ES2314928T3 - Alabe para turbina refrigerado para una turbina de gas y empleo de un alabe para tubina de este tipo. - Google Patents
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Abstract
Álabe para turbina (50) para una turbina de gas, que comprende un pie de álabe (52), sobre el que siguen, sucesivamente, una región de plataforma con una plataforma (54), que discurre transversalmente, y, a continuación de la misma, un perfil (56) de álabe, que está arqueado, que comprende una superficie de plataforma (61), que puede ser impulsada con gases calientes, que está prevista sobre la plataforma (54), desde cuya superficie de plataforma se extiende el perfil (56) del álabe hasta un vértice del álabe con una altura (H) del perfil, con, al menos, una cavidad hueca (58), que está abierta por el lado del pie y que puede ser recorrida por un medio de refrigeración (60), cuya cavidad hueca se extiende a través del pie del álabe (52), pasando por la región de plataforma, hasta el perfil (56) del álabe y que está subdividida, al menos, en una cavidad hueca parcial, que es contigua al borde anterior, y en una segunda cavidad hueca parcial, que es contigua a la primera cavidad hueca parcial, estando rodeadas la cavidades huecas parciales, en parte, por paredes internas (59), sobre cuyas superficies se han previsto elementos estructurales (72, 73), que ejercen una influencia sobre el medio de refrigeración (60), presentando, al menos, un elemento estructural, como mínimo una primera sección (A) de la superficie de la pared interna (59) de la primera cavidad hueca parcial, que está situada, al menos, en el perfil (56) del álabe y que delimita con la región de plataforma, caracterizado porque está exenta de elementos estructurales (72, 73) una segunda sección (A) de la superficie de la pared interna (59) de la segunda cavidad hueca parcial, que está situada, al menos, en el perfil (56) del álabe y que delimita con la región de plataforma.
Description
Álabe para turbina refrigerado para una turbina
de gas y empleo de un álabe para turbina de este tipo.
La invención se refiere a un álabe para turbina
para una turbina de gas, con un pie de álabe, sobre el que siguen,
sucesivamente, una región de plataforma con una plataforma, que
discurre transversalmente y, a continuación de la misma, un perfil
de álabe, que está arqueado en la dirección longitudinal, que
comprende, al menos, una cavidad hueca, que está abierta por el
lado del pie y que puede ser recorrida por un medio de
refrigeración, cuya cavidad hueca se extiende a través del pie del
álabe y de la región de plataforma hasta el perfil del álabe. Así
mismo, la invención se refiere al empleo de un álabe para turbina de
este tipo.
Se conoce por la publicación EP 1 469 163 A2 un
álabe de rodete refrigerado para una turbina de gas, que presenta
en su interior canales de refrigeración que discurren en forma de
meandros. Sobre las paredes internas, que delimitan las cavidades
huecas se han previsto dispositivos para la generación de
turbulencia en la región del perfil del álabe, que estimulan la
transmisión del calor desde el material del álabe hasta el medio de
refrigeración que circula a través de la cavidad hueca. De este
modo, el álabe para turbina puede soportar temperaturas de trabajo
mayores debido a que se acrecienta la transmisión del calor.
En este caso, constituye un inconveniente el que
pueden aparecer grietas en la región de la transición en forma de
garganta desde la plataforma hasta el perfil del álabe, que se
denomina también filete en inglés, y/o en la plataforma. Cuando las
grietas, formadas, sobrepasan una longitud crítica de grieta, ya no
se garantiza un funcionamiento seguro de una turbina de gas,
equipada con un álabe para turbina de este tipo.
Se conoce por la publicación EP 1 267 040 otro
álabe para turbina de conformidad con el estado de la técnica. Por
lo tanto, un objetivo del proyecto constituye una duración de vida
especialmente elevada del álabe para turbina, con el cual puede
aumentarse todavía más la duración de disponibilidad de una turbina
de gas equipada con el mismo. La tarea de la invención consiste en
proporcionar un álabe para turbina destinado a una turbina de gas,
en el cual se prolongue la duración de vida bajo fatiga. Por otra
parte, la tarea de la invención consiste en proporcionar el empleo
de un álabe para turbina de este tipo.
La tarea, que está dirigida hacia el álabe para
turbina, se resuelve con un álabe para turbina del tipo indicado,
que está configurado según las características de la reivindicación
1.
La invención está basada en el descubrimiento de
que tienen una dependencia térmica el desgaste por rozamiento y la
formación de grietas, así como el crecimiento subsiguiente de las
grietas. El material del álabe para turbina está sometido a
tensiones térmicas, que se generan debido a una presurización
externa con gases calientes y a la refrigeración que tiene lugar
por el lado interno. Se ha observado que se presentan localmente
temperaturas comparativamente bajas por el lado de los gases
calientes, en la zona de transición, en forma de garganta,
comprendida entre el perfil del álabe y la plataforma, durante el
funcionamiento de la turbina de gas, en comparación con las
temperaturas en la región del perfil del álabe. Por lo tanto, hasta
el presente se han refrigerado de una manera demasiado intensa, en
zonas localmente limitadas, los álabes para turbinas, refrigerados
interiormente, con dispositivos generadores de turbulencia,
dispuestos sobre las paredes internas, en la región de la
plataforma. De este modo, se presentaban diferencias locales de
temperatura comparativamente elevadas en el material del álabe y,
por lo tanto, grandes tensiones térmicas, que podían provocar
desgaste por rozamiento. Este efecto no se presenta, especialmente,
en el anterior.
La invención propone reducir sensiblemente estas
tensiones térmicas locales en la región de transición, simplemente
no refrigerando esta región con una intensidad tan fuerte como la
del perfil del álabe. Para conseguir esto, se ha previsto en un
álabe para turbina, del tipo considerado, que, al menos, una sección
de la superficie de la pared interna esté exenta de elementos
estructurales, situada en el perfil del álabe, y que delimita con la
zona de la plataforma.
Como consecuencia, se reduce localmente la
transmisión del calor desde el material del álabe hasta el medio de
refrigeración, que fluye sobre el mismo en la región del radio de
transición, para reducir de manera específica, de este modo, los
gradientes térmicos en este punto. Esta reducción conduce a una
región de transición localmente más caliente, con relación al
estado de la técnica. Por lo tanto se forman tensiones térmicas
menores en el radio de transición comprendido entre la plataforma y
el perfil del álabe, con lo cual se reduce la formación de grietas
en este punto y puede retardarse el crecimiento de las grietas. De
este modo se reduce el desgaste por rozamiento.
Al mismo tiempo, se reduce la caída de
temperaturas en el material del álabe, en la sección comprendida
entre el borde de la plataforma y la cavidad hueca, debido a que la
zona de transición está más caliente, lo cual prolonga la duración
de vida del álabe para turbina.
Con ayuda de las medidas propuestas se prolonga
la duración de vida, de manera especial se prolonga la duración de
vida bajo fatiga (Low Cycle Fatigue = LCF) de la plataforma y de su
transición hasta el perfil del álabe, es decir en el filete.
En las reivindicaciones dependientes han sido
dadas configuraciones ventajosas.
\newpage
Es especialmente ventajosa aquella configuración
en la que son planas la superficie de la pared interna, a la altura
de la región de la plataforma, y la superficie de la pared interna
de la sección, que es contigua a la misma, en el interior del
perfil del álabe. Como consecuencia de que el flujo del medio de
refrigeración no es turbulento en esta sección, es menor la
transmisión del calor desde el material del álabe hasta el medio de
refrigeración, en comparación con la transmisión del calor en el
perfil del álabe, de tal manera, que puede reducirse
significativamente, mediante un aumento admisible de la temperatura
del material, la diferencia de temperaturas entre una superficie
externa, presurizada por los gases calientes del álabe para turbina,
que es el lado caliente, y la pared interna del álabe para la
turbina, que está presurizada por el medio de refrigeración, que
constituye el lado frío,. La disminución conduce a menores tensiones
térmicas, especialmente en la región de la transición entre el
perfil del álabe y la plataforma, es decir en el filete.
Puesto que los elementos estructurales sobre la
pared interna del perfil del álabe son, por regla general,
ciertamente planos pero - visto en la dirección radial - sin embargo
están distanciados entre sí formando una distancia mínima, media,
un desarrollo ventajoso prevé que una determinada distancia
comprendida entre la superficie de la plataforma y - igualmente
visto en la dirección radial - el elemento estructural
inmediatamente contiguo, sea mayor que la distancia mínima, media
comprendida entre dos elementos estructurales contiguos. En este
caso, la distancia supone, de manera preferente, al menos 1,1 veces
la distancia mínima, media.
Se ha establecido, como otra ventaja, el que la
sección presenta una altura correspondiente al 5% de la altura del
perfil correspondiente al perfil del álabe hasta el vértice del
perfil, calculada a partir de la superficie de la plataforma. Es
especialmente ventajosa la configuración según la cual una región de
la pared interna, que se encuentra en el perfil del álabe, que
presenta los elementos estructurales, comience sólo a partir de una
altura correspondiente al 10% de la altura del perfil, calculada a
partir de la superficie de la plataforma en el sentido del vértice
del perfil.
Con ayuda de estas medidas puede provocarse una
reducción, especialmente ventajosa, de la diferencia de las
temperaturas entre el lado caliente y el lado frío, especialmente en
la zona de transición que, en otro caso, estaría sometida
especialmente a un desgaste por rozamiento.
En otra configuración ventajosa, los elementos
estructurales se han configurado como dispositivos generadores de
turbulencia en forma de nervadura, de campos de zócalos, de realces
y/o de casquillos roscados.
Puesto que la diferencia local de temperaturas,
que provoca el desgaste por rozamiento, entre el lado caliente y el
lado frío se presenta especialmente en una región central de la
región de transición comprendida entre el borde anterior del perfil
del álabe y un borde posterior del perfil del álabe, es
especialmente ventajoso que esté exenta de elementos estructurales
la superficie de la pared interna que se encuentra en la región
central, comprendida entre el borde anterior y el borde posterior.
En este caso, el álabe para turbina puede presentar varias
cavidades huecas que se extienden a través del álabe para turbina en
la dirección radial y que están separadas por nervaduras de
soporte, entre las cuales únicamente la cavidad hueca, que está
situada entre el borde anterior y el borde posterior del perfil del
álabe, situada en la región central, presenta la sección de la
pared interna, cuya superficie de la pared interna en el perfil del
álabe está exenta de elementos estructurales.
Esto se debe al descubrimiento de que se
establece, a lo largo del borde longitudinal de la plataforma -
visto desde el borde anterior hacia el borde posterior -, un perfil
de temperaturas en el material del álabe que presenta, de manera
respectiva, un máximo relativo en la región del borde anterior y del
borde posterior y que presenta entremedias, en la región central,
un mínimo local. Este mínimo de las temperaturas puede ser
eliminado con ayuda de las medidas propuestas. De este modo, se
enfriarán localmente en menor cuantía, de manera específica,
únicamente aquellas regiones en las que se presentaban, hasta ahora,
como consecuencia de una refrigeración excesiva, gradientes de
temperatura especialmente elevados, es decir diferencias de
temperaturas entre el lado caliente y el lado frío. Por el
contrario, las cavidades huecas, que están situadas en la región
del borde anterior y en la región del borde posterior, que se
extienden a lo largo de las mismas, pueden estar dotadas con
elementos estructurales, como hasta el presente, que se prolonguen
hasta la plataforma.
La plataforma, que está dispuesta en la región
central comprendida entre el borde anterior y el borde posterior,
sobre el lado de presión, es especialmente ancha en función de su
estructura de tal manera, que hasta el presente se presentaba en
este punto el mínimo local de temperatura en el material del álabe.
El mínimo de temperatura puede ser eliminado con disminución de la
tensión térmica cuando esté exenta de elementos estructurales, de
manera especial, la superficie de la pared interna, cuya pared
interna está formada por la pared del perfil del lado aspirante del
perfil del álabe,. De este modo, puede conseguirse una prolongación
de la duración de vida, especialmente dilatada, del álabe para
turbina que, de manera conveniente, se fabrica por colada.
Así mismo se propone, para resolver la tarea
citada en segundo lugar, el empleo de un álabe para turbina según
una de las reivindicaciones 1 a 11 en una turbina de gas,
preferentemente estacionaria.
La invención se explica por medio de las
figuras. Se muestra:
En la figura 1 una turbina de gas en una
sección longitudinal, parcial,
En la figura 2 un álabe para turbina en vista
en perspectiva con la región de la plataforma dirigida hacia
arriba,
En la figura 3 el álabe para turbina de
conformidad con la invención en sección transversal con diversas
configuraciones de refrigeración y
En la figura 4 un álabe para turbina de
conformidad con la invención en sección longitudinal con
dispositivos generadores de turbulencia que comienzan a diversas
alturas radiales.
\vskip1.000000\baselineskip
La figura 1 muestra una turbina de gas 1 en una
sección longitudinal, parcial. Esta turbina presenta, en el
interior, un rotor 3, que está alojado de manera giratoria alrededor
de un eje de rotación 2, que se denomina también rotor de la
turbina. A lo largo del rotor 3 se suceden una carcasa de aspiración
4, un compresor 5, una cámara de combustión anular 6, en forma de
toro, con varios quemadores 7, que están dispuestos con simetría de
rotación entre sí, una unidad de turbina 8 y una carcasa para los
gases de escape 9. La cámara de combustión anular 6 forma una
cámara de combustión 17, que comunica con un canal 18 para los gases
calientes, que tiene forma anular. En este punto cuatro etapas de
turbina 10, que están conectadas sucesivamente, forman la unidad de
la turbina 8. Cada etapa de la turbina 10 está formada por dos
anillos de álabes. Visto en el sentido de flujo de un gas caliente
11, generado en la cámara de combustión anular 6, una serie de
álabes directores 13 va seguida, respectivamente, en el canal del
gas caliente 18, por una serie 14 formada por álabes de rodete 15.
Los álabes directores 12 están fijados sobre el estator, mientras
que, por el contrario, los álabes de rodete 15, pertenecientes a
una serie 14, están dispuestos sobre el rotor 3 por medio de un
disco de turbina 19. Sobre el rotor 3 está acoplado un generador o
una máquina de trabajo (no representada).
La figura 2 muestra un álabe 50 para turbina,
hueco, de conformidad con la invención, en vista en perspectiva. El
álabe para turbina 50, que se ha fabricado de manera preferente por
colada, abarca un pie de álabe 52, sobre el cual se ha dispuesto, a
lo largo de un eje del álabe, una plataforma 54 y sobre la misma un
perfil del álabe 56 que no ha sido representado en toda su altura,
sino que se ha representado de manera acortada.
El perfil del álabe 56 presenta una pared de
perfil 62 por el lado de la presión así como una pared del perfil
64 por el lado de aspiración, que se extiende desde un borde
anterior 66 del perfil del álabe 56 hasta un borde posterior 68.
Cuando la turbina de gas 1 se encuentra en funcionamiento, el gas
caliente 11 fluye a lo largo de las paredes del perfil 62, 64,
desde el borde anterior 66 hacia el borde posterior 68.
Entre la plataforma 54 y el perfil del álabe 56
se ha configurado una zona de transición 48 en forma de
garganta.
Desde el pie del álabe 52 hasta el perfil del
álabe 56 se extienden tres cavidades huecas parciales 58 a través
del álabe para turbina 50, a través de las cuales puede fluir
respectivamente un medio de refrigeración K, previsto para la
refrigeración. La primera cavidad hueca parcial 58a discurre
paralelamente y en la región del borde anterior. Por detrás de la
misma sigue una segunda cavidad hueca parcial 58b - visto en el
sentido de flujo del gas caliente.
Las cavidades huecas parciales 58 se extienden
en la dirección radial, con relación a la posición montada del
álabe para turbina 50 en la turbina de gas 1, y están separadas
entre sí por medio de nervaduras de soporte 70. Las nervaduras de
soporte 70 conectan la pared del perfil 62, por el lado de la
presión, con la pared del perfil 64, por el lado de aspiración con
el fin de rigidificar el perfil del álabes 56.
La superficie de la plataforma 61 presenta una
anchura B, que se extiende transversalmente con respecto a la
dirección axial, cuya anchura es mayor que la anchura de la
superficie de la plataforma 61, que está prevista en la zona del
lado de presión del borde anterior 66 o del borde posterior 68, como
consecuencia de los bordes 63, que son longitudinales rectilíneos
de la dirección axial, del pie del álabe 52 rectilíneo y como
consecuencia del perfil del álabe 56, que está abovedado en el
mismo sentido, por el lado de la presión en la zona de la cavidad
hueca parcial 58, central.
Con objeto de facilitar la visión no se han
mostrado elementos estructurales en las cavidades huecas parciales
58 del álabe para turbina 50, que ha sido representado en la figura
2.
La figura 3 muestra el álabe para turbina 50, de
conformidad con la invención, configurado como álabe de rodete o
como álabe director según la sección transversal
III-III de la figura 2. El pie del álabe 52 va
seguido, en la dirección radial, con relación a la posición de
montaje en la turbina de gas 1, por la plataforma 54 y por el
perfil del álabe 56. Tanto el lado externo del perfil del álabe 56
así como, también, la superficie 61 de la plataforma 54, que está
dirigida hacia el perfil del álabe 56, están sometidos al gas
caliente 11, que fluye a través de la turbina de gas 1, y se
denominan lado caliente.
El plano de corte de la sección transversal
III-III transcurre a través de la segunda de las
tres cavidades huecas parciales 58, que están abiertas,
respectivamente, por el lado de pie. El medio de refrigeración K
que puede ser alimentado por el lado del pie, por ejemplo el aire de
refrigeración, refrigera al álabe para turbina 50, con el fin de
que éste pueda resistir las temperaturas que se presentan durante el
funcionamiento de la turbina de gas.
La segunda cavidad hueca parcial 58b está
rodeada por una pared interna 59, que está formada en parte por la
pared del perfil 62 del lado de la presión y por la pared de perfil
64 del lado de aspiración. Sobre la superficie interna de las
paredes del perfil 62, 64, o bien de la pared interna 59, se han
previsto elementos estructurales 72 en forma de dispositivos
generadores de turbulencia para aumentar la transmisión del calor
desde el material del álabe, calentado por el gas caliente 11, hasta
el medio de refrigeración K que fluye por el interior, cuyos
dispositivos generadores de turbulencia pueden estar configurados en
forma de nervaduras, de campos de zócalos, de realces y/o de
casquillos roscados. En la configuración mostrada se trata de
nervaduras, que discurren transversalmente con respecto al sentido
de flujo del medio de refrigeración.
Hasta ahora, era usual prever los dispositivos
generadores de turbulencia o bien los elementos estructurales 72
aproximadamente a través de toda la altura del perfil H desde la
plataforma 54 hasta el vértice del álabe 74 (figura 4) sobre las
superficies de las paredes internas 59, tal como se ha mostrado en
una primera sección sobre la pared del perfil 62 por el lado de
presión. Ahora, con la invención se recorre un nuevo camino. Tal
como se ha representado sobre la superficie interna de la pared del
perfil 64 por el lado de aspiración, los elementos estructurales 72
ya no comienzan en la zona de la superficie de la plataforma 61,
sino que lo hacen sólo a partir de una altura predeterminada en el
perfil del álabe 56. De este modo, está exenta de elementos
estructurales 72 una segunda sección A de la superficie de la pared
interna 59 por el lado de aspiración, que se encuentra en el perfil
del álabe 56 y que es contigua a la zona de la plataforma. Aún
cuando la segunda sección A, que es contigua a la zona de la
plataforma, se encuentra ya en el perfil del álabe 56, la superficie
de la pared interna 59, que se encuentra en esta zona, es, por lo
tanto, plana y no está perfilada por medio de elementos
estructurales.
La segunda sección A delimita, en el sentido del
vértice del perfil 74, con una zona C de la superficie de la pared
interna 59, en la que presentan entre sí una distancia mínima,
media, los dispositivos generadores de turbulencia o bien los
elementos estructurales 72, que está determinada en la dirección
radial.
Sobre la superficie interna de la pared del
perfil 64 del lado de aspiración, que está exenta de elementos
estructurales 72 en la segunda sección A próxima a la plataforma, la
distancia D, medida en la dirección radial, comprendida entre el
elemento estructural 73, situado en el punto más bajo o bien
contiguo a la superficie de la plataforma 61, y la superficie de la
plataforma 61, es mayor que la distancia m media, mínima. El medio
de refrigeración K, que fluye por el lado del pie, tiene en primer
lugar en la segunda sección A un flujo laminar como consecuencia
del fondo localmente plano y entretanto refrigera al material del
álabe por convección. A continuación, el medio de refrigeración K
tiene un flujo turbulento en la sección C, como consecuencia de los
elementos estructurales 72, 73, lo cual conduce a una transmisión
del calor mejorada. De este modo, se garantiza que la zona de
transición 48 sea refrigerada localmente menos que el resto del
perfil del álabe 56 y, de este modo, se evitan las tensiones
térmicas en este punto, con lo cual se forman grietas sólo en raras
ocasiones. El crecimiento de las grietas se produce de manera
retardada, en comparación con un álabe para turbina del estado de
la técnica. Como consecuencia, se alarga la duración de vida del
álabe para turbina 50 con ayuda de las medidas propuestas.
La figura 4 muestra otro álabe para turbina 50
de conformidad con la invención en sección longitudinal con un pie
de álabe 52, una plataforma 54 y un perfil del álabe 56. El pie del
álabe 52 perfilado puede estar configurado en sección transversal
en forma de espina de pescado o en forma de cola de milano. El álabe
para turbina 50 se ha configurado, así mismo, de manera hueca y
presenta cuatro cavidades huecas parciales 58, que discurren en la
dirección radial, que están separadas entre sí por medio de
nervaduras de soporte 70, que conectan la pared del perfil 62, del
lado de la presión, con la pared del perfil 64, del lado de la
aspiración.
Durante el funcionamiento de la turbina de gas 1
se produce un mínimo local de temperatura en el material del álabe,
entre la zona anterior y la zona posterior de la zona de transición
48, debido a que la plataforma 54 es especialmente ancha en este
punto (véase la figura 2), que está sometido a una menor
refrigeración, de conformidad con la invención, puesto que los
elementos estructurales 72 no comienzan en la zona de la superficie
de la plataforma 61 en las dos cavidades huecas parciales 58
centrales sino que, solamente, lo hacen a partir de una altura
predeterminada en el perfil del álabe 56. Por lo tanto, la sección A
de la superficie de las paredes internas 59, que están formadas por
la pared del perfil 64, por el lado de aspiración, que se encuentra
en el perfil del álabe 56 y que delimita con la zona de la
plataforma, está exenta de elementos estructurales 72.
Aún cuando la segunda sección A, que delimita
con la zona de la plataforma, se encuentra ya en el perfil del
álabe 56, la superficie de la pared interna 59, que se encuentra en
esta zona, es plana y no está perfilada por medio de elementos
estructurales. La segunda sección A presenta, por ejemplo, una
altura correspondiente al 5% de la altura del perfil H, calculada a
partir de la superficie de la plataforma 61. De manera preferente,
la zona C de la pared interna 59, que se encuentra en el perfil 56
del álabe, que presenta los elementos estructurales 72, comienza
solamente a partir de una altura correspondiente al 10% de la altura
del perfil H, calculada a partir de la superficie de la plataforma
61 en el sentido de un vértice del perfil 74.
Es posible por medio de la invención someter a
una refrigeración menos intensa al radio de transición o bien a la
zona de transición 48 comprendida entre el perfil del álabe 56 y la
plataforma 54 y, de manera especial, localmente en la zona central
comprendida entre el borde anterior 66 y el borde posterior 68 de
tal manera, que la zona de transición está sometida localmente a
menores diferencias de temperatura entre el lado caliente, es decir
el lado externo del álabe para turbina, y el lado frío, es decir el
lado interno del álabe para turbina. Las menores diferencias de
temperatura reducen las tensiones térmicas en el material del álabe
en la zona de transición de tal manera, que se reduce la formación
de grietas en este punto y se retarda el crecimiento de las
grietas, lo cual aumenta significativamente la duración de vida bajo
fatiga del álabe para turbina 50.
\newpage
Una turbina de gas, equipada con un álabe para
turbina 50, de este tipo, puede trabajar, por lo tanto, durante un
período de tiempo mayor; los álabes para turbina 50 empleados tienen
que ser controlados con menor frecuencia en lo que se refiere a los
defectos tales como las grietas. Por lo tanto se aumenta
significativamente la disponibilidad de la turbina de gas 1.
Claims (12)
1. Álabe para turbina (50) para una turbina de
gas, que comprende un pie de álabe (52), sobre el que siguen,
sucesivamente, una región de plataforma con una plataforma (54), que
discurre transversalmente, y, a continuación de la misma, un perfil
(56) de álabe, que está arqueado, que comprende una superficie de
plataforma (61), que puede ser impulsada con gases calientes, que
está prevista sobre la plataforma (54), desde cuya superficie de
plataforma se extiende el perfil (56) del álabe hasta un vértice del
álabe con una altura (H) del perfil, con, al menos, una cavidad
hueca (58), que está abierta por el lado del pie y que puede ser
recorrida por un medio de refrigeración (60), cuya cavidad hueca se
extiende a través del pie del álabe (52), pasando por la región de
plataforma, hasta el perfil (56) del álabe y que está subdividida,
al menos, en una cavidad hueca parcial, que es contigua al borde
anterior, y en una segunda cavidad hueca parcial, que es contigua a
la primera cavidad hueca parcial, estando rodeadas la cavidades
huecas parciales, en parte, por paredes internas (59), sobre cuyas
superficies se han previsto elementos estructurales (72, 73), que
ejercen una influencia sobre el medio de refrigeración (60),
presentando, al menos, un elemento estructural, como mínimo una
primera sección (A) de la superficie de la pared interna (59) de la
primera cavidad hueca parcial, que está situada, al menos, en el
perfil (56) del álabe y que delimita con la región de plataforma,
caracterizado porque está exenta de elementos estructurales
(72, 73) una segunda sección (A) de la superficie de la pared
interna (59) de la segunda cavidad hueca parcial, que está situada,
al menos, en el perfil (56) del álabe y que delimita con la región
de plataforma.
2. Álabe (50) para turbina según la
reivindicación 1, en el que son planas en el perfil (56) del álabe,
la superficie de la pared interna (59) de la segunda cavidad hueca
parcial, a la altura de la región de plataforma, y la superficie de
la pared interna (59) de la segunda sección (A), que es contigua a
la misma.
3. Álabe (50) para turbina según la
reivindicación 1 o 2, en el que la superficie de la plataforma (61)
y, visto en dirección radial, el elemento estructural más próximo
(73), que es contiguo a la misma, presentan, en la segunda cavidad
hueca parcial, un distancia (D), que es mayor que una distancia (m)
media, mínima, entre dos elementos estructurales (72, 73)
inmediatamente contiguos, previstos en el perfil (56) del álabe.
4. Álabe (50) para turbina según la
reivindicación 3, en el que la distancia (D) corresponde, al menos,
a 1,1 veces la distancia (m) media, mínima, comprendida entre dos
elementos estructurales (72, 73), previstas en el perfil (56) del
álabe.
5. Álabe (50) para turbina según una de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que la segunda sección (A) presenta
una altura correspondiente al 5% de la altura (H) del perfil,
calculada a partir de la superficie (61) de la plataforma.
6. Álabe (50) para turbina según una de las
reivindicaciones 1 a 5, en el que una sección (B), que presenta los
elementos estructurales (72, 73), de la pared interna (59) de la
segunda cavidad hueca parcial, que está situada en el perfil (56)
del álabe, comienza solamente a partir de una altura, que
corresponde al 10% de la altura (H) del perfil, calculada a partir
de la superficie (61) de la plataforma en el sentido del vértice
(74) del perfil.
7. Álabe (50) para turbina según una de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que los elementos estructurales (72,
73) se han configurado como elementos generadores de turbulencia, en
forma de nervaduras, de campos de zócalos, de realces y/o de
casquillos roscados.
8. Álabe (50) para turbina según una de las
reivindicaciones 1 a 7, en el que las cavidades huecas parciales
están separadas entre sí por medio de nervaduras (70) de soporte y
en el que se encuentra en la región central la segunda cavidad
hueca parcial, que está situada entre el borde (66) anterior y el
borde (68) posterior del perfil (56) del álabe.
9. Álabe (50) para turbina según la
reivindicación 8, en el que el perfil (56) del álabe presenta una
pared (64) del perfil, por el lado de aspiración, que limita, en
parte, la cavidad hueca (58) y sobre cuyo lado interno, que está
dirigido hacia la cavidad hueca (58), se encuentra la segunda
sección (A) de la superficie de las paredes internas (59).
10. Álabe (50) para turbina según la
reivindicación 9, en el que el perfil (56) del álabe presenta una
pared (62) del perfil, por el lado de presión, que limita, en
parte, la cavidad hueca (58) y sobre cuyo lado interno, que está
dirigido hacia la cavidad hueca (58), se encuentra la primera
sección (A) de la superficie de las paredes internas (59).
11. Álabe (50) para turbina, colado, según una
de las reivindicaciones 1 a 10.
12. Empleo de un álabe (50) para turbina, según
una de las reivindicaciones 1 a 11 en una turbina (1) para gas,
preferentemente estacionaria.
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