DE102015107762A1 - Turbine blade arrangement and turbine system - Google Patents
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Abstract
Es sind eine Turbinenschaufelanordnung und ein Turbinensystem offenbart. Die Anordnung weist eine Verbindung mit mehreren Vorsprüngen und einer einteiligen Plattform auf, wobei die Verbindung eine erste axiale Länge aufweist; ein unterteiltes Profil mit einem Fußabschnitt, der von der Plattform aus radial nach außen verläuft, und einem Spitzenabschnitt, der mit dem Fußabschnitt verbunden ist, wobei der Spitzenabschnitt eine zweite axiale Länge aufweist, die kürzer ist als die erste axiale Länge; und ein Turbinenrad, das eine Aufnahme mit einer Geometrie definiert, die der Verbindung mit mehreren Vorsprüngen entspricht, und mit der Verbindung mit mehreren Vorsprüngen verbunden ist. Ein Spitzenabschnittsmaterial, ein Fußabschnittsmaterial und ein Turbinenradmaterial werden so ausgewählt, dass das Turbinenradmaterial und das Fußabschnittsmaterial eine niedrigere Wärmebeständigkeit und eine höhere Wärmeausdehnung als das Spitzenabschnittsmaterial aufweisen.There are disclosed a turbine blade assembly and a turbine system. The assembly has a connection with a plurality of projections and a one-piece platform, the connection having a first axial length; a split profile having a foot portion extending radially outwardly from the platform and a tip portion connected to the foot portion, the tip portion having a second axial length that is shorter than the first axial length; and a turbine wheel defining a receptacle having a geometry corresponding to the interconnection with a plurality of protrusions and connected to the interconnection with a plurality of protrusions. A tip portion material, a foot portion material and a turbine wheel material are selected so that the turbine wheel material and the foot portion material have lower heat resistance and higher thermal expansion than the tip portion material.
Description
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft Turbinenbauteile und Turbinensysteme. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere Turbinenschaufelanordnungen und Turbinensysteme mit einer oder mehreren Turbinenschaufelanordnungen. The present invention relates to turbine components and turbine systems. More particularly, the present invention relates to turbine blade assemblies and turbine systems having one or more turbine blade assemblies.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Zumindest einige bekannte Gasturbinen weisen eine Brennkammer, einen Verdichter und/oder Turbinen auf, die eine Laufradscheibe aufweisen, die eine Mehrzahl von Laufradschaufeln, oder Schaufeln, aufweist, die von dort aus radial nach außen verlaufen. Die Mehrzahl von sich drehenden Turbinenlaufschaufeln oder -schaufeln leiten Hochtemperaturfluide wie Verbrennungsgase oder Dampf entweder durch eine Gasturbine oder eine Dampfturbine. Die Füße von zumindest einigen bekannten Schaufeln sind mit der Scheibe über Schwalbenschwänze verbunden, die in entsprechende Schwalbenschwanzschlitze eingesetzt werden, die in der Laufradscheibe geformt sind, damit eine beschaufelte Scheibe oder "Blisk" entsteht. Da derartige Turbinen bei relativ hohen Temperaturen arbeiten und relativ groß sein können, kann die Betriebsleistung einer solchen Turbine zumindest teilweise durch die Materialien, die bei der Herstellung der Schaufeln verwendet werden, und/oder die Länge der Profilabschnitte der Schaufeln eingeschränkt sein. Zur Ermöglichung einer verbesserten Leistung haben zumindest einige Turbinenhersteller die Größe der Turbinen vergrößert, wodurch eine Vergrößerung der Länge des Profilabschnitts der Schaufeln bewirkt wird. Bei einer derartigen Verlängerung kann es erforderlich sein, dass die Größe der Schwalbenschwänze und der Schwalbenschwanzschlitze vergrößert wird, damit die längeren Schaufeln in ihrer Position gehalten werden. At least some known gas turbines include a combustor, a compressor, and / or turbines having an impeller disk having a plurality of impeller blades, or vanes, extending radially outwardly therefrom. The plurality of rotating turbine blades or blades direct high temperature fluids, such as combustion gases or steam, through either a gas turbine or a steam turbine. The feet of at least some known blades are connected to the disk via dovetails which are inserted into corresponding dovetail slots formed in the impeller disk to form a bladed disk or "blisk". Since such turbines operate at relatively high temperatures and may be relatively large, the operating performance of such a turbine may be limited, at least in part, by the materials used in the manufacture of the blades and / or the length of the profile sections of the blades. To allow for improved performance, at least some turbine manufacturers have increased the size of the turbines, thereby causing an increase in the length of the profile section of the blades. With such an extension, the size of the dovetails and the dovetail slots may be required to be increased to keep the longer blades in place.
Turbinenschaufelanordnungen, ob mit oder ohne zu reparierende und/oder austauschbare Profilspitzenabschnitte, sind verschiedenen Kräften ausgesetzt. Durch diese Kräfte ist es erforderlich, dass verschiedene Abschnitte der Turbinenschaufelanordnungen verschiedene Eigenschaften aufweisen. Es ist bekannt, dass eine Veränderung der Dichte je nach Lage des Materials von Nutzen sein kann. Eine weitere Charakterisierung von Eigenschaften, die vorteilhafte Ergebnisse liefern, insbesondere hinsichtlich bestimmter Materialien, würde jedoch zusätzliche Vorteile mit sich bringen. Turbine blade assemblies, whether with or without repairable and / or replaceable profile tip portions, are subject to various forces. These forces require that different portions of the turbine blade assemblies have different properties. It is known that a change in density may be useful depending on the location of the material. However, further characterization of properties that provide beneficial results, especially with respect to particular materials, would provide additional benefits.
Eine Turbinenschaufelanordnung und ein Turbinensystem mit einer Turbinenschaufelanordnung mit Verbesserungen wären im Fachgebiet wünschenswert. A turbine blade assembly and a turbine system with a turbine blade assembly with improvements would be desirable in the art.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION
In einer Ausführungsform weist eine Turbinenschaufelanordnung eine Verbindung mit mehreren Vorsprüngen und einer einteiligen Plattform auf, wobei die Verbindung eine erste axiale Länge aufweist; ein unterteiltes Profil mit einem Fußabschnitt, der von der einteiligen Plattform aus radial nach außen verläuft, und einem Spitzenabschnitt, der mit dem Fußabschnitt verbunden ist, wobei der Spitzenabschnitt eine zweite axiale Länge aufweist, die kürzer ist als die erste axiale Länge; und ein Turbinenrad, das eine Aufnahme mit einer Geometrie definiert, die der Verbindung mit mehreren Vorsprüngen entspricht, und mit der Verbindung mit mehreren Vorsprüngen verbunden ist. Der Spitzenabschnitt weist ein Spitzenabschnittsmaterial auf, der Fußabschnitt weist ein Fußabschnittsmaterial auf und das Turbinenrad weist ein Turbinenradmaterial auf, wobei das Turbinenradmaterial und das Fußabschnittsmaterial eine niedrigere Wärmebeständigkeit und eine höhere Wärmeausdehnung aufweisen als das Spitzenabschnittsmaterial. In one embodiment, a turbine blade assembly has a connection with a plurality of projections and a one-piece platform, the connection having a first axial length; a split profile having a foot portion extending radially outwardly from the one-piece platform and a tip portion connected to the foot portion, the tip portion having a second axial length that is shorter than the first axial length; and a turbine wheel defining a receptacle having a geometry corresponding to the interconnection with a plurality of protrusions and connected to the interconnection with a plurality of protrusions. The tip portion has a tip portion material, the root portion includes a root portion material, and the turbine wheel includes a turbine wheel material, wherein the turbine wheel material and the foot portion material have lower heat resistance and thermal expansion than the tip portion material.
In jeder beliebigen Ausführungsform der Turbinenschaufelanordnung kann es vorteilhaft sein, dass das Spitzenabschnittsmaterial ein Titanaluminid ist. In any embodiment of the turbine blade assembly, it may be advantageous for the tip section material to be a titanium aluminide.
In jeder beliebigen Ausführungsform der Turbinenschaufelanordnung kann es vorteilhaft sein, dass das Fußabschnittsmaterial eine Superlegierung ist. In any embodiment of the turbine blade assembly, it may be advantageous for the foot portion material to be a superalloy.
In jeder beliebigen Ausführungsform der Turbinenschaufelanordnung kann es vorteilhaft sein, dass das Turbinenradmaterial eine Superlegierung ist. In any embodiment of the turbine blade assembly, it may be advantageous for the turbine wheel material to be a superalloy.
In jeder beliebigen Ausführungsform der Turbinenschaufelanordnung kann es vorteilhaft sein, dass das Fußabschnittsmaterial eine andere Superlegierung als die Superlegierung des Turbinenradmaterials ist. In any embodiment of the turbine blade assembly, it may be advantageous for the foot portion material to be a different superalloy than the superalloy of the turbine wheel material.
In jeder beliebigen Ausführungsform der Turbinenschaufelanordnung kann es vorteilhaft sein, dass ein Spitzendeckband enthalten ist, das einteilig auf dem Spitzenabschnitt des unterteilten Profils platziert ist.
wobei das Spitzendeckband eine Dichtleiste umfasst, die an einer Außenfläche des Spitzendeckbands distal von der Verbindung mit mehreren Vorsprüngen platziert ist.In any embodiment of the turbine blade assembly, it may be advantageous to include a tip shroud that is integrally placed on the tip section of the sectioned profile.
wherein the tip shroud comprises a sealing strip placed on an outer surface of the tip shroud distal to the connection with a plurality of protrusions.
In jeder beliebigen Ausführungsform der Turbinenschaufelanordnung kann es vorteilhaft sein, dass die Verbindung mit mehreren Vorsprüngen über eine axiale Verbindung, eine Umfangsverbindung, eine Schwalbenschwanzverbindung, eine Nutverbindung, eine Zinkenverbindung, eine Nut-Feder-Verbindung oder eine Kombination daraus abnehmbar mit dem Turbinenrad verbunden ist.In any embodiment of the turbine blade assembly, it may be advantageous that the connection to a plurality of projections via an axial connection, a peripheral connection, a dovetail connection, a Groove connection, a tine connection, a tongue and groove connection or a combination thereof is detachably connected to the turbine wheel.
In jeder beliebigen Ausführungsform der Turbinenschaufelanordnung kann es vorteilhaft sein, dass die Geometrie des Turbinenrads, die der Verbindung mit mehreren Vorsprüngen entspricht, einen Rand des Turbinenrads definiert. In any embodiment of the turbine blade assembly, it may be advantageous for the geometry of the turbine wheel corresponding to the multiple projection connection to define an edge of the turbine wheel.
In jeder beliebigen Ausführungsform der Turbinenschaufelanordnung kann es vorteilhaft sein, dass die Turbinenschaufelanordnung ferner einen Prallschutzstreifen umfasst, der an einer Vorderkante des unterteilten Profils platziert ist. In any embodiment of the turbine blade assembly, it may be advantageous for the turbine blade assembly to further include an impact protection strip placed at a leading edge of the sectioned profile.
In jeder beliebigen Ausführungsform der Turbinenschaufelanordnung kann es vorteilhaft sein, dass die Turbinenschaufelanordnung ferner einen Prallschutzstreifen umfasst, der an einer Hinterkante des unterteilten Profils platziert ist. In any embodiment of the turbine blade assembly, it may be advantageous for the turbine blade assembly to further include an impact protection strip placed at a trailing edge of the sectioned profile.
In jeder beliebigen Ausführungsform der Turbinenschaufelanordnung kann es vorteilhaft sein, dass der Fußabschnitt über eine Abschnittsverbindung mit einem einzelnen Vorsprung abnehmbar mit dem Spitzenabschnitt verbunden ist, wobei die Abschnittsverbindung mit einem einzelnen Vorsprung eine axiale Verbindung, eine Umfangsverbindung, eine gebogene Schwalbenschwanzverbindung, eine Nutverbindung, eine Zinkenverbindung, eine Nut-Feder-Verbindung oder eine Kombination daraus ist. In any embodiment of the turbine blade assembly, it may be advantageous for the foot portion to be detachably connected to the tip portion via a single boss portion joint, wherein the single boss portion joint comprises an axial joint, a circumferential joint, a curved dovetail joint, a grooved joint, a grooved joint Tine connection, a tongue and groove connection or a combination thereof.
In jeder beliebigen Ausführungsform der Turbinenschaufelanordnung kann es vorteilhaft sein, dass die Turbinenschaufelanordnung ferner einen Dämpfer umfasst, der abnehmbar mit dem Fußabschnitt verbunden ist. In any embodiment of the turbine blade assembly, it may be advantageous for the turbine blade assembly to further include a damper removably connected to the foot portion.
In einer weiteren Ausführungsform weist eine Turbinenschaufelanordnung eine Verbindung mit mehreren Vorsprüngen und einer einteiligen Plattform auf, wobei die Verbindung eine erste axiale Länge aufweist; ein unterteiltes Profil mit einem Fußabschnitt, der von der einteiligen Plattform aus radial nach außen verläuft, und einem Spitzenabschnitt, der mit dem Fußabschnitt verbunden ist, wobei der Spitzenabschnitt eine zweite axiale Länge aufweist, die kürzer ist als die erste axiale Länge; und ein Turbinenrad, das eine Aufnahme mit einer Geometrie aufweist, die der Verbindung mit mehreren Vorsprüngen entspricht, und mit der Verbindung mit mehreren Vorsprüngen verbunden ist. Der Spitzenabschnitt weist ein Spitzenabschnittsmaterial auf, der Fußabschnitt weist ein Fußabschnittsmaterial auf und das Turbinenrad weist ein Turbinenradmaterial auf, wobei das Spitzenabschnittsmaterial ein Titanaluminid ist, das Fußabschnittsmaterial eine erste Superlegierung ist und das Turbinenradmaterial eine zweite Superlegierung ist. In another embodiment, a turbine blade assembly has a connection with a plurality of projections and a one-piece platform, the connection having a first axial length; a split profile having a foot portion extending radially outwardly from the one-piece platform and a tip portion connected to the foot portion, the tip portion having a second axial length that is shorter than the first axial length; and a turbine wheel having a receptacle with a geometry corresponding to the connection with a plurality of projections and connected to the connection with a plurality of projections. The tip section comprises a tip section material, the foot section comprises a foot portion material, and the turbine wheel comprises a turbine wheel material, wherein the tip portion material is a titanium aluminide, the foot portion material is a first superalloy, and the turbine wheel material is a second superalloy.
In jeder beliebigen Ausführungsform der Turbinenschaufelanordnung kann es vorteilhaft sein, dass die erste Superlegierung und die zweite Superlegierung eine Superlegierung auf Nickelbasis, eine Superlegierung auf Cobaltbasis oder eine Superlegierung auf Stahlbasis sind. In any embodiment of the turbine blade assembly, it may be advantageous for the first superalloy and the second superalloy to be a nickel-base superalloy, a cobalt-base superalloy, or a steel-based superalloy.
In einer weiteren Ausführungsform weist ein Gasturbinensystem einen Verdichterabschnitt, einen Brennkammerabschnitt, der so ausgelegt ist, dass er Luft von dem Verdichterabschnitt erhält, und einen Turbinenabschnitt in Fluidverbindung mit dem Brennkammerabschnitt auf, wobei der Turbinenabschnitt ein Leitrad und eine Turbinenschaufelanordnung umfasst. Die Turbinenschaufelanordnung weist eine Verbindung mit mehreren Vorsprüngen und einer einteiligen Plattform auf, wobei die Verbindung eine erste axiale Länge aufweist; ein unterteiltes Profil mit einem Fußabschnitt, der von der einteiligen Plattform aus radial nach außen verläuft, und einem Spitzenabschnitt, der mit dem Fußabschnitt verbunden ist, wobei der Spitzenabschnitt eine zweite axiale Länge aufweist, die kürzer ist als die erste axiale Länge; und ein Turbinenrad, das eine Aufnahme mit einer Geometrie aufweist, die der Verbindung mit mehreren Vorsprüngen entspricht, und mit der Verbindung mit mehreren Vorsprüngen verbunden ist. Der Spitzenabschnitt weist ein Spitzenabschnittsmaterial auf, der Fußabschnitt weist ein Fußabschnittsmaterial auf und das Turbinenrad weist ein Turbinenradmaterial auf, wobei das Turbinenradmaterial und das Fußabschnittsmaterial eine niedrigere Wärmebeständigkeit und eine höhere Wärmeausdehnung aufweisen als das Spitzenabschnittsmaterial. In another embodiment, a gas turbine system includes a compressor section, a combustor section configured to receive air from the compressor section, and a turbine section in fluid communication with the combustor section, the turbine section including a stator and turbine blade assembly. The turbine blade assembly has a connection with a plurality of projections and a one-piece platform, the connection having a first axial length; a split profile having a foot portion extending radially outwardly from the one-piece platform and a tip portion connected to the foot portion, the tip portion having a second axial length that is shorter than the first axial length; and a turbine wheel having a receptacle with a geometry corresponding to the connection with a plurality of projections and connected to the connection with a plurality of projections. The tip portion has a tip portion material, the root portion includes a root portion material, and the turbine wheel includes a turbine wheel material, wherein the turbine wheel material and the foot portion material have lower heat resistance and thermal expansion than the tip portion material.
In jeder beliebigen Ausführungsform des Gasturbinensystems kann es vorteilhaft sein, dass die Turbinenschaufelanordnung ferner eine Mehrzahl von axial beabstandeten Stufen von Turbinenschaufelanordnungen einschließlich einer letzten Stufe von Turbinenschaufelanordnungen umfasst. In any embodiment of the gas turbine system, it may be advantageous for the turbine blade assembly to further include a plurality of axially spaced stages of turbine blade assemblies including a final stage of turbine blade assemblies.
In jeder beliebigen Ausführungsform des Gasturbinensystems kann es vorteilhaft sein, dass das unterteilte Profil eine Vorderkante und eine Hinterkante aufweist und ferner mindestens einen Prallschutzstreifen umfasst, der an der Vorderkante, der Hinterkante, dem Spitzenabschnitt und/oder dem Fußabschnitt angebracht ist. In any embodiment of the gas turbine system, it may be advantageous for the divided profile to have a leading edge and a trailing edge, and further comprising at least one bumper strip attached to the leading edge, the trailing edge, the tip section, and / or the foot section.
In jeder beliebigen Ausführungsform des Gasturbinensystems kann es vorteilhaft sein, dass Prallschutzstreifen an der Vorderkante der Spitzenabschnitte der Mehrzahl von Turbinenschaufelanordnungen in einer oder mehreren der Mehrzahl von Turbinenstufen angebracht sind.In any embodiment of the gas turbine system, it may be advantageous for impact protection strips to be provided at the front edge of the Tip portions of the plurality of turbine blade assemblies are mounted in one or more of the plurality of turbine stages.
In jeder beliebigen Ausführungsform des Gasturbinensystems kann es vorteilhaft sein, dass Prallschutzstreifen an der Hinterkante der Spitzenabschnitte der Mehrzahl von Turbinenschaufelanordnungen in einer oder mehreren der Mehrzahl von Turbinenstufen mit Ausnahme der letzten Stufe angebracht sind. In any embodiment of the gas turbine system, it may be advantageous for impact protection strips to be attached to the trailing edge of the tip portions of the plurality of turbine blade assemblies in one or more of the plurality of turbine stages except the last stage.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind anhand der folgenden ausführlicheren Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen ersichtlich, die beispielhaft die Grundsätze der Erfindung veranschaulichen. Other features and advantages of the present invention will become apparent from the following more particular description of the preferred embodiment, taken in conjunction with the accompanying drawings, which illustrate, by way of example, the principles of the invention.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
In allen Zeichnungen werden, wenn möglich, dieselben Bezugszeichen für die Darstellung derselben Teile verwendet. In all drawings, where possible, the same reference numerals are used to represent the same parts.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Es sind eine Turbinenschaufelanordnung und ein Turbinensystem bereitgestellt. Zusätzlich sind aus der Offenbarung Verfahren zum Montieren und/oder Herstellen derartiger Turbinenschaufelanordnungen und Turbinensysteme ersichtlich. Bei Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, beispielsweise im Vergleich zu ähnlichen Konzepten, bei denen ein oder mehrere der hier offenbarten Merkmale nicht enthalten sind, wird in einem Spitzenabschnitt eines Profils im Vergleich zu einem Fußabschnitt ein leichteres Material verwendet, damit die Belastung verringert und/oder eine Beeinflussung einer Reaktion auf Schwingungen (im Vergleich zu einem Profil aus einem Stück) ermöglicht wird, wird ein dichteres Material in einem Fußabschnitt eines Profils verwendet, damit das Versagensrisiko vermindert wird (im Vergleich zu einem Profil aus einem Stück), wird eine einfachere Reparatur von Schäden (beispielsweise durch Auftreten einer Scheuerstelle an der Spitze, Überhitzung und/oder ein anderes Schadensereignis) ermöglicht, indem der Spitzenabschnitt allein repariert werden kann, ohne dass ein(e) teurere(r) und zeitaufwändigere(r) Abnahme und Reparatur/Austausch der kompletten Turbinenschaufel notwendig ist, werden die Gesamtbetriebs- und Gesamtwartungskosten gesenkt, wird die Dauer von Ausfallzeiten für Reparaturen verkürzt, werden weitere zweckmäßige Vorteile ermöglicht, können größere oder kleinere Turbinen und/oder Turbinenschaufeln verwendet werden, können Abschnitte einer Turbinenschaufelanordnung höheren Temperaturen ausgesetzt werden, können Eigenschaften in einem bestimmten Abschnitt einer Turbinenschaufelanordnung zusätzlichen Kräften standhalten, können zusätzliche Materialien für Abschnitte von Turbinenschaufelanordnungen verwendet werden, oder eine Kombination daraus. There is provided a turbine blade assembly and a turbine system. In addition, the disclosure discloses methods for mounting and / or manufacturing such turbine blade assemblies and turbine systems. In embodiments of the present disclosure, for example, as compared to similar concepts that do not include one or more of the features disclosed herein, lighter material is used in a tip section of a profile as compared to a foot section to reduce and / or reduce stress Influencing a response to vibration (as compared to a one-piece profile) is made possible by using a denser material in a foot section of a tread to reduce the risk of failure (compared to a one-piece profile) Damage (for example, by the occurrence of a chop on the tip, overheating and / or other damage event) is made possible by repairing the tip section alone without requiring a more expensive and time-consuming removal and repair / replacement of the tip complete turbine blade is necessary, the Reducing overall operating and overall maintenance costs, shortening the period of downtime for repairs, allowing further convenient benefits, using larger or smaller turbines and / or turbine blades, exposing turbine blade sections to higher temperatures, allowing for properties in a particular section of a turbine blade assembly Withstand additional forces, additional materials may be used for sections of turbine blade assemblies, or a combination thereof.
Während des Betriebs leitet der Einlassabschnitt
Die Verbindung
In einer Ausführungsform ist die Turbinenschaufel
In einer Ausführungsform ist das Rad
In einer Ausführungsform weist die Verbindung
In einer Ausführungsform verläuft das Profil
Das Profil
Der Spitzenabschnitt
In einer Ausführungsform weist das Profil
In einer Ausführungsform weist die Turbinenschaufel
Der Spitzenabschnitt
Zu geeigneten Materialien für den Spitzenabschnitt
Der Fußabschnitt
Zu geeigneten Materialien für das Rad
Der Begriff "Verbundwerkstoff mit keramischer Matrix" umfasst hier, ohne darauf beschränkt zu sein, kohlefaserverstärkten Kohlenstoff (C/C), kohlefaserverstärktes Siliziumcarbid (C/SiC) und siliziumcarbidfaserverstärktes Siliziumcarbid (SiC/SiC). In einer Ausführungsform weist der Verbundwerkstoff mit keramischer Matrix bessere Dehnungs-, Bruchzähigkeits-, Temperaturwechseleigenschaften, Eigenschaften hinsichtlich der dynamischen Belastbarkeit und anisotrope Eigenschaften im Vergleich zu einer monolithischen keramischen Struktur auf. The term "ceramic matrix composite" herein includes, but is not limited to, carbon fiber reinforced carbon (C / C), carbon fiber reinforced silicon carbide (C / SiC), and silicon carbide fiber reinforced silicon carbide (SiC / SiC). In one embodiment, the ceramic matrix composite has better elongation, fracture toughness, thermal cycling properties, dynamic resilience properties and anisotropic properties as compared to a monolithic ceramic structure.
Der Begriff "Titanaluminid" umfasst hier, ohne darauf beschränkt zu sein, übliche gewichtsbezogene Zusammensetzungen mit etwa 45% Ti und etwa 50% Al (TiAl) und/oder einem Molverhältnis von ungefähr 1 Mol Ti zu ungefähr 1 Mol Al, TiAl2 (beispielsweise mit einem Molverhältnis von ungefähr 1 Mol Ti zu ungefähr 2 Mol Al), TiAl3 (beispielsweise mit einem Molverhältnis von ungefähr 1 Mol Ti zu ungefähr 3 Mol Al), Ti3Al (beispielsweise mit einem Molverhältnis von ungefähr 3 Mol Ti zu ungefähr 1 Mol Al) oder andere geeignete Mischungen daraus.The term "titanium aluminide" as used herein includes, but is not limited to, conventional weight compositions containing about 45% Ti and about 50% Al (TiAl) and / or a mole ratio of about 1 mole Ti to about 1 mole Al, TiAl 2 (e.g. with a molar ratio of about 1 mole of Ti to about 2 moles of Al), TiAl 3 (eg, having a molar ratio of about 1 mole of Ti to about 3 moles of Al), Ti 3 Al (for example, having a molar ratio of about 3 moles of Ti to about 1 Mole Al) or other suitable mixtures thereof.
Der Begriff "Superlegierung" umfasst hier, ohne darauf beschränkt zu sein, Legierungen auf Nickelbasis, Legierungen auf Cobaltbasis oder Legierungen auf Stahlbasis. Ein typisches Superlegierungsmaterial auf Nickelbasis, das unter dem Handelsnamen INCONEL® 718 von Special Metal Corporation aus New Hartford, NY, verkauft wird, weist eine gewichtsbezogene Zusammensetzung von ungefähr 50,0 bis 55,0% Ni, ungefähr 17,0 bis 21,0% Cr, ungefähr 4,75 bis 5% Nb, ungefähr 2,8 bis 3,3% Mo, ungefähr 1,0% Co, ungefähr 0,65 bis 1,15% Al, ungefähr 0,35% Mn, ungefähr 0,35% Si, ungefähr 0,2 bis 0,8% Cu, ungefähr 0,3% Ti, ungefähr 0,08% C, ungefähr 0,015% S, ungefähr 0,015% P und ungefähr 0,006% B und als Differenz zu 100% Fe auf. Eine beispielhafte CrMoV-Superlegierungszusammensetzung (auf Basis von Stahl) weist eine Zusammensetzung in Gewichts-% von ungefähr 0,90 bis 1,50% Mo, ungefähr 0,90 bis 1,25% Cr, ungefähr 0,55 bis 0,90% Mn, ungefähr 0,35 bis 0,55% Ni, ungefähr 0,25 bis 0,33% C, 0,20 bis 0,30% V, nicht mehr als ungefähr 0,35% Si, nicht mehr als ungefähr 0,35% Cu, nicht mehr als 0,012% P, nicht mehr als ungefähr 0,012% S, und als Differenz zu 100% Fe und Spurenverunreinigungen auf.The term "superalloy" includes, but is not limited to, nickel-base alloys, cobalt-based alloys, or steel-based alloys. A typical superalloy nickel-based material, which is sold under the trade name INCONEL ® 718 of Special Metal Corporation of New Hartford, NY, has a composition by weight of approximately 50.0 to 55.0% Ni, about 17.0 to 21.0 % Cr, about 4.75 to 5% Nb, about 2.8 to 3.3% Mo, about 1.0% Co, about 0.65 to 1.15% Al, about 0.35% Mn, about 0 , 35% Si, about 0.2 to 0.8% Cu, about 0.3% Ti, about 0.08% C, about 0.015% S, about 0.015% P and about 0.006% B and as a difference to 100% Fe up. An exemplary CrMoV superalloy composition (based on steel) has a composition in weight% of about 0.90 to 1.50% Mo, about 0.90 to 1.25% Cr, about 0.55 to 0.90% Mn, about 0.35 to 0.55% Ni, about 0.25 to 0.33% C, 0.20 to 0.30% V, not more than about 0.35% Si, not more than about 0, 35% Cu, not more than 0.012% P, not more than about 0.012% S, and as a difference to 100% Fe and trace impurities.
Bezogen auf
Die Prallschutzstreifen
Die Erfindung ist zwar bezogen auf ein oder mehrere Ausführungsformen beschrieben worden, jedoch versteht der Fachmann, dass ohne Abweichung vom Geltungsbereich der Erfindung verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Entsprechungen Elemente davon ersetzen können. Zusätzlich können viele Abwandlungen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehre der Erfindung anzupassen, ohne von ihrem wesentlichen Geltungsbereich abzuweichen. Die Erfindung soll deshalb nicht auf die besondere Ausführungsform beschränkt sein, die als für diese Erfindung beste in Erwägung gezogene Ausführungsform beschrieben ist, sondern soll sämtliche Ausführungsformen enthalten, die in den Geltungsbereich der beigefügten Ansprüche fallen. Zusätzlich sind alle in der ausführlichen Beschreibung genannten Zahlenwerte so auszulegen, als wären sowohl der genaue als auch ungefähre Wert ausdrücklich genannt. While the invention has been described in terms of one or more embodiments, it will be understood by those skilled in the art that various changes may be made without departing from the scope of the invention and equivalents may be substituted for elements thereof. In addition, many modifications may be made to adapt a particular situation or material to the teachings of the invention without departing from its essential scope. The invention, therefore, should not be limited to the particular embodiment described as the best mode contemplated for this invention, but is intended to include all embodiments falling within the scope of the appended claims. In addition, all numerical values given in the detailed description shall be construed as expressly indicating both the exact and approximate values.
Es sind eine Turbinenschaufelanordnung und ein Turbinensystem offenbart. Die Anordnung weist eine Verbindung mit mehreren Vorsprüngen und einer einteiligen Plattform auf, wobei die Verbindung eine erste axiale Länge aufweist; ein unterteiltes Profil mit einem Fußabschnitt, der von der Plattform aus radial nach außen verläuft, und einem Spitzenabschnitt, der mit dem Fußabschnitt verbunden ist, wobei der Spitzenabschnitt eine zweite axiale Länge aufweist, die kürzer ist als die erste axiale Länge; und ein Turbinenrad, das eine Aufnahme mit einer Geometrie definiert, die der Verbindung mit mehreren Vorsprüngen entspricht, und mit der Verbindung mit mehreren Vorsprüngen verbunden ist. Ein Spitzenabschnittsmaterial, ein Fußabschnittsmaterial und ein Turbinenradmaterial werden so ausgewählt, dass das Turbinenradmaterial und das Fußabschnittsmaterial eine niedrigere Wärmebeständigkeit und eine höhere Wärmeausdehnung als das Spitzenabschnittsmaterial aufweisen. There are disclosed a turbine blade assembly and a turbine system. The assembly has a connection with a plurality of projections and a one-piece platform, the connection having a first axial length; a split profile having a foot portion extending radially outwardly from the platform and a tip portion connected to the foot portion, the tip portion having a second axial length that is shorter than the first axial length; and a turbine wheel defining a receptacle having a geometry corresponding to the interconnection with a plurality of protrusions and connected to the interconnection with a plurality of protrusions. A tip portion material, a foot portion material and a turbine wheel material are selected so that the turbine wheel material and the foot portion material have lower heat resistance and higher thermal expansion than the tip portion material.
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Date | Code | Title | Description |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: RUEGER, BARTHELT & ABEL, DE Representative=s name: RUEGER ] ABEL PATENT- UND RECHTSANWAELTE, DE Representative=s name: RUEGER ABEL PATENT- UND RECHTSANWAELTE, DE |
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