JP2004084524A

JP2004084524A - Blade of fan, and method for reinforcing fan and blade of fan

Info

Publication number: JP2004084524A
Application number: JP2002245189A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Takita; 田北　勝彦
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-08-26
Filing date: 2002-08-26
Publication date: 2004-03-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a blade of a fan with low manufacturing costs, for easily molding a protection member such as a metallic plate mounted as a countermeasure for abrasion resistance and erosion resistance of a blade part. <P>SOLUTION: This blade of a fan comprises a vane part 11 formed of fiber reinforced plastic, and a plurality of metallic protection members 21 installed on a front face side of the vane part. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファンのブレード、ファン及びファンのブレードの補強方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、火力発電用の大型の軸流ファン（送風機）用のブレードには、アルミ合金、炭素鋼あるいは合金鋼製のものが多く用いられていた。中でも排煙脱硫装置用の軸流ファンのブレードでは、耐食性、耐摩耗性の面から高級ステンレス鋼又はインコネル６２５、ハステロイなどのＮｉ基合金が使用されていた。
【０００３】
しかし、腐食環境の厳しい位置では耐食材料を用いても腐食を起こす場合があり、必要に応じて耐食性に優れた樹脂コーティングを施していた。さらに、用いている材料が非常に高価な材料であるため、ブレードの価格が装置全体の価格を押し上げていた。
【０００４】
近年、軸流ファンの軽量、小型化及び装置全体の大幅なコスト低減が強く要求されつつあり、この要求に対して、特開平１１−２２６９６号公報には、軽量、高強度であり耐食性のよい繊維強化プラスチック複合材で形成したファンのブレードが開示されている。
【０００５】
図１１に示すように、同公報記載のブレードは、翼部１と、ロータに取り付けられる翼根フランジ部２とにより構成され、翼部１及び翼根フランジ部２は共に繊維強化プラスチック複合材により形成されている。翼部１は、外皮３と内部充填材４から構成され、内部充填材４は、外皮３と同じ構成にするか、ガラス繊維、空洞又は軽量の樹脂発泡体とすることが記載されている。
【０００６】
従来より、軸流ファンは、火力発電プラントのボイラなど各種燃焼装置から排出される排ガス中の硫黄酸化物を除去する排煙脱硫装置に適用されている。燃焼装置から排出される排ガスを排煙脱硫装置へ送るために燃焼装置と排煙脱硫装置との間、及び／又は脱硫を終えた排煙を煙突を介して大気中に放出するために排煙脱硫装置と煙突との間に、脱硫送風機がありこれに動翼を備えた軸流ファンが設置されている。
【０００７】
特開平１０−４７３００号公報には、排煙脱硫装置に適用される軸流ファンの問題点が以下のように指摘されている。排煙脱硫装置用軸流ファンは、図１２に示す符号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの何れかの位置に設置される。図１２において、符号７は排ガス冷却用熱交換器、８は排煙脱硫装置（吸収塔）、９は排ガス再加熱用熱交換器を示す。このうち温度の低いＣ位置はファン容量を小さくできることや、ランニングコストが安いなどの面で有利である。しかし、Ｃ位置は排煙脱硫装置８を通りぬけたミストや硫酸により、厳しい腐食環境となる。このため、ファンの接ガス部には硫酸腐食に強いステンレスやＮｉ基合金が使用され、特に回転体である動翼にはインコネルやハステロイなどのＮｉ基合金が用いられている。しかし、これらＮｉ基合金でも排煙脱硫装置８から飛来する濃い硫酸で動翼表面に深いピッティングや局部腐食が発生する。このため、更にこれらＮｉ基合金の動翼に樹脂コーティングを施して実用化しているが、現在、実機ではミストや水洗水の衝突による部分的なコーティングの剥離が問題となっている。
【０００８】
上記のように、軸流ファンが設置される位置は硫酸、排煙脱硫装置を通り抜けた硫酸ミスト、未燃灰などにより金属を腐食させる環境であり、また温度が６０℃から７０℃、最大１１０℃の高温にもなることがある。ブレードの繊維強化プラスチック複合材は、腐食雰囲気での耐食性に優れている反面、耐エロージョン性が劣っており、特に、排煙脱硫装置に適用される場合には、以下の点が問題となる。
【０００９】
排煙脱硫装置から飛来した未燃灰がブレードの翼部に付着する。この未燃灰が動翼上に固着し堆積すると翼部の重量が大きくなり振動特性が変わる。そこで未然灰を動翼に付着するのを防ぐため、従来より、連続または間欠水洗にて翼部に水を噴射して翼部を濡らしておく必要がある。
【００１０】
この場合、水洗の水滴が高速で回転するブレードの翼部の前縁部（リーディングエッジ）に衝突する。このブレードの翼部の前縁部には、水滴が垂直に衝突するため、エロージョン（特にキャビテーション・エロージョン）が起こることが考えられる。また、未燃灰の飛来によってもブレードの翼部の前縁部にエロージョン（特にキャビテーション・エロージョン）が起こることが考えられる。これらのことから、耐エロージョン防御構造が不可欠である。
【００１１】
上記特開平１１−２２６９６号公報には、図１３に示すように、ブレードの翼部１の一部（この場合は翼の前縁部）に１枚の金属薄板６（ＳＵＳ３０４製）が張り付けられた構成が開示されている。金属薄板６は、翼部の耐磨耗性、耐エロージョン性を改善するために主として翼の前縁部に貼り付けることが記載されている。また、金属薄板６の張付方法は、複合材ブレード製造時に同時に一体成型して組み込む方法、複合材ブレード製造後に機械的に（例えばネジにより）取付ける方法又は接着剤で接着する方法が記載されている。具体例として、ＳＵＳ３０４製の薄板（幅３０×長さ３００ｍｍ）６を翼の前縁部形状に合うように曲げ加工を施し、接着剤で張り付け、さらにＳＵＳ３０４製のネジで止める構成が示されている。
【００１２】
また、同公報には、図１４に示すように、ブレードの翼部１の一部（この場合は翼の前縁部）に容易に施工（塗布または接着）可能な高分子系被覆材料６ａが配された構成が開示されている。高分子系被覆材料６ａの施工は、複合材ブレード製造後に容易に施工可能な塗布法（はけ塗りなど）又は接着法とし、補修にも対応可能な手法とすることが記載されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ファンの翼部は複雑な三次元形状をしているため、繊維強化プラスチック材で形成したファンの翼部の形状に合わせた金属製の板を製作するにはコストがかかる。金属板の形状が翼部の形状に合うように成形されていないと設置することができない。
【００１４】
また、設置の際には、複雑な三次元形状である翼部に対して、その形状に合う複雑な三次元形状を有する金属板を正確に位置合わせをした上で、取付作業を行う必要があり、このような作業性が改善されることが望まれる。
【００１５】
また、ブレードを高速回転させた際、遠心力が発生するため、金属板を翼部に取付ける場合には、大きな固定力で取り付ける必要がある。
また、繊維強化プラスチック材と金属薄板では熱膨張率が違うため、高温状態では金属薄板に伸びが発生し翼部の形状に合わなくなるおそれがある。
【００１６】
排煙脱硫装置などの厳しい使用条件下に適用される軸流ファンでは、図１４に示した高分子系被覆材料を塗布又は接着する方法よりも高い耐久性が要求されている。
【００１７】
本発明の目的は、翼部の耐摩耗性、耐エロージョン対策として取付けられる金属板等の保護部材の成形が容易で製作コストが安価なファンのブレード、ファン及びファンのブレードの補強方法を提供することである。
本発明の他の目的は、翼部の耐摩耗性、耐エロージョン対策として取付けられる金属板等の保護部材の形状が、複雑な三次元形状である翼部の取付部位の形状に合った状態で取付けられることが確実であるファンのブレード、ファン及びファンのブレードの補強方法を提供することである。
【００１８】
本発明の更に他の目的は、翼部の耐摩耗性、耐エロージョン対策として取付けられる金属板等の保護部材の取付け作業性が良いファンのブレード、ファン及びファンのブレードの補強方法を提供することである。
本発明の更に他の目的は、翼部の耐摩耗性、耐エロージョン対策として取付けられる金属板等の保護部材を取付ける際に大きな固定力を必要としないファンのブレード、ファン及びファンのブレードの補強方法を提供することである。
【００１９】
本発明の更に他の目的は、繊維強化プラスチック材製の翼部の耐摩耗性、耐エロージョン対策として取付けられる金属板等の保護部材の熱膨張の問題を抑制し易いファンのブレード、ファン及びファンのブレードの補強方法を提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用する番号・符号を用いて、［課題を解決するための手段］を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００２１】
本発明のファンのブレードは、繊維強化プラスチックで形成された翼部（１１）と、前記翼部（１１）の表面側に設けられた複数の金属製の保護部材（２１）とを備えている。
【００２２】
本発明のファンのブレードにおいて、前記保護部材（２１）は、前記翼部（１１）において、前記翼部（１１）の高さ方向に沿うように複数設けられる。
【００２３】
本発明のファンのブレードにおいて、前記保護部材（３１）は、小片状に形成され、前記保護部材（３１）は、前記翼部（１１）において、前記翼部（１１）の高さ方向に沿うように複数設けられ、かつ前記翼部（１１）の左右方向に沿うように複数設けられる。
【００２４】
本発明のファンのブレードにおいて、前記保護部材（３１）は、前記金属製に代えて、セラミック製である。
【００２５】
本発明のファンのブレードにおいて、隣り合う前記複数の保護部材（２１）は、前記高さ方向の上側の前記保護部材（２１）の一部（２１ｃ）の上に、前記高さ方向の下側の前記保護部材（２１）の一部が重なるように設けられる。
【００２６】
本発明のファンのブレードは、繊維強化プラスチックで形成された翼部（１１）と、前記翼部（１１）の表面側に塗布又は接着されたセラミック系成分を含む補強材料（５１）とを備えている。
【００２７】
本発明のファンのブレードは、繊維強化プラスチックで形成された翼部（１１）と、前記翼部（１１）の表面側に設けられた変形自在な金属製の保護用部材（４１）とを備えている。
【００２８】
本発明のファンのブレードにおいて、前記翼部（１１）には、前記複数の保護部材（２１）又は前記補強材料（５１）の上に、変形自在な金属製の保護用部材（４１）が設けられている。
【００２９】
本発明のファンのブレードにおいて、前記保護用部材（４１）は、金属繊維により形成されたメッシュである。
【００３０】
本発明のファンは、ファンのブレードと、前記ブレードが取付けられるロータとを備えている。
【００３１】
本発明のファンにおいて、前記ファンは、排煙脱硫装置に適用される軸流ファンである。
【００３２】
本発明のファンのブレードの補強方法は、（ａ）　前記ブレード（１０）の繊維強化プラスチックで形成された翼部（１１）の表面側の形状に合わせて、複数の保護部材（３１）のそれぞれの設置位置を調整するステップと、（ｂ）　前記調整した後に、前記翼部（１１）の表面側に前記複数の保護部材（３１）を固定するステップとを備えている。
【００３３】
本発明のファンのブレードの補強方法は、（ｃ）　前記ブレード（１０）の繊維強化プラスチックで形成された翼部（１１）の表面側に変形自在な保護部材（４１）を当てて、前記表面側の形状に合うように前記保護部材（４１）を変形させるステップと、（ｄ）　前記変形させた後に、前記翼部（１１）の表面側に前記保護部材（４１）を固定するステップとを備えている。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明のファンのブレードの実施形態を説明する。
【００３５】
（実施の第１形態）
図１を参照して、実施の第１形態による軸流ファンのブレードについて説明する。
【００３６】
ブレード１０は、排煙脱硫装置に適用される軸流ファンの動翼である。ブレード１０は、翼として所定の性能を発揮するために複雑な三次元形状を有している。ブレード１０は、翼部１１と、ロータ（図示せず）に取り付けられる翼根フランジ部１２から構成されている。翼根フランジ部１２には、ボルト孔１２ａが形成されている。ボルト孔１２ａを介してボルトにより、翼根フランジ部１２がロータにネジ止めされる。
【００３７】
翼部１１及び翼根フランジ部１２は、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）複合材により形成されている。繊維強化プラスチック複合材が使用されることで、従来使用されていたＮｉ基合金に比べて、軽量化、高強度化、高耐食性化、低コスト化が実現されている。その繊維強化プラスチック複合材は、ガラス繊維強化プラスチック複合材でもよいし、カーボン繊維強化プラスチック複合材でもよい。
【００３８】
ブレード１０に使用される繊維強化プラスチック複合材は、特開平１１−２２６９６号公報に記載のものが使用されることができる。また、翼部１１が外皮と内部充填材から構成される構成も同公報に記載のものが使用されることができる。
【００３９】
排煙脱硫装置に適用される軸流ファンのブレード１０には、水洗水や未燃灰が飛来するため、特に耐摩耗、耐エロージョン（以下、両者をまとめて耐エロージョンという）のための防御構造が不可欠である。
【００４０】
複数の金属薄板２１、２１…が、ブレード１０の耐エロージョン性を改善するために配される。ブレード１０のうち、水洗水や未燃灰などの飛来物が大きな力で衝突する部位である翼部１１の前縁部１１ａに、金属薄板２１、２１…が設けられる。前縁部１１ａには、水洗水や未燃灰などの飛来物が垂直方向から衝突するため（図３の矢印Ｐ参照）、その衝撃力が大きい。
【００４１】
図３に示すように、ブレード１０において、金属薄板２１、２１…が配される領域（面積）１１ｂは、前縁部１１ａのうち、前縁部１１ａの基端部側（翼根フランジ部１２寄り）を除いた領域とされている。前縁部１１ａのうち高さ方向の少なくとも中間位置よりも上は、耐エロージョン対策が必要であり、金属薄板２１、２１…が配される領域（以下、保護領域という）１１ｂとされる。
【００４２】
図１及び図２に示すように、繊維強化プラスチック複合材によりブレード１０が製造される時に、翼部１１の金属薄板２１、２１…が取り付ける個所（保護領域１１ｂ）には、予め金属薄板２１、２１…の厚さの分だけ凹ませてなる凹部が形成される。
【００４３】
保護領域１１ｂは、１枚の金属薄板でカバーされるのではなく、複数の金属薄板２１、２１…によりカバーされる構成とされている。保護領域１１ｂの高さ方向（ブレード１０が取付けられるロータの径方向）が複数に分割され、その分割された各領域を、各金属薄板２１、２１…がカバーする。各金属薄板２１、２１…は、その断面が概ねＵ字状のＵ字管状に形成されている。各金属薄板２１、２１…の断面は、上記凹部の表面の曲率に合う概ねＵ字状に形成されている。
【００４４】
保護領域１１ｂを１枚の金属薄板でカバーする場合には、その保護領域１１ｂの全領域の複雑な三次元形状に合うように１枚の金属薄板を成形する必要があるのに対し、複数の金属薄板２１、２１…でカバーする場合には、各金属薄板２１、２１…は、それぞれ保護領域１１ｂの一部の領域のみの三次元形状に合うように成形すれば足りることから、成形が容易となる。
【００４５】
保護領域１１ｂを１枚の金属薄板でカバーする場合に比べて、複数でカバーする金属薄板２１、２１…は、１枚当たりの重量が軽い。各金属薄板２１、２１…が軽量化される分、軸流ファンが回転したときに各金属薄板２１、２１…に作用する遠心力が小さくなる。これにより、翼部１１から外れないように各金属薄板２１、２１…を翼部１１に固定する力が少なくて済む。このことから、翼部１１に対する各金属薄板２１、２１…の取付構造の単純化及び取付作業の作業性の向上が実現し易くなる。
【００４６】
排煙脱硫装置用軸流ファンは、高温条件下で使用される。高温条件（温度上昇が大きい）下では、翼部１１の繊維強化プラスチック複合材と金属薄板２１の熱膨張率の違いにより、翼部１１と金属薄板２１とで伸び量に差が生じる。保護領域１１ｂを１枚でカバーする長さの長い金属薄板と翼部１１との間で生じる伸び量の差に比べて、長さの短い各金属薄板２１、２１…と翼部１１との間で生じる伸び量の差は小さい。熱膨張による伸びが発生したときに、翼部１１と金属薄板の伸び量の差が小さい程、翼部１１に対する金属薄板の固定箇所（例えばピン止めの箇所）に作用する、分離しようとする力が小さくなる。このように、長さの短い金属薄板２１、２１…を用いることにより、熱膨張時の悪影響を抑えることができ、安定的な取付構造が維持される。なお、その意味において、金属薄板２１は、繊維強化プラスチック複合材と熱膨張率が近いものが好ましい。
【００４７】
次に、金属薄板２１、２１…の取付方法について説明する。
【００４８】
各金属薄板２１、２１…は、予め、曲げ加工によって、保護領域１１ｂの形状（上記凹部の表面形状）に合うように成形される。金属薄板２１の板厚は特に限定はしないが耐エロージョン性の効果が得られる厚さとし、同時に加工性、コストを考慮し決定される。一例として金属薄板２１は、ＳＵＳ３０４製で、板厚が０．５ｍｍのものが使用される。
【００４９】
金属薄板２１、２１…を保護領域１１ｂの表面（上記の凹部）に取り付ける。図４に示すように、金属薄板２１、２１…を取り付ける際は、金属薄板２１、２１…間に隙間が生じないようにその一部（高さ方向の端部）２１ｃ、２１ｃ…が重なるように取り付けられる。また、軸流ファンの回転中に水滴が遠心力により径方向外側へ流れるように、隣り合う金属薄板２１、２１…は、径方向外側の金属薄板２１の端部２１ｃの上に、径方向内側の金属薄板２１の端部２１ｃが重なるように配される。
【００５０】
金属薄板２１、２１…を保護領域１１ｂに取り付ける方法として、ネジ、ボルト、ピンなどの機械的接合部材１３による機械的に取り付ける方法、接着剤で接着する方法、あるいは機械的接合と接着接合を併用する場合がある。ネジは軽量化のため、木ネジでもよい。また、金属薄板２１、２１…間に生じた隙間は接着剤で完全にシールしておく。灰の侵入を抑えるためである。
【００５１】
本実施形態によるブレード１０は、金属薄板２１の１枚当たりの重量が軽くなり、強い固定力を必要せずに耐エロージョン性が向上される。また、１枚の金属薄板２１は、保護領域１１ｂの全領域の複雑な三次元形状が複数に分割された形状（相対的に単純化された形状）について、形状が合うように成形すればよいので成形が容易となる。更に、熱膨張率の相違による悪影響が相対的に抑えられる。
【００５２】
なお、上記においては、図１及び図２に示すように、保護領域１１ｂに凹部を形成しておき、その凹部に金属薄板２１、２１…を取り付けるとして説明したが、これに限定されるものではない。図５に示すように、保護領域１１ｂに凹部を形成せずに、元の前縁部１１ａ自体の形状のままとし、その保護領域１１ｂに金属薄板２１、２１…を単にかぶせる構成とすることができる。この構成によれば、既に設置され稼動されたブレード１０に対して事後的に補強を加えることができる。
【００５３】
また、上記においては、複数の金属薄板２１、２１…が、互いにその一部が重ねられた状態で取付けられる（図４参照）として説明したが、これに限定されるものではない。複数の金属薄板２１、２１…が互いに重なり部分を有さずに隙間無く敷き詰められる構成とすることができる。
【００５４】
（実施の第２形態）
図６を参照して、実施の第２形態による軸流ファンのブレードについて説明する。
【００５５】
実施の第２形態のブレード１０Ａは、実施の第１形態のブレード１０と同じ構成である。ブレード１０Ａの翼部１１及び翼根フランジ部１２は、繊維強化プラスチック複合材により形成されている。ブレード１０Ａに使用される繊維強化プラスチック複合材は、ガラス繊維強化プラスチック複合材でも、カーボン繊維強化プラスチック複合材でもよく、また、特開平１１−２２６９６号公報に記載のものが使用されることができる。
【００５６】
複数の金属薄板の小片３１、３１…が、ブレード１０Ａの耐エロージョン性を改善するために配される。ブレード１０Ａのうち、水洗水や未燃灰などの飛来物が大きな力で衝突する部位である翼部１１の前縁部１１ａに、複数の金属薄板の小片３１、３１…が設けられる。ブレード１０Ａにおいて、複数の金属薄板の小片３１、３１…が設けられる保護領域は１１ｂは、実施の第１形態のブレード１０と同じく図３の位置である。
【００５７】
また、図６及び図２に示すように、繊維強化プラスチック複合材によりブレード１０Ａが製造される時に、翼部１１の金属薄板の小片３１、３１…が取付けられる箇所（保護領域１１ｂ）には、予め金属薄板の小片３１、３１…の厚さの分だけ、又はその小片３１、３１…の厚さとの関係で所定の寸法だけ凹ませてなる凹部が形成される。
【００５８】
保護領域１１ｂは、１枚の金属薄板でカバーされるのではなく、複数の金属薄板の小片３１、３１…によりカバーされる構成とされている。複数の金属薄板の小片３１、３１…は、保護領域１１ｂの高さ方向（ブレード１０Ａが取付けられるロータの径方向）及び、保護領域１１ｂの正面視左右方向（ロータの外周部の接線方向）が複数に分割され、その分割された各領域を、各金属薄板の小片３１、３１…がカバーする。
【００５９】
各金属薄板の小片３１、３１…は、瓦又はうろこが張り詰められるように保護領域１１ｂに配される。複数の金属薄板の小片３１、３１…の張り詰め方（配置の仕方）や重なり具合（重なり幅など）を調整しながら保護領域１１ｂに配することで、保護領域１１ｂの多様な三次元形状に対応することが可能なように、各金属薄板の小片３１、３１…の大きさ及び薄さが設定されている。
【００６０】
保護領域１１ｂの形状がどのような形状（又は設計値から多少ずれた形状）であっても、その形状に対する追従が可能なように各金属薄板の小片３１、３１…の大きさは小さく設定される。その意味において、各金属薄板の小片３１、３１…は、厳密に保護領域１１ｂの凹部の表面の三次元形状に合うように成形される必要は無い。保護領域１１ｂの大きさ（面積）に対して相対的に各金属薄板の小片３１、３１…の大きさをどのように設定するか、及び保護領域１１ｂに形成された上記凹部の凹み量に対して各金属薄板の小片３１、３１…の薄さをどのように設定するかが適宜設計される。
【００６１】
上記のように、現場において複数の金属薄板の小片３１、３１…の張り詰め方や重なり具合を調整しながら保護領域１１ｂに配することで、保護領域１１ｂの三次元形状に対応可能なものであるため、保護領域１１ｂに対する金属薄板の小片３１、３１…の設置が容易であり、また、金属薄板の小片３１、３１…の製作コストが安価で済む。
【００６２】
金属薄板の小片３１、３１…は、上記のように、所定の形状に厳密に成形する必要がないため、小片３１、３１…は、金属薄板製に代えて、一般に成形が困難とされているセラミック製にすることが可能である。セラミックは、耐食性及び耐エロージョン性に優れている。
【００６３】
次に、金属薄板の小片３１、３１…の取付方法について説明する。
【００６４】
金属薄板の小片３１、３１…の製造に際しては、上記のように、金属薄板は、保護領域１１ｂの形状に合わせた曲げ加工を施す必要が無い程度の小片である。その金属薄板の小片３１、３１…の板厚は、特に限定はしないが、耐摩耗性、耐エロージョン性の効果が得られる厚さとし、同時に加工性、コストを考慮し決定される。一例として金属薄板にはＳＵＳ３０４、板厚は０．３ｍｍを使用する。
【００６５】
金属薄板の小片３１、３１…を保護領域１１ｂの表面（上記の凹部）に取り付ける。図６に示すように、金属薄板の小片３１、３１…を取り付ける際は、隣り合う金属薄板の小片３１、３１…間に隙間が生じないようにその高さ方向の端部３１ｃ、３１ｃ…が重なるように、また、その左右方向の端部３１ｄ、３１ｄ…が重なるように取り付けられる。また、軸流ファンの回転中に水滴が遠心力により径方向外側へ流れるように、隣り合う金属薄板の小片３１、３１…は、径方向外側の金属薄板の小片３１の高さ方向の端部３１ｃの上に、径方向内側の金属薄板の小片３１の高さ方向の端部３１ｃが重なるように配される。また、保護領域１１ｂにおいて、金属薄板の小片３１、３１…が左右方向に多数列に亘って配される場合には、水滴が翼部１１の翼形状に沿って円滑に流れるように、隣り合う金属薄板の小片３１、３１…は、前縁部１１ａの前方側の金属薄板の小片３１の左右方向の端部３１ｄの下に、後方側の金属薄板の小片３１の高さ方向の端部３１ｄが重なるように配される。
【００６６】
金属薄板の小片３１、３１…を保護領域１１ｂに取り付ける方法として、ネジ、ボルト、ピンなどの機械的接合部材１３による機械的に取り付ける方法、接着剤で接着する方法、あるいは機械的接合と接着接合を併用する場合がある。ネジは軽量化のため、木ネジでもよい。また、金属薄板の小片３１、３１…間に生じた隙間は接着剤で完全にシールしておく。灰の侵入を抑えるためである。
【００６７】
保護領域１１ｂを１枚の金属薄板でカバーする場合には、その保護領域１１ｂの全領域の複雑な三次元形状に合うように１枚の金属薄板を成形する必要があるのに対し、本実施形態では、保護領域１１ｂの三次元形状に合うように、複数の金属薄板の小片３１、３１…の配置の仕方や重ね方を適宜工夫してカバーするので保護領域１１ｂの形状に合わせた柔軟な対応が可能である。よって、各金属薄板の小片３１、３１…は、それぞれ厳密に保護領域１１ｂの一部の領域の三次元形状に合うように成形する必要が無く、製造コストが安価である。
【００６８】
保護領域１１ｂを１枚の金属薄板でカバーする場合に比べて、多数でカバーする金属薄板の小片３１、３１…は、１枚当たりの重量が軽い。各金属薄板の小片３１、３１…が軽量化される分、軸流ファンが回転したときに各金属薄板の小片３１、３１…に作用する遠心力が小さくなる。これにより、翼部１１から外れないように各金属薄板の小片３１、３１…を翼部１１に固定する力が少なくて済む。このことから、翼部１１に対する各金属薄板の小片３１、３１…の取付構造の単純化及び取付作業の作業性の向上が実現し易くなる。また、上記のように、小片３１、３１…とすることで保護領域１１ｂに合わせた曲げ加工を施す必要が無いので金属薄板の代用として成形が困難なセラミック板でも使用が可能である。
【００６９】
排煙脱硫装置用軸流ファンは、高温条件下で使用される。高温条件（温度上昇が大きい）下では、翼部１１の繊維強化プラスチック複合材と金属薄板の小片３１、３１…の熱膨張率の違いにより、翼部１１と金属薄板の小片３１、３１…とで伸び量に差が生じる。保護領域１１ｂを１枚でカバーする長さの長い金属薄板と翼部１１との間で生じる伸び量の差に比べて、長さの短い各金属薄板の小片３１、３１…と翼部１１との間で生じる伸び量の差は小さい。熱膨張による伸びが発生したときに、翼部１１と金属薄板の伸び量の差が小さい程、翼部１１に対する金属薄板の固定箇所（例えばピン止めの箇所）に作用する、分離しようとする力が小さくなる。このように、長さの短い金属薄板の小片３１、３１…を用いることにより、熱膨張時の悪影響を抑えることができ、安定的な取付構造が維持される。なお、その意味において、金属薄板の小片３１、３１…は、繊維強化プラスチック複合材と熱膨張率が近いものが好ましい。
【００７０】
なお、上記においては、図６及び図２に示すように、保護領域１１ｂに凹部を形成しておき、その凹部に金属薄板の小片３１、３１…を取り付けるとして説明したが、これに限定されるものではない。図５に示すように、保護領域１１ｂに凹部を形成せずに、元の前縁部１１ａ自体の形状のままとし、その保護領域１１ｂに金属薄板の小片３１、３１…を単にかぶせる構成とすることができる。この構成によれば、既に設置され稼動されたブレード１０に対して事後的に補強を加えることができる。
【００７１】
また、上記においては、複数の金属薄板の小片３１、３１…が、互いにその一部が重ねられた状態で取付けられる（図６参照）として説明したが、これに限定されるものではない。複数の金属薄板の小片３１、３１…が互いに重なり部分を有さずに隙間無く敷き詰められる構成とすることができる。
【００７２】
（実施の第３形態）
次に、図７を参照して、実施の第３形態による軸流ファンのブレードについて説明する。
【００７３】
実施の第３形態のブレード１０Ｂは、実施の第１形態のブレード１０と同じ構成である。ブレード１０Ｂの翼部１１及び翼根フランジ部１２は、繊維強化プラスチック複合材により形成されている。ブレード１０Ｂに使用される繊維強化プラスチック複合材は、ガラス繊維強化プラスチック複合材でも、カーボン繊維強化プラスチック複合材でもよく、また、特開平１１−２２６９６号公報に記載のものが使用されることができる。
【００７４】
金属繊維を織りこんでなる１枚のメッシュ（網）４１が、ブレード１０Ｂの耐エロージョン性を改善するために配される。ブレード１０Ｂのうち、水洗水や未燃灰などの飛来物が大きな力で衝突する部位である翼部１１の前縁部１１ａに、メッシュ４１が設けられる。ブレード１０Ｂにおいて、メッシュ４１が設けられる保護領域は１１ｂは、実施の第１形態のブレード１０と同じく図３の位置である。
【００７５】
また、図７及び図２に示すように、繊維強化プラスチック複合材によりブレード１０Ｂが製造される時に、翼部１１のメッシュ４１が取付けられる箇所（保護領域１１ｂ）には、予めメッシュ４１の厚さの分だけ凹ませてなる凹部が形成される。または、保護領域１１ｂに凹部を形成せずに、元の前縁部１１ａ自体の形状のままとし、その保護領域１１ｂにメッシュ４１を単にかぶせる構成とすることができる。この構成によれば、既に設置され稼動されたブレード１０に対して事後的に補強を加えることができる。
【００７６】
金属繊維が織りこまれてなるメッシュ４１は、金属板等に比べて変位し易い。作業者は、現場にて、保護領域１１ｂの三次元形状に合うように、メッシュ４１を手で変形させることが可能である。このように、メッシュ４１の形状を保護領域１１ｂの三次元形状に合わせた上で、そのメッシュ４１を保護領域１１ｂに固定する。メッシュ４１は、変形自在に構成されているため、保護領域１１ｂの三次元形状に合わせて成形する必要が無く成形コストがかからない。
【００７７】
メッシュ４１は、「朱す織り」と称される、メッシュ４１の表面に凹凸が少なく、金属繊維の引張り強度が高くなる方法で織られる。その金属繊維の線径は０．５ｍｍ以下である。その金属繊維の材料としては、例えば、インコネルが考えられる。メッシュ４１は、金属薄板よりも薄く形成することができる。したがって、保護領域１１ｂに凹部を形成せずに、元の前縁部１１ａ自体の形状のままとし、その保護領域１１ｂにメッシュ４１を単にかぶせる構成により適している。
【００７８】
上記のように、メッシュ４１は、変形自在でかつ薄いため、既存のブレード１０に対する耐エロージョン対策として効果的である。
メッシュ４１に代えて、金属板に複数の孔が形成されて変形し易くされたものでもよい。
また、メッシュ４１に代えて、非常に軟らかい金属であれば、メッシュ構造や複数の孔が形成されていない薄板状のものでもよい。
【００７９】
メッシュ４１の取付に際しては、作業者が保護領域１１ｂに当てて保護領域１１ｂの形状に合うようにメッシュ４１を変形させた上で固定する。そのメッシュ４１を取り付ける方法として、ネジ、ボルトなどによる機械的に取り付ける方法、接着剤で接着する方法、あるいは機械的接合と接着接合を併用する場合がある。前記ネジは軽量化のため、木ネジでもよい。本実施形態において用いられるメッシュ４１は、金属薄板よりも柔軟であり保護領域１１ｂが複雑な形状でも形状追従性が良く容易に取り付けができる。
【００８０】
金属板等によりメッシュ４１が軽量化される分、軸流ファンが回転したときにメッシュ４１に作用する遠心力が小さくなる。これにより、翼部１１から外れないようにメッシュ４１を翼部１１に固定する力が少なくて済む。このことから、翼部１１に対するメッシュ４１の取付構造の単純化及び取付作業の作業性の向上が実現し易くなる。
【００８１】
（実施の第４形態）
図８及び図９を参照して、実施の第４形態による軸流ファンのブレードについて説明する。
【００８２】
実施の第４形態は、実施の第１形態と第３形態とを併用した構造であり、複数の金属薄板２１、２１…をメッシュ４１で上から押えて金属薄板２１、２１…が外れるのを防止している。
【００８３】
図８は、保護領域１１ｂに形成された凹部に金属薄板２１、２１…が取り付けられ、その外側（上側）から１枚のメッシュ４１で複数の金属薄板２１、２１…を覆うようにメッシュ４１を保護領域１１ｂに取り付ける。
図９は、保護領域１１ｂに凹部を形成することなく元の前縁部１１ａの形状に金属薄板２１、２１…が取り付けられ、その外側（上側）から１枚のメッシュ４１で複数の金属薄板２１、２１…を覆うようにメッシュ４１を保護領域１１ｂに取り付ける。
【００８４】
実施の第４形態によれば、金属薄板２１、２１…が保護領域１１ｂから外れることが無いため、耐エロージョン対策としての信頼性が向上する。また、万一、ロータが高速回転中に金属薄板２１、２１…が外れた場合には、周囲の部品に当ってその部品を破損させるおそれがあるが、メッシュ４１により金属薄板２１、２１…の翼部１１からの離脱を抑制できるので、そのようなおそれがない。
【００８５】
（実施の第５形態）
図８及び図９を参照して、実施の第５形態による軸流ファンのブレードについて説明する。
【００８６】
実施の第５形態は、実施の第２形態と第３形態とを併用した構造であり、複数の金属薄板の小片３１、３１…をメッシュ４１で上から押えて金属薄板の小片３１、３１…が外れるのを防止している。
【００８７】
図８は、保護領域１１ｂに形成された凹部に金属薄板の小片３１、３１…が取り付けられ、その外側（上側）から１枚のメッシュ４１で複数の金属薄板の小片３１、３１…を覆うようにメッシュ４１を保護領域１１ｂに取り付ける。
図９は、保護領域１１ｂに凹部を形成することなく元の前縁部１１ａの形状に金属薄板の小片３１、３１…が取り付けられ、その外側（上側）から１枚のメッシュ４１で複数の金属薄板の小片３１、３１…を覆うようにメッシュ４１を保護領域１１ｂに取り付ける。
【００８８】
実施の第５形態によれば、金属薄板の小片３１、３１…が保護領域１１ｂから外れることが無いため、耐エロージョン対策としての信頼性が向上する。また、万一、ロータが高速回転中に金属薄板の小片３１、３１…が外れた場合には、周囲の部品に当ってその部品を破損させるおそれがあるが、メッシュ４１により金属薄板の小片３１、３１…の翼部１１からの離脱を抑制できるので、そのようなおそれがない。
【００８９】
（実施の第６形態）
図１０を参照して、実施の第６形態による軸流ファンのブレードについて説明する。
【００９０】
図１０に示すように、保護領域１１ｂには、セラミック系成分を含んだ材料５１が塗布又は接着された構造とされている。セラミック系成分を含んだ材料５１は、耐エロージョン性に十分優れている。材料５１の塗布又は接着という方法は、保護領域１１ｂに凹部を形成する必要がない上に、保護領域１１ｂの三次元形状に合わせて成形する必要もなく、形状追従性が良い。また、材料５１の塗布又は接着という方法は、既に設置され稼動されたブレード１０に対して事後的な補強ないし補修に適している。
【００９１】
また、保護領域１１ｂにセラミック系成分を含んだ材料５１が塗布又は接着された上に、メッシュ４１が設けられることができる。材料５１の塗布又は接着という方法は、メッシュ４１を取付けるという方法と共に、既に設置され稼動されたブレード１０に対する事後的な補強ないし補修に適している。よって、材料５１とメッシュ４１の併用は、特に好適である。
【００９２】
上記の実施の第１〜６形態によるブレードによれば、繊維強化プラスチック複合材で形成されるブレードにおいて、耐摩耗性、耐エロージョン対策として翼部の表面に金属薄板を取り付ける方法において、強い固定力を必要としない防御構造が可能である。
また、上記の実施の第１〜６形態によるブレードでは、高温状態においても金属薄板が熱膨張により翼部の形状に合わなくなることを防ぐ防御構造が可能である。
また、上記の実施の第１〜６形態によるブレードでは、複雑な三次元形状をしたファンの翼部の形状に追従性がよく、また取り付けが容易な防御構造が可能である。
【００９３】
上記の実施の第１〜６形態によるブレードは、火力発電所の脱硫装置に適用される軸流ファンのブレードのみならず、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製のブレードであれば、何にでも適用可能である。例えば、ヘリコプターや航空機のブレードにも適用可能である。また、風洞用の軸流送風機などの軸流ファンのブレードにも適用可能である。ヘリコプターや航空機のブレードには、雨が衝突するため、耐エロージョン対策が必要であり、風洞内でも雨を模擬して水滴が衝突することがあるため、耐エロージョン対策が必要である。
【００９４】
【発明の効果】
本発明によれば、保護部材の成形が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施の第１形態のファンのブレードを示す分解斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施の第１形態のファンのブレードの要部を拡大して示す平面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の第１形態のファンのブレードを示す側面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の第１形態のファンのブレードにおいて複数の金属薄板が重ねられた状態を拡大して示す平面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の第１形態のファンのブレードの他の例の要部を拡大して示す平面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の第２形態のファンのブレードを示す分解斜視図である。
【図７】図７は、本発明の実施の第３形態のファンのブレードを示す分解斜視図である。
【図８】図８は、本発明の実施の第４及び５の形態のファンのブレードの要部を拡大して示す平面図である。
【図９】図９は、本発明の実施の第４及び５の形態のファンのブレードの要部の他の例を拡大して示す平面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の第６形態のファンのブレードを示す斜視図である。
【図１１】図１１は、特開平１１−２２６９６号公報に記載されたファンのブレードを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図１２】図１２は、特開平１０−４７３００号公報に記載された排煙脱硫装置用軸流ファンの設置位置を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、特開平１１−２２６９６号公報に記載された他のファンのブレードを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図１４】図１４は、特開平１１−２２６９６号公報に記載された更に他のファンのブレードを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
１０　ブレード
１０Ａ　ブレード
１０Ｂ　ブレード
１１　翼部
１１ａ　前縁部
１１ｂ　保護領域
１２　翼根フランジ部
１２ａ　ボルト孔
２１　金属薄板
２１ｃ　端部
３１　小片
３１ｃ　端部
３１ｄ　端部
４１　メッシュ
５１　セラミック系を含んだ材料[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fan blade, a fan, and a method for reinforcing a fan blade.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, blades made of aluminum alloy, carbon steel or alloy steel have often been used as blades for large axial fans (blowers) for thermal power generation. Above all, high-grade stainless steel or Ni-based alloys such as Inconel 625 and Hastelloy have been used for blades of axial fans for flue gas desulfurization devices from the viewpoint of corrosion resistance and wear resistance.
[0003]
However, in places where the corrosive environment is severe, corrosion may occur even when a corrosion-resistant material is used, and a resin coating having excellent corrosion resistance has been applied as necessary. Further, since the material used is a very expensive material, the price of the blade has increased the price of the entire apparatus.
[0004]
In recent years, there has been a strong demand for a lightweight, downsized axial flow fan and a significant cost reduction of the entire apparatus. In response to this demand, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 11-22696 discloses a light weight, high strength and good corrosion resistance. A fan blade formed of a fiber reinforced plastic composite is disclosed.
[0005]
As shown in FIG. 11, the blade described in the publication includes a blade 1 and a blade root flange 2 attached to a rotor, and both the blade 1 and the blade root flange 2 are made of a fiber-reinforced plastic composite material. Is formed. It is described that the wing portion 1 includes an outer shell 3 and an inner filler 4, and the inner filler 4 has the same configuration as the outer shell 3, or is made of glass fiber, a cavity, or a lightweight resin foam.
[0006]
2. Description of the Related Art Conventionally, an axial fan has been applied to a flue gas desulfurization device for removing sulfur oxides in exhaust gas discharged from various combustion devices such as a boiler of a thermal power plant. Flue gas between the combustion unit and the flue gas desulfurization unit to send the exhaust gas discharged from the combustion unit to the flue gas desulfurization unit, and / or flue gas to release the desulfurized flue gas to the atmosphere via the chimney Between the desulfurization device and the chimney, there is a desulfurization blower, in which an axial fan with moving blades is installed.
[0007]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-47300 points out the following problems of an axial fan applied to a flue gas desulfurization device as follows. The axial flow fan for the flue gas desulfurization device is installed at any of the positions indicated by the reference signs A, B, C and D shown in FIG. In FIG. 12, reference numeral 7 denotes a heat exchanger for exhaust gas cooling, 8 denotes a flue gas desulfurization device (absorption tower), and 9 denotes a heat exchanger for reheating exhaust gas. Among them, the position C where the temperature is low is advantageous in that the fan capacity can be reduced and the running cost is low. However, the mist or sulfuric acid passing through the flue gas desulfurization device 8 causes a severe corrosive environment at the position C. For this reason, stainless steel or a Ni-based alloy that is resistant to sulfuric acid corrosion is used for the gas contact portion of the fan, and a Ni-based alloy such as Inconel or Hastelloy is particularly used for the rotor blade that is a rotating body. However, even with these Ni-based alloys, deep pitting and local corrosion occur on the blade surface due to the concentrated sulfuric acid flying from the flue gas desulfurization device 8. For this reason, these Ni-based alloy rotor blades are further put to practical use by applying a resin coating. However, at present, in actual machines, partial peeling of the coating due to collision with mist or washing water is a problem.
[0008]
As described above, the axial flow fan is installed at an environment where the metal is corroded by sulfuric acid, sulfuric acid mist passing through the flue gas desulfurization device, unburned ash, and the like. It may be as high as ℃. The fiber-reinforced plastic composite material of the blade is excellent in corrosion resistance in a corrosive atmosphere, but is inferior in erosion resistance. In particular, when applied to a flue gas desulfurization device, the following problems occur.
[0009]
Unburned ash from the flue gas desulfurization unit adheres to the blade wings. When the unburned ash sticks and accumulates on the rotor blades, the weight of the blades increases and the vibration characteristics change. Therefore, in order to prevent ash from adhering to the moving blade beforehand, it is conventionally necessary to spray water to the wing portion by continuous or intermittent washing to wet the wing portion.
[0010]
In this case, the water droplets of the washing collide with the leading edge (leading edge) of the blade portion of the blade rotating at high speed. Erosion (especially cavitation erosion) is considered to occur because water droplets vertically collide with the leading edge of the blade wing. It is also conceivable that erosion (particularly cavitation erosion) occurs at the leading edge of the blade wing portion due to the unburned ash. For these reasons, an erosion-resistant defense structure is essential.
[0011]
In JP-A-11-22696 described above, as shown in FIG. 13, one metal sheet 6 (made of SUS304) is attached to a part of the blade wing 1 (in this case, the leading edge of the blade). A disclosed configuration is disclosed. It is described that the thin metal plate 6 is mainly attached to the leading edge of the wing in order to improve the wear resistance and erosion resistance of the wing. Further, the method of attaching the metal sheet 6 is described as a method of integrally molding and incorporating at the same time when the composite material blade is manufactured, a method of mechanically attaching (for example, using screws) after manufacturing the composite material blade, or a method of bonding with an adhesive. I have. As a specific example, there is shown a configuration in which a SUS304 thin plate (width 30 × length 300 mm) 6 is bent so as to match the shape of the leading edge of the wing, attached with an adhesive, and further fixed with SUS304 screws. I have.
[0012]
As shown in FIG. 14, the publication discloses a polymer coating material 6a that can be easily applied (applied or adhered) to a part of the blade wing 1 (in this case, the leading edge of the wing). Disposed configurations are disclosed. It is described that the application of the polymer-based coating material 6a is a coating method (such as brushing) or an adhesion method that can be easily applied after manufacturing the composite material blade, and is a method that can also be used for repair.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
Since the wings of the fan have a complicated three-dimensional shape, it is costly to manufacture a metal plate conforming to the shape of the wings of the fan formed of a fiber-reinforced plastic material. If the metal plate is not formed to match the shape of the wing, it cannot be installed.
[0014]
In addition, at the time of installation, it is necessary to perform accurate positioning of a metal plate having a complicated three-dimensional shape that matches the shape of the wing, which is a complicated three-dimensional shape, and then perform installation work. Therefore, it is desired that such workability be improved.
[0015]
Further, when the blade is rotated at a high speed, a centrifugal force is generated. Therefore, when attaching the metal plate to the wing, it is necessary to attach the metal plate with a large fixing force.
Further, since the coefficient of thermal expansion is different between the fiber reinforced plastic material and the metal sheet, there is a possibility that the metal sheet may be elongated in a high temperature state and may not conform to the shape of the wing.
[0016]
An axial fan applied under severe use conditions such as a flue gas desulfurization apparatus is required to have higher durability than the method of applying or bonding a polymer coating material shown in FIG.
[0017]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fan blade, a method for reinforcing a fan and a fan blade, which can easily form a protective member such as a metal plate attached as a measure against wear resistance and erosion of a wing portion and which is inexpensive to manufacture. That is.
Another object of the present invention is to provide a wing part having a wear resistance, a shape of a protection member such as a metal plate attached as a measure against erosion, in a state in which the shape of the wing part attachment part, which is a complicated three-dimensional shape, matches the shape. It is an object of the present invention to provide a fan blade, a fan and a method for reinforcing a fan blade, which are sure to be installed.
[0018]
Still another object of the present invention is to provide a fan blade, a fan, and a method of reinforcing a fan blade, which have good workability of mounting a protection member such as a metal plate which is mounted as a measure against wear and erosion of the wing. It is.
Still another object of the present invention is to provide a blade for a fan which does not require a large fixing force when mounting a protective member such as a metal plate which is mounted as a measure against wear and erosion of the wing portion, reinforcement of the fan and the blade of the fan. Is to provide a way.
[0019]
Still another object of the present invention is to provide a blade, a fan, and a fan for a fan that easily suppress the problem of thermal expansion of a protective member such as a metal plate attached as a measure against wear and erosion of a wing made of a fiber-reinforced plastic material. Is to provide a method for reinforcing the blade.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
Hereinafter, [Means for Solving the Problems] will be described using the numbers and symbols used in [Embodiments of the Invention]. These numbers and symbols are added to clarify the correspondence between the description of [Claims] and the description of [Embodiments of the Invention]. It should not be used to interpret the technical scope of the described invention.
[0021]
A blade of a fan according to the present invention includes a wing (11) formed of fiber-reinforced plastic, and a plurality of metal protection members (21) provided on a surface side of the wing (11). .
[0022]
In the fan blade of the present invention, a plurality of the protection members (21) are provided on the wing portion (11) so as to extend along a height direction of the wing portion (11).
[0023]
In the fan blade of the present invention, the protection member (31) is formed in a small piece shape, and the protection member (31) is provided on the wing (11) in a height direction of the wing (11). A plurality of the wings (11) are provided along the left-right direction of the wing portion (11).
[0024]
In the fan blade of the present invention, the protection member (31) is made of ceramic instead of the metal.
[0025]
In the blade of the fan of the present invention, the plurality of adjacent protection members (21) are provided on a part (21c) of the protection member (21) on the upper side in the height direction and on the lower side in the height direction. The protection member (21) is provided so as to partially overlap.
[0026]
The blade of the fan according to the present invention includes a wing (11) formed of fiber-reinforced plastic, and a reinforcing material (51) containing a ceramic component applied or adhered to the surface of the wing (11). ing.
[0027]
The blade of the fan according to the present invention includes a wing (11) formed of fiber-reinforced plastic, and a deformable metal protection member (41) provided on the surface of the wing (11). ing.
[0028]
In the blade of the fan of the present invention, the wing portion (11) is provided with a deformable metal protection member (41) on the plurality of protection members (21) or the reinforcing material (51). Has been.
[0029]
In the fan blade of the present invention, the protection member (41) is a mesh formed of metal fibers.
[0030]
The fan of the present invention includes a fan blade and a rotor to which the blade is attached.
[0031]
In the fan of the present invention, the fan is an axial fan applied to a flue gas desulfurization device.
[0032]
The method of reinforcing a blade of a fan according to the present invention includes the steps of: (a) adjusting a plurality of protective members (31) in accordance with the shape of the blade (10) on the surface side of a wing (11) formed of fiber-reinforced plastic; And (b) fixing the plurality of protection members (31) to the surface side of the wing (11) after the adjustment.
[0033]
The reinforcing method of the blade of the fan according to the present invention includes: (c) applying a deformable protective member (41) to the surface side of the wing portion (11) formed of fiber-reinforced plastic of the blade (10); (D) fixing the protection member (41) to the surface side of the wing portion (11) after the deformation. Have.
[0034]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a fan blade of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0035]
(First embodiment)
With reference to FIG. 1, a blade of an axial fan according to a first embodiment will be described.
[0036]
The blade 10 is a moving blade of an axial fan applied to a flue gas desulfurization device. The blade 10 has a complicated three-dimensional shape in order to exhibit predetermined performance as a wing. The blade 10 includes a blade 11 and a blade root flange 12 attached to a rotor (not shown). A bolt hole 12 a is formed in the blade root flange 12. The blade root flange 12 is screwed to the rotor by bolts through the bolt holes 12a.
[0037]
The wing portion 11 and the wing root flange portion 12 are formed of a fiber reinforced plastic (FRP) composite material. By using a fiber-reinforced plastic composite material, weight reduction, high strength, high corrosion resistance, and low cost are realized as compared with a conventionally used Ni-based alloy. The fiber reinforced plastic composite may be a glass fiber reinforced plastic composite or a carbon fiber reinforced plastic composite.
[0038]
As the fiber reinforced plastic composite used for the blade 10, those described in JP-A-11-22696 can be used. Further, the configuration described in the same gazette can also be used for the configuration in which the wing portion 11 is composed of an outer skin and an inner filler.
[0039]
Since the washing water and unburned ash fly to the blade 10 of the axial flow fan applied to the flue gas desulfurization device, a protection structure especially for abrasion resistance and erosion resistance (hereinafter, both are collectively referred to as erosion resistance). Is essential.
[0040]
.. Are arranged to improve the erosion resistance of the blade 10. The blades 10 are provided with thin metal plates 21, 21... At the front edge 11a of the wing 11 where the flying objects such as washing water and unburned ash collide with great force. Since flying objects such as washing water and unburned ash collide with the front edge portion 11a from the vertical direction (see the arrow P in FIG. 3), the impact force is large.
[0041]
As shown in FIG. 3, in the blade 10, the region (area) 11 b where the thin metal plates 21, 21... Are arranged is a base end side of the leading edge 11 a (wing root flange 12) among the leading edge 11 a. ). At least above the intermediate position in the height direction of the front edge portion 11a, an erosion-resistant measure is required, and is defined as a region (hereinafter referred to as a protection region) 11b in which the thin metal plates 21, 21,...
[0042]
As shown in FIGS. 1 and 2, when the blade 10 is manufactured from the fiber-reinforced plastic composite material, the metal sheet 21, 21,... .. Are formed by the thickness of 21.
[0043]
The protection area 11b is not covered by one sheet of metal, but is covered by a plurality of sheets of metal 21, 21. The protection region 11b is divided into a plurality in the height direction (radial direction of the rotor to which the blade 10 is attached), and each of the divided regions is covered by each of the thin metal plates 21, 21. Each of the metal thin plates 21, 21,... Is formed in a U-shaped tubular shape having a substantially U-shaped cross section. The cross section of each of the metal sheets 21, 21... Is formed in a substantially U-shape that matches the curvature of the surface of the concave portion.
[0044]
When the protection region 11b is covered with one sheet metal, it is necessary to form one sheet metal so as to match the complicated three-dimensional shape of the entire area of the protection region 11b. In the case of covering with the metal thin plates 21, 21,..., It is sufficient that each metal thin plate 21, 21,. It becomes.
[0045]
The metal sheets 21, 21,... Covered by a plurality of metal sheets are lighter in weight than the case where the protection area 11b is covered by one sheet metal sheet. The centrifugal force acting on each of the metal thin plates 21, 21... When the axial fan rotates is reduced by the weight of each of the metal thin plates 21, 21. Thus, the force for fixing the metal thin plates 21, 21,... To the wing 11 so as not to come off from the wing 11 can be reduced. From this, it becomes easy to realize the simplification of the mounting structure of each of the thin metal plates 21 to the wing portion 11 and the improvement of the workability of the mounting work.
[0046]
Axial fans for flue gas desulfurization equipment are used under high temperature conditions. Under a high temperature condition (a large temperature rise), the difference in the thermal expansion coefficient between the fiber-reinforced plastic composite material of the wing portion 11 and the thin metal plate 21 causes a difference in the amount of elongation between the wing portion 11 and the thin metal plate 21. Compared to the difference in the amount of elongation that occurs between the wing 11 and the long metal sheet that covers the protection area 11b with one sheet, the wing 11 has a smaller length. The difference in the amount of elongation caused by is small. When elongation due to thermal expansion occurs, the smaller the difference in the amount of elongation between the wing portion 11 and the thin metal plate, the more the separating force acting on a fixed portion (for example, a pinned portion) of the thin metal plate with respect to the wing portion 11. Becomes smaller. By using the short metal plates 21, 21,... As described above, adverse effects during thermal expansion can be suppressed, and a stable mounting structure is maintained. In that sense, the metal sheet 21 preferably has a coefficient of thermal expansion close to that of the fiber-reinforced plastic composite material.
[0047]
Next, a method of attaching the metal sheets 21, 21,... Will be described.
[0048]
Each of the metal thin plates 21, 21... Is formed in advance by bending so as to conform to the shape of the protection region 11b (the surface shape of the concave portion). The thickness of the thin metal plate 21 is not particularly limited, but is determined so as to obtain the effect of erosion resistance, and at the same time, considering workability and cost. As an example, the metal thin plate 21 is made of SUS304 and has a thickness of 0.5 mm.
[0049]
Are attached to the surface (the above-mentioned concave portion) of the protection area 11b. As shown in FIG. 4, when attaching the metal sheets 21, 21,..., The parts (ends in the height direction) 21c, 21c. Attached to. Also, the adjacent metal thin plates 21, 21... Are placed radially inward on the end 21c of the radially outer metal thin plate 21 so that water droplets flow radially outward due to centrifugal force during rotation of the axial fan. Are arranged so that the end portions 21c of the thin metal plates 21 overlap.
[0050]
The metal thin plates 21, 21,... Are attached to the protection area 11b by a mechanical attachment using a mechanical joining member 13 such as a screw, a bolt, or a pin, a method of attaching with an adhesive, or a combination of mechanical joining and adhesive joining. May be. The screws may be wood screws for weight reduction. The gaps formed between the metal sheets 21, 21... Are completely sealed with an adhesive. This is to suppress the intrusion of ash.
[0051]
In the blade 10 according to the present embodiment, the weight per one thin metal plate 21 is reduced, and the erosion resistance is improved without requiring a strong fixing force. In addition, one metal thin plate 21 may be formed so that the complex three-dimensional shape of the entire area of the protection area 11b is divided into a plurality of pieces (a relatively simplified shape) so that the shapes match. Therefore, molding becomes easy. Further, adverse effects due to differences in the coefficient of thermal expansion are relatively suppressed.
[0052]
In the above description, as shown in FIGS. 1 and 2, a concave portion is formed in the protection region 11b, and the metal thin plates 21, 21,... Are attached to the concave portion. However, the present invention is not limited to this. Absent. As shown in FIG. 5, it is possible to adopt a configuration in which a concave portion is not formed in the protection region 11b, the original shape of the front edge portion 11a itself is kept, and the thin metal plates 21, 21... it can. According to this configuration, it is possible to retrofit the already installed and operated blade 10 afterwards.
[0053]
Also, in the above description, the plurality of metal thin plates 21, 21... Are attached in a state where they are partially overlapped with each other (see FIG. 4), but the present invention is not limited to this. The plurality of thin metal plates 21, 21... Can be laid without gaps without any overlapping portions.
[0054]
(Second embodiment)
The blade of the axial fan according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
[0055]
The blade 10A of the second embodiment has the same configuration as the blade 10 of the first embodiment. The blade section 11 and the blade root flange section 12 of the blade 10A are formed of a fiber-reinforced plastic composite material. The fiber reinforced plastic composite material used for the blade 10A may be a glass fiber reinforced plastic composite material or a carbon fiber reinforced plastic composite material, and those described in JP-A-11-22696 can be used. .
[0056]
.. Are arranged to improve the erosion resistance of the blade 10A. In the blade 10A, a plurality of small metal sheets 31, 31... Are provided on the front edge 11a of the wing 11, which is a portion where a flying object such as washing water or unburned ash collides with a large force. In the blade 10A, the protection area 11b where the plurality of small metal sheets 31, 31... Are provided is located at the position shown in FIG. 3 similarly to the blade 10 of the first embodiment.
[0057]
As shown in FIG. 6 and FIG. 2, when the blade 10A is manufactured from the fiber-reinforced plastic composite material, the portions (protected areas 11b) of the wings 11 where the small metal pieces 31, 31,. .. Are formed in advance by the thickness of the small pieces 31 of the metal sheet or by a predetermined dimension in relation to the thickness of the small pieces 31, 31.
[0058]
The protection area 11b is not covered by one sheet of metal, but is covered by a plurality of small pieces 31 of sheet metal. The plurality of small metal sheets 31, 31,... Have a height direction of the protection region 11b (a radial direction of the rotor to which the blade 10A is attached) and a left-right direction in a front view of the protection region 11b (a tangential direction of the outer peripheral portion of the rotor). Each of the divided regions is covered with a small piece 31 of each metal sheet.
[0059]
The small pieces 31, 31,... Of each metal sheet are arranged in the protection area 11b such that the tiles or scales are stretched. By arranging the small metal pieces 31, 31... In the protection area 11 b while adjusting the way of packing (arrangement) and the degree of overlap (overlap width, etc.), the protection area 11 b can be formed into various three-dimensional shapes. The sizes and thicknesses of the small pieces 31, 31,... Of each metal thin plate are set so as to be able to cope with them.
[0060]
Regardless of the shape of the protection region 11b (or a shape slightly deviating from the design value), the size of the small pieces 31, 31,... Of each thin metal plate is set small so that the shape can be followed. You. In that sense, the small pieces 31, 31... Of each sheet metal need not be formed to exactly match the three-dimensional shape of the surface of the concave portion of the protection region 11b. .. Are determined relative to the size (area) of the protection region 11b, and the amount of depression of the recess formed in the protection region 11b is determined. The thickness of the small pieces 31, 31... Of each thin metal plate is appropriately designed.
[0061]
As described above, it is possible to cope with the three-dimensional shape of the protection area 11b by arranging in the protection area 11b while adjusting the way in which the small pieces 31, 31... .. Can be easily installed on the protection area 11b, and the manufacturing cost of the thin metal sheets 31, 31,... Can be reduced.
[0062]
Since the small pieces 31, 31... Of the thin metal plates do not need to be strictly formed into a predetermined shape as described above, the small pieces 31, 31,. It can be made of ceramic. Ceramic has excellent corrosion resistance and erosion resistance.
[0063]
Next, a method of attaching the small pieces 31 of the thin metal plate will be described.
[0064]
When manufacturing the small metal sheet pieces 31, 31,... As described above, the thin metal sheet is a small piece that does not need to be bent in accordance with the shape of the protection region 11b. The plate thickness of the small pieces 31, 31... Of the metal thin plate is not particularly limited, but is determined in consideration of the wear resistance and the erosion resistance, and at the same time, in consideration of workability and cost. As an example, SUS304 is used for a thin metal plate and the thickness is 0.3 mm.
[0065]
Are attached to the surface (the above-mentioned concave portion) of the protection area 11b. As shown in FIG. 6, when attaching the small metal sheet pieces 31, 31,..., The ends 31c, 31c in the height direction of the small metal sheet pieces 31, 31,. They are attached so that they overlap, and their ends 31d in the left-right direction overlap. Also, the adjacent small metal sheet pieces 31, 31... Are arranged at the ends in the height direction of the small metal sheet pieces 31 on the radially outer side so that water droplets flow radially outward due to centrifugal force during rotation of the axial fan. The end 31c in the height direction of the small piece 31 of the metal sheet on the inner side in the radial direction is arranged on the top 31c. Also, in the protection area 11b, when the small pieces of metal sheet 31, 31... Are arranged in a large number of rows in the left-right direction, the water drops are adjacent to each other so that the water droplets smoothly flow along the wing shape of the wing portion 11. The metal sheet pieces 31, 31... Are located below the left and right ends 31d of the metal sheet pieces 31 on the front side of the front edge 11a, and the height direction ends 31d of the rear sheet metal pieces 31. Are arranged to overlap.
[0066]
Are attached to the protection area 11b by mechanically attaching them with a mechanical joining member 13 such as screws, bolts, pins, or the like, or by using an adhesive, or by mechanical joining and adhesive joining. May be used together. The screws may be wood screws for weight reduction. The gaps formed between the small pieces 31 of the thin metal plate are completely sealed with an adhesive. This is to suppress the intrusion of ash.
[0067]
In the case where the protection area 11b is covered with one sheet of metal, it is necessary to form one sheet of metal to conform to the complicated three-dimensional shape of the entire area of the protection area 11b. In the embodiment, the arrangement and the way of stacking the small pieces 31, 31... Of a plurality of thin metal sheets are covered as appropriate so as to match the three-dimensional shape of the protection region 11b. Response is possible. Therefore, the small pieces 31, 31... Of each thin metal plate do not need to be strictly formed to conform to the three-dimensional shape of a part of the protection region 11b, and the manufacturing cost is low.
[0068]
Each of the small pieces 31, 31... Of the thin metal sheet covered by a large number is lighter in weight than the case where the protection area 11b is covered by one thin metal sheet. Since the weight of the small pieces 31, 31,... Of each thin metal plate is reduced, the centrifugal force acting on the small pieces 31, 31,. Thus, the force for fixing the small pieces 31 of each thin metal plate to the wing 11 so as not to come off from the wing 11 can be reduced. From this, it becomes easy to realize the simplification of the mounting structure of the small pieces 31, 31... Also, as described above, the small pieces 31, 31... Do not need to be bent in accordance with the protection area 11b, so that it is possible to use a ceramic plate which is difficult to form as a substitute for a thin metal plate.
[0069]
Axial fans for flue gas desulfurization equipment are used under high temperature conditions. Under high temperature conditions (large temperature rise), due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the fiber reinforced plastic composite material of the wing 11 and the small pieces 31, 31. Causes a difference in the amount of elongation. Compared to the difference in the amount of elongation generated between the long metal sheet and the wing 11 that cover the protection area 11b with one sheet, the small pieces 31, 31... The difference in the amount of elongation that occurs between is small. When elongation due to thermal expansion occurs, the smaller the difference in the amount of elongation between the wing portion 11 and the thin metal plate, the more the separating force acting on a fixed portion (for example, a pinned portion) of the thin metal plate with respect to the wing portion 11. Becomes smaller. In this way, by using the small pieces 31, 31... Of the thin metal plate, it is possible to suppress the adverse effect at the time of thermal expansion, and to maintain a stable mounting structure. In this sense, it is preferable that the small pieces 31, 31,... Of the metal thin plate have a thermal expansion coefficient close to that of the fiber-reinforced plastic composite material.
[0070]
In the above description, as shown in FIG. 6 and FIG. 2, a concave portion is formed in the protection region 11b, and small metal pieces 31, 31,... Are attached to the concave portion. Not something. As shown in FIG. 5, the protection region 11b is not formed with a concave portion, the original shape of the front edge portion 11a itself is maintained, and the protection region 11b is simply covered with small pieces 31 of thin metal plate. be able to. According to this configuration, it is possible to retrofit the already installed and operated blade 10 afterwards.
[0071]
Also, in the above description, a plurality of small metal sheets 31, 31... Are attached in a state where the small pieces 31 are partially overlapped with each other (see FIG. 6), but the invention is not limited to this. The plurality of small metal sheets 31, 31... Can be laid without gaps without any overlap.
[0072]
(Third embodiment)
Next, a blade of an axial fan according to a third embodiment will be described with reference to FIG.
[0073]
The blade 10B according to the third embodiment has the same configuration as the blade 10 according to the first embodiment. The blade section 11 and the blade root flange section 12 of the blade 10B are formed of a fiber-reinforced plastic composite material. The fiber reinforced plastic composite material used for the blade 10B may be a glass fiber reinforced plastic composite material or a carbon fiber reinforced plastic composite material, and those described in JP-A-11-22696 can be used. .
[0074]
One mesh (net) 41 formed by weaving metal fibers is provided to improve the erosion resistance of the blade 10B. A mesh 41 is provided on the front edge 11a of the wing portion 11, which is a portion of the blade 10B where a flying object such as washing water or unburned ash collides with a large force. In the blade 10B, the protection area 11b where the mesh 41 is provided is located at the position in FIG. 3 similarly to the blade 10 of the first embodiment.
[0075]
As shown in FIGS. 7 and 2, when the blade 10B is manufactured from the fiber-reinforced plastic composite material, the portion of the wing portion 11 where the mesh 41 is to be attached (protected area 11b) has a predetermined thickness of the mesh 41. Is formed. Alternatively, it is possible to adopt a configuration in which the original shape of the front edge portion 11a itself is not formed without forming a concave portion in the protection region 11b, and the mesh 41 is simply covered on the protection region 11b. According to this configuration, it is possible to retrofit the already installed and operated blade 10 afterwards.
[0076]
The mesh 41 in which metal fibers are woven is more easily displaced than a metal plate or the like. The operator can manually deform the mesh 41 at the site to match the three-dimensional shape of the protection area 11b. In this way, the shape of the mesh 41 is adjusted to the three-dimensional shape of the protection region 11b, and then the mesh 41 is fixed to the protection region 11b. Since the mesh 41 is configured to be freely deformable, it is not necessary to form the mesh 41 in accordance with the three-dimensional shape of the protection region 11b, so that no molding cost is required.
[0077]
The mesh 41 is woven by a method called “vermilion weave”, in which the surface of the mesh 41 has few irregularities and the tensile strength of the metal fiber increases. The wire diameter of the metal fiber is 0.5 mm or less. As a material of the metal fiber, for example, Inconel can be considered. The mesh 41 can be formed thinner than a thin metal plate. Therefore, it is more suitable for a configuration in which a concave portion is not formed in the protection region 11b, the original shape of the front edge portion 11a itself is maintained, and the mesh 41 is simply covered over the protection region 11b.
[0078]
As described above, since the mesh 41 is deformable and thin, it is effective as an erosion resistance measure for the existing blade 10.
Instead of the mesh 41, a metal plate having a plurality of holes formed therein to be easily deformed may be used.
Further, instead of the mesh 41, a very soft metal may be used as a thin plate having no mesh structure or a plurality of holes.
[0079]
When attaching the mesh 41, the worker applies the mesh 41 to the protection area 11b, deforms the mesh 41 so as to match the shape of the protection area 11b, and fixes the mesh 41. As a method of attaching the mesh 41, there are a method of mechanically attaching with a screw, a bolt, or the like, a method of attaching with an adhesive, or a combination of mechanical joining and adhesive joining. The screws may be wood screws for weight reduction. The mesh 41 used in the present embodiment is more flexible than a thin metal plate and has good shape following ability even in a complicated shape of the protection region 11b, and can be easily attached.
[0080]
The centrifugal force acting on the mesh 41 when the axial fan rotates is reduced by the weight of the mesh 41 reduced by the metal plate or the like. Thus, the force for fixing the mesh 41 to the wing 11 so as not to come off from the wing 11 can be reduced. This facilitates the simplification of the structure for attaching the mesh 41 to the wing portion 11 and the improvement of the workability of the attaching operation.
[0081]
(Fourth embodiment)
A blade of an axial fan according to a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9.
[0082]
The fourth embodiment has a structure in which the first and third embodiments are used in combination. The plurality of metal sheets 21, 21,... Are pressed from above by a mesh 41 to prevent the metal sheets 21, 21,. Preventing.
[0083]
FIG. 8 shows that the metal thin plates 21, 21... Are attached to the recesses formed in the protection area 11b, and the mesh 41 is covered with one mesh 41 from outside (upper side) so as to cover the plurality of metal thin plates 21, 21. It is attached to the protection area 11b.
FIG. 9 shows a state in which the metal thin plates 21, 21... Are attached to the original front edge portion 11a without forming a concave portion in the protection area 11b, and a plurality of metal thin plates 21 are formed by a single mesh 41 from the outside (upper side). , 21 ... are attached to the protection area 11b.
[0084]
According to the fourth embodiment, since the metal thin plates 21, 21... Do not come off the protection region 11b, the reliability as a measure against erosion is improved. If the thin metal plates 21, 21... Come off during the high-speed rotation of the rotor, there is a possibility that the metal thin plates 21, 21,. Since the detachment from the wing portion 11 can be suppressed, there is no such fear.
[0085]
(Fifth embodiment)
A blade of an axial fan according to a fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9.
[0086]
The fifth embodiment has a structure in which the second and third embodiments are used in combination, and a plurality of small metal sheets 31, 31,. Is prevented from coming off.
[0087]
In FIG. 8, small metal pieces 31, 31,... Are attached to recesses formed in the protection area 11b, and a plurality of metal thin pieces 31, 31,. The mesh 41 is attached to the protection area 11b.
FIG. 9 shows a state in which small pieces 31, 31... Of a thin metal plate are attached to the original shape of the front edge portion 11a without forming a concave portion in the protection area 11b, and a plurality of metal pieces 41 are formed by a single mesh 41 from the outside (upper side). The mesh 41 is attached to the protection area 11b so as to cover the small pieces 31 of the thin plate.
[0088]
According to the fifth embodiment, the small pieces 31, 31,... Of the metal thin plate do not come off the protection region 11b, and therefore the reliability as a measure against erosion is improved. If the small pieces 31 of the sheet metal come off during the high-speed rotation of the rotor, there is a possibility that the small pieces 31 of the sheet metal may be damaged by hitting the surrounding parts. , 31... From the wing portion 11 can be suppressed, and there is no such fear.
[0089]
(Sixth embodiment)
A blade of an axial fan according to a sixth embodiment will be described with reference to FIG.
[0090]
As shown in FIG. 10, the protection region 11b has a structure in which a material 51 containing a ceramic component is applied or bonded. The material 51 containing a ceramic component has sufficiently excellent erosion resistance. The method of applying or adhering the material 51 does not need to form a concave portion in the protection region 11b, and does not need to be formed in accordance with the three-dimensional shape of the protection region 11b, and has good shape followability. Further, the method of applying or bonding the material 51 is suitable for retrofitting or repairing the already installed and operated blade 10.
[0091]
In addition, the material 41 containing a ceramic component is applied or adhered to the protection region 11b, and the mesh 41 can be provided. The method of applying or bonding the material 51, together with the method of attaching the mesh 41, is suitable for retrofitting or repairing the already installed and operated blade 10. Therefore, the combination use of the material 51 and the mesh 41 is particularly preferable.
[0092]
According to the blades according to the first to sixth embodiments described above, in a blade formed of a fiber-reinforced plastic composite material, in a method of attaching a thin metal plate to the surface of the wing portion as a measure against wear and erosion, a strong fixing force is obtained. A defensive structure that does not require is possible.
Further, in the blade according to the first to sixth embodiments described above, it is possible to provide a protection structure for preventing the metal sheet from becoming unfit to the shape of the wing portion due to thermal expansion even in a high temperature state.
In addition, the blades according to the first to sixth embodiments have good followability to the shape of the wing of the fan having a complicated three-dimensional shape, and can provide a protection structure that can be easily attached.
[0093]
The blades according to the first to sixth embodiments can be applied not only to blades of an axial fan applied to a desulfurization device of a thermal power plant but also to any blades made of FRP (fiber reinforced plastic). It is. For example, it is also applicable to helicopters and aircraft blades. Further, the present invention can be applied to blades of an axial fan such as an axial blower for a wind tunnel. Helicopters and aircraft blades need to be protected against erosion because they collide with rain. Water drops may simulate rain even in the wind tunnel, so erosion resistant measures are needed.
[0094]
【The invention's effect】
According to the present invention, molding of the protection member is easy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a blade of a fan according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged plan view showing a main part of a blade of the fan according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a side view showing a blade of the fan according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an enlarged plan view showing a state in which a plurality of thin metal plates are stacked on the blade of the fan according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an enlarged plan view showing a main part of another example of the blade of the fan according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an exploded perspective view showing a blade of a fan according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an exploded perspective view showing a blade of a fan according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an enlarged plan view showing a main part of a blade of a fan according to fourth and fifth embodiments of the present invention.
FIG. 9 is an enlarged plan view showing another example of the main part of the blade of the fan according to the fourth and fifth embodiments of the present invention.
FIG. 10 is a perspective view showing a blade of a fan according to a sixth embodiment of the present invention.
FIGS. 11A and 11B are views showing a fan blade described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-22696, wherein FIG. 11A is a plan view and FIG. 11B is a side view.
FIG. 12 is a block diagram showing an installation position of an axial fan for a flue gas desulfurization apparatus described in JP-A-10-47300.
FIGS. 13A and 13B are diagrams showing another fan blade described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-22696, wherein FIG. 13A is a plan view and FIG. 13B is a side view.
FIGS. 14A and 14B are diagrams showing still another fan blade described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-22696, wherein FIG. 14A is a plan view and FIG. 14B is a side view.
[Explanation of symbols]
10 blades
10A blade
10B blade
11 Wings
11a Front edge
11b Protected area
12 Wing root flange
12a bolt hole
21 Metal sheet
21c end
31 pieces
31c end
31d end
41 mesh
51 Materials containing ceramics

Claims

Wings made of fiber reinforced plastic,
A fan blade comprising: a plurality of metal protection members provided on a surface side of the wing.

The fan blade according to claim 1,
A fan blade provided with a plurality of the protection members in the wing portion along a height direction of the wing portion.

The fan blade according to claim 1,
The protection member is formed in a small piece shape,
A plurality of the protection members are provided on the wing portion along a height direction of the wing portion, and a plurality of the protection members are provided along a left-right direction of the wing portion.

The fan blade according to claim 3,
The protection member is a fan blade made of ceramic instead of the metal.

The blade of the fan according to any one of claims 2 to 4,
A fan blade, wherein the plurality of adjacent protection members are provided such that a part of the protection member on the lower side in the height direction overlaps a part of the protection member on the upper side in the height direction.

Wings made of fiber reinforced plastic,
And a reinforcing material containing a ceramic component applied or adhered to the surface side of the wing portion.

Wings made of fiber reinforced plastic,
A fan blade comprising a deformable metal protection member provided on the surface side of the wing.

The blade of the fan according to any one of claims 1 to 6,
A fan blade, wherein the wing portion is provided with a deformable metal protection member on the plurality of protection members or the reinforcing material.

The fan blade according to claim 7 or 8,
The blade for a fan, wherein the protection member is a mesh formed of metal fibers.

A fan blade according to any one of claims 1 to 9, and
And a rotor to which the blade is attached.

The fan according to claim 10,
The fan is an axial fan applied to a flue gas desulfurization device.

A method of reinforcing a fan blade,
(A) adjusting the installation position of each of the plurality of protection members in accordance with the shape of the surface of the wing formed of fiber-reinforced plastic of the blade;
(B) fixing the plurality of protection members to the surface side of the wing after the adjustment.

A method of reinforcing a fan blade,
(C) applying a deformable protection member to the surface side of the wing portion made of fiber-reinforced plastic of the blade, and deforming the protection member to match the shape of the surface side;
(D) fixing the protection member to the surface side of the wing portion after the deformation.