Junta de rendija para la obturación radial de una rendija (8) que se extiende,

axial- y radialmente, entre dos álabes (1, 2) de una turbomáquina adyacentes en dirección periférica (3),

- en donde los dos álabes (1, 2) presentan sobre su pie de álabe (6, 7) respectivo en cada caso una ranura longitudinal (10, 11), que se extiende axialmente y está abierta hacia la rendija (8),

- en donde un elemento obturador (12) en forma de banda o tira engrana con sus lados longitudinales (13, 14) en las dos ranuras longitudinales (10, 11) y puentea la rendija (8),

- en donde uno de los álabes (1) presenta sobre su pie de álabe (6) un resalte (15), que sobresale del pie de álabe (6) en dirección periférica (3), que se extiende al menos en la región de la ranura longitudinal (10) correspondiente en dirección periférica (3) y radialmente y, con ello, puentea un extremo longitudinal axial de la rendija (8),

- en donde de forma complementaria al resalte (15) el otro álabe (2) presenta sobre su pie de álabe (7) un rebajo (16) en forma de escalón, en el que engrana el resalte (15),

caracterizada porque

- el resalte (15) presenta una ranura transversal (17), que se extiende en dirección periférica (3) y está abierta hacia la rendija (8),

- en donde el elemento obturador (12) engrana con un lado frontal (18) en la ranura transversal (17)

Junta de rendija para álabes de una turbomáquina.

Campo técnico

La presente invención se refiere a una junta de rendija para la obturación radial de una rendija que se extiende, axial- y radialmente, entre dos álabes de una turbomáquina adyacentes en dirección periférica.

Estado de la técnica

En el caso de turbomáquinas, es decir de compresores, turbinas, etc., están dispuestos álabes de forma mutuamente adyacente en dirección periférica. A este respecto se producen en la región de los pies de álabe, en el caso de álabes de paleta dispuestos en el lado del rotor, rendijas que se extienden en cada caso axial- y radialmente entre los pies de álabe de álabes adyacentes. Para evitar la entrada de gases calientes en la rendija o para evitar la salida de gas de refrigeración desde la rendija, es necesario obturar esta rendija en dirección radial. Para esto es posible básicamente, en cada caso con dos álabes adyacentes en dirección periférica, aplicar a su pie de álabe respectivo en cada caso una ranura longitudinal, que se extiende axialmente y está abierta hacia la rendija. En estas ranuras longitudinales, que están alineadas de forma opuesta en la rendija, puede implantarse después un elemento obturador en forma de banda o tira, de tal modo que engrane con sus lados longitudinales en las dos ranuras longitudinales y, de este modo, puentee la rendija. Una junta de rendija de este tipo se conoce del documento EP-A2-1 221 539, el cual representa el estado de la técnica más próximo.

En las juntas de rendija de este tipo, sin embargo, puede existir de todas formas una rendija residual en el extremo frontal del elemento obturador. Esto puede achacarse a tolerancias de fabricación. Asimismo esta rendija residual puede configurarse o aumentar, en funcionamiento de la turbomáquina, a causa de efectos térmicos de dilatación. Del documento US 2005/0135925 A1 se conoce obturar rendijas residuales mediante elementos de cubierta, por ejemplo placas rectangulares.

Representación de la invención

Aquí comienza el desarrollo de la presente invención. La invención, como está caracterizada en las reivindicaciones, se ocupa del problema de indicar para una junta de rendija de la clase citada al comienzo una forma de ejecución mejorada, que destaca en especial por una mayor acción obturadora.

Este problema es resuelto conforme a la invención mediante el objeto de la reivindicación independiente. Formas de ejecución ventajosas son objeto de las reivindicaciones subordinadas.

La invención se basa en la idea general de hacer que el elemento obturador engrane también en su extremo frontal en una ranura correspondiente, de tal modo que no quede ninguna rendija residual. Con esta finalidad está configurado un resalte, sobre uno de los dos álabes entre cuyos pies aparece la rendija, el cual en la dirección periférica sobresale del pie de álabe de uno de los álabes y con ello se extiende, al menos en la región de la ranura longitudinal de este álabe, en dirección periférica y en dirección radial. De forma complementaria a esto, el otro álabe presenta sobre su pie de álabe un rebajo ajustado, en el que engrana el resalte. De este modo el resalte puede solaparse con la rendija en dirección periférica. En este resalte puede practicarse a continuación una ranura transversal, en la cual puede implantarse el lado frontal del elemento obturador. Mediante la forma constructiva descrita puede obturarse la rendija, a continuación, también en la región del extremo frontal del elemento obturador. La efectividad de la junta de rendija así formada se mejora de este modo.

Conforme a una forma de ejecución preferida, el resalte puede estar dimensionado de tal modo que, por un lado, se solapa con la ranura longitudinal que termina axialmente de forma abierta del otro álabe y que, por otro lado, es suficientemente grande para configurar la ranura transversal practicada en el mismo cerrada por sus extremos frontales. Mediante esta forma de ejecución puede mejorarse adicionalmente la acción obturadora de la junta de rendija.

Aparte de esto pueden estar ajustados mutuamente el resalte y el rebajo, opcionalmente, de tal modo que el resalte haga contacto en el rebajo axialmente con el pie de álabe del otro álabe. En esta forma constructiva la ranura transversal en el resalte de uno de los álabes se transforma, casi sin soldadura, en la ranura longitudinal del otro álabe. También por medio de esto puede mejorarse la acción obturadora de la junta de rendija.

Se obtienen otras particularidades y ventajas importantes de la junta de rendija conforme a la invención de las reivindicaciones subordinadas, de los dibujos y de la correspondiente descripción de figuras con base en los dibujos.

Descripción breve de los dibujos

Ejemplos de ejecución preferidos de la invención se han representado en los dibujos y se explican con más detalle en la siguiente descripción, en donde símbolos de referencia iguales se refieren a componentes iguales, similares o funcionalmente iguales. Aquí muestran, en cada caso esquemáticamente,

la figura 1 una vista en planta en dirección radial sobre dos álabes, adyacentes en dirección periférica, en la región de una junta de rendija,

la figura 2 una vista en corte en la región de la junta de rendija, de forma correspondiente a las líneas de corte II en la figura 1,

la figura 3 una vista en corte en la región de la junta de rendija, de forma correspondiente a las líneas de corte III en la figura 2.

Modos de ejecutar la invención

En la figura 1 se han representado parcialmente dos álabes, precisamente un primer álabe 1 y un segundo álabe 2, que en cada caso forman parte de una turbomáquina no representada por lo demás. Esta turbomáquina es por ejemplo una turbina o un compresor. La turbomáquina presenta un estator y un rotor, que está dispuesto de forma giratoria en el estator alrededor de un eje de rotación. Los datos de dirección indicados anteriormente y a continuación como dirección axial, dirección radial y dirección periférica, se refieren con ello en cada caso al eje de rotación, que define la dirección axial. En las figuras 1 a 3 las direcciones, referidas al eje de rotación del rotor, están indicadas mediante flechas dobles. Con 3 se ha designado con ello la dirección periférica, con 4 se ha designado la dirección axial y 5 designa la dirección radial. En el caso de los álabes 1, 2 puede tratarse de álabes guía del estator. Sin embargo, de forma preferida se trata en el caso de los álabes 1, 2 de álabes de paleta del rotor.

Los dos álabes 1, 2 aquí mostrados están dispuestos de forma mutuamente adyacente en la dirección periférica 3. Cada álabe 1, 2 presenta un pie de álabe 6 ó 7. El pie de álabe 6 del primer álabe 1 se designa a continuación también como primer pie de álabe 6. El pie de álabe 7 del segundo álabe 7 se designa a continuación como segundo pie de álabe 7. A causa de la forma constructiva de la turbomáquina se forma en la dirección periférica 3, entre álabes 1, 2 adyacentes, en la región de los pies de álabe 6, 7 una rendija 8 que se extiende en dirección axial 4 y en dirección radial 5. Para obturar esta rendija 8 está configurada en la región de la rendija 8 una junta de rendija 9, que se explica a continuación con más detalle.

Para materializar la junta de rendija 9 se ha practicado en uno de los álabes 1, es decir por ejemplo en el primer álabe 1, sobre su pie de álabe 6 una ranura longitudinal 10, que a continuación se designa también como primera ranura longitudinal 10. La primera ranura longitudinal 10 se extiende axialmente y está abierta hacia la rendija 8. Análogamente a esto se ha practicado en el otro álabe 2, es decir aquí en el segundo álabe 2 o en su pie de álabe 7, también una ranura longitudinal 11 que a continuación se designa como segunda ranura longitudinal 11. La segunda ranura longitudinal 11 está también abierta hacia la rendija 8 y se extiende axialmente. Las dos ranuras longitudinales 10, 11 están dispuestas con ello sobre el respectivo pie de álabe 6, 7, de tal modo que son mutuamente opuestas en la rendija 8 y con ello están alineadas una con la otra.

La junta de rendija 9 comprende un elemento obturador 12 en forma de banda o tira, que puede estar formado por ejemplo por una pieza constructiva metálica plana. El término "plano" define aquí que el elemento obturador 12 presenta, en su dirección longitudinal axial y en su dirección transversal que discurre en paralelo a la dirección periférica 3, mayores...

1. Junta de rendija para la obturación radial de una rendija (8) que se extiende, axial- y radialmente, entre dos álabes (1, 2) de una turbomáquina adyacentes en dirección periférica (3),

- en donde los dos álabes (1, 2) presentan sobre su pie de álabe (6, 7) respectivo en cada caso una ranura longitudinal (10, 11), que se extiende axialmente y está abierta hacia la rendija (8),

- en donde un elemento obturador (12) en forma de banda o tira engrana con sus lados longitudinales (13, 14) en las dos ranuras longitudinales (10, 11) y puentea la rendija (8),

- en donde uno de los álabes (1) presenta sobre su pie de álabe (6) un resalte (15), que sobresale del pie de álabe (6) en dirección periférica (3), que se extiende al menos en la región de la ranura longitudinal (10) correspondiente en dirección periférica (3) y radialmente y, con ello, puentea un extremo longitudinal axial de la rendija (8),

- en donde de forma complementaria al resalte (15) el otro álabe (2) presenta sobre su pie de álabe (7) un rebajo (16) en forma de escalón, en el que engrana el resalte (15),

caracterizada porque

- el resalte (15) presenta una ranura transversal (17), que se extiende en dirección periférica (3) y está abierta hacia la rendija (8),

- en donde el elemento obturador (12) engrana con un lado frontal (18) en la ranura transversal (17).

2. Junta de rendija según la reivindicación 1, caracterizada porque

- la ranura longitudinal (11) del otro álabe (2) termina abierta frontalmente en el rebajo (16),

- el resalte (15) está dimensionado en dirección periférica (3), de tal modo que se solapa con el extremo abierto frontalmente de la ranura longitudinal (11) del otro álabe (2) en la escotadura (16).

3. Junta de rendija según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la ranura transversal (17) está cerrada por sus extremos frontales.

4. Junta de rendija según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el resalte (15) y el rebajo (16) están ajustados uno al otro de tal modo, que el resalte (15) hace contacto en el rebajo (16) axialmente con el pie de álabe (7) del otro álabe (2).

5. Junta de rendija según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque

- los álabes (1, 2) son álabes de paleta de un rotor de la turbomáquina, o

- porque los álabes (1, 2) son álabes guía de un estator de la turbomáquina.

6. Junta de rendija según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la ranura transversal (17) y el elemento obturador (12) están dimensionados y ajustados de tal modo una al otro, que el elemento obturador (12) puede engranar con su lado frontal (18), en el caso de todas las tolerancias de fabricación usuales y todos los procesos de dilatación térmica a esperar, con suficiente profundidad en la ranura transversal (17) para poder garantizar la acción obturadora deseada.