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HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft allgemein Turbomaschinen. Insbesondere betrifft
die Erfindung das Ersetzen einer in der Turbomaschine verwendeten
Verbundwerkstoffschaufelblattes.
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Turbomaschinen
können
viele Formen einnehmen und in vielen Anwendungen verwendet werden.
Diese Formen und Anwendungen können Dampfturbinen
zur Stromerzeugung, Gasturbinen zur Stromerzeugung, Gasturbinen
für den
Flugzeugantrieb sowie Windkraftanlagen zur Stromerzeugung enthalten.
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In
einer Gasturbine sind gewöhnlich
zahlreiche umlaufende Laufschaufeln und feststehende Leitschaufeln
vorhanden. Die Laufschaufeln und die Leitschaufeln sind in einander
abwechselnden Umfangsanordnungen angeordnet, die in Längsrichtung entlang
der Turbine im Abstand zueinander angeordnet sind. Jede der Laufschaufeln
und Leitschaufeln enthält
einen Flügelprofil-
bzw. Schaufelblattabschnitt, der an einem Befestigungsabschnitt
angebracht ist.
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Während eines
Betriebs einer Gasturbine können
Schmutz, Fremdkörper
und/oder Feuchtigkeit mit dem Schaufelblatt in Kontakt gelangen
und eine Beschädigung,
Erosion und/oder Korosion an der Oberfläche herbeiführen. Dies verursacht gewöhnlich einen
Leistungsverlust der Gasturbine. Im Allgemeinen ermöglichen
Gasturbinen zum Flugzeugantrieb einen relativ guten Zugang zu Laufschaufeln
und Leitschaufeln, so dass die beschädigten abgebaut und ersetzt
werden können.
Jedoch bieten Gasturbinen zur Stromerzeugung gewöhnlich keinen derartigen Zu gang
zum Ausbau und Austausch der Laufschaufeln und Leitschaufeln.
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Eine
Gasturbine, die zur Stromerzeugung verwendet werden kann, wie sie
in den US-Patentanmeldungen mit den seriellen Anmeldenummern 11/858326
und 11/858333 offenbart ist, weist mehrere Verdichter- und Turbinenstufen
auf. Wenigstens eine der Vrdichterstufen enthält eine Verbundschaufel. Die
Verbundschaufel weist eine Befestigungsstruktur zur Anbringung an
eine Gasturbinenstruktur auf. Von der Befestigungsstruktur aus erstreckt
sich ein Kern. Der Kern ist aus einem Material, wie beispielsweise
Metall oder Keramik, hergestellt. Ein Schaufelblattabschnitt umgibt
den Kern und ist aus einem spritzgegossenen Kunststoffmaterial hergestellt.
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Demgemäß besteht
ein Bedarf nach einer Möglichkeit,
eine Verbundschaufel für
eine Gasturbine zu reparieren oder zu ersetzen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Ein
Verfahren zum Ersetzen eines Teils einer Verbundschaufel in einer
Turbine gemäß einem
Aspekt der Erfindung enthält
die Schritte des Bereitstellens einer Turbine mit mehreren Verbundschaufeln, die
auf einem Rad montiert sind. Wenigstens eine der Verbundschaufeln
weist einen Kern, der aus einem vom Kunststoff abweichenden Material
hergestellt ist, und einen Flügelprofil-
bzw. Schaufelblattabschnitt aus Kunststoff, der wenigstens einen
Abschnitt des Kerns umhüllt,
auf. Es wird auf eine Verbundschaufel mit dem Kunststoffschaufelblattabschnitt,
der ersetzt werden soll, zugegriffen. Der Kunststoffschaufelblattabschnitt
wird entfernt, um den Kern freizulegen, während der Kern an dem Rad montiert
ist. Ein Kunststoffschaufelblatt abschnitt wird gegossen bzw. gespritzt,
um den Kern zu umhüllen,
während
der Kern an dem Rad montiert ist.
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Ein
Verfahren zum Ersetzen eines Teils einer Verbundschaufel in einer
Turbine gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung enthält die Schritte des Bereitstellens
einer Turbine mit mehreren Verbundschaufeln, die auf einem Rad montiert
sind. Wenigstens eine der Verbundschaufeln weist einen Kern, der aus
einem Nicht-Kunststoffmaterial hergestellt ist, und einen Flügelprofil-
bzw. Schaufelblattabschnitt aus Kunststoff auf, der wenigstens einen
Abschnitt des Kerns umhüllt.
Es wird auf ein Verbundschaufelblatt, das einen Austausch erfordert,
zugegriffen. Der Schaufelblattabschnitt aus Kunststoff wird entfernt, um
den Kern freizulegen. Ein Schaufelblattabschnitt aus Kunststoff
wird ausgeformt bzw. spritzgegossen, so dass er wenigstens die Vorderkante
des Kerns umhüllt.
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Ein
Verfahren zum Ersetzen eines Teils einer Verbundschaufel gemäß einem
noch weiteren Aspekt der Erfindung enthält die Schritte des Bereitstellens
einer Verbundschaufel, die einen Austausch erfordert. Die Verbundschaufel
weist einen aus einem Nicht-Kunststoffmaterial hergestellten Kern
und einen Flügel- bzw. Schaufelblattabschnitt
aus Kunststoff auf, der wenigstens einen Abschnitt des Kerns umhüllt. Der
Schaufelblattabschnitt aus Kunststoff wird entfernt, um den Kern
freizulegen. Ein Ersatzschaufelblattabschnitt aus Kunststoff wird
ausgeformt, um den Kern zu umhüllen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Diese
und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der Erfindung werden
besser verständlich, wenn
die folgende Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
gelesen wird, in denen zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf eine Anordnung einer Gasturbinenstufe, die auf einem
Rad montierte Verbundschaufeln aufweist;
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2 eine
Perspektivansicht einer der in 1 veranschaulichten
Verbundschaufeln;
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3 eine
Seitenansicht der Verbundschaufel unter Veranschaulichung repräsentativer
Beschädigungen
an verschiedenen Abschnitten, die einen Austausch rechtfertigen
können;
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4 eine
Draufsicht auf die in 1 veranschaulichte Anordnung,
wie sie in einem Gasturbinengehäuse
montiert ist;
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5 eine
vergrößerte Ansicht
eines Abschnitts der Anordnung und des Gehäuses, wie sie in 4 veranschaulicht
sind;
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6 eine
Perspektivansicht eines Werkzeugteils mit einem darin montierten
Kern einer Verbundschaufel; und
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7 eine
Perspektivansicht eines weiteren Werkzeugteils.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung liefert ein Verfahren zum Reparieren
oder Ersetzen einer in einer Gasturbine verwendeten Verbundschaufel,
die beschädigt
worden ist oder eine Anpassung erfordert. Mit diesem Verfahren können Verbundschaufeln,
die in Gasturbinen zur Stromerzeugung verwendet werden, schnell
und vor Ort repariert oder ersetzt werden.
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Eine
Stufe einer Rotoranordnung 20 ist in 1 veranschaulicht.
Die Anordnung 20 enthält mehrere
Verbundschaufeln 22 in Form von Laufschaufeln, die an einem
Laufrad 24 montiert sind. Die Anordnung 20 lässt sich
im Betrieb rings um eine Achse A drehen. Die Anordnung 20 ist
zur Verwendung in einer Gasturbine zur Stromerzeugung, wie beispielsweise
einer ersten Stufe in einem Verdichterabschnitt der Gasturbine,
geeignet. Während
die Anordnung 20 veranschaulicht ist, wie sie drehbar ist, versteht
es sich, dass die vorliegende Erfindung auf eine Stufe einer nicht
drehbaren Leitschaufelanordnung mit Verbundschaufeln einer Konstruktion,
die derjenigen der Verbundschaufel 22 ähnlich ist, in gleicher Weise
anwendbar sein würde.
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Die
Verbundschaufel 22 ist gemäß einem Aspekt der Erfindung
in 2 in Einzelheiten veranschaulicht. Die Verbundschaufel 22 enthält einen Kern 30.
Die Verbundschaufel 22 enthält ferner einen Flügel- bzw.
Schaufelblattabschnitt 32 aus Kunststoff. Der Schaufelblattabschnitt 32 aus
Kunststoff umhüllt
den Kern 30 vollständig
und kapselt diesen ein.
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Die
Verbundschaufel 22 ist aus wenigstens zwei unterschiedlichen
Materialien hergestellt. In dem hier verwendeten Sinne ist „Verbund-” bzw. „Verbundwerkstoff-” derart
definiert, dass ein Kunststoffmaterial den endgefertigten Schaufelblattabschnitt 32 bildet,
der über
einem relativ strukturfesten Material angeordnet ist, das den Kern 30 bildet.
Der Ausdruck „Kunststoff” ist definiert,
um zu bedeuten, dass es bei einer Temperatur aufgeschmolzen werden kann,
die im Vergleich geringer ist als die Schmelztemperatur des Materials
des Kerns 30, so dass es fließen und leicht zu einer gewünschten
Endgestalt ausgeformt werden kann.
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An
dem Kern 30 ist ein Fuß 30 angebracht, der
verwendet wird, um die Verbundschaufel 22 für den Betrieb
an einer Gas turbinenstruktur zu montieren. Der Fuß 40 kann
an dem Kern 30 angebracht sein, indem der Kern und der
Fuß als
eine einstückige
Teilkomponente integral, beispielsweise durch Schmieden oder maschinelle
Bearbeitung aus einem einzelnen Stück eines Rohmaterials, ausgebildet werden.
Der Kern 30 kann aus jedem beliebigen geeigneten von Kunststoff
abweichenden Material, wie beispielsweise Metall oder Keramik, hergestellt
sein. Alternativ könnten
der Kern 30 und der Fuß 40 gesondert
voneinander hergestellt werden, und der Kern könnte an dem Fuß befestigt,
angeschweißt oder
in sonstiger Weise angebracht werden. An dem von dem Fuß 40 axial
gegenüberliegenden
Ende der Verbundschaufel 22 ist eine Spitze 42 angeordnet. Eine
Achse B erstreckt sich in einer Richtung entlang der Längserstreckung
der Verbundschaufel 22 von dem Fuß 40 zu der Spitze 42.
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Die
Verbundschaufel 22 ist dazu entworfen, bei einer typischen
Temperatur zu arbeiten, der die ersten wenigen Stufen eines Gasturbinenverdichters gewöhnlich ausgesetzt
sein würden.
In einer Gasturbinenanwendung zur Stromerzeugung ist die „entwurfsgemäße Betriebstemperatur” die maximale Temperatur,
die die Verbundschaufel 22 und der Schaufelblattabschnitt 32 annahmegemäß während eines
normalen Betriebs in den ersten paar Stufen in einem Verdichter
erfahren. Ein Beispiel für
eine typische entwurfsgemäße Betriebstemperatur
einer Gasturbine in den ersten wenigen Stufen ist eine Temperatur,
die im Allgemeinen, jedoch ohne Beschränkung, in dem Bereich von 18°C bis 200°C liegt.
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In
einer Verdichterschaufelanwendung einer Gasturbine für die Verbundschaufel 22 enthält der Fuß 40 gewöhnlich einen
Schwalbenschwanzabschnitt 46, um die Verbundschaufel in
einer Nut des Rotorlaufrads 24 zu montieren. Der Schaufelblattabschnitt 32 weist
eine Vorderkante 60 und eine Hinterkante 62 auf.
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Der
Schaufelblattabschnitt 32 weist eine sehr komplexe Oberfläche auf,
die durch eine Folge von Punkten an entlang der Achse B voneinander
beabstandeten Schnitten oder Querprofilen definiert ist. Die Vorderkante 60 und
die Hinterkante 62 sind gewöhnlich runde Flächen, die
durch verhältnismäßig kleine
Radien definiert sind. Die komplexe Oberfläche, die Vorderkante 60 und
die Hinterkante 62 sind relativ schwierig herzustellen.
Aus aerodynamischen Gründen
ist es allgemein erwünscht,
eine Vorderkante 60 mit einem möglichst kleinen Radius von
beispielsweise 0,010 Zoll zu haben, was früher praktisch nicht ausführbar war.
Es ist ferner erwünscht,
eine äußerst glatte
und genaue Endgestalt für
den Schaufelblattabschnitt 32 zu erhalten, die kein maschinelles Polieren
oder Beschichten erfordert, was früher ebenfalls praktisch nicht
ausführbar
war. Das Vorsehen eines aus Kunststoff spritzgegossenen Schaufelblattabschnitts 32,
der zu einer endgültigen
oder nahezu endgültigen
Gestalt ausgeformt ist, ergibt zahlreiche Vorteile.
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Vorzugsweise
umhüllt
der Schaufelblattabschnitt 32 den Kern 30 vollständig. In
einem Aspekt der Erfindung weist die Verbundschaufel 22 den Schaufelblattabschnitt 32 aus
Kunststoff auf, der wenigstens einen Abschnitt des Kerns 30 aus
Metall oder Keramik umhüllt.
Es ist jedoch zu verstehen, dass der Kern 30 durch den
Schaufelblattabschnitt 32 nicht vollständig umhüllt sein muss und dass der Kern
gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung nur teilweise bedeckt sein kann. Der
Kunststoffschaufelblattabschnitt 32 wird auf dem Kern 30 ohne die
Notwendigkeit einer Faserverstärkung
ausgeformt, vorzugsweise spritzgegossen. Der Spritzgussprozess ist
in der Lage, fehlerfreie und genaue Teile des Schaufelblattabschnitts 32,
der Vorderkante 60, der Hinterkante 62 und der
Druckseitenfläche
sowie der Saugseitenfläche,
die sich zwischen der Vorder- und
der Hinterkante erstrecken, zu formen.
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Die
innere Geometrie der Verbundschaufel 22 in Form des Kerns 30 kann
die Frequenzabstimmung und strukturelle Erfordernisse optimieren.
Die externe Oberfläche
kann in Form des spritzgegossenen Kunststoffschaufelblattabschnitts 32 hinsichtlich des
aerodynamischen Verhaltens genau angepasst werden.
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In
einem beispielhaften Aspekt weist der Kern 30 mehrere durch
ihn hindurch führende Öffnungen 82 auf.
Die Öffnungen 82 sind
in Bereichen des Kerns 30 angeordnet, die keine durchgehend massive
oder volle Struktur für
eine Festigkeit oder Funktion erfordern. Die Öffnungen 82 machen
den Kern 30 leichter, um die rotierende Masse zu verringern,
was allgemein eine wünschenswerte
Eigenschaft ist. Die Öffnungen 82 empfangen
einen Teil 84 des Kunststoffmaterials des Schaufelblattabschnitts 32 während des
Spritzgussprozesses, um den Schaufelblattabschnitt relativ zu dem
Kern 30 in Stellung zu halten. Die Öffnungen 82 müssen sich
nicht vollständig
durch den Kern 30 hindurch erstrecken, haben jedoch eine
ausreichende Tiefe, um den Teil 84 des Kunststoffmaterials
aufzunehmen. Der Teil 84 des Kunststoffmaterials muss die Öffnungen 82 nicht vollständig ausfüllen, erstreckt
sich jedoch über
eine ausreichende Strecke hinweg in die Öffnung hinein, um den Schaufelblattabschnitt 32 relativ
zu dem Kern 30 in Stellung zu halten.
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Durch
Erzeugung des Schaufelblattabschnitts 32 aus einem spritzgegossenen
Kunststoffmaterial kann dem Schaufelblatt die gewünschte Endgestalt
für ein
aerodynamisches Verhalten verliehen werden, und dies vorzugsweise
ohne die Notwendigkeit einer maschinellen Bearbeitung, eines Schleifens
bzw. Polierens oder einer Beschichtung. Da der Schaufelblattabschnitt 32 von
der inneren Last tragenden Struktur des Kerns 30 getrennt
ist, ist auch eine Konstruktion möglich, die hinsichtlich ei ner Beschädigung durch
aufgenommene Fremdkörper toleranter
ist. Diese Trennung der Last tragenden Struktur des Kerns 30 von
dem Schaufelblattabschnitt 32 erhöht auch die Anzahl von Materialoptionen,
die zur Herstellung des Kerns zur Verfügung stehen, um die strukturellen
Eigenschaften zu maximieren und Gewicht zu minimieren.
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Das
Verbundschaufelblatt 22 ergibt somit eine optimale aerodynamische
Gestalt mit dem aus Kunststoff spritzgegossenen Schaufelblattabschnitt 32 und
die gewünschten
Festigkeitseigenschaften mit dem Kern 30. Das Kunststoffmaterial
des Schaufelblattabschnitts 32 kann jedes beliebige geeignete Kunststoffmaterial
sein. Das Kunststoffmaterial ist ausgewählt, um in der Lage zu sein,
der entwurfsgemäßen Betriebstemperatur
der speziellen Stufe der Gasturbine, in der es auswahlgemäß arbeiten
soll, standzuhalten. Beispielsweise arbeitet die erste Stufe eines
Gasturbinenverdichters bei Umgebungslufttemperaturen und bei verhältnismäßig geringen
Drücken
im Vergleich zu anderen nachfolgenden Stufen des Verdichters.
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Ein
Medium M (3) strömt während eines Betriebs der Gasturbine
in der allgemeinen Richtung, wie sie relativ zu der Verbundschaufel 22 angezeigt ist.
Das Medium M weist in der Gasturbinenanwendung gewöhnlich Luft
auf. Die Richtung der Strömung des
Mediums M über
der Verbundschaufel 22 verläuft allgemein von der Vorderkante 60 zu
der Hinterkante 62. Das Kunststoffmaterial des Schaufelblattabschnitts 32 unterliegt
einer Aufprallbeschädigung
D an der Vorderkante 60 von aufgenommenen Fremdkörpern, einem
Reiben R der Spitze 42 an einer Struktur der Gasturbine,
beispielsweise einem Mantel bzw. Deckband, und einer Erosion E oder
Korrosion aufgrund von Feuchtigkeit, Salz oder sonstigen feinen
Teilchen.
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Die
meisten großen
Gasturbinen sind nicht dazu ausgelegt, im Feld austauschbare Schaufeln
zu haben. Im Allgemeinen ist eine Demontage der Rotoranordnung 20 erforderlich,
um einen Austausch oder eine Reparatur an den meisten Stufen der
Gasturbine zu ermöglichen.
Die spritzgegossene Verbundschaufel 22 kann es ermöglichen,
den Schaufelblattabschnitt 32 im Feld zu ersetzen, um diese
Beschädigung
zu korrigieren, ohne dass ein Ausbau von dem Rotorrad 24 erforderlich
ist. Die Gestalt und endgültige
Oberflächenbeschaffenheit
des Schaufelblattabschnitts 32 können zu einer gewünschten
aerodynamischen Gestalt geformt werden, um bei minimaler Stillstandszeit
ein optimales Verhalten der Gasturbine zu erzielen.
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Der
Schaufelblattabschnitt 32 der Verbundschaufel 22 kann
gemäß einem
Aspekt der Erfindung ersetzt werden. Das Ersetzen des Schaufelblattabschnitts 32 an
dem Einsatzort der Gasturbine kann erfolgen, um eine Beschädigung zu
reparieren oder um das Material, die Gestalt oder die endgültige Oberflächenbeschaffenheit
bzw. das Finish des Schaufelblattabschnitts zu modifizieren oder
anzupassen. Der Prozess zum Austausch bzw. Ersetzen beginnt, indem
auf die Verbundschaufel 22, die bearbeitet werden soll,
zugegriffen wird. Das Gehäuse 100 der
Gasturbine wird geöffnet,
wie dies in den 4 und 5 veranschaulicht
ist. Das Rotorlaufrad 24 wird in eine Stellung gedreht,
in der die zu bearbeitende Verbundschaufel 22 zugänglich ist.
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Der
vorliegende oder momentane Schaufelblattabschnitt 32 der
Verbundschaufel 22 wird zuerst von dem Kern 30 entfernt.
Ein Entfernen des vorliegenden oder momentanen Schaufelblattabschnitts 32 von
dem Kern 30 kann durch verschiedene Prozesse bewerkstelligt
werden. Derartige Prozesse können
beispielsweise eine mechanische, thermische oder chemische Demontage
bzw. Abtragung oder jede beliebige Kombination von diesen Prozessen enthalten.
Der tatsächliche
Prozess, der verwendet wird, kann von dem für den vorliegenden oder momentanen
Schaufelblattabschnitt 32 der Verbundschaufel 22 verwendeten
Material abhängig
sein.
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Ein
beispielhafter Entfernungsprozess enthält ein Erwärmen des vorliegenden oder
momentanen Schaufelblattabschnitts 32 der Verbundschaufel 22.
Ein derartiges Erwärmen
kann unter Verwendung von Quarzlampen oder elektrischen Heizelementen bewerkstelligt
werden. Die Hitze wird angewandt, bis der vorliegende oder momentane
Schaufelblattabschnitt 32 eine vorbestimmte Temperatur
erreicht, bei der er weich und formbar wird. Sobald die vorbestimmte
Temperatur erreicht ist, wird der vorliegende oder momentane Schaufelblattabschnitt 32 aufgeschnitten
bzw. gespalten und von dem Kern 32 abgelöst. Der
Kern 30 wird dann vollständig freigelegt, während er
weiterhin an dem Rotorrad 24 montiert bleibt. Der Kern 30 wird
untersucht um festzustellen, ob er für einen weiteren Betrieb geeignet
ist. Wenn der Kern 30 als betriebsfähig erscheint, ist er für den nächsten Schritt
in dem Prozess fertig.
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Eine
zweischalige Werkzeuganordnung 120 (4–5)
einer Spritzgussvorrichtung wird um den Kern 30 herum angebracht
und verschlossen. Die Werkzeuganordnung 120 wird relativ
zu dem Gehäuse 100 in
Stellung gehalten. Eine Einspannvorrichtung 102 ist an
einer Anschlussfläche 104 des Gehäuses 100 angebracht.
Eine Halterung 106 erstreckt sich zwischen der Werkzeuganordnung 120 und
der Einspannvorrichtung 102, um die Werkzeuganordnung in
der richtigen Stellung an dem Kern 30 zu halten, während das
Rotorlaufrad 24 am Drehen gehindert ist.
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Jedes
Werkzeugteil 122, 124 der Werkzeuganordnung 120 (6–7)
weist eine gewünschte
fertige Gestalt eines Abschnitts des Schaufelblattes auf, die in
dem Werkzeugteil mit Aufmaßen für die Schrumpfung
und den Verzug ausgebildet ist. Der Kern 30 ist in einer
vorbestimmten Stellung innerhalb des Werkzeugs bzw. der Form gehaltert,
wie dies in 5 veranschaulicht ist. Positionierzapfen 140 in
dem Werkzeug 120 unterstützen bei der richtigen Positionierung
der Werkzeuganordnung 120 und der Schaufelblattgestalt
in einer vorbestimmten Lage relativ zu dem Kern 30. Entlüftungen 142 erstrecken sich
von der Innenseite der Werkzeugteile 122, 124 zu
der Außenseite.
Der Fuß 40 ist
an der Außenseite des
Werkzeugs 120 angeordnet und weist eine Oberfläche auf,
die mit der Werkzeuganordnung 120 verbunden ist, um den
Kern 30 relativ zu dem Werkzeug zu positionieren.
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Die
Werkzeugteile 122, 124 umschließen den
Kern 30. Die Werkzeugteile 122, 124 werden
zusammen verspannt oder aneinander festgemacht. Eine Rohrleitung 144 ist
dazu vorgesehen, geschmolzenen Kunststoff in den durch die Werkzeuganordnung 120 erzeugten
Hohlraum einzuleiten. Das Kunststoffmaterial wird in der Spritzgussvorrichtung aufgeschmolzen.
Wenn das geschmolzene Kunststoffmaterial in den Hohlraum der Werkzeuganordnung 120 durch
die Leitung 144 strömt,
kann Luft in dem Hohlraum durch die Entlüftungsöffnungen 142 in den
Werkzeugteilen 122, 124 entweichen oder ausgegeben
werden.
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Der
Ersatzschaufelblattabschnitt 42 wird spritzgegossen, um
wenigstens einen Abschnitt des Kerns 30 und vorzugsweise
den gesamten Kern zu umhüllen.
Während
des Spritzgussprozesses werden die Öffnungen 82 in dem
Kern 30 mit dem geschmolzenen Kunststoff des Schaufelblattabschnitts 32 gefüllt. Dies
hält den
Schaufelblattabschnitt 32 in Stellung relativ zu dem Kern 30.
Das Kunststoffmaterial kühlt
anschließend
ab und erhärtet,
um die gewünschte
Gestalt zu bilden, die durch den Hohlraum des Werkzeugs 120 rings
um den Kern 30 gebildet ist. Es kann eine Entgratung und
Endpolierung erforderlich sein. Der Er satzschaufelblattabschnitt
ist nach einem Wiederzusammenbau der Gasturbine für den Betrieb
fertig.
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Es
werden spezielle Begriffe überall
in der Beschreibung verwendet. Die speziellen Begriffe sollen lediglich
repräsentativ
und beschreibend sein und sind nicht für die Zwecke einer Beschränkung vorgesehen.
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Die
Erfindung ist anhand wenigstens eines Aspektes beschrieben worden.
Die Erfindung ist nicht auf den offenbarten Aspekt beschränkt. Modifikationen
und sonstige Aspekte sollen innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche enthalten
sein.
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Es
ist ein Verfahren zum Ersetzen eines Teils einer Verbundschaufel 22 in
einer Turbine geschaffen. Das Verfahren weist die Schritte des Bereitstellens
einer Turbine mit mehreren Verbundschaufeln 22 auf, die
auf einem Rad 24 montiert sind. Wenigstens eine der Verbundschaufeln 22 weist
einen Kern 30, der aus einem Nicht-Kunststoffmaterial hergestellt
ist, und einen aus Kunststoff hergestellten Schaufelblattabschnitt 32 auf,
der wenigstens einen Abschnitt des Kerns umgibt. Es wird auf eine
Verbundschaufel 22, die einen Kunststoffschaufelblattabschnitt 32 aufweist,
der ersetzt werden muss, zugegriffen. Der Kunststoffschaufelblattabschnitt 32 wird
entfernt, um den Kern 30 freizulegen, während der Kern an dem Rad 24 montiert
ist. Es wird ein Kunststoffschaufelblattabschnitt 32 spritzgegossen, um
den Kern 30 zu umgeben, während der Kern an dem Rad 24 montiert
ist.
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- 20
- Anordnung
- 22
- Verbundschaufel
- 24
- Rotorlaufrad
- 30
- Kern
- 32
- Schaufelblattabschnitt
- 40
- Fuß
- 42
- Spitze
- 46
- Schwalbenschwanz
- 60
- Vorderkante
- 62
- Hinterkante
- 82
- Öffnungen
- 100
- Gehäuse
- 102
- Einspannvorrichtung
- 104
- Anschlussfläche
- 106
- Halterung
- 120
- Werkzeuganordnung
- 122
- Werkzeugteil
- 124
- Werkzeugteil
- 140
- Positionierzapfen
- 142
- Entlüftungsöffnung
- 144
- Leitung
- A
- Achse
(Turbine)
- B
- Achse
(Schaufelstapelung)
- D
- Beschädigung
- E
- Erosion
- M
- Medium
- R
- Reiben