DE102017217034A1 - Turbine housing with nozzle and method for producing a turbine housing with nozzle - Google Patents

Turbine housing with nozzle and method for producing a turbine housing with nozzle Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Turbinengehäuse (1) mit einem Stutzen (2), durch welchen ein Strömungsfluid durch einen Ausschnitt (3) im Turbinengehäuse (1) in das Turbinengehäuse (1) einströmt. Der Stutzen (2) ist im Bereich des Ausschnittes (3) derart ausgebildet, dass die turbinenachsparallele Erstreckung a des Stutzens (2), kleiner ist als die Erstreckung b des Stutzens (2) rechtwinklig zur Turbinenachse. Der Stutzen (2) ist dabei durch ein additives Herstellungsverfahren ausgebildet. Des Weiteren betrifft die Erfindung Verfahren zum Herstellen eines solchen Turbinengehäuses (1).The invention relates to a turbine housing (1) with a nozzle (2), through which a flow fluid flows through a cutout (3) in the turbine housing (1) into the turbine housing (1). The nozzle (2) is formed in the region of the cutout (3) such that the turbine-axial extension a of the nozzle (2) is smaller than the extent b of the nozzle (2) at right angles to the turbine axis. The nozzle (2) is formed by an additive manufacturing process. Furthermore, the invention relates to methods for producing such a turbine housing (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Turbinengehäuse mit einem Stutzen, durch welche ein Strömungsfluid durch ein Ausschnitt im Turbinengehäuse in das Turbinengehäuse einströmen kann, wobei der Stutzen im Bereich des Ausschnittes derart ausgebildet ist, dass die turbinenachsparallele Erstreckung des Stutzens, kleiner ist als die Erstreckung des Stutzens, rechtwinklig zur Turbinenachse. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Stutzens.The invention relates to a turbine housing with a nozzle through which a flow fluid can flow through a cutout in the turbine housing in the turbine housing, wherein the nozzle is formed in the region of the cutout such that the turbine-axially extending extension of the nozzle is smaller than the extension of the nozzle, perpendicular to the turbine axis. Furthermore, the invention relates to a method for producing such a nozzle.

Gattungsgemäße Turbinengehäuse sind beispielsweise typisch für Dampfturbinengehäuse. Dabei besteht ein Zielkonflikt, im Hinblick auf zwei unterschiedliche Anforderungen. Eine Anforderung besteht darin, die Turbine konstruktiv so kurz wie möglich auszuführen, um hierdurch einerseits Material und Fertigungskosten einzusparen und andererseits die Rotordynamik positiv zu beeinflussen. Die andere Forderung besteht darin, dem einströmenden Medium genügend Fläche zum Einströmen bereit zu stellen, um die Einströmgeschwindigkeit in einem sinnvollen Bereich zu halten und die Umlenkung der Strömung möglichst gering zu halten. Hierdurch lässt sich ein hoher Wirkungsgrad bei gleichzeitig geringer Geräuschentwicklung realisieren.Generic turbine housings are typical of steam turbine housings, for example. There is a conflict of objectives with regard to two different requirements. One requirement is to design the turbine as short as possible in order to save on the one hand material and manufacturing costs and on the other hand to positively influence the rotor dynamics. The other requirement is to provide the inflowing medium enough surface to flow in order to keep the inflow velocity in a meaningful range and to keep the deflection of the flow as low as possible. This makes it possible to realize a high degree of efficiency combined with low noise development.

Den beiden Forderungen wird dadurch Rechnung getragen, dass der Stutzen am Turbinengehäuse im Bereich des Ausschnittes derart ausgebildet ist, dass die turbinenachsparallele Erstreckung des Stutzens kleiner ist als die Erstreckung des Stutzens, rechtwinklig zur Turbinenachse. Das Fertigen eines solchen Stutzens ist jedoch mit hohem Aufwand verbunden. In der Vergangenheit kamen hierbei vor allem zwei mögliche Verfahren zum Einsatz. Beim ersten Verfahren wird der Stutzen gegossen. Das Gießens erlaubt die Nutzung erheblicher konstruktiver Freiheitsgrade, wodurch die turbinenachsparallele Erstreckung des Stutzens stark verringert werden, gleichzeitig kann der Einströmquerschnitt quer zur Turbinenachse weit geöffnet werden. Nachteilig am Gießverfahren ist jedoch, dass es sehr aufwendig und teuer ist. Gleichzeitig gibt es nur wenige Hersteller, die entsprechende Turbinengehäuse für große Turbinen herstellen können.The two requirements are taken into account that the nozzle is formed on the turbine housing in the region of the cutout such that the turbinesachsparallele extension of the nozzle is smaller than the extension of the nozzle, perpendicular to the turbine axis. However, the production of such a nozzle is associated with great expense. In the past, two possible methods were used in the past. In the first method, the nozzle is poured. The casting allows the use of considerable constructive degrees of freedom, whereby the turbinesachsparallele extension of the nozzle are greatly reduced, at the same time the inflow cross-section can be opened wide across the turbine axis. A disadvantage of the casting process, however, is that it is very complicated and expensive. At the same time, there are only a few manufacturers who can produce corresponding turbine housings for large turbines.

Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung eines entsprechenden Turbinengehäuses mit Stutzen besteht in der Ausführung als Schweißkonstruktion. Hierbei kann auf die teure Stahlgusskonstruktionen oder die nur bei sehr niedrigeren Dampfzuständen verwendbaren Eisengusskonstruktion verzichtet werden. Bei den Schweißkonstruktionen gibt es wiederum zwei unterschiedliche Möglichkeiten der Herstellung. Beim ersten wird der Stutzen aus sehr vielen einzelnen Blechen, zusammengesetzt bzw. geschweißt. Nachteilig hierbei ist, dass es sehr viel Handarbeit bedarf und eine Mechanisierung/ Digitalisierung der Fertigung nicht möglich ist. Eine zweite Möglichkeit zur Herstellung der Schweißkonstruktion besteht daraus, dass zunächst im Gesenkt geschmiedete Schalen hergestellt werden. Diese Teile können größer ausgebildet werden als die Einzelbleche, da die Kontur und die Größe im Gesenk hergestellt werden. Die Herstellung im Gesenk ist allerdings deutlich aufwendiger und teurer.Another possibility for producing a corresponding turbine housing with nozzles consists in the design as a welded construction. This can be dispensed with the expensive cast steel structures or usable only at very low steam conditions cast iron construction. Again, there are two different ways of making the weldments. The first is the nozzle of many individual sheets, assembled or welded. The disadvantage here is that it takes a lot of manual work and mechanization / digitization of the production is not possible. A second possibility for producing the welded construction consists of initially producing forged-down shells. These parts can be made larger than the individual sheets, since the contour and the size are produced in the die. The production in the die, however, is much more expensive and expensive.

Ausgehend vom zuvor beschriebenen Problem ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Turbinengehäuse mit einem Stutzen bereitzustellen, der die Anforderungen nach einem kurzen Turbinengehäuse mit hinreichendem Einströmquerschnitt erfüllt und welcher einfach und kostengünstig herstellbar ist. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Turbinengehäuses mit Stutzen bereit zu stellen.Based on the problem described above, it is an object of the present invention to provide a turbine housing with a nozzle that meets the requirements for a short turbine housing with sufficient inflow and which is simple and inexpensive to produce. Furthermore, it is an object of the invention to provide a method for producing such a turbine housing with nozzle.

Die Aufgabe wird hinsichtlich des Turbinengehäuses mit Stutzen durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 4 und 5 gelöst. The object is achieved with regard to the turbine housing with nozzle by the features of independent claim 1. With regard to the method, the object is solved by the features of independent claims 4 and 5.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung, die einzeln oder in Kombination miteinander einsetzbar sind, sind Gegenstand der Unteransprüche.Further embodiments of the invention, which are used individually or in combination with each other, are the subject of the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Turbinengehäuse mit einem Stutzen, durch welche ein Strömungsfluid durch einen Ausschnitt im Turbinengehäuse in das Turbinengehäuse einströmen kann, wobei der Stutzen im Bereich des Ausschnittes derart ausgebildet ist, dass die turbinenachsparallele Erstreckung des Stutzens, kleiner ist als die Erstreckung des Stutzens, rechtwinklig zur Turbinenachse, zeichnet sich dadurch aus, dass der Stutzen durch ein additives Herstellungsverfahren ausgebildet ist.The turbine housing according to the invention with a nozzle through which a flow fluid can flow through a cutout in the turbine housing in the turbine housing, wherein the nozzle is formed in the region of the cutout such that the turbine-axially extending extension of the nozzle, is smaller than the extension of the nozzle, at right angles to Turbine axis, characterized in that the nozzle is formed by an additive manufacturing process.

Durch das erfindungsgemäße Merkmal, kann das Turbinengehäuse ohne Ausschnitt für die Einströmung oder mit einem Ausschnitt für die Einströmung aber mit sehr großen Zugaben hergestellt werden. Die tatsächliche notwendige Form des Ausschnitts wird dann jeweils, auf 3D-Geometriedaten basierend, ausgeschnitten. Hierdurch kann ein mehr oder weniger Standardgehäuse verwendet werden und der jeweils benötigte oder die jeweils benötigten Stutzen können auf einfache Weise, individuell in Form und Größe, an das Turbinengehäuse angesetzt werden.Due to the feature of the invention, the turbine housing without cutout for the inflow or with a cutout for the inflow but can be made with very large additions. The actual necessary shape of the section is then cut out based on 3D geometry data. In this way, a more or less standard housing can be used and the respectively required or required each nozzle can be easily, individually in shape and size, attached to the turbine housing.

Unter additiven Verfahren werden dabei verschiedene Herstellungsverfahren zusammengefasst, die einen dreidimensionalen Aufbau aufweisen. Häufig werden additive Verfahren auch mit den Begriffen „Additive Manufacturing“ oder „3D-Druck“ bezeichnet. Zur Herstellung des Stutzens eignet sich insbesondere Freiraumverfahren wie das Auftragsschweißen oder das Kaltgasspritzen, als auch Pulverbettverfahren wie insbesondere das selektive Laserschmelzen (SLM) oder das selektive Lasersintern (SLS). Dabei eignet sich das Freiraumverfahren insbesondere dann, wenn der Stutzen direkt auf das Außengehäuse aufgebracht wird. Die Pulverbettverfahren sind eher dazu geeignet, den Stutzen zunächst einzeln herzustellen und anschließend beispielsweise mittels stoffschlüssiger oder kraftschlüssiger Verbindung mit dem Turbinengehäuse zu verbinden.In this case, additive manufacturing processes combine different production methods that have a three-dimensional structure. Frequently, additive processes are also referred to by the terms "additive manufacturing" or "3D printing". For the preparation of the nozzle is suitable in particular free space methods such as build-up welding or cold gas spraying, as well as powder bed processes such as in particular selective laser melting (SLM) or selective laser sintering (SLS). In this case, the free space method is particularly suitable when the nozzle is applied directly to the outer housing. The powder bed processes are more suitable for first producing the pipe individually and then connecting it to the turbine housing, for example, by means of a material-locking or non-positive connection.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Fertigung vollständig digitalisierbar und automatisierbar ist. Des Weiteren sind keine aufwendigen Schweißkonstruktionen oder Fertigungen mittels Gesenk notwendig, wodurch sich deutliche Kosteneinsparungen erzielen lassen. Wie bereits beschrieben ist die Form und Größe der Stutzen vollkommen variabel und lässt sich an die jeweiligen Anforderungen auf einfache Weise anpassen. Des Weiteren besteht ein Vorteil in der Variabilität der verwendeten Werkstoffe. So kann insbesondere für den Stutzen und das Turbinengehäuse unterschiedliche Werkstoffe verwendet werden. Auch eine ortsabhängige Werkstoffdicke ist realisierbar. Darüber hinaus zeichnet sich das Turbinengehäuse mit dem Stutzen durch eine äußerst ansprechende Optik, analog zu einer Gussausführung aus.An essential advantage of the invention is that the production can be completely digitized and automated. Furthermore, no elaborate welding constructions or production by die are necessary, which can achieve significant cost savings. As already described, the shape and size of the nozzle is completely variable and can be easily adapted to the respective requirements. Furthermore, there is an advantage in the variability of the materials used. Thus, different materials can be used in particular for the nozzle and the turbine housing. A location-dependent material thickness can also be realized. In addition, the turbine housing with the nozzle is characterized by an extremely attractive appearance, analogous to a cast design.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Verhältnis der turbinenachsparallelen Erstreckung a des Stutzens zur Erstreckung b des Stutzens rechtwinklig zur Turbinenachse a/b < 0,8 vorzugsweise a/b < 0,6 ist. Hierdurch wird den Forderungen nach möglichst kurzer Bauform und hinreichendem Einströmquerschnitt für das einzuströmende Medium Rechnung getragen.An embodiment of the invention provides that the ratio of the turbine-parallel extension a of the nozzle to the extension b of the nozzle perpendicular to the turbine axis a / b <0.8 is preferably a / b <0.6. As a result, the requirements for the shortest possible design and sufficient inflow for the inflowing medium is taken into account.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Projektionsfläche des Ausschnitts im Wesentlichen eine Rechteckfläche ist. Die Rechteckfläche ermöglicht das optimale Größenverhältnis aus kurzer Bauform und großem Einströmquerschnitt.A further embodiment of the invention provides that the projection surface of the cutout is essentially a rectangular surface. The rectangular area allows the optimum size ratio of short design and large inflow cross section.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines Turbinengehäuses mit Stutzen nach einem der vorherigen Ansprüche zeichnet sich durch die folgenden Verfahrensschritte aus:

  • - Herstellen eines Turbinengehäuses ohne Ausschnitt;
  • - Einbringen eines Ausschnitts in das Turbinengehäuse;
  • - Ausbilden eines Stutzens um den Ausschnitt im Turbinengehäuse mittels eines additiven Fertigungsverfahrens.
A method according to the invention for producing a turbine housing with connection piece according to one of the preceding claims is characterized by the following method steps:
  • - Manufacture of a turbine housing without cutout;
  • - Introducing a section in the turbine housing;
  • - Forming a nozzle around the cutout in the turbine housing by means of an additive manufacturing process.

Wie bereits weiter oben beschrieben kann das Turbinengehäuse als eine Art Standardgehäuse ohne jeglichen Ausschnitt hergestellt werden. Die Ausschnitte werden dann nachfolgend in das Turbinengehäuse eingebracht und der jeweilige Stutzen um den Ausschnitt im Turbinengehäuse herum mittels des additiven Fertigungsverfahrens ausgebildet. Das Verfahren bietet somit eine weitgehende individuelle Fertigung und Anordnung des Stutzens am Turbinengehäuse. Die tatsächlich notwendige Größe und Form des Ausschnittes wird auf 3D-Geoemtrie basierend aus dem Turbinengehäuse, beispielsweise mittels Laserstrahl- oder Wasserstrahlschneiden herausgeschnitten. Das Herausschneiden des Ausschnitts kann vollständig digitalisiert/automatisiert werden. Hierdurch können sehr exakte Ausschnitte in das Turbinengehäuse eingebracht werden. Nach dem Einbringen des Ausschnittes wird dann in einem weiteren Verfahrensschritt der Stutzen um den Ausschnitt im Turbinengehäuse herum ausgebildet. Das Ausbilden des Stutzens erfolgt dabei mittels eines additiven Fertigungsverfahrens.As already described above, the turbine housing can be made as a kind of standard housing without any cutout. The cutouts are then subsequently introduced into the turbine housing and the respective neck is formed around the cutout in the turbine housing by means of the additive manufacturing process. The method thus offers a far-reaching individual production and arrangement of the nozzle on the turbine housing. The actual necessary size and shape of the cutout is cut out of the turbine housing based on 3D geo-geometry, for example by means of laser beam or water jet cutting. The cutting out of the cutout can be completely digitized / automated. As a result, very precise cutouts can be introduced into the turbine housing. After the introduction of the cutout, the neck is then formed around the cutout in the turbine housing in a further method step. The formation of the nozzle takes place by means of an additive manufacturing process.

Ein zweites Verfahren zum Herstellen eines Turbinengehäuses mit Stutzen zeichnet sich durch die folgenden Verfahrensschritt aus:

  • - Herstellen des Turbinengehäuses mit einem Ausschnitt;
  • - Erweitern des Ausschnitts im Turbinengehäuse auf das Endmaß;
  • - Ausbilden des Stutzens um den Ausschnitt im Turbinengehäuse mittels additiven Fertigungsverfahren.
A second method for producing a turbine housing with connecting piece is characterized by the following method step:
  • - Manufacture of the turbine housing with a cutout;
  • - Extending the section in the turbine housing to the final dimension;
  • - Forming the nozzle to the cutout in the turbine housing by means of additive manufacturing process.

Das Verfahren unterscheidet sich dabei vom zuvor beschriebenen Verfahren dadurch, dass bereits Ausschnitte im Turbinengehäuse vorgesehen sind. Die Ausschnitte für die Einströmung im Außengehäuse sind allerdings mit sehr großen Zugaben hergestellt und in einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt das Erweitern des Ausschnittes auf das Endmaß. Durch die bereits vorgesehenen Ausschnitte im Turbinengehäuse kann der Verschnitt beim Einbringen der Ausschnitte reduziert werden, wodurch die Fertigungskosten für das Turbinengehäuse geringer ausfallen. Die Ausschnitte mit dem entsprechenden Aufmaß sind an den Stellen vorgesehen, an denen später der Stutzen vorgesehen ist, wobei noch nicht festgelegt werden muss, welche Größe der später anzubringende Stutzen aufweist. Der Ausschnitt wird so klein gewählt, dass alle möglichen Größen von Stutzen an das Turbinengehäuse angebracht werden können. Nach Ausbilden des Ausschnitts auf das notwendige Maß erfolgt wiederum das Ausbilden des Stutzens mittels additiven Fertigungsverfahrens um den Ausschnitt im Turbinengehäuse.The method differs from the method described above in that already cutouts are provided in the turbine housing. However, the cutouts for the inflow in the outer housing are made with very large additions and in a further process step, the extension of the cutout to the final dimension. By already provided cutouts in the turbine housing, the waste can be reduced when introducing the cutouts, whereby the manufacturing costs for the turbine housing turn out lower. The cutouts with the appropriate allowance are provided at the points at which the nozzle is provided later, although it does not yet have to determine what size of the nozzle to be attached later. The cutout is chosen so small that all possible sizes of nozzles can be attached to the turbine housing. After the section has been formed to the necessary extent, the neck is again formed by means of an additive manufacturing process around the cutout in the turbine housing.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht dabei vor, dass der Stutzen unmittelbar mittels eines additiven Herstellungsverfahrens auf das Turbinengehäuse aufgebracht wird. Als additives Herstellungsverfahren eignen sich hierzu besonders die sogenannten Freiraumverfahren, insbesondere Auftragsschweißen oder Kaltgasspritzen. Ein nachfolgendes Befestigen des Stutzens am Turbinengehäuse entfällt dabei.An embodiment of the invention provides that the nozzle directly by means of a additive manufacturing process is applied to the turbine housing. For this purpose, the so-called free-space methods, in particular hardfacing or cold gas spraying, are particularly suitable as additive manufacturing processes. A subsequent attachment of the nozzle on the turbine housing is eliminated.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Stutzen separat mittels eines additiven Herstellungsverfahrens hergestellt wird und anschließend am Turbinengehäuse befestigt wird. Als additives Herstellungsverfahren eignet sich hier insbesondere das Pulverbettverfahren und dabei im speziellen das selektive Laserschmelzen (SLM) oder das selektive Lasersintern (SLS). Der so hergestellte Stutzen muss anschließend noch um den Ausschnitt im Turbinengehäuse herum befestigt werden.A further embodiment of the invention provides that the nozzle is manufactured separately by means of an additive manufacturing process and is subsequently attached to the turbine housing. In particular, the powder bed process is suitable here as an additive production process, and in particular selective laser melting (SLM) or selective laser sintering (SLS). The nozzle thus produced must then be attached around the cutout in the turbine housing around.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht dabei vor, dass der Stutzen stoff- und/oder kraftschlüssig am Turbinengehäuse befestigt wird. Als stoffschlüssige Verbindung kommt dabei insbesondere ein Löten oder Schweißen des Stutzens am Turbinengehäuse in Frage. Eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Stutzen und dem Turbinengehäuse lässt sich beispielsweise mittels einer Flanschverbindung realisieren.An embodiment of the method provides that the stub is material and / or non-positively attached to the turbine housing. In particular, a soldering or welding of the nozzle on the turbine housing comes into question as a cohesive connection. A frictional connection between the nozzle and the turbine housing can be realized for example by means of a flange connection.

Nachfolgend soll die Erfindung und weitere Vorteile der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention and further advantages of the invention will be explained in more detail with reference to an exemplary embodiment.

Es zeigt:

  • 1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Turbinengehäuse mit Stutzen;
  • 2 eine Seitenansicht des in 1 gezeigten Turbinengehäuses mit Stutzen.
It shows:
  • 1 a plan view of an inventive turbine housing with nozzle;
  • 2 a side view of the in 1 shown turbine housing with nozzle.

Die Figuren zeigen jeweils nur stark vereinfachte Darstellungen der Erfindung, wobei im Wesentlichen nur die zur Erfindung notwendigen Bauteile dargestellt sind. Die Zeichnungen zeigen nicht zwangweise eine maßstabgetreue Wiedergabe des Turbinengehäuses und des Stutzens. Gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile sind figurübergreifend mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures show only highly simplified representations of the invention, wherein essentially only the components necessary for the invention are shown. The drawings do not necessarily show a true to scale representation of the turbine housing and the nozzle. The same or functionally identical components are cross-figured with the same reference numerals.

1 zeigt ein Turbinengehäuse 1, beispielsweise ein Dampfturbinengehäuse, mit einem Stutzen 2, durch welchen ein Strömungsfluid durch einen Ausschnitt 3 im Turbinengehäuse 1 in das Turbinengehäuse 1 einströmen kann. Der Stutzen 2 ist im Bereich des Ausschnitts 3 derart ausgebildet, dass die turbinenachsparallele Erstreckung a des Stutzens 2, kleiner ist als die Erstreckung b des Stutzens 2 rechtwinklig zur Turbinenachse 4. Der Stutzen 2 ist durch ein additives Herstellverfahren ausgebildet. Je nach ausgewählten additiven Herstellungsverfahren, kann der Stutzen unmittelbar auf das Turbinengehäuse 1 aufgebracht sein, oder zunächst separat hergestellt und anschließend am Turbinengehäuse 1 befestigt werden. Bei einer nachträglichen Befestigung des Stutzens 2 am Turbinengehäuse 1 kann die Befestigung des Stutzens 2 vorzugsweise stoff- und/oder kraftschlüssig erfolgen. Als stoffschlüssige Verbindung eignet sich hierbei insbesondere ein Schweißverfahren. Eine kraftschlüssige Verbindung kann insbesondere über einen hier nicht näher dargestellten Flansch erfolgen. Das Verhältnis der turbinenachsparallelen Erstreckung a des Stutzens 2 zur Erstreckung b des Stutzens 2 rechtwinklig zur Turbinenachse ist a/b < 0,8, vorzugsweise a/b < 0,6. Hierdurch wird dem Erfordernis Rechnung getragen, einerseits das Turbinengehäuse 1 in axialer Richtung möglichst kurz zu bauen und andererseits dem Strömungsfluid genügend Fläche zum Einströmen in das Turbinengehäuse 1 zu geben. Die dem Turbinengehäuse 1 abgewandte Seite des Stutzens kann insbesondere zum Anschluss von Zuleitungen als kreisrunde Form ausgebildet werden. Das additive Herstellverfahren des Stutzens 2 ermöglicht dabei eine vollkommende Variabilität sowohl in Form als auch in Größe des Stutzens 2. Ein weiterer Vorteil des additiven Herstellungsverfahrens liegt darin, dass die verwendeten Werkstoffe variieren können und entsprechend den Anforderungen ausgewählt werden können. Zudem ist eine ortsabhängige Werkstoffdicke des Stutzens 2 realisierbar. 1 shows a turbine housing 1 , For example, a steam turbine housing, with a nozzle 2 through which a fluid flow through a cutout 3 in the turbine housing 1 in the turbine housing 1 can flow in. The stub 2 is in the area of the clipping 3 designed such that the turbinesachsparallel extent a of the nozzle 2 , smaller than the extension b of the neck 2 perpendicular to the turbine axis 4 , The stub 2 is formed by an additive manufacturing process. Depending on the selected additive manufacturing process, the nozzle can directly on the turbine housing 1 be applied, or initially prepared separately and then on the turbine housing 1 be attached. In a subsequent attachment of the nozzle 2 at the turbine housing 1 can be the attachment of the neck 2 preferably made material and / or non-positive. In particular, a welding process is suitable as a cohesive connection. A frictional connection can be made in particular via a flange not shown here. The ratio of the turbine-parallel extension a of the nozzle 2 to the extension b of the neck 2 perpendicular to the turbine axis is a / b <0.8, preferably a / b <0.6. As a result, the requirement is taken into account, on the one hand, the turbine housing 1 to build as short as possible in the axial direction and on the other hand the flow fluid enough surface to flow into the turbine housing 1 to give. The turbine housing 1 opposite side of the nozzle can be formed in particular for connection of leads as a circular shape. The additive manufacturing process of the nozzle 2 allows a perfect variability both in shape and size of the nozzle 2 , Another advantage of the additive manufacturing method is that the materials used can vary and can be selected according to the requirements. In addition, a location-dependent material thickness of the nozzle 2 realizable.

Eine entsprechende Form eines Stutzens 2 ist insbesondere aus 2 erkennbar. Der Stutzen 2 ist im unteren, dem Turbinengehäuse 2 zugewandten Bereich so ausgebildet, dass die Projektionsfläche des Ausschnitts im Wesentlichen eine rechtwinklige Fläche ist. Im dem Turbinengehäuse 2 abgewandten Bereich ist der Stutzen 2 hingegen im Wesentlichen kreisförmigen ausgebildet, so dass die Zuleitungen welche in der Regel einen runden Querschnitt aufweisen, leicht an den Stutzen 2 anschließbar sind. Der Ausschnitt im Turbinengehäuse 1 kann vollkommen digitalisiert/ automatisiert werden und beispielsweise durch Laser- oder Wasserstrahlschneiden ausgebildet werden. Auch das Ausbilden des Stutzens 2 mittels additiven Herstellverfahren kann vollkommen digitalisiert/automatisiert erfolgen. Hierdurch verkürzen sich die Herstellungszeiten und die Herstellungskosten deutlich.A corresponding form of a neck 2 is in particular out 2 recognizable. The stub 2 is in the lower, the turbine housing 2 facing region formed so that the projection surface of the cutout is substantially a rectangular surface. In the turbine housing 2 remote area is the nozzle 2 however, formed substantially circular, so that the supply lines which generally have a round cross-section, easily to the nozzle 2 can be connected. The cutout in the turbine housing 1 can be fully digitized / automated and formed for example by laser or water jet cutting. Also the forming of the neck 2 By means of additive manufacturing processes can be completely digitized / automated. This significantly reduces the production times and the production costs.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Turbinengehäuses 1 mit Stutzen 2 liegt darin, dass das Turbinengehäuse 1 weitgehend als Standardteil hergestellt werden kann und die entsprechenden Ausschnitte individuell eingebracht werden können. Das Ausbilden des Stutzens 2 um die Ausschnitte erfolgt anschließend ebenfalls vollständig individuell mittels additiven Herstellverfahrens. Form und Größe des Stutzens 2 sind dabei im Wesentlichen frei wählbar, ebenso der zu verwendende Werkstoff, der lediglich passen zu den Anforderungen ausgewählt werden muss. Neben den rein technischen Gesichtspunkten bietet das Turbinengehäuse 1 mit Stutzen 2, welcher durch ein additives Herstellverfahren ausgebildet ist, auch optische Vorteile, da ein solches Turbinengehäuse mit Stutzen eine äußerst ansprechende Optik analog zu einer Gussausführung aufweist.A significant advantage of the turbine housing according to the invention 1 with neck 2 lies in the fact that the turbine housing 1 can be largely manufactured as a standard part and the corresponding cutouts can be introduced individually. The forming of the neck 2 The cut-outs are then also completely individual by means of an additive manufacturing process. Shape and size of the neck 2 are essentially freely selectable, as well as the material to be used, which only needs to be selected to suit the requirements. In addition to the purely technical aspects offers the turbine housing 1 with neck 2 , which is formed by an additive manufacturing process, also optical advantages, since such a turbine housing with nozzle has a very attractive appearance analogous to a cast execution.

Claims (11)

Turbinengehäuse (1) mit einem Stutzen (2), durch welchen ein Strömungsfluid durch einen Ausschnitt (3) im Turbinengehäuse (1) in das Turbinengehäuse (1) einströmen kann, wobei der Stutzen (2) im Bereich des Ausschnitts (3) derart ausgebildet ist, dass die turbinenachsparallele Erstreckung (a) des Stutzens (2), kleiner ist als die Erstreckung (b) des Stutzens (2), rechtwinklig zur Turbinenachse, dadurch gekennzeichnet, dass der Stutzen (2) durch ein additives Herstellungsverfahren ausgebildet ist.Turbine housing (1) with a nozzle (2) through which a flow fluid can flow through a cutout (3) in the turbine housing (1) in the turbine housing (1), wherein the nozzle (2) in the region of the cutout (3) formed in that the turbine-axially parallel extension (a) of the nozzle (2) is smaller than the extension (b) of the nozzle (2), perpendicular to the turbine axis, characterized in that the nozzle (2) is formed by an additive manufacturing process. Turbinengehäuse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der turbinenachsparallele Erstreckung a des Stutzens (2) zur Erstreckung b des Stutzens (2) rechtwinklig zur Turbinenachse a/b < 0,8 vorzugsweise a/b < 0,6 ist.Turbine housing (1) after Claim 1 , characterized in that the ratio of the turbine after-axis extension a of the nozzle (2) to the extension b of the nozzle (2) at right angles to the turbine axis a / b <0.8, preferably a / b <0.6. Turbinengehäuse (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsfläche des Ausschnitts (3) im Wesentlichen eine Rechteckfläche ist.Turbine housing (1) after Claim 1 or 2 , characterized in that the projection surface of the cutout (3) is substantially a rectangular area. Verfahren zum Herstellen eines Turbinengehäuses (1) mit Stutzen (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: - Herstellen des Turbinengehäuses (1) ohne Ausschnitt (3) ; - Einbringen eines Ausschnitts (3) in das Turbinengehäuse (1); - Ausbilden des Stutzens (2) um den Ausschnitt (3) im Turbinengehäuse (1) mittels eines additiven Fertigungsverfahrens.Method for producing a turbine housing (1) with connecting piece (2) according to one of the preceding claims, characterized by the following method steps: - producing the turbine housing (1) without a cutout (3); - Introducing a cutout (3) in the turbine housing (1); - Forming the nozzle (2) around the cutout (3) in the turbine housing (1) by means of an additive manufacturing process. Verfahren zum Herstellen eines Turbinengehäuses (1) mit Stutzen (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: - Herstellen des Turbinengehäuses (1) mit einem Ausschnitt (3); - Erweitern des Ausschnitts (3) im Turbinengehäuse (1) auf das Endmaß; - Ausbilden des Stutzens (2) um den Ausschnitt (3) im Turbinengehäuse (1) mittels additiven Fertigungsverfahrens.Method for producing a turbine housing (1) with connection piece (2) according to one of the Claims 1 to 3 characterized by the following method steps: - producing the turbine housing (1) with a cutout (3); - Extending the cutout (3) in the turbine housing (1) to the final dimension; - Forming the nozzle (2) to the cutout (3) in the turbine housing (1) by means of additive manufacturing process. Verfahren zum Herstellen eines Turbinengehäuse (1)s mit Stutzen (2) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausschneiden/ Erweitern des Ausschnitts (3) basierend auf 3D-Geometriedaten erfolgt.Method for producing a turbine housing (1) s with connecting pieces (2) according to one of the Claims 4 or 5 , characterized in that the cutting / extending of the section (3) is based on 3D geometry data. Verfahren zum Herstellen eines Turbinengehäuses (1) mit Stutzen (2) nach Anspruche 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausschneiden/ Erweitern des Ausschnitts (3) automatisiert erfolgt.Method for producing a turbine housing (1) with connection (2) according to Claims 6 , characterized in that the cutting / widening of the cutout (3) takes place automatically. Verfahren zum Herstellen eines Turbinengehäuses (1) mit Stutzen (2) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausschneiden/ Erweitern des Ausschnitts (3) mittels Laserstrahl- oder Wasserstrahlschneiden erfolgt.Method for producing a turbine housing (1) with connection piece (2) according to one of the Claims 4 to 7 , characterized in that the cutting / widening of the cutout (3) by means of laser beam or water jet cutting takes place. Verfahren zum Herstellen eines Turbinengehäuses (1) mit Stutzen (2) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stutzen (2) unmittelbar mittels einem additiven Herstellungsverfahrens auf das Turbinengehäuse (1) aufgebracht wird.Method for producing a turbine housing (1) with connection piece (2) according to one of the Claims 4 to 8th , characterized in that the nozzle (2) is applied directly to the turbine housing (1) by means of an additive manufacturing process. Verfahren zum Herstellen eines Turbinengehäuses (1) mit Stutzen (2) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stutzen (2) separat mittels einem additiven Herstellungsverfahrens hergestellt und anschließend der Stutzen (2) am Turbinengehäuse (1) befestigt wird.Method for producing a turbine housing (1) with connection piece (2) according to one of the Claims 4 to 8th , characterized in that the nozzle (2) is manufactured separately by means of an additive manufacturing method and then the nozzle (2) on the turbine housing (1) is attached. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stutzen (2) stoff- oder kraftschlüssig am Turbinengehäuse (1) befestigt wird.Method according to Claim 10 , characterized in that the connecting piece (2) is fastened to the turbine housing (1) in a material or force fit manner.
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