ES2290863T3 - Turbomaquina que comprende dos subconjuntos ensamblados bajo tension axial. - Google Patents

Abstract

turbomáquina que comprende, al menos, dos subconjuntos ensamblados entre sí y que definen entre ellos una cámara anular (18) que aloja una junta de estanqueidad, donde dos partes anulares en contacto, que pertenecen, respectivamente, a los dos subconjuntos y que definen la citada cámara, están solicitadas una hacia la otra, de modo en sí conocido, con tensión axial, y caracterizada porque entre sus superficies empalmadas está insertada una pieza intercalar anular (50).

Description

Turbomáquina que comprende dos subconjuntos ensamblados bajo tensión axial.

La invención se refiere, en general, a una turbomáquina, especialmente un trubocompresor encargado de suministrar el aire comburente, a presión, a la cámara de combustión de un motor de avión de reacción. Ésta se refiere, de modo más particular, a un perfeccionamiento que refuerza la estanqueidad de la unión entre dos subconjuntos de una máquina de este tipo, por ejemplo la unión bajo tensión entre un cárter y un soporte de álabes fijos del estator.

En un trubocompresor del tipo indicado anteriormente, el estator está ensamblado a un cárter exterior. Para evitar las fugas de aire, dos subconjuntos, del cárter y del estator, están conformados para definir entre ellos una cámara anular en la cual está insertada una junta. Ésta se apoya entre dos paredes anulares enfrentadas una a otra, que pertenecen, respectivamente, a los dos subconjuntos. Las dos partes anulares en contacto de los dos subconjuntos están aplicadas una contra la otra con tensión axial. Una turbomáquina de acuerdo con la técnica anterior es conocida por el documento FR 2646221. La tensión puede expresarse en milímetros, designando este valor la interferencia axial que existiría entre los dos subconjuntos, si estos no estuvieran empalmados bajo tensión. Hasta ahora, se han puesto en práctica tensiones relativamente pequeñas, clásicamente del orden de 0,3 mm. Más recientemente, esta tensión en el montaje ha sido llevada a 0,75 mm.

Durante ciertas fases de funcionamiento, la cámara que aloja la junta puede abrirse bajo el efecto de deformaciones de origen térmico. Por otra parte, en funcionamiento, la junta sufre deformaciones y desgastes que pueden llegar hasta la pérdida de fragmentos, que, arrastrados por la diferencia de presión, se acuñen entre las caras enfrentadas de la cámara anular. Estas caras se deterioran y las fugas de aire aumentan.

La invención tiene por objeto evitar la apertura de la cámara para evitar la liberación de trozos de la junta y la degradación de las superficies contra las cuales ésta reposa.

De modo más particular, la invención se refiere a una turbomáquina que comprende, al menos, dos subconjuntos ensamblados entre sí y que definen entre ellos una cámara anular que aloja una junta de estanqueidad, donde dos partes anulares en contacto, que pertenecen, respectivamente, a los dos subconjuntos y que definen la citada cámara, están solicitadas una hacia la otra, de modo en sí conocido, con tensión axial, y caracterizada porque, entre sus superficie empalmadas, está insertada una pieza intercalar anular.

Cuando una pieza intercalar anular de este tipo (denominada pieza "mártir") está instalada entre los dos subconjuntos, se puede aumentar notablemente la tensión axial. Ésta puede estar comprendida, especialmente, entre 1,5 mm y 3 mm. Un valor de tensión preferido actualmente es próximo a 2,25 mm. Esta elevada tensión en el montaje permite absorber las variaciones de origen térmico y, así, evita la apertura de la cámara y la destrucción de la junta. Esta pieza, si se deteriora, es poco costosa y fácil de cambiar. Por consiguiente, los dos subconjuntos quedan protegidos y no corren en riesgo de ser dañados. La disposición es tal que se aumenta la superficie de contacto entre los dos subconjuntos empalmados. Se obtiene, así, una disminución de la presión de montaje y un mejor comportamiento frente a los desplazamientos relativos entre los subconjuntos. Además, es relativamente fácil realizar un tratamiento de superficie de esta pieza intercalar, mejorando su resistencia. La invención se aplica de modo muy particular a la unión entre un cárter exterior y un elemento de estator que lleva los álabes fijos de un trubocompresor.

La invención se comprenderá mejor, y otras ventajas de ésta se pondrán de manifiesto más claramente, a la luz de la descripción que sigue, dada únicamente a título de ejemplo y hecha refiriéndose a los dibujos anejos, en los cuales:

- la figura 1 es una vista esquemática que ilustra dos subconjuntos ensamblados y que constituyen una parte de un trubocompresor, siendo el ensamblaje clásico, con tensión axial en la proximidad de una cámara de junta;

- la figura 2 es una vista esquemática a escala mayor del encarte 2 de la figura 1;

- la figura 3 es una vista análoga a la figura 2 que ilustra el perfeccionamiento de acuerdo con la invención;

- y la figura 4 es una vista análoga a la figura 3 que ilustra una variante.

Considerando de modo más particular las figuras 1 y 2 relativas a la técnica anterior, se ha representado una parte de un trubocompresor 11 que entra en la constitución de un reactor de motor de avión. Dos subconjuntos 14, 16 están ensamblados bajo tensión axial definiendo entre ellos una cámara anular 18 en cuyo interior está insertada una junta 20. El subconjunto 14 constituye un cárter exterior mientras que el subconjunto 16 constituye el soporte de una pluralidad de álabes fijos 22 del trubocompresor. Los álabes móviles, no representados, se sitúan entre los álabes fijos. El soporte de álabes fijos está constituido por varios segmentos 26 ensamblados uno a continuación de otro, llevando cada segmento una serie de álabes fijos. El conjunto del soporte está fijado a un cárter interior 27. Este cárter interior se prolonga radialmente hacia el exterior por tres coronas anulares, una primera corona 30 está fijada por un conjunto de pernos 31 a un primer larguero interno 32 del cárter exterior, una segunda corona 34 se apoya sin tensión contra un segundo larguero 36 del cárter exterior, extendiéndose hacia el interior. La tercera corona. 37 está fijada por un conjunto de pernos 38 a un larguero interno 39 del cárter exterior 14.

Como se ve de modo más particular en la figura 2, la segunda corona 34 comprende una superficie anular plana 40 que se extiende radialmente hacia el interior, prolongada por una porción cilíndrica axial 42 que se apoya por su campo circular 43 contra el citado segundo larguero 36. De modo más particular, éste comprende otra superficie anular plana 45 que está frente a la de la corona, sobre la cual está montada una excrecencia 46 aproximadamente tubular que recubre con holgura una parte cilíndrica exterior de la segunda corona. Esta disposición define, por tanto, la cámara anular 18 en cuyo interior está instalada la junta 20 que se apoya entre las dos superficie planas 40, 45. Como se mencionó anteriormente, el dimensionamiento de los subconjuntos 14, 16 es tal que el montaje se efectúa con una tensión provocada por el apriete de los pernos 31. Esta tensión se ejerce, por tanto, entre el campo circular 43 de la segunda corona y la extremidad interior de la superficie plana 45 del segundo larguero. La disposición descrita hasta ahora es clásica. Sin embargo, la tensión de montaje era relativamente pequeña, del orden de 0,3 mm. En ciertos casos, la tensión ha llegado a ser de hasta 0,75 mm sin poder resolver completamente el problema de las fugas y de la destrucción de la junta, como se explicó anteriormente.

La invención aparece en la figura 3 y propone disponer una pieza intercalar anular 50 entre las superficies empalmadas de los dos subconjuntos, es decir, en este caso, entre el campo circular 43 de la corona 34 y la extremidad circular de la superficie plana 45 del larguero 36. La presencia de esta pieza 50 permite aumentar la tensión de montaje que a partir de ahora puede situarse entre 1,5 mm y 3 mm, típicamente en los alrededores de 2,25 mm. En efecto, se ve que la pieza intercalar 50 está conformada para aumentar la superficie de contacto en la extremidad de, al menos, una de las partes anulares, en este caso, de modo más particular, la superficie plana 45 del citado segundo larguero 36. Además, la porción cilíndrica axial 42 de la corona permite guiar el posicionamiento de la pieza intercalar 50 debido a que ésta comprende una superficie cilíndrica 52 que se ajusta a la citada porción cilíndrica 42. Una porción radial 54 de la pieza intercalar se apoya contra la superficie plana 45 del segundo larguero. Globalmente, como aparece claramente en la figura 3, la sección radial de la pieza intercalar 50 tiene, por tanto, la forma de una L. La pieza intercalar puede ser sometida a un tratamiento de superficie, antes del montaje, que refuerce su resistencia. El tratamiento puede corresponder, especialmente, a la porción radial 54, no es, por tanto, necesario aplicar un tratamiento de este tipo a la corona o al larguero.

En variante, como muestra la figura 4, la pieza intercalar 50a se prolonga por una parte que forma un deflector 56, hacia el interior. En el ejemplo, esta parte tiene una forma sensiblemente cónica. Así, en caso de fuga residual, el aire caliente no golpea localmente el cárter interior, sino que se difunde en la cámara 58 definida entre el cárter y el soporte de álabes.

Claims (7)

1. Turbomáquina que comprende, al menos, dos subconjuntos ensamblados entre sí y que definen entre ellos una cámara anular (18) que aloja una junta de estanqueidad, donde dos partes anulares en contacto, que pertenecen, respectivamente, a los dos subconjuntos y que definen la citada cámara, están solicitadas una hacia la otra, de modo en sí conocido, con tensión axial, y caracterizada porque entre sus superficies empalmadas está insertada una pieza intercalar anular (50).

2. Turbomáquina de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la citada tensión axial entre las dos partes anulares antes citadas está comprendida entre 1,5 mm y 3 mm, preferentemente, próxima a 2,25 mm.

3. Turbomáquina de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque la citada pieza intercalar (50) está conformada para aumentar la superficie de contacto en la extremidad de, al menos, una de las partes anulares.

4. Turbomáquina de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque una de las partes anulares comprende una porción cilíndrica (42) y porque la citada pieza intercalar comprende una superficie cilíndrica (52) que se ajusta a la citada porción cilíndrica y una porción radial (54) que se apoya contra una superficie plana (45) de la otra parte anular.

5. Turbomáquina de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque la sección radial de la pieza intercalar (50) es en forma de L.

6. Turbomáquina de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la citada pieza intercalar se prolonga por una parte que forma un deflector (56).

7. Turbomáquina de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los dos subconjuntos constituyen, respectivamente, un cárter y un elemento de estator.