ES2276254T3 - Hendiduras de evacuacion del aire de refrigeracion de alabes de turbina. - Google Patents
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Abstract
Álabe (10; 50) de turbina de turbomáquina, que incluye: una superficie aerodinámica (14) que se extiende radialmente entre un pie (16) de álabe y un vértice (18) de álabe y axialmente entre un borde de ataque (20) y un borde de fuga (22); al menos una plataforma inferior (24; 52) unida al pie (16) del álabe por una zona de conexión inferior (26; 58); y un circuito de refrigeración compuesto de al menos una cavidad (28) que se extiende radialmente entre el vértice (18) y el pie (16) de álabe, de al menos una abertura de admisión de aire en un extremo radial de la cavidad o cavidades (28), de una pluralidad de hendiduras (30, 30a, 30b) de evacuación dispuestas a lo largo del borde de fuga (22) del álabe de las cuales una hendidura (30a) de evacuación inferior se dispone en la proximidad del pie de álabe (16), incluyendo la hendidura (30a) inferior: una pared lateral (36) provista de una abertura (38) que se abre en la cavidad o cavidades (28), una pared de refuerzo (32), una pared inferior (34) dispuesta en el lado del pie (16) de álabe, una arista inferior (40) formada entre la pared de refuerzo (32) y la pared inferior (34), y un reborde inferior (42) formado entre la pared inferior (34) y la zona de conexión inferior (26; 58), donde la arista inferior (40) de la hendidura de evacuación inferior (30a) presenta una sección recta de forma sensiblemente redondeada caracterizado porque el borde inferior (42) presenta también una sección recta de forma sensiblemente redondeada, de manera que suprime todo ángulo saliente entre la abertura (38) de la hendidura (30a) y la zona de conexión inferior (26; 58).
Description
Hendiduras de evacuación del aire de
refrigeración de álabes de turbina.
La presente invención se refiere al campo
general de los álabes de turbina, y más particularmente a la
geometría de las hendiduras de evacuación del aire de refrigeración
situadas en el borde de fuga de álabes móviles o fijos de una
turbina de turbomáquina.
Una turbina de turbomáquina (por ejemplo, la
turbina de alta presión) se compone de una pluralidad de etapas,
formada cada una por un distribuidor y un rodete móvil. El
distribuidor de la turbina incluye una pluralidad de álabes fijos
destinados a enderezar el flujo de gas que lo atraviesa, y el rodete
móvil de la turbina está constituido por una pluralidad de álabes
móviles.
Los álabes móviles y fijos de una turbina de
este tipo están sometidos a las temperaturas muy elevadas de los
gases que salen de la cámara de combustión y que atraviesan la
turbina. Estas temperaturas alcanzan unos valores ampliamente
superiores a los que pueden soportar sin daños los álabes que están
en contacto con estos gases, lo que tiene como consecuencia limitar
su duración de vida.
A fin de limitar los daños causados por estos
gases calientes en los álabes, es conocido dotar a estos álabes de
circuitos de refrigeración internos que pretenden reducir la
temperatura de éstos últimos. Gracias a tales circuitos, el aire de
refrigeración que se introduce en el álabe atraviesa éste siguiendo
un trayecto formado por unas cavidades practicadas en el álabe
antes de ser expulsado por unas hendiduras que se abren en la
superficie del álabe, entre el pie y el vértice de éste.
Sin embargo, en la práctica se constata que para
un álabe móvil de turbina, la hendidura más próxima del pie del
álabe está mal refrigerada. Igualmente, para un álabe fijo de
turbina, las hendiduras más próximas del pie y del vértice del
álabe están también mal refrigeradas. En efecto, existe una
tendencia a que se formen grietas en el borde de fuga del álabe, al
nivel de estas hendiduras. Tales grietas comprometen la duración de
vida del álabe disminuyendo notablemente su resistencia
mecánica.
La figura 7 ilustra el emplazamiento de tales
grietas para un álabe móvil de turbina. Esta figura es una vista
parcial de un álabe móvil 100 de turbina de alta presión. El álabe
100 incluye una superficie aerodinámica 102 que está unida al nivel
del pie de álabe 104 a una plataforma 106 por medio de una zona de
conexión 108. La superficie aerodinámica 102 del álabe se extiende
axialmente entre un borde de ataque (no representado en la figura)
y un borde de fuga 110. A fin de garantizar la refrigeración del
álabe 100, el aire recorre éste siguiendo un trayecto formado por
unas cavidades (no representadas) practicadas en el álabe antes de
ser evacuado por unas hendiduras de evacuación 112 que se abren a la
superficie aerodinámica 102 del álabe, al nivel de su borde de fuga
110.
Cada hendidura de evacuación 112 está formada
especialmente por una pared lateral 114 provista de una abertura
(no representada) que se abre en las cavidades recorridas por el
aire de refrigeración. Cada hendidura incluye igualmente una pared
de refuerzo 116 que se extiende entre la pared lateral 114 y el
borde de fuga 110 del álabe, una pared superior 118 y una pared
inferior 120 que se extienden entre la pared de refuerzo 116 y la
superficie aerodinámica 102 del álabe.
En la práctica, se constata que se forman una o
varias grietas 122 (sólo se ha representado una en la figura) al
nivel de la hendidura de evacuación 112a que es la hendidura más
próxima a la plataforma 106 (denominada a continuación hendidura
inferior). Más precisamente, las grietas 122 se forman al nivel de
la pared de refuerzo 116 de la hendidura inferior 112a y se
propagan axialmente desde el borde de fuga 110 del álabe hacia la
pared lateral 114.
Las grietas de este tipo resultan principalmente
de una fuerte concentración de tensiones mecánicas al nivel de la
hendidura inferior 112a que se engendran principalmente por la pared
inferior 120 de esta hendidura inferior. Existe un riesgo de que
tales grietas se propaguen por toda la superficie aerodinámica 102
del álabe, limitando así su duración de vida.
Para un álabe fijo de turbina, aparecen grietas
idénticas a la vez al nivel de la hendidura de evacuación más
próxima de la plataforma dispuesta en el lado del pie del álabe,
pero igualmente al nivel de la hendidura de evacuación más próxima
de otra plataforma conectada al álabe por su vértice (en lo sucesivo
llamada hendidura superior).
A fin de limitar la aparición de estas grietas,
la patente de EEUU 6.062.817 prevé, para un álabe móvil, suprimir
parcialmente la pared inferior de la hendidura de evacuación más
próxima a la plataforma, de manera que la pared de refuerzo de esta
hendidura se extienda radialmente en parte entre la pared superior y
la plataforma del álabe.
Sin embargo, esta solución es insuficiente. En
efecto, la hendidura inferior del álabe de esta patente incluye
siempre unas aristas vivas al nivel de su pared inferior. El cambio
brusco de espesor que resulta de ello provoca un mal flujo del aire
de refrigeración evacuado por esta hendidura. El aire evacuado no
permite entonces refrigerar la zona de conexión entre la plataforma
y el pie del álabe y aparecen unas grietas particularmente
perjudiciales para la duración de vida del álabe al nivel de esta
zona.
El documento EEUU 2003/0108423 A1 presenta otro
álabe de turbina según la técnica anterior.
La presente invención pretende por tanto paliar
estos inconvenientes proponiendo un álabe de turbina cuya
hendidura(s) más próxima(s) de la(s)
plataforma(s) presenta(n) una geometría que permite a
la vez evitar la formación de grietas y asegurar una refrigeración
de la zona de conexión entre la o las plataformas y el álabe.
A tal efecto, se prevé un álabe de turbina de
turbomáquina que incluye una superficie aerodinámica que se
extiende radialmente entre un pie de álabe y un vértice de álabe y
axialmente entre un borde de ataque y un borde de fuga, al menos
una plataforma inferior unida al pie del álabe por una zona de
conexión inferior, y un circuito de refrigeración compuesto por al
menos una cavidad que se extiende radialmente entre el vértice y el
pie de álabe, por al menos una abertura de admisión de aire en un
extremo radial de la cavidad o cavidades, por una pluralidad de
hendiduras de evacuación dispuestas a lo largo del borde de fuga del
álabe de las cuales una hendidura de evacuación inferior se dispone
en la proximidad del pie de álabe, incluyendo la hendidura de
evacuación inferior una pared lateral provista de una abertura que
se abre en la cavidad o cavidades, una pared de refuerzo, una pared
inferior dispuesta en el lado del pie de álabe, una arista inferior
formada entre la pared de refuerzo y la pared inferior, y un
reborde inferior formado entre la pared inferior y la zona de
conexión inferior, caracterizado porque la arista inferior y el
reborde inferior de la hendidura de evacuación inferior presentan
cada uno una sección recta de forma sensiblemente redondeada de
manera que suprime todo ángulo saliente entre la abertura de la
hendidura y la zona de conexión inferior.
De este modo, la forma redondeada de la sección
recta de la arista inferior y del reborde inferior de la hendidura
de evacuación evita toda formación de grietas al nivel de la pared
de refuerzo de esta hendidura. Por otra parte, gracias a esta forma
redondeada, se crea una película de aire de refrigeración al nivel
de la zona de conexión inferior entre la plataforma y el pie de
álabe a fin de refrigerar esta zona. Por tanto se reduce la
temperatura de la zona de conexión.
Según una disposición particular de la
invención, aplicable en el caso de un álabe fijo de distribuidor, el
álabe incluye además una plataforma superior unida al vértice del
álabe por una zona de conexión superior, incluyendo el circuito de
refrigeración además una hendidura de evacuación superior dispuesta
en las proximidades del vértice y que incluye una pared lateral
provista de una abertura que se abre en la cavidad o cavidades, una
pared de refuerzo, una pared superior dispuesta en el lado del
vértice de álabe, una arista superior formada entre la pared de
refuerzo y la pared superior, y un reborde superior formado entre la
pared superior y la zona de conexión superior; caracterizado porque
la arista superior y el reborde superior de la hendidura de
evacuación superior presentan cada uno una sección recta de forma
sensiblemente redondeada de manera que suprime todo ángulo saliente
entre la abertura de dicha hendidura y la zona de conexión
superior.
Preferentemente, las formas redondeadas de la
sección recta de las aristas y rebordes se extienden cada una
axialmente desde la abertura de la hendidura de evacuación hasta un
plano de salida que se extiende axialmente entre dicha abertura de
la hendidura de evacuación y el borde de fuga del álabe.
Las formas redondeadas de la sección recta de
las aristas y rebordes presentan ventajosamente cada una un radio
de curvatura que es creciente desde la abertura de la hendidura de
evacuación hacia el plano de salida. En este caso, estos radios de
curvatura son preferentemente tales que la pared de refuerzo de la
hendidura de evacuación y la zona de conexión se confunden.
En el caso de un álabe móvil, la pared de
refuerzo de la hendidura de evacuación inferior puede presentar una
inclinación hacia el vértice del álabe y la abertura de la pared
lateral de la hendidura de evacuación inferior puede estar formada
esencialmente en la zona de conexión inferior.
La invención tiene también por objeto un núcleo
para la obtención de un álabe tal como el descrito anteriormente,
que incluye una parte principal destinada a reservar un
emplazamiento para la cavidad de refrigeración del álabe, estando
provista la parte principal de una pluralidad de lengüetas
terminales que están destinadas a reservar otros tantos
emplazamientos para las hendiduras de evacuación del circuito de
refrigeración del álabe, caracterizado porque la parte principal
del núcleo incluye además al nivel de un emplazamiento reservado a
la hendidura de evacuación inferior, una lengüeta inferior de forma
complementaria a esta hendidura inferior.
La invención tiene todavía por objeto una
turbina de alta presión de turbomáquina que tiene una pluralidad de
álabes móviles tales como los anteriormente definidos, así como un
distribuidor de turbomáquina que incluye una pluralidad de álabes
fijos tales como los definidos anteriormente.
Otras características y ventajas de la presente
invención surgirán de la descripción hacha a continuación, con
referencia a los dibujos anexos que ilustran un ejemplo de
realización de la misma desprovisto de todo carácter limitativo. En
las figuras:
- la figura 1 es una vista parcial y en
perspectiva de un álabe móvil de turbina según la invención;
- la figura 2 es una vista parcial y en
perspectiva de la hendidura de evacuación inferior del álabe de la
figura 1;
- las figuras 3A, 3B y 3C son unas vistas en
corte respectivas según IIIA, IIIB y IIIC de la figura 2;
- la figura 4 es una vista en perspectiva de un
álabe fijo de turbina según la invención;
- la figura 5 es una vista parcial y en
perspectiva de la hendidura superior del álabe de la figura 4;
- la figura 6 es una vista parcial y en
perspectiva de un núcleo para la obtención del álabe de la figura
1; y
- la figura 7, ya descrita, es una vista parcial
y en perspectiva de un álabe móvil de turbina según la técnica
anterior.
La figura 1 representa en perspectiva un álabe
móvil 10 de turbina de alta presión de turbomáquina. El álabe 10
está fijo en un rodete móvil de turbina (no representado) por medio
de una inserción en forma de abeto.
El álabe 10 se presenta en forma de una
superficie aerodinámica 14 que se extiende radialmente entre un pie
de álabe 16 y un vértice de álabe 18 y axialmente entre un borde de
ataque 20 y un borde de fuga 22. La superficie aerodinámica 14 del
álabe define así el intradós 14a y el extradós 14b del álabe.
La inserción 14 del álabe 10 se conecta al pie
de álabe 16 al nivel de una plataforma inferior que define una
pared para la vena de flujo de los gases de combustión a través de
la turbina. La plataforma 24 está unida al pie 16 de álabe por una
zona de conexión inferior 26.
El álabe que está sometido a las temperaturas
muy elevadas de los gases de combustión que atraviesan la turbina
necesita ser refrigerado. A tal efecto, y de forma conocida en sí
misma, el álabe 10 incluye uno o varios circuitos internos de
refrigeración.
Cada circuito de refrigeración se compone de al
menos una cavidad 28 que se extiende radialmente entre el pie 16 y
el vértice 18 de álabe. La cavidad se alimenta de aire de
refrigeración en uno de sus extremos radiales por una abertura de
admisión de aire (no representada). Se ha previsto generalmente esta
abertura de admisión de aire al nivel de la inserción 12 del álabe
10.
A fin de evacuar el aire de refrigeración que
fluye en la cavidad 28 de los circuitos de refrigeración, se ha
repartido una pluralidad de hendiduras 30 a lo largo del borde de
fuga 22, entre el pie 16 y el vértice 18 de álabe. Estas hendiduras
de evacuación 30 se abren en la cavidad 28 y desembocan en el
intradós 14a del álabe, al nivel de su borde de fuga 22.
Más particularmente, como se ilustra en las
figuras 2 y 3A a 3C, el álabe 10 incluye una hendidura de evacuación
inferior 30a que está dispuesta en las proximidades del pie 16 de
álabe. Con respecto a las otras hendiduras de evacuación 30, esta
hendidura inferior 30a la que está más próxima a la plataforma
inferior 24.
La hendidura de evacuación inferior 30a se
compone de una pared de refuerzo (o retranqueada) 32, de una pared
(o escalón) inferior 34, y de una pared lateral 36 provista de una
abertura 38 que se abre en la cavidad 28 del circuito de
refrigeración.
Se entiende por pared inferior la pared que está
dispuesta en el lado del pie de álabe 16. La pared de refuerzo 32
se extiende radialmente desde la pared inferior 34 hacia el vértice
del álabe 18 y axialmente entre la pared lateral 36 y el borde de
fuga 22 del álabe. Además, la pared inferior 34 se extiende entre la
pared de refuerzo 32 y la zona de conexión
\hbox{inferior
26.}
Así, se puede definir, para la hendidura de
evacuación inferior 30a, una arista inferior 40 formada entre la
pared de refuerzo 32 y la pared inferior 34. Igualmente, se forma un
reborde inferior 42 entre la pared inferior 34 y la zona de
conexión inferior 26.
Esta geometría particular de la hendidura de
evacuación 30a asegura un guiado del aire que sale de la cavidad
del circuito de refrigeración a través de la abertura 38 y permite
así refrigerar el borde de fuga 22 del álabe que es la parte del
álabe menos gruesa y por tanto la más expuesta a las temperaturas
elevadas de los gases de combustión.
Según la invención, la asista inferior 40 y el
reborde inferior 42 de la hendidura de evacuación inferior 30a
presentan cada uno una sección recta de forma sensiblemente
redondeada de manera que suprime todo ángulo sobresaliente entre la
abertura 38 de la hendidura 30a y la zona de conexión inferior 26.
Así, se evita toda formación de grietas al nivel de la pared de
refuerzo 32 de la hendidura de evacuación inferior 30a.
Según una característica particular de la
invención, las formas redondeadas de la sección recta de la arista
40 y del reborde 42 inferiores se extienden cada una axialmente
desde la abertura 38 de la hendidura de evacuación inferior 30a
hasta un plano de salida P que se extiende axialmente entre la
abertura de la hendidura de evacuación y el borde de fuga 22 del
álabe.
Se puede definir el plano de salida P con
respecto a un sistema de coordenadas formadas por unos ejes X, Y y
Z representados en la figura 2. Con respecto a este sistema de
coordenadas, el plano de salida P es paralelo al plano XY.
Según otra característica particular de la
invención, las formas redondeadas de la sección recta de la arista
40 y del reborde 42 inferiores presentan cada una un radio de
curvatura que es creciente desde la abertura 38 de la hendidura de
evacuación inferior 30a hacia el plano de salida P.
Esta característica se ilustra notablemente en
las figuras 3A a 3C, en las cuales se observa bien que los radios
de curvatura de la arista 40 y del reborde 42 inferiores aumentan a
medida que se aleja de la abertura 38. Así, en la figura 3A que es
el corte más próximo de la abertura 38 de la hendidura inferior 30a,
estos radios de curvatura son más pequeños que los de la figura 3C
que representa un corte en el plano de
\hbox{salida
P.}
Es igualmente posible tener una variación
diferente de los radios de curvatura de la arista 40 y del reborde
42 inferiores. En efecto, estos radios de curvatura pueden ser
constantes o decrecientes a medida que se aleja de la abertura
38.
Por otra parte, a medida que se aleja de la
abertura 38 de la hendidura inferior 30a, la anchura (en el sentido
intradós/extradós) de la pared inferior 34 disminuye hasta
desaparecer completamente al nivel del corte representado por la
figura 3C (es decir, al nivel del plano de salida P).
Según todavía otra característica particular de
la invención ilustrada en esta misma figura 3C, al nivel del plano
de salida P, los radios de curvatura de las formas redondeadas de la
arista 40 y del reborde 42 inferiores son tales que se confunden la
pared de refuerzo 32 de la hendidura inferior 30a y la zona de
conexión inferior 36.
Del mismo modo, se confunden igualmente los
radios de curvatura de las formas redondeadas de la arista 40 y del
reborde 42 inferiores al nivel del plano de salida P. Esto procede
del hecho de que la anchura (en el sentido intradós/extradós) de la
pared inferior 34 de la hendidura inferior desaparece al nivel del
plano de salida P.
Así, es posible conservar en parte la función de
guiado del aire que sale de la cavidad 28 del circuito de
refrigeración y evacuado por esta hendidura.
Así se suprimen todas las discontinuidades
bruscas de espesor al nivel de la hendidura inferior 30a y de la
zona de conexión 26, lo que permite crear una película de
refrigeración al nivel del intradós 14a de la zona de conexión 26.
El aire de refrigeración que sale de la abertura 38 de la hendidura
inferior 30a de esta manera "lame" la zona de conexión 26 a
fin de bajar la temperatura de la misma.
Esta geometría particular de la hendidura de
evacuación inferior se aplica igualmente a un álabe móvil de
turbina tal como se representa en la figura 1, que a un álabe fijo
de distribuidor, tal como se representa en la figura 4.
La figura 4 ilustra pues un álabe fijo 50 de
distribuidor de turbina de alta presión de una turbomáquina. Las
referencias que aparecen en esta figura 4 que son idénticas a las de
la figura 1 designan los mismos elementos que los descritos en
relación con la figura 1.
Con respecto al álabe fijo descrito en relación
con la figura 1, este álabe fijo 50 está montado entre dos
plataformas; a saber una plataforma inferior 52 y una plataforma
superior 54. La plataforma superior 54 está unida al vértice 18 por
una zona de conexión superior 56, mientras que la plataforma
inferior 52 está unida al pie del álabe 16 por una zona de conexión
inferior 58.
Como para el álabe móvil de la figura 1, el
circuito de refrigeración del álabe fijo 50 incluye una pluralidad
de hendiduras de evacuación 30 de las cuales una hendidura inferior
30a se abre en la cavidad de refrigeración 28, que está dispuesta
en las proximidades del pie de álabe 16 y que desemboca en el
intradós 14a del álabe. Esta hendidura de evacuación inferior 30a
presenta las mismas particularidades que las del álabe móvil de la
figura 1.
Por otra parte, el circuito de refrigeración del
álabe fijo 50 incluye además una hendidura de evacuación superior
30b que se abre igualmente en la cavidad de refrigeración 28 y que
está dispuesta en las proximidades del vértice del álabe 18. Esta
hendidura superior 30b desemboca en el intradós 14a del álabe
50.
Como se ilustra en la figura 5, esta hendidura
superior 30b se compone de una pared lateral 60 provista de una
abertura 62 que se abre en la cavidad de refrigeración 28, de una
pared de refuerzo 64, y de una pared superior 66 dispuesta en el
lado del vértice del álabe 18. Se entiende por pared superior 66 la
pared que está situada al lado del vértice del álabe 18. Se
entiende por pared superior 66, la pared que se sitúa en el lado
del vértice de álabe 18.
Así, se puede definir para esta hendidura 30b
una arista superior 70 formada entre la pared de refuerzo 64 y la
pared superior 66, y un reborde superior 72 formado entre la pared
superior 66 y la zona de conexión superior 56.
Según la invención, la arista superior 70 y el
reborde superior 72 de la hendidura de evacuación superior 30b
presentan cada uno una sección recta de forma sensiblemente
redondeada de manera que se suprime todo ángulo sobresaliente entre
la abertura 62 de la hendidura 30b y la zona de conexión superior
56.
Por simetría simple, las características
particulares de la hendidura inferior del álabe que se han descrito
anteriormente en relación con las figuras 1, 2, 3A a 3C se aplican
igualmente a la hendidura superior 30b de este álabe fijo 50.
De manera general, los álabes móvil 10 y fijo 50
según la invención se obtienen directamente por moldeo.
A tal efecto, el álabe se realiza colando un
metal en un molde que contiene un núcleo cerámico que tiene
especialmente como función reservar un emplazamiento para el
circuito de refrigeración del álabe (es decir, para la cavidad 28 y
cada hendidura de evacuación 30, 30a y 30b). Una vez el metal colado
en el molde, se refrigera el álabe y se retira el núcleo
cerámico.
La figura 6 representa un núcleo cerámico 80 que
permite reservar un emplazamiento para el circuito de refrigeración
del álabe móvil 10 de la figura 1. Esta figura 6 ilustra este núcleo
desde el lado de extradós del álabe.
El núcleo 80 incluye una parte 82 destinada a
reservar un emplazamiento para la cavidad o las cavidades de
refrigeración del álabe. Esta parte principal 82 está provista de
una pluralidad de lengüetas terminales (o dedos) 84 que están
destinadas a reservar otros tantos emplazamientos para las
hendiduras de evacuación del circuito de refrigeración del
álabe.
A fin de obtener directamente a la salida de la
fundición las formas redondeadas de la sección recta de la arista y
del reborde inferiores de la hendidura de evacuación inferior del
álabe, el núcleo cerámico 80 presenta, al nivel del emplazamiento
reservado a esta hendidura inferior, una lengüeta inferior 84a de
forma complementaria a estas formas redondeadas.
Más precisamente, la lengüeta inferior 84a
incluye un primer borde 86 de forma complementaria a la pared
inferior de esta hendidura, y un tercer borde 90 de forma
complementaria a su pared lateral.
La arista inferior 92 formada entre el primer 86
y el segundo 88 bordes presenta así una sección recta de forma
sensiblemente redondeada. Análogamente, el reborde inferior 94
formado entre el segundo borde 88 y un borde (no representado) de
forma complementaria a la zona de conexión inferior del álabe a la
plataforma inferior presenta también una sección recta de forma
sensiblemente redondeada.
Por consiguiente, es posible reproducir en serie
las mismas formas redondeadas al nivel de la sección recta de las
aristas y rebordes inferiores de la hendidura de evacuación inferior
del álabe.
Bien entendido, cuando se trata de un álabe fijo
tal como el descrito en relación con las figuras 4 y 5, el núcleo
cerámico de tal álabe presenta igualmente, al nivel del
emplazamiento reservado a la hendidura de evacuación superior, una
lengüeta superior que permite reproducir las formas redondeadas de
la sección recta de la arista y del reborde superiores.
Según otra característica particular de la
invención aplicada a un álabe móvil, la pared de refuerzo 32 de la
hendidura de evacuación inferior 30a presenta una inclinación hacia
el vértice del álabe. Esta inclinación (por ejemplo del orden de
10º a 30º), que se ilustra especialmente en la figura 1, permite
igualmente aumentar la refrigeración de la zona de conexión 26
entre la plataforma 24 y el pie de álabe 16.
De igual modo, siempre a fin de mejorar la
refrigeración de la zona de conexión 26, la abertura 38 de la
hendidura de evacuación inferior 30a de un álabe móvil 10 de este
tipo se forma preferentemente de manera esencial en la zona de
conexión 26 entre la plataforma 24 y el pie de álabe 16.
Claims (12)
1. Álabe (10; 50) de turbina de turbomáquina,
que incluye:
una superficie aerodinámica (14) que se extiende
radialmente entre un pie (16) de álabe y un vértice (18) de álabe y
axialmente entre un borde de ataque (20) y un borde de fuga
(22);
al menos una plataforma inferior (24; 52) unida
al pie (16) del álabe por una zona de conexión inferior (26; 58);
y
un circuito de refrigeración compuesto de al
menos una cavidad (28) que se extiende radialmente entre el vértice
(18) y el pie (16) de álabe, de al menos una abertura de admisión de
aire en un extremo radial de la cavidad o cavidades (28), de una
pluralidad de hendiduras (30, 30a, 30b) de evacuación dispuestas a
lo largo del borde de fuga (22) del álabe de las cuales una
hendidura (30a) de evacuación inferior se dispone en la proximidad
del pie de álabe (16), incluyendo la hendidura (30a) inferior:
una pared lateral (36) provista de una abertura
(38) que se abre en la cavidad o cavidades (28),
una pared de refuerzo (32),
una pared inferior (34) dispuesta en el lado del
pie (16) de álabe,
una arista inferior (40) formada entre la pared
de refuerzo (32) y la pared inferior (34), y
un reborde inferior (42) formado entre la pared
inferior (34) y la zona de conexión inferior (26; 58), donde
la arista inferior (40) de la hendidura de
evacuación inferior (30a) presenta una sección recta de forma
sensiblemente redondeada caracterizado porque el borde
inferior (42) presenta también una sección recta de forma
sensiblemente redondeada, de manera que suprime todo ángulo
saliente entre la abertura (38) de la hendidura (30a) y la zona de
conexión inferior (26; 58).
2. Álabe (50) según la reivindicación 1, que
incluye además una plataforma superior (54) unida al vértice (16)
del álabe por una zona de conexión superior (56), incluyendo el
circuito de refrigeración además una hendidura de evacuación
superior (30b) dispuesta en las proximidades del vértice de álabe y
que incluye:
una pared lateral (60) provista de una abertura
(62) que se abre en la cavidad o las cavidades (28),
una pared de refuerzo (64),
una pared superior (66) dispuesta en el lado del
vértice de álabe,
una arista superior (70) formada entre la pared
de refuerzo (64) y la pared superior (66), y
un reborde superior (72) formado entre la pared
superior (66) y la zona de conexión superior (56);
caracterizado porque la arista superior (70) y el reborde
superior (72) de la hendidura de evacuación superior (30b) presentan
cada uno una sección recta de forma sensiblemente redondeada de
manera que suprime todo ángulo saliente entre la abertura (62) de
dicha hendidura (30b) y la zona de conexión superior (70).
3. Álabe según una de las reivindicaciones 1 y
2, caracterizado porque las formas redondeadas de la sección
recta de las aristas (40, 70) y rebordes (42, 72) se extienden cada
una axialmente desde la abertura (38, 62) de la hendidura de
evacuación (30a, 30b) hasta un plano de salida (P) que se extiende
axialmente entre dicha abertura (38, 62) de la hendidura de
evacuación (30a, 30b) y el borde de fuga (22) del álabe.
4. Álabe según la reivindicación 3,
caracterizado porque las formas redondeadas de la sección
recta de las aristas (40, 70) y rebordes (42, 72) presentan cada
una un radio de curvatura que es creciente desde la abertura (38,
62) de la hendidura de evacuación (30a, 30b) hacia el plano de
salida (P).
5. Álabe según la reivindicación 4,
caracterizado porque al nivel del plano de salida
(P)los radios de curvatura de las formas redondeadas de la
sección recta de las aristas (40, 70) y rebordes (42, 72) son tales
que la pared de refuerzo (32, 64) de la hendidura de evacuación
(30a, 30b) y la zona de conexión (26, 58, 70) se confunden.
6. Álabe según la reivindicación 1,
caracterizado porque constituye un álabe móvil (10) de
turbina de alta presión de turbomáquina.
7. Álabe según la reivindicación 6,
caracterizado porque la pared de refuerzo (32) de la
hendidura de evacuación inferior (30a) presenta una inclinación
hacia el vértice del álabe (18).
8. Álabe según una de las reivindicaciones 6 y
7, caracterizado porque la abertura (38) de la pared lateral
(36) de la hendidura de evacuación inferior (30a) está formada
esencialmente en la zona de conexión inferior (26).
9. Álabe según la reivindicación 2,
caracterizado porque constituye un álabe fijo (50) de
distribuidor de turbina de alta presión de turbomáquina.
10. Núcleo para la obtención de un álabe según
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que incluye una parte
principal (82) destinada a reservar un emplazamiento para la cavidad
de refrigeración del álabe, estando provista dicha parte principal
(82) de una pluralidad de lengüetas terminales (84) que están
destinadas a reservar otros tantos emplazamientos para las
hendiduras de evacuación del circuito de refrigeración del álabe,
caracterizado porque la parte principal (82) del núcleo
incluye además al nivel de un emplazamiento reservado a la
hendidura de evacuación inferior, una lengüeta inferior (84a) de
forma complementaria a esta hendidura inferior.
11. Turbina de alta presión de turbomáquina,
caracterizada porque incluye una pluralidad de álabes móviles
(10) según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8.
12. Distribuidor de turbomáquina,
caracterizado porque incluye una pluralidad de álabes fijos
según la reivindicación 10.
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