具有階梯狀的和傾斜的平臺棱邊的渦輪葉片的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種渦輪葉片，例如燃氣輪機或蒸汽輪機的導向葉片或轉子葉片。本發明還涉及一種用于制造這種渦輪葉片和渦輪機的方法。
【背景技術】
[0002]燃氣輪機或蒸汽輪機的渦輪葉片典型地經受機械的、化學的和熱學的強負荷。出于所述原因，相應的葉片葉身的表面和葉片平臺的同樣經受所述負荷的表面設有適當的覆層。這種覆層系統例如包括所謂的粘附層(bond coat)和熱學的保護覆層(thermalbarrier coating, TBC)ο
[0003]渦輪葉片的葉片葉身通常設置在所謂的平臺上。平臺和在其下設置的葉片根部用于將渦輪葉片設置和固定在固持構件、例如轉子盤(rotor disc)或環或葉片環上。在本文中，不期望的是，覆層材料由于葉片葉身的和平臺的表面的覆層伸出平臺的棱邊并且尤其位于平臺的側面上。平臺的側面的相應的污染使得轉子葉片在固持構件上、例如在轉子盤上或在環上的精確的設置變得更困難并且此外能夠引起不期望的機械效應或泄露電流。
[0004]對葉片葉身和平臺的表面的覆層優選通過噴射覆層材料來進行。對渦輪葉片、例如導向葉片或轉子葉片的可能的超范圍噴射是不可接受的，使得出于在上文中提到的原因，必須將到達平臺邊緣之上的覆層材料手動地移除，例如必須磨光。這造成提高的成本、就制造工藝而言的附加的時間消耗和可能的在相應的渦輪葉片的尺寸方面的不期望的偏差。
[0005]為了避免對平臺的所述再加工，部分地將平臺的上表面的邊緣棱邊通過凹部縮回，使得在上部的平臺表面和平臺的側面之間的過渡部階梯狀地構成。這種臺階或凹部通常具有4mm的高度。
[0006]在平臺的側面上通常設置有用于密封條帶的縫隙。縫隙包括上部的和下部的邊緣。因為平臺從轉子葉片或導向葉片朝向連接于渦輪機的做功機械的方向或沿主流動方向變薄，這有損于熱氣流動通道的輪廓，存在下述風險，由于所述臺階或凹部，上邊緣持續地變薄并且可能消失。密封縫隙的上邊緣然而是必要的，以便防止覆層材料噴入到縫隙中。

【發明內容】

[0007]在所述背景下，本發明的第一目的是，提供一種有利的渦輪葉片。第二目的在于，提供一種有利的渦輪機。本發明的第三目的在于，提供一種用于制造渦輪葉片的有利的方法。
[0008]第一目的通過根據權利要求1所述的渦輪葉片來實現。第二目的通過根據權利要求8所述的渦輪機來實現。第三目的通過根據權利要求10所述的用于制造渦輪葉片的方法來實現。從屬權利要求包含本發明的其他的、有利的設計方案。
[0009]根據本發明的渦輪葉片包括葉片葉身和平臺。平臺包括上表面，在所述上表面上設置有葉片葉身。平臺還包括至少一個側面。側面包括用于接合或容納密封條帶的縫隙。在平臺的上表面和側面之間的過渡部包括階梯狀的區域和傾斜的區域。
[0010]因此，在用于平臺的坯件中首先在平臺的上表面和側面之間存在的棱邊在制造渦輪葉片的范圍內在第一區域中以臺階或凹口的形式或者以凹槽或凹部的形式構成。在第二區域中，原始的棱邊以傾斜部或倒棱或斜邊的形式構成。
[0011]優選地，階梯狀的區域和傾斜的區域沿渦輪葉片的縱向方向依次設置。渦輪葉片能夠包括前側和后側。在此，前側是在平臺上設置有葉片葉身的迎流棱邊的一側并且后側是設置有葉片葉身的出流棱邊的一側。沿從渦輪葉片的前側朝向后側的方向，階梯狀的區域優選設置在傾斜的區域的上游。
[0012]根據本發明的渦輪葉片具有下述優點，避免結合平臺的棱邊的連續階梯狀的構成方案得出的缺點。尤其，密封縫隙的上邊緣保持不變并且尤其不喪失其穩定性。
[0013]根據本發明的渦輪葉片有利地為轉子葉片或導向葉片，例如為燃氣輪機的或蒸汽輪機的轉子葉片或導向葉片。
[0014]平臺例如能夠包括兩個側面、前側和后側。在此，階梯狀的區域設置在前側和傾斜的區域之間并且傾斜的區域設置在階梯狀的區域和后側之間。之間在此表示沿平行于相應的側棱邊或平行于相應的側面的縱向方向的方向。優選地，平臺的兩個側面如所描述的那樣配設有階梯狀的區域和傾斜的區域。
[0015]此外，平臺能夠包括過渡區域，所述過渡區域設置在階梯狀的區域和傾斜的區域之間，并且在所述過渡區域中，階梯狀的區域過渡至傾斜的區域。優選地，在過渡區域中，階梯狀的區域連續地過渡至傾斜的區域。階梯狀的區域到傾斜的區域的連續的過渡具有下述優點，渦輪葉片易于安裝并且避免在固持件中、例如在轉子盤中的不期望的扭曲。
[0016]階梯狀的區域優選地具有高度在2mm和6mm之間、例如在3.5mm和4.5mm之間、優選為4mm的臺階。臺階此外能夠具有在0.4mm和8mm之間、例如在0.5mm和7mm之間、優選為6mm的深度。
[0017]有利地，傾斜的區域沿平行于側面伸展的縱向方向設置在平臺的后側和葉片葉身之間。這就是說，在葉片葉身的位置到沿著側面伸展的軸線上的投影中，傾斜的區域在所述軸線上設置在平臺的后側和葉片葉身、尤其葉片葉身的出流棱邊之間。這具有下述優點，平臺中的平臺的厚度最小的區域配設有傾斜的棱邊。由此，用于密封條帶的縫隙關于其功能和穩定性方面保持不變。
[0018]有利地，平臺的高度或厚度從渦輪葉片的出流棱邊朝向平臺的后側減小。優選地，平臺的厚度或高度在傾斜的區域上朝向平臺的后側減小。所述減小有利地連續地進行。
[0019]根據本發明的渦輪葉片具有下述優點，在覆層之后減少或避免可能需要的再加工。同時，減少或完全避免通過由于超范圍噴射覆層材料而對平臺的附加的加工造成的在平臺的幾何形狀或尺寸方面的偏差。此外，根據本發明的渦輪葉片是易于維修的。所述渦輪葉片在再加工時在腐蝕和侵蝕方面造成較小的難度。原則上，傾斜的區域與階梯狀的區域的連接能夠不僅用于導向葉片、而且也用于轉子葉片。
[0020]根據本發明的渦輪機包括在上文中描述的渦輪葉片。所述渦輪葉片原則上具有與在上文中描述的渦輪葉片相同的優點。根據本發明的渦輪機例如能夠為燃氣輪機或蒸汽輪機。
[0021]根據本發明的用于制造在上文中描述的根據本發明的渦輪葉片的方法的特征在于，通過火花電蝕(EDM-electrical discharge machining)從平臺沖蝕出階梯狀的區域和/或傾斜的區域和/或在階梯狀的區域和傾斜的區域之間的過渡區域。根據本發明的方法具有下述優點，能夠以簡單的方式產生平臺的作為根據本發明的渦輪葉片的特征的幾何形狀。
[0022]階梯狀的區域的和/或傾斜的區域的作為根據本發明的渦輪葉片的特征的幾何形狀優選能夠在制造渦輪葉片的范圍內使用的電極中、例如在石墨電極中實現。原則上，例如能夠將階梯狀的區域和/或傾斜的區域和/或過渡區域結合加工出用于密封條帶的縫隙同樣從平臺坯件中加工出。這尤其在導向葉片中提供。
[0023]此外，所應用的電極例如能夠通過銑切制成。尤其在轉子葉片的情況下適合于，將要應用的電極通過5軸線銑切來制造。
【附圖說明】
[0024]本發明的其他的特征、特性和優點在下文中根據實施例參考所附的附圖來詳細描述。所有迄今和在下文中描述的特征在此不僅單獨地、并且以任意彼此組合的方式是有利的。在下文中描述的實施例僅是示例，所述示例然而不限制本發明的主題。
[0025]圖1示意地示出貫穿渦輪葉片的一部分的剖面圖。
[0026]圖2示意地示出導向葉片的子區域的立體圖。
[0027]圖3