ES2296154T3 - Paleta movil, especialmente para una turbina de gas. - Google Patents
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Abstract
Paleta móvil, especialmente para una turbina de gas, con una hoja de paleta y una base (17) de paleta, pudiéndose fijar la paleta móvil mediante la base (17) de paleta en un rotor o anclar en éste, caracterizada porque la base (17) de paleta está configurada de forma asimétrica, de modo que a una zona (21) de la base (17) de paleta, situada delante en dirección de giro de la paleta móvil, están asignados más dientes de anclaje que a una zona (22) de la base (17) de paleta, situada detrás en dirección de giro de la paleta móvil.
Description
Paleta móvil, especialmente para una turbina de
gas.
La invención se refiere a una paleta móvil,
especialmente para una turbina de gas, según el preámbulo de la
reivindicación 1. La invención se refiere además a una turbina de
gas según el preámbulo de la reivindicación 7.
Las paletas móviles de las turbinas de gas se
fijan en su rotor, especialmente en discos de rotor del rotor, por
lo general, mediante las bases de paleta, engranando las bases de
paleta en entalladuras dentro del rotor o de los discos de rotor.
El contorno interior de las entalladuras está en correspondencia
aquí con el contorno exterior de las bases de paleta. Según el
estado de la técnica se establece principalmente una diferencia
entre dos diseños de base de paleta, concretamente, entre el diseño
de abeto y el diseño de cola de milano.
En el caso del diseño de abeto (Fir Tree
Design), el contorno de la sección trasversal de la base de paleta
se caracteriza por un contorno ondulado tanto en una zona situada
delante en dirección de giro de la paleta móvil como en una zona
situada detrás en dirección de giro, formando los resaltes de este
contorno ondulado en ambas zonas varios dientes de anclaje. Una
entalladura correspondiente dentro del rotor o de los discos de
rotor, en la que se puede encajar la paleta móvil con la base de
paleta, dispone de un contorno ondulado correspondiente. Una paleta
móvil con un diseño de abeto de este tipo se conoce, por ejemplo,
del documento DE19603388C1.
En el caso del diseño de cola de milano
(Dovetail Design) para una base de paleta, el contorno de la sección
transversal de éste se caracteriza, por el contrario, porque la
base de paleta se ensancha de manera continua radialmente hacia
fuera a radialmente hacia dentro y se configura aquí respectivamente
un diente de anclaje tanto en la zona situada delante en dirección
de giro como en la zona de la base de paleta, situada detrás en
dirección de giro.
Tanto el diseño de abeto como el diseño de cola
de milano para una base de paleta de una paleta móvil se
caracterizan según el estado de la técnica porque la base de paleta
tiene una configuración simétrica, es decir, en la zona situada
delante en dirección de giro y en la zona de la base de paleta,
situada detrás en dirección de giro, está configurada una cantidad
igual de dientes de anclaje.
Partiendo de esto, la presente invención se basa
en el problema de crear una paleta móvil nueva para una turbina de
gas, así como una turbina de gas correspondiente.
Este problema se soluciona mediante una paleta
móvil para una turbina de gas según la reivindicación 1. Según la
invención, la base de paleta tiene una configuración asimétrica, de
modo que a una zona de la base de paleta, situada delante en
dirección de giro de la paleta móvil, están asignados más dientes de
anclaje que a una zona de la base de paleta, situada detrás en
dirección de giro de la paleta móvil.
En el sentido de la presente invención se
propone un diseño asimétrico o disimétrico de la base de paleta que
se caracteriza por una cantidad diferente de dientes de anclaje en
la zona de la base de paleta, situada delante en dirección de giro,
así como en su zona situada detrás en dirección de giro. La longitud
axial del rotor no se varía aquí y, por tanto, tampoco el peso del
rotor. A la zona de la base de paleta, situada delante en dirección
de giro, se ha asignado una cantidad mayor de dientes de anclaje que
a su zona situada detrás en dirección de giro. Mediante este tipo
de concepto asimétrico de la base de paleta se pueden reducir
claramente las tensiones por tracción que se originan durante el
funcionamiento de la turbina de gas y, por consiguiente, durante la
rotación del rotor y de la paleta móvil. De este modo se reducen las
cargas que actúan sobre la base de paleta y se aumenta su vida
útil.
Según una primera variante ventajosa de la
invención, la zona de la base de paleta, situada delante en
dirección de giro, está configurada en el diseño de abeto con dos
dientes de anclaje y la zona de la base de paleta, situada detrás
en dirección de giro, está configurada en el diseño de cola de
milano con un diente de anclaje.
Según una segunda variante ventajosa alternativa
de la invención, la zona de la base de paleta, situada delante en
dirección de giro, está configurada en el diseño de abeto con una
cantidad N de dientes de anclaje y la zona de la base de paleta,
situada detrás en dirección de giro, está configurada en el diseño
de abeto con una cantidad n de dientes de anclaje, siendo la
cantidad N mayor que la cantidad n.
La turbina de gas según la invención está
definida en la reivindicación 7.
Variantes preferidas de la invención se derivan
de las reivindicaciones secundarias y de la siguiente descripción.
Un ejemplo de realización de la invención se describe detalladamente
por medio del dibujo, sin que se limite a éste. Muestran:
Fig. 1 una base de paleta de una paleta móvil
según el estado de la técnica junto con una sección de un rotor en
corte transversal y
Fig. 2 una base de paleta de una paleta móvil
según la invención junto con una sección de un rotor en corte
transversal.
Antes de explicarse a continuación en detalle
una paleta móvil según la invención sobre la base de la figura 2,
se debe describir primero una paleta móvil según el estado de la
técnica sobre la base de la figura 1.
La figura 1 muestra entonces una base 10 de
paleta de una paleta móvil según el estado de la técnica, en la que
la base 10 de paleta está fijada en una entalladura 11 de un rotor
12. Una dirección de giro del rotor 12 y, por tanto, de la paleta
móvil está identificada en la figura 1 mediante una flecha 13.
La base 10 de paleta de la paleta móvil,
representada en la figura 1, según el estado de la técnica está
realizada con el llamado diseño de abeto. Por consiguiente, la base
10 de paleta dispone en una zona 14, situada delante en dirección
de giro (flecha 13), y en una zona 15, situada detrás en dirección
de giro, de dos dientes 16 de anclaje respectivamente que engranan
en la entalladura 11, provista de un contorno correspondiente,
dentro del rotor 12 y fijan así la paleta móvil mediante la base 10
de paleta en el rotor 12. Como se puede observar en la figura 1, a
la zona 14, situada delante en dirección de giro (flecha 13), así
como a la zona 15 de la base 10 de paleta, situada detrás en
dirección de giro, está asignada según el estado de la técnica una
cantidad igual de dientes 16 de anclaje. En el ejemplo de
realización mostrado, la base de paleta, concretamente, en ambas
zonas 14 y 15, dispone respectivamente de dos dientes 16 de
anclaje.
La figura 2 muestra, por el contrario, una
paleta móvil configurada según la invención, concretamente, una
base 17 de paleta de ésta que tiene una configuración según la
invención y que está fijada en una entalladura 18 de un rotor 19.
Una dirección de giro del rotor 19 y, por tanto, de la paleta móvil
está identificada nuevamente en la figura 2 mediante una flecha
20.
En el sentido de la presente invención, la base
17 de paleta de una paleta móvil, configurada según la invención,
tiene una configuración asimétrica o disimétrica. A una zona 21,
situada delante en dirección de giro (flecha 20), está asignada
aquí una cantidad diferente de dientes de anclaje al igual que a una
zona 22 de la base 17 de paleta, situada detrás en dirección de
giro. En el caso de la zona 21, situada delante en dirección de
giro, se trata del lado de aspiración y en el caso de la zona
situada detrás en dirección de giro, de la zona de presión de la
paleta. En el sentido de la presente invención, a la zona 21,
situada delante en dirección de giro (flecha 20), se ha de asignar
una cantidad mayor de dientes de anclaje que a la zona 22 de la base
17 de paleta, situada detrás en dirección de giro. Una
configuración de este tipo de la base de paleta tiene en cuenta las
fuerzas que actúan sobre la paleta móvil durante la rotación del
rotor 19 y, por tanto, de la paleta móvil. De este modo, sobre la
paleta móvil y, por tanto, sobre la base 17 de paleta de ésta actúan
no sólo las fuerzas centrífugas que actúan durante la rotación en
dirección radial, sino también las fuerzas de flujo, así como
fuerzas de inercia que actúan en dirección circunferencial. Con el
diseño de la base de paleta según la invención, se tiene en cuenta
este aspecto y se pueden reducir claramente las tensiones por
tracción que actúan sobre la base de paleta. La base de paleta queda
sometida a continuación a cargas más pequeñas y dispone de una vida
útil más larga.
Según una forma preferida de realización de la
presente invención, representada en la figura 2, la base 17 de
paleta está configurada en la zona 21, situada delante en dirección
de giro, en el diseño de abeto con dos dientes 23 y 24 de anclaje y
en la zona 22, situada detrás en dirección de giro, está configurada
en el diseño de cola de milano con un diente 25 de anclaje. Por
consiguiente, la base 17 de paleta dispone en la zona 21, situada
delante en dirección de giro, de dos dientes 23 y 24 de anclaje y en
la zona 22, situada detrás en dirección de giro, de un diente 25 de
anclaje. Esta realización de la base 17 de paleta es especialmente
preferida.
A diferencia del ejemplo de realización mostrado
es posible también configurar la zona situada delante en dirección
de giro en el diseño de abeto con tres dientes de anclaje y la zona
de la base de paleta, situada detrás en dirección de giro, en el
diseño de cola de milano con un diente de anclaje.
Es posible también configurar la zona de la base
de paleta, situada delante en dirección de giro, en el diseño de
abeto con una cantidad N de dientes de anclaje y la zona de la base
de paleta, situada detrás en dirección de giro, asimismo en el
diseño de abeto con una cantidad n de dientes de anclaje, siendo la
cantidad N mayor que la cantidad n. La cantidad n puede ser, por
ejemplo, N-1 o N-2.
En el sentido de la presente invención se crea,
por consiguiente, una paleta móvil con una base de paleta
configurada de forma asimétrica. A tal efecto, la base de paleta
dispone en una zona, situada delante en dirección de giro, de una
cantidad mayor de dientes de anclaje que en su zona situada detrás
en dirección de giro. La zona situada delante en dirección de giro
puede estar realizada con el diseño de abeto y la zona situada
detrás en dirección de giro, con el diseño de cola de milano. Es
posible también realizar ambas zonas con el diseño de abeto,
disponiendo nuevamente entonces la zona, situada delante en
dirección de giro, de una cantidad mayor de dientes de anclaje que
la zona de la base de paleta, situada detrás en dirección de
giro.
En el caso de la paleta móvil según la invención
se puede tratar de una paleta móvil para una turbina o un compresor
de una turbina de gas, preferentemente de un grupo motopropulsor. La
invención se puede usar también en turbinas estacionarias de gas o
turbinas de vapor u otras turbinas para la generación de
energía.
Claims (7)
1. Paleta móvil, especialmente para una turbina
de gas, con una hoja de paleta y una base (17) de paleta,
pudiéndose fijar la paleta móvil mediante la base (17) de paleta en
un rotor o anclar en éste, caracterizada porque la base (17)
de paleta está configurada de forma asimétrica, de modo que a una
zona (21) de la base (17) de paleta, situada delante en dirección
de giro de la paleta móvil, están asignados más dientes de anclaje
que a una zona (22) de la base (17) de paleta, situada detrás en
dirección de giro de la paleta móvil.
2. Paleta móvil según la reivindicación 1,
caracterizada porque la zona (21) de la base (17) de paleta,
situada delante en dirección de giro, presenta una cantidad N de
dientes (23, 24) de anclaje y la zona (22) de la base (17) de
paleta, situada detrás en dirección de giro, presenta una cantidad n
de dientes (25) de anclaje, siendo la cantidad N mayor que la
cantidad n.
3. Paleta móvil según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizada porque la zona (21) de la base (17) de paleta,
situada delante en dirección de giro, está configurada en el diseño
de abeto con dos dientes (23, 24) de anclaje y la zona (22) de la
base (17) de paleta, situada detrás en dirección de giro, está
configurada en el diseño de cola de milano con un diente (25) de
anclaje.
4. Paleta móvil según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizada porque la zona de la base de paleta, situada
delante en dirección de giro, está configurada en el diseño de abeto
con una cantidad N de dientes de anclaje y la zona de la base de
paleta, situada detrás en dirección de giro, está configurada en el
diseño de abeto con una cantidad N-1 de dientes de
anclaje.
5. Paleta móvil según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizada porque la zona de la base de paleta, situada
delante en dirección de giro, está configurada en el diseño de abeto
con una cantidad N de dientes de anclaje y la zona de la base de
paleta, situada detrás en dirección de giro, está configurada en el
diseño de abeto con una cantidad N-2 de dientes de
anclaje.
6. Paleta móvil según una o varias de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la paleta móvil
está configurada como paleta móvil de turbina o paleta móvil de
compresor.
7. Turbina de gas, especialmente grupo
motopropulsor, con al menos un rotor y paletas móviles asignadas al
rotor o a cada rotor, estando fijadas las paletas móviles o cada
paleta móvil mediante una base de paleta en el rotor o en cada
rotor, caracterizada porque las paletas móviles o cada paleta
móvil está(n) configurada(s) según una o varias de las
reivindicaciones 1 a 6.
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