JP2015121202A - Composite material blade - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、複合材ブレードに係り、例えば、火力プラント送風機、航空エンジン等の軸流ファンに用いられる複合材ブレードに関する。 The present disclosure relates to a composite blade, for example, a composite blade used in an axial fan such as a thermal power plant blower or an aero engine.
回転体の外面に放射状に取り付けられる複合材ブレードには、回転体の回転時に遠心力によって複合材ブレード内に引っ張り応力が作用する。この引っ張り応力の大きさが大きくなると、特に、複合材ブレードを回転体に固定する根部側に応力が集中して、複合材ブレードが破損する虞が生じる。 A tensile stress acts on the composite blade that is radially attached to the outer surface of the rotating body by centrifugal force when the rotating body rotates. When the magnitude of the tensile stress increases, particularly, the stress concentrates on the root side that fixes the composite material blade to the rotating body, and the composite material blade may be damaged.
そこで、特許文献1に記載されているように、複合材ブレードが回転体に取り付けられる翼根部(ダブテイル部)から複合材ブレードの翼部に亘って補強繊維を設けた複合材ブレード(繊維強化複合ブレード)が提案されている。 Therefore, as described in Patent Document 1, a composite blade (fiber reinforced composite) in which reinforcing fibers are provided from a blade root portion (dovetail portion) where the composite blade is attached to a rotating body to a blade portion of the composite blade. Blades) have been proposed.
この複合材ブレードの翼部内に設けられた補強繊維は、翼部の延伸方向に沿って延びている。また、翼根部内の補強繊維は、翼部と反対側へ延びるに従って外側へ傾斜するように扇状に延びている。 The reinforcing fibers provided in the wing portion of the composite blade extend along the extending direction of the wing portion. The reinforcing fiber in the blade root portion extends in a fan shape so as to incline outward as it extends to the side opposite to the blade portion.
この従来の複合材ブレードは、翼根部内に作用する遠心力に起因した局部的な剥離応力(せん断力)が翼根部内の補強繊維に作用し、翼根部が局部的に破損する虞が生じる。特に、複合材ブレードの大型化及び高周速化の実現のためには、より大きな遠心力に耐えうる複合材ブレードの新たな構造の開発が望まれる。 In this conventional composite blade, local peeling stress (shearing force) caused by centrifugal force acting in the blade root part acts on the reinforcing fiber in the blade root part, and the blade root part may be locally damaged. . In particular, in order to increase the size of the composite blade and increase the peripheral speed, it is desired to develop a new structure of the composite blade that can withstand a greater centrifugal force.
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも幾つかの実施形態は、大きな遠心力に耐え得る複合材ブレードを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, at least some embodiments of the present invention aim to provide a composite blade that can withstand large centrifugal forces.
本発明の幾つかの実施形態に係わる複合材ブレードは、
回転体の外面に放射状に延びた状態で取り付けられる複合材ブレードであって、
前記回転体の前記外面に取り付けられる翼根部と、
前記翼根部から延びる翼型部と、
前記複合材ブレード内において、前記翼根部と前記翼型部との間に延在する補強繊維を含む補強繊維束と、を備え、
前記補強繊維は、前記翼根部内において90度又は鋭角を有して屈曲する第1屈曲部を有している。
Composite blades according to some embodiments of the present invention include:
A composite blade attached radially to the outer surface of the rotating body,
A blade root attached to the outer surface of the rotating body;
An airfoil extending from the blade root;
A reinforcing fiber bundle including reinforcing fibers extending between the blade root portion and the airfoil portion in the composite blade,
The reinforcing fiber has a first bent portion that bends at 90 degrees or an acute angle in the blade root portion.
上記複合材ブレードによれば、回転体の回転時に複合材ブレードに遠心力が作用すると、翼型部及び翼根部に複合材ブレードの頂部側へ向く引っ張り力が作用する。この翼型部に作用する引っ張り力は、翼型部内の補強繊維束によって支えられる。一方、翼根部に引っ張り力が作用すると、この引っ張り力によって第1屈曲部よりも翼型部側の補強繊維束が複合材ブレードの頂部方向側に引っ張られるが、第1屈曲部から延びる補強繊維束は翼根部内で引っ掛かるように作用して翼根部に作用する引っ張り力を支える。このとき、翼根部内では、補強繊維束が翼根部の底面から離れる方向の力を翼根部内に及ぼす一方、この力に対する力が翼根部内で発生する。このため、翼根部内ではせん断力が発生する虞はなく、翼根部内での局部的な破損の虞を防止することができる。 According to the composite material blade, when a centrifugal force acts on the composite material blade during rotation of the rotating body, a pulling force toward the top side of the composite material blade acts on the airfoil portion and the blade root portion. The pulling force acting on the airfoil is supported by the reinforcing fiber bundle in the airfoil. On the other hand, when a tensile force acts on the blade root portion, the reinforcing fiber bundle on the airfoil portion side with respect to the first bent portion is pulled toward the top side of the composite blade by this tensile force, but the reinforcing fiber extending from the first bent portion. The bundle acts as a hook in the blade root and supports the pulling force acting on the blade root. At this time, in the blade root portion, a force in a direction in which the reinforcing fiber bundle is separated from the bottom surface of the blade root portion is exerted in the blade root portion, and a force for this force is generated in the blade root portion. For this reason, there is no possibility of generating a shearing force in the blade root portion, and the possibility of local damage in the blade root portion can be prevented.
幾つかの実施形態では、
前記補強繊維束は、
前記翼型部の内部から前記翼根部の内部まで前記翼型部の延伸方向に沿って延在する前記補強繊維の第1部分によって構成されるメイン部と、
前記第1屈曲部を介して前記第1部分に連続する前記補強繊維の第2部分によって構成される掛止部と、を含むように構成される。
In some embodiments,
The reinforcing fiber bundle is
A main portion constituted by a first portion of the reinforcing fiber extending along the extending direction of the airfoil portion from the inside of the airfoil portion to the inside of the blade root portion;
And a latching portion constituted by a second portion of the reinforcing fiber continuous with the first portion via the first bent portion.
この場合、翼根部に引っ張り力が作用すると、この引っ張り力によって第1屈曲部よりも翼型部側の掛止部が翼根部内で引っ掛かるように作用して翼根部に作用する引っ張り力を効果的に支える。したがって、より大きな遠心力に耐え得る複合材ブレードを実現できる。 In this case, when a pulling force is applied to the blade root portion, the pulling force acts on the blade root portion so that the hook portion on the airfoil portion side of the first bent portion is caught in the blade root portion. Support. Therefore, a composite blade capable of withstanding a greater centrifugal force can be realized.
一実施形態において、
前記第2部分は、前記第1部分との間に90度又は鋭角の角度をなすように、前記第1屈曲部を起点として前記翼根部の底面から離れる方向に延在するように構成される。
In one embodiment,
The second portion is configured to extend in a direction away from the bottom surface of the blade root portion with the first bent portion as a starting point so as to form an angle of 90 degrees or an acute angle with the first portion. .
この場合、第2部分は第1屈曲部を起点として翼根部の底面から離れる方向に延在するので、翼根部のうち掛止部が引っ掛かる領域(掛止部を挟んで翼根部の底面の反対側の領域)を広く確保できる。よって、より大きな遠心力に耐え得る複合材ブレードを実現できる。 In this case, since the second portion extends from the first bent portion in a direction away from the bottom surface of the blade root portion, a region of the blade root portion where the latching portion is hooked (opposite the bottom surface of the blade root portion across the latching portion). Wide area). Therefore, a composite blade capable of withstanding a greater centrifugal force can be realized.
一実施形態において、
前記補強繊維束は、前記ブレードの内部に一対設けられ、
一対の前記補強繊維束の前記メイン部を構成する前記第1部分は、互いに平行に前記延伸方向に沿って延在し、
一対の前記補強繊維束の前記掛止部を構成する前記第2部分は、互いに反対方向を向いて延びているように構成される。
In one embodiment,
A pair of the reinforcing fiber bundles are provided inside the blade,
The first portions constituting the main portion of the pair of reinforcing fiber bundles extend along the extending direction in parallel with each other,
The second portions constituting the hook portions of the pair of reinforcing fiber bundles are configured to extend in opposite directions.
この場合、一対の補強繊維束の第2部分は、互いに反対方向を向いて配置されているので、翼根部のうち掛止部が引っ掛かる領域(掛止部を挟んで翼根部の底面の反対側の領域)をより広く確保できる。よって、さらに大きな遠心力に耐え得る複合材ブレードを実現できる。 In this case, since the second portions of the pair of reinforcing fiber bundles are arranged in opposite directions to each other, the region of the blade root portion where the latching portion is caught (on the opposite side of the bottom surface of the blade root portion across the latching portion) Area) can be secured more widely. Therefore, a composite blade capable of withstanding a larger centrifugal force can be realized.
一実施形態において、
前記翼根部の内部において前記掛止部を挟んで前記翼根部の前記底面とは反対側に設けられるインサートをさらに備えるように構成される。
In one embodiment,
It is comprised so that the insert provided in the opposite side to the said bottom face of the said blade root part may be further provided on the inside of the said blade root part on both sides of the said latching | locking part.
この場合、複合材ブレードに遠心力が作用すると、掛止部がインサートに引っ掛かる。よって、大きな遠心力に耐え得る複合材ブレードを実現できる。また、インサートは掛止部を掛止可能であればよいので、インサートの幅は小さくすることができ、翼根部の幅も小さくすることができる。 In this case, when a centrifugal force acts on the composite material blade, the latching portion is caught by the insert. Therefore, a composite blade capable of withstanding a large centrifugal force can be realized. In addition, since the insert only needs to be able to hook the hook portion, the width of the insert can be reduced and the width of the blade root portion can also be reduced.
一実施形態において、
前記翼根部の内部において前記掛止部を挟んで前記翼根部の底面とは反対側に設けられるインサートをさらに備え、
前記補強繊維束の前記メイン部は、前記インサートの両側方を通って前記翼根部の内部を前記底面に向かって延在し、
前記補強繊維束の前記掛止部は、前記インサートと前記底面との間に延在しているように構成される。
In one embodiment,
Further comprising an insert provided on the opposite side of the bottom surface of the blade root portion with the latching portion sandwiched inside the blade root portion,
The main part of the bundle of reinforcing fibers extends inside the blade root part toward the bottom surface through both sides of the insert,
The hooking portion of the reinforcing fiber bundle is configured to extend between the insert and the bottom surface.
この場合、インサートの両側から一対の掛止部がインサートと底面との間に延在するので、ブレードに遠心力が作用すると、一対の掛止部のそれぞれがインサートに引っ掛かる。よって、大きな遠心力に耐え得る複合材ブレードを実現できる。また、インサートは掛止部を掛止可能であればよいので、インサートの幅を小さくすることができ、翼根部の幅も小さくすることができる。 In this case, since the pair of latching portions extend between the insert and the bottom surface from both sides of the insert, when the centrifugal force acts on the blade, each of the pair of latching portions is hooked on the insert. Therefore, a composite blade capable of withstanding a large centrifugal force can be realized. In addition, since the insert only needs to be able to hook the hook portion, the width of the insert can be reduced and the width of the blade root portion can also be reduced.
一実施形態において、
前記補強繊維は、
前記翼根部内において、前記第2部分の他端部に設けられる第2屈曲部と、
前記第2屈曲部を介して前記第2部分に連続する第3部分、をさらに含み、
前記補強繊維束は、
前記インサートの一側方を通過する前記補強繊維の前記第1部分によって構成される第1メイン部と、
前記インサートと前記底面との間に延在する前記補強繊維の前記第2部分によって構成される共通掛止部と、
前記インサートの他側方を通過する前記補強繊維の前記第3部分によって構成される第2メイン部と、を含むように構成される。
In one embodiment,
The reinforcing fiber is
A second bent portion provided at the other end of the second portion in the blade root;
A third portion continuing to the second portion via the second bent portion;
The reinforcing fiber bundle is
A first main part constituted by the first part of the reinforcing fiber passing through one side of the insert;
A common latching portion constituted by the second portion of the reinforcing fiber extending between the insert and the bottom surface;
And a second main part constituted by the third part of the reinforcing fiber passing through the other side of the insert.
この場合、補強繊維束は、共通掛止部を介して第1メイン部及び第2メイン部が繋がっているので、ブレードに遠心力が作用すると、共通掛止部の全体がインサートに引っ掛かる。よって、より大きな遠心力に耐え得る複合材ブレードを実現できる。また、インサートは掛止部を掛止可能であればよいので、インサートの幅を小さくすることができ、翼根部の幅も小さくすることができる。 In this case, since the reinforcing fiber bundle is connected to the first main portion and the second main portion via the common hooking portion, when the centrifugal force acts on the blade, the entire common hooking portion is hooked on the insert. Therefore, a composite blade capable of withstanding a greater centrifugal force can be realized. In addition, since the insert only needs to be able to hook the hook portion, the width of the insert can be reduced and the width of the blade root portion can also be reduced.
本発明の少なくとも幾つかの実施形態によれば、大きな遠心力に耐え得る複合材ブレードを提供することができる。 According to at least some embodiments of the present invention, a composite blade capable of withstanding large centrifugal forces can be provided.
以下、添付図面に従って本発明の複合材ブレードの実施形態について説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、本実施形態は、ガスタービンエンジンのファンブレード等に用いられる複合材ブレードについて説明する。 Hereinafter, embodiments of the composite blade of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples. In the present embodiment, a composite blade used for a fan blade of a gas turbine engine will be described.
複合材ブレード1は、図1(内部構造図)に示すように、円盤状をなすディスク90の外周に取り付けられる翼根部5と、翼根部5から延びる翼型部10と、複合材ブレード1の内部において、翼根部5と翼型部10との間に延在する補強繊維21を含む補強繊維束20と、を有して構成される。補強繊維21は、翼根部5内において鋭角を有して屈曲する第1屈曲部21bを有する。ディスク90の外周には、周方向に所定間隔を有して取付部91が複数設けられている。この取付部91は、ディスク90の軸芯S方向(以下、幅方向と記す。)に沿って延びて、複合材ブレード1の翼根部5をディスク90の幅方向に沿って差し込むことで、複合材ブレード1がディスク90に放射状に延びた状態で取り付けられる。
As shown in FIG. 1 (internal structure diagram), the composite blade 1 includes a
翼根部5は、箱状に形成されるとともに側面視において長方形状に形成されている。翼根部5の表面は、翼根部5の一方側の側面から中央側へ進むに従って翼根部5の底面5aか離れる側へ傾斜するとともに、翼根部5の底面5a側に凹状に湾曲した一対の曲面5bが形成されている。これらの曲面5bは、ディスク90の幅方向に対して対称に形成され、曲面5bの形状は、空力設計を基にして形成されている。この一対の曲面5bの先端部に翼型部10が繋がっている。翼型部10は翼根部5の底面5aから離れる方向(ディスク90の径方向外側)に直線状に延びている。翼型部10及び翼根部5内には、補強繊維束20が延在している。補強繊維束20の詳細については後述する。
The
翼根部5及び翼型部10は、熱可塑性樹脂、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等で形成される。なお、翼根部5及び翼型部10は、熱可塑性樹脂で形成される場合に限るものではなく、熱硬化性樹脂(例えば、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等)でもよい。翼型部10は、基端側から先端側へ延びるに従って幅が暫時小さくなるように形成されている。
The
幾つかの実施例では、補強繊維束20は、多数の補強繊維21を束ねて構成されている。補強繊維21は、カーボン繊維やガラス繊維等で構成される。補強繊維束20は、翼根部5と翼型部10との間に延在している。補強繊維束20は、翼型部10の内部から翼根部5の内部まで翼型部10の延伸方向に沿って延在する補強繊維21の第1部分21aによって構成されるメイン部20aと、第1屈曲部21bを介して第1部分21aに接続される一端部を有する補強繊維21の第2部分21cによって構成される掛止部20bと、を含む。
In some embodiments, the reinforcing
補強繊維21の第1部分21aは、翼型部10の内側先端部から翼型部10の内側基端部内側を超えて翼根部5の底面5aの近傍まで延びる。補強繊維21の第2部分21cは、翼根部5内において鋭角の折曲角度θ(図面では約75度)を有して屈曲する第1屈曲部21bを介して接続されている。第1屈曲部21bの折曲角度θは、90度又は鋭角であればよい。折曲角度θは、例えば、90度〜60度が好ましい。鋭角とすることで、引き抜き力に対する抵抗力が強くなる。このような補強繊維束の挿入形態は複合部材のT字接合にも応用できる。
The
幾つかの実施例では、補強繊維束20は、複合材ブレード1の内部において複合材ブレード1の中心軸線Qに対して複合材ブレード1の幅方向に一対設けられている。一対の補強繊維束20のメイン部20aを構成する第1部分21aは、互いに平行に翼型部10の延伸方向に沿って延在し、一対の補強繊維束20の掛止部20bを構成する第2部分21cは、互いに反対方向を向いて延びている。また、第2部分21cは、翼根部5内の幅方向中央部から翼根部5内の幅方向外側端部の内側近傍まで延びている。
In some embodiments, a pair of reinforcing
以上説明したように、幾つかの実施形態に係わる複合材ブレード1によれば、ディスク90が回転すると、図2(部分拡大断面図)に示すように、複合材ブレード1に遠心力Fが作用し、翼型部10及び翼根部5に複合材ブレード1の頂部側へ向く引っ張り力Tが作用する。この翼型部10に作用する引っ張り力Tは、翼型部10内の補強繊維束20によって支えられる。一方、翼根部5に引っ張り力Tが作用すると、この引っ張り力Tによって第1屈曲部21bよりも翼型部10側の補強繊維束20が複合材ブレード1の頂部方向側に引っ張られるが、第1屈曲部21bから延びる第2部分21cを構成する掛止部20bは翼根部5内で引っ掛かるように作用して翼根部5に作用する引っ張り力Tを支える。このとき、翼根部5内では、補強繊維束20が翼根部5の底面5aから離れる方向の力Faを翼根部5内に及ぼす一方、この力Faに対する力Fbが翼根部5内で発生する。このため、翼根部5内ではせん断力が発生する虞はなく、翼根部5内での局部的な破損の虞を防止することができる。
As described above, according to the composite blade 1 according to some embodiments, when the
また、翼根部5に引っ張り力Tが作用すると、この引っ張り力Tによって第1屈曲部21bよりも翼型部10側の掛止部20bが翼根部5内で引っ掛かるように作用して翼根部5に作用する引っ張り力Tを効果的に支える。さらに、第2部分21cは第1屈曲部21bを起点として翼根部5の底面5aから離れる方向に延在するので、翼根部5のうち掛止部20bが引っ掛かる領域W(掛止部20bを挟んで翼根部5の底面5aの反対側の領域)を広く確保できる。よって、より大きな遠心力Fに耐え得る複合材ブレード1を実現できる。
Further, when the pulling force T acts on the
また、一対の補強繊維束20の第2部分21cは、互いに反対方向を向いて配置されているので、翼根部5のうち掛止部20bが引っ掛かる領域W(掛止部20bを挟んで翼根部5の底面5aの反対側の領域)をより広く確保できる。よって、さらに大きな遠心力Fに耐え得る複合材ブレード1を実現できる。
Further, since the
次に、図3〜図6に示す例示的な実施形態の個別的内容について説明する。図3に示す例示的な実施形態では、翼根部5の内部において掛止部20bを挟んで翼根部5の底面5aとは反対側にインサート30が設けられている。このインサート30は、複合材ブレード1の幅方向に対して略直交する方向を向いて延びる棒状部材である。インサート30は、翼根部5に挿入時に掛止部20bに接触した状態であってもよいし、非接触状態であってもよい。インサート30は、金属材料製であり、例えばTi合金で形成されている。インサート30の断面形状は、掛止部20bを掛止可能であればどのような形状(図面では円形)でもよく、例えば、円形の他に、楕円形、三角形、矩形等のいずれでもよい。
Next, the individual contents of the exemplary embodiment shown in FIGS. 3 to 6 will be described. In the exemplary embodiment shown in FIG. 3, an
このように、翼根部5の内部において掛止部20bを挟んで翼根部5の底面5aとは反対側にインサート30を設けることで、複合材ブレード1に遠心力Fが作用すると、掛止部20bがインサート30に引っ掛かる。よって、大きな遠心力Fに耐え得る複合材ブレード1を実現できる。
Thus, by providing the
図4に示す例示的な実施形態では、翼根部5’の内部において掛止部20bを挟んで翼根部5の底面5aとは反対側に設けられるインサート32を備え、補強繊維束20のメイン部20aは、インサート32の幅方向両側方を通って翼根部5’の内部を底面5’aに向かって延在し、補強繊維束20の掛止部20bは、インサート32と底面5’aとの間に延在する。インサート32と底面5’aとの間に延在する掛止部20bは、インサート32の両側からインサート32の底面32aに沿って延びる。インサート32の両側から底面32aに沿って延びる一対の掛止部20bは非接続状態にある。
In the exemplary embodiment shown in FIG. 4, the main portion of the reinforcing
この構成の複合材ブレード1では、インサート32の両側から一対の掛止部20bがインサート32と翼根部5’の底面5’aとの間に延在するので、複合材ブレード1に遠心力Fが作用すると、一対の掛止部20bのそれぞれがインサート32に引っ掛かる。よって、大きな遠心力Fに耐え得る複合材ブレード1’を実現できる。また、インサート32は掛止部20bを掛止可能であればよいので、インサート32の幅を小さくすることができる。よって、翼根部5’の幅Bも小さくすることができる。
In the composite material blade 1 having this configuration, the pair of latching
図5に示す例示的な実施形態では、補強繊維21は、翼根部5’内において、第2部分21cの翼根部5’幅方向の他端部に設けられる第2屈曲部21dと、第2屈曲部21dを介して第2部分21cに連続する第3部分21e、をさらに含み、補強繊維束20は、インサート32の一側方を通過する補強繊維21の第1部分21aによって構成される第1メイン部20cと、インサート32と翼根部5’の底面5’aとの間に延在する補強繊維21の第2部分21cによって構成される共通掛止部20dと、インサート32の他側方を通過する補強繊維21の第3部分21eによって構成される第2メイン部20eと、を含むように構成される。つまり、図5に示す例示的な実施形態では、共通掛止部20dを介して第1メイン部20c及び第2メイン部20eが繋がっている。
In the exemplary embodiment shown in FIG. 5, the reinforcing
インサート32の幅は、補強繊維束20の幅よりも大きい。このため、補強繊維21の第1部分21a及び第3部分21eは、インサート32の側面32bに向かって翼根部5’の底面5’a側へ延びるとともに、側面32bに沿って底面5’a側へ延びている。
The width of the
この構成の複合材ブレード1では、補強繊維束20は、共通掛止部20dを介して第1メイン部20c及び第2メイン部20eが繋がっているので、複合材ブレード1に遠心力Fが作用すると、共通掛止部20dの全体がインサート32に引っ掛かる。よって、より大きな遠心力Fに耐え得る複合材ブレード1を実現できる。また、インサート32は共通掛止部20dを掛止可能であればよいので、インサート32の幅を小さくすることができる。よって、翼根部5’の幅Bも小さくすることができる。
In the composite material blade 1 having this configuration, the reinforcing
なお、図6に示す例示的な実施形態では、図5に示すインサート32よりも幅が小さなインサート33を用いた場合の具体例を示している。このインサート33は掛止部20bを掛止可能であればよいので、小さい幅のインサート33を実現できる。よって、翼根部5’の幅Bをさらに小さくすることができる。
In the exemplary embodiment shown in FIG. 6, a specific example in which the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。例えば、上述した各種実施形態を適宜組み合わせてもよい。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention. For example, the various embodiments described above may be combined as appropriate.
1 複合材ブレード
5、5’ 翼根部
5a 底面
5b 曲面
10 翼型部
20 補強繊維束
20a メイン部
20b 掛止部
20c 第1メイン部
20d 共通掛止部
20e 第2メイン部
21 補強繊維束
21a 第1部分
21b 第1屈曲部
21c 第2部分
21d 第2屈曲部
21e 第3部分
30、32、33 インサート
90 ディスク
91 取付部
F 遠心力
Fa、Fb 力
S 軸芯
W 領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記回転体の前記外面に取り付けられる翼根部と、
前記翼根部から延びる翼型部と、
前記複合材ブレード内において、前記翼根部と前記翼型部との間に延在する補強繊維を含む補強繊維束と、を備え、
前記補強繊維は、前記翼根部内において90度又は鋭角を有して屈曲する第1屈曲部を有している
ことを特徴とする複合材ブレード。 A composite blade attached radially to the outer surface of the rotating body,
A blade root attached to the outer surface of the rotating body;
An airfoil extending from the blade root;
A reinforcing fiber bundle including reinforcing fibers extending between the blade root portion and the airfoil portion in the composite blade,
The reinforcing fiber has a first bent portion that bends at 90 degrees or an acute angle in the blade root portion.
前記翼型部の内部から前記翼根部の内部まで前記翼型部の延伸方向に沿って延在する前記補強繊維の第1部分によって構成されるメイン部と、
前記第1屈曲部を介して前記第1部分に接続される一端部を有する前記補強繊維の第2部分によって構成される掛止部と、を含む
ことを特徴とする請求項1に記載の複合材ブレード。 The reinforcing fiber bundle is
A main portion constituted by a first portion of the reinforcing fiber extending along the extending direction of the airfoil portion from the inside of the airfoil portion to the inside of the blade root portion;
The composite part according to claim 1, further comprising: a latching part configured by a second part of the reinforcing fiber having one end connected to the first part via the first bent part. Wood blade.
ことを特徴とする請求項2に記載の複合材ブレード。 The second portion extends in a direction away from the bottom surface of the blade root portion with the first bent portion as a starting point so as to form the 90 degree or acute angle with the first portion. The composite blade according to claim 2.
一対の前記補強繊維束の前記メイン部を構成する前記第1部分は、互いに平行に前記延伸方向に沿って延在し、
一対の前記補強繊維束の前記掛止部を構成する前記第2部分は、互いに反対方向を向いて延びている
ことを特徴とする請求項3に記載の複合材ブレード。 A pair of the reinforcing fiber bundles are provided inside the composite blade,
The first portions constituting the main portion of the pair of reinforcing fiber bundles extend along the extending direction in parallel with each other,
The composite blade according to claim 3, wherein the second portions constituting the hooking portions of the pair of reinforcing fiber bundles extend in opposite directions.
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の複合材ブレード。 5. The composite blade according to claim 3, further comprising an insert provided on a side opposite to the bottom surface of the blade root portion across the hook portion inside the blade root portion.
前記補強繊維束の前記メイン部は、前記インサートの両側方を通って前記翼根部の内部を前記底面に向かって延在し、
前記補強繊維束の前記掛止部は、前記インサートと前記底面との間に延在している
ことを特徴とする請求項2に記載の複合材ブレード。 Further comprising an insert provided on the opposite side of the bottom surface of the blade root portion with the latching portion sandwiched inside the blade root portion,
The main part of the bundle of reinforcing fibers extends inside the blade root part toward the bottom surface through both sides of the insert,
The composite blade according to claim 2, wherein the hook portion of the reinforcing fiber bundle extends between the insert and the bottom surface.
前記翼根部内において、前記第2部分の他端部に設けられる第2屈曲部と、
前記第2屈曲部を介して前記第2部分に連続する第3部分、をさらに含み、
前記補強繊維束は、
前記インサートの一側方を通過する前記補強繊維の前記第1部分によって構成される第1メイン部と、
前記インサートと前記底面との間に延在する前記補強繊維の前記第2部分によって構成される共通掛止部と、
前記インサートの他側方を通過する前記補強繊維の前記第3部分によって構成される第2メイン部と、を含む
ことを特徴とする請求項6に記載の複合材ブレード。 The reinforcing fiber is
A second bent portion provided at the other end of the second portion in the blade root;
A third portion continuing to the second portion via the second bent portion;
The reinforcing fiber bundle is
A first main part constituted by the first part of the reinforcing fiber passing through one side of the insert;
A common latching portion constituted by the second portion of the reinforcing fiber extending between the insert and the bottom surface;
The composite blade according to claim 6, further comprising: a second main portion configured by the third portion of the reinforcing fiber passing through the other side of the insert.
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---|---|---|---|---|
FR1073330A (en) * | 1952-04-29 | 1954-09-23 | Snecma | Composite material intended for the manufacture of mechanical parts and its production process |
US2767460A (en) * | 1950-02-08 | 1956-10-23 | Robbins Engineering Company | Turbine blade and method of making same |
US4037990A (en) * | 1976-06-01 | 1977-07-26 | General Electric Company | Composite turbomachinery rotor |
US4810167A (en) * | 1986-12-08 | 1989-03-07 | Hartzell Propeller Inc. | Composite aircraft propeller blade |
JPH06137103A (en) * | 1992-10-26 | 1994-05-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Fiber reinforced composite blade |
US7300255B2 (en) * | 2002-09-27 | 2007-11-27 | Florida Turbine Technologies, Inc. | Laminated turbomachine airfoil with jacket and method of making the airfoil |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2767460A (en) * | 1950-02-08 | 1956-10-23 | Robbins Engineering Company | Turbine blade and method of making same |
FR1073330A (en) * | 1952-04-29 | 1954-09-23 | Snecma | Composite material intended for the manufacture of mechanical parts and its production process |
US4037990A (en) * | 1976-06-01 | 1977-07-26 | General Electric Company | Composite turbomachinery rotor |
US4810167A (en) * | 1986-12-08 | 1989-03-07 | Hartzell Propeller Inc. | Composite aircraft propeller blade |
JPH06137103A (en) * | 1992-10-26 | 1994-05-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Fiber reinforced composite blade |
US7300255B2 (en) * | 2002-09-27 | 2007-11-27 | Florida Turbine Technologies, Inc. | Laminated turbomachine airfoil with jacket and method of making the airfoil |
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