Rueda de turbina equipada con un dispositivo de retención axial que inmoviliza a las palas con respecto a un disco.

Rueda de turbina (10) que comprende:

- una pluralidad de palas (14),

presentando cada una de las palas (14) un perfil (144), una plataforma (142) y unelemento de fijación (140),

- un disco (12) en cuya periferia están montadas las palas (14), estando insertado el elemento de fijación (140) decada una de las palas (14) en un alojamiento (120) que se abre en la periferia del disco (12) y que se extiendeaxialmente entre dos caras opuestas (128, 130) del disco (12), estando separados los alojamientos (120) por dientes(121),

- un dispositivo de retención axial (16) de las palas (14) que inmoviliza axialmente a las palas (14) con respecto aldisco (12),

- al menos una de las palas (14) hace tope contra un primer órgano de tope (126) del disco (12) para bloquear lacitada pala (14) con respecto al disco (12) según un primer sentido axial (X),

- estando caracterizada la citada rueda (10) porque la plataforma (142) de la citada pala (14) comprende unaproyección (150) que sobresale axialmente más allá de una de las caras (128) del disco (12), comprendiendo lacitada proyección (150) un segundo órgano de tope (146), y

- porque la proyección axial (150), el segundo órgano de tope (146) y la citada cara del disco (128) forman unagarganta orientada hacia el eje del disco (A), estando destinada la citada garganta a recibir al dispositivo deretención axial (16), de modo que el dispositivo de retención axial (16), en posición montada, hace tope según elprimer sentido axial (X) contra el segundo órgano de tope (146), y contra la citada cara del disco (128) según unsegundo sentido axial (Y) opuesto al primer sentido axial (X), gracias a lo cual la citada pala (14) queda bloqueadacon respecto al disco (12) según el segundo sentido axial (Y).

Rueda de turbina equipada con un dispositivo de retención axial que inmoviliza a las palas con respecto a un disco.

La invención concierne de modo general a las ruedas de palas en turbinas de gas y se refiere 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 industriales y de los motores aeronáuticos de turbina de gas.

Una rueda de turbina comprende clásicamente una pluralidad de palas, un disco y un dispositivo de retención axial de las palas. Cada una de las palas presenta generalmente un perfil de pala, una plataforma y un elemento de fijación. En la periferia del disco están montadas las palas, insertándose el elemento de fijación de cada una de las palas en un alojamiento que se abre en la periferia del disco y que se extiende axialmente entre dos caras opuestas del disco, estando separados los alojamientos por dientes. El dispositivo de retención axial de las palas inmoviliza axialmente a las palas con respecto al eje de rotación del disco. El documento US 5 256 035 describe una rueda de turbina de este tipo.

En las ruedas de turbinas conocidas, las palas, en funcionamiento, están a veces animadas de movimientos vibratorios o vibraciones. Estas vibraciones son nefastas porque pueden conducir a inestabilidades dinámicas de la rueda que conducen a la destrucción de la rueda así como a un desgaste prematuro de las zonas de contacto entre los diferentes elementos de la rueda.

La invención tiene por objetivo proponer una rueda de turbina en la cual las palas estén sometidas sensiblemente a menos vibraciones durante el funcionamiento de la rueda.

Este objetivo se consigue gracias al hecho de que en el tipo de rueda anteriormente citado, al menos una de las palas hace tope contra un primer órgano de tope del disco para bloquear a la citada pala con respecto al disco según un primer sentido axial, la plataforma de la citada pala comprende una proyección que sobresale axialmente más allá de una de las caras del disco, comprendiendo la citada proyección un segundo órgano de tope, y la proyección axial, el segundo órgano de tope y la citada cara del disco forman una garganta orientada hacia el eje del disco, estando destinada la citada garganta a recibir al dispositivo de retención axial, de modo que el dispositivo de retención axial, en posición montada, hace tope según el primer sentido axial contra el segundo órgano de tope y contra la citada cara del disco según un segundo sentido axial opuesto al primer sentido axial, gracias a lo cual la citada pala queda bloqueada con respecto al disco según el segundo sentido axial.

Se comprende por tanto que el dispositivo de retención axial inmoviliza axialmente a la pala con respecto al disco. En efecto, la pala queda bloqueada axialmente, por una parte, por el primer órgano de tope del disco y, por otra, por el dispositivo de retención axial. El primer órgano de tope permite bloquear la pala axialmente según el primer sentido axial, mientras que el dispositivo de retención axial permite bloquear la pala axialmente según el segundo sentido axial. Por « axial » se entiende una dirección orientada según el eje de la rueda o del disco. Naturalmente, en la dirección radial, la pala queda retenida en el alojamiento por cooperación de forma entre la pala y dos dientes del disco, de manera en sí conocida.

Por ejemplo y preferentemente, el primer sentido axial es aquél en el cual las palas son insertadas en el alojamiento del disco mientras que el segundo sentido axial es aquél por el cual las palas pueden ser retiradas del disco.

La plataforma de la pala tiene una proyección axial que comprende un segundo órgano de tope. La proyección axial está prevista para extenderse axialmente más allá de una de las caras del disco cuando la pala está montada en el disco. El segundo órgano de tope está situado debajo de la plataforma y sobresale radialmente hacia el eje del disco.

Cuando la pala está montada en el disco, la citada cara del disco, la proyección axial y el segundo órgano de tope forman una garganta orientada hacia el eje del disco. Así, la cara inferior de la plataforma, opuesta a la cara que lleva el perfil de pala, forma el fondo de la garganta mientras que la citada cara del disco y el segundo órgano de tope forman los bordes laterales de la garganta. La garganta así definida está destinada a recibir al dispositivo de retención axial.

El dispositivo de retención axial queda mantenido en la garganta según el primer sentido axial por el segundo órgano de tope y según el segundo sentido axial por la citada cara del disco. El dispositivo de retención axial queda mantenido igualmente según la dirección radial en el sentido centrífugo por el fondo de la garganta.

Cuando la pala tiende a desplazarse axialmente según el segundo sentido axial, el segundo órgano de tope hace tope contra el dispositivo de retención axial, haciendo tope éste a su vez contra la citada cara del disco. Así, la pala queda retenida axialmente según el segundo sentido axial.

Además, durante la rotación de la rueda, la fuerza centrífuga aplicada al dispositivo de retención axial, tiende a adherir el dispositivo de retención axial sobre el fondo de la garganta con una cierta presión de contacto creciente con la velocidad de rotación de la rueda. Esto presenta una doble ventaja. En primer lugar, esta adhesión permite mantener el dispositivo de retención axial en el fondo de la garganta. En efecto, la adhesión permite asegurarse de que el dispositivo de retención axial se mantiene correctamente alojado en la garganta, entre los bordes laterales. Por consiguiente, el dispositivo de retención axial difícilmente puede desacoplarse de la garganta.

Además, esta adhesión permite ventajosamente un acoplamiento mecánico entre la pala y el dispositivo de retención axial. La flexibilidad relativa del dispositivo de retención axial con respecto a la rigidez de la pala y la rigidez del disco permite un amortiguamiento de la componente acimutal de las vibraciones. Amortiguándose así las vibraciones de la pala, la amplitud de los desplazamientos de la pala disminuye, de modo que ventajosamente se evita la destrucción de la pala, especialmente cuando las vibraciones vibran a la frecuencia de resonancia de la pala.

Gracias a la invención, por una parte la retención axial de las palas sobre el disco queda asegurada correctamente y, por otra, se amortiguan las vibraciones de la pala.

De acuerdo con un aspecto ventajoso de la invención, entre el dispositivo de retención axial y la citada pala está previsto un saliente para realizar un contacto mecánico entre la pala y el dispositivo de retención axial.

La presencia de un saliente entre la pala y el dispositivo de retención axial mejora el contacto mecánico entre la pala y el dispositivo de retención axial, permitiendo el citado contacto mecánico el amortiguamiento de las vibraciones de la pala. Además este saliente puede eventualmente permitir frenar los eventuales movimientos del dispositivo de retención axial según una dirección acimutal, lo que mejora la seguridad de la retención axial de las palas.

De acuerdo con una variante, el saliente está formado en el dispositivo de retención axial.

De acuerdo con otra variante, el saliente está formado debajo de la proyección axial, en el fondo de la citada garganta, es decir en la cara que está enfrente del dispositivo de retención axial.

Ventajosamente, un vaciado de forma complementaria al saliente está realizado en el elemento enfrente del saliente, y formado de modo que el saliente se aloja en el vaciado.

Se comprenderá por tanto que si el saliente está formado en el dispositivo de retención axial, el elemento enfrente del saliente es la plataforma y el vaciado está realizado entonces debajo de la plataforma. Inversamente, si el saliente está formado debajo de la plataforma, el elemento enfrente del saliente es el dispositivo de retención axial y el vaciado está por tanto realizado a nivel del dispositivo de retención axial. Un vaciado de forma complementaria al saliente permite mejorar todavía el contacto mecánico entre la pala y el dispositivo de retención axial combinándose las ventajas ligadas a la presencia de un saliente simple y las ventajas ligadas a la presencia de superficies enfrentadas sin saliente. En efecto, el saliente permite un contacto permanente, y las superficies enfrentadas que están muy próximas gracias al vaciado de forma complementaria al saliente permiten un contacto suplementario durante la rotación de la rueda debido a la fuerza centrífuga. Además, el hecho de que el saliente... [Seguir leyendo]

1. Rueda de turbina (10) que comprende:

- una pluralidad de palas (14) , presentando cada una de las palas (14) un perfil (144) , una plataforma (142) y un elemento de fijación (140) ,

- un disco (12) en cuya periferia están montadas las palas (14) , estando insertado el elemento de fijación (140) de cada una de las palas (14) en un alojamiento (120) que se abre en la periferia del disco (12) y que se extiende axialmente entre dos caras opuestas (128, 130) del disco (12) , estando separados los alojamientos (120) por dientes (121) ,

- un dispositivo de retención axial (16) de las palas (14) que inmoviliza axialmente a las palas (14) con respecto al disco (12) ,

- al menos una de las palas (14) hace tope contra un primer órgano de tope (126) del disco (12) para bloquear la citada pala (14) con respecto al disco (12) según un primer sentido axial (X) ,

- estando caracterizada la citada rueda (10) porque la plataforma (142) de la citada pala (14) comprende una proyección (150) que sobresale axialmente más allá de una de las caras (128) del disco (12) , comprendiendo la citada proyección (150) un segundo órgano de tope (146) , y

- porque la proyección axial (150) , el segundo órgano de tope (146) y la citada cara del disco (128) forman una garganta orientada hacia el eje del disco (A) , estando destinada la citada garganta a recibir al dispositivo de retención axial (16) , de modo que el dispositivo de retención axial (16) , en posición montada, hace tope según el primer sentido axial (X) contra el segundo órgano de tope (146) , y contra la citada cara del disco (128) según un segundo sentido axial (Y) opuesto al primer sentido axial (X) , gracias a lo cual la citada pala (14) queda bloqueada con respecto al disco (12) según el segundo sentido axial (Y) .

2. Rueda de turbina (10) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque entre el dispositivo de retención axial (16) y la citada pala (14) está previsto al menos un saliente (162, 170) para realizar un contacto mecánico entre la pala (14) y el dispositivo de retención axial (16) .

3. Rueda de turbina (10) de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque en el dispositivo de retención axial

(16) está formado al menos un saliente (162) .

4. Rueda de turbina (10) de acuerdo con las reivindicaciones 2 o 3, caracterizada porque debajo de la proyección axial (150) está formado un saliente (170) en el fondo de la citada garganta.

5. Rueda de turbina (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizada porque un vaciado de forma complementaria al saliente (162, 170) está realizado en el elemento enfrente del saliente (162, 170) , y formado de modo que el saliente (162, 170) se aloja en el vaciado.

6. Rueda de turbina (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizada porque el saliente (162, 170) y/o el vaciado están realizados en una porción de la plataforma (142) que no soporta radialmente el perfil de pala (144) .

7. Rueda de turbina (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el disco

(12) presenta un tope antirrotación (124) apto para bloquear los movimientos acimutales del dispositivo de retención axial (16) con respecto al disco (12) .

8. Rueda de turbina (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el disco (12) presenta además al menos un tope de seguridad (122) apto para bloquear los movimientos centrípetos del dispositivo de retención axial (16) .

9. Rueda de turbina (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el dispositivo de retención axial es un junquillo anular ranurado (16) .

10. Rueda de turbina (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el segundo órgano de tope forma un alerón (146) .

11. Rueda de turbina (10) de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizada porque el alerón (146) forma una porción de anillo que se extiende al menos en una porción de la longitud acimutal de la proyección axial (150) de la plataforma (142) de la pala (14) .

12. Turbomáquina (200) que comprende una rueda de turbina (210, 220) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.