ES2700953T3 - Segmento de álabes directrices con seguridad radial - Google Patents
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Abstract
Segmento de álabes directrices (10) para una turbina de gas, en especial para una turbina de gas de avión, que comprende como mínimo una banda de cubierta (14) radial exterior y una banda de cubierta (12) radial interior que se extienden a lo largo de cada un arco de circulo y conjuntamente forman una sección de anillo, en donde en dirección radial (RR) entre la banda de cubierta (14) exterior y la banda de cubierta (12) interior hay situados varios álabes directrices (16) uno junto a otro en dirección circunferencial (UR) que están unidos por cierre de material con la banda de cubierta (12) interior y la banda de cubierta (14) exterior, unidos especialmente de una pieza, en donde la banda de cubierta (14) exterior comprende en una dirección longitudinal axial (AR) un elemento de pared frontal (22) axial delantero y un elemento de pared frontal axial (24) trasero de manera que en sección longitudinal la banda de cubierta (14) exterior y ambas paredes frontales (22, 24) forman un perfil del tipo bañera, en donde en la pared frontal l (24) axial trasera está previsto como mínimo un elemento radial de seguridad (26) que está preparado para asegurar el segmento de álabes directrices (10) en dirección radial (RR) con relación a una carcasa (28, 30) envolvente, en donde el elemento radial de seguridad (26) está construido como resalte con una zona de apoyo (27) que está preparada para apoyarse en una pieza opuesta (30) en la carcasa (28), caracterizado por que la zona de apoyo (27) presenta una superficie de apoyo (32) que se encuentra en un plano cuyo vector normal presenta una componente de vector (VUR) en dirección circunferencial (UR) y en dirección radial (RR).
Description
DESCRIPCIÓN
Segmento de álabes directrices con seguridad radial
El invento se refiere a un segmento de álabes directrices con seguridad radial para una turbina de gas, en especial para una turbina de gas de avión, que comprende como mínimo una banda de cubierta radial exterior y una banda de cubierta radial interior que se extienden cada una a lo largo de un arco de circulo y conjuntamente forman una sección de anillo, en donde entre la banda de cubierta exterior y la banda de cubierta interior en dirección radial hay situados varios álabes directrices uno junto a otro en dirección circunferencial que están unidos por cierre de material con la banda de cubierta interior y la banda de cubierta exterior, unidos especialmente de una pieza, en donde en una dirección longitudinal axial la banda de cubierta exterior comprende un elemento de pared frontal axial delantero y un elemento de pared frontal axial trasera de manera que la banda de cubierta exterior y ambas paredes frontales forman, en sección longitudinal, un perfil del tipo bañera, en donde en la pared frontal axial trasera está previsto como mínimo un segmento radial de seguridad que está preparado para asegurar el segmento de álabes directrices en dirección radial con respecto a una carcasa que lo rodea, en donde el segmento radial de seguridad está diseñado como resalte con una zona de apoyo que está preparada para apoyarse en una pieza opuesta correspondiente en la carcasa.
En la presente solicitud los datos de dirección, como “Axial” o “axial”, “Radial” o “radial” y circunferencial deben ser entendidos fundamentalmente como referidos al eje de máquina de la turbina de gas, en tanto en cuanto del contexto no se desprenda otra cosa explícita o implícitamente.
El documento US2015/0125289 A1 muestra un segmento de álabes directrices con una banda de cubierta exterior del tipo bañera en cuya pared frontal trasera hay colocados unos elementos radiales de seguridad. Los elementos radiales de seguridad presentan zonas de apoyo con superficies de apoyo que están sobre una superficie circunferencial cilíndrica. Para la fabricación de esta superficie curvada debe ser fresada a partir de un tocho lo que lleva a una considerable mayor inversión y a costes más altos del componente. Por los documentos EP 2811 118 A1 y EP 1431 517 A2 se conocen segmentos de álabes directrices similares.
En el documento DE 60 2004 003 757 T2 se propone extraer masa en una banda de cubierta de un segmento de álabes directrices mediante una reducción del espesor. Para esto se proponen procedimientos industriales conocidos como el mecanizado a alta velocidad, manual o por CNC, lijado manual o automático, electroerosión o mecanizado por chorro de agua.
En el documento EP 2 878 769 A1 se propone construir en línea recta en dirección circunferencial los flancos de ranuras que están previstos entre dos aletas de sellado de una banda de cubierta de álabes. Estas dos superficies no son superficies de apoyo.
Para un montaje mejorado y más sencillo de segmentos de álabes directrices, que también pueden ser llamados clúster de álabes directrices, se ha demostrado en una turbina de gas que la previsión de elementos radiales de seguridad representa una alternativa adecuada a las seguridades por ganchos conocidas hasta la fecha.
Sobre la seguridad radial de segmentos de álabes directrices que en una turbina de gas por lo general están reunidos en un anillo de álabes directrices, el tema va especialmente, en asegurar contra una caída en dirección radial los segmentos de álabes directrices en el interior de la carcasa de turbina. Durante el servicio de la turbina de gas, debido a la circulación a la que el (los) álabe (s) directriz (ces) está o están sometidos, sobre el segmento de álabes directrices actúa generalmente un momento que es de tal naturaleza que el elemento de pared frontal axial trasera es presionado radialmente hacia el exterior, por el contrario, el elemento de pared frontal axial delantero es traído radialmente hacia el interior. Este momento es recogido en el elemento de pared frontal axial trasera de manera que el borde radial exterior del mismo se apoya sobre la carcasa. Sin embargo, si la máquina de circulación está fuera de servicio en el canal de gas falta la corriente que actúa sobre los álabes directrices. Sobre todo para este caso sirve la seguridad de caída radial aquí descrita o el elemento radial de seguridad. De esta manera se impide que cuando la máquina de circulación está parada el segmento de álabes directrices pueda caerse por causa por ejemplo de la fuerza de la gravedad.
Con la turbina de gas en servicio, en dirección radial hay que soportar menores fuerzas. Un soporte a estas fuerzas que actúan en dirección radial puede por lo general, producirse de forma óptima si una superficie de apoyo presenta un vector normal que solo presenta componentes de vector en dirección radial y/o en dirección axial. Pero ciertamente se ha demostrado que estas superficies de apoyo son todavía más costosas de fabricar cuando la superficie de apoyo debe ser curvada en dirección circunferencial correspondiendo con el radio referido al eje de la maquina o cuando la superficie de apoyo está en un plano tangencial a la circunferencia en la zona de la banda de cubierta exterior.
Misión del invento es presentar un segmento de álabes directrices cuyo elemento radial de seguridad haga posible una fabricación simplificada.
Para la solución de esta misión se propondrá que la zona de apoyo presente una superficie de apoyo que está en un primer plano cuyo vector normal presenta componentes de vector en dirección circunferencial así como en dirección axial (AR) o/y dirección radial (RR). Expresado de otra manera, el primer plano está en el espacio de manera que corta un plano tangencial o una dirección tangencial respecto a la dirección circunferencial en un plano que está formado
recogido por la dirección radial y la dirección circunferencial. Si el vector normal presenta una componente de vector en dirección circunferencial y en dirección radial (o en dirección axial y en dirección radial), el primer plano no presenta ninguna curvatura en dirección circunferencial y por esta geometría o moldeado simplificados puede ser fabricado más fácilmente.
También se propondrá que el segmento de álabes directrices presente, en dirección circunferencial (UR) en la banda de cubierta exterior, dos superficies laterales de banda de cubierta situadas separadas una de otra, que están construidas de tal manera que pueden llegar a estar en contacto con una superficie lateral de banda de cubierta de un segmento de álabes directrices vecino, en donde el elemento radial de seguridad está diseñado unido con como mínimo una superficie lateral de banda de cubierta.
Para ello el segmento de álabes directrices puede comprender dos elementos radiales de seguridad separados uno de otro en dirección circunferencial de manera que el segmento de álabes directrices se apoya en dos puntos definidos y no puede desplazarse de la posición prevista, especialmente no puede girarse alrededor de un eje que discurra radialmente.
Por ello se propone que uno de los elementos radiales de seguridad esté diseñado unido con una superficie lateral de banda de cubierta y que el otro elemento radial de seguridad esté situado a una distancia de la otra superficie lateral de banda de cubierta.
Por ello se prefiere que la distancia medida en dirección circunferencial de ambos elementos radiales de seguridad sea menor que la distancia medida en dirección circunferencial de ambas superficies laterales de banda de cubierta.
Además se propone que el elemento radial de seguridad sea fabricado por rectificado lineal. El rectificado lineal hace posible el movimiento de una correspondiente herramienta de rectificar a lo largo de una dirección principal de rectificado y a lo largo de una dirección de avance ortogonal. Debido a la geometría de la herramienta y al proceso de movimiento lineal (dirección principal de rectificado), mediante el rectificado lineal se puede construir de manera sencilla una superficie de apoyo cuyo vector normal presente las características anteriormente mencionadas.
También se propone que la zona de apoyo presente una segunda superficie que este en un segundo plano cuyo vector normal presente componentes de vector en dirección circunferencial y en dirección radial (RR), en especial también en dirección axial (AR).
Por ello se prefiere que la segunda superficie y la superficie de apoyo están inclinadas una hacia la otra en donde el ángulo formado por el primer y el segundo plano está en un plano de corte formado por la dirección radial (RR) y la dirección axial (Ar), en una zona entre 70° y 90°, preferiblemente entre 75° y 85°.
El segmento de álabes directrices puede comprender además un elemento circunferencial de seguridad en dirección circunferencial en una zona central de la pared frontal posterior.
La misión que es la base del invento será resuelta también por un procedimiento para la fabricación de un segmento de álabes directrices para una turbina de gas, especialmente una turbina de gas de avión, que comprende los siguientes pasos:
Preparar un segmento de álabes directrices (10a) en bruto con como mínimo una banda de cubierta (14) radial exterior y una banda de cubierta (12) radial interior que se extienden a lo largo de cada correspondiente arco de circulo y conjuntamente forman una zona de anillo, en donde en dirección radial (RR) entre la banda de cubierta (14) exterior y la banda de cubierta (12) interior hay situados varios álabes directrices (16) uno junto a otro en dirección circunferencial (UR), que están unidos por cierre de material, unidos especialmente de una pieza, con la banda de cubierta (12) interior y la banda de cubierta (14) exterior, en donde la banda de cubierta (14) exterior comprende en una dirección longitudinal axial (AR) un elemento de pared frontal (22) axial delantero y un elemento de pared frontal (24) axial trasera de manera que la banda de cubierta (14) exterior y ambas paredes frontales (22, 24) forman, en sección longitudinal, un perfil del tipo bañera, y con como mínimo un elemento radial de seguridad en bruto;
Alinear el segmento de álabes directrices en bruto con respecto a un dispositivo de rectificado lineal de manera que mediante el dispositivo de rectificado lineal se pueda extraer material del elemento radial de seguridad;
Rectificar el elemento radial de seguridad en bruto mediante el dispositivo de rectificado lineal hasta que el elemento radial de seguridad en bruto haya adoptado la forma de un elemento radial de seguridad con una zona de apoyo que presente una superficie de apoyo que se encuentre en un primer plano cuyo vector normal presente componentes de vector en dirección circunferencial y en dirección radial (RR), en especial también en dirección axial (AR).
Entonces el paso de alinear el segmento de álabes directrices en bruto y el paso del rectificado pueden ser realizados una vez cada uno para cada un elemento radial de seguridad en bruto cuando en el segmento de álabes directrices en bruto están previstos dos o más elementos radiales de seguridad en bruto.
Además se propone que el paso de alinear el segmento de álabes directrices en bruto respecto del dispositivo de rectificado lineal se realice de manera que al rectificar el elemento radial de seguridad en bruto, el dispositivo de
rectificado lineal puede ser guiado o movido con una distancia a otros componentes del segmento de álabes directrices en bruto, especialmente con una distancia a un elemento circunferencial de seguridad previsto en la pared frontal trasera situado en una zona central en dirección circunferencial o a un correspondiente elemento circunferencial de seguridad en bruto
El rectificado lineal del elemento radial de seguridad puede ser adaptado a diferentes segmentos de álabes directrices de diferentes etapas de turbina o diferentes turbinas de gas de manera que mediante una alineación relativa correspondiente del segmento de álabes directrices y la herramienta de rectificar lineal se puede fabricar la superficie de apoyo y por que el dispositivo de rectificado lineal no entra en contacto con otros componentes o módulos constructivos especialmente resaltes o costillas de refuerzo del segmento de álabes directrices .
Finalmente el invento se refiere también a una turbina de gas, especialmente a una turbina de gas de avión, que comprende como mínimo una etapa de turbina con varios segmentos de álabes directrices que en dirección circunferencial están situados uno junto a otro de manera que forman un anillo de álabes directrices de la etapa de turbina, en donde los segmentos de álabes directrices presentan como mínimo una de las características arriba mencionadas.
El segmento de álabes directrices acorde con el invento está definido en la reivindicación 1. El procedimiento acorde con el invento para la fabricación de un segmento de álabes directrices está definido en la reivindicación 12. La turbina de gas acorde con el invento está definida en la reivindicación 15.
A continuación se describe el invento por referencia a las figuras acompañantes a modo de ejemplo y no limitativas.
Fig. 1 muestra una representación en perspectiva simplificada de un segmento de álabes directrices,
Fig. 2 muestra una representación en sección longitudinal muy simplificada de una zona de transición entre segmento de álabes directrices y carcasa de turbina,
Fig. 3 muestra una ampliación de la zona III rayada y rebordeada de la figura 2 con un elemento radial de seguridad y una pieza opuesta en el lado de carcasa,
Fig. 4 muestra una representación en perspectiva simplificada de un segmento de álabes directrices en bruto,
Fig. 5 en una representación de principio en perspectiva simplificada muestra un dispositivo de rectificado lineal en posicionado relativo con el segmento de álabes directrices,
Fig. 6 muestra en otra representación de principio en perspectiva simplificada el dispositivo de rectificado lineal en posicionado relativo con el segmento de álabes directrices,
Fig. 7 muestra una representación en sección parcial aumentada aproximadamente a lo largo de la línea de corte VII-VII de la figura 6,
Fig. 8 muestra en las figuras parciales A) y B) en representaciones de principio esquematizadas y simplificadas, la inclinación de una superficie de apoyo de un elemento radial de seguridad.
La figura 1 muestra en una representación en perspectiva simplificada un segmento de álabes directrices 10 con una banda de cubierta 12 radial interior y una banda de cubierta 14 radial exterior. En dirección radia RR entre la banda de cubierta12 interior y la banda de cubierta 14 exterior se extienden álabes directrices 16 en donde el número de tres álabes directrices 16 para un segmento de álabes directrices 10 aquí representado lo es puramente a modo de ejemplo, pudiendo estar previstos también dos, cuatro, cinco o más álabes directrices en un segmento de álabes directrices 10.
El segmento de álabes directrices 10 de la figura 1 está representado de manera que queda libre la vista sobre los lados de aspiración 18 y los cantos posteriores 20 de los álabes directrices 16. La banda de cubierta 14 radial exterior comprende una pared frontal 22 axial delantera y una pared frontal 24 axial posterior. Ambas paredes frontales 22, 24 están realizadas inclinadas hacia la banda de cubierta 14 de manera que en un corte longitudinal se obtiene un perfil en forma de bañera. En la figura 1 se puede apreciar además un elemento radial de seguridad 26 que está construido en la pared trasera 24 y desde ésta sobresale en contra de la dirección axial AR o bien contra la dirección principal de circulación en la máquina de circulación.
La figura 2 muestra una representación en sección longitudinal simplificada a través de la banda de cubierta 14 exterior y una parte de la carcasa de turbina 28 unida con el segmento de álabes directrices 10. De la figura 2 se pueden apreciar igualmente la pared frontal 22 delantera y la pared frontal 24 trasera que junto con la banda de cubierta 14 forman el perfil en forma de bañera en la representación en sección. En la pared frontal 24 trasera se puede apreciar el elemento radial de seguridad 26 que está construido como resalte y sobresale desde la pared frontal 24 trasera en contra de la dirección axial AR. El elemento radial de seguridad 26 presenta una zona de apoyo 27 con forma esencialmente de S en sección con un arco cóncavo y un arco convexo en los que limitan piezas o superficies rectas. En la carcasa 28 hay construida una pieza opuesta 30 construida complementaria al elemento radial de seguridad 26
de manera que entre el elemento radial de seguridad 26 y la pieza opuesta 30 es posible un apoyo para la seguridad radial del segmento de álabes directrices 26 en la carcasa 30.
La figura 3 muestra la zona III rayada rebordeada en la figura 2 de manera que aquí el elemento radial de seguridad 26 con su zona de apoyo 27 y la pieza opuesta 30 de la carcasa de turbina 28 son mejor apreciables. En su zona de apoyo 27 el elemento radial de seguridad 26 comprende una superficie de apoyo 32 y una segunda superficie 34. La pieza opuesta 30 presenta una superficie de apoyo 36 que está situada enfrente de la superficie de apoyo 32 del elemento radial de seguridad 26. Como se puede apreciar de la representación en sección la superficie de apoyo 32 y la segunda superficie 34 están diseñadas inclinadas una hacia la otra, en donde en el plano del dibujo (plano que está formado por la dirección axial AR y la dirección radial RR) ellas forman un ángulo p que es de aproximadamente 70° hasta 90°, en especial desde 75° hasta 85°. La superficie de apoyo 36 en la pieza opuesta 30 de la carcasa 28 presenta esencialmente la misma inclinación que la superficie de apoyo 32. La acción conjunta entre la superficie de apoyo 32 y la superficie de apoyo 36 hace posible la seguridad del segmento de álabes directrices 10 en dirección radial RR.
La figura 4 es una representación en perspectiva simplificada de un segmento de álabes directrices 10a en bruto después de fundir una pieza de este tipo. Se pueden apreciar los componentes que se acaban de menciona: banda de cubierta 14 exterior, pared frontal 22 delantera, pared frontal 24 posterior así como los álabes directrices 16. En la pared frontal 24 trasera se pueden apreciar dos elementos radiales de seguridad 26a y 26b en bruto que como un tipo de resalte triangular sobresalen de la pared frontal 24 trasera en contra de la dirección axial AR. En una zona central en dirección circunferencial de la pared frontal 24 trasera se puede apreciar un elemento circunferencial de seguridad 40 formado por dos aletas, el cual igualmente aparece en su forma en bruto después de ser fundido.
Para formar los elementos radiales de seguridad 26 con forma final como los que se han descrito anteriormente por referencia a la figuras 1 a 3, a partir de los elementos radiales de seguridad 26a y 26b en bruto, se extrae material de los elementos radiales de seguridad 26a y 26b en bruto, realizándose esto mediante rectificado lineal .Sobre esto las figuras 5 y 6 muestran a modo de ejemplo el segmento de álabes directrices 10 (en bruto 10a) y un dispositivo de rectificado lineal 42 representado simplificado y esquemático, en diferentes perspectivas y disposiciones relativas entre uno y otro. El dispositivo de rectificado lineal 42 y el segmento de álabes directrices 10 son alineados uno con otro de manera que el dispositivo de rectificado lineal 42 entra en contacto con sus superficies de rectificado 44 con uno de los elementos radiales de seguridad 26a, 26b en bruto. El proceso de rectificado lineal se realiza durante el tiemplo necesario hasta que el elemento radial de seguridad 26 o su zona de apoyo 27 alcance su forma definitiva, especialmente se hayan construido la superficie de apoyo 32 y la segunda superficie 34. Partiendo del segmento de álabes directrices 10a en bruto de la figura 4 la figura 5 muestra una representación en la que el dispositivo de rectificado lineal 42 mecaniza el elemento radial de seguridad 26a en bruto. De cada uno de los otros elementos radiales de seguridad 26a o 26b en bruto que también pueden existir como elemento radial de seguridad 26 ya terminado de mecanizar, en las figuras 5 y 6 solo se puede reconocer un extracto superior.
Como se puede apreciar en la vista conjunta de las figuras 4 hasta 6 el segmento de álabes directrices 10 presenta en la zona de la banda de cubierta 14 exterior unas correspondientes superficies laterales 46 de banda de cubierta que están preparadas para que los segmentos de álabes directrices 10 vecinos puedan estar uno junto a otro en estado montado en la turbina de gas. Cada segmento de álabes directrices 10 presenta cada uno dos superficies laterales 46 de banda de cubierta pudiendo cada superficie lateral 46 de banda de cubierta estar asociada a un elemento radial de seguridad 26. Con ello, el elemento radial de seguridad 26 referido puede estar construido unido con la superficie lateral 46 de banda de cubierta, como se puede apreciar a modo de ejemplo en la figura 5 o también en la figura 1. Como alternativa, el elemento radial de seguridad 26 puede estar situado a una distancia AB respecto de la superficie lateral 46 de banda de cubierta, como se puede apreciar mejor en la figura 4, pero también está expuesto en la figura 6 mediante el elemento radial de seguridad 26 (26a) izquierdo, que está representado en contacto con el dispositivo de rectificado lineal 42.
Como se puede apreciar de las figuras 5 y 6 el dispositivo de rectificado lineal en la zona de contacto con el elemento radial de seguridad 26 no está guiado tangencialmente a la curva construida en esa zona de contacto (a lo largo de la dirección circunferencial UR) de la banda de cubierta14 o de la pared frontal 24 trasera. Aún más, entre un eje longitudinal LAS del dispositivo de rectificado lineal 42, eje que representa la dirección de rectificado, y la dirección tangencial TR en la zona del elemento radial de seguridad 26 se forma un ángulo y. Esto conduce a que la superficie de apoyo 32 construida mediante el dispositivo de rectificado lineal 42 o/y la superficie 34 presentan vectores normales que junto con como mínimo una componente de vector en dirección axial AR o/y una dirección radial RR presentan también una componente de vector en dirección circunferencial UR. Un posicionado de este tipo del dispositivo de rectificado lineal 42 y del segmento de álabes directrices 10 de uno con respecto al otro hace posible la extracción de material en los elementos radiales de seguridad 26 sin que el dispositivo de rectificado lineal se ponga en contacto con otros componentes o partes constructivas del segmento de álabes directrices 10, en especial no con el elemento circunferencial de seguridad 40, el que igualmente está previsto a lo largo de la dirección circunferencial UR en la pared frontal 24 trasera y sobresale de esta en contra de la dirección axial AR.
La figura 7 muestra una representación en sección simplificada esquematizada aproximadamente a lo largo de la línea VII-VII de la figura 6. En esta representación se puede apreciar que el dispositivo de rectificado lineal 42 en la zona de su superficie de rectificado 44 está construido de manera que presenta un contorno complementario al elemento radial
de seguridad 26 o a su superficie de apoyo 27. Mediante este contorno de rectificado complementario es posible que mediante un movimiento relativo lineal del dispositivo de rectificado lineal 42 a lo largo del eje longitudinal LAS del dispositivo de rectificado lineal se produzca una extracción sucesiva de material en un elemento radial de seguridad 26a, 26b en bruto (figura 4) hasta que el elemento radial de seguridad 26 terminado esté construido. Con ello se puede prescindir de un fresado del o de los elemento(s) radial(es) de seguridad mucho más caro comparado con el rectificado lineal 26.
La figura 8 muestra en las figuras parciales A) y B) dos representaciones en sección de principio fuertemente simplificadas de la superficie de apoyo 32 del elemento radial de seguridad 26 para ilustrar los componentes de vector del vector normal. La figura 8A) es una sección longitudinal, como también se puede ver en la figura 1, en donde la superficie de apoyo 32 está representada solamente como una línea con el vector normal NV y los componentes de vector VRR y VAR en dirección radial y en dirección axial. La figura 8B) es una sección correspondiente a la línea VIII-VIII de la figura 3, en donde la superficie de apoyo 32 está representada como línea y una parte del elemento radial de seguridad 26 está representada en sección y bosquejada. En la figura 8B) también está representado el vector normal NV para la superficie de apoyo 32 con componentes de vector VRR y VUR en dirección radial y en dirección circunferencial visibles en esta representación.
Si la superficie de apoyo 32 del elemento radial de seguridad 26 está inclinada de la manera descrita anteriormente, en donde su vector normal presenta una componente de vector VUR en dirección circunferencial, esto puede llevar a que la superficie de apoyo 32 no se ponga en contacto plano con la superficie de apoyo 36 de la pieza opuesta 30, sino que entre estas dos superficies de apoyo 32, 36 solo exista un contacto a lo largo de una línea. Un apoyo que no sea en toda la superficie del elemento radial de seguridad 26 y la pieza opuesta 30 no tiene por que ser considerado desventajoso por que con la turbina de gas en estado de parada sobre el elemento radial de seguridad 26 no se apoyan grandes fuerzas, en donde en servicio de la misma sobre los elementos radiales de seguridad 26 por lo general, no se apoyan apenas ninguna gran fuerza. Por tanto, los elementos radiales de seguridad deben ser fabricados de bajo coste, lo que es posible por medio del rectificado lineal y ofrecen una seguridad contra salir despedidos en dirección radial, especialmente durante el montaje / desmontaje de segmentos de álabes directrices de una etapa de turbina de una turbina de gas.
Lista de símbolos de representación
10 segmento de álabes directrices
10a segmento de álabes directrices en bruto
12 banda de cubierta interior
14 banda de cubierta exterior
16 álabe directriz
18 lado de aspiración
20 borde trasero
22 pared frontal delantera
24 pared frontal posterior
26 elemento radial de seguridad
26a elemento radial de seguridad en bruto
26b elemento radial de seguridad en bruto
27 zona de apoyo
28 carcasa
30 pieza opuesta
32 superficie de apoyo
34 superficie
36 superficie de apoyo
40 elemento circunferencial de seguridad
42 dispositivo de rectificado lineal
44 superficie de rectificado
46 superficie lateral de banda de cubierta
AB separación
AR dirección radial
LAS eje longitudinal (dispositivo de rectificado lineal 42) NV vector normal
RR dirección radial
TR dirección tangencial
UR dirección circunferencial
VAR componente de vector en dirección axial
VRR componente de vector en dirección radial
VUR componente de vector en dirección circunferencial
Claims (15)
1. Segmento de álabes directrices (10) para una turbina de gas, en especial para una turbina de gas de avión, que comprende como mínimo una banda de cubierta (14) radial exterior y una banda de cubierta (12) radial interior que se extienden a lo largo de cada un arco de circulo y conjuntamente forman una sección de anillo, en donde en dirección radial (RR) entre la banda de cubierta (14) exterior y la banda de cubierta (12) interior hay situados varios álabes directrices (16) uno junto a otro en dirección circunferencial (UR) que están unidos por cierre de material con la banda de cubierta (12) interior y la banda de cubierta (14) exterior, unidos especialmente de una pieza, en donde la banda de cubierta (14) exterior comprende en una dirección longitudinal axial (AR) un elemento de pared frontal (22) axial delantero y un elemento de pared frontal axial (24) trasero de manera que en sección longitudinal la banda de cubierta (14) exterior y ambas paredes frontales (22, 24) forman un perfil del tipo bañera, en donde en la pared frontal l (24) axial trasera está previsto como mínimo un elemento radial de seguridad (26) que está preparado para asegurar el segmento de álabes directrices (10) en dirección radial (RR) con relación a una carcasa (28, 30) envolvente, en donde el elemento radial de seguridad (26) está construido como resalte con una zona de apoyo (27) que está preparada para apoyarse en una pieza opuesta (30) en la carcasa (28), caracterizado por que la zona de apoyo (27) presenta una superficie de apoyo (32) que se encuentra en un plano cuyo vector normal presenta una componente de vector (VUR) en dirección circunferencial (UR) y en dirección radial (RR).
2. Segmento de álabes directrices según la reivindicación 1, caracterizado por que la zona de apoyo (27) presenta una superficie de apoyo (32) que se encuentra en un plano cuyo vector normal presenta una componente de vector (VAR) en dirección axial (AR).
3. Segmento de álabes directrices según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que en dirección circunferencial (UR), en la banda de cubierta (14) exterior, presenta dos superficies laterales (46) de banda de cubierta situadas separadas una de otra, que están construidas de manera que pueden entrar en contacto con una superficie lateral de banda de cubierta de un segmento de álabes directrices vecino, en donde el elemento radial de seguridad (26) está construido unido con como mínimo una superficie lateral (46) de banda de cubierta.
4. Segmento de álabes directrices según la reivindicación 3, caracterizado por que en dirección circunferencial comprende dos elementos radiales de seguridad (26) situados separados uno de otro
5. Segmento de álabes directrices según la reivindicación 4, caracterizado por que uno de los elementos radiales de seguridad (26) está construido unido con una de las superficies laterales (46) de banda de cubierta, y por que el otro elemento radial de seguridad (26) está situado con una distancia (AB) respecto de la otra superficie lateral (46) de banda de cubierta.
6. Segmento de álabes directrices según la reivindicación 4 o 5, caracterizado por que la separación de ambos elementos radiales de seguridad (26) medida en dirección circunferencial es menor que la separación de ambas superficies laterales (46) de banda de cubierta medida en dirección circunferencial.
7. Segmento de álabes directrices según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el elemento radial de seguridad (26) está fabricado por rectificado lineal.
8. Segmento de álabes directrices según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la zona de apoyo (27) presenta una segunda superficie (34) que se encuentra en un segundo plano cuyo vector normal presenta componentes de vector en dirección circunferencial y en dirección radial (RR).
9. Segmento de álabes directrices según la reivindicación 8, caracterizado por que el vector normal del segundo plano presenta componentes de vector en dirección axial (AR).
10. Segmento de álabes directrices según la reivindicación 8 o 9, caracterizado por que la segunda superficie (34) y la superficie de apoyo (32) están inclinadas una hacia la otra, en donde el ángulo (p) formado por el primer y el segundo plano está situado en un plano de corte que está formado por la dirección radial (RR) y la dirección axial (AR), en una zona entre 70° y 90°, preferiblemente entre 75° y 85°.
11. Segmento de álabes directrices según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que en una zona central en dirección circunferencial (UR) la pared frontal (24) trasera presenta un elemento circunferencial de seguridad (40).
12. Procedimiento para fabricar un segmento de álabes directrices (10) para una turbina de gas, en especial una turbina de gas de avión, que comprende los siguientes pasos:
Preparar un segmento de álabes directrices (10a) en bruto con como mínimo una banda de cubierta (14) radial exterior y una banda de cubierta (12) radial interior que se extienden cada una a lo largo de un arco de circulo y conjuntamente forman una sección de anillo, en donde en dirección radial (RR) entre la banda de cubierta (14) exterior y la banda de cubierta (12) interior hay situados varios álabes directrices (16) uno junto a otro en dirección circunferencial (UR) que están unidos por cierre de material con la banda de cubierta (12) interior y la banda de cubierta (14) exterior, unidos especialmente de una pieza, en donde la banda de cubierta (14) exterior comprende
en una dirección longitudinal axial (AR) un elemento de pared frontal (22) axial delantero y un elemento de pared frontal (24) axial trasero de manera que la banda de cubierta (14) exterior y ambas paredes frontales (22, 24) forman, en sección longitudinal, un perfil del tipo bañera, y con como mínimo un elemento radial de seguridad (26a, 26b) en bruto;
Alinear el segmento de álabes directrices en bruto con respecto a un dispositivo de rectificado lineal (42) de manera que mediante el dispositivo de rectificado lineal (42) se puede extraer material del elemento radial de seguridad (26a, 26b) en bruto;
Rectificar el elemento radial de seguridad (26a, 26b) en bruto mediante el dispositivo de rectificado lineal (42) hasta que el elemento radial de seguridad (26a, 26b) en bruto ha tomado la forma de un elemento radial de seguridad (26) con una zona de apoyo (27), que presenta una superficie de apoyo (32) que se encuentra en un primer plano cuyo vector normal presenta componentes de vector en dirección circunferencial y en dirección radial (RR), en especial también en dirección axial (AR).
13. Procedimiento según la reivindicación 12, en donde el paso de alinear el elemento radial de seguridad (26a, 26b) en bruto y el paso de rectificar es realizado cada uno una vez para cada un elemento radial de seguridad (26a, 26b) en bruto cuando en el segmento de álabes directrices (10a) en bruto hay previstos dos o más elementos radiales de seguridad (26a, 26b) en bruto.
14. Procedimiento según la reivindicación 12 o 13, en donde el paso de alinear el segmento de álabes directrices (10a) en bruto con relación al dispositivo de rectificado lineal (42) se realiza de manera que al rectificar el elemento radial de seguridad (26a, 26b) en bruto el dispositivo de rectificado lineal (42) puede ser guiado o moverse separado respecto de los otros componentes del segmento de álabes directrices (10a) en bruto, especialmente con una separación respecto de un elemento circunferencial de seguridad (40) previsto en la pared frontal (24) trasera en una zona central en dirección circunferencial (UR) o en un elemento radial de seguridad en bruto correspondiente.
15. Turbina de gas, especialmente turbina de gas de avión, que comprende como mínimo una etapa de turbina con varios segmentos de álabes directrices (10) según una de las reivindicaciones 1 a 11, que están situados uno junto a otro en dirección circunferencial de manera que forman un anillo de álabes directrices de la etapa de turbina.
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