Segmento de paletas y turbina con superficies de asiento radiales.

1) Segmento de paletas (1) para una turbina (2), el cual incluye lo siguiente:

Una primera paleta (3);

Una primera cinta de cubrición (7) que comprende una superficie de asiento (11) y la primera se encuentra unida con la punta de la primera paleta (3); Una segunda paleta (3'), estando la primera paleta (3) y la segunda paleta (3') diseñadas como paletas de rodete;

así como Una segunda cinta de cubrición (7') que está unida con la punta de la segunda paleta (3') y la misma comprende una superficie de asiento antagónica (12') para su puesta a tope en la superficie de asiento (11) de la primera cinta de cubrición (7) en la dirección radial (R) y esto de tal manera que se pueda generar una unión por arrastre de fricción (RF) entre la superficie de asiento (11) y la superficie de asiento antagónica (12'). Este elemento de paletas está caracterizado porque la superficie de asiento (11) y la superficie de asiento antagónica (12') están dispuestas de forma oblicua en la dirección axial.

Segmento de paletas y turbina con superficies de asiento radiales

Ámbito de la invención (0001) La presente invención se refiere a un segmento de paletas así como a una turbina.

(0002) A través de la patente japonesa número JP 2007 154695 A, por ejemplo, es conocido pretensar las paletas de una turbina mediante torsión. Durante el funcionamiento de las paletas de la turbina, esto repercute de una manera conveniente en cuanto al comportamiento de amortiguación de las mismas. Este pretensado por torsión es mantenido por el hecho de que las paletas de la turbina comprenden, por sus respectivas puntas, unas cintas de cubrición que se encuentran tensadas entre sí por medio de un amortajado en forma de Z. Este amortajado en forma de Z también es conocido como “Z-shroud”.

(0003) La presente invención tiene como objeto presentar un enfoque alternativo o complementario que prevea un acoplamiento entre dos paletas como mínimo de un segmento de paletas con el fin de conseguir un comportamiento de amortiguación más conveniente.

(0004) De acuerdo con la presente invención, este objetivo se consigue mediante un segmento de paletas con las características de la reivindicación de patente 1) así como con una turbina de las características de la reivindicación de patente 10) .

(0005) Por consiguiente, para que una turbina sea proporcionada a un segmento de paletas tiene que incluir: Una primera paleta; una primera cinta de cubrición que está unida con la punta de la primera paleta y la misma comprende una superficie de asiento; una segunda paleta; así como una segunda cinta de cubrición que se encuentra unida con la punta de la segunda paleta y la misma comprende una superficie de asiento antagónica para la puesta a tope de la superficie de asiento de la primera cinta de cubrición en el sentido radial, y esto de tal manera que se pueda producir una unión por arrastre de fricción entre la superficie de asiento y la superficie de asiento antagónica.

(0006) Además, por medio del segmento de paletas según la presente invención también quedan proporcionados una turbina, y sobre todo un motor de turbopropulsión.

(0007) La idea, en la cual se fundamenta la presente invención, está basada en el hecho de disponer las cintas de cubrición de las respectivas paletas al estilo de las tejas de un tejado, por lo que las cintas de cubrición se encuentran puestas a tope entre sí en la dirección radial y de tal modo que por lo menos durante el funcionamiento del segmento de paletas (pero también al estar el mismo parado) se pueda producir una unión en arrastre de fricción entre las cintas de cubrición puestas una sobre la otra. Esta unión por arrastre de fricción proporciona un acoplamiento entre las cintas de cubrición y, por consiguiente, entre las paletas, lo cual repercute de una manera favorable sobre el comportamiento de amortiguación.

(0008) En las reivindicaciones secundarias pueden ser apreciadas unas convenientes ampliaciones de la forma de realización.

(0009) Por la expresión de “puesta a tope de la superficie de asiento contra la superficie de asiento antagónica en la dirección radial” ha de ser entendido que un vector comprende por lo menos un componente radial en el sentido vertical y sobre aquel plano en el cual se encuentran puestas a tope entre sí la superficie de asiento y la superficie de asiento antagónica.

(0010) La expresión de “dirección circunferencial” significa aquí la dirección a lo largo de un línea circular que el eje de giro del segmento de paletas posee como el eje central dentro de la turbina. La expresión de “radial” se refiere aquí a una dirección en el sentido vertical al eje de giro del segmento de paletas dentro de la turbina. La expresión de “axial” se refiere aquí a la dirección a lo largo del eje de giro del segmento de paletas dentro de la turbina.

(0011) Según una ampliación de la forma de realización del segmento de paletas de la presente invención, resulta que el centro de gravedad de la primera cinta de cubrición está dispuesto en la dirección circunferencial de forma distanciada del eje central de la primera paleta y esto, de tal manera, que la primera paleta se pueda doblar bajo la acción de las fuerzas centrífugas durante el funcionamiento del segmento de paletas así como a los efectos de producir la unión por arrastre de fricción entre la superficie de asiento y la superficie de asiento antagónica. Por consiguiente, durante el funcionamiento del segmento de paletas se produce - a causa de la acción de las efectivas fuerzas centrífugas - un momento de flexión que tiene la tendencia de hacer volcar la paleta en la dirección circunferencial y conjuntamente con la cinta de cubrición. Sin embargo, este vuelco queda impedido gracias a la superficie de asiento de la primera cinta de cubrición así como a la superficie de asiento antagónica de 65 la segunda cinta de cubrición. En este caso, la superficie de asiento empuja en la dirección radial contra la superficie de asiento antagónica, de tal modo, que se pueda producir una unión por arrastre de fricción entre la superficie de asiento y la superficie de asiento antagónica.

(0012) Por la expresión de “eje central” se debe entender aquí el eje de la primera paleta, que está posicionado de, tal manera que, al haber sido dispuesto el centro de gravedad de la primera cinta de cubrición de forma coincidente con este eje, sobre la primera paleta no sería aplicado ningún momento de flexión o bien solamente sería aplicado un desdeñable momento de flexión, procedente de la cinta de cubrición. Lo mismo ha de ser aplicado, aunque de forma análoga, para el eje central de la segunda paleta.

(0013) Según otra ampliación de la forma de realización del segmento de paletas de la presente invención es así que la superficie de asiento de la primera cinta de cubrición y/o la superficie de asiento antagónica de la segunda cinta de cubrición están conformadas con un una medida suplementaria de prensado en la dirección radial a efectos de una dobladura de la primera paleta por el punto del pie de la misma y en la dirección circunferencial, y esto con el fin de producir, de este modo, la unión por arrastre de fricción entre la superficie de asiento y la superficie de asiento antagónica. Por una medida suplementaria de prensado ha de ser entendido aquí que la superficie de asiento y/o la superficie de asiento antagónica tienen un mayor grosor en la dirección radial con el fin de producir con ello una presión superficial - y, por consiguiente, una unión por arrastre de fricción - entre la superficie de asiento y la superficie de asiento antagónica. Esta forma de realización puede estar prevista como alternativa a la forma de realización anterior o bien de manera complementaria a la misma, en la que el centro de gravedad de la primera cinta de cubrición está dispuesto, en la dirección circunferencial, de una manera tan distanciada del eje central de la primera paleta.

(0014) Según otra ampliación de la forma de realización del segmento de paletas de la presente invención, la unión por arrastre de fricción está prevista para producir un momento de reacción por torsión en una dirección alrededor del eje central de la primera paleta y de la segunda paleta. Esto es conveniente a efectos de una compensación de la tendencia hacia un relajamiento de los perfiles de las paletas de rodete que se encuentran torcidos en el sentido radial.

(0015) Según otra ampliación de la forma de realización del segmento de paletas de la presente invención, la primera paleta y/o la segunda paleta tienen una inclinación básica en la dirección axial que queda definida por un eje de inclinación básica; a este efecto, la superficie de asiento y la superficie de asiento antagónica están dispuestas de una manera oblicua, sobre todo con un ángulo entre 45 y 135 grados en relación con el eje de inclinación básica de la primera paleta y de la segunda paleta en la dirección axial. Esta inclinación básica es conocida también como “lean”. Por regla general, la inclinación básica es empleada para compensar - por lo menos ampliamente y dentro de determinados regímenes de funcionamiento de la turbina - las fuerzas del gas, las que son generadas durante el funcionamiento de la turbina y las cuales producen en las paletas unos correspondientes momentos de flexión. En este caso, la inclinación básica puede ser, en función de la forma de realización de la turbina, normalmente de entre cero y dos grados. La forma de disposición oblicua de la superficie de asiento y de la superficie de asiento antagónica tiene por efecto la presentación de un... [Seguir leyendo]

1) Segmento de paletas (1) para una turbina (2) , el cual incluye lo siguiente: Una primera paleta (3) ; Una primera cinta de cubrición (7) que comprende una superficie de asiento (11) y la primera se encuentra unida con la punta de la primera paleta (3) ; Una segunda paleta (3´) , estando la primera paleta (3) y la segunda paleta (3´) diseñadas como paletas de rodete;

así como Una segunda cinta de cubrición (7´) que está unida con la punta de la segunda paleta (3´) y la misma comprende una superficie de asiento antagónica (12´) para su puesta a tope en la superficie de asiento (11) de la primera cinta de cubrición (7) en la dirección radial (R) y esto de tal manera que se pueda generar una unión por arrastre de fricción (RF) entre la superficie de asiento (11) y la superficie de asiento antagónica (12´) . Este elemento de paletas está caracterizado porque la superficie de asiento (11) y la superficie de asiento antagónica (12´) están dispuestas de forma oblicua en la dirección axial.

2) Segmento de paletas conforme a la reivindicación 1) y se caracteriza porque el centro de gravedad (S) de la primera cinta de cubrición (7) está distanciado del eje central (M) de la primera paleta (3) en la dirección circunferencial (U) y de tal manera que - durante el funcionamiento del segmento de paletas (1) y bajo la acción de las fuerzas centrífugas - la primera paleta (3) sea doblada a los efectos de generar una unión por arrastre de fricción (RF) entre la superficie de asiento (11) y la superficie de asiento antagónica (12´) .

3) Segmento de paletas conforme a las reivindicaciones 1) ó 2) y se caracteriza porque la superficie de asiento (11)

de la primera cinta de cubrición (7) y/o la superficie de asiento antagónica (12´) de la segunda cinta de cubrición (7´) están conformadas en la dirección radial (R) con una medida suplementaria (P) para el prensado y a los efectos de poder doblar la primera paleta (3) alrededor del punto de pie (F) de la misma y en la dirección circunferencial (U) con el fin de producir con ello la unión en arrastre de fricción (RF) entre la superficie de asiento (11) y la superficie de asiento antagónica (12´) .

4) Segmento de paletas conforme a una de las reivindicaciones anteriormente mencionadas y se caracteriza porque la unión por arrastre de fricción (RF) está prevista para generar un momento de reacción por torsión (TM) en una dirección alrededor del eje central (M) de la primera paleta (3) y/o de la segunda paleta (3´) .

5) Segmento de paletas conforme a una de las reivindicaciones anteriormente mencionadas y se caracteriza porque la primera paleta (3) y/o la segunda paleta (3´) tienen una inclinación básica en la dirección axial (6) , la cual queda definida por un eje de inclinación básica (G´) ; en este caso, la superficie de asiento (11) y la superficie de asiento antagónica (12´) están dispuestas de forma oblicua, sobre todo con un ángulo (W´) entre 45 y 135 grados, en relación con el eje de inclinación básica (G´) de la primera paleta (3) y/o de la segunda paleta (3´) .

6) Segmento de paletas conforme a una de las reivindicaciones anteriormente mencionadas y se caracteriza porque la superficie de asiento (11) y la superficie de asiento antagónica (12´) comprenden un elemento de engrane (13´) y un elemento de alojamiento (14) que engranan entre si en la dirección circunferencial (U) .

7) Segmento de paletas conforme a una de las reivindicaciones anteriormente mencionadas y se caracteriza porque la primera paleta (3) y/o la segunda paleta (3´) están pretensadas por una torsión.

8) Segmento de paletas conforme a una de las reivindicaciones anteriormente mencionadas que se caracteriza porque de la primera paleta (3) y/o la segunda paleta (3´) están hechas de un material que tiene una mayor

fluencia que los materiales en base a níquel.

9) Turbina (2) equipada con un segmento de paletas (1) conforme a una de las reivindicaciones anteriormente mencionadas.