涡轮叶片和燃气涡轮的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有涡轮叶片翼型并且具有涡轮叶片基部的涡轮叶片，涡轮叶片基部用于将涡轮叶片固定在涡轮轴的涡轮轴狭槽中，其中情况中的涡轮叶片基部包括用于保持固定装置的保持设备，固定装置用于固定被布置在涡轮叶片基部的顶侧上的平坦的覆盖元件。
[0002]本发明还涉及具有多个涡轮叶片并且具有涡轮轴的燃气涡轮，涡轮叶片在每种情况下借助于涡轮叶片基部附接到涡轮轴。
【背景技术】
[0003]—般的涡轮叶片在现有技术中众所周知。相应的涡轮叶片具有涡轮叶片基部，涡轮叶片借助于涡轮叶片基部固定在被形成在涡轮轴上的对应的涡轮轴狭槽中。为此，具有其涡轮叶片基部的相应的涡轮叶片沿着与涡轮轴的旋转轴对准的轴向插入方向被推送到对应的涡轮轴狭槽中并且被固定。在涡轮轴的插入侧上，涡轮叶片基部和涡轮轴狭槽包覆有密封板。
[0004]特别地，为了固定密封板的周向位置，密封板一方面插入到涡轮轴的周向狭槽中，并且另一方面借助于涡轮叶片基部上的固定装置以固定方式布置。
[0005]固定装置至少包括螺栓元件和固定板元件。出于保持固定装置的目的，涡轮叶片基部上提供有被插入到涡轮叶片基部中的袋子形状的移除材料的区域。这些袋子例如通过侵蚀被引入到涡轮叶片基部中，如特别是根据WO 2010/094539 Al已知的。
[0006]另外，US4 480 958 A公开了一种具有转子翼型、涡轮叶片基部和涡轮叶片平台的涡轮叶片，涡轮叶片平台布置在涡轮叶片基部与转子翼型之间，其中涡轮叶片安装在涡轮的涡轮盘上。在这一上下文中，附接到涡轮盘的保持板的第一端能够啮合到其中的周向狭槽被加工到涡轮叶片平台中。在这一上下文中，周向狭槽被切割到涡轮叶片平台中，这对涡轮叶片内的力流有负面影响。保持板本质上具有两个功能部分，即第一部分一一用于密封位于涡轮盘与涡轮叶片基部之间的冷却导管的密封部分，以及第二部分一一保持部分，涡轮叶片可以借助于保持部分在涡轮叶片接收狭槽中被保持就位，其中保持板借助于被螺固到涡轮盘中的螺丝经由密封部分被固定。这一螺丝固定保持板;螺丝被螺固到被配置为保持设备的内部螺纹中。在此没有示出被布置在涡轮叶片基部上的用于保持另外的固定装置的保持设备。
[0007]另外，DE199 60 896 Al教示了具有保持环的轴向涡轮机的安装在叶片基座接收部分中的用于转子叶片的保持设备，保持环一方面在形成在转子盘上的掣子(catch)中径向向内啮合，并且另一方面具有径向向外的突出部，其每个可以在保持沟槽中啮合，保持沟槽径向向内打开并且被加工到叶片基座中，以便借助于保持环防止转子叶片轴向移动离开转子盘的叶片基座接收部分。保持沟槽也被切割到叶片基座中，这对涡轮叶片内的力流具有负面影响。
[0008]另外，美国5137 430 A公开了一种包括转子盘以及布置在转子盘上的多个转子叶片的布置，转子叶片每个具有转子叶片翼型、转子叶片基座以及布置在转子叶片基座与转子叶片翼型之间的转子叶片平台。径向向内打开的接收沟槽在转子叶片基座中被加工用于接收保持环，转子叶片借助于保持环被防止轴向移动离开转子盘的转子叶片基座接收部分。在这一上下文中，接收沟槽被切割到转子叶片基座中，这对涡轮叶片内的力流有负面影响。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是进一步开发一般的涡轮叶片使得作用于涡轮叶片的力能够被涡轮叶片并且特别地被涡轮叶片的涡轮叶片基部更好地承接和传输。
[0010]本发明的目的通过具有涡轮叶片翼型并且具有涡轮叶片基部的涡轮叶片来实现，涡轮叶片基部用于将涡轮叶片固定在涡轮轴的涡轮轴狭槽中，其中情形中涡轮叶片基部包括用于保持固定装置的保持设备，固定装置用于固定被布置在涡轮叶片基部的顶侧的平坦的覆盖元件，其中保持设备布置在涡轮叶片基部外部的这一涡轮叶片基部上。
[0011]保持固定装置的保持设备布置在涡轮叶片基部外部的这一涡轮叶片基部上这一事实具体地通过涡轮叶片基部明显改善了承接和传输力的属性。
[0012]陈述“在涡轮叶片基部外部的这一涡轮叶片基部上”在本发明的上下文中表示保持设备没有通过例如铣削、侵蚀等被加工到涡轮叶片基部的材料本体中。
[0013]相反，保持设备通过材料在这一材料本体外部或者涡轮叶片基部外部上的积聚来产生。
[0014]“顶侧”这一概念在本发明的上下文中描述涡轮叶片基部的顶侧，其同时也在这一涡轮叶片基部的短边处。该顶侧因此横向于或者垂直于将涡轮叶片基部插入到接收涡轮叶片基部的涡轮轴狭槽中的方向行进，插入方向与涡轮轴的旋转轴方向对准。在这一上下文中，顶侧优选地是平坦的。这一顶侧例如以正确的角度延伸到杉树形状的涡轮叶片基部的波状外侧。
[0015]术语“覆盖元件”在本发明的上下文中描述任何元件，借助于该任何元件能够广阔地覆盖其涡轮轴狭槽的区域中的涡轮轴、以及至少部分覆盖在涡轮叶片的流体入口侧处和/或在涡轮轴处的涡轮叶片的流体出口侧处的涡轮叶片基部。优选地，这样的覆盖元件包括用于在涡轮叶片基部的区域中生成横向密封的密封板。
[0016]固定装置可以采用大量形式。在任何情况下，它们不同于平坦的覆盖元件。这表示固定装置可能在保持设备上、在涡轮轴的周向方向上无旋转地、独立于覆盖元件而不可移动。
[0017]优选地，固定装置可以被插入通过平坦的覆盖元件以便被保持在出于这一目的而提供的保持设备中。
[0018]例如，固定装置包括一个或者优选地包括至少两个固定元件，固定元件可以被插入通过在平坦的覆盖元件中的开口。
[0019]一般的固定装置根据现有技术已知并且在原则上可以在此使用。它们至少包括螺栓元件和固定板元件，这二者至少部分在保持设备上不可移动。
[0020]因此，在本发明的上下文中，本保持设备为固定装置保持设备。这一保持设备因此没有用于插入平坦的覆盖元件。
[0021]出于这一原因，提供在涡轮叶片基部上的保持设备也布置在距离周向狭槽的一定距离处，周向狭槽布置在涡轮叶片上或者涡轮叶片基部上并且覆盖元件可以插入到周向狭槽中。
[0022]因此，本发明的特征特别地在于保持设备，保持设备被布置在距离用于插入覆盖板的一端的周向狭槽的一定距离处，本固定装置借助于保持设备可以在涡轮叶片基部上、在涡轮轴的周向方向上无旋转地而不可移动。
[0023]保持设备布置在涡轮叶片基部上在涡轮叶片平台下面，涡轮叶片平台布置在涡轮叶片翼型与涡轮叶片基部之间。这表示，保持设备位于涡轮叶片平台的被取向为远离涡轮叶片翼型的侧面上一一即涡轮叶片基部定位于其上的侧面上。
[0024]在这点上，特别有利的实施例变型也提供一种保持设备，其包括接收空间，该接收空间形成在涡轮叶片基部外部用于布置固定装置的螺栓元件。
[0025]如果这一接收空间布置在涡轮叶片基部外部，则能够省略至今使用并且不利地定位在力流中的袋子，其延伸到涡轮叶片基部中。这使得能够至少在涡轮叶片基部的区域中积极地提高涡轮叶片的负载承载能力，或者能够在保持涡轮叶片基部的负载承载能力恒定的同时使得涡轮叶片基部更小。
[0026]这表示保持设备布置在涡轮叶片基部的外侧上的外部，并且因此从顶侧表面突出。
[0027]如果保持设备从涡轮叶片基部的外侧出发被布置在涡轮叶片基部的表面上方，则有利的是，有可能基本上放大在涡轮叶片基部内可获得的冷却剂线等的安装空间。
[0028]另外，如果保持设备包括用于布置固定装置的螺栓元件的接收空间，则固定装置以及覆盖元件可以特别快且简单地安装，接收空间能够从多于一侧、优选地从三侧接近。
[0029]在这种情况下，接收空间布置在涡轮叶片基部的外侧的外部。这表示接收空间布置在涡轮叶片基部的材料本体外部，并且因此没有从涡轮叶片基部去除任何材料，从而导致没有唤醒形成涡轮叶片基部的这一材料本体的材料。因此能够明显改善涡轮叶片基部内的力流。
[0030]在这一上下文中，接收空间在涡轮叶片的插入方向上至少能够从涡轮叶片基部的顶侧接近。
[0031]如果保持设备包括两个保持突出元件，该两个保持突出元件彼此间隔开并且至少部分环绕用于布置固定装置的螺栓元件的接收空间，则接收空间可以在构造方面特别简单地配置。
[0032]应当理解，还能够提供多于两个这样的保持突出元件以创建保持设备。然而，这可能相应地增加生产的复杂性。
[0033]如果两个保持突出元件被布置成使得它们彼此并行行进，则出于这一目的的接收空间很容易在涡轮叶片基部上生产。
[0034]如果两个保持突出元件布置在涡轮叶片基部上使得它们在涡轮叶片翼型的纵向方向上延伸，则固定装置可以关于在涡轮轴的周向方向上起作用的加速度力被非常好地固定和安装。在这一上下文中，两个保持突出元件被布置成彼此相邻，如沿着涡轮轴的周向方向可见。
[0035]另外，有利的是，两个保持突出元件布置在涡轮叶片基部的顶侧上使得它们垂直于涡轮轴的周向表面，覆盖元件因此有可能被有利地支持在该保持设备上。
[0036]如果两个保持突出元件径向布置在涡轮轴的周向表面上方，则覆盖元件可以借助于固定装置以非常操作安全的方式被固定到涡轮叶片。
[0037]如果两个保持突出元件具有大于其高度和/或厚度的长度，则可以实现用于涡轮叶片基部上的覆盖元件的基本上改进的支承。这样的长度使得能够另外对保持设备上的覆盖元件的纵向承载表面进行规制。
[0038]如果两个保持突出元件布置涡轮叶片基部的短边上，则保持设备可以很容易被重新工作、特别是在机械上。
[0039]如果两个保持突出元件布置在被布置在涡轮轴中的涡轮轴狭槽的插入侧上，则布置在涡轮叶片基部外部的保持设备可以很容易被集成到多个涡轮叶片和涡轮轴的布置中。
[0040]如果两个保持突出元件在其互相面对的凸缘侧的纵向侧边缘上倾斜，则可以进一步简化保持设备上的固定装置的保留。特别地，被取向成远离涡轮叶片基部的表面的该纵向边缘上的倾斜可以有利地简化固定装置的安装。
[0041]应当理解，在生产过程中，可以在涡轮叶片基部上用不同的方式生产两个保持突出元件。例如，它们可以从与涡轮叶片基部一起的固体被铣削或浇铸。替选地，它们以材料结合方式固定到涡轮叶片基部作为单独的部件。
[0042]在这点上，有利的是，如果两个保持突出元件被铣削、浇铸、焊接或者粘附性地结合在涡轮叶片基部上。另外，生产保持突出元件通常比例如在涡轮叶片基部内侵蚀对应的袋子更加成本有效。
[0043]涡轮叶片基部优选地是杉树的形状。
[0044]本发明的目的还通过具有多个涡轮叶片和涡轮轴的燃气涡轮来实现，涡轮叶片在每种情况下借助于涡轮叶片基部附接到涡轮轴，其中燃气涡轮包括根据在此描述的特征之一的涡轮叶片。
[0045 ]