用于制造渦輪組件的方法
【專利說(shuō)明】
【背景技術(shù)】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于制造渦輪組件的方法以及一種根據(jù)這種方法制造的用于高溫應(yīng)用的渦輪組件，所述渦輪組件包括朝向彼此鄰近布置的至少兩個(gè)翼面。
【背景技術(shù)】
[0002]
[0003]現(xiàn)代燃?xì)廨啓C(jī)通常以極其高溫操作。溫度對(duì)渦輪葉片和/或定子輪葉的影響對(duì)渦輪的有效操作是有害的，并且在極端情況下會(huì)導(dǎo)致葉片或輪葉的變形、氧化和可能故障。為了克服這種風(fēng)險(xiǎn)，高溫渦輪的比如葉片或定子輪葉的部件可由熱障涂層(TBC)涂覆。
[0004]通常，葉片和輪葉設(shè)計(jì)為單個(gè)部件，允許它們單獨(dú)地涂覆，以獲得滿意的涂覆結(jié)果。這導(dǎo)致操縱更多數(shù)量的零件以及增加的成本。因此，為了減少時(shí)間和成本以及為了提供具有低泄漏流且在組裝和操作時(shí)更穩(wěn)定的組件，在單個(gè)鑄造中處理多個(gè)翼面。當(dāng)涂覆這種鑄件時(shí)，使用所謂的視線涂覆方法(line of sight coating approach)，一些區(qū)域中的涂層質(zhì)量比較差。
[0005]當(dāng)在涂覆過(guò)程中，渦輪組件的翼面布置成一個(gè)或若干翼面的特定區(qū)域由另一翼面覆蓋或妨礙時(shí)，這種方法會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。這產(chǎn)生了所謂的盲點(diǎn)，在盲點(diǎn)處，會(huì)發(fā)生具有涂層質(zhì)量和厚度的局部不確定性。由于表面或涂層狀態(tài)的溫度過(guò)高，這不利地影響部件的壽命和整體性。
[0006]本發(fā)明的第一目的是提供一種用于制造渦輪組件的有利方法，所述渦輪組件包括朝向彼此鄰近布置的至少兩個(gè)翼面。本發(fā)明的第二方法是提供一種用于高溫應(yīng)用的由此制造的有利渦輪組件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]相應(yīng)地，本發(fā)明提供了一種用于制造渦輪組件的方法，所述渦輪組件包括朝向彼此鄰近布置的至少兩個(gè)翼面。
[0008]所述方法包括至少下列步驟:以第一保護(hù)技術(shù)處理渦輪組件，第一保護(hù)技術(shù)提供對(duì)至少兩個(gè)鄰近翼面的第一保護(hù)，其中，至少兩個(gè)鄰近翼面的一個(gè)翼面的至少一個(gè)區(qū)域保持未處理；用第二保護(hù)技術(shù)預(yù)處理所述至少兩個(gè)鄰近翼面的一個(gè)翼面的在利用第一保護(hù)技術(shù)進(jìn)行處理期間保持未處理的至少一個(gè)區(qū)域或者后處理所述至少兩個(gè)鄰近翼面的一個(gè)翼面的在利用第一保護(hù)技術(shù)進(jìn)行處理期間保持未處理的至少一個(gè)區(qū)域，第二保護(hù)技術(shù)提供對(duì)至少兩個(gè)鄰近翼面的一個(gè)翼面的保持未處理的至少一個(gè)區(qū)域的第二保護(hù)，其中，第一和第二保護(hù)技術(shù)彼此不同。
[0009]由于創(chuàng)造性事項(xiàng)，提供了對(duì)渦輪組件的翼面的恰當(dāng)且可靠保護(hù)。此外，利用該創(chuàng)造性方法，與第一處理技術(shù)相關(guān)的至少兩個(gè)鄰近翼面的一個(gè)翼面的保持未處理的至少一個(gè)區(qū)域(所謂的盲點(diǎn)區(qū)域)內(nèi)的不確定性可以最小化，并有利地完全消除。另外，空氣動(dòng)力/性能損失可以最小化。這導(dǎo)致改進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)性能。利用這種方法和由此制造的渦輪組件，例如通過(guò)改型現(xiàn)存部件或?qū)嵤╊~外結(jié)構(gòu)可以使用具有翼面的現(xiàn)有精密鑄件(例如轉(zhuǎn)子葉片或定子輪葉)的常規(guī)狀態(tài)。因此，可以省略對(duì)這些翼面的復(fù)雜且昂貴改造以及對(duì)鑄造過(guò)程的改變。因此，可以有利地分別提供有效的渦輪組件或渦輪。
[0010]如從本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化中明顯的是，可在第二保護(hù)技術(shù)之前或之后執(zhí)行利用第一保護(hù)技術(shù)對(duì)渦輪組件的處理。渦輪組件意指提供用于渦輪(比如燃?xì)廨啓C(jī))的組件，其中，該組件具有至少兩個(gè)翼面。優(yōu)選地，渦輪組件包括具有周向布置翼面的渦輪葉柵和/或輪和/或包括布置在翼面的相對(duì)兩端的內(nèi)外平臺(tái)。詞語(yǔ)“兩個(gè)鄰近翼面”應(yīng)理解為詞語(yǔ)“朝向彼此鄰近布置的兩個(gè)翼面”的縮寫。而且，在下面的描述中，為了更好的易讀性，詞語(yǔ)“至少兩個(gè)鄰近翼面的保持未處理的至少一個(gè)區(qū)域”指代為“未處理區(qū)域”。此外，術(shù)語(yǔ)“未處理區(qū)域”和“盲點(diǎn)區(qū)域”彼此同義。此外，保護(hù)技術(shù)意指本領(lǐng)域技術(shù)人員可用的、提供對(duì)消極條件、影響和/或侵略(例如熱、濕度、輻射、酸度和/或看起來(lái)本領(lǐng)域技術(shù)人員適應(yīng)的任何其它條件、影響和/或侵略)的防護(hù)的任何技術(shù)。因此，保護(hù)可以是例如熱保護(hù)、防腐保護(hù)和/或抗反射保護(hù)。第一和第二保護(hù)之間的差別在于，所述技術(shù)使用和/或具有不同功能原理。特別地，差別不在于不同的處理時(shí)間或使用不同物質(zhì)，比如不同涂層或輻射。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一有利方面，第一保護(hù)技術(shù)是熱保護(hù)技術(shù)，由此提供對(duì)高溫應(yīng)用領(lǐng)域(比如燃?xì)廨啓C(jī))中的公知問(wèn)題的保護(hù)。優(yōu)選地，第二保護(hù)技術(shù)是熱保護(hù)技術(shù)。因此，可以避免具有低冷卻屬性的區(qū)域，導(dǎo)致翼面冷卻效率明顯提高，同時(shí)使性能損失最小。
[0012]總體上，還可配置兩個(gè)不同保護(hù)技術(shù)。例如，可使用熱保護(hù)技術(shù)作為第一保護(hù)技術(shù)，使用抗反射保護(hù)技術(shù)作為第二保護(hù)技術(shù)，或者反之亦然。
[0013]在優(yōu)選的實(shí)施例中，第一保護(hù)技術(shù)，尤其是第一熱保護(hù)技術(shù)，是渦輪組件的涂覆工藝。借此，可建設(shè)性地容易地施加熱保護(hù)。有利地，第一保護(hù)技術(shù)，尤其是第一熱保護(hù)技術(shù)，是渦輪組件的視線涂覆工藝。因此，可以使用這樣的工藝，借助所述工藝，可以在單個(gè)鑄造中處理多個(gè)翼面(成為單件)，導(dǎo)致節(jié)省成本、低泄漏流和在組裝和操作中更穩(wěn)定的渦輪組件。
[0014]另外有利地，至少一個(gè)未處理區(qū)域布置在翼面的前緣區(qū)域中。因此，暴露于高度有害性環(huán)境的區(qū)域被充分地保護(hù)。此外，未處理區(qū)域布置在翼面的前緣和抽吸側(cè)之間的交叉部中。然而，由此，至少兩個(gè)鄰近翼面可以極其空氣動(dòng)力的方式布置，并具有對(duì)有害影響的有效保護(hù)。
[0015]另外，有利地，當(dāng)?shù)诙Ｗo(hù)技術(shù)提供對(duì)未處理區(qū)域的至少一個(gè)修改。因此，可以有針對(duì)性地且有益地避免盲點(diǎn)區(qū)域的消極影響。例如，具有涂層質(zhì)量和厚度的局部不確定性(由于表面或涂層狀態(tài)的溫度過(guò)高，影響部件的壽命和整體性)可以最小化。在本文中，修改意指本領(lǐng)域技術(shù)人員可用的、改變至少區(qū)域的屬性(例如對(duì)熱、腐蝕、反射等的抵抗)的任何改變和/或變化。所述修改可以是表面變化，比如施加涂層、蝕刻、粗糙化和/或施加至少一個(gè)特定結(jié)構(gòu)(諸如溝槽或凹槽)，或者插入孔等?？傮w上，還可通過(guò)例如借助輻射或酸的物理、化學(xué)和/或生物處理導(dǎo)致化學(xué)轉(zhuǎn)變。
[0016]替代地和/或額外地，第二保護(hù)技術(shù)提供了對(duì)未處理區(qū)域處的至少一個(gè)額外件的布置。該布置消除了與處理有關(guān)的壽命和溫度不確定性，例如盲點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的涂層、不確定性，同時(shí)使冷卻消耗和相關(guān)氣體路徑空氣動(dòng)力損失最小，導(dǎo)致改進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)性能。額外件意指與翼面、尤其與翼面殼體分離地實(shí)施的部件。特別地，額外件和翼面不是一體地形成。
[0017]在另一改進(jìn)例中，第二保護(hù)技術(shù)，尤其是第二熱保護(hù)技術(shù)，在未處理區(qū)域中和/或處提供了冷卻結(jié)構(gòu)。因此，可以簡(jiǎn)單且容易構(gòu)造和實(shí)施的方式獲得了冷卻。在本文中，冷卻結(jié)構(gòu)意指提供對(duì)未處理區(qū)域的冷卻的任何結(jié)構(gòu)、裝置和/或本領(lǐng)域技術(shù)人員可用的多個(gè)相同結(jié)構(gòu)或不同結(jié)構(gòu)。冷卻結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)為例如孔，比如薄膜冷卻孔、溝槽、沖擊管等。
[0018]有利地，第二保護(hù)技術(shù)，尤其為第二熱保護(hù)技術(shù)，在未處理區(qū)域處提供了薄膜冷卻效果。借此，可以使用有效冷卻策略。薄膜冷卻效果可由本領(lǐng)域技術(shù)人員適應(yīng)的導(dǎo)致薄膜冷卻或排出冷卻介質(zhì)(例如空氣)的任何方式提供，冷卻介質(zhì)提供沿翼面的外部表面的薄冷隔離覆蓋。短語(yǔ)“提供/導(dǎo)致薄膜冷卻/薄膜冷卻效果”意指打算、準(zhǔn)備、設(shè)計(jì)和/或?qū)嵤┏梢鸷?或促進(jìn)薄膜冷卻的方式。這種方式可以是槽、孔或多個(gè)槽和/或孔。
[0019]根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例，未處理區(qū)域和/或冷卻結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)修改是薄膜冷卻孔的至少一柱。由此，可使用即使提供有效冷卻也僅輕微地影響翼面整體性的構(gòu)造。
[0020]替代地和/或額外地，當(dāng)未處理區(qū)域和/或冷卻結(jié)構(gòu)處的至少一個(gè)額外件是至