EP2805023A1 - Turbine blade and associated method for producing a turbine blade - Google Patents
Turbine blade and associated method for producing a turbine bladeInfo
- Publication number
- EP2805023A1 EP2805023A1 EP13713842.6A EP13713842A EP2805023A1 EP 2805023 A1 EP2805023 A1 EP 2805023A1 EP 13713842 A EP13713842 A EP 13713842A EP 2805023 A1 EP2805023 A1 EP 2805023A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- platform
- turbine blade
- frame
- blade
- platform frame
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/14—Form or construction
- F01D5/18—Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/14—Form or construction
- F01D5/147—Construction, i.e. structural features, e.g. of weight-saving hollow blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/005—Sealing means between non relatively rotating elements
- F01D11/006—Sealing the gap between rotor blades or blades and rotor
- F01D11/008—Sealing the gap between rotor blades or blades and rotor by spacer elements between the blades, e.g. independent interblade platforms
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/80—Platforms for stationary or moving blades
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49316—Impeller making
- Y10T29/49336—Blade making
- Y10T29/49339—Hollow blade
Definitions
- the invention relates to a turbine blade having a buildin ⁇ actuating portion, a platform for defining a Strö ⁇ mung channel and a blade, which follow one another along a longitudinal axis of the turbine blade.
- the width ⁇ ren the invention relates to a method for manufacturing a turbine blade comprising the step of: preparing a mo ⁇ nolithischen Rumpfschaufei comprising fastening portion an airfoil, a platform for defining a flow channel and a loading.
- Turbine blades and methods of making turbine blades are known in a variety of ways from the extensive prior art. For example, turbine blades for gas turbines are often in one
- turbine blades used in stationary turbomachinery are subject to a variety of loads during operation of the turbomachinery which cause the turbine blades to age and wear down in both predictable and unpredictable ways.
- both low-cycle and higher cyclic fatigue loads as well as thermo-mechanical loading ⁇ loads occur.
- turbine blades are to be protected from oxidation and creep.
- the aforementioned charge loading meet particular the hot gas or superheated steam immediacy ⁇ bar exposed surfaces and components of the turbine blades.
- turbine blades are also exposed to so-called “bearing loads” and "friction loads”.
- the material of integral turbine blades must be selected so that, if possible, a large number, if not all, loads are absorbed by the material without premature aging or premature end-of-life of the turbine blade being achieved.
- the thermal load and in terms of stress corrosion example it is known to equip Turbi ⁇ nenschaufeln of gas turbines with a layer system, which protects the material from corrosion as well as both prior to an excessive heat input.
- Blade with two platform halves which are arranged on both sides of a blade.
- a positive connection is provided, wherein the ⁇ at the platform halves are pinned together.
- the attachment of the platforms is classified as unsafe.
- An equally half division of platforms is disclosed by EP 1 905 950 AI and US 4,019,832 AI.
- WO 2000/057032 A1 discloses a single platform element between two directly adjacent blades of a rotor blade ring. Here, the assembly of the components on the rotor appears to be disadvantageous.
- the object of the invention is to provide a turbine blade with a mounting portion, a platform for defining a flow channel and an airfoil, which follow one another along a longitudinal axis of the turbine blade aufein ⁇ , which turbine blade is Wegaufarbeitbar with very little effort.
- Another object of the invention is to provide a method of manufacturing turbine blades.
- the invention is based on the finding that, in particular in the case of operationally required turbine blades, flaws caused by oxidation can also occur at the outer edge of the platform. These oxidation problems occur, in particular, when the thermal insulation layer, which is often provided there, locally flakes off. Such findings can lead to an increased operating risk in the turbine blade, which is why such turbine blades are replaced or processed.
- the reprocessing of the turbine blade has been comparatively expensive.
- the work-up rate i. the proportion of recycled blades that actually continue to qualify for use in the turbomachinery after reprocessing is likely to be low.
- Platform part and an outer platform part wherein the outer platform part is formed as a the outer edge of the inner platform part encompassing endless platform frame.
- the platform frame is thus endlessly circulating and one-piece - it could also be called closed.
- the invention does not attempt to provide a construction for mo- lar turbine blades, and therefore preferably the überströmbare from the hot gas surface of the inner platforms is substantially larger than the molding flowable from the hot gas via ⁇ surface of the platform frame.
- the flaws specified above near the edge of the platform must be removed by setting back the edge of the platform, for example by milling or grinding.
- the platform edge along the entire circulation is reset so as to produce a monolithic Rumpfschaufei whose platform as the inner part of the platform to be manufactured turbo binenschaufel a contact surface for a platform frame ⁇ be riding up. After attaching an endless platform frame to the inner platform portion, the turbine bucket thus produced then has a platform whose dimensions correspond to the original turbine bucket.
- Rumpfschaufei an airfoil, a platform and a Fixed To ⁇ constriction portion is provided in a monolithic embodiment comprising first.
- the monolithic Rumpfschaufei can be made on conven ⁇ tionellem way by casting and beispiels- as well as monocrystalline or directionally solidified.
- the platform edge of the fuselage bucket is possibly still to be brought along the entire circulation by slight grinding or milling to the predetermined, ex ⁇ tected measure to the inner platform portion of the turbine blade with a dimensionally bearing surface for the platform ⁇ form frame provide.
- the turbine blade is then produced as a new component.
- the platform frame may have different shapes in cross section. However, preferred are such forms, the make a positive connection with the edge of the inner platform part.
- the cross-sectional shape may be diamond-shaped or C-shaped.
- the edge of the inner platform part is always designed corresponding to the cross-sectional shape.
- a particular advantage of the turbine blade according to the invention and of the method that in particular two, can also be used under ⁇ Kunststofferie materials for the Rumpfschaufei and for the platform frame.
- ⁇ Kunststofferie materials for the Rumpfschaufei and for the platform frame.
- a further advantage of the turbine blade according to the invention is the higher precision with regard to the external dimensions of the platform, since these can be produced more easily when producing the platform frame than when casting a purely monolithic turbine blade.
- Different methods can be used for permanently connecting the platform frame to the fuselage bucket. Since the platform frame is designed as an endless frame, it is preferable to shrink the platform frame to the peripheral edge of the inner platform part. Prior to shrinking, the platform frame may be heated and / or the hull blast chilled. After assembly of platform frame and fuselage bucket and a subsequent temperature adjustment of the platform frame then sits firmly on the peripheral edge of the inner platform part. Soldering and welding - selectively as well as along the connecting line from the edge of the inner platform part and platform ⁇ frame - are possible. According to a first advantageous development of the
- Platform frame surface on the inner platform part wherein the contact surface at least partially with the longitudinal axis forms an angle which is greater than 0 ° and smaller than 90 °.
- Such an arrangement prevents at least in one direction a parallel displacement of the platform frame along the longitudinal axis, which is particularly advantageous when using the invention on turbine blades.
- the force acting on the platform frame during operation of the turbomachine centrifugal force is also transmitted by positive engagement due to the inclined with respect to the longitudinal axis contact surface ⁇ in the platform part. This ver ⁇ prevents reliably the loss of the platform frame due to the centrifugal force.
- the angle is a size between 15 ° and 35 °, for example, the angle is 20 °. According to a second advantageous embodiment of the
- Platform frame on at least one laterally outwardly facing surface on a slot for receiving a sealing element.
- the turbine blade can be designed both as Leit ⁇ blade or as a blade.
- the turbine blade with the inner platform part and the outer platform part in the form of the endless platform frame enclosing the inner platform part can also be used in high-temperature applications, it is advantageous if the inner platform part and the platform frame are coated in a coating process.
- a seamless protective coating will be applied to both ⁇ platform parts.
- FIG. 1 is a perspective view of the side view of a turbine blade according to the invention
- FIG. 2 is a perspective view of the plan view of a platform frame
- Figure 4 shows a section of the corner of a platform of
- FIG. 1 shows a perspective view of a turbine blade 10.
- the turbine blade 10 is designed as a rotor blade. However, it could be designed as a guide vane forms ⁇ .
- the turbine blade 10 comprises along its longitudinal axis 12 in immediate succession a Fixed To ⁇ constriction portion 14, a platform 16 and an airfoil 18.
- the attachment portion 14 is contoured in a typical run ⁇ shovel manner the manner of a fir tree profile.
- Guide vanes for turbines, instead of the fir-tree-shaped attachment portion 14 mostly a plurality of hooks, which are inserted into a not shown guide vane carrier of the turbomachine.
- the attachment portion 14 merges into the platform 16.
- the platform 16 has an upwardly pointing platform surface 20 on which the blade 18 settles.
- the platform 16 comprises an inner platform part 22 - in radial relation to the longitudinal axis 12 and an outer platform part 24, wherein the outer platform ⁇ part 24 is formed as a the outer edge 26 of the inner platform part 22 encompassing endless platform frame 28.
- both attachment portion 14, the inner platform portion 22 and the blade 18 are monolithic - so one piece - keptbil ⁇ det. This monolithic unit is also referred to as fuselage hoop 19.
- the surface of the inner platform part 22 that can be overflowed by the hot gas is substantially larger than the area of the platform frame 28 that can be overflowed by the hot gas.
- the turbine blade 10 can be designed to be internally cooled in any desired manner with the aid of a cooling medium. Also film ⁇ cool openings and trailing edge openings for the coolant can be provided. Of course, the turbine blade can also be uncooled.
- FIG. 2 shows a perspective view of the platform frame 28.
- the platform frame 28 includes two parallel longitudinal struts 30 and two mutually parallel Quer ⁇ struts 32.
- the platform frame 28 may be made of a different material than the material shown in Figure 1
- the platform frame 28 may also be made of the same material.
- the platform frame may also be made by welding the longitudinal struts 30 to the cross struts 32. It can also be cast or milled from solid.
- FIG. 3 shows a section through the turbine blade 10 along the longitudinal axis 12.
- turbine blade of the attachment portion of Figure 3 is not Tannenbaumförmig formed, but dovetailed.
- FIG. 3 shows the platform frame 28 during assembly on the fuselage boom 19, shortly before the platform frame 28 reaches its final assembly position.
- the platform frame 28 has a diamond shape in cross section. Other shapes are possible.
- Each strut 30, 32 of the platform frame 28 has an inwardly facing first abutment surface 34 and a second on ⁇ bearing surface 36.
- the outer edge 26 of the inner ren platform part 22 has a laterally outwardly facing first abutment surface 38 and a second abutment surface 40.
- first contact surfaces and second contact surfaces are inclined differently with respect to the longitudinal axis 12.
- the first contact surface is aligned in the transverse ⁇ section parallel to the longitudinal axis 12.
- the second contact surface is inclined in cross-section at an acute angle relative to the longitudinal axis 12. This exporting ⁇ approximate shape prevented by form-fit disengagement of the platform frame 28 from the Rumpfschaufei 19 at the door ⁇ binenschaufel 10 acting centrifugal forces.
- Figure 4 shows a perspective view of a corner of the inner platform part 22 and the platform frame 28 during assembly.
- a slot 44 for receiving a sheet-like sealing element is also shown in Figure 4 on a laterally outwardly facing surface 42 of the platform frame 28.
- the invention thus relates to a turbine blade 10 having a mounting portion 14, a platform 16 and an airfoil 18, which along a longitudinal axis 12th the turbine blade immediately follow each other.
- the platform 16 - in radial relation to the longitudinal axis 12 - an inner platform portion 22 and an outer platform portion 24 includes, wherein the outer platform ⁇ part 24 as a the outer edge 26 of the inner Platform part 22 encompassing endless platform frame 28 is formed.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
The invention relates to a turbine blade (10), comprising a fastening section (14), a platform (16), and a blade (18), which follow one another along a longitudinal axis (12) of the turbine blade (10), wherein the platform (16) - in radial relation to the longitudinal axis (12) - comprises an inner platform part (22) and an outer platform part (24), wherein the outer platform part (24) is designed as a closed platform frame (28) that encloses the outer edge (26) of the inner platform part (22). The invention further relates to an associated method for producing a turbine blade.
Description
Beschreibung description
TURBINENSCHAUFEL SOWIE ZUGEHÖRIGES VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINER TURBINENSCHAUFEL TURBINE BUCKET AND ASSOCIATED METHOD FOR PRODUCING A TURBINE BUCKET
Die Erfindung betrifft eine Turbinenschaufel mit einem Befes¬ tigungsabschnitt, einer Plattform zur Begrenzung eines Strö¬ mungskanals und einem Schaufelblatt, welche entlang einer Längsachse der Turbinenschaufel aufeinanderfolgen. Des Weite¬ ren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Turbinenschaufel umfassend den Schritt: Herstellen einer mo¬ nolithischen Rumpfschaufei umfassend ein Schaufelblatt, eine Plattform zur Begrenzung eines Strömungskanals und einen Be- festigungsabschnitt . The invention relates to a turbine blade having a buildin ¬ actuating portion, a platform for defining a Strö ¬ mung channel and a blade, which follow one another along a longitudinal axis of the turbine blade. The width ¬ ren, the invention relates to a method for manufacturing a turbine blade comprising the step of: preparing a mo ¬ nolithischen Rumpfschaufei comprising fastening portion an airfoil, a platform for defining a flow channel and a loading.
Turbinenschaufeln und Verfahren zum Herstellen von Turbinenschaufel sind aus dem umfangreich vorhandenen Stand der Technik in vielfältiger Art und Weise bekannt. Beispielsweise werden Turbinenschaufeln für Gasturbinen häufig in einemTurbine blades and methods of making turbine blades are known in a variety of ways from the extensive prior art. For example, turbine blades for gas turbines are often in one
Gießverfahren hergestellt. Beim Gießen werden gleichzeitig Schaufelfuß, Plattform und Schaufelblatt aus dem Gießmaterial geformt, so dass derartige Turbinenschaufeln einstückig sind. Anschließend werden die dem Heißgas der Turbine ausgesetzten Flächen - also Plattform und Schaufelblatt - noch mit einer Korrosionsschutzschicht und einer Wärmeschutzschicht verse¬ hen, um die Lebensdauer der Turbinenschaufel zu erhöhen. Die gegossenen Turbinenschaufeln sind zumeist auch hohl ausgebildet, damit im Inneren ein Mittel zur Kühlung des Schaufelma- terials strömen kann. Turbinenschaufeln von Dampfmaschinen werden zumeist aus dem Vollen gefräst oder sind geschmiedet. Casting produced. During casting, the blade root, platform and blade are formed from the casting material at the same time, so that such turbine blades are in one piece. Subsequently, the surfaces exposed to the hot gas of the turbine - that is to say platform and blade - are provided with a corrosion protection layer and a thermal protection layer in order to increase the service life of the turbine blade. The cast turbine blades are usually also hollow, so that a means for cooling the blade material can flow inside. Turbine blades of steam engines are mostly milled from solid or forged.
Die in stationären Turbomaschinen eingesetzten Turbinenschaufeln unterliegen beim Betrieb der Turbomaschine einer Viel- zahl von Belastungen, die die Turbinenschaufeln sowohl in vorhersehbarer als auch in nicht vorhersehbarer Art und Weise altern und abnutzen lassen.
Im Detail treten sowohl niederzyklische als auch höher zyklische Ermüdungsbelastungen sowie auch thermo-mechanische Be¬ lastungen auf. Auch sind Turbinenschaufeln vor Oxidation und vor Kriechen zu schützen. Die vorgenannten Belastungen be- treffen insbesondere die dem Heißgas oder Heißdampf unmittel¬ bar ausgesetzten Oberflächen und Bestandteile der Turbinenschaufeln. Befestigungsseitig sind Turbinenschaufeln zudem noch sogenannten "Auflagerbelastungen" und "Reibbelastungen" ausgesetzt. Im Lichte dieser unterschiedlichen Belastungen und Anforderungen muss das Material von einstückigen Turbinenschaufeln so gewählt sein, dass nach Möglichkeit eine Vielzahl, wenn nicht sogar alle Belastungen vom Material aufgenommen werden, ohne dass eine vorzeitige Alterung oder ein vorzeitiges Lebensdauerende der Turbinenschaufel erreicht wird. Hinsichtlich der thermischen Belastung und hinsichtlich der Korrosionsbelastung ist es beispielsweise bekannt, Turbi¬ nenschaufeln von Gasturbinen mit einem Schichtsystem auszustatten, welches deren Material sowohl vor Korrosion als auch vor einem überhöhten Wärmeeintrag schützt. The turbine blades used in stationary turbomachinery are subject to a variety of loads during operation of the turbomachinery which cause the turbine blades to age and wear down in both predictable and unpredictable ways. In detail, both low-cycle and higher cyclic fatigue loads as well as thermo-mechanical loading ¬ loads occur. Also, turbine blades are to be protected from oxidation and creep. The aforementioned charge loading meet particular the hot gas or superheated steam immediacy ¬ bar exposed surfaces and components of the turbine blades. On the mounting side, turbine blades are also exposed to so-called "bearing loads" and "friction loads". In the light of these varying loads and requirements, the material of integral turbine blades must be selected so that, if possible, a large number, if not all, loads are absorbed by the material without premature aging or premature end-of-life of the turbine blade being achieved. With regard to the thermal load and in terms of stress corrosion example, it is known to equip Turbi ¬ nenschaufeln of gas turbines with a layer system, which protects the material from corrosion as well as both prior to an excessive heat input.
Dennoch können in verschiedenen Bereichen der Turbinenschaufel Verschleißerscheinungen wie Risse auftreten, die den Betrieb der Turbomaschine gefährden. Aus diesem Grund ist es bekannt, Turbinenschaufeln nach einer vorbestimmten Einsatz- zeit auf derartige Defekte hin zu überprüfen und bei Vorlie¬ gen eines derartigen Befundes die betroffenen Turbinenschau¬ feln auszutauschen oder wieder aufzubereiten. Nevertheless, in various areas of the turbine blade wear such as cracks can occur, which jeopardize the operation of the turbomachine. For this reason it is known to inspect turbine blades to a predetermined hardening time upon such defects to and replace the affected turbine acting ¬ feln at Vorlie ¬ gene of such a finding, or reprocessing.
Auch bekannt ist es, Turbinenschaufeln modular auszugestalten und die entsprechenden Module aus denjenigen Materialen herzustellen, die auf ihre lokalen Anforderungen abgestimmt sind. Hier mangelt es häufig jedoch an einer dauerhaften und zuverlässigen Verbindung. Beispielsweise offenbart hierzu die US 4,650,399 AI eineIt is also known to design turbine blades modular and to produce the corresponding modules from those materials that are tailored to their local requirements. Here, however, there is often a lack of a permanent and reliable connection. For example, US 4,650,399 AI discloses a
Laufschaufel mit zwei Plattformhälften, die beidseits eines Schaufelblatts angeordnet sind. Um eine Verschiebung der Plattformhälften entland des Schaufelblattes zu verhindern,
ist eine formschlüssige Verbindung vorgesehen, wobei die bei¬ den Plattformhälften miteinander verstiftet sind. Die Befestigung der Plattformen wird jedoch als unsicher eingestuft. Eine ebenso hälftige Teilung von Plattformen offenbaren die EP 1 905 950 AI und die US 4,019,832 AI. Blade with two platform halves, which are arranged on both sides of a blade. In order to prevent a shift of the platform halves entland the airfoil, a positive connection is provided, wherein the ¬ at the platform halves are pinned together. The attachment of the platforms is classified as unsafe. An equally half division of platforms is disclosed by EP 1 905 950 AI and US 4,019,832 AI.
Anstelle der Plattformhäften der US 4, 650,399 AI offenbart die WO 2000/057032 AI ein einziges Plattformelement zwischen zwei unmittelbar benachtbarten Laufschaufeln eines Laufschau- felkranzes. Hier erscheint die Montage der Bauteile am Rotor nachteilig zu sein. Instead of the platform operations of US Pat. No. 4,650,399 A1, WO 2000/057032 A1 discloses a single platform element between two directly adjacent blades of a rotor blade ring. Here, the assembly of the components on the rotor appears to be disadvantageous.
Weitere Varianten von gebauten Turbinenschaufeln zeigen die US 3,451,654 AI und die US 7,762,781 Bl . In beiden Schriften wird vorgeschlagen, eine einstückige Plattform für Turbinenschaufeln zu verwenden, die eine dem Profil des Schaufel¬ blatts folgende Ausnehmung aufweist. Zur Fertigungstellung der Turbinenschaufeln werden jeweils das plattformlose Schau¬ felblatt durch die Plattform hindurchgesteckt und mittels Zwischenstücken befestigt. Other variants of built turbine blades show the US 3,451,654 AI and US 7,762,781 Bl. In both documents, it is proposed to use a one-piece platform for turbine blades, which has a profile of the blade ¬ blade following recess. The platform loosely show ¬ felblatt be passed through the platform and secured by means of intermediate pieces in each case for the production position of the turbine blades.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Turbinenschaufel mit einem Befestigungsabschnitt, einer Plattform zur Begrenzung eines Strömungskanals und einem Schaufelblatt, welche entlang einer Längsachse der Turbinenschaufel aufein¬ ander folgen, welche Turbinenschaufel mit besonders geringem Aufwand wiederaufarbeitbar ist. Weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zum Herstellen von Turbinenschaufeln. The object of the invention is to provide a turbine blade with a mounting portion, a platform for defining a flow channel and an airfoil, which follow one another along a longitudinal axis of the turbine blade aufein ¬ , which turbine blade is wiederaufarbeitbar with very little effort. Another object of the invention is to provide a method of manufacturing turbine blades.
Die auf die Turbinenschaufel gerichtete Aufgabe wird mit ei¬ ner solchen gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die auf das Verfahren zum Herstellen einer Turbinenschaufel ge- richtete Aufgabe wird mit den Verfahrensschritten gemäß An¬ spruch 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den je¬ weiligen Unteransprüchen angegeben. Dabei sind die Merkmale
der jeweiligen Unteransprüche mit den Merkmalen anderer Unteransprüche ohne Weiteres kombinierbar. Directed onto the turbine blade object is achieved with egg ¬ ner such according to the features of claim 1. On the method of manufacturing a turbine blade directed overall object is achieved with the method steps according to ¬ demanding. 9 Advantageous embodiments are disclosed in the per ¬ weiligen dependent claims. Here are the features the respective dependent claims with the features of other dependent claims readily combinable.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass insbeson- dere bei betriebsbeanspruchten Turbinenschaufeln auch am äußeren Rand der Plattform durch Oxidation verursachte Fehlstellen auftreten können. Diese Oxidationsprobleme treten insbesondere dann auf, wenn die häufig auch dort vorgesehene Wärmedämmschicht lokal abplatzt. Derartige Befunde können bei der Turbinenschaufel zu einem erhöhten Betriebsrisiko führen, weswegen derartige Turbinenschaufeln ausgetauscht oder aufbereitet werden. Die Wiederaufbereitung der Turbinenschaufel ist bisher vergleichsweise aufwendig. Gleichzeitig kann die Aufarbeitungsquote, d.h. der Anteil an wiederaufbereiteten Schaufeln, die sich nach der Wiederaufbereitung tatsächlich weiterhin für den Einsatz in der Turbomaschine qualifizieren, eher gering sein. Um diesen Effekten entgegenzuwirken wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass die Plattform - in radialem Bezug auf eine zentrale Längsachse - ein inneres The invention is based on the finding that, in particular in the case of operationally required turbine blades, flaws caused by oxidation can also occur at the outer edge of the platform. These oxidation problems occur, in particular, when the thermal insulation layer, which is often provided there, locally flakes off. Such findings can lead to an increased operating risk in the turbine blade, which is why such turbine blades are replaced or processed. The reprocessing of the turbine blade has been comparatively expensive. At the same time, the work-up rate, i. the proportion of recycled blades that actually continue to qualify for use in the turbomachinery after reprocessing is likely to be low. To counteract these effects is proposed with the invention that the platform - in relation to a central longitudinal axis - an internal
Plattformteil und ein äußeres Plattformteil umfasst, wobei das äußere Plattformteil als ein den äußeren Rand des inneren Plattformteils umgreifender endloser Plattformrahmen ausgebildet ist. Der Plattformrahmen ist somit endlos umlaufend und einstückig - er könnte auch als geschlossen bezeichnet werden. Platform part and an outer platform part, wherein the outer platform part is formed as a the outer edge of the inner platform part encompassing endless platform frame. The platform frame is thus endlessly circulating and one-piece - it could also be called closed.
Dabei versucht die Erfindung nicht eine Konstruktion für mo- dulare Turbinenschaufeln bereitzustellen, weswegen vorzugsweise die vom Heißgas überströmbare Fläche des inneren Platt- formteils wesentlich größer ist als die vom Heißgas über¬ strömbare Fläche des Plattformrahmens. The invention does not attempt to provide a construction for mo- lar turbine blades, and therefore preferably the überströmbare from the hot gas surface of the inner platforms is substantially larger than the molding flowable from the hot gas via ¬ surface of the platform frame.
Sofern eine betriebsbeanspruchte Turbinenschaufel im Bereich des Plattformrands aufzuarbeiten ist, sind die weiter oben angegebenen Fehlstellen in der Nähe des Plattformrands zu entfernen, indem der Rand der Plattform beispielsweise durch Fräsen oder Schleifen zurückgesetzt wird. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass beim Zurücksetzen des Plattformrands
nicht nur die lokale Fehlstelle entfernt wird. Vielmehr wird der Plattformrand entlang des gesamten Umlaufs zurückgesetzt, um so eine monolithische Rumpfschaufei herzustellen, deren Plattform als inneres Plattformteil der herzustellenden Tur- binenschaufel eine Anlagefläche für einen Plattformrahmen be¬ reitstellt. Nach dem Anbringen eines endlosen Plattformrahmens an dem inneren Plattformteil weist die so hergestellte Turbinenschaufel dann eine Plattform auf, deren Abmaße der ursprünglichen Turbinenschaufel entsprechen. If an operationally-loaded turbine blade is to be worked up in the region of the edge of the platform, the flaws specified above near the edge of the platform must be removed by setting back the edge of the platform, for example by milling or grinding. According to the invention it is provided that when resetting the platform edge not just the local flaw is removed. Rather, the platform edge along the entire circulation is reset so as to produce a monolithic Rumpfschaufei whose platform as the inner part of the platform to be manufactured turbo binenschaufel a contact surface for a platform frame ¬ be riding up. After attaching an endless platform frame to the inner platform portion, the turbine bucket thus produced then has a platform whose dimensions correspond to the original turbine bucket.
Zwar wird bei diesem Verfahren auch nicht beeinträchtiges bzw. beschädigtes Schaufelmaterial entfernt. Dies hat jedoch den Vorteil, dass die Wiederaufbereitung nicht individuell - also in Abhängigkeit der defekten Stelle - durchgeführt wer- den muss, sondern automatisiert ablaufen kann. Dies reduziert den Aufwand zur Wiederaufarbeitung und die Ausschussrate. Although not impaired or damaged blade material is removed in this process. However, this has the advantage that the reprocessing does not have to be carried out individually - that is, depending on the defective point - but can be carried out automatically. This reduces the effort for reprocessing and the reject rate.
Selbstverständlich lassen sich nach dem Verfahren auch neue Bauteile, also nicht durch Betrieb beanspruchte Turbinen- schaufeln herstellen, indem zuerst eine sog. Rumpfschaufei umfassend ein Schaufelblatt, eine Plattform und ein Befesti¬ gungsabschnitt in monolithischer Ausführungsform bereitgestellt wird. Die monolithische Rumpfschaufei kann auf konven¬ tionellem Wege im Gießverfahren hergestellt und beispiels- weise auch einkristallin oder gerichtet erstarrt sein. Nach dem Herstellen der Rumpfschaufei ist der Plattformrand der Rumpfschaufei ggf. noch entlang des gesamten Umlaufs durch geringfügiges Schleifen oder Fräsen auf das vorbestimmte, ex¬ akte Maß zu bringen, um das innere Plattformteil der Turbi- nenschaufel mit einer maßhaltigen Anlagefläche für den Platt¬ formrahmen bereitzustellen. Vor, während oder danach ist der Plattformrahmen als zumeist rechteckiges Gebilde herzustel¬ len. Nach dem Anbringen bzw. der Montage des Plattformrahmens an dem maßhaltigen Rand des inneren Plattformteils ist dann die Turbinenschaufel als Neubauteil hergestellt. Naturally it is possible by the method also new components that produce shovel thus not occupied by the turbine operation by a so-called. Rumpfschaufei an airfoil, a platform and a Fixed To ¬ constriction portion is provided in a monolithic embodiment comprising first. The monolithic Rumpfschaufei can be made on conven ¬ tionellem way by casting and beispiels- as well as monocrystalline or directionally solidified. After making the fuselage bucket, the platform edge of the fuselage bucket is possibly still to be brought along the entire circulation by slight grinding or milling to the predetermined, ex ¬ tected measure to the inner platform portion of the turbine blade with a dimensionally bearing surface for the platform ¬ form frame provide. Before, during or after the platform frame as mostly rectangular structure is herzustel ¬ len. After attaching or mounting the platform frame to the dimensionally stable edge of the inner platform part, the turbine blade is then produced as a new component.
Der Plattformrahmen kann im Querschnitt unterschiedliche Formen aufweisen. Bevorzugt sind jedoch derartige Formen, die
einen Formschluss mit dem Rand des inneren Plattformteils herbeiführen. Beispielweise kann die Querschnittform rautenförmig oder C-förmig ausgebildet sein. Der Rand des inneren Plattformteils ist dabei stets korrespondierend zur Quer- schnittsform ausgeführt. The platform frame may have different shapes in cross section. However, preferred are such forms, the make a positive connection with the edge of the inner platform part. For example, the cross-sectional shape may be diamond-shaped or C-shaped. The edge of the inner platform part is always designed corresponding to the cross-sectional shape.
Besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Turbinenschaufel und auch des Verfahrens ist, dass insbesondere auch zwei unter¬ schiedliche Materialien für die Rumpfschaufei und für den Plattformrahmen verwendet werden können. So kann zusätzlich auf die unterschiedlichen lokalen Belastungen Rücksicht genommen werden, was ggf. zu einer verlängerten Lebensdauer der Turbinenschaufel führt. A particular advantage of the turbine blade according to the invention and of the method that in particular two, can also be used under ¬ schiedliche materials for the Rumpfschaufei and for the platform frame. Thus, in addition to the different local loads consideration be taken, which possibly leads to an extended life of the turbine blade.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Turbinenschaufel ist die höhere Präzision hinsichtlich der äußeren Abmaße der Plattform, da diese beim Herstellen des Plattformrahmens sich einfacher herbeiführen lassen als beim Gießen einer rein monolithischen Turbinenschaufel. A further advantage of the turbine blade according to the invention is the higher precision with regard to the external dimensions of the platform, since these can be produced more easily when producing the platform frame than when casting a purely monolithic turbine blade.
Zum dauerhaften Verbinden des Plattformrahmens mit der Rumpfschaufel sind unterschiedliche Verfahren einsetzbar. Da der Plattformrahmen als endloser Rahmen ausgestaltet ist, bietet sich vorzugsweise das Aufschrumpfen des Plattformrahmens auf den umlaufenden Rand des inneren Plattformteils an. Vor dem Aufschrumpfen kann der Plattformrahmen erhitzt und/oder die Rumpfschaufei abgekühlt werden. Nach dem Zusammensetzen von Plattformrahmen und Rumpfschaufei und einer sich anschließenden Temperaturangleichung sitzt der Plattformrahmen dann fest an dem umlaufenden Rand des inneren Plattformteils. Auch Löten und Schweißen - punktuell als auch entlang der Verbindungslinie vom Rand des inneren Plattformteils und Plattform¬ rahmen - sind möglich. Gemäß einer ersten vorteilhaften Weiterbildung liegt derDifferent methods can be used for permanently connecting the platform frame to the fuselage bucket. Since the platform frame is designed as an endless frame, it is preferable to shrink the platform frame to the peripheral edge of the inner platform part. Prior to shrinking, the platform frame may be heated and / or the hull blast chilled. After assembly of platform frame and fuselage bucket and a subsequent temperature adjustment of the platform frame then sits firmly on the peripheral edge of the inner platform part. Soldering and welding - selectively as well as along the connecting line from the edge of the inner platform part and platform ¬ frame - are possible. According to a first advantageous development of the
Plattformrahmen flächig an dem inneren Plattformteil an, wobei die Kontaktfläche zumindest teilweise mit der Längsachse einen Winkel einschließt, welcher größer als 0° und kleiner
als 90° ist. Eine derartige Anordnung verhindert zumindest in einer Richtung eine Parallelverschiebung des Plattformrahmens entlang der Längsachse, was insbesondere bei der Verwendung der Erfindung an Turbinenlaufschaufeln von Vorteil ist. In diesem Fall wird die während des Betriebs der Turbomaschine auf den Plattformrahmen einwirkende Fliehkraft auch durch Formschluss aufgrund der in Bezug auf die Längsachse geneig¬ ten Kontaktfläche in das Plattformteil übertragen. Dies ver¬ hindert zuverlässig den Verlust des Plattformrahmens aufgrund der Fliehkraft. Platform frame surface on the inner platform part, wherein the contact surface at least partially with the longitudinal axis forms an angle which is greater than 0 ° and smaller than 90 °. Such an arrangement prevents at least in one direction a parallel displacement of the platform frame along the longitudinal axis, which is particularly advantageous when using the invention on turbine blades. In this case, the force acting on the platform frame during operation of the turbomachine centrifugal force is also transmitted by positive engagement due to the inclined with respect to the longitudinal axis contact surface ¬ in the platform part. This ver ¬ prevents reliably the loss of the platform frame due to the centrifugal force.
Vorzugsweise beträgt der Winkel eine Größe zwischen 15° und 35°, beispielsweise liegt der Winkel bei 20°. Gemäß einer zweiten vorteilhaften Weiterbildung weist derPreferably, the angle is a size between 15 ° and 35 °, for example, the angle is 20 °. According to a second advantageous embodiment of the
Plattformrahmen an zumindest einer seitlich nach außen weisenden Fläche einen Schlitz zur Aufnahme eines Dichtelements auf. Eine derartige Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass bei Verschleiß von im Plattformrand vorhandenen Schlitzen aufgrund der darin sitzenden blechförmigen Dichtelemente mit der nunmehr bereitgestellten Erfindung eine einfache und zuverlässige Möglichkeit besteht, auch derartige betriebsbean¬ spruchte Turbinenschaufeln wieder aufzuarbeiten. Zudem lassen sich derartige Schlitze kostengünstiger herstellen als bei rein monolithischen Turbinenschaufeln. Platform frame on at least one laterally outwardly facing surface on a slot for receiving a sealing element. Such an embodiment has the advantage that when worn by existing in the platform edge slots due to the seated therein sheet-shaped sealing elements with the now provided invention is a simple and reliable way to work up such betriebsbean ¬ blown turbine blades again. In addition, such slots can be produced more cost-effectively than with purely monolithic turbine blades.
Zweckmäßigerweise kann die Turbinenschaufel sowohl als Leit¬ schaufel oder als Laufschaufel ausgebildet sein. Damit die Turbinenschaufel mit dem inneren Plattformteil und dem äußeren Plattformteil in Form des das innere Plattformteil umgreifenden endlosen Plattformrahmens auch bei Hochtemperaturanwendungen eingesetzt werden kann, ist es von Vorteil, wenn der innere Plattformteil und der Plattformrahmen in einem Beschichtungsvorgang beschichtet werden. Somit kann eine nahtlose Schutzschicht auf beide Plattformteile aufge¬ bracht werden.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind in der Figu¬ renbeschreibung angegeben. Es zeigen: Conveniently, the turbine blade can be designed both as Leit ¬ blade or as a blade. In order that the turbine blade with the inner platform part and the outer platform part in the form of the endless platform frame enclosing the inner platform part can also be used in high-temperature applications, it is advantageous if the inner platform part and the platform frame are coated in a coating process. Thus, a seamless protective coating will be applied to both ¬ platform parts. Further advantages and features of the invention are given in Figu ¬ renbeschreibung. Show it:
Figur 1 in perspektivischer Darstellung die Seitenansicht auf eine erfindungsgemäße Turbinenschaufel, FIG. 1 is a perspective view of the side view of a turbine blade according to the invention;
Figur 2 in perspektivischer Darstellung die Draufsicht auf einen Plattformrahmen, FIG. 2 is a perspective view of the plan view of a platform frame;
Figur 3 den Querschnitt durch eine Turbinenschaufel gemäß 3 shows the cross section through a turbine blade according to
Figur 1 und Figure 1 and
Figur 4 einen Ausschnitt von der Ecke einer Plattform der Figure 4 shows a section of the corner of a platform of
Turbinenschaufel nach Figur 1 beim Zusammensetzen von Rumpfschaufei und Plattformrahmen. Turbine blade according to Figure 1 when assembling fuselage and platform frame.
In allen Figuren sind identische Merkmale mit den identischen Bezugsziffern versehen. In all figures, identical features are provided with the identical reference numerals.
Figur 1 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Turbinenschaufel 10. Die Turbinenschaufel 10 ist als Laufschaufei ausgebildet. Sie könnte jedoch auch als Leitschaufel ausge¬ bildet sein. Die Turbinenschaufel 10 umfasst entlang ihrer Längsachse 12 unmittelbar aufeinanderfolgend einen Befesti¬ gungsabschnitt 14, eine Plattform 16 sowie ein Schaufelblatt 18. Der Befestigungsabschnitt 14 ist in einer für eine Lauf¬ schaufel typischen Manier nach Art eines Tannenbaumprofils konturiert. Leitschaufeln für Turbinen weisen anstelle des tannenbaumförmigen Befestigungsabschnitts 14 zumeist mehrere Haken auf, welche in einen nicht weiter dargestellten Leitschaufelträger der Turbomaschine eingeschoben sind. 1 shows a perspective view of a turbine blade 10. The turbine blade 10 is designed as a rotor blade. However, it could be designed as a guide vane forms ¬. The turbine blade 10 comprises along its longitudinal axis 12 in immediate succession a Fixed To ¬ constriction portion 14, a platform 16 and an airfoil 18. The attachment portion 14 is contoured in a typical run ¬ shovel manner the manner of a fir tree profile. Guide vanes for turbines, instead of the fir-tree-shaped attachment portion 14 mostly a plurality of hooks, which are inserted into a not shown guide vane carrier of the turbomachine.
Der Befestigungsabschnitt 14 geht in die Plattform 16 über. Gemäß der in Figur 1 gewählten Darstellung weist die Plattform 16 eine nach oben weisende Plattformoberfläche 20 auf, an der sich das Schaufelblatt 18 ansiedelt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Plattform 16 - in radialem Bezug auf die Längsachse 12 - ein inneres Plattformteil 22
und ein äußeres Plattformteil 24, wobei das äußere Plattform¬ teil 24 als ein den äußeren Rand 26 des inneren Plattformteils 22 umgreifender endloser Plattformrahmen 28 ausgebildet ist. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind sowohl Befestigungsabschnitt 14, das innere Plattformteil 22 und das Schaufelblatt 18 monolithisch - also einstückig - ausgebil¬ det. Diese monolithische Einheit wird auch als Rumpfschaufei 19 bezeichnet. Die gemäß dieser Darstellung zum Schaufelblatt 18 weisenden Flächen 20 des inneren Plattformteils 22 und des äußeren Plattformteils 24 sind zueinander versatzfrei, so dass sie - bei der Verwendung der Turbinenschaufel 10 in ei¬ ner Turbomaschine - für das in der Turbomaschine strömende Arbeitsmedium eine kanten- und stufenfreie Begrenzungswand bereitstellen . The attachment portion 14 merges into the platform 16. According to the representation selected in FIG. 1, the platform 16 has an upwardly pointing platform surface 20 on which the blade 18 settles. In the exemplary embodiment illustrated, the platform 16 comprises an inner platform part 22 - in radial relation to the longitudinal axis 12 and an outer platform part 24, wherein the outer platform ¬ part 24 is formed as a the outer edge 26 of the inner platform part 22 encompassing endless platform frame 28. According to the illustrated embodiment, both attachment portion 14, the inner platform portion 22 and the blade 18 are monolithic - so one piece - ausgebil ¬ det. This monolithic unit is also referred to as fuselage hoop 19. The facing in accordance with this diagram for airfoil 18 faces 20 of the inner platform member 22 and the outer platform portion 24 are offset-free to each other, so that - in use of the turbine blade 10 in ei ¬ ner turbomachine - for the flowing in of the turbomachine working fluid an edge- and provide stepless boundary wall.
Dabei ist die vom Heißgas überströmbare Fläche des inneren Plattformteils 22 wesentlich größer ist als die vom Heißgas überströmbare Fläche des Plattformrahmens 28. Die Turbinenschaufel 10 kann in beliebiger Weise mit Hilfe eines Kühlmediums innengekühlt ausgebildet sein. Auch Film¬ kühlöffnungen und Hinterkantenöffnungen für Kühlmittel können vorgesehen sein. Selbstverständlich kann die Turbinenschaufel auch ungekühlt sein. In this case, the surface of the inner platform part 22 that can be overflowed by the hot gas is substantially larger than the area of the platform frame 28 that can be overflowed by the hot gas. The turbine blade 10 can be designed to be internally cooled in any desired manner with the aid of a cooling medium. Also film ¬ cool openings and trailing edge openings for the coolant can be provided. Of course, the turbine blade can also be uncooled.
Figur 2 zeigt in perspektivischer Darstellung den Plattformrahmen 28. Der Plattformrahmen 28 umfasst zwei zueinander parallele Längsstreben 30 sowie zwei zueinander parallele Quer¬ streben 32. Der Plattformrahmen 28 kann aus einem anderen Ma- terial hergestellt sein als die in Figur 1 dargestellte Figure 2 shows a perspective view of the platform frame 28. The platform frame 28 includes two parallel longitudinal struts 30 and two mutually parallel Quer ¬ struts 32. The platform frame 28 may be made of a different material than the material shown in Figure 1
Rumpfschaufei 19. Der Plattformrahmen 28 kann aber auch aus dem gleichen Material hergestellt sein. Der Plattformrahmen kann auch durch Verschweißen von den Längsstreben 30 mit den Querstreben 32 hergestellt sein. Er kann auch gegossen oder aus dem Vollen gefräst sein. However, the platform frame 28 may also be made of the same material. The platform frame may also be made by welding the longitudinal struts 30 to the cross struts 32. It can also be cast or milled from solid.
Figur 3 zeigt einen Schnitt durch die Turbinenschaufel 10 entlang der Längsachse 12. Im Unterschied zu der in Figur 1
dargestellten Turbinenschaufel ist der Befestigungsabschnitt gemäß Figur 3 nicht tannenbaumförmig ausgebildet, sondern schwalbenschwanzförmig . Zudem zeigt Figur 3 den Plattformrahmen 28 während der Montage an der Rumpfschaufei 19, kurz be- vor der Plattformrahmen 28 seine endgültige Montageposition erreicht. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Plattformrahmen 28 im Querschnitt eine Rautenform auf. Auch andere Formen sind möglich. FIG. 3 shows a section through the turbine blade 10 along the longitudinal axis 12. In contrast to that in FIG. 1 shown turbine blade of the attachment portion of Figure 3 is not Tannenbaumförmig formed, but dovetailed. In addition, FIG. 3 shows the platform frame 28 during assembly on the fuselage boom 19, shortly before the platform frame 28 reaches its final assembly position. According to the illustrated embodiment, the platform frame 28 has a diamond shape in cross section. Other shapes are possible.
Jede Strebe 30, 32 des Plattformrahmens 28 weist eine nach innen gerichtete erste Anlagefläche 34 und eine zweite An¬ lagefläche 36 auf. Ebenso weist der äußere Rand 26 des inne¬ ren Plattformteils 22 eine seitlich nach außen weisende erste Anlagefläche 38 sowie eine zweite Anlagefläche 40 auf. Nach der Montage des Plattformrahmens 28 liegen dessen erste An¬ lagefläche 34 an der ersten Anlagefläche 38 des inneren Each strut 30, 32 of the platform frame 28 has an inwardly facing first abutment surface 34 and a second on ¬ bearing surface 36. Likewise, the outer edge 26 of the inner ren platform part 22 has a laterally outwardly facing first abutment surface 38 and a second abutment surface 40. After mounting the platform frame 28 are the first An ¬ position surface 34 on the first bearing surface 38 of the inner
Plattformteils 22 und dessen zweite Anlagefläche 36 an der zweiten Anlagefläche des inneren Plattformteils 22 flächig an. Die sich so ausbildenden ersten Kontaktflächen und zweiten Kontaktflächen sind gegenüber der Längsachse 12 unterschiedlich geneigt. Die erste Kontaktfläche ist im Quer¬ schnitt parallel zur Längsachse 12 ausgerichtet. Die zweite Kontaktfläche ist im Querschnitt jedoch unter einem spitzen Winkel gegenüber der Längsachse 12 geneigt. Diese Ausfüh¬ rungsform verhindert auch durch Formschluss das Lösen des Plattformrahmens 28 von der Rumpfschaufei 19 bei auf die Tur¬ binenschaufel 10 einwirkenden Fliehkräften. Platform part 22 and the second abutment surface 36 on the second abutment surface of the inner platform part 22 to surface. The thus forming first contact surfaces and second contact surfaces are inclined differently with respect to the longitudinal axis 12. The first contact surface is aligned in the transverse ¬ section parallel to the longitudinal axis 12. However, the second contact surface is inclined in cross-section at an acute angle relative to the longitudinal axis 12. This exporting ¬ approximate shape prevented by form-fit disengagement of the platform frame 28 from the Rumpfschaufei 19 at the door ¬ binenschaufel 10 acting centrifugal forces.
Figur 4 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Ecke des inneren Plattformteils 22 und des Plattformrahmens 28 während der Montage. Neben den bereits beschriebenen Merkmalen ist zudem in Figur 4 an einer seitlich nach außen weisenden Fläche 42 des Plattformrahmens 28 ein Schlitz 44 zur Aufnahme eines blechförmigen Dichtelements dargestellt. Figure 4 shows a perspective view of a corner of the inner platform part 22 and the platform frame 28 during assembly. In addition to the features already described, a slot 44 for receiving a sheet-like sealing element is also shown in Figure 4 on a laterally outwardly facing surface 42 of the platform frame 28.
Insgesamt betrifft die Erfindung somit eine Turbinenschaufel 10 mit einem Befestigungsabschnitt 14, einer Plattform 16 und einem Schaufelblatt 18, welche entlang einer Längsachse 12
der Turbinenschaufel unmittelbar aufeinander folgen. Um eine besonders langlebige Turbinenschaufel 10 bereitzustellen, wird vorgeschlagen, dass die Plattform 16 - in radialem Bezug auf die Längsachse 12 - ein inneres Plattformteil 22 und ein äußeres Plattformteil 24 umfasst, wobei das äußere Plattform¬ teil 24 als ein den äußeren Rand 26 des inneren Plattformteils 22 umgreifender endloser Plattformrahmen 28 ausgebildet ist. Hinsichtlich des Verfahrens wird vorgeschlagen, eine mo¬ nolithisch hergestellte Rumpfschaufei 19 zu verwenden oder eine bereits betriebsbeanspruchte Turbinenschaufel 10 entlang des gesamten Umlaufs des Plattformrands anzupassen bzw. zu¬ rückzusetzen und einen endlosen Plattformrahmen 28 herzustellen, welcher anschließend an dem Plattformrand 26 montiert werden kann, um so die ursprünglichen oder planmäßig vorgese- henen Abmessungen der Turbinenschaufel 10 herzustellen.
Overall, the invention thus relates to a turbine blade 10 having a mounting portion 14, a platform 16 and an airfoil 18, which along a longitudinal axis 12th the turbine blade immediately follow each other. In order to provide a particularly durable turbine blade 10, it is proposed that the platform 16 - in radial relation to the longitudinal axis 12 - an inner platform portion 22 and an outer platform portion 24 includes, wherein the outer platform ¬ part 24 as a the outer edge 26 of the inner Platform part 22 encompassing endless platform frame 28 is formed. As for the method it is proposed to use a mo ¬ nolithisch Rumpfschaufei produced 19 or adjust an already operational claimed turbine blade 10 along the entire revolution of the platform edge or to ¬ reset and produce an endless platform frame 28 which can be mounted on the platform edge 26, then, so as to produce the original or planned dimensions of the turbine blade 10.
Claims
Patentansprüche claims
1. Turbinenschaufel (10) mit einem Befestigungsabschnitt (14), einer Plattform (16) zur Begrenzung eines Strömungskanals und einem Schaufelblatt (18), welche entlang einer Längsachse (12) der Turbinenschaufel (10) aufeinander fol¬ gen, 1. turbine blade (10) having a mounting portion (14), a platform (16) for defining a flow channel and an airfoil (18) along a longitudinal axis (12) of the turbine blade (10) successive fol ¬ gene
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Plattform (16) - in radialem Bezug auf die Längsachse (12) - ein inneres Plattformteil (22) und ein äußeres the platform (16) - in radial relation to the longitudinal axis (12) - an inner platform part (22) and an outer one
Plattformteil (24) umfasst, wobei das äußere Plattformteil (24) als ein den äußeren Rand (26) des inneren Plattformteils (22) umgreifender endloser Plattformrahmen (28) ausgebildet ist. Platform part (24), wherein the outer platform part (24) as a the outer edge (26) of the inner platform part (22) embracing endless platform frame (28) is formed.
2. Turbinenschaufel (10) nach Anspruch 1, 2. turbine blade (10) according to claim 1,
bei der der Plattformrahmen (28) flächig an dem inneren Plattformteil (22) anliegt und die Kontaktfläche zumindest teilweise mit der Längsachse (12) einen Winkel einschließt, welcher größer als 0° und kleiner als 90° ist. in that the platform frame (28) bears flat against the inner platform part (22) and the contact surface at least partially encloses an angle with the longitudinal axis (12) which is greater than 0 ° and less than 90 °.
3. Turbinenschaufel (10) nach Anspruch 2, 3. turbine blade (10) according to claim 2,
bei der der Winkel eine Größe zwischen 10° und 35° auf¬ weist. in which the angle has a size between 10 ° and 35 ° ¬ on.
4. Turbinenschaufel (10) nach Anspruch 1, 2 oder 3, 4. turbine blade (10) according to claim 1, 2 or 3,
bei der in the
das innere Plattformteil (22) und der Befestigungsabschnitt (14) und/oder the inner platform portion (22) and the attachment portion (14) and / or
das innere Plattformteil (22) und das Schaufelblatt (18) monolithisch sind. the inner platform portion (22) and the airfoil (18) are monolithic.
5. Turbinenschaufel (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, 5. turbine blade (10) according to one of the preceding claims,
bei der der Plattformrahmen (28) an zumindest einer seitlich nach außen weisenden Fläche (42) einen Schlitz (44)
zur Aufnahme eines Dichtelements aufweist. in which the platform frame (28) has a slot (44) on at least one laterally outwardly facing surface (42). For receiving a sealing element.
Turbinenschaufel (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, Turbine blade (10) according to one of the preceding claims,
bei der der Plattformrahmen (28) auf dem inneren Plattform' teil (22) aufgeschrumpft ist und/oder mit dieser verlötet und/oder verschweißt ist. wherein the platform frame (28) on the inner platform 'part (22) is shrunk and / or soldered to and / or welded.
7. Turbinenschaufel (10) nach einem der vorangehenden An- Sprüche, 7. Turbine blade (10) according to one of the preceding claims,
ausgebildet aus Leitschaufel oder als Laufschaufei . formed from a vane or as a rotor blade.
8. Turbinenschaufel (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, 8. turbine blade (10) according to one of the preceding claims,
bei der die vom Heißgas überströmbare Fläche des inneren in which the overflowable from the hot gas surface of the inner
Plattformteils (22) wesentlich größer ist als die vom Hei߬ gas überströmbare Fläche des Plattformrahmens (28). Platform member (22) is substantially greater than the überströmbare from the hot gas ¬ surface of the platform frame (28).
Verfahren zum Herstellen einer Turbinenschaufel (10) um fassend die Schritte: Method for producing a turbine blade (10) comprising the steps:
- Herstellen einer monolithischen Rumpfschaufei (19) umfas send ein Schaufelblatt (18), eine Plattform (16) als inne¬ res Plattformteil (22) zur Begrenzung eines Strömungskanal und einen Befestigungsabschnitt (14), Producing a monolithic fuselage breech (19) comprises an airfoil (18), a platform (16) as an inner platform part (22) for delimiting a flow channel and a fastening section (14),
- Herstellen eines endlosen Plattformrahmens (28) und - Making an endless platform frame (28) and
- Montage des endlosen Plattformrahmens (28) am Rand (26) der Plattform (16) . - Mounting the endless platform frame (28) on the edge (26) of the platform (16).
10. Verfahren nach Anspruch 9, 10. The method according to claim 9,
bei dem zum Herstellen der Rumpfschaufei (19) in the manufacture of the fuselage shed (19)
der Plattformrand einer betriebbeanspruchten Turbinenschaufel entlang ihres gesamten Umlaufs zum Herstellen einer Anlagefläche (36, 38) für einen endlosen Plattformrahmen (28) und zur Umwandlung der Plattform (16) in das innere Platt- formteil (22) zurückgesetzt wird. the platform edge of a powered turbine blade is recessed along its entire circumference to produce an abutment surface (36, 38) for an endless platform frame (28) and for converting the platform (16) into the inner platform (22).
11. Verfahren nach Anspruch 9, 11. The method according to claim 9,
bei dem die Rumpfschaufei (19) umfassend einen Befesti-
gungsabschnitt (14), eine Plattform (16) und ein Schaufel¬ blatt (18) in einem Gießverfahren hergestellt wird und der Plattformrand (26) als Anlagefläche (36, 38) für einen end¬ losen Plattformrahmen (28) ausgestaltet ist. in which the fuselage breech (19) comprises a fastener A platform (16) and a blade ¬ blade (18) is produced in a casting process and the platform edge (26) as a contact surface (36, 38) for an endless ¬ loose platform frame (28) is configured.
12. Verfahren nach Anspruch 9, 10 oder 11, 12. The method according to claim 9, 10 or 11,
mit dem Schritt, dass with the step that
der Plattformrahmen (28) auf dem inneren Plattformteil (22) aufgeschrumpft ist und/oder mit der Rumpfschaufei (19) ver- lötet und/oder verschweißt wird. the platform frame (28) is shrunk onto the inner platform part (22) and / or soldered and / or welded to the fuselage breech (19).
13. Verfahren nach Anspruch 9, 10, 11 oder 12, 13. The method according to claim 9, 10, 11 or 12,
mit dem Schritt, dass der innere Plattformteil (22) und der Plattformrahmen (28) in einem Beschichtungsvorgang be- schichtet werden.
with the step of coating the inner platform part (22) and the platform frame (28) in a coating process.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP13713842.6A EP2805023A1 (en) | 2012-03-29 | 2013-03-27 | Turbine blade and associated method for producing a turbine blade |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP12162103.1A EP2644834A1 (en) | 2012-03-29 | 2012-03-29 | Turbine blade and corresponding method for producing same turbine blade |
PCT/EP2013/056594 WO2013144245A1 (en) | 2012-03-29 | 2013-03-27 | Turbine blade and associated method for producing a turbine blade |
EP13713842.6A EP2805023A1 (en) | 2012-03-29 | 2013-03-27 | Turbine blade and associated method for producing a turbine blade |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP2805023A1 true EP2805023A1 (en) | 2014-11-26 |
Family
ID=48045493
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP12162103.1A Withdrawn EP2644834A1 (en) | 2012-03-29 | 2012-03-29 | Turbine blade and corresponding method for producing same turbine blade |
EP13713842.6A Withdrawn EP2805023A1 (en) | 2012-03-29 | 2013-03-27 | Turbine blade and associated method for producing a turbine blade |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP12162103.1A Withdrawn EP2644834A1 (en) | 2012-03-29 | 2012-03-29 | Turbine blade and corresponding method for producing same turbine blade |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20150064018A1 (en) |
EP (2) | EP2644834A1 (en) |
JP (1) | JP2015517048A (en) |
CN (1) | CN104204417A (en) |
IN (1) | IN2014DN07295A (en) |
RU (1) | RU2014143493A (en) |
WO (1) | WO2013144245A1 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2644828A1 (en) * | 2012-03-29 | 2013-10-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Modular turbine blade having a platform |
US10767501B2 (en) * | 2016-04-21 | 2020-09-08 | General Electric Company | Article, component, and method of making a component |
US11111858B2 (en) * | 2017-01-27 | 2021-09-07 | General Electric Company | Cool core gas turbine engine |
EP3438410B1 (en) | 2017-08-01 | 2021-09-29 | General Electric Company | Sealing system for a rotary machine |
US10753212B2 (en) * | 2017-08-23 | 2020-08-25 | Doosan Heavy Industries & Construction Co., Ltd | Turbine blade, turbine, and gas turbine having the same |
Family Cites Families (40)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL70700C (en) * | 1945-12-21 | |||
US3451654A (en) * | 1967-08-25 | 1969-06-24 | Gen Motors Corp | Blade vibration damping |
US3749518A (en) * | 1972-03-15 | 1973-07-31 | United Aircraft Corp | Composite blade root configuration |
US3778185A (en) * | 1972-08-28 | 1973-12-11 | United Aircraft Corp | Composite strut joint construction |
US4019832A (en) * | 1976-02-27 | 1977-04-26 | General Electric Company | Platform for a turbomachinery blade |
US4152816A (en) * | 1977-06-06 | 1979-05-08 | General Motors Corporation | Method of manufacturing a hybrid turbine rotor |
US4501053A (en) * | 1982-06-14 | 1985-02-26 | United Technologies Corporation | Method of making rotor blade for a rotary machine |
US4583914A (en) * | 1982-06-14 | 1986-04-22 | United Technologies Corp. | Rotor blade for a rotary machine |
US4650399A (en) * | 1982-06-14 | 1987-03-17 | United Technologies Corporation | Rotor blade for a rotary machine |
US4524980A (en) * | 1983-12-05 | 1985-06-25 | United Technologies Corporation | Intersecting feather seals for interlocking gas turbine vanes |
US4875830A (en) * | 1985-07-18 | 1989-10-24 | United Technologies Corporation | Flanged ladder seal |
JP2743066B2 (en) * | 1985-08-15 | 1998-04-22 | 株式会社日立製作所 | Blade structure for gas turbine |
FR2654463A1 (en) * | 1989-11-15 | 1991-05-17 | Snecma | TURBOMACHINE STATOR ELEMENT. |
US5318406A (en) * | 1992-11-02 | 1994-06-07 | General Electric Company | Multipart gas turbine blade |
DE50007554D1 (en) * | 1999-03-24 | 2004-09-30 | Siemens Ag | Ladder and ladder crane for a flow machine, as well as a component for limiting a flow channel |
EP1128023A1 (en) * | 2000-02-25 | 2001-08-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Turbine rotor blade |
EP1219787B1 (en) * | 2000-12-27 | 2005-12-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Gas turbine blade and gas turbine |
US6648597B1 (en) * | 2002-05-31 | 2003-11-18 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Ceramic matrix composite turbine vane |
US7284958B2 (en) * | 2003-03-22 | 2007-10-23 | Allison Advanced Development Company | Separable blade platform |
JP4860941B2 (en) * | 2005-04-27 | 2012-01-25 | 本田技研工業株式会社 | Rectifying member unit and manufacturing method thereof |
US7467922B2 (en) * | 2005-07-25 | 2008-12-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Cooled turbine blade or vane for a gas turbine, and use of a turbine blade or vane of this type |
US7604456B2 (en) * | 2006-04-11 | 2009-10-20 | Siemens Energy, Inc. | Vane shroud through-flow platform cover |
US7581924B2 (en) * | 2006-07-27 | 2009-09-01 | Siemens Energy, Inc. | Turbine vanes with airfoil-proximate cooling seam |
EP1905950A1 (en) * | 2006-09-21 | 2008-04-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Turbine blade |
US7753643B2 (en) * | 2006-09-22 | 2010-07-13 | Siemens Energy, Inc. | Stacked laminate bolted ring segment |
US7762781B1 (en) * | 2007-03-06 | 2010-07-27 | Florida Turbine Technologies, Inc. | Composite blade and platform assembly |
US7972113B1 (en) * | 2007-05-02 | 2011-07-05 | Florida Turbine Technologies, Inc. | Integral turbine blade and platform |
US7874804B1 (en) * | 2007-05-10 | 2011-01-25 | Florida Turbine Technologies, Inc. | Turbine blade with detached platform |
US7878763B2 (en) * | 2007-05-15 | 2011-02-01 | General Electric Company | Turbine rotor blade assembly and method of assembling the same |
US7976281B2 (en) * | 2007-05-15 | 2011-07-12 | General Electric Company | Turbine rotor blade and method of assembling the same |
US20080298973A1 (en) * | 2007-05-29 | 2008-12-04 | Siemens Power Generation, Inc. | Turbine vane with divided turbine vane platform |
US8162617B1 (en) * | 2008-01-30 | 2012-04-24 | Florida Turbine Technologies, Inc. | Turbine blade with spar and shell |
US8033790B2 (en) * | 2008-09-26 | 2011-10-11 | Siemens Energy, Inc. | Multiple piece turbine engine airfoil with a structural spar |
CH700001A1 (en) * | 2008-11-20 | 2010-05-31 | Alstom Technology Ltd | Moving blade arrangement, especially for a gas turbine. |
US8714932B2 (en) * | 2008-12-31 | 2014-05-06 | General Electric Company | Ceramic matrix composite blade having integral platform structures and methods of fabrication |
US8251651B2 (en) * | 2009-01-28 | 2012-08-28 | United Technologies Corporation | Segmented ceramic matrix composite turbine airfoil component |
US8231354B2 (en) * | 2009-12-15 | 2012-07-31 | Siemens Energy, Inc. | Turbine engine airfoil and platform assembly |
US8496443B2 (en) * | 2009-12-15 | 2013-07-30 | Siemens Energy, Inc. | Modular turbine airfoil and platform assembly with independent root teeth |
US8914976B2 (en) * | 2010-04-01 | 2014-12-23 | Siemens Energy, Inc. | Turbine airfoil to shroud attachment method |
US8727730B2 (en) * | 2010-04-06 | 2014-05-20 | General Electric Company | Composite turbine bucket assembly |
-
2012
- 2012-03-29 EP EP12162103.1A patent/EP2644834A1/en not_active Withdrawn
-
2013
- 2013-03-27 CN CN201380017991.8A patent/CN104204417A/en active Pending
- 2013-03-27 RU RU2014143493A patent/RU2014143493A/en not_active Application Discontinuation
- 2013-03-27 EP EP13713842.6A patent/EP2805023A1/en not_active Withdrawn
- 2013-03-27 US US14/388,411 patent/US20150064018A1/en not_active Abandoned
- 2013-03-27 IN IN7295DEN2014 patent/IN2014DN07295A/en unknown
- 2013-03-27 JP JP2015502338A patent/JP2015517048A/en active Pending
- 2013-03-27 WO PCT/EP2013/056594 patent/WO2013144245A1/en active Application Filing
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
See references of WO2013144245A1 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2644834A1 (en) | 2013-10-02 |
RU2014143493A (en) | 2016-05-20 |
IN2014DN07295A (en) | 2015-04-24 |
JP2015517048A (en) | 2015-06-18 |
US20150064018A1 (en) | 2015-03-05 |
WO2013144245A1 (en) | 2013-10-03 |
CN104204417A (en) | 2014-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1979577B1 (en) | Guide blade segment of a gas turbine and method for its production | |
EP1636462B1 (en) | Blade and gas turbine | |
EP1907670B1 (en) | Cooled turbine blade for a gas turbine and use of such a turbine blade | |
EP2647795B1 (en) | Seal system for a turbo engine | |
EP2805023A1 (en) | Turbine blade and associated method for producing a turbine blade | |
EP1757773A1 (en) | Hollow turbine airfoil | |
DE102012018744A1 (en) | Retrofit process and equipment for large steam turbines | |
EP2282014A1 (en) | Ring-shaped flow channel section for a turbo engine | |
WO2013144270A1 (en) | Modular turbine blade having a platform | |
WO2014016149A1 (en) | Method for producing a guide vane and guide vane | |
EP3156588B1 (en) | Repair method for seal segments | |
EP1857635A1 (en) | Turbine blade for a gas turbine | |
EP3274561B1 (en) | Rotor blade for a gas turbine, manufacturing process and post production process | |
EP2143884A1 (en) | Rotor disc for a turbomachine | |
EP2090751A1 (en) | Rotor blade for a turbo engine | |
EP1857636A1 (en) | Turbine blade and method for matching the platform stiffness with that of the airfoil portion | |
EP3572624B1 (en) | Turbo machine assembly | |
DE10217390A1 (en) | turbine blade | |
EP2176520B1 (en) | Method for producing a turbine component and corresponding turbine component | |
EP2873808B1 (en) | Rotor-blade group, method and flow engine | |
EP2022951A1 (en) | Method for manufacturing a turbine casing and turbine casing | |
WO2014170143A1 (en) | Method for restoring a cover plate pre-tension | |
EP1895094B1 (en) | Swirl cooled rotor welding seam | |
EP2886799A1 (en) | Blade ring for a turbomachine and method for mounting blades of a blade ring of a turbomachine | |
EP3292928A1 (en) | Method for manufacturing a turbine blade |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 20140822 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
|
DAX | Request for extension of the european patent (deleted) | ||
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN |
|
18W | Application withdrawn |
Effective date: 20161028 |