CH708445A2

CH708445A2 - Schaufelblatt und Turbinensystem.

Info

Publication number: CH708445A2
Application number: CH01201/14A
Authority: CH
Inventors: Stephen Paul Wassynger; John Wesley Harris, Jr.; Michael James Healy
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2013-08-09
Filing date: 2014-08-07
Publication date: 2015-02-13
Also published as: US20150044059A1; CN204344175U; JP2015036546A; JP6431718B2; DE102014111005A1

Abstract

Ein Schaufelblatt (36) enthält einen Hauptabschnitt (38), der aus einem Basismaterial ausgebildet ist. Ferner ist ein Hinterkantenbereich (42) des Hauptabschnitts enthalten. Ferner ist eine Hinterkantenergänzungsstruktur (46) enthalten, die wenigstens ein vorgesintertes Vorformling(PSP)-Material aufweist, das mit dem Basismaterial in der Nähe des Hinterkantenbereichs wirksam verbunden ist.

Description

HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG

[0001] Der hierin offenbarte Gegenstand betrifft Schaufelblätter und insbesondere eine Hinterkantenergänzungsstruktur für Schaufelblätter, insbesondere diejenigen in Turbinensystemen.

[0002] Schaufelblätter, die in verschiedenen Turbinensystemen eingesetzt werden, sind als Laufschaufeln und Leitschaufeln ausgebildet. Ein Arbeitsfluid, wie beispielsweise heisses Gas oder heisser Dampf, wird gewöhnlich an den Schaufelblättern vorbei getrieben, wobei die Laufschaufeln mit einem Rotor des Turbinensystems gekoppelt sind. Die Kraft des Arbeitsfluids auf die Laufschaufeln veranlasst die Laufschaufeln, und folglich den gekoppelten Körper des Rotors, umzulaufen. An sich beeinflusst die aerodynamische Geometrie der Schaufelblätter das gesamte Systemleistungsverhalten des Turbinensystems. Verschiedene Herstellungsprozesse, wie beispielsweise Giessen, können verwendet werden, um die Schaufelblätter zu erzeugen, wobei jedoch derartige Prozesse unter manchen Gesichtspunkten beschränkend sind, wobei eine Beschränkung die aerodynamischen Eigenschaften der hergestellten Schaufelblätter betrifft.

[0003] Die Schaufelblätter werden gewöhnlich aus Nickel-, Kobalt- oder Eisen-basierten Superlegierungen mit gewünschten mechanischen und Umwelteigenschaften hergestellt, um Betriebstemperaturen und -bedingungen einer Turbine standzuhalten. Weil die Effizienz eines Turbinensystems von dessen Betriebstemperaturen abhängig ist, besteht ein Bedarf danach, dass die Schaufelblätter in der Lage sind, zunehmend höheren Temperaturen standzuhalten. Wenn die maximale lokale Temperatur einer Superlegierungskomponente die Schmelztemperatur der Superlegierung annähernd erreicht, wird eine Zwangs [Luftkühlung erforderlich. Aus diesem Grund erfordern Schaufelblätter von Gasturbinenlaufschaufeln und -leitschaufeln häufig komplexe Kühlschemata, in denen Dampf oder Luft, gewöhnlich Zapfluft, durch innere Kühlkanäle innerhalb des Schaufelblattes getrieben und anschliessend durch Kühllöcher an der Schaufelblattoberfläche ausgegeben wird, um Wärme von der Komponente weg zu übertragen. Wie oben erwähnt, sind die Prozesse, die zur Herstellung von Schaufelblättern verwendet werden, etwas beschränkend, und dies beeinflusst die Kühlkanalgenauigkeit hinsichtlich sowohl der Lage als auch der Abmessung.

KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

[0004] Gemäss einem Aspekt der Erfindung enthält ein Schaufelblatt einen Hauptabschnitt, der aus einem Basismaterial ausgebildet ist. Ferner ist ein Hinterkantenbereich des Hauptabschnitts enthalten. Ferner ist eine Hinterkantenergänzungsstruktur enthalten, die wenigstens ein vorgesintertes Vorformling(PSP, Pre-Sintered Preform)-Material aufweist, das in der Nähe des Hinterkantenbereichs mit dem Basismaterial wirksam verbunden ist.

[0005] In dem zuvor erwähnten Schaufelblatt kann die Hinterkantenergänzungsstruktur an den Hinterkantenbereich angelötet sein.

[0006] Das Schaufelblatt eines beliebigen vorstehend erwähnten Typs kann ferner wenigstens einen Kühlkanal aufweisen, der in dem Basismaterial des Hauptabschnitts ausgebildet ist.

[0007] Das Schaufelblatt des zuvor erwähnten Typs kann ferner wenigstens einen Kühldurchgang aufweisen, der in der Hinterkantenergänzungsstruktur ausgebildet ist, wobei der wenigstens eine Kühldurchgang mit dem wenigstens einen Kühlkanal in Strömungsverbindung steht.

[0008] Das Schaufelblatt eines beliebigen vorstehend erwähnten Typs kann ferner eine hintere Weite der Hinterkantenergänzungsstruktur und eine hintere Weite des Hinterkantenbereichs aufweisen, wobei die hintere Weite der Hinterkantenergänzungsstruktur kleiner ist als die hintere Weite des Hinterkantenbereichs.

[0009] In dem Schaufelblatt eines beliebigen vorstehend erwähnten Typs kann das wenigstens eine PSP-Material eine erste Legierung und eine zweite Legierung aufweisen.

[0010] In dem Schaufelblatt des zuvor erwähnten Typs können die erste Legierung und die zweite Legierung bei einem Gewichtsverhältnis von etwa 30:70 miteinander vermischt sein.

[0011] In dem Schaufelblatt eines beliebigen vorstehend erwähnten Typs kann das wenigstens eine PSP-Material ein erstes PSP-Material und ein zweites PSP-Material aufweisen, die wirksam miteinander gekoppelt sind.

[0012] Wenigstens entweder das erste PSP-Material und/oder das zweite PSP-Material kann/können einen Schlitz enthalten, wobei die wirksame Kopplung zwischen dem ersten PSP-Material und dem zweiten PSP-Material wenigstens einen Kühldurchgang ausbildet.

[0013] In dem Schaufelblatt des zuvor erwähnten Typs kann der wenigstens eine Kühldurchgang mit wenigstens einem Kühlkanal, der in dem Basismaterial des Hauptabschnitts ausgebildet ist, in Strömungsverbindung stehen.

[0014] Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein Turbinensystem ein Schaufelblatt. Ferner ist ein Hauptabschnitt des Schaufelblattes enthalten, der sich von einer Vorderkante zu einem Hinterkantenbereich erstreckt und aus einem Basismaterial ausgebildet ist. Ferner ist eine Hinterkantenergänzungsstruktur enthalten, die ein erstes PSP-Mate-rial und ein zweites PSP-Material aufweist, wobei das erste PSP-Material und das zweite PSP-Material mit dem Basismaterial des Hauptabschnitts in der Nähe des Hinterkantenbereichs verbunden sind. Noch weiter ist wenigstens ein Kühldurchgang innerhalb der Hinterkantenergänzungsstruktur enthalten.

[0015] In dem zuvor erwähnten Turbinensystem kann wenigstens eines von dem ersten PSP-Material und dem zweiten PSP-Material einen Schlitz enthalten, wobei die wirksame Kopplung zwischen dem ersten PSP-Material und dem zweiten PSP-Material den wenigstens einen Kühldurchgang ausbildet.

[0016] In dem Turbinensystem eines beliebigen vorstehend erwähnten Typs kann der wenigstens eine Kühldurchgang mit wenigstens einem Kühlkanal in Strömungsverbindung stehen, der in dem Basismaterial des Hauptabschnitts ausgebildet ist.

[0017] Das Turbinensystem eines beliebigen vorstehend erwähnten Typs kann ferner eine hintere Weite der Hinterkantenergänzungsstruktur und eine hintere Weite des Hinterkantenbereichs aufweisen, wobei die hintere Weite der Hinterkantenergänzungsstruktur kleiner ist als die hintere Weite des Hinterkantenbereichs.

[0018] In dem Turbinensystem eines beliebigen vorstehend erwähnten Typs kann jedes von dem ersten PSP-Material und dem zweiten PSP-Material eine erste Legierung und eine zweite Legierung aufweisen.

[0019] Die erste Legierung und die zweite Legierung können bei einem Gewichtsverhältnis von etwa 30:70 miteinander vermischt sein.

[0020] Gemäss einem noch weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Reparieren eines Hinterkantenbereichs eines Schaufelblattes geschaffen. Das Verfahren enthält ein Entfernen von Material in der Nähe des Hinterkantenbereichs des Schaufelblattes. Das Verfahren enthält ferner ein Freilegen eines Basismaterials des Hinterkantenbereichs. Das Verfahren enthält ferner ein Verbinden wenigstens eines PSP-Materials mit dem Basismaterial. Das Verfahren enthält noch weiter ein Ausbilden einer Hinterkantenergänzungsstruktur beim Verbinden des wenigstens einen PSP-Materials mit dem Basismaterial.

[0021] Das zuvor erwähnte Verfahren kann ferner ein Ausbilden wenigstens eines Kühldurchgangs innerhalb des wenigstens einen PSP-Materials vor dem Verbinden des wenigstens einen PSP-Materials mit dem Basismaterial aufweisen.

[0022] Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren ferner ein Ausbilden wenigstens eines Kühldurchgangs innerhalb des wenigstens einen PSP-Materials nach dem Verbinden des wenigstens einen PSP-Materials mit dem Basismaterial aufweisen.

[0023] In dem Verfahren eines beliebigen vorstehend erwähnten Typs kann die Hinterkantenergänzungsstruktur ein erstes PSP-Material und ein zweites PSP-Material aufweisen, und das Verfahren kann ferner ein Ausbilden wenigstens eines Kühldurchgangs innerhalb der Hinterkantenergänzungsstruktur durch Ausrichten eines ersten Schlitzes des ersten PSP-Materials mit einem zweiten Schlitz des zweiten PSP-Materials aufweisen.

[0024] Diese und weitere Vorteile und Merkmale werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen offensichtlicher.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0025] Der Gegenstand, der als die Erfindung angesehen wird, ist in den Ansprüchen am Schluss der Beschreibung besonders angegeben und deutlich beansprucht. Das Vorstehende sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung erschliessen sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen: <tb>Fig. 1<SEP>eine schematische Darstellung eines Turbinensystems; <tb>Fig. 2<SEP>eine ebene Draufsicht auf ein Schaufelblatt; <tb>Fig. 3<SEP>eine Querschnittsansicht eines Hinterkantenbereichs des Schaufelblattes; <tb>Fig. 4<SEP>eine Perspektivansicht einer Hinterkantenergänzungsstruktur; und <tb>Fig. 5<SEP>ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Reparieren des Hinterkantenbereichs des Schaufelblattes veranschaulicht.

[0026] Die detaillierte Beschreibung erläutert Ausführungsformen der Erfindung gemeinsam mit Vorteilen und Merkmalen anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

[0027] Bezugnehmend auf Fig. 1 ist ein Turbinensystem 10, das gemäss einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist, schematisch veranschaulicht. Das veranschaulichte Turbinensystem 10 weist eine Gasturbine auf, wobei jedoch erkannt werden sollte, dass hierin beschriebene Ausführungsformen in alternativen Systemen, wie z.B. einer Dampfturbine, eingesetzt werden können. Für die Zwecke der Veranschaulichung und Erläuterung wird auf die Gasturbine Bezug genommen.

[0028] Die Gasturbine 10 enthält einen Verdichterabschnitt 12 und mehrere Brennkammeranordnungen, die in einer rohrringförmigen Anordnung angeordnet sind, von denen eine bei 14 angezeigt ist und einen Verbrennungsabschnitt 18 enthält. Es sollte erkannt werden, dass diese Erfindung von den Details des Verbrennungssystems unabhängig ist und auf das rohrringförmige System für die Zwecke der Erläuterung Bezug genommen wird. Brennstoff und verdichtete Luft werden in den Verbrennungsabschnitt 18 geleitet und gezündet, um ein Verbrennungsprodukt oder einen Luftstrom mit hoher Temperatur und hohem Druck zu erzeugen, das bzw. der verwendet wird, um einen Turbinenabschnitt 24 anzutreiben. Der Turbinenabschnitt 24 enthält mehrere Stufen 26–28, die mit dem Verdichterabschnitt 12 über einen Rotor 30 betriebsmässig verbunden sind. Insbesondere enthält jede der mehreren Stufen 26–28 eine Leitschaufel 32 und eine Laufschaufel 34, wobei die Laufschaufel 34 mit dem Rotor 30 betriebsmässig gekoppelt ist. Die Leitschaufel 32 und die Laufschaufel 34 jeder der mehreren Stufen 26–28 sind Schaufelblätter, über die das Arbeitsfluid (z.B. Luft-Brennstoff-Gemisch) drüber strömt. Obwohl drei Stufen identifiziert sind, kann man verstehen, dass mehr oder weniger Stufen vorhanden sein können.

[0029] Indem nun auf Fig. 2 Bezug genommen wird, ist ein Schaufelblatt 36, das entweder die Leitschaufel 32 oder die Laufschaufel 34 repräsentiert, in grösseren Einzelheiten veranschaulicht. Das Schaufelblatt 36 enthält einen Hauptabschnitt 38, der sich von einer Vorderkante 40 zu einem Hinterkantenbereich 42 erstreckt. Der Hauptabschnitt 38 ist aus einem Basismaterial ausgebildet, das in Abhängigkeit von der speziellen Anwendung variieren kann. In einigen Ausführungsformen weist das Basismaterial eine Nickel-, Kobalt- oder Eisen-basierte Superlegierung auf. Der Hauptabschnitt 38 kann als ein gleichachsiges, gerichtet erstarrtes (DS) oder monokristallines (SX) Gussteil ausgebildet sein, um den hohen Temperaturen und Belastungen zu widerstehen, denen er z.B. in einer Gasturbine ausgesetzt ist. Der Hinterkantenbereich 42 ist relativ gerundet und enthält eine hintere Weite 44 des Hinterkantenbereichs.

[0030] Das Schaufelblatt 36 enthält ferner eine Hinterkantenergänzungsstruktur 46, die mit dem Hauptabschnitt 38 in der Nähe einer Oberfläche des Hinterkantenbereichs 42 wirksam verbunden ist. Wie veranschaulicht, verengt sich die Hinterkantenergänzungsstruktur relativ zu dem Hauptabschnitt 38 bis zu einem dünneren, spitzeren Endabschnitt, wobei auf die Abmessung hierin als eine hintere Weite 48 der Hinterkantenergänzungsstruktur Bezug genommen wird.

[0031] Bezugnehmend auf die Fig. 3 und 4 sind der Hinterkantenbereich 42 des Hauptabschnitts 38 und die Hinterkantenergänzungsstruktur 46 in grösseren Einzelheiten dargestellt. In der dargestellten Ausführungsform enthält die Hinterkantenergänzungsstruktur 46 ein erstes PSP-Material, auf das hierin als ein PSP-Blech 50 Bezug genommen wird, und ein zweites PSP-Material, auf das hierin als ein PSP-Blech 52 Bezug genommen wird, die jeweils vorgeformte Vorformling(PSP)-Strukturen bilden. Die PSP-Bleche, nämlich das erste PSP-Blech 50 und das zweite PSP-Blech 52, weisen jeweils eine Mischung aus Partikeln auf, die eine erste Legierung und eine zweite Legierung aufweist, die bei einer Temperatur unterhalb ihrer Schmelzpunkte miteinander gesintert worden sind, um eine agglomerierte und leicht poröse Masse zu bilden. Geeignete Partikelgrössenbereiche für die Pulverpartikel weisen 150 mesh oder sogar 325 mesh oder kleinere auf, um ein rasches Sintern der Partikel zu fördern und die Porosität in den PSP-Blechen auf etwa 10 Volumenprozent oder weniger zu reduzieren.

[0032] Die erste Legierung des PSP-Blechs 50 und des zweiten PSP-Blechs 52 weist eine beliebige Zusammensetzung, wie beispielsweise eine, die dem Basismaterial des Hauptabschnitts 38 ähnlich ist, auf, um gemeinsame physikalische Eigenschaften zwischen den PSP-Blechen und dem Hauptabschnitt 38 zu fördern. Beispielsweise teilen sich die erste Legierung und das Basismaterial in einigen Ausführungsformen eine gemeinsame Zusammensetzung (d.h., sie weisen die gleiche Materialart auf). In einigen Ausführungsformen weist die erste Legierung eine Nickel-basierte Superlegierung oder eine Kobalt-basierte Superlegierung auf. In einigen Ausführungsformen weisen die Eigenschaften für die erste Legierung eine chemische und metallurgische Kompatibilität zu dem Basismaterial, wie z.B. eine hohe Ermüdungsfestigkeit, geringe Neigung zum Reissen, Oxidationsresistenz und/oder maschinelle Bearbeitbarkeit, auf.

[0033] Die zweite Legierung kann ebenfalls eine ähnliche Zusammensetzung wie das Basismaterial des Hauptabschnitts 38 aufweisen, enthält aber ferner ein Schmelzpunktsenkendes Mittel, um das Sintern der Partikel der ersten Legierung und der zweiten Legierung zu fördern und eine Verbindung der PSP-Bleche mit dem Hinterkantenbereich 42 des Hauptabschnitts 38 bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes des Basismaterials zu ermöglichen. Zum Beispiel weist das Schmelzpunktsenkende Mittel in einigen Ausführungsformen Bor und/oder Silizium auf.

[0034] Die PSP-Bleche weisen beliebige relative Mengen der ersten Legierung und der zweiten Legierung auf, die ausreichen, um genug Schmelzpunktsenkendes Mittel bereitzustellen, um eine Benetzung und Verbindung (z.B. Diffusions-/Hartlötverbindung) der Partikel der ersten Legierung und der zweiten miteinander und mit dem Hinterkantenbereich 42 des Hauptabschnitts 38 des Schaufelblattes 36 sicherzustellen. Zum Beispiel weist die zweite Legierung in einigen Ausführungsformen wenigstens etwa 10 Gewichtsprozenten von sowohl dem ersten PSP-Blech 50 als auch dem zweiten PSP-Blech 52 auf. In einigen Ausführungsformen weist die zweite Legierung etwa 70 Gewichtsprozenten von jedem PSP-Blech auf, wobei die erste Legierung etwa 30 Gewichtsprozent von jedem PSP-Blech aufweist, was ein Gewichtsmischungsverhältnis der ersten Legierung zu der zweiten Legierung von etwa 30:70 ergibt. In einer weiteren Ausführungsform wird ein Gewichtsmischungsverhältnis der ersten Legierung zu der zweiten Legierung von ungefähr 40:60 verwendet.

[0035] Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Hinterkantenergänzungsstruktur 46 sind veranschaulicht und beschrieben, wie sie zwei PSP-Bleche aufweisen. Jedoch ist es zu verstehen, dass ein einziges PSP-Blech verwendet und mit dem Hinterkantenbereich 42 des Hauptabschnitts 38 wirksam gekoppelt werden kann. Ferner können mehr als zwei PSP-Bleche verwendet werden, um die Hinterkantenergänzungsstruktur 46 zu bilden.

[0036] Unabhängig von der genauen Anzahl von verwendeten PSP-Blechen, ist das Blech bzw. sind die Bleche mit dem Hinterkantenbereich 42 des Hauptabschnitts 38 wirksam verbunden. In einer Ausführungsform sind die PSP-Bleche an den Hinterkantenbereich 42 angelötet. Die PSP-Bleche sind aus Materialien ausgebildet, die eingerichtet sind, um ohne die Notwendigkeit der Aufbringung einer Hartlötpaste an den Hinterkantenbereich 42 angelötet zu werden. Auf diese Weise werden die PSP-Bleche, wie beispielsweise das erste PSP-Blech 50 und das zweite PSP-Blech 52, an einer gewünschten Position in einer mit dem Hinterkantenbereich 42 anstossenden Weise innerhalb eines Ofens angeordnet und auf eine notwendige Temperatur erhitzt, um ein Hartverlöten der PSP-Bleche mit dem Hauptabschnitt 38 zu ermöglichen. Zusätzlich zum Hartlöten ist es vorgesehen, dass alternative Verbindungsverfahren angewendet werden können, einschliesslich, aber nicht darauf beschränkt, Schweissen, Diffusionsschweissen oder mechanisches Befestigen.

[0037] Die Bildung der PSP-Bleche als die Hinterkantenergänzungsstruktur 46 ermöglicht dünnere Hinterkantenabschnitte des Schaufelblattes 46, was in effektiver Weise eine aerodynamische Blockade reduziert, wodurch das gesamte Leistungsverhalten des Turbinensystems verbessert wird.

[0038] Um eine effektive Kühlung des Schaufelblattes 36 zu erzielen, ist eine Kühlanordnung 54 innerhalb des Hinterkantenbereiches 42 des Hauptabschnitts 38 und über die gesamte Hinterkantenergänzungsstruktur 46 hinweg implementiert. Der Hinterkantenbereich 42 des Hauptabschnitts 38 enthält wenigstens einen Kühlkanal 56, der mit wenigstens einem, aber gewöhnlich mit mehreren Kühldurchgängen 58 in Strömungsverbindung steht, die in der Hinterkantenergänzungsstruktur 46 angeordnet sind. Die mehreren Kühldurchgänge 58 können auf vielfältige Weise und zu vielfältigen Zeitpunkten während des gesamten Herstellungsprozesses erzeugt werden. Insbesondere können die mehreren Kühldurchgänge 58 vor dem Koppeln der Hinterkantenergänzungsstruktur 46 mit dem Hauptabschnitt 38 oder nach dem Koppeln erzeugt werden.

[0039] Eine Erzeugung der mehreren Kühlkanäle 58 vor der Verbindung der Hinterkantenergänzungsstruktur 46 mit dem Hauptabschnitt 38 kann eine Bildung negativer Nuten, Schlitze oder dergleichen in wenigstens einem der PSP-Bleche während der Erzeugung der PSP-Bleche selbst aufweisen, so dass die PSP-Bleche vor dem endgültigen Sintern immer noch in ihrem nachgiebigen grünen Zustand vorliegen. Die Nuten, Schlitze oder dergleichen können sowohl in dem ersten PSP-Blech 50 als auch in dem zweiten PSP-Blech 52 erzeugt werden, so dass eine Ausrichtung der Nuten, Schlitze, etc., erforderlich ist, um die mehreren Kühldurchgänge 58 zu bilden. Alternativ können die mehreren Kühldurchgänge 58 maschinell hergestellt werden (d.h. durch Entfernen einiges Materials aus dem bzw. den PSP-Blechen) mittels eines beliebigen geeigneten materialabführenden Verfahrens, wozu einschliesslich, jedoch nicht darauf beschränkt, Fräsen, Schleifen, Drahtrodierverfahren (EDM), Fräs-EDM, Sinker-EDM, elektro-chemisches Verarbeiten (ECM), Wasserstrahlschneiden, Laserschneiden oder Kombinationen von diesen gehören. Es ist vorgesehen, dass der Materialentfernungsprozess vor dem Verbinden der Hinterkantenergänzungsstruktur 46 mit dem Hauptabschnitt oder nach einer derartigen Verbindung stattfinden kann. Unabhängig von dem Zeitpunkt der Erzeugung der mehreren Durchgänge 58 stehen die mehreren Kühldurchgänge 58 mit dem wenigstens einen Kühlkanal 56 in Strömungsverbindung. Es ist vorgesehen, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen in neue oder existierende Schaufelblätter von verschiedenen Turbinensystemen aufgenommen werden können.

[0040] Wie in dem Flussdiagramm nach Fig. 5 veranschaulicht, und unter Bezugnahme auf die Fig. 1 – 4 , ist ferner ein Verfahren zum Reparieren eines Hinterkantenbereiches eines Schaufelblattes 100 geschaffen. Das Turbinensystem 10 und die Hinterkantenergänzungsstruktur 46 des Schaufelblattes 36 sind vorstehend beschrieben worden, und spezielle strukturelle Komponenten brauchen nicht in weiteren Einzelheiten beschrieben zu werden. Das Verfahren zum Reparieren eines Hinterkantenbereiches eines Schaufelblattes 100 enthält ein Entfernen von Material in der Nähe des Hinterkantenbereiches des Schaufelblattes 102. Ein Basismaterial des Hinterkantenbereiches wird freigelegt, 104, und wenigstens ein PSP-Blech wird mit dem Basismaterial 106 verbunden. Es wird eine Hinterkantenergänzungsstruktur beim Verbinden des wenigstens einen PSP-Bleches mit dem Basismaterial 108 gebildet. Das Verfahren zum Reparieren eines Hinterkantenbereiches eines Schaufelblattes 100 enthält ferner ein Ausbilden wenigstens eines Kühldurchgangs, der mit dem wenigstens einen Kühlkanal 56 des Hauptabschnitts 38 in Strömungsverbindung steht, wie im Einzelnen vorstehend beschrieben.

[0041] Obwohl die Erfindung im Einzelnen in Verbindung mit lediglich einer begrenzten Anzahl von Ausführungsformen beschrieben worden ist, sollte ohne Weiteres verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf derartige offenbarte Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr kann die Erfindung modifiziert werden, um eine beliebige Anzahl von Veränderungen, Modifizierungen, Ersetzungen oder äquivalenten Anordnungen aufzunehmen, die hier bisher nicht beschrieben sind, die jedoch dem Rahmen und Umfang der Erfindung entsprechen. Ausserdem sollte verstanden werden, dass, obwohl verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben sind, Aspekte der Erfindung lediglich einige von den beschriebenen Ausführungsformen enthalten können. Demgemäss ist die Erfindung nicht als durch die vorstehende Beschreibung beschränkt anzusehen, sondern ist nur durch den Umfang der beigefügten Ansprüche beschränkt.

[0042] Ein Schaufelblatt enthält einen Hauptabschnitt, der aus einem Basismaterial ausgebildet ist. Ferner ist ein Hinterkantenbereich des Hauptabschnitts enthalten. Ferner ist eine Hinterkantenergänzungsstruktur enthalten, die wenigstens ein vorgesintertes Vorformling(PSP)-Material aufweist, das mit dem Basismaterial in der Nähe des Hinterkantenbereichs wirksam verbunden ist.

Bezugszeichenliste

[0043] <tb>10<SEP>Turbinensystem <tb>12<SEP>Verdichterabschnitt <tb>14<SEP>Brennkammeranordnungen <tb>18<SEP>Verbrennungsabschnitt <tb>24<SEP>Turbinenabschnitt <tb>26–28<SEP>mehrere Stufen <tb>30<SEP>Rotor <tb>32<SEP>Leitschaufel <tb>34<SEP>Laufschaufel <tb>36<SEP>Schaufelblatt <tb>38<SEP>Hauptabschnitt <tb>40<SEP>Vorderkante <tb>42<SEP>Hinterkantenbereich <tb>44<SEP>hintere Weite des Hinterkantenbereichs <tb>46<SEP>Hinterkantenergänzungsstruktur <tb>48<SEP>hintere Weite der Hinterkantenergänzungsstruktur <tb>50<SEP>PSP-Blech <tb>52<SEP>zweites PSP-Blech <tb>54<SEP>Kühlanordnung <tb>56<SEP>Kühlkanal <tb>58<SEP>Kühldurchgänge <tb>100<SEP>Verfahren zum Reparieren eines Hinterkantenbereiches eines Schaufelblattes <tb>102<SEP>Entfernen von Material in der Nähe des Hinterkantenbereiches des Schaufelblattes <tb>104<SEP>Basismaterial des Hinterkantenbereiches wird freigelegt <tb>106<SEP>wenigstens ein PSP-Blech wird mit dem Basismaterial verbunden <tb>108<SEP>beim Verbinden des wenigstens einen PSP-Bleches mit dem Basismaterial wird eine Hinterkantenergänzungsstruktur gebildet.

Claims

1. Schaufelblatt (36), das aufweist: einen Hauptabschnitt (38), der aus einem Basismaterial ausgebildet ist; einen Hinterkantenbereich (42) des Hauptabschnitts; und eine Hinterkantenergänzungsstruktur (46), die wenigstens ein vorgesintertes Vorformling (PSP)-Material aufweist, das mit dem Basismaterial in der Nähe der Hinterkante wirkverbunden ist.

2. Schaufelblatt nach Anspruch 1, wobei die Hinterkantenergänzungsstruktur an den Hinterkantenbereich angelötet ist.

3. Schaufelblatt nach Anspruch 1 oder 2, das ferner wenigstens einen Kühlkanal (56) aufweist, der in dem Basismaterial des Hauptabschnitts ausgebildet ist.

4. Schaufelblatt nach Anspruch 3, das ferner wenigstens einen Kühldurchgang (58) aufweist, der in der Hinterkantenergänzungsstruktur ausgebildet ist, wobei der wenigstens eine Kühldurchgang mit dem wenigstens einen Kühlkanal in Strömungsverbindung steht.

5. Schaufelblatt nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, das ferner eine hintere Weite (48) der Hinterkantenergänzungsstruktur und eine hintere Weite (44) des Hinterkantenbereiches aufweist, wobei die hintere Weite der Hinterkantenergänzungsstruktur kleiner ist als die hintere Weite des Hinterkantenbereiches.

6. Schaufelblatt nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei das wenigstens eine PSP-Material eine erste Legierung und eine zweite Legierung aufweist, wobei die erste Legierung und die zweite Legierung vorzugsweise bei einem Gewichtsverhältnis von etwa 30:70 miteinander vermischt sind.

7. Schaufelblatt nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei das wenigstens eine PSP-Material ein erstes PSP-Material und ein zweites PSP-Material aufweist, die miteinander wirkverbunden sind.

8. Schaufelblatt nach Anspruch 7, wobei wenigstens eines von dem ersten PSP-Material und dem zweiten PSP-Material einen Schlitz enthält, wobei die Wirkverbindung zwischen dem ersten PSP-Material und dem zweiten PSP-Material wenigstens einen Kühldurchgang ausbildet.

9. Turbinensystem (10), das aufweist: ein Schaufelblatt (36); einen Hauptabschnitt (38) des Schaufelblattes, der sich von einer Vorderkante (40) zu einer Hinterkante (42) erstreckt und aus einem Basismaterial ausgebildet ist; eine Hinterkantenergänzungsstruktur (46), die ein erstes PSP-Material und ein zweites PSP-Material aufweist, wobei das erste PSP-Material und das zweite PSP-Material mit dem Basismaterial des Hauptabschnitts in der Nähe der Hinterkante verbunden sind; und wenigstens1 einen Kühldurchgang (58) innerhalb der Hinterkantenergänzungsstruktur.

10. Verfahren zum Reparieren eines Hinterkantenbereiches eines Schaufelblattes, das aufweist: Entfernen von Material in der Nähe des Hinterkantenbereiches des Schaufelblattes; Freilegen des Basismaterials des Hinterkantenbereiches; Verbinden wenigstens eines PSP-Materials mit dem Basismaterial; und Bilden einer Hinterkantenergänzungsstruktur beim Verbinden des wenigstens einen PSP-Materials mit dem Basismaterial.