Rueda de turbina equipada con una arandela de retención axial que bloquea a las palas con respecto a un disco.

Rueda de turbina (10) que tiene un eje de rotación (X) y que comprende:

- un disco (12) que tiene una periferia y una cara lateral (12a),

- una pluralidad de palas (14) montadas en el disco (12), comprendiendo cada una de las palas (14) un pie (20) de pala (14) y un primer gancho (22) que sobresale axialmente, estando el citado primer gancho (22) orientado radialmente y definiendo una primera garganta (24) que se abre radialmente hacia el eje de rotación (X) de la rueda de turbina (10),

- comprendiendo el disco (12) una serie de segundos ganchos (26) que sobresalen axialmente desde su cara lateral (12a) en el mismo lado que los primeros ganchos (22), estando cada segundo gancho (26) orientado radialmente y definiendo una segunda garganta (28) que se abre radialmente hacia el eje de rotación (X) de la rueda de turbina (10),

- una arandela de retención axial (30) que comprende al menos un tope (32) y dispuesta en el interior de las primeras gargantas (24) y en el interior de las segundas gargantas (28) a fin de retener axialmente a las palas (14) con respecto al disco (12),

- estando caracterizada la citada rueda de turbina (10) porque el tope (32) está dispuesto entre dos pies (20) de pala (14) adyacentes de manera que limita los desplazamientos acimutales de la arandela (30).

Rueda de turbina equipada con una arandela de retención axial que bloquea a las palas con respecto a un disco La invención concierne de modo general a las ruedas de palas en turbinas de gas y de modo más particular a la retención axial de las citadas palas con respecto al eje de la rueda. El ámbito de aplicación de la invención es especialmente el de las turbinas de gas de aeronaves así como el de las turbinas de gas industriales.

Una rueda de turbina clásica presenta un eje de rotación y comprende un disco que tiene una periferia y una cara lateral, una pluralidad de palas montadas en el disco, comprendiendo cada una de las palas un pie de pala y un primer gancho que sobresale axialmente, estando el citado primer gancho orientado radialmente y definiendo una primera garganta que se abre radialmente hacia el eje de rotación de la rueda de turbina, comprendiendo el disco una serie de segundos ganchos que sobresalen axialmente desde su cara lateral en el mismo lado que los primeros ganchos, estando cada segundo gancho orientado radialmente y definiendo una segunda garganta que se abre radialmente hacia el eje de rotación de la rueda de turbina, comprendiendo una arandela de retención axial al menos un tope y destinada a estar dispuesta en el interior de las primeras gargantas y en el interior de las segundas gargantas a fin de retener axialmente a las palas con respecto al disco.

En las ruedas de turbina conocidas, por ejemplo por la patente FR 2 729 709, un tope de arandela queda bloqueado en rotación entre diferentes partes de la rueda de turbina a fin de asegurar el montaje de la arandela y la retención de las palas del disco.

La invención tiene por objetivo proponer una alternativa a las estructuras de montaje de ruedas de turbina conocidas.

Este objetivo se consigue gracias al hecho de que en el tipo de rueda de turbina anteriormente descrito, el tope está destinado a quedar dispuesto entre dos pies de pala adyacentes para limitar los desplazamientos acimutales de la arandela.

Se entiende por « pie » el conjunto de la pala dispuesto en la base de la pala que sirve para el montaje de esta última en el disco. Deberá observarse que en lo que sigue, se utilizará indiferentemente el término « rueda » y « rueda de turbina » para designar el mismo objeto. Se comprende por tanto que en posición montada, el desplazamiento acimutal del tope está limitado por dos pies de pala adyacentes. Para hacer esto, el tope puede chocar contra uno u otro de los dos pies de pala. Por consiguiente, se limita el desplazamiento acimutal de la arandela.

El tope está dispuesto en un espacio que se extiende entre los dos pies de pala adyacentes de modo que no es necesario ningún mecanizado particular, especialmente para disponer un espacio para alojar al tope. Así pues, es posible montar en la rueda un conjunto de palas que tengan pies idénticos. Además, pudiendo ser las palas todas idénticas, el montaje de la rueda resulta facilitado. En efecto, el operador no presta atención particular a la colocación de una pala que tenga un pie específico enfrente del tope.

De esta manera, el desplazamiento acimutal de la arandela es como máximo igual a la longitud acimutal del espacio disponible entre dos pies adyacentes menos la longitud acimutal del tope. En el caso en que el tope se extienda sobre la mayor parte de la longitud acimutal, es útil prever un desplazamiento acimutal máximo no nulo de la arandela, especialmente para facilitar el montaje y para compensar las diferentes dilataciones térmicas. Se observará que las primeras gargantas están definidas entre los primeros ganchos y los pies de pala mientras que las segundas gargantas están definidas entre los segundos ganchos y el disco. La arandela se desplaza acimutalmente en el interior de las primeras y segundas gargantas.

Por otra parte, se observará que la disposición del tope entre dos pies de pala permite ventajosamente liberarse de un mecanizado particular del citado tope, en particular para permitir su inserción entre los dos pies de pala. Además, esta disposición entre dos pies de pala permite colocar el tope entre un par cualquiera de pies de pala. Así, no hay posición acimutal preferente del tope con respecto al disco y con respecto a los pies de pala. Por consiguiente, son posibles varias posiciones acimutales de montaje de la arandela, lo que hace a la arandela polivalente. De esta manera, a diferencia de los dispositivos del estado de la técnica, la rueda de turbina de acuerdo con la presente invención no está limitada a una sola posición de montaje del tope, y por tanto de la arandela, con respecto a la rueda de turbina.

Ventajosamente, el tope sobresale axialmente desde una cara axial de la arandela.

Se entiende por « cara axial » de la arandela una cara de la arandela que es perpendicular al eje de rotación de la turbina. En otras palabras, una cara axial de la arandela es una cara sensiblemente paralela a la cara lateral del disco. Preferentemente, en posición montada, el tope sobresale según una dirección axial opuesta a la cara lateral del disco.

Ventajosamente, el tope está dispuesto en una porción anular interior de la arandela.

Considerando la arandela como una anilla que tiene un borde periférico interior y un borde periférico exterior y una línea geométrica intermedia que se extiende paralelamente entre los bordes periféricos interior y exterior, la porción anular interior de la arandela queda determinada como una porción de la arandela delimitada por el borde periférico interior y la línea intermedia de la arandela, mientras que la porción anular exterior de la arandela queda definida como una porción de la arandela delimitada por el borde periférico exterior y la línea intermedia de la arandela. Se comprende por tanto que el tope se extiende radialmente en una cara axial de la arandela, entre el borde periférico interior y la línea intermedia de la arandela.

Preferentemente, el tope está destinado a quedar dispuesto entre los primeros ganchos de dos pies de pala adyacentes.

Así, el tope es apto para cooperar con los citados primeros ganchos de los pies de pala a fin de limitar el desplazamiento acimutal de la arandela. Se comprende por tanto que el espacio acimutal en el cual se extiende el tope está delimitado acimutalmente por los primeros ganchos. Así, los primeros ganchos presentan una zona de choque para el tope.

Ventajosamente, el tope está destinado a quedar dispuesto radialmente debajo de uno de los segundos ganchos.

Se comprende por tanto que uno de los segundos ganchos está dispuesto en el espacio acimutal disponible entre dos pies de pala adyacentes. Este segundo gancho y el tope están dispuestos sensiblemente en un mismo radio de rueda. El segundo gancho está radialmente más alejado del eje de rotación de la rueda de turbina que el tope. El segundo gancho está por tanto orientado hacia el tope.

Preferentemente, la distancia mínima entre el borde periférico exterior de la arandela y el tope es mayor que la profundidad de una de las segundas gargantas.

Así, si el tope está radialmente debajo de un segundo gancho, se asegura que el borde exterior de la arandela sea apto para estar en contacto con el fondo de la segunda garganta, por ejemplo bajo el efecto de las fuerzas centrífugas durante la rotación de la rueda de turbina, sin que el tope sea susceptible de cooperar con el segundo gancho. Por consiguiente, se evitan tensiones mecánicas radiales sobre el tope que no sirven para la limitación del movimiento acimutal de la arandela. Se mejora así la duración de vida de servicio de la arandela. Además, se limitan igualmente las tensiones mecánicas en flexión en el segundo gancho dispuesto radialmente encima del tope, evitando un contacto tope/segundo gancho. Debido a esto, la cooperación de la arandela es idéntica con cada una de las segundas gargantas del disco, independientemente de la presencia del tope.

Ventajosamente, el primer gancho de cada una de las palas sobresale radialmente desde el pie de las citadas palas.

Esta estructura de primer gancho permite fabricar fácilmente primeros ganchos cuyas primeras gargantas estén dispuestas en continuidad acimutal con las segundas gargantas del disco. Así, cuando las palas están montadas en el disco, los primeros ganchos sobresalen axialmente desde el plano definido por la cara lateral del disco.

Preferentemente, el pie de cada una de las palas está introducido en un alojamiento que se abre en la periferia del disco, estando los alojamientos separados por dientes, sobresaliendo cada segundo gancho desde uno de los dientes.

A nivel de la periferia del disco, se comprende que los dientes alternan con los pies de pala, y que... [Seguir leyendo]

1. Rueda de turbina (10) que tiene un eje de rotación (X) y que comprende:

- un disco (12) que tiene una periferia y una cara lateral (12a) ,

- una pluralidad de palas (14) montadas en el disco (12) , comprendiendo cada una de las palas (14) un pie (20) de pala (14) y un primer gancho (22) que sobresale axialmente, estando el citado primer gancho (22) orientado radialmente y definiendo una primera garganta (24) que se abre radialmente hacia el eje de rotación (X) de la rueda de turbina (10) ,

-comprendiendo el disco (12) una serie de segundos ganchos (26) que sobresalen axialmente desde su cara lateral (12a) en el mismo lado que los primeros ganchos (22) , estando cada segundo gancho (26) orientado radialmente y definiendo una segunda garganta (28) que se abre radialmente hacia el eje de rotación (X) de la rueda de turbina (10) ,

- una arandela de retención axial (30) que comprende al menos un tope (32) y dispuesta en el interior de las primeras gargantas (24) y en el interior de las segundas gargantas (28) a fin de retener axialmente a las palas (14) con respecto al disco (12) ,

- estando caracterizada la citada rueda de turbina (10) porque el tope (32) está dispuesto entre dos pies (20) de pala

(14) adyacentes de manera que limita los desplazamientos acimutales de la arandela (30) .

2. Rueda de turbina (10) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el tope (32) sobresale axialmente desde una cara axial de la arandela (30) .

3. Rueda de turbina (10) de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque el tope (32) está dispuesto en una porción anular interior (30b) de la arandela (30) .

4. Rueda de turbina de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el tope (32) está dispuesto entre los primeros ganchos (22) de dos pies (20) de pala (14) adyacentes.

5. Rueda de turbina (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el tope

(32) está dispuesto radialmente debajo de uno de los segundos ganchos (26) .

6. Rueda de turbina (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la distancia mínima entre el borde periférico exterior (30e) de la arandela (30) y el tope (32) es mayor que la profundidad de una de las segundas gargantas (28) .

7. Rueda de turbina (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el primer gancho (22) de cada una de las palas (14) sobresale radialmente desde el pie (20) de las citadas palas (14) .

8. Rueda de turbina (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el pie

(20) de cada una de las palas (14) está insertado en un alojamiento (18) que se abre en la periferia del disco (12) , estando los alojamientos (18) separados por dientes (16) , sobresaliendo cada segundo gancho (26) desde uno de los dientes (16) .

9. Rueda de turbina (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el tope (32) presenta caras de contacto aptas para realizar un contacto plano con caras de apoyo de los dos pies (20) de pala (14) que limitan el desplazamiento acimutal de la arandela (30) .

10. Rueda de turbina (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque la arandela (30) presenta una ranura (34) diametralmente opuesta al tope (32) .

11. Rueda de turbina (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque la arandela (30) presenta la forma general de una anilla que presenta un eje (X) , estando situado el centro de gravedad

(G) de la citada arandela (30) en el citado eje (X) .

12. Rueda de turbina (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque la arandela (30) coopera radialmente únicamente con los segundos ganchos (26) .

13. Turbomáquina (100) que comprende una rueda de turbina (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.