prima pluralità di scanalature e una seconda pluralità di scanalature. La prima pluralità di scanalature presenta una sagoma elicoidale, mentre la seconda pluralità di scanalature presenta una sagoma cilindrica. La guarnizione a labirinto è ubicata tra almeno una di una o più parti rotoriche della turbomacchina e almeno una di una o più parti statoriche della turbomacchina, tra la zona ad alta pressione e la zona a bassa pressione della turbomacchina stessa. Secondo un'altra forma di realizzazione esemplificativa, la guarnizione a labirinto descritta nel paragrafo precedente comprende una prima porzione rotorica, sulla quale è costituita la prima pluralità di scanalature con sagoma elicoidale, e una seconda porzione rotorica adiacente alla prima e sulla quale è costituita la seconda pluralità di scanalature con sagoma cilindrica. La prima porzione rotorica è ubicata su almeno una di una o più parti rotoriche della turbomacchina, nella zona ad alta pressione della turbomacchina stessa. La seconda porzione rotorica è ubicata su almeno una di una o più parti rotoriche della turbomacchina, nella zona a bassa pressione della turbomacchina stessa. La prima porzione rotorica e la seconda porzione rotorica sono ubicate in posizione opposta ad almeno una di una o più parti statoriche della turbomacchina, con cui stabiliscono una relazione di tenuta. La prima porzione rotorica può ruotare nella stessa direzione in cui ruota la seconda porzione rotorica oppure in direzione opposta alla direzione di rotazione della seconda porzione rotorica. Una porzione statorica rivestita di materiale abrasivo può essere ubicata su almeno una di una o più parti della turbomacchina, in posizione opposta alla prima e alla seconda porzione rotante della guarnizione a labirinto, con cui quali stabilisce una relazione di tenuta. ;Secondo un'ulteriore forma di realizzazione esemplificativa, la guarnizione a labirinto, descritta nel primo paragrafo della precedente sezione intitolata "Riepilogo", comprende una porzione statorica ubicata su almeno una di una o più parti statoriche della turbomacchina, tra la zona ad alta pressione e la zona a bassa pressione delia turbomacchina. La prima pluralità di scanalature è costituita sulla porzione statorica nella zona ad alta pressione della turbomacchina, la seconda pluralità di scanalature è adiacente alla prima pluralità di scanalature, sulla porzione statorica nella zona a bassa pressione della turbomacchina, mentre la porzione statorica è opposta ad almeno una di una o più parti rotoriche della turbomacchina, con cui stabilisce una relazione di tenuta. Una porzione rotorica può essere ubicata su almeno una di una o più parti rotoriche della turbomacchina, in posizione opposta alla porzione statorica della guarnizione a labirinto. ;Secondo un'ulteriore forma di realizzazione esemplificativa, è dato un dispositivo atto a sigillare una zona ad alta pressione in una turbomacchina da una zona a bassa pressione nella medesima turbomacchina secondo uno qualsiasi dei tre paragrafi precedenti, in cui la guarnizione a labirinto non prevede la presenza di rompi-vortice nella pluralità di scanalature. ;Secondo un'ulteriore forma di realizzazione esemplificativa, è dato un dispositivo atto a isolare una zona ad alta pressione in una turbomacchina da una zona a bassa pressione nella medesima, laddove detta turbomacchina è dotata di una o più parti statoriche e una o più parti rotoriche. Il dispositivo comprende una guarnizione a labirinto dotata di una pluralità di scanalature con sagoma elicoidale, laddove la guarnizione a labirinto non prevede la presenza di rompi-vortice nella pluralità di scanalature. La guarnizione a labirinto è ubicata tra almeno una di una o più parti rotoriche della turbomacchina e almeno una di una o più parti statoriche della turbomacchina, tra la zona ad alta pressione e la zona a bassa pressione della turbomacchina stessa. ;Secondo un'ulteriore forma di realizzazione esemplificativa, è dato un metodo atto a sigillare una zona ad alta pressione in una turbomacchina da una zona a bassa pressione nella medesima, laddove detta turbomacchina è dotata di una o più parti statoriche e una o più parti rotoriche. Il metodo prevede la costituzione di una guarnizione a labirinto dotata di una pluralità di scanalature con sagoma elicoidale, laddove nella pluralità di scanalature non sono costituiti rompi-vortice, e la costituzione della guarnizione a labirinto tra almeno una di una o più parti statoriche e almeno una di una o più parti rotoriche della turbomacchina e tra la zona ad alta pressione e la zona di bassa pressione della turbomacchina. La costituzione della guarnizione a labirinto può prevedere la costituzione di una prima porzione rotorica su almeno una di una o più parti rotoriche, in posizione opposta ad almeno una di una o più parti statoriche della turbomacchina nella zona ad alta pressione della turbomacchina; la costituzione della pluralità di scanalature con sagoma elicoidale sulla prima porzione rotorica; la costituzione di una seconda porzione rotorica adiacente alla prima porzione rotorica su almeno una di una o più parti rotoriche, in posizione opposta ad almeno una di una o più parti statoriche della turbomacchina nella zona a bassa pressione della turbomacchina, e la costituzione di una seconda pluralità di scanalature, con sagoma cilindrica, sulla seconda porzione rotorica della guarnizione a labirinto. La costituzione della prima porzione rotorica e la costituzione della seconda porzione rotorica possono prevedere che la prima porzione rotorica sia costituita in modo tale da ruotare nella stessa direzione della direzione di rotazione della seconda porzione rotorica oppure in direzione opposta alla direzione di rotazione della seconda porzione rotorica. Una porzione statorica rivestita di materiale abrasivo può essere costituita su almeno una di una o più parti statoriche della turbomacchina, in posizione opposta alla prima e alla seconda porzione rotante della guarnizione a labirinto, con cui stabilisce una relazione di tenuta. ;Secondo un'ulteriore forma di realizzazione esemplificativa, è dato un metodo atto a sigillare una zona ad alta pressione in una turbomacchina da una zona a bassa pressione nella medesima, laddove detta turbomacchina è dotata di una o più parti statoriche e una o più parti rotoriche. Il metodo comprende la costituzione di una guarnizione a labirinto, dotata di una pluralità di scanalature con sagoma elicoidale, laddove nella pluralità di scanalature non sono costituiti rompi-vortice, e la costituzione della guarnizione a labirinto tra almeno una di una o più parti statoriche e almeno una di una o più parti rotoriche della turbomacchina e tra la zona ad alta pressione e la zona di bassa pressione della turbomacchina. La costituzione della guarnizione a labirinto comprende la costituzione di una porzione statorica su almeno una di una o più parti statoriche, in posizione opposta ad almeno una di una o più parti rotoriche della turbomacchina, con cui stabilisce una relazione di tenuta, e la costituzione della pluralità di scanalature con sagoma elicoidale sulla porzione statorica. ;BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI ;I disegni tecnici allegati alla descrizione dettagliata, e di cui costituiscono parte integrante, rappresentano una o più forme di realizzazione e, unitamente alla descrizione, spiegano tali forme di realizzazione. Nei disegni: ;la Figura 1 è un diagramma schematico di una sezione trasversale di una porzione di una turbomacchina esemplificativa; ;la Figura 2 è un diagramma schematico di una sezione trasversale di una guarnizione a labirinto esemplificativa; ;le Figure 3a e 3b sono diagrammi schematici, che illustrano il flusso di perdita nella guarnizione a labirinto della Figura 2; ;la Figura 4 è un diagramma schematico di una sezione trasversale di un dispositivo atto a sigillare una zona ad alta pressione da una zona a bassa pressione in una turbomacchina secondo una forma di realizzazione esemplificativa; ;la Figura 5 è un diagramma schematico di una sezione trasversale di un dispositivo atto a sigillare una zona ad alta pressione da una zona a bassa pressione in una turbomacchina secondo un'ulteriore forma di realizzazione esemplificativa; ;le Figure 6a e 6b sono diagrammi schematici, che illustrano i componenti di flusso in forme di realizzazione esemplificative; ;la Figura 7 è un diagramma schematico, che illustra le variazioni dei vortici in una guarnizione a labirinto secondo forme di realizzazione esemplificative; ;la Figura 8 è un diagramma schematico di una sezione trasversale di una modifica di un dispositivo atto a sigillare una zona ad alta pressione da una zona a bassa pressione in una turbomacchina secondo forme di realizzazione esemplificative; e le Figure 9a e 9b sono diagrammi schematici di una sezione trasversale di una modifica di un dispositivo atto a sigillare una zona ad alta pressione da una zona a bassa pressione in una turbomacchina secondo forme di realizzazione esemplificative. ;DESCRIZIONE DETTAGLIATA ;La seguente descrizione delle forme di realizzazione esemplificative fa riferimento ai disegni tecnici allegati. Numeri di riferimento uguali, ricorrenti in disegni diversi, rappresentano elementi simili o identici. La seguente descrizione dettagliata non limita l'invenzione. Al contrario, il campo di applicazione dell'invenzione è definito dalle rivendicazioni incluse. Le seguenti forme di realizzazione sono trattate, per ragioni di semplicità, in relazione alla terminologia e alla struttura di un compressore centrifugo. Tuttavia le forme di realizzazione oggetto della trattazione a seguire non si limitano a tale sistema, ma sono applicabili (previ opportuni adeguamenti) ad altri sistemi di turbomacchine, quali espansori, pompe e turbine. ;In tutta la descrizione dettagliata il riferimento a "una forma di realizzazione" indica che una particolare caratteristica, struttura o proprietà descritta in relazione a una forma di realizzazione è inclusa in almeno una forma di realizzazione dell'oggetto divulgato. Pertanto il ricorso all'espressione "in una forma di realizzazione" in diversi punti della descrizione dettagliata non farà necessariamente riferimento alla stessa forma di realizzazione. Inoltre le particolari caratteristiche, strutture o proprietà possono essere combinate in una o più forme di realizzazione in qualsivoglia modalità appropriata. ;La Figura 1 è un diagramma schematico di una sezione trasversale di una porzione di una turbomacchina esemplificativa. La turbomacchina illustrata nella Figura 1 è un compressore centrifugo 100, nel quale si possono implementare dispositivi e metodi atti a sigillare una zona ad alta pressione da una zona a bassa pressione di una turbomacchina, come divulgato dal presente. Il compressore centrifugo 100 è descritto nel presente unicamente in via esemplificativa e non intende limitare la presente invenzione. Gli esperti in materia riconosceranno prontamente che la presente invenzione può essere implementata in tipi di compressori o tipi di turbomacchine del tutto differenti. ;Il compressore centrifugo 100 comprende un alloggiamento 102, un albero girevole 104 e una pluralità di giranti 106 collegate all'albero girevole 104. Il fluido penetra alternativamente in ciascuna girante 106. Le giranti 106 impartiscono energia cinetica al fluido, incrementandone la velocità. I diffusori 108 trasformano l'energia cinetica del fluido in pressione, rallentando gradatamente la velocità del fluido. Guarnizioni a labirinto per occhi 114 sono ubicate sugli occhi delle giranti e guarnizioni a labirinto per albero 116 sono ubicate sui distanziali 118 montati sull'albero girevole 104, tra le giranti 106, o sul piede della girante. Il compressore centrifugo 100 comprende inoltre un pistone di bilanciamento 119, che fornisce una spinta assiale contraria alla spinta assiale dell'albero girevole 104 causata dalle giranti 106. Una guarnizione per pistone di bilanciamento 112 è ubicata sul pistone di bilanciamento. Tutte le guarnizioni a labirinto per occhio 114, le guarnizioni a labirinto per albero 116 e una guarnizione a labirinto per pistone di bilanciamento 112 sigillano una zona di alta pressione da una zona a bassa pressione all'interno del compressore 100. Come verrà spiegato più oltre in maggiore dettaglio, tutte le guarnizioni a labirinto 112, 114 e 116 possono esercitare un impatto significativo sulla stabilità rotodinamica all'interno del compressore centrifugo 100. Si tenga presente che il compressore centrifugo 100 nella versione illustrata nella Figura 1 riveste uno scopo puramente esemplificativo e può presentare un numero maggiore o minore di componenti. ;La Figura 2 illustra un esempio di una guarnizione a labirinto 200, che si può utilizzare per sigillare una zona ad alta pressione P2 da una zona a bassa pressione P1 di una turbomacchina. La guarnizione a labirinto 200 comprende una porzione rotorica 202, che presenta una pluralità di scanalature 204 con sagoma cilindrica costituita sulla medesima, e una porzione statorica 206 opposta alla porzione rotorica. Tra la porzione statorica 206 e la porzione rotorica 202 sono previsti uno spazio o una luce 208, tali da consentire la rotazione della porzione rotorica 202. La porzione rotorica 202, insieme alla porzione statorica 206, esercita una tenuta priva di contatto tra la zona ad alta pressione P2 e la zona a bassa pressione P1 . Nella guarnizione a labirinto 202 della Figura 2 la porzione statorica 206 può essere realizzata in un materiale abrasivo. Pertanto la luce 208 tra la porzione statorica 206 e la porzione rotorica 202 può avere dimensioni alquanto contenute; infatti se il dente 224 sulla porzione rotorica 202 tocca il materiale abrasivo della porzione statorica 206, ad esempio durante condizioni transitorie quali avvio, spegnimento oppure variazioni del carico e così via, formerà delle scanalature nel materiale abrasivo, andando a incrementare in tal modo la luce 208. ;Anche se luci di dimensioni esigue, presenti nelle guarnizioni a labirinto dello statore e del rotore, sono in grado di ridurre la perdita, condizionano altresì negativamente la stabilità del rotore a causa di una turbolenza in ingresso, in corrispondenza della guarnizione a labirinto, e di un flusso circonferenziale creato all'interno della guarnizione a labirinto dalla forza centrifuga prodotta dalla rotazione, come descritto in maggiore dettaglio di seguito, con riferimento alle Figure 3a e 3b. ;Le Figure 3a e 3b sono diagrammi schematici che illustrano il flusso di perdita in una guarnizione a labirinto del tipo 200 illustrata nella Figura 2. Come illustrato nelle Figure 3a e 3b, un fluido ad alta pressione, che penetra nella guarnizione a labirinto 200, defluisce in direzione assiale 302 di un rotore 300 da una zona ad alta pressione verso una zona a bassa pressione e comprende un componente di flusso circonferenziale 304 ("vortice"), a causa della rotazione del rotore 300, che defluisce in direzione di rotazione lungo la circonferenza del rotore 300. Il componente di flusso circonferenziale 304 defluisce nelle scanalature 204 della guarnizione a labirinto 200 e influenza direttamente la stabilità rotodinamica. Il vortice in corrispondenza dell'ingresso della guarnizione a labirinto ("turbolenza in ingresso") può indurre forze nella guarnizione a labirinto che spesso causano vibrazioni laterali autoeccitate della guarnizione a labirinto. Le forze destabilizzanti nella guarnizione a labirinto sono causate principalmente dal vortice in ingresso e dalla velocità del flusso circonferenziale. Le forze destabilizzanti nella guarnizione a labirinto aumentano quando si riducono le dimensioni delle luci. La riduzione delle dimensioni delle luci provoca un aumento del vortice in ingresso e della distribuzione della pressione circonferenziale, fattori che possono causare l'instabilità del rotore. Pertanto nelle guarnizioni a labirinto si ha una sorta di compensazione tra riduzione di perdite e stabilità del rotore. Tuttavia, quando un rotore è instabile, di norma è necessario l'immediato spegnimento della turbomacchina, per evitare danni seri. La stabilità rotodinamica è quindi necessaria, per assicurare il corretto funzionamento delle turbomacchine. ;Come descritto in precedenza, si è tentato di ridurre la velocità del vortice all'entrata della guarnizione a labirinto, aggiungendo uno o più rompi-vortice all'interno o a monte della guarnizione a labirinto. I rompi-vortice sono in grado di eliminare il flusso circonferenziale e ridurre la velocità del vortice in ingresso. Per ridurre la velocità del vortice in ingresso, sono stati inoltre utilizzati con un certo successo fori passanti, nei quali sono praticati percorsi divergenti nelle guarnizioni, atti a deviare il flusso di fluido ad alta pressione. Tuttavia l'aggiunta di rompi-vortice e fori passanti è complessa (si pensi, ad esempio, alla complessa perforazione necessaria per i fori passanti) e comportano l'aggiunta di ulteriori costi di produzione e progettazione. Scopo delle forme di realizzazione divulgate nel presente è fornire una soluzione a basso costo, in grado di migliorare la stabilità rotodinamica. Sarà ora descritta una forma di realizzazione in grado di migliorare le proprietà rotodinamiche nelle turbomacchine, facendo riferimento alla Figura 4. ;La Figura 4 è un diagramma schematico di una sezione trasversale di un dispositivo 400 atto a sigillare una zona ad alta pressione P2 da una zona a bassa pressione P1 in una turbomacchina secondo una forma di realizzazione esemplificativa. Il dispositivo 400 può essere implementato in un qualsiasi tipo di turbomacchina in cui esista un collegamento tra una zona ad alta pressione e una zona a bassa pressione. Per esempio, il dispositivo 400 può essere implementato in un compressore centrifugo, quale il compressore centrifugo 100 illustrato nella Figura 1, o in un compressore centrifugo composto da un numero maggiore o minore di parti, oppure un espansore, una turbina, una pompa e così via. ;Il dispositivo 400 comprende una guarnizione a labirinto 402 che presenta una pluralità di scanalature 404 con sagoma elicoidale costituita sulla medesima. La presenza integrata di scanalature con sagoma elicoidale 404 produce effetti stabilizzanti nel dispositivo 400, come sarà descritto più oltre nel presente. Pertanto non sono previsti rompi-vortice all'interno o a monte della pluralità di scanalature 404 nella guarnizione a labirinto 402. Nella forma di realizzazione illustrata nella Figura 4 la guarnizione a labirinto 402 comprende una porzione rotorica 410, sulla quale è costituita la pluralità di scanalature 404. Tuttavia in altre forme di realizzazione la pluralità di scanalature 404 può essere costituita su una porzione statorica di una guarnizione a labirinto, come illustrato nella Figura 8. La pluralità di scanalature 404, con sagoma elicoidale, può presentare un qualsiasi angolo ellittico a piacere. In alcune applicazioni, ad esempio, un angolo ellittico negativo può essere vantaggioso per l'applicazione, mentre in altre può essere vantaggioso un angolo ellittico positivo. La pluralità di scanalature 404 può essere realizzata o altrimenti costituita in modo tale che porzioni di altezza maggiore (di seguito denominate "denti" 418), costituite tra le scanalature e dalle medesime, presentino un profilo coerente con eventuali requisiti di un'applicazione del dispositivo. Ad esempio, il profilo di un dente può essere quadrato, trapezoidale, triangolare o presentare qualsiasi altra forma che sia vantaggiosa per una particolare applicazione del dispositivo. La pluralità di scanalature 404 può essere realizzata nella porzione rotorica 410 della guarnizione a labirinto 402, utilizzando un metodo qualsiasi, già noto o ancora da scoprire, e/o dispositivi che siano in grado di formare scanalature con una sagoma elicoidale aventi l'angolo ellittico desiderato e il profilo dei denti a piacere. ;Il dispositivo 400 comprende inoltre una porzione statorica 406, ubicata in posizione opposta alla porzione rotorica 410, e che stabilisce una relazione di tenuta con la medesima, dotata di una pluralità di scanalature 404 costituite su di essa. Tra la porzione statorica 406 e la porzione rotorica 410 è presente una luce 408, tale da consentire la rotazione della porzione rotorica 410. La porzione statorica 406 può essere inclusa come parte della guarnizione 402 o del dispositivo 400, ad esempio in un "alloggiamento" o in una "guarnizione" (non illustrati). In alternativa la porzione statorica 406 può essere realizzata come parte integrante di una turbomacchina, ad esempio in qualità di corpo o alloggiamento di una pompa, o una qualsiasi altra parte statorica della turbomacchina tra una zona ad alta pressione e una zona a bassa pressione nella turbomacchina. In tal caso la guarnizione a labirinto 402 rotorica può essere ubicata in posizione direttamente opposta alla porzione statorica 406 della turbomacchina. In alcune forme di realizzazione, nelle quali la porzione statorica 406 è compresa quale parte della guarnizione a labirinto 402 o del dispositivo 400, la porzione statorica 406 può essere realizzata in un materiale abrasivo o, in alternativa, in alcune altre forme di realizzazione, la porzione statorica 406 può presentare un rivestimento abrasivo costituito su una superficie 416 della stessa ubicato in posizione opposta alla porzione rotorica 410, con la quale stabilisce una relazione di tenuta. Quando la porzione statorica 406 è realizzata in materiale abrasivo o è coperta da un rivestimento abrasivo, la luce 408 tra la porzione rotorica 410 e la porzione statorica 406 può essere ridotta poiché, se i denti 418 della porzione rotorica 402 urtano o toccano la superficie 416 della porzione statorica 406, ad esempio durante periodi di condizioni transitorie quali avvio, spegnimento o variazioni del carico, che provochino vortici o vibrazioni nella porzione rotorica 402, i denti 418 praticheranno delle scanalature nel materiale abrasivo della porzione statorica 406 o della superficie 416 della porzione statorica 406, andando a incrementare in tal modo la luce. ;La guarnizione a labirinto 402 della Figura 4 può essere ubicata tra almeno una parte rotorica di una turbomacchina e almeno una parte statorica della turbomacchina, tra una zona ad alta pressione e una zona a bassa pressione della turbomacchina. La porzione statorica 406, ad esempio, può essere costituita su una o più parti statoriche delia turbomacchina e la porzione rotorica 410, la prima porzione rotorica 412 e/o la seconda porzione rotorica 414 possono essere costituite su una o più parti rotoriche della turbomacchina. Una o più porzioni rotoriche 410, 412, 414, insieme alla porzione statorica 406, sigillano la zona ad alta pressione P2 della turbomacchina dalla zona a bassa pressione P1 della turbomacchina. Ad esempio, una o più porzioni rotoriche 410, 412, 414 e la porzione statorica 406 possono essere ubicate su parti di una turbomacchina, per fornire la tenuta per gli occhi delle giranti, i tamburi di bilanciamento e così via. È sottinteso che qualsiasi porzione statorica o rotorica della guarnizione a labirinto 402 o del dispositivo 400 "costituita su" qualsiasi parte rotorica o statorica della turbomacchina, può essere costituita integralmente in relazione alle suddette parti con qualsivoglia mezzo o altra tecnologia di produzione, noti o ancora da scoprire neN'arte. Sarà ora descritta un'ulteriore forma di realizzazione in grado di migliorare le proprietà rotodinamiche nelle turbomacchine, facendo riferimento alla Figura 5. ;La Figura 5 è un diagramma schematico di una sezione trasversale di un dispositivo 500 atto a sigillare una zona ad alta pressione P2 da una zona a bassa pressione P1 in una turbomacchina, secondo una forma di realizzazione esemplificativa. Il dispositivo 500 può essere implementato in un qualsiasi tipo di turbomacchina in cui esista un collegamento tra una zona ad alta pressione e una zona a bassa pressione. Per esempio, il dispositivo 500 può essere implementato in un compressore centrifugo, quale il compressore centrifugo 100 illustrato nella Figura 1 , o in un compressore centrifugo composto da un numero maggiore o minore di parti, oppure un espansore, una turbina, una pompa e così via. ;Il dispositivo 500 comprende una guarnizione a labirinto 502 dotata di una prima pluralità di scanalature 504, con sagoma elicoidale, e una seconda pluralità di scanalature 506, con sagoma cilindrica, adiacenti alla prima pluralità di scanalature 504. L'integrazione delle scanalature con sagoma elicoidale 504 produce effetti stabilizzanti sul dispositivo 500, come sarà descritto più oltre nel presente. Pertanto all'interno o a monte della prima pluralità di scanalature 504 e della seconda pluralità di scanalature 506 nella guarnizione a labirinto 502 non sono presenti rompi-vortice. La guarnizione a labirinto 502 può essere ubicata tra almeno una parte rotorica di una turbomacchina e almeno una parte statorica della 11856PTIT Notarbartolo & Gervasi S.p.A. ;;turbomacchina, tra una zona ad alta pressione e una zona a bassa pressione della turbomacchina. La guarnizione a labirinto 502 comprende una prima porzione rotorica 510, ubicata in una zona ad alta pressione di una turbomacchina, e una seconda porzione rotorica 512, adiacente alla prima porzione rotorica 510, in una zona a bassa pressione della turbomacchina. La prima pluralità di scanalature 504 con sagoma elicoidale è costituita sulla prima porzione rotorica 510, nella zona ad alta pressione della turbomacchina, e la seconda pluralità di scanalature 506 con sagoma cilindrica è costituita sulla seconda porzione rotorica 512, nella zona a bassa pressione della turbomacchina. La prima pluralità di scanalature 504 con sagoma elicoidale può presentare un angolo ellittico a piacere. In alcune applicazioni, ad esempio, un angolo ellittico negativo può essere vantaggioso per l'applicazione, mentre in altre può essere vantaggioso un angolo ellittico positivo. La prima pluralità di scanalature 504 e la seconda pluralità di scanalature 506 possono essere realizzate o altrimenti costituite in modo tale che porzioni di altezza maggiore (di seguito denominate "denti"), costituite tra le scanalature e dalle medesime, presentino un profilo coerente con eventuali requisiti di un'applicazione del dispositivo. Ad esempio, il profilo del dente può essere quadrato, trapezoidale, triangolare o presentare qualsiasi altra forma che sia vantaggiosa per una particolare applicazione del dispositivo. La prima pluralità di scanalature 504 e la seconda pluralità di scanalature 506 possono essere realizzate o altrimenti costituite nella prima porzione rotorica 510 e nella seconda porzione rotorica 512 della guarnizione a labirinto 502, rispettivamente, avvalendosi di un metodo qualsiasi noto o ancora da scoprire e/o dispositivi che siano in grado di formare le scanalature 504 con sagoma elicoidale con l'angolo ellittico desiderato e con il profilo dei denti desiderato, e rispettivamente le scanalature 506, con sagoma cilindrica, aventi il profilo dei denti desiderato. ;Il dispositivo 500 comprende inoltre una porzione statorica 508 opposta alla prima porzione rotorica 510, con la quale stabilisce una relazione di tenuta, dotata di una prima pluralità di scanalature 504 costituite sulla medesima, e la seconda porzione rotorica 512, dotata della seconda pluralità di scanalature 506 costituite sulla medesima. Tra la porzione statorica 508 e la prima e la seconda porzione rotorica 510, 512, è presente una luce 514, tale da consentire la rotazione delle porzioni rotoriche 510, 512. La porzione statorica 508 può essere inclusa come parte della guarnizione a labirinto 502 o del dispositivo 500, ad esempio in un "alloggiamento" o in una "guarnizione" (non illustrati). In alternativa la porzione statorica 506 può essere realizzata come parte integrante di una turbomacchina, ad esempio in qualità di corpo o alloggiamento di una pompa, o una qualsiasi altra parte statorica della turbomacchina tra una zona ad alta pressione e una zona a bassa pressione nella turbomacchina. In tal caso la guarnizione a labirinto 502 rotorica può essere ubicata in posizione direttamente opposta alla porzione statorica 508 della turbomacchina. In alcune forme di realizzazione, nelle quali la porzione statorica 508 costituisce parte integrante della guarnizione a labirinto 502 o del dispositivo 500, la porzione statorica 508 può essere realizzata in un materiale abrasivo o, in alternativa, la porzione statorica 508 può presentare un rivestimento abrasivo costituito su una superficie 518 della stessa, in posizione opposta alla prima porzione rotorica 510, con la quale stabilisce una relazione di tenuta, e alla seconda porzione rotorica 512. In forme di realizzazione nelle quali la porzione statorica 508 sia realizzata con materiale abrasivo o presenti un rivestimento abrasivo costituito su una superficie 518 della stessa, le dimensioni della luce 514 si possono ridurre. ;Anche se la prima pluralità di scanalature 504 con sagoma elicoidale, illustrata nella Figura 5, presenta tre scanalature elicoidali, questo numero è meramente esemplificativo e non intende porre limitazioni. Ad esempio, la prima pluralità di scanalature 504 può presentare quattro, cinque, sei o qualsiasi altro numero di scanalature elicoidali. Analogamente la seconda pluralità di scanalature 506 con sagoma cilindrica può prevedere qualsiasi numero di scanalature cilindriche. ;Anche se nella forma di realizzazione illustrata nella Figura 5 la prima pluralità di scanalature 504 è costituita sulla prima porzione rotorica 510 e la seconda pluralità di scanalature 506 è costituita sulla seconda porzione rotorica 512, è sottinteso che, in alcune altre forme di realizzazione, la prima e la seconda pluralità di scanalature 504, 506 possono essere costituite sulla porzione statorica 508 della guarnizione a labirinto, come illustrato nella Figura 9a. ;È sottinteso inoltre che qualsiasi porzione statorica o rotorica della guarnizione a labirinto 502 o del dispositivo 500 "costituita" su qualsiasi parte rotorica o statorica della turbomacchina, può essere costituita integralmente in relazione alle suddette parti mediante qualsivoglia mezzo di aggiunta o sottrazione o altra tecnologia di produzione, nota o ancora da scoprire neH'arte. ;È inoltre sottinteso che la prima e la seconda pluralità di scanalature possono essere composte da due parti differenti: una con la prima sagoma e un'altra con la seconda sagoma (figura 9b). Questa soluzione si può applicare sia all'allestimento rotorico, sia a quello statorico e si possono mescolare in tutte le combinazioni possibili (figura 9b). ;L'integrazione della seconda pluralità di scanalature 506 con sagoma cilindrica, in aggiunta alla prima pluralità di scanalature 504 con sagoma elicoidale disposte nella guarnizione a labirinto 504, riduce le perdite a carico della guarnizione a labirinto 502, oltre a produrre effetti stabilizzanti dovuti alle scanalature elicoidali, come sarà descritto più oltre nel presente, con riferimento alle Figure 6a e 6b, in cui è descritto un metodo di funzionamento del dispositivo 500. ;Sarà ora descritto un metodo di funzionamento dei dispositivi 400, 500, facendo riferimento alle Figure 6a e 6b. Le Figure 6a e 6b sono diagrammi schematici che illustrano i componenti di flusso nei dispositivi 400, 500 delle Figure 4 e 5, quando sono disposti tra almeno una parte rotorica di una turbomacchina e almeno una parte statorica della turbomacchina, tra una zona ad alta pressione e una zona a bassa pressione della turbomacchina stessa. _ _ ;Come illustrato nelle Figure 6a e 6b (e con riferimento alle Figure 4 e 5), a causa del differenziale di pressione tra la guarnizione 402, 502, un flusso principale 602 di fluido ad alta pressione penetra nella guarnizione a labirinto 402, 502 dalla zona ad alta pressione P2 della turbomacchina, defluisce attraverso la luce percorrendo la guarnizione a labirinto 402, 502 e fuoriesce dalla stessa guarnizione a labirinto a una pressione P1 considerevolmente ridotta. Il flusso principale ad alta pressione 602, che penetra nella guarnizione a labirinto 402, 502, scorre in direzione assiale di un rotore 600 da una zona ad alta pressione verso una zona a bassa pressione e comprende un componente di flusso circonferenziale 604, o vortice, provocato dalla rotazione del rotore 600, che defluisce in direzione di rotazione intorno alla circonferenza del rotore 600. ;Come descritto in precedenza con riferimento alle Figure 2, 3a e 3b, il vortice in corrispondenza della guarnizione a labirinto può generare forze destabilizzanti nella guarnizione a labirinto, che possono causare instabilità del rotore. ;Tuttavia, come illustrato nelle Figure 6a e 6b, la pluralità delle scanalature 404, 504 con sagoma elicoidale, della guarnizione a labirinto 402, 502, induce un componente di flusso assiale 606 ad assumere una velocità relativa, defluendo in direzione assiale opposta (contraria) alla direzione assiale del flusso principale di fluido ad alta pressione che penetra nella guarnizione a labirinto 402, 502. Il componente di flusso assiale 606 a velocità relativa si oppone al flusso principale vicino alla guarnizione a labirinto 402, 502 per rompere il vortice del flusso principale vicino alla guarnizione a labirinto. Pertanto il componente di flusso assiale 606, a velocità relativa indotta dalla pluralità di scanalature 404, 405 con sagoma elicoidale, svolge l'azione di rompi-vortice, riducendo il vortice in ingresso, producendo in tal modo un effetto stabilizzante. ;La stabilità rotodinamica della guarnizione a labirinto risulta quindi migliorata, senza attuare modifiche volte all'integrazione di rompi-vortice all'interno o a monte della guarnizione a labirinto. Di conseguenza l'integrazione della pluralità di scanalature 404, 504 con sagoma elicoidale nelle guarnizioni a labirinto 402, 502 può apportare un miglioramento di facile realizzazione, pratico ed economicamente vantaggioso della stabilità rotodinamica delle guarnizioni a labirinto. ;In aggiunta, con riferimento al dispositivo 500 della Figura 5, i componenti di flusso nella seconda porzione rotorica 512, con la seconda pluralità di scanalature 506 con sagoma cilindrica costituita sulla medesima, sono uguali a quelli della guarnizione a labirinto 200, come illustrato nelle Figure 2, 3a e 3b, in cui la perdita è minore ma vortice e instabilità sono più accentuati. Tuttavia, poiché la quantità di flusso che penetra nella seconda porzione rotorica 512 risulta già significativamente ridotta dalle scanalature elicoidali della prima porzione rotorica 510, la seconda porzione rotorica 512 non presenta problemi di instabilità. Inoltre la pluralità di scanalature con sagoma cilindrica 506 della seconda porzione rotorica 512 riduce ulteriormente il flusso di perdita della guarnizione a labirinto 502, in particolar modo durante condizioni di stato stabili. Pertanto la presenza della prima pluralità di scanalature con sagoma elicoidale e di una seconda pluralità di scanalature con sagoma cilindrica assicurano una tenuta caratterizzata da elevata stabilità e perdite esigue. ;La Figura 7 è un diagramma schematico che illustra le variazioni dei vortici in una guarnizione a labirinto secondo forme di realizzazione esemplificative. Le variazioni a carico dei vortici nella guarnizione a labirinto si verificano a causa dell'introduzione del componente di flusso assiale opposto, che si contrappone al flusso principale o che procede nella stessa direzione, a seconda del senso di rotazione. La Figura 7 mostra un flusso di fluido principale 602 che penetra in una guarnizione a labirinto 402, 502 attraverso la luce. Come illustrato nella Figura 7, un flusso assiale 606 con velocità relativa viene indotto dalle scanalature con sagoma elicoidale e si contrappone al flusso principale 602. La direzione del flusso assiale 606 può essere positiva o negativa, a seconda del senso di rotazione del rotore. II componente assiale 606 può essere positivo o negativo, a seconda dell'angolo ellittico. La modifica del componente assiale del flusso 606 riduce il componente tangente 604, riducendo quindi il vortice, a vantaggio della rotodinamica. ;Le Figure 8 e 9 sono diagrammi schematici di una sezione trasversale di una porzione di un dispositivo modificato, atto a sigillare una zona ad alta pressione da una zona a bassa pressione in una turbomacchina, secondo forme di realizzazione esemplificative. Le Figure 8 e 9 illustrano semplicemente i dispositivi delle Figure 4 e 5, rispettivamente, in cui la prima e/o la seconda pluralità di scanalature 404/506 sono costituite sulla porzione statorica 406 del dispositivo. Pertanto le descrizioni di tali dispositivi non saranno qui ripetute. I flussi di perdita delle forme di realizzazione delle Figure 8 e 9 saranno simili a quelli delle forme di realizzazione delle Figure 4 e 5. Pertanto è previsto che i dispositivi 800 e 900 delle Figure 8 e 9 apportino gli stessi vantaggi dei dispositivi di cui alle Figure 4 e 5. ;Un vantaggio delle forme di realizzazione divulgate dal presente consiste nell'applicazione di una soluzione a basso costo per migliorare la stabilità rotodinamica. Un ulteriore vantaggio, secondo forme di realizzazione esemplificative, consiste nella fornitura di dispositivi semplici ed economicamente vantaggiosi, benché ad elevato smorzamento e perdite esigue, per la tenuta di turbomacchine. ;E ancora: un vantaggio, secondo forme di realizzazione esemplificative, consiste nell'applicazione a turbomacchine di guarnizioni a elevata stabilità e con perdite esigue, senza la necessità di installare dispositivi aggiuntivi o eseguire perforazioni e/o modifiche complesse di turbomacchine già disponibili nelle quali sono installate le guarnizioni, come previsto da soluzioni già esistenti. Le forme di realizzazione divulgate nel presente possono essere intercambiabili con progetti attuali o con modifiche di entità minima di tecnologie esistenti. Pertanto, mediante forme di realizzazione esemplificative, è possibile riconfigurare macchinari esistenti mediante dispositivi di tenuta per turbomacchine divulgati nel presente di facile produzione, che assicurano perdite esigue grazie alla presenza di luci di dimensioni minime, e assicurano in ogni caso un elevato grado di smorzatura e stabilità. ;Le forme di realizzazione esemplificative divulgate prevedono dispositivi e metodi atti ad assicurare una tenuta a elevata smorzatura in turbomacchine. Resta inteso che la presente descrizione non intende limitare l'invenzione. Al contrario, le forme di realizzazione esemplificative includono alternative, modifiche e soluzioni equivalenti che rientrano nello spirito e nel campo di applicazione dell'invenzione, come definito dalle rivendicazioni allegate. Inoltre nella descrizione dettagliata delle forme di realizzazione esemplificative sono esposti numerosi dettagli specifici, al fine di consentire una comprensione esauriente dell'invenzione rivendicata. Tuttavia chiunque sia esperto in materia comprenderà che le diverse realizzazioni possono essere attuate senza tali dettagli. ;Nonostante le caratteristiche e gli elementi delle presenti forme di realizzazione esemplificative siano descritti nelle realizzazioni in particolari combinazioni, ciascuna caratteristica o ciascun elemento possono essere utilizzati singolarmente senza le altre caratteristiche e gli altri elementi delle forme di realizzazione o in varie combinazioni con o senza altre caratteristiche ed elementi divulgati dal presente documento. ;La presente descrizione scritta si avvale di esempi relativi all'oggetto divulgato per consentire a qualsiasi esperto in materia di attuare l'invenzione, compresi la realizzazione e l'utilizzo di qualsiasi dispositivo o sistema nonché l'esecuzione di qualsiasi metodo incluso. L'ambito brevettabile dell'oggetto del presente documento è definito dalle rivendicazioni e può includere altri esempi noti agli esperti in materia. Questi altri esempi rientrano neH'ambito delle rivendicazioni. *