DE102004059904A1 - Moving blade e.g. for turbo machine, has blade point which faces stator in turbo machine and contacts into channel of stator with blade point provided in such way that blade contacts channel at its edges and into rotor - Google Patents

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Abstract

The rotor blade (10) has a blade point (13), which faces a stator in a turbo machine and contacts into a channel of a stator (15). The blade point is provided in such a way that the blade contacts the channel (22) at its edges (25, 26), and into the rotor. The blade point can be varied in length. An independent claim is included for a method.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL TERRITORY

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Turbomaschinen. Sie betrifft eine Laufschaufel für die Rotorbeschaufelung einer Turbomaschine gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.The The present invention relates to the field of turbomachinery. It concerns a blade for the rotor blading of a turbomachine according to the preamble of claim 1 and a process for their preparation.

Für den Wirkungsgrad einer Turbomaschine, z.B. einer Turbine oder einem Kompressor, ist es wichtig, dass das Spiel zwischen den Schaufelspitzen der Laufschaufeln der Rotorbeschaufelung und der gegenüberliegenden Begrenzungsfläche am Stator möglichst gering ist. Durch Fertigungstoleranzen und thermomechanische Veränderungen kann es dazu kommen, dass die Rotorbeschaufelung mit dem Stator kollidiert.For the efficiency a turbomachine, e.g. a turbine or a compressor It is important that the game between the blade tips of the blades the rotor blading and the opposite boundary surface on the stator preferably is low. Through manufacturing tolerances and thermomechanical changes It can happen that the rotor blading with the stator collided.

Um bei einer Kollision der Rotorbeschaufelung mit dem Stator einen kontrollierten Einreibvorgang zu gewährleisten ist die Rotorbeschaufelung meist gemäss 1 ausgestaltet. Die an einem Rotor 20 befestigte Laufschaufel 10, die Teile einer sich über den Rotorumfang erstreckenden Beschaufelung ist, endet in einer Schaufelspitze 13, die einem Stator 15 gegenüberliegt. Die Laufschaufel 10 hat im Bezug auf die Strömungsrichtung 21 des durch die Beschaufelung strömenden Mediums eine Strömungseintrittskante 11 und eine Strömungsaustrittskante 12. Die Laufschaufel 10 ist mit einer abrasiven Schicht 14 an der Schaufelspitze 13 versehen. Die abrasive Schicht 14 schützt die Rotorbeschaufelung vor Verschleiss und dringt dabei in den Stator 15 ein. Auf dem Stator 15 bleibt eine Nut 16 mit einer gewissen Eindringtiefe zurück, die Teil des Spiels S zwischen der Schaufelspitze 13 und dem Boden der Nut 16 ist. Die Nut 16 hat gegen die Strömungsrichtung 21 eine Eintrittskante 17 und in Strömungsrichtung eine Austrittskante 18. Durch diese Kanten entstehen Strömungsabrisse 19 und Verwirbelungen, die zu einer Verschlechterung des Wirkungsgrades der Turbomaschine führen.In order to ensure a controlled rubbing in case of a collision of the rotor blading with the stator, the rotor blading is usually according to 1 designed. The on a rotor 20 fixed blade 10 which is part of a blade extending over the rotor circumference terminates in a blade tip 13 that is a stator 15 opposite. The blade 10 has in relation to the flow direction 21 of the medium flowing through the blading, a flow inlet edge 11 and a flow exit edge 12 , The blade 10 is with an abrasive layer 14 at the blade tip 13 Mistake. The abrasive layer 14 protects the rotor blading from wear and penetrates into the stator 15 one. On the stator 15 remains a groove 16 with a certain depth of penetration back, the part of the game S between the blade tip 13 and the bottom of the groove 16 is. The groove 16 has against the flow direction 21 an entry edge 17 and in the flow direction, a trailing edge 18 , These edges create stalls 19 and turbulence, which leads to a deterioration of the efficiency of the turbomachine.

Entlang der Laufschaufel 10, von der Strömungseintrittskante 11 zur Strömungsaustrittskante 12, ist eine Druckdifferenz dp über die Schaufel verteilt, die in 2 in Abhängigkeit von der Ortskoordinate x schematisch dargestellt ist. In der Mitte der Laufschaufel 10 (Abschnitt b der dp(x)-Kurve), wo ein grosses dp besteht, hat ein Verlust an dp grossen Einfluss auf den Wirkungsgrad der Schaufel.Along the blade 10 , from the flow entry edge 11 to the flow outlet edge 12 , a pressure difference dp is distributed over the blade, which in 2 is shown schematically as a function of the location coordinate x. In the middle of the blade 10 (Section b of the dp (x) curve), where there is a large dp, has a loss of dp greatly affecting the efficiency of the blade.

Im Bereich der Strömungseintrittskante 11 sowie der Strömungsaustrittskante 12, wo ein kleines dp besteht (Abschnitte a und c der dp(x)-Kurve), hat ein dp-Verlust geringen Einfluss auf den Wirkungsgrad der Schaufel. Somit muss das Spiel S zwischen der Schaufelspitze 13 und dem Stator 15 im mittleren Bereich (b) der Laufschaufel möglichst klein gehalten werden. Das Spiel S zwischen Stator 15 und der Schaufelspitze 13 an der Strömungseintrittskante 11 sowie der Strömungsaustrittskante 12 hat hingegen geringe Bedeutung für den Wirkungsgrad der Schaufel.In the area of the flow inlet edge 11 and the flow outlet edge 12 where there is a small dp (sections a and c of the dp (x) curve), dp loss has little effect on the efficiency of the blade. Thus, the game S must be between the blade tip 13 and the stator 15 in the middle region (b) of the blade are kept as small as possible. The game S between Stator 15 and the blade tip 13 at the flow inlet edge 11 and the flow outlet edge 12 On the other hand, it has little significance for the efficiency of the blade.

Durch die oben beschriebenen Umstände, nämlich den erheblichen negativen Einfluss der Strömungsverwirbelungen an den Ein- und Austrittskanten 17, 18 der Nut 16 und den geringen Einfluss der Spiele an den Strömungsein- und Strömungsaustrittskanten 11, 12 auf den Wirkungsgrad, ist es wünschenswert, derartige Ein- und Austrittskanten auf Kosten eines erhöhten Spiels zu vermeiden.By the circumstances described above, namely the significant negative influence of Strömungsverwirbelungen at the entry and exit edges 17 . 18 the groove 16 and the low impact of the games on the flow inlet and outlet edges 11 . 12 on efficiency, it is desirable to avoid such entry and exit edges at the expense of increased clearance.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION THE INVENTION

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Laufschaufel für eine Turbomaschine zu schaffen und ein Verfahren zu deren Herstellung anzugeben, durch welche die Nachteile bekannter Schaufeln im Hinblick auf das Einreiben der Schaufelspitzen in den Stator vermieden werden und insbesondere ein verbesserter Wirkungsgrad der Turbomaschine erreicht wird.It The object of the invention is to provide a blade for a turbomachine and to provide a method of producing the same by which the Disadvantages of known blades with regard to rubbing the Vane tips are avoided in the stator and in particular an improved efficiency of the turbomachine is achieved.

Die Aufgabe wird durch die Gesamtheit der Merkmale der Ansprüche 1 und 14 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, die Schaufelspitze so auszubilden, dass die von der Schaufelspitze in den Rotor eingeriebene Nut an ihren Rändern auslaufend ausgebildet ist. Hierdurch werden Abrisse der Strömung und Verwirbelungen im Bereich der eingeriebenen Nut reduziert, während gleichzeitig das Spiel zwischen Rotorbeschaufelung und Stator weiterhin im mittleren Bereich der Schaufelspitze so gering wie möglich gehalten werden kann.The The object is achieved by the entirety of the features of claims 1 and 14 solved. The essence of the invention is to form the blade tip in such a way that rubbed by the blade tip in the rotor groove their edges is formed expiring. This will break the flow and Whirling in the area of the grooved groove is reduced while at the same time the game between rotor blading and stator continues in the middle Area of the blade tip can be kept as low as possible.

Bevorzugt wird dieses Verhalten dadurch erreicht, dass die Schaufelspitze ein vorgegebenes Schneidvermögen aufweist, welches entlang der Schaufelspitze variiert. Insbesondere ist das Schneidvermögen an den Strömungseintritts- und -austrittskanten minimal und erreicht in der Mitte zwischen den Strömungseintritts- und -austrittskanten ein Maximum. Besonders günstig ist es, wenn das Schneidvermögen an den Strömungseintritts- und -austrittskanten gegen Null geht.Prefers this behavior is achieved by the blade tip a given cutting capacity which varies along the blade tip. Especially is the cutting ability to the flow entrance and exit edges minimally and reaches in the middle between the flow entry and exit edges Maximum. Very cheap is it when the cutting ability to the flow entrance and -austrittskanten goes to zero.

Es hat sich als ideal herausgestellt, wenn das Schneidvermögen entlang der Schaufelspitze in Abhängigkeit von der Ortskoordinate einer Kurve folgt, die der Kurve der Druckdifferenz an der Schaufelspitze in Abhängigkeit von der Ortskoordinate entspricht.It has proven to be ideal when cutting power along the blade tip in dependence from the location coordinate follows a curve that the curve of the pressure difference at the blade tip in dependence from the location coordinate.

Besonders einfach lässt sich das gewünschte Verhalten der Schaufel erreichen, wenn das Schneidvermögen der Schaufelspitze durch eine abrasive Schicht vorgegeben wird, mit welcher die Schaufelspitze versehen ist, wobei die abrasive Schicht insbesondere aus einem in ein geeignetes Füllmaterial eingebetteten Abrasivstoff besteht. Als Abrasivstoff hat sich dabei beispielsweise kubisches Bornitrid bewährt.Especially just lets the desired Behave the blade when the cutting capacity of the Blade tip is given by an abrasive layer, with which the blade tip is provided, wherein the abrasive layer in particular from an abrasive material embedded in a suitable filling material consists. For example, cubic boron nitride has as abrasive substance proven.

Die Variation im Schneidvermögen wird vorzugsweise durch eine Variation in der abrasiven Schicht hervorgerufen, die auf der Schaufelspitze selektiv aufgebracht ist. Um ein verschwindendes Schneidvermögen an den Kanten der Schaufelspitze zu erzielen, ist die abrasive Schicht bevorzugt nur in einem mittleren Abschnitt der Schaufelspitze aufgebracht.The Variation in cutting ability is preferably by a variation in the abrasive layer caused selectively on the blade tip. To a vanishing cutting power at the edges of the blade tip achieve, the abrasive layer is preferably only in a middle Applied portion of the blade tip.

Grundsätzlich kann die abrasive Schicht auf der Schaufelspitze erhaben aufgebracht werden. Besonders günstig ist es jedoch, wenn die selektiv aufgebrachte abrasive Schicht Ausnehmungen in der Schaufelspitze auffüllt; derart, dass die Länge der Schaufel über die Schaufelbreite einheitlich ist.Basically the abrasive layer applied raised on the blade tip become. Very cheap However, it is when the selectively applied abrasive layer recesses fills in the blade tip; such that the length the shovel over the blade width is uniform.

Weiterhin besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, die Dicke der abrasiven Schicht und/oder die Dichte des Abrasivstoffs in der abrasiven Schicht und/oder die Einbindung des Abrasivstoffs in die abrasive Schicht ortsabhängig auszugestalten.Farther exists within the scope of the invention, the possibility of the thickness of the abrasive Layer and / or the density of the abrasive in the abrasive layer and / or the incorporation of the abrasive in the abrasive layer location-dependent embody.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass zum Beschichten der Schaufelspitze mit dem abrasiven Material ein Abrasivstoff in ein geeignetes Füllmaterial eingebettet und auf die Schaufelspitze (13, 43) aufgetragen wird, wobei als Abrasivstoff vorzugsweise kubisches Bornitrid verwendet wird.A preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that, for coating the blade tip with the abrasive material, an abrasive substance is embedded in a suitable filling material and applied to the blade tip (FIG. 13 . 43 ) is applied, wherein preferably cubic boron nitride is used as the abrasive.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn beim Beschichten der Schaufelspitze mit der abrasiven Schicht die abrasive Schicht ortsabhängig so variiert wird, dass sich ein ortsabhängig variierendes Schneidvermögen der Schaufelspitze ergibt.Especially It is advantageous if when coating the blade tip with the abrasive layer the abrasive layer depending on location so is varied, that a locally dependent varying cutting capacity of Blade tip results.

Insbesondere kann die abrasive Schicht selektiv nur in einem bestimmten Abschnitt der Schaufelspitze aufgebracht werden, wobei die abrasive Schicht vorzugsweise nur in einem mittleren Abschnitt der Schaufelspitze aufgebracht wird, und die Schaufelspitze an der Strömungseintrittskante und Strömungsaustrittskante frei bleibt.Especially The abrasive layer can be selective only in a specific section the blade tip are applied, the abrasive layer preferably only in a central portion of the blade tip is applied, and the blade tip at the flow inlet edge and flow outlet edge remains free.

In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn in dem bestimmten Abschnitt zunächst, insbesondere durch Fräsen oder Schleifen, eine Ausnehmung in die Schaufelspitze eingebracht wird, und wenn dann die Ausnehmung mit der abrasiven Schicht, insbesondere auf die ursprüngliche Höhe, aufgefüllt wird. Die Ausnehmung ist vorzugsweise muldenförmig und weist eine Tiefe zwischen 0,1 und 0,5 mm auf.In In this context, it is advantageous if in the particular section first, especially by milling or grinding, a recess introduced into the blade tip is, and then when the recess with the abrasive layer, in particular to the original one Height, is refilled. The recess is preferably trough-shaped and has a depth between 0.1 and 0.5 mm.

Die ortsabhängige Variation der abrasiven Schicht kann insbesondere durch eine Variation eines oder mehrerer Prozessparameter beim Auftragen entlang der Schaufelspitze bewirkt werden. Wird die abrasive Schicht mittels Laserauftragsschweissen über die Schaufelspitze fahrend aufgebracht, wobei Abrasivstoff und Füllmaterial gleichzeitig als gebündelter Pulverstrahl auf die Schaufelspitze gerichtet und mit einem Hochleistungslaser lokal aufgeschmolzen werden, bietet es sich an, dass als Prozessparameter die Verfahrgeschwindigkeit bzw. Vorschubgeschwindigkeit und/oder die Pulvermenge pro Zeiteinheit und/oder die Laserleistung variiert werden.The location-dependent Variation of the abrasive layer may in particular by a variation one or more process parameters when applied along the Blade tip can be effected. If the abrasive layer by means of Laser deposition welding via driving the blade tip driving, with abrasive and filler at the same time as bundled Powder jet directed to the blade tip and with a high power laser locally melted, it lends itself to being used as a process parameter the travel speed or feed rate and / or the amount of powder per unit time and / or the laser power varies become.

Besonders günstig ist es, wenn die Prozessparameter während des Auftragens der abrasiven Schicht entlang der Schaufelspitze vollautomatisch geregelt werden, wobei die Schmelzbadtemperatur entlang der Schaufelspitze so vorgegeben wird, dass es im mittleren Abschnitt der Schaufelspitze zur besonders effizienten Einbindung des Abrasivstoffes kommt, die Schmelzbadtemperatur während des Auftragsprozesses gemessen wird, und das Messsignal als Regelgrösse für die Steuerung der Laserleistung dient.Especially Cheap it is when the process parameters during the application of the abrasive layer be controlled fully automatically along the blade tip, wherein set the molten bath temperature along the blade tip so Make sure that it is in the middle section of the blade tip for extra efficient incorporation of the abrasive material, the melt bath temperature while of the order process is measured, and the measurement signal as a controlled variable for the controller the laser power is used.

KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGURENSHORT EXPLANATION THE FIGURES

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigenThe Invention is intended below with reference to embodiments in connection closer to the drawing explained become. Show it

1 in einer vereinfachten Darstellung eine Laufschaufel einer Rotorbeschaufelung mit der dazugehörigen, in den Stator eingeriebenen Nut nach dem Stand der Technik; 1 in a simplified representation of a blade of a rotor blading with the associated, rubbed into the stator groove according to the prior art;

2 die Kurve der ortsabhängigen Variation der Druckdifferenz entlang einer Schaufelspitze; 2 the curve of the location-dependent variation of the pressure difference along a blade tip;

3 in einer zu 1 vergleichbaren Darstellung eine Laufschaufel mit entlang der Schaufelspitze variierendem Schneidvermögen gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und 3 in one too 1 Comparative illustration of a blade with varying along the blade tip cutting capacity according to a preferred embodiment of the invention; and

4 eine schematische perspektivische Darstellung eines Verfahrens zum Erzeugen einer Schaufelspitze mit örtlich variierendem Schneidvermögen gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 4 a schematic perspective view of a method for producing a blade tip with locally varying cutting power according to a preferred embodiment of the invention.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNGWAYS TO PERFORM THE INVENTION

Wie bereits eingangs erwähnt, entsteht entlang der Laufschaufel eine ortsabhängige Druckdifferenz dp(x) gemäss 2. In der Mitte der Schaufel (Abschnitt b), wo ein grosses dp besteht, hat ein Verlust an dp grossen Einfluss auf den Wirkungsgrad der Schaufel. Im Bereich der Strömungseintritts- sowie Strömungsaustrittskante, wo ein kleines dp besteht (Abschnitte a und c), hat ein dp-Verlust geringen Einfluss auf den Wirkungsgrad der Schaufel. Somit muss einerseits das Spiel zwischen der Schaufelspitze und dem Stator im mittleren Bereich der Schaufel möglichst klein gehalten werden, während das Spiel zwischen Stator und der Schaufelspitze an der Strömungseintritts- sowie Strömungsaustrittskante geringe Bedeutung für den Wirkungsgrad der Schaufel hat.As already mentioned, a location-dependent pressure difference dp (x) arises along the blade 2 , In the middle of the blade (section b), where there is a large dp, a loss of dp has a major influence on the efficiency of the blade. In the area of the flow entry and exit edges, where there is a small dp (sections a and c), dp loss has little effect on the efficiency of the bucket. Thus, on the one hand the play between the blade tip and the stator in the central region of the blade must be kept as small as possible, while the game between the stator and the blade tip at the flow inlet and flow outlet edge has little significance for the efficiency of the blade.

Es ist daher möglich, im Bereich Strömungsein- und Strömungsaustrittskante einen Verschleiss der Schaufelspitze (bzw. einen Wegfall der vor Verschleiss schützenden abrasiven Schicht) zuzulassen, um die Nut auslaufend in den Stator einzureiben. Eine solche Konfiguration von Schaufel und Nut ist in 3 wiedergegeben: Die am Rotor 20 befestigte Laufschaufel 10 mit der Strömungseintrittskante 11 und der Strömungsaustrittskante 12 hat an der Schaufelspitze 13 eine abrasive Schicht 28, die an der Strömungseintrittskante 23 und an der Strömungsaustrittskante 24 verschwindet, d.h. selektiv aufgetragen ist. Hierdurch wird eine auslaufende Nut 22 in den Stator 15 eingerieben, deren Ränder 25; 26 ungestuft in die angrenzenden Bereiche des Stators 15 übergehen. Dadurch werden die Strömungsabrisse 27 und Verwirbelungen im Bereich der Nut 22 reduziert. Das Spiel zwischen Rotorbeschaufelung und Stator ist wird jedoch weiterhin im mittleren Bereich der Schaufelspitze 13 so gering wie möglich gehalten. Idealerweise folgt das Schneidvermögen entlang der Schaufelspitze 13 einem Kurvenverlauf, der dem der Druckdifferenz dp aus 2 entspricht.It is therefore possible to permit wear of the blade tip (or a removal of the abrasive layer which protects against wear) in the region of the flow inlet and outlet edge, in order to cut the groove into the stator in an expiring manner. Such a configuration of blade and groove is in 3 reproduced: The on the rotor 20 fixed blade 10 with the flow inlet edge 11 and the flow exit edge 12 has at the blade tip 13 an abrasive layer 28 at the flow entry edge 23 and at the flow exit edge 24 disappears, ie selectively applied. As a result, an expiring groove 22 in the stator 15 rubbed in, their edges 25 ; 26 ungraded in the adjacent areas of the stator 15 pass. This will cause the stall 27 and turbulence in the groove 22 reduced. However, the clearance between the rotor blading and the stator will still be in the middle of the blade tip 13 kept as low as possible. Ideally, the cutting capability follows along the blade tip 13 a curve, that of the pressure difference dp from 2 equivalent.

Eine Methode zur Optimierung des Schneidvermögens der Schaufeln bietet das Beschichten der Schaufelspitzen mit abrasivem Material. Dazu können geeignete Abrasivstoffe, wie z.B. kubisches Bornitrid, in ein geeignetes Füllmaterial eingebettet und auf die Schaufelspitze 13 aufgetragen werden. Dies kann z.B. durch galvanisches Beschichten, Hartlöten von einzelnen Hartpartikeln, oder durch Laserauftrag erfolgen. Wichtige Kriterien für die Auswahl der Materialkombination und des Verfahrens sind:

  • – Gute Anbindung zwischen abrasiver Spitze und Schaufelkörper
  • – Hohes Schneidvermögen
  • – Geringe Beeinflussung der mech. Eigenschaften und Geometrie der Schaufel
  • – Wirtschaftlichkeit
One method of optimizing blade cutting capability is to coat blade tips with abrasive material. For this purpose, suitable abrasives, such as cubic boron nitride, embedded in a suitable filler material and on the blade tip 13 be applied. This can be done for example by galvanic coating, brazing of individual hard particles, or by laser. Important criteria for the selection of the material combination and the method are:
  • - Good connection between abrasive tip and blade body
  • - High cutting capacity
  • - Low influence of the mech. Properties and geometry of the blade
  • - Economics

Insbesondere Laserauftragsschweissen (LMF: Laser Metal Forming) genügt all diesen Erfordernissen. Dabei werden Abrasivstoff und Füllmaterial gleichzeitig als gebündelter Pulverstrahl auf die Schaufelspitze gerichtet und mit einem Hochleistungslaser lokal aufgeschmolzen, wie dies in 4 dargestellt ist. Die Schaufelspitze 43 einer Laufschaufel 30, die einen Schaufelfuss 29, eine Plattform 31 und ein Schaufelblatt 32 aufweist, wird mit einer abrasiven Schicht 33 versehen, wobei eine Zone mit einem Schmelzbad 34 über die Schaufelspitze 43 geführt wird. Zum Erzeugen des Schmelzbades wird eine mit Laserstrahl arbeitende Beschichtungsvorrichtung 35 (Laser/Pulverkopf) verwendet, bei dem ein mittels eines Lichtleiters 37 zugeführter Laserstrahl 36 über einen dichroitischen 45°-Spiegel 40 nach unten fokussierend auf die Schaufelspitze gelenkt wird. Durch eine seitliche Zufuhrleitung 41 wird eine Pulver-Trägergasmischung 42 in den Bereich des Schmelzbades 34 zugeführt. Die Temperaturstrahlung des Schmelzbades 34 wird durch den Kopf und den dichroitischen Spiegel 40 als optisches Temperatursignal 39 in einen abgehenden Lichtleiter 38 eingespeist und zu einem Pyrometer geleitet, wo die Temperatur des Schmelzbades 34 bestimmt werden kann. Eine solche Technik einschliesslich einer zugehörigen Regelung ist in der Druckschrift WO-A2-2004/090290 eingehend beschrieben.In particular laser deposition welding (LMF: Laser Metal Forming) meets all these requirements. In this case, abrasive material and filler material are simultaneously directed as a bundled powder jet onto the blade tip and locally melted with a high-power laser, as described in US Pat 4 is shown. The blade tip 43 a blade 30 holding a shovel foot 29 , a platform 31 and an airfoil 32 has, with an abrasive layer 33 provided with a zone with a molten bath 34 over the blade tip 43 to be led. To produce the molten bath, a laser beam coating device is used 35 (Laser / powder head), in which one by means of a light guide 37 supplied laser beam 36 over a dichroic 45 ° level 40 focusing down on the blade tip is directed. Through a side supply line 41 becomes a powder-carrier gas mixture 42 in the area of the molten bath 34 fed. The temperature radiation of the molten bath 34 is through the head and the dichroic mirror 40 as an optical temperature signal 39 in an outgoing light guide 38 fed and passed to a pyrometer, where the temperature of the molten bath 34 can be determined. Such a technique including an associated control is described in detail in WO-A2-2004 / 090290.

Bei geeigneter Wahl der Prozessparameter bleibt die blockige, scharfkantige Form der Abrasivpartikel erhalten und es entsteht eine solide, rissfreie Verbindung zwischen Schaufel und abrasiver Spitze. Besonders attraktiv ist bei dieser Methode die Verwendung von modernen Festkörperlasern (Nd-YAG, Diodenlaser, Faserlaser, Disklaser, etc...), da diese Energiequellen durch Faserkopplung räumlich vom Beschichtungsort getrennt werden können. Über eine flexible Glasfaser als Lichtleiter kann die Laserstrahlung beispielsweise zu einer CNC-Anlage oder einem Roboter mit speziellem koaxialen Laser/Pulverkopf geführt werden (siehe 4), wodurch die zur automatisierten Beschichtung von komplexen dreidimensionalen Bauteilen benötigte Flexibilität erreicht wird.With a suitable choice of process parameters, the blocky, sharp-edged shape of the abrasive particles is retained and there is a solid, crack-free connection between the blade and the abrasive tip. Particularly attractive in this method is the use of modern solid-state lasers (Nd-YAG, diode lasers, fiber lasers, disklasers, etc ...), since these energy sources can be spatially separated from the coating location by fiber coupling. By means of a flexible glass fiber as a light guide, the laser radiation can be guided, for example, to a CNC system or a robot with a special coaxial laser / powder head (see 4 ), which provides the flexibility needed for the automated coating of complex three-dimensional components.

Das geeignete Prozessfenster wird vor allem durch die Wahl des Materials und die Geometrie der zu beschichtenden Schaufel bestimmt. Es wird normalerweise eine gleichmässige Beschichtungsdicke angestrebt. Da die Dicke des Auftrags auch wesentlich von den Prozessparametern beeinflusst wird, ist es erforderlich, diese gezielt an die Erfordernisse anzupassen.The suitable process window is mainly due to the choice of material and determines the geometry of the blade to be coated. It will usually a uniform Desired coating thickness. Because the thickness of the job is also essential influenced by the process parameters, it is necessary to tailor these to the requirements.

Im vorliegenden Fall wird nun dazu übergegangen, die Schaufelspitze durch gezielte Kontrolle der Beschichtung gleichzeitig auch hinsichtlich der Aerodynamik im Betrieb zu optimieren. Dazu wird die Schneidwirkung durch lokale Veränderung der Beschichtung so beeinflusst, dass ein Einreibverhalten resultiert, wie es in 2 und 3 angedeutet ist.In the present case, it is now proceeded to optimize the blade tip by targeted control of the coating at the same time also in terms of aerodynamics during operation. For this purpose, the cutting action by local change of Be stratification so that a rubbing behavior results, as in 2 and 3 is indicated.

Eine gezielte Beeinflussung des Schneidvermögens kann dabei durch folgende Methoden erreicht werden:

  • 1. Selektives Beschichten: Die Abrasivschicht wird nicht mehr entlang der ganzen Schaufel, sondern nur im mittleren Abschnitt b von 2 aufgebracht. Dadurch bekommt die Schaufel in diesem Bereich verbesserte Schneideigenschaften, während an Strömungsein- und -austrittskante 23 bzw. 24 ein Abrieb von Schaufelmaterial auftritt. Als Ergebnis erhält die entstehende Nut 22 im Stator 15 den in 3 dargestellten gewünschten Verlauf.
  • 2. Selektives Beschichten mit Vorbereitung: Die Beschichtung erfolgt im wesentlichen wie in 1.) beschrieben. Es wird jedoch vor der Beschichtung in die Schaufelspitze eine flache muldenartige Ausnehmung bzw. Mulde (Tiefe zwischen 0.1 und 0.5 mm) in die zu beschichtende Schaufelendfläche gefräst oder geschliffen. Abrasivmaterial wird lediglich in der vorbearbeiteten Zone aufgebracht. Mit dieser Variante erhält die Schaufel eine einheitliche Länge und gleichzeitig die gewünschten, entlang der Länge variierenden Schneideigenschaften.
  • 3. Variation der Prozessparameter entlang der Schaufelspitze: Hierzu eignet sich vor allem der Laserprozess aufgrund seiner guten Kontrollierbarkeit. Es können beim LMF-Prozess sowohl die Vorschubgeschwindigkeit zwischen Laser und Schaufel, als auch Pulvermenge, Laserleistung und Kombinationen dieser Parameter verändert werden. Wichtig ist dabei die Zeitkonstante des zu verändernden Parameters, die klein gegenüber den typischen Beschichtungszeiten sein muss, damit die Beeinflussung kontrolliert verläuft. Bei der geschilderten Methode mit pulverförmiger Materialzufuhr eignet sich deshalb insbesondere die Variation von Vorschubgeschwindigkeit und Laserleistung. So wird bei konstanter Förderrate und Laserleistung im Bereich der Strömungsein- und -austrittskante 23 bzw. 24 die Vorschubgeschwindigkeit erhöht, wodurch an diesen Orten weniger Abrasivmaterial aufgetragen wird und damit eine reduzierte Schneidwirkung bewirkt wird. Eine kontrollierte Veränderung der Vorschubgeschwindigkeit ist durch entsprechende Programmierung reproduzierbar erreichbar.
  • 4. Automatische Regelung der Prozessparameter entlang der Schaufelspitze: Dazu wird durch on-line Bestimmung von Prozessparametern und Rückkopplung an die Lasersteuerung eine vollautomatische Regelung entlang der Schaufelspitze realisiert. Es wird ausgenützt, dass die Einbindung von Abrasivteilchen besonders effizient erfolgt, wenn die Temperatur der vom Laser aufgeschmolzenen Zone innerhalb festgelegter Grenzen liegt. Die Schmelzbadtemperatur wird nun entlang der Schaufel so vorgegeben, dass es im mittleren Bereich der Schaufel zur besonders effizienten Einbindung von Abrasivteilchen kommt. Die Schmelzbadtemperatur in der Wechselwirkungszone wird dabei während des Auftragsprozesses mit einem Pyrometer gemessen. Das optische Temperatursignal 39 aus dem Schmelzbad 34 wird dazu über einen Lichtleiter 38 zu einem Pyrometer übertragen und dient als Regelgrösse für die Steuerung der Laserleistung (siehe 4 und die Druckschrift WO-A2-2004/090290).
A targeted influencing of the cutting ability can be achieved by the following methods:
  • 1. Selective coating: The abrasive layer is no longer along the entire blade, but only in the middle section b of 2 applied. This gives the blade in this area improved cutting properties, while at the flow inlet and outlet edge 23 respectively. 24 An abrasion of blade material occurs. The result is the resulting groove 22 in the stator 15 the in 3 shown desired course.
  • 2. Selective coating with preparation: The coating is carried out essentially as described in 1.). However, a flat trough-like recess or depression (depth between 0.1 and 0.5 mm) is milled or ground into the blade end surface to be coated before coating into the blade tip. Abrasive material is applied only in the pre-machined zone. With this variant, the blade is given a uniform length and at the same time the desired cutting properties varying along the length.
  • 3. Variation of the process parameters along the blade tip: This is especially the laser process due to its good controllability. In the LMF process, both the feed rate between the laser and the blade, as well as the amount of powder, laser power and combinations of these parameters can be changed. What is important here is the time constant of the parameter to be changed, which must be small compared to the typical coating times, so that the influence is controlled. In the described method with powdered material supply, therefore, in particular the variation of feed rate and laser power is suitable. Thus, at constant delivery rate and laser power in the area of the flow inlet and outlet edge 23 respectively. 24 increases the feed rate, whereby less abrasive material is applied at these locations and thus a reduced cutting action is effected. A controlled change in the feed rate can be reproducibly achieved by appropriate programming.
  • 4. Automatic control of the process parameters along the blade tip: For this purpose, a fully automatic control along the blade tip is realized by on-line determination of process parameters and feedback to the laser control. It is exploited that the incorporation of abrasive particles is particularly efficient when the temperature of the melted by the laser zone within predetermined limits. The melt bath temperature is now set along the blade in such a way that particularly efficient incorporation of abrasive particles takes place in the middle region of the blade. The melt bath temperature in the interaction zone is measured during the application process with a pyrometer. The optical temperature signal 39 from the molten bath 34 This is done via a light guide 38 transferred to a pyrometer and serves as a controlled variable for the control of the laser power (see 4 and document WO-A2-2004 / 090290).

1010
Laufschaufelblade
1111
StrömungseintrittskanteFlow inlet edge
1212
StrömungsaustrittskanteFlow outlet edge
1313
Schaufelspitzeblade tip
1414
abrasive Schichtabrasive layer
1515
Statorstator
16, 2216 22
Nutgroove
1717
Eintrittskanteleading edge
1818
Austrittskantetrailing edge
1919
Strömungsabrissstall
2020
Rotorrotor
2121
Strömungsrichtungflow direction
2323
StrömungseintrittskanteFlow inlet edge
2424
StrömungsaustrittskanteFlow outlet edge
25, 2625 26
Rand (Nut)edge (Groove)
2727
Strömungsabrissstall
28, 3328 33
abrasive Schichtabrasive layer
2929
Schaufelfussblade root
3030
Laufschaufelblade
3131
Plattformplatform
3232
Schaufelblattairfoil
3434
Schmelzbadmelting bath
3535
Beschichtungsvorrichtungcoater
3636
Laserstrahllaser beam
37, 3837, 38
Lichtleiteroptical fiber
3939
optisches Temperatursignaloptical temperature signal
4040
dichroitischer Spiegeldichroic mirror
4141
Zufuhrleitungsupply line
4242
Pulver-TrägergasmischungPowder-carrier gas mixture
4343
Schaufelspitzeblade tip
SS
Spielgame
a, b, ca, b, c
Abschnittsection
dpdp
Druckdifferenzpressure difference
xx
Ortskoordinate (Schaufelspitze)spatial coordinate (Blade tip)

Claims (25)

Laufschaufel (10, 30) für die Rotorbeschaufelung einer Turbomaschine, welche Laufschaufel (10, 30) eine Schaufelspitze (13, 43) aufweist, die in der Turbomaschine einem Stator (15) gegenüberliegt und beim Betrieb in den Stator (15) eine Nut (22) einreibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufelspitze (13, 43) derart ausgebildet ist, dass die von der Schaufelspitze (13, 43) in den Rotor (15) eingeriebene Nut (22) an ihren Rändern (25, 26) auslaufend ausgebildet ist.Blade ( 10 . 30 ) for the rotor blading of a turbomachine, which blade ( 10 . 30 ) a blade tip ( 13 . 43 ), which in the turbomachine is a stator ( 15 ) and when operating in the stator ( 15 ) a groove ( 22 ), characterized in that the blade tip ( 13 . 43 ) is formed such that from the blade tip ( 13 . 43 ) in the rotor ( 15 ) ne groove ( 22 ) at their edges ( 25 . 26 ) is designed to leak. Laufschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufelspitze ein vorgegebenes Schneidvermögen aufweist, welches entlang der Schaufelspitze (13, 43) variiert.Blade according to claim 1, characterized in that the blade tip has a predetermined cutting capability which is along the blade tip ( 13 . 43 ) varies. Laufschaufel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidvermögen an den Strömungseintritts- und -austrittskanten (23, 24) minimal ist und in der Mitte zwischen den Strömungseintritts- und -austrittskanten (23, 24) ein Maximum erreicht.Blade according to Claim 2, characterized in that the cutting capacity at the flow inlet and outlet edges ( 23 . 24 ) is minimal and in the middle between the flow entry and exit edges ( 23 . 24 ) reaches a maximum. Laufschaufel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidvermögen an den Strömungseintritts- und -austrittskanten (23, 24) gegen Null geht.Blade according to claim 3, characterized in that the cutting capacity at the flow inlet and outlet edges ( 23 . 24 ) goes to zero. Laufschaufel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidvermögen entlang der Schaufelspitze (13, 43) in Abhängigkeit von der Ortskoordinate (x) einer Kurve folgt, die der Kurve der Druckdifferenz (dp) an der Schaufelspitze (13, 43) in Abhängigkeit von der Ortskoordinate (x) entspricht.Blade according to claim 4, characterized in that the cutting capability along the blade tip ( 13 . 43 ) follows a curve corresponding to the curve of the pressure difference (dp) at the blade tip (x) as a function of the position coordinate (x) ( 13 . 43 ) as a function of the location coordinate (x). Laufschaufel nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidvermögen der Schaufelspitze (13, 43) durch eine abrasive Schicht (28, 33) vorgegeben wird, mit welcher die Schaufelspitze (13, 43) versehen ist.Blade according to one of claims 2 to 5, characterized in that the cutting capacity of the blade tip ( 13 . 43 ) through an abrasive layer ( 28 . 33 ) is specified, with which the blade tip ( 13 . 43 ) is provided. Laufschaufel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die abrasive Schicht (28, 33) aus einem in ein geeignetes Füllmaterial eingebetteten Abrasivstoff besteht.Blade according to claim 6, characterized in that the abrasive layer ( 28 . 33 ) consists of an embedded in a suitable filler abrasive. Laufschaufel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Abrasivstoff kubisches Bornitrid verwendet wird.Blade according to claim 7, characterized in that that cubic boron nitride is used as abrasive. Laufschaufel nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Variation im Schneidvermögen durch eine Variation in der abrasiven Schicht (28, 33) hervorgerufen wird.Blade according to one of Claims 2 to 8, characterized in that the variation in the cutting capacity is due to a variation in the abrasive layer ( 28 . 33 ) is caused. Laufschaufel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die abrasive Schicht (28, 33) auf der Schaufelspitze (13, 43) selektiv aufgebracht ist.Blade according to claim 9, characterized in that the abrasive layer ( 28 . 33 ) on the blade tip ( 13 . 43 ) is selectively applied. Laufschaufel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die abrasive Schicht (28, 33) nur in einem mittleren Abschnitt (b) der Schaufelspitze (13, 43) aufgebracht ist.Blade according to claim 10, characterized in that the abrasive layer ( 28 . 33 ) only in a middle section (b) of the blade tip ( 13 . 43 ) is applied. Laufschaufel nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die selektiv aufgebrachte abrasive Schicht (28, 33) Ausnehmungen in der Schaufelspitze (13 43) auffüllt, derart, dass die Länge der Schaufel über die Schaufelbreite einheitlich ist.Blade according to claim 10 or 11, characterized in that the selectively applied abrasive layer ( 28 . 33 ) Recesses in the blade tip ( 13 43 ), such that the length of the blade is uniform across the blade width. Laufschaufel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der abrasiven Schicht (28, 33) und/oder Dichte des Abrasivstoffs in der abrasiven Schicht (28, 33) und/oder die Einbindung des Abrasivstoffs in die abrasive Schicht (28, 33) ortsabhängig ist.Blade according to claim 9, characterized in that the thickness of the abrasive layer ( 28 . 33 ) and / or density of the abrasive in the abrasive layer ( 28 . 33 ) and / or the incorporation of the abrasive in the abrasive layer ( 28 . 33 ) is location-dependent. Verfahren zum Herstellen einer Laufschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufelspitze (13, 43) ortsabhängig unter Bildung einer abrasiven Schicht (28, 33) mit einem abrasiven Material beschichtet wird.Method for producing a moving blade according to claim 1, characterized in that the blade tip ( 13 . 43 ) depending on location to form an abrasive layer ( 28 . 33 ) is coated with an abrasive material. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zum Beschichten der Schaufelspitze (13, 43) mit dem abrasiven Material ein Abrasivstoff in ein geeignetes Füllmaterial eingebettet und auf die Schaufelspitze (13, 43) aufgetragen wird.A method according to claim 14, characterized in that for coating the blade tip ( 13 . 43 ) embedded with the abrasive material an abrasive in a suitable filler material and on the blade tip ( 13 . 43 ) is applied. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass als Abrasivstoff kubisches Bornitrid verwendet wird.Method according to claim 15, characterized in that that cubic boron nitride is used as abrasive. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass beim Beschichten der Schaufelspitze (13, 43) mit der abrasiven Schicht (28, 33) die abrasive Schicht (28, 33) ortsabhängig so variiert wird, dass sich ein ortsabhängig variierendes Schneidvermögen der Schaufelspitze (13, 43) ergibt.Method according to one of claims 14 to 16, characterized in that during coating of the blade tip ( 13 . 43 ) with the abrasive layer ( 28 . 33 ) the abrasive layer ( 28 . 33 ) is varied depending on the location so that a location-dependent varying cutting capacity of the blade tip ( 13 . 43 ). Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die abrasive Schicht (28, 33) selektiv nur in einem bestimmten Abschnitt (b) der Schaufelspitze (13, 43) aufgebracht wird.A method according to claim 17, characterized in that the abrasive layer ( 28 . 33 ) selectively only in a certain section (b) of the blade tip ( 13 . 43 ) is applied. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die abrasive Schicht (28, 33) nur in einem mittleren Abschnitt (b) der Schaufelspitze (13, 43) aufgebracht wird, und die Schaufelspitze (13, 43) an der Strömungseintrittskante (23) und Strömungsaustrittskante (24) frei bleibt.A method according to claim 18, characterized in that the abrasive layer ( 28 . 33 ) only in a middle section (b) of the blade tip ( 13 . 43 ) is applied, and the blade tip ( 13 . 43 ) at the flow inlet edge ( 23 ) and flow outlet edge ( 24 ) remains free. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass in dem bestimmten Abschnitt (b) zunächst, insbesondere durch Fräsen oder Schleifen, eine Ausnehmung in die Schaufelspitze (13, 43) eingebracht wird, und dass dann die Ausnehmung mit der abrasiven Schicht (28, 33), insbesondere auf die ursprüngliche Höhe, aufgefüllt wird.A method according to claim 18 or 19, characterized in that in the specific section (b) first, in particular by milling or grinding, a recess in the blade tip ( 13 . 43 ) is introduced, and then that the recess with the abrasive layer ( 28 . 33 ), in particular to the original height. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung muldenförmig ist und eine Tiefe zwischen 0,1 und 0,5 mm aufweist.Method according to claim 20, characterized in that that the recess is trough-shaped and has a depth between 0.1 and 0.5 mm. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die ortsabhängige Variation der abrasiven Schicht (28, 33) durch eine Variation eines oder mehrerer Prozessparameter beim Auftragen entlang der Schaufelspitze (13, 43) bewirkt wird.A method according to claim 17, characterized in that the location-dependent variation of the abrasive layer ( 28 . 33 ) by a variation of a or more process parameters when applied along the blade tip ( 13 . 43 ) is effected. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die abrasive Schicht (28, 33) mittels Laserauftragsschweissen über die Schaufelspitze (13, 43) fahrend aufgebracht wird, wobei Abrasivstoff und Füllmaterial gleichzeitig als gebündelter Pulverstrahl auf die Schaufelspitze (13, 43) gerichtet und mit einem Hochleistungslaser lokal aufgeschmolzen werden, und dass als Prozessparameter die Verfahrgeschwindigkeit bzw. Vorschubgeschwindigkeit und/oder die Pulvermenge pro Zeiteinheit und/oder die Laserleistung variiert werden.A method according to claim 22, characterized in that the abrasive layer ( 28 . 33 ) by laser deposition welding over the blade tip ( 13 . 43 ) is applied driving, wherein abrasive and filler material at the same time as a bundled powder jet on the blade tip ( 13 . 43 ) and locally melted with a high-power laser, and that the process speed or feed rate and / or the powder quantity per unit time and / or the laser power are varied as process parameters. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessparameter während des Auftragens der abrasiven Schicht (28, 33) entlang der Schaufelspitze (13, 43) vollautomatisch geregelt werden.A method according to claim 23, characterized in that the process parameters during the application of the abrasive layer ( 28 . 33 ) along the blade tip ( 13 . 43 ) are regulated fully automatically. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelzbadtemperatur entlang der Schaufelspitze (13, 43) so vorgegeben wird, dass es im mittleren Abschnitt (b) der Schaufelspitze (13, 43) zur besonders effizienten Einbindung des Abrasivstoffes kommt, dass die Schmelzbadtemperatur während des Auftragsprozesses gemessen wird, und dass das Messsignal als Regelgrösse für die Steuerung der Laserleistung dient.A method according to claim 24, characterized in that the molten bath temperature along the blade tip ( 13 . 43 ) is predetermined so that in the middle section (b) of the blade tip ( 13 . 43 ) for the particularly efficient integration of the abrasive material, that the melt bath temperature during the order process is measured, and that the measurement signal is used as a controlled variable for the control of the laser power.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010006976A1 (en) * 2008-07-17 2010-01-21 Siemens Aktiengesellschaft Axial turbine for a gas turbine with limited play between blades and housing
EP2316988A1 (en) 2009-11-02 2011-05-04 Alstom Technology Ltd Wear-resistant and oxidation-resistant turbine blade
EP2317078A2 (en) 2009-11-02 2011-05-04 Alstom Technology Ltd Abrasive single-crystal turbine blade
DE102011087665A1 (en) * 2011-12-02 2013-06-06 Lufthansa Technik Ag Method of repairing a variable vane and appropriately repaired vane
EP3088672A1 (en) * 2015-04-27 2016-11-02 Siemens Aktiengesellschaft Method for designing a fluid flow engine and fluid flow engine

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0726904A (en) * 1993-07-12 1995-01-27 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Blade tip structure of rotating machine
EP0622526B1 (en) * 1993-04-30 1997-09-17 Teleflex Incorporated Rotor assembly

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0622526B1 (en) * 1993-04-30 1997-09-17 Teleflex Incorporated Rotor assembly
JPH0726904A (en) * 1993-07-12 1995-01-27 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Blade tip structure of rotating machine

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102099548A (en) * 2008-07-17 2011-06-15 西门子公司 Axial turbine for a gas turbine with limited play between blades and housing
WO2010006976A1 (en) * 2008-07-17 2010-01-21 Siemens Aktiengesellschaft Axial turbine for a gas turbine with limited play between blades and housing
CN102099548B (en) * 2008-07-17 2014-03-19 西门子公司 Axial turbine for a gas turbine with limited play between blades and housing
US8740572B2 (en) 2009-11-02 2014-06-03 Alstom Technology Ltd. Wear-resistant and oxidation-resistant turbine blade
DE102010049399A1 (en) 2009-11-02 2011-05-26 Alstom Technology Ltd. Abrasive monocrystalline turbine blade
DE102010049398A1 (en) 2009-11-02 2011-05-05 Alstom Technology Ltd. Wear and oxidation resistant turbine blade
US8647073B2 (en) 2009-11-02 2014-02-11 Alstom Technology Ltd. Abrasive single-crystal turbine blade
EP2317078A2 (en) 2009-11-02 2011-05-04 Alstom Technology Ltd Abrasive single-crystal turbine blade
EP2316988A1 (en) 2009-11-02 2011-05-04 Alstom Technology Ltd Wear-resistant and oxidation-resistant turbine blade
DE102011087665A1 (en) * 2011-12-02 2013-06-06 Lufthansa Technik Ag Method of repairing a variable vane and appropriately repaired vane
EP3088672A1 (en) * 2015-04-27 2016-11-02 Siemens Aktiengesellschaft Method for designing a fluid flow engine and fluid flow engine
WO2016173793A1 (en) * 2015-04-27 2016-11-03 Siemens Aktiengesellschaft Method for designing a fluid flow engine and fluid flow engine
CN107532478A (en) * 2015-04-27 2018-01-02 西门子股份公司 For designing the method and fluid stream engine of fluid stream engine

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