Motor de turbina de gas.

Motor de turbina de gas que incluye un álabe (31) de estator para dirigir los gases de combustión calientesa las palas (37) de rotor,

incluyendo el álabe (31) de estator una plataforma (33) dispuesta en el lado internoradial del álabe (31) con respecto al eje de rotación del motor, teniendo la plataforma (33) una parte (43) deborde de salida aguas abajo con respecto al flujo de los gases de combustión calientes más allá del álabe(31) de estator, incluyendo también el motor una disposición (41) de soporte y enfriamiento para dirigir unfluido de enfriamiento a un extremo aguas arriba de un lado (55) de la parte (43) de borde de salida de laplataforma (33), lado (55) que está orientado radialmente hacia dentro con respecto al eje de rotación delmotor, dirigiendo también la disposición (41) de soporte y enfriamiento el fluido de enfriamiento para quefluya sobre el lado (55) en una dirección generalmente axial a un extremo aguas abajo del lado (55),enfriando el fluido de enfriamiento la parte (43) de borde de salida a medida que fluye sobre el lado (55), enel que se incluyen generadores (73) de turbulencia en el lado (55) para aumentar la transferencia de calordesde la parte (43) de borde de salida a medida que el fluido de enfriamiento fluye sobre el lado (55),caracterizado porque, los generadores (73) de turbulencia se extienden para atravesar la dirección axial deleje de rotación del motor,

en el que el lado (55) orientado radialmente hacia dentro incorpora varias separaciones (69) de pared quese extienden axialmente que dividen el lado (55) en varios canales (71) de enfriamiento distintos que seextienden axialmente, estando ubicados los generadores (73) de turbulencia incluidos en el lado (55) en loscanales (71) de enfriamiento.

Motor de turbina de gas Esta invención se refiere a un motor de turbina de gas.

Más particularmente, la invención se refiere a un motor de turbina de gas que incluye un álabe de estator para dirigir los gases de combustión calientes a las palas de rotor, incluyendo el álabe de estator una plataforma dispuesta en el lado del álabe radialmente hacia dentro/hacia fuera con respecto al eje de rotación del motor, teniendo la plataforma una parte de borde de salida aguas abajo con respecto al flujo de los gases de combustión calientes más allá del álabe de estator.

Una parte de un motor conocido de este tipo se muestra en las figuras 1 a 3. Este motor conocido se da a conocer en el documento US-A-5 252 026. La figura 1 es una sección longitudinal a través de la parte. La figura 2 es una vista tomada en la línea II-II en la figura 1. La figura 3 es una vista tomada en la línea III-III en la figura 2. La parte comprende un álabe 1 de estator que tiene plataformas 3 y 5 radialmente internas y externas, un paletaje 7 de rotor, un disco 9 de rotor al que está unido el paletaje 7 de rotor y una disposición 11 de soporte y enfriamiento.

El borde 13 de salida de la plataforma 3 radialmente interna se enfría por el aire suministrado al borde a través de un paso entre las partes 15, 17 adyacentes de la disposición 11 de soporte y enfriamiento. Este suministro se indica por las flechas 19 en la figura 1. La rotación del rotor del motor de turbina de gas provoca que el aire suministrado se desplace circunferencialmente en la región 21 de manera inmediatamente radial dentro del borde 13 de salida. Este desplazamiento circunferencial se indica por las flechas 23 en las figuras 2 y 3. A medida que el aire se desplaza circunferencialmente, enfría el borde 13 de salida. El aire pasa entonces a través del espacio 25 que se extiende circunferencialmente para unirse a los gases de combustión calientes del motor. Se incluyen generadores de turbulencia en forma de tiras 27 rectangulares en el lado orientado radialmente hacia dentro del borde 13 para aumentar la transferencia de calor desde el borde.

El enfriamiento descrito en el motor conocido tiene determinadas desventajas. El aire de enfriamiento se suministra más allá de las partes giratorias a alta temperatura del motor, se calienta tanto por la temperatura de estas partes como por la fricción con estas partes, y por tanto es menos eficaz cuando se trata de enfriar el borde 13 de salida. La forma de la región 21 combinada con la naturaleza del flujo a través de la misma tiende a fomentar áreas dentro de la región en las que el flujo está relativamente estancado, reduciendo el enfriamiento. Si el diferencial de presión entre la región 21 y el trayecto de los gases de combustión calientes del motor es relativamente alto entonces el aire de enfriamiento abandonará la región 21 a través del espacio 25 que se extiende circunferencialmente de manera relativamente rápida sin haber invertido mucho tiempo desplazándose circunferencialmente en la región 21 para enfriar el borde 13 de salida.

El documento US 5.252.026 A da a conocer una turbina de gas. Un álabe comprende en el extremo radial orientado hacia dentro una banda interna que incluye una superficie de lado interno radial. En un borde de salida del álabe la banda interna forma un borde axialmente posterior. El aire de enfriamiento se sopla contra el borde axialmente posterior en una dirección generalmente radial.

El documento EP 1 582 697 A1 da a conocer una pluralidad de orificios de giro de un álabe de una turbina de gas para guiar un fluido de enfriamiento a través de los orificios de giro. Los orificios de giro pueden fabricarse mediante perforación o fresado.

El documento EP 1 870 563 A1 da a conocer la aplicación de conductos a una plataforma de álabe para guiar el fluido de enfriamiento a lo largo de una superficie de borde de salida del álabe.

El documento US 2002/0159880 A1 da a conocer un álabe de estator con un borde de salida de perfil aerodinámico de estator. En el borde de salida se une un elemento obstaculizador de flujo de tobera. El fluido de enfriamiento fluye a través de un chorro dinámico con el fin de enfriar el elemento obstaculizador de flujo de tobera de turbina. Se usa un chorro dinámico para enfriar el borde de salida del álabe.

El documento US 2003/0167775 A1 da a conocer un enfriamiento para un borde de salida de plataforma de álabe. El fluido de enfriamiento fluye alrededor de un extremo posterior de la plataforma. El fluido de enfriamiento se guía a través de orificios en la plataforma, de modo que el fluido de enfriamiento fluye a través de la plataforma, concretamente, desde el lado interno axial de la plataforma hacia el lado externo de la plataforma.

Según la presente invención se proporciona un motor de turbina de gas que incluye un álabe de estator para dirigir los gases de combustión calientes a las palas de rotor, incluyendo el álabe de estator una plataforma dispuesta en el lado del álabe radialmente hacia dentro/hacia fuera con respecto al eje de rotación del motor, teniendo la plataforma una parte de borde de salida aguas abajo con respecto al flujo de los gases de combustión calientes más allá del álabe de estator, incluyendo también el motor una disposición de soporte y enfriamiento para dirigir un fluido de enfriamiento a un extremo aguas arriba de un lado orientado radialmente hacia dentro/hacia fuera de la parte de borde de salida de la plataforma, dirigiendo también la disposición de soporte y enfriamiento el fluido de enfriamiento para que fluya sobre el lado en una dirección generalmente axial a un extremo aguas abajo del lado, enfriando el fluido de enfriamiento la parte de borde de salida a medida que fluye sobre el lado, en el que se incluyen generadores de turbulencia en el lado para aumentar la transferencia de calor desde la parte de borde de salida a medida que el fluido de enfriamiento fluye sobre el lado. Los generadores de turbulencia se extienden para atravesar la dirección axial del eje de rotación del motor, en el que el lado orientado radialmente hacia dentro incorpora varias separaciones de pared que se extienden axialmente que dividen el lado en varios canales de enfriamiento distintos que se extienden axialmente, estando ubicados los generadores de turbulencia incluidos en el lado en los canales de enfriamiento.

En un motor según el párrafo anterior, es preferible que la plataforma esté dispuesta en el lado del álabe radialmente hacia dentro con respecto al eje de rotación del motor, y la disposición de soporte y enfriamiento dirige el fluido de enfriamiento al extremo aguas arriba de un lado orientado radialmente hacia dentro de la parte de borde de salida de la plataforma.

En un motor según el párrafo anterior, es preferible que la disposición de soporte y enfriamiento incluya un anillo de soporte, y una parte de la periferia del anillo de soporte se encuentra adyacente al lado orientado radialmente hacia dentro, fluyendo el fluido de enfriamiento sobre el lado en la dirección generalmente axial desplazándose a través de una primera interconexión entre el lado y el anillo de soporte.

En un motor según el párrafo anterior, es preferible que la plataforma incluya un reborde que se extiende radialmente hacia dentro en el extremo aguas arriba de la parte de borde de salida, y la parte de la periferia del anillo de soporte también se encuentra adyacente a un lado orientado aguas abajo del reborde, desplazándose el fluido de enfriamiento al extremo aguas arriba del lado orientado radialmente hacia dentro desplazándose de manera generalmente radial hacia fuera a través de una segunda interconexión entre el lado orientado aguas abajo del reborde y el anillo de soporte.

En un motor según el párrafo anterior, es preferible definir una cavidad para suministrar fluido de enfriamiento entre la plataforma y la disposición de soporte y enfriamiento, y la parte de la periferia del anillo de soporte también se encuentra adyacente a un extremo orientado radialmente hacia dentro del reborde, suministrándose el fluido de enfriamiento por la cavidad a la segunda interconexión abandonando la cavidad en un sentido generalmente aguas abajo a través de una tercera interconexión entre el extremo orientado radialmente hacia dentro del reborde y el anillo de soporte.

En un motor según el párrafo anterior, es preferible que la cavidad también suministre fluido de enfriamiento al interior del álabe de estator.

En un motor según uno cualquiera de los cinco párrafos anteriores, es preferible que haya un flujo adicional de fluido de enfriamiento que enfríe la parte de borde de salida, y este flujo adicional se desplaza más allá de un disco de rotor del motor... [Seguir leyendo]

1. Motor de turbina de gas que incluye un álabe (31) de estator para dirigir los gases de combustión calientes a las palas (37) de rotor, incluyendo el álabe (31) de estator una plataforma (33) dispuesta en el lado interno radial del álabe (31) con respecto al eje de rotación del motor, teniendo la plataforma (33) una parte (43) de borde de salida aguas abajo con respecto al flujo de los gases de combustión calientes más allá del álabe (31) de estator, incluyendo también el motor una disposición (41) de soporte y enfriamiento para dirigir un fluido de enfriamiento a un extremo aguas arriba de un lado (55) de la parte (43) de borde de salida de la plataforma (33) , lado (55) que está orientado radialmente hacia dentro con respecto al eje de rotación del motor, dirigiendo también la disposición (41) de soporte y enfriamiento el fluido de enfriamiento para que fluya sobre el lado (55) en una dirección generalmente axial a un extremo aguas abajo del lado (55) , enfriando el fluido de enfriamiento la parte (43) de borde de salida a medida que fluye sobre el lado (55) , en el que se incluyen generadores (73) de turbulencia en el lado (55) para aumentar la transferencia de calor desde la parte (43) de borde de salida a medida que el fluido de enfriamiento fluye sobre el lado (55) , caracterizado porque, los generadores (73) de turbulencia se extienden para atravesar la dirección axial del eje de rotación del motor,

en el que el lado (55) orientado radialmente hacia dentro incorpora varias separaciones (69) de pared que se extienden axialmente que dividen el lado (55) en varios canales (71) de enfriamiento distintos que se extienden axialmente, estando ubicados los generadores (73) de turbulencia incluidos en el lado (55) en los canales (71) de enfriamiento.

2. Motor según la reivindicación 1, en el que la plataforma (33) está dispuesta en el lado del álabe (31) radialmente hacia dentro con respecto al eje de rotación del motor, y la disposición (41) de soporte y enfriamiento dirige el fluido de enfriamiento al extremo aguas arriba de un lado (55) orientado radialmente hacia dentro de la parte (43) de borde de salida de la plataforma (33) .

3. Motor según la reivindicación 1 ó 2, en el que la cavidad (47) también suministra fluido de enfriamiento al interior del álabe (31) de estator.

4. Motor según la reivindicación 2 ó 3, en el que hay un flujo adicional de fluido de enfriamiento que enfría la parte (43) de borde de salida, y este flujo adicional se desplaza más allá de un disco (39) de rotor del motor al que están unidas las palas (37) de rotor.

5. Motor según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que los generadores (73) de turbulencia son generadores (73) de turbulencia de cheurones.

6. Motor según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que se suministra más fluido de enfriamiento a determinados canales (71) de enfriamiento que a otros.