JP2013217366A - 浸食防止用の加圧内部キャビティを備えたcmcブレード - Google Patents
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Abstract
【解決手段】前縁および後縁ならびに圧力側面および吸込側面を備えたエーロフォイルと、各エーロフォイルの下端部に固定されているブレードシャンクと、ブレードシャンクと流体連通している、該下端部に入口流体通路を有するエーロフォイルの内部の1つまたは複数の内部流体キャビティと、内部流体キャビティおよび各エーロフォイル内の内部流体キャビティの各1つに加圧流体(名目上、冷たく乾燥した空気)を供給する流体ポンプ(または圧縮機)の各1つと対応しているブレードシャンクの1つまたは複数の通路とを有するガスタービンエンジンにおいて使用するためのセラミックマトリクス複合材ブレード。流体(例えば、空気)は、異物損傷による穴の場合、内部流体キャビティの各々への最小流体流を維持するのに圧力および体積が十分である。
【選択図】図1
Description
11 前縁
12 後縁
23 エーロフォイル部分
15 ブレードシャンク
14 ダブテール結合部
16 ブレードプラットホーム
35、37 ブレード空気通路
12 後縁
23 ブレードエーロフォイル
13、24 内部ブレードキャビティ
19、20 内部側壁
21、22 側壁
17、18 入口流体通路
30 タービンブレード
34、36 流体通路
35、37 進入点
30 エーロフォイル
32,33 内部ブレードキャビティ
43、53 ブレードキャビティ
、空気進入供給点
40、50、60 ブレード
44、54 内部流路
45、55 空気供給ライン
74、77 ロータエーロフォイル
76、92、93 圧力変換器の位置
70、73 内部ブレードキャビティ
75、79 固定ステータブレード
78 中空プレナム
100、102、103 ホイールディスク
106、107、108、109 流体通路
104、105 空気チャネル
80、81、83、85〜93 ロータ組立体の位置
70、73 ロータブレード
Claims (20)
- ガスタービンエンジンで使用するためのタービンブレードであって、
セラミックマトリクス複合材料から構成されているエーロフォイルであり、前縁および後縁を含みかつ圧力側面および吸込側面を有する、エーロフォイルと、
前記エーロフォイルの下端部に固定されているブレードシャンクと、
前記エーロフォイルの内部に配設されている1つまたは複数の内部流体キャビティであり、各々は封止されておりかつ前記ブレードシャンクと流体連通している入口通路を有する、1つまたは複数の内部流体キャビティと、
前記内部流体キャビティの各1つに対応する前記ブレードシャンクの下端部に形成されている1つまたは複数の流体通路と、
前記エーロフォイル内の前記内部流体キャビティの各1つに加圧流体源を継続的に供給する流体ポンプと
を含む、タービンブレード。 - 前記エーロフォイルはセラミックマトリクス複合材料を含む、請求項1記載のタービンブレード。
- 前記内部流体キャビティは、前記エーロフォイルの基部から前記エーロフォイルの先端の方へ延在している、請求項1記載のタービンブレード。
- 前記内部流体キャビティは、前記エーロフォイルの全長の一部分に延在して、予測エーロフォイル損傷領域に対応する局所キャビティを画定している、請求項1記載のタービンブレード。
- 前記内部流体キャビティの各々は、前記ガスタービンの外部流路の温度より下の温度で、空気により加圧される、請求項1記載のタービンブレード。
- 前記内部流体キャビティの各々は、前記外部流路より少ない水分含有量の空気により加圧される、請求項5記載のタービンブレード。
- 前記ブレードシャンクは、他のブレードと共にタービンロータホイール上に組立てて円周アレイを形成するためのダブテール結合部を含む、請求項1記載のタービンブレード。
- 前記内部流体キャビティの各々は、所定の空気圧および温度に維持される、請求項1記載のタービンブレード。
- 前記加圧流体源は、異物損傷による前記キャビティの1つまたは複数の破損の場合に、前記内部流体キャビティの各々への最小流体流を維持するのに圧力および体積が十分である、請求項1記載のタービンブレード。
- 前記エーロフォイルは、セラミック繊維のプリフォームを含む、請求項1記載のタービンブレード。
- 前記プリフォームは炭化ケイ素を含む、請求項10記載のタービンブレード。
- 前記ブレードシャンクの前記下端部に形成されている前記流体通路は、前記ダブテール部の底縁部から上方に前記ブレードシャンクを通り前記内部流体キャビティ内に延在している、請求項1記載のタービンブレード。
- ガスタービンエンジンで使用するためのタービンブレードを製造する方法であって、
a.セラミック複合材料から構成されているエーロフォイルを形成するステップと、
b.前記エーロフォイルの内部に1つまたは複数の内部流体キャビティを形成するステップと、
c.前記エーロフォイル内の前記内部流体キャビティの各1つに加圧流体源を供給するステップと
を含む、方法。 - 前記エーロフォイルを形成する前記ステップは、炭化ケイ素セラミック繊維を使用してプリフォームを準備するステップと、前記繊維を所望のエーロフォイル形状に作り上げるステップとをさらに含む、請求項13記載の方法。
- 前記プリフォームを準備する前記ステップは、前記プリフォームにマトリクス材料を浸潤させるステップをさらに含む、請求項14記載の方法。
- 前記プリフォームは、化学気相浸潤法、スラリ溶浸焼結、スラリキャスト、または溶融含浸を使用して、前記マトリクス材料と結合するために被覆される、請求項15記載の方法。
- 前記加圧流体を供給する前記ステップは、異物損傷による前記キャビティの1つまたは複数の破損の場合に、前記内部流体キャビティの各々への最小流体流を維持するのに十分である、請求項13記載の方法。
- ガスタービンエンジンエーロフォイルの破損を検出する装置であって、前記エーロフォイルは外面、内部冷却室、および冷却流体を前記内部冷却室内に方向付けて実質的に一定の圧力を維持する流体通路を含み、前記装置は、
前記エーロフォイルの内側の静圧の変化に応答して信号を供給する1つまたは複数の圧力変換器と、
前記信号の変化を相互に関連付けて、前記エーロフォイルの内側の圧力の変化を示すことができるコンピュータコードを格納する記憶装置と、
前記信号の変化を前記エーロフォイルの状態と相互に関連付けるように前記コンピュータコードで動作している中央処理装置と、
前記エーロフォイルの内側の前記圧力の変化の指示をもたらす出力デバイスと
を含む、装置。 - 前記圧力変換器は、前記エーロフォイルの内側の前記圧力の変化の範囲を示すデータを供給する、請求項18記載の装置。
- 前記出力デバイスは、警告灯、音響警告信号、またはデータレコーダの警告メッセージを含む、請求項18記載の装置。
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