ITTO20090522A1

ITTO20090522A1 - Turbomacchina con girante a segmenti palettati

Info

Publication number: ITTO20090522A1
Application number: IT000522A
Authority: IT
Inventors: Matteo Usseglio
Original assignee: Avio Spa
Priority date: 2009-07-13
Filing date: 2009-07-13
Publication date: 2011-01-14

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“TURBOMACCHINA CON GIRANTE A SEGMENTI PALETTATI”

La presente invenzione è relativa ad una turbomacchina con girante a segmenti palettati.

In particolare, la presente invenzione è relativa ad una turbomacchina provvista di almeno una girante comprendente un corpo rotorico (tamburo o disco) montato per ruotare attorno ad un proprio asse, ed una pluralità di palette, ovvero corpi aerodinamici, le quali palette sono collegate singolarmente e radialmente al corpo rotorico e formano una corona di palette attorno al detto asse.

Generalmente, una turbomacchina comprende una pluralità di giranti disposte in successione lungo uno stesso asse e provviste di rispettivi corpi rotorici definiti da rispettivi anelli, i quali sono solidali o alle estremità esterne (corpo rotorico esterno, generalmente tamburo) o alle estremità interne (corpo rotorico interno, generalmente tamburo o disco) delle palette delle relative corone di palette.

Nel caso di giranti con corpo rotorico esterno, sempre presenti, per esempio, nelle turbomacchine cosiddette “controrotanti”, nelle quali viene utilizzata almeno una coppia di giranti di cui una è del tipo a corpo rotorico esterno e l’altra è del tipo a corpo rotorico interno, esiste l’inconveniente che le palette sono sottoposte ad un carico di punta dovuto alla forza centrifuga e, in aggiunta, a sollecitazioni esercitate dal fluido che attraversa la girante stessa; questi carichi possono provocare, durante l’uso, un’instabilità cinematica delle palette.

Inoltre, nelle turbomacchine note, le palette collegate al corpo rotorico vengono generalmente montate ad una ad una con costi di montaggio relativamente elevati.

Scopo della presente invenzione è di fornire una turbomacchina, la quale consenta di eliminare gli inconvenienti sopra descritti.

Secondo la presente invenzione viene fornita una turbomacchina secondo quanto licitato nella rivendicazione 1 e, preferibilmente, in una qualsiasi delle rivendicazioni successive dipendenti direttamente od indirettamente dalla rivendicazione 1.

L’invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano degli esempi di attuazione non limitativi, in cui:

- la figura 1 illustra in sezione trasversale una prima preferita forma di attuazione della turbomacchina della presente invenzione;

- la figura 2 è una vista prospettica ed in scala ingrandita di un particolare della figura 1; e

- la figura 3 è una sezione assiale parziale, con parti asportate per chiarezza, di una turbomacchina della presente invenzione.

Nella figura 1, con 1 è indicato nel suo complesso una turbomacchina provvista di una girante 2 comprendente un corpo rotorico 3 (disco) girevole attorno ad un asse 4 ed una corona 5 di corpi aerodinamici 6 coassiale all’asse 4.

In particolare, la corona 5 comprende un anello esterno 7, un anello interno 8 calzato sul corpo rotorico 3 e coassiale all’anello esterno 7 ed all’asse 4, ed una pluralità di corpi aerodinamici 6 disposti radialmente rispetto all’asse 4 ed estendentisi tra l’anello esterno 7 e l’anello interno 8.

L’anello esterno 7 comprende una pluralità di porzioni 9, indicate nel seguito con il termine piattaforme esterne 9, affiancate tra loro e, analogamente, l’anello interno 8 comprende una pluralità di porzioni 10, indicate nel seguito con il termine piattaforme interne 10, affiancate tra loro.

La corona 5 di corpi aerodinamici 6 comprende una pluralità di segmenti palettati 11 (figura 2), ciascuno dei quali è definito da una piattaforma esterna 9, una piattaforma interna 10 ed una pluralità di corpi aerodinamici 6, che sono disposti a raggiera rispetto all’asse 4 tra la piattaforma interna 10 e la piattaforma esterna 9; in particolare, ciascun segmento palettato 11 è realizzato di pezzo, vale a dire che la rispettiva piattaforma esterna 9, la rispettiva piattaforma interna 10 ed i rispettivi corpi aerodinamici 6 sono porzioni di un unico corpo.

Ogni segmento palettato 11 comprende almeno due corpi aerodinamici 6 (tre nella figura 2) fra loro affiancati. In alternativa, secondo una variante non illustrata, la corona 5 comprende un solo segmento palettato 11, le cui piattaforme esterne 9 ed interne 10 sono due anelli, tra i quali sono disposti i corpi aerodinamici 6 di tutta la girante 2.

Ciascun segmento palettato 11 comprende un attacco 12 per rendere solidale il segmento palettato 11 stesso al corpo rotorico 3.

Secondo una variante, non illustrata, ciascun segmento palettato 11 comprende una pluralità di attacchi 12.

Secondo la prima forma di attuazione, illustrata nella figura 1, il corpo rotorico 3 è un corpo rotorico interno 3a, che presenta un disco coassiale all’asse 4; in questo caso, per ciascun segmento palettato 11, l’attacco 12 è solidale alla piattaforma interna 10 e la corona 5 di corpi aerodinamici 6 è solidale al corpo rotorico interno 3a.

Nella figura 3, è illustrata una forma di attuazione di una turbomacchina 1 del tipo cosiddetto “controrotante”, che comprende un corpo rotorico esterno 3b definito da un tamburo esterno rotante (nell’esempio illustrato è illustrata solo una parte del corpo rotorico esterno 3b) ed un corpo rotorico interno 3a (nell’esempio illustrato è illustrata solo una parte del corpo rotorico 3a) definito da un tamburo interno rotante in verso opposto.

Secondo quanto illustrato nella figura 3, la turbomacchina 1 controrotante comprende un primo gruppo di corone 5 di corpi aerodinamici 6, che sono solidali al corpo rotorico interno 3a, ed un secondo gruppo di corone 5 di corpi aerodinamici 6, che sono solidali al corpo rotorico esterno 3b. Le corone 5 di corpi aerodinamici 6 sono disposte in successione lungo l’asse 4 e le corone 5 di corpi aerodinamici 6 del primo gruppo sono intervallate tra loro dalle corone 5 di corpi aerodinamici 6 del secondo gruppo; in particolare, due corone 5 di corpi aerodinamici 6 adiacenti tra loro ruotano in senso opposto una rispetto all’altra.

Gli attacchi 12 per rendere solidale il segmento palettato 11 al rispettivo corpo rotorico 3 possono essere di vario tipo. Nelle figure 1 e 2 gli attacchi 12 sono di tipo FIRTREE; mentre, secondo quanto illustrato nella figura 3, l’attacco 12 di ciascun segmento palettato 11 presenta un corpo uncinato con un profilo ad L, che si impegna in un apposito alloggiamento realizzato sul relativo corpo rotorico interno 3a, o corpo rotorico esterno 3b.

Da quanto sopra esposto discende che un segmento palettato 11 è strutturalmente più rigido di un’unica paletta; pertanto, la stabilità cinematica della girante 2 del tipo comprendente i segmenti palettati 11 è maggiore di quella di una girante del tipo in cui le palette sono fissate singolarmente; in particolare il segmento palettato 11 collegato ad un corpo rotorico esterno 3b ha una stabilità cinematica maggiore di quella di una singola paletta.

Inoltre, il segmento palettato 11 consente di ridurre notevolmente i tempi ed i costi di produzione e di montaggio, in quanto vengono ridotte le lavorazioni meccaniche e vengono montati più corpi aerodinamici 6 contemporaneamente per la formazione della corona 5.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Turbomacchina provvista di almeno una girante (2) comprendente un corpo rotorico (3; 3a; 3b) presentante un asse (4) e montato girevole attorno al detto asse (4), ed una corona (5) di corpi aerodinamici (6) solidale al corpo rotorico (3; 3a; 3b); la turbomacchina (1) essendo caratterizzata dal fatto che la corona (5) di corpi aerodinamici (6) comprende almeno un segmento palettato (11) solidale al corpo rotorico (3; 3a; 3b); il segmento palettato (11) comprendendo almeno due corpi aerodinamici (6) solidali tra loro e mezzi di accoppiamento (12) per mantenere il segmento palettato (11) solidale al corpo rotorico (3; 3a; 3b).
2. Turbomacchina secondo la rivendicazione 1, in cui il segmento palettato (11) comprende una piattaforma esterna (9), una piattaforma interna (10), tra le quali sono interposti i relativi corpi aerodinamici (6).
3. Turbomacchina secondo la rivendicazione 2, in cui il corpo rotorico (3; 3a; 3b) è un corpo rotorico interno (3a); la corona (5) di corpi aerodinamici (6) è solidale al corpo rotorico interno (3a) ed i mezzi di accoppiamento (12) sono solidali alla piattaforma interna (10) del segmento palettato (11).
4. Turbomacchina secondo la rivendicazione 2, in cui il corpo rotorico (3; 3a; 3b) è un corpo rotorico esterno (3b), la corona (5) di corpi aerodinamici (6) è solidale al corpo rotorico esterno (3b) ed i mezzi di accoppiamento (12) sono solidali alla piattaforma esterna (9) del segmento palettato (11).
5 Turbomacchina secondo una delle rivendicazioni precedenti, e comprendente almeno una prima corona (5) di corpi aerodinamici (6) solidali al corpo rotorico interno (3a) ed almeno una seconda corona (5) di corpi aerodinamici (6) solidale al corpo rotorico esterno (3b); la prima e la seconda corona (5) di corpi aerodinamici (6) essendo disposte in successione lungo il detto asse (4).
6. Turbomacchina secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascun segmento palettato (11) comprende una pluralità di mezzi di accoppiamento (12).
7. Segmento palettato per una turbomacchina (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti.