DISPOSICION DE TURBINA DE GAS.

Disposición de turbina de gas que comprende: un conducto (1), de sección transversal anular, para transportar gases de combustión;

ubicadas en el conducto (1), palas (3) de turbina que van a accionarse por los gases de combustión; un difusor (5), de forma anular, para difundir los gases de combustión siguiendo su conducto (1) a través de las palas (3) de turbina; y un colector (7) para recoger los gases de combustión difundidos por el difusor (5), comprendiendo el colector (7) una parte (9) principal anular, y, ubicada en una posición alrededor de la parte (9) principal anular, una salida (11) de cuello, en la que durante el uso de la disposición de turbina de gas, los gases de combustión recogidos por el colector (7) se transportan alrededor de la parte (9) principal anular del colector (7) en sentidos opuestos hasta llegar a la salida (11) de cuello del colector (7) desplazándose en direcciones opuestas, caracterizada porque la salida de cuello (11) del colector (7) incluye un dispositivo (19) de división mediante el cual los flujos en dirección opuesta en la salida (11) de cuello se mantienen sustancialmente separados, en la que las palas (3) de turbina giran alrededor de una línea (A) central de la disposición de turbina de gas, y el dispositivo (19) de división discurre en paralelo a la línea (A) central, y se extiende radialmente desde la línea (A) central, en la que el difusor (5) tiene una embocadura (35) mediante la cual los gases de combustión abandonan el difusor (5) y entran en el colector (7), el dispositivo (19) de división comprende una primera parte (37) que se extiende sobre la embocadura (35) y una segunda parte (39) que se extiende hacia un lado de la embocadura (35), y la segunda parte (39) se extiende radialmente hacia dentro hasta una posición (41) más próxima a la línea (A) central que la embocadura (35)

Disposición de turbina de gas.

La presente invención se refiere a una disposición de turbina de gas.

Más particularmente, la presente invención se refiere a una disposición de turbina de gas que comprende: un conducto, de sección transversal anular, para transportar gases de combustión; ubicadas en el conducto, palas de turbina que van a accionarse por los gases de combustión; un difusor, de forma anular, para difundir los gases de combustión siguiendo su conducto a través de las palas de turbina; y un colector para recoger los gases de combustión difundidos por el difusor, comprendiendo el colector una parte principal anular, y, ubicada en una posición alrededor de la parte principal anular, una salida de cuello, durante el uso de la disposición de turbina de gas, transportándose los gases de combustión recogidos por el colector alrededor de la parte principal anular del colector en sentidos opuestos hasta llegar a la salida de cuello del colector desplazándose en direcciones opuestas.

Una disposición de turbina de gas de este tipo conocida se da a conocer en el documento US3120374 y también se muestra en las figuras 1 a 4 de los dibujos adjuntos. Otra disposición de la técnica anterior se da a conocer en el documento JP 54064204. La figura 1 es una vista en perspectiva, seccionada de modo que deja ver el interior, de la disposición, la figura 2 es una sección transversal parcial longitudinal de la disposición, la figura 3 es un diagrama esquemático que ilustra el conducto de gases de combustión a través de la disposición, y la figura 4 es una sección transversal sobre la línea IV-IV de la figura 3.

En referencia a las figuras 1 a 4, la disposición de turbina de gas comprende: un conducto 1, de sección transversal anular, para transportar gases de combustión; ubicadas en el conducto 1, palas 3 de turbina que van a accionarse por los gases de combustión; un difusor 5, de forma anular, para difundir los gases de combustión siguiendo su conducto a través de las palas 3 de turbina; y un colector 7 para recoger los gases de combustión difundidos por el difusor 5, comprendiendo el colector 7 una parte 9 principal anular, y, ubicada en una posición alrededor de la parte 9 principal anular, una salida 11 de cuello.

Durante el uso de la disposición de turbina de gas, los gases de combustión se desplazan a lo largo del conducto 1, accionan las palas 3 de turbina, se difunden por el difusor 5, y se recogen por el colector 7. Los gases de combustión, al abandonar el difusor 5, forman dentro del colector 7 flujos 13a, 13b turbulentos en sentido opuesto primero y segundo, véase la figura 4. Estos flujos 13a, 13b turbulentos se forman gracias a que el flujo de gases de combustión se separa en el reborde 15 de protección del difusor 5, y envolviéndose hacia arriba, véanse las flechas 17 en figura 3. El flujo se transporta entonces alrededor de la parte 9 principal anular del colector 7, formando los flujos 13a, 13b turbulentos en sentido opuesto primero y segundo. Estos flujos 13a, 13b se encuentran en la salida 11 de cuello superior del colector 7 desplazándose en direcciones opuestas.

La separación del flujo de gases de combustión en el reborde 15 de protección, y el encuentro de los flujos 13a, 13b turbulentos en la salida 11 de cuello, dan como resultado la producción de una entropía importante en el flujo. Esto va en detrimento de la eficacia de la disposición de turbina de gas.

Según la presente invención se proporciona una disposición de turbina de gas que tiene las características según la reivindicación 1 que comprende: un conducto, de sección transversal anular, para transportar gases de combustión; ubicadas en el conducto, palas de turbina que van a accionarse por los gases de combustión; un difusor, de forma anular, para difundir los gases de combustión siguiendo su conducto a través de las palas de turbina; y un colector para recoger los gases de combustión difundidos por el difusor, comprendiendo el colector una parte principal anular, y, ubicada en una posición alrededor de la parte principal anular, una salida de cuello, en la que durante el uso de la disposición de turbina de gas, los gases de combustión recogidos por el colector se transportan alrededor de la parte principal anular del colector en sentidos opuestos hasta llegar a la salida de cuello del colector desplazándose en direcciones opuestas, caracterizada porque la salida de cuello del colector incluye un dispositivo de división mediante el cual los flujos en dirección opuesta en la salida de cuello se mantienen sustancialmente separados, en la que las palas de turbina giran alrededor de una línea central de la disposición de turbina de gas, y el dispositivo de división discurre en paralelo a la línea central, y se extiende radialmente desde la línea central, en la que el difusor tiene una embocadura mediante la cual los gases de combustión abandonan el difusor y entran en el colector, el dispositivo de división comprende una primera parte que se extiende sobre la embocadura y una segunda parte que se extiende hacia un lado de la embocadura, y la segunda parte se extiende radialmente hacia dentro hasta una posición más próxima a la línea central que la embocadura.

En una disposición según el párrafo anterior, es preferible que el lado de la primera parte que se dirige radialmente hacia dentro aumente en distancia desde la línea central a medida que aumenta la distancia desde la segunda parte.

En una disposición según uno cualquiera de los dos párrafos anteriores, es preferible que el dispositivo de división comprenda una placa plana.

En una disposición según uno cualquiera de los tres párrafos anteriores, es preferible que el difusor tenga un reborde de protección curvado por el que los gases de combustión abandonan el difusor y entran en el colector, el reborde de protección tiene una extensión que sirve para aumentar la recuperación de presión en la disposición de turbina de gas, y la extensión comprende una extensión de reborde plano que es generalmente de forma plana y forma una discontinuidad con el reborde de protección curvado.

Alternativamente a la disposición según el párrafo anterior, es preferible que el difusor tenga un reborde de protección curvado por el que los gases de combustión abandonan el difusor y entran en el colector, el reborde de protección tiene una extensión que sirve para aumentar la recuperación de presión en la disposición de turbina de gas, y la extensión comprende una extensión de reborde en espiral que continúa o extiende la curvatura del reborde de protección curvado formando una espiral.

La invención se describirá ahora, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1, a la que ya se ha hecho referencia, es una vista en perspectiva, seccionada de modo que deja ver el interior, de una disposición de turbina de gas conocida;

la figura 2, a la que también se ha hecho ya referencia, es una sección transversal parcial longitudinal de la disposición de la figura 1;

la figura 3, a la que también se ha hecho ya referencia, es un diagrama esquemático que ilustra el conducto de gases de combustión a través de la disposición de la figura 1;

la figura 4, a la que también se ha hecho ya referencia, es una sección transversal sobre la línea IV-IV de la figura 3;

la figura 5 es una vista en perspectiva, seccionada de modo que deja ver el interior, de una disposición de turbina de gas según la presente invención;

la figura 6 es una sección transversal parcial longitudinal de la disposición de la figura 5;

la figura 7 es un diagrama esquemático que ilustra el conducto de gases de combustión a través de la disposición de la figura 5;

la figura 8 es una sección transversal sobre la línea VIII-VIII de la figura 7;

la figura 9 ilustra con más detalle la forma y la ubicación de una placa divisora en la disposición de la figura 5;

la figura 10 ilustra placas divisoras alternativas a la placa divisora de la figura 9;

la figura 11 ilustra posibles extensiones a un reborde de protección de la disposición de la figura 5;

las figuras 12, 13 y 14 ilustran, respectivamente, un flujo de gases de combustión en tres disposiciones de turbina de gas;

las figuras 15, 16 y 17 son vistas en planta correspondientes, respectivamente, a las figuras 12, 13 y 14;

las figuras 18, 19 y 20 son vistas laterales correspondientes, respectivamente, a las figuras...

1. Disposición de turbina de gas que comprende: un conducto (1), de sección transversal anular, para transportar gases de combustión; ubicadas en el conducto (1), palas (3) de turbina que van a accionarse por los gases de combustión; un difusor (5), de forma anular, para difundir los gases de combustión siguiendo su conducto (1) a través de las palas (3) de turbina; y un colector (7) para recoger los gases de combustión difundidos por el difusor (5), comprendiendo el colector (7) una parte (9) principal anular, y, ubicada en una posición alrededor de la parte (9) principal anular, una salida (11) de cuello, en la que durante el uso de la disposición de turbina de gas, los gases de combustión recogidos por el colector (7) se transportan alrededor de la parte (9) principal anular del colector (7) en sentidos opuestos hasta llegar a la salida (11) de cuello del colector (7) desplazándose en direcciones opuestas, caracterizada porque la salida de cuello (11) del colector (7) incluye un dispositivo (19) de división mediante el cual los flujos en dirección opuesta en la salida (11) de cuello se mantienen sustancialmente separados, en la que las palas (3) de turbina giran alrededor de una línea (A) central de la disposición de turbina de gas, y el dispositivo (19) de división discurre en paralelo a la línea (A) central, y se extiende radialmente desde la línea (A) central, en la que el difusor (5) tiene una embocadura (35) mediante la cual los gases de combustión abandonan el difusor (5) y entran en el colector (7), el dispositivo (19) de división comprende una primera parte (37) que se extiende sobre la embocadura (35) y una segunda parte (39) que se extiende hacia un lado de la embocadura (35), y la segunda parte (39) se extiende radialmente hacia dentro hasta una posición (41) más próxima a la línea (A) central que la embocadura (35).

2. Disposición según la reivindicación 1, en la que el lado de la primera parte (37) que está dirigido radialmente hacia dentro aumenta en distancia desde la línea (A) central a medida que aumenta la distancia desde la segunda parte (39).

3. Disposición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el dispositivo (19) de división comprende una placa plana.

4. Disposición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el difusor (5) tiene un reborde (15) de protección curvado por el que los gases de combustión abandonan el difusor (5) y entran en el colector (7), el reborde (15) de protección tiene una extensión (29) que sirve para aumentar la recuperación de presión en la disposición de turbina de gas, y la extensión (29) comprende una extensión de reborde plano que es generalmente de forma plana y forma una discontinuidad con el reborde (15) de protección curvado.

5. Disposición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el difusor (5) tiene un reborde (15) de protección curvado por el que los gases de combustión abandonan el difusor (5) y entran en el colector (7), el reborde (15) de protección tiene una extensión (31) que sirve para aumentar la recuperación de presión en la disposición de turbina de gas, y la extensión (31) comprende una extensión de reborde en espiral que continúa o extiende la curvatura del reborde (15) de protección curvado formando una espiral.