JP5359794B2 - Wings and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To sufficiently promote a reduction in weight of a turbine stationary blade by thinning the thickness of the turbine stationary blade while ensuring the rigidity of the turbine stationary blade made of ceramic composite material. <P>SOLUTION: A hollow inner layer blade 17 is integrally provided on the inner surface of an outer layer blade 15 and extends from the leading edge-side inner surface 15a of the outer layer blade 15 to the trailing edge-side inner surface 15t thereof. The rear outer surface 17d of the inner layer blade 17 is integrally joined to the rear inner surface 15d of the outer layer blade 15, and the belly-side outer surface 17v of the inner layer blade 17 is integrally joined to the belly-side inner surface 15v of the outer layer blade 15. The inner layer blade 17 is dividedly composed of a plurality of hollow blade divided members 19, 21 adjacently combined. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、ジェットエンジン等のガスタービンエンジンのタービン又は圧縮機に用いられるタービン翼等の翼及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a blade such as a turbine blade used in a turbine or a compressor of a gas turbine engine such as a jet engine and a manufacturing method thereof.

ジェットエンジンのタービンに用いられるタービン翼は、通常、ニッケル合金等の耐熱合金により構成されている。一方、近年、ニッケル合金よりも耐熱性に優れかつ比重の小さいセラミックス基複合材料(CMC)等の複合材料が注目されており、セラミックス基複合材料を構成材料とするタービン翼(セラミックス基複合材料製のタービン翼)も開発されている(特許文献1及び特許文献2参照)。そして、セラミックス基複合材料製のタービン翼は、次のような手法によって製造されている。   Turbine blades used in jet engine turbines are usually made of a heat-resistant alloy such as a nickel alloy. On the other hand, in recent years, composite materials such as ceramic matrix composite materials (CMC), which have better heat resistance and lower specific gravity than nickel alloys, have been attracting attention, and turbine blades made of ceramic matrix composite materials (made of ceramic matrix composite materials) Turbine blades) have also been developed (see Patent Document 1 and Patent Document 2). A turbine blade made of a ceramic matrix composite material is manufactured by the following method.

即ち、セラミックス基複合材料製のタービン翼の内面形状に対応した表面形状を有するマンドレルを用い、セラミックス繊維(セラミックス繊維の繊維束)をマンドレルの表面に沿って2次元的及び/又は3次元的に織り込むことにより、マンドレルの表面にセラミックス繊維により構成された織物成形体を形成する。続いて、気相含浸法(CVI)、液相含浸焼成法(PIP)等の含浸法に基づいて織物成形体にセラミックスマトリックスを含浸させる。そして、含浸済みの織物成形体に対して機械加工等を施すことにより、セラミックス基複合材料製のタービン翼を製造することができる。   That is, a mandrel having a surface shape corresponding to the inner shape of the turbine blade made of ceramic matrix composite material is used, and ceramic fibers (fiber bundles of ceramic fibers) are two-dimensionally and / or three-dimensionally along the mandrel surface. By weaving, a woven fabric formed of ceramic fibers is formed on the surface of the mandrel. Subsequently, the ceramic matrix is impregnated with the ceramic matrix based on an impregnation method such as a vapor phase impregnation method (CVI) or a liquid phase impregnation firing method (PIP). A turbine blade made of a ceramic matrix composite material can be manufactured by performing machining or the like on the impregnated textile molded body.

特開2001−206779号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-206779 特開2003−148105号公報JP 2003-148105 A

ところで、耐熱合金を構成材料とするタービン翼(耐熱合金製のタービン翼)はロストワックス精密鋳造法によって製造され、形状の自由度が高いものの、セラミックス基複合材料製のタービン翼は形状の自由度が低く、タービン翼の内部に補強リブ等を形成することが容易でない。そのため、セラミックス基複合材料製のタービン翼の肉厚を厚くして、剛性を確保しなければならず、タービン翼の軽量化を十分に促進させることはできないという問題がある。   By the way, turbine blades made of heat-resistant alloys (turbine blades made of heat-resistant alloys) are manufactured by the lost wax precision casting method and have a high degree of freedom in shape, but turbine blades made of ceramic matrix composite materials have a degree of freedom in shape. Therefore, it is not easy to form a reinforcing rib or the like inside the turbine blade. For this reason, the thickness of the turbine blade made of the ceramic matrix composite material must be increased to ensure rigidity, and there is a problem that the weight reduction of the turbine blade cannot be promoted sufficiently.

なお、前述の問題は、ガスタービンエンジンのタービンに用いられる複合材料製のタービン翼だけでなく、ガスタービンの圧縮機に用いられる複合材料製の圧縮機翼についても生じるものである。   The above-mentioned problems occur not only with composite material turbine blades used in gas turbine engine turbines but also with composite material compressor blades used in gas turbine compressors.

そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成の翼及びその製造方法を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a blade having a novel structure and a method for manufacturing the same, which can solve the above-described problems.

本発明の第1の特徴は、ガスタービンエンジンのタービン又は圧縮機に用いられ、強化繊維とマトリックスとからなる複合材料を構成材料とする翼(複合材料製の翼)において、強化繊維とマトリックスとからなる複合材料により構成された中空状の外層翼(アウター翼)と、前記外層翼の内面に一体的に設けられ、強化繊維とマトリックスとからなる複合材料により構成され、前記外層翼の前縁側内面から後縁側内面にかけて延びてあって、背側外面が前記外層翼の背側内面に一体的に接合され、腹側外面が前記外層翼の腹側内面に一体的に接合された中空状の内層翼(インナー翼)と、を備え、前記内層翼は、隣接するように組合せた中空状の複数の翼分割部材(内層翼構成部材)により分割して構成されていることを要旨とする。   A first feature of the present invention is a blade (composite blade made of a composite material) that is used in a turbine or a compressor of a gas turbine engine and includes a composite material composed of a reinforcing fiber and a matrix. A hollow outer layer wing (outer wing) made of a composite material comprising: a composite material comprising a reinforcing fiber and a matrix integrally provided on the inner surface of the outer wing, the leading edge side of the outer wing A hollow shape that extends from the inner surface to the inner surface of the trailing edge, the back outer surface is integrally joined to the back inner surface of the outer wing, and the vent outer surface is integrally joined to the inner surface of the outer wing. An inner layer blade (inner blade), and the inner layer blade is divided by a plurality of hollow blade dividing members (inner layer blade constituting members) combined so as to be adjacent to each other.

なお、本願の明細書及び特許請求の範囲において、翼とは、タービン翼及び圧縮機翼を含む意であって、タービン翼とは、タービン静翼及びタービン動翼を含む意であって、圧縮機翼とは、圧縮機静翼及び圧縮機動翼を含む意である。   In the specification and claims of the present application, the blade means a turbine blade and a compressor blade, and the turbine blade means a turbine stationary blade and a turbine blade, and is compressed. The machine blade is meant to include a compressor stationary blade and a compressor blade.

第1の特徴によると、中空状の前記外層翼の内面に中空状の前記内層翼が一体的に設けられ、前記内層翼が隣接するように組合せた中空状の複数の前記翼分割部材により分割して構成されているため、複数の前記翼分割部材の隣接部分によって前記翼の内側に補強リブを形成することができる。   According to the first feature, the hollow inner layer blade is integrally provided on the inner surface of the hollow outer layer blade, and is divided by a plurality of hollow blade dividing members combined so that the inner layer blades are adjacent to each other. Therefore, reinforcing ribs can be formed inside the blades by adjacent portions of the plurality of blade dividing members.

本発明の第2の特徴は、第1の特徴から構成された翼(複合材料製の翼)を製造する方法において、各翼分割部材の内面形状に対応する表面形状を有したマンドレルを用い、各マンドレルの表面に強化繊維により構成された翼分割部材用織物成形体を形成する翼分割部材用織物形成工程(翼分割部材用織物成形工程)と、各翼分割部材用織物成形体にマトリックスを含浸させることにより、各翼分割部材用織物成形体を中空状の前記翼分割部材に仕上げる翼分割部材用含浸工程と、前記翼分割部材用含浸工程の途中又は終了後に、各マンドレルを各翼分割部材用織物成形体又は各翼分割部材から取外す取外し工程と、前記翼分割部材用織物形成工程、前記翼分割部材用含浸工程、及び前記取外し工程の終了後に、複数の前記翼分割部材を隣接するように組合せることにより、複数の前記翼分割部材からなる前記内層翼を形成する組合せ工程と、前記組合せ工程の終了後に、前記内層翼の表面に強化繊維により構成された外層翼用織物成形体を形成する外層翼用織物形成工程(外層翼用織物成形工程)と、前記外層翼用織物形成工程の終了後に、前記外層翼用織物成形体にマトリックスを含浸させることにより、前記外層翼用織物成形体を前記外層翼に仕上げる外層翼用含浸工程と、を備えたことを要旨とする。   According to a second aspect of the present invention, in the method for manufacturing a wing (composite wing) configured from the first feature, a mandrel having a surface shape corresponding to the inner surface shape of each blade dividing member is used. A wing splitting member fabric forming step (fabric splitting member fabric forming step) for forming a wing splitting member fabric molding composed of reinforcing fibers on the surface of each mandrel; and a matrix for each wing splitting member fabric molding By impregnating, each wing division member impregnation step for finishing each wing division member fabric molded body into a hollow wing division member, and during or after the impregnation step for the wing division member, each mandrel is divided into each wing division. After the completion of the removal step of removing the fabric molded body for members or each blade split member, the fabric forming step for the blade split member, the impregnation step for the blade split member, and the removal step, a plurality of the blade split members are adjacent to each other. A combination step of forming the inner layer blade composed of a plurality of the blade dividing members by combining them, and after forming the inner layer blade, forming a fabric for the outer layer blade formed of reinforcing fibers on the surface of the inner layer blade After forming the outer layer wing fabric forming step (outer layer wing fabric forming step) and the outer layer wing fabric forming step, the outer layer wing fabric molded body is impregnated with a matrix to form the outer layer wing fabric. And an impregnation step for outer layer wings for finishing the fabric molded body into the outer layer wings.

なお、本願の明細書及び特許請求の範囲において、翼の製造方法とは、タービン静翼の製造方法、タービン動翼の製造方法、圧縮機静翼の製造方法、及び圧縮機動翼の製造方法を含む意である。   In the specification and claims of the present application, the blade manufacturing method includes a turbine stator blade manufacturing method, a turbine rotor blade manufacturing method, a compressor stator blade manufacturing method, and a compressor rotor blade manufacturing method. It is meant to include.

第2の特徴によると、中空状の複数の前記翼分割部材を隣接するように組合せることによって前記内層翼を形成し、前記内層翼の表面に強化繊維により構成された前記外層翼用織物成形体を形成しているため、複数の前記翼分割部材の隣接部分によって前記翼の内側に補強リブを形成することができる。   According to the second feature, the inner layer wing is formed by combining a plurality of hollow blade dividing members so as to be adjacent to each other, and the outer layer wing fabric molding is formed of reinforcing fibers on the surface of the inner layer wing. Since the body is formed, the reinforcing rib can be formed inside the wing by the adjacent portions of the plurality of wing dividing members.

本発明の第3の特徴は、第1の特徴から構成された翼(複合材料製の翼)を製造する方法において、各翼分割部材の内面形状に対応する表面形状を有したマンドレルを用い、各マンドレルの表面に強化繊維により構成された翼分割部材用織物成形体を形成する翼分割部材用織物形成工程(翼分割部材用織物成形工程)と、前記翼分割部材用織物形成工程の終了後に、複数の前記翼分割部材用織物成形体を隣接するように組合せることにより、複数の前記翼分割部材用織物成形体からなる内層翼用織物成形体を形成する組合せ工程と、前記組合せ工程の終了後に、前記内層翼用織物成形体の表面に強化繊維により構成された外層翼用織物成形体を形成する外層翼用織物形成工程(外層翼用織物成形工程)と、前記外層翼用織物形成工程の終了後に、前記外層翼用織物成形体及び前記内層翼用織物成形体にマトリックスを含浸させることにより、前記外層翼用織物成形体及び前記内層翼用織物成形体を前記外層翼及び前記内層翼にそれぞれ仕上げる含浸工程と、前記含浸工程の途中又は終了後に、各マンドレルを各分割部材用織物成形体又は各翼分割部材から取外す取外し工程と、を備えたことを要旨とする。   According to a third feature of the present invention, in the method for manufacturing a wing (composite wing) configured from the first feature, a mandrel having a surface shape corresponding to the inner surface shape of each wing split member is used. After the completion of the wing split member fabric forming step (the wing split member fabric forming step) for forming a wing split member fabric molded body composed of reinforcing fibers on the surface of each mandrel, and the wing split member fabric forming step A combination step of forming a plurality of the wing split member fabric molded articles by combining a plurality of the wing split member fabric molded articles, and a combination step of forming a plurality of the wing split member fabric molded articles. After completion, the outer layer wing fabric forming step (outer layer wing fabric forming step) for forming the outer layer wing fabric molded body composed of reinforcing fibers on the surface of the inner layer wing fabric molded body, and the outer layer wing fabric forming After completion of process The outer layer wing fabric molded body and the inner layer wing fabric molded body are impregnated with a matrix to finish the outer layer wing fabric molded body and the inner layer wing fabric molded body into the outer layer wing and the inner layer wing, respectively. The gist includes an impregnation step and a removal step of removing each mandrel from each divided member fabric molded body or each blade divided member during or after the impregnation step.

第3の特徴によると、中空状の複数の前記翼分割部材用織物成形体を隣接するように組合せることによって前記内層翼用織物成形体を形成し、前記内層翼用織物成形体の表面に強化繊維により構成された前記外層翼用織物成形体を形成しているため、複数の前記翼分割部材の隣接部分によって前記翼の内側に補強リブを形成することができる。   According to the third feature, a plurality of hollow fabric molded bodies for blade dividing members are combined so as to be adjacent to each other, thereby forming the fabric molded body for the inner layer blade, and on the surface of the fabric molded body for the inner layer blade. Since the fabric molded body for outer layer wings composed of reinforcing fibers is formed, reinforcing ribs can be formed inside the wings by adjacent portions of the plurality of wing dividing members.

本発明によれば、複数の前記翼分割部材の隣接部分によって複合材料製の前記翼の内側に前記補強リブを形成できるため、複合材料製の前記翼の剛性を確保した上で、前記翼の肉厚を薄くして、前記翼の軽量化を十分に促進することができる。   According to the present invention, since the reinforcing rib can be formed inside the wing made of composite material by the adjacent portions of the plurality of wing dividing members, the rigidity of the wing made of composite material is ensured, and The wall thickness can be reduced to sufficiently promote the weight reduction of the wing.

図2におけるI-I線に沿った拡大断面図である。It is an expanded sectional view along the II line in FIG. 本発明の第1実施形態に係るタービンステータセグメントの側面図であって、一部断面してある。It is a side view of the turbine stator segment concerning a 1st embodiment of the present invention, and is partially sectioned. 図3(a)(b)は、本発明の第2及び第3実施形態に係るタービン静翼の製造方法における翼分割部材用織物形成工程を説明する図である。3 (a) and 3 (b) are diagrams for explaining a blade forming member fabric forming process in the turbine vane manufacturing method according to the second and third embodiments of the present invention. 図4(a)(b)は、本発明の第2実施形態に係るタービン静翼の製造方法における翼分割部材用含浸工程を説明する図である。4 (a) and 4 (b) are diagrams for explaining the impregnation step for blade dividing members in the method for manufacturing a turbine stationary blade according to the second embodiment of the present invention. 図5(a)(b)は、本発明の第2実施形態に係るタービン静翼の製造方法における取外し工程を説明する図である。FIGS. 5A and 5B are views for explaining a removal step in the method for manufacturing a turbine stationary blade according to the second embodiment of the present invention. 図6(a)は、本発明の第2実施形態に係るタービン静翼の製造方法における組合せ工程を説明する図、図6(b)は、本発明の第2実施形態に係るタービン静翼の製造方法における外層翼用織物形成工程を説明する図である。FIG. 6A is a diagram for explaining a combination process in the method for manufacturing a turbine stator blade according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a diagram of the turbine stator blade according to the second embodiment of the present invention. It is a figure explaining the textile formation process for outer layer wings in a manufacturing method. 図7は、本発明の第2実施形態に係るタービン静翼の製造方法における外層翼用含浸工程を説明する図である。FIG. 7 is a diagram for explaining an impregnation step for outer layer blades in the method for manufacturing a turbine stationary blade according to the second embodiment of the present invention. 図8(a)は、本発明の第3実施形態に係るタービン静翼の製造方法における組合せ工程を説明する図、図8(b)は、本発明の第3実施形態に係るタービン静翼の製造方法における外層翼用織物形成工程を説明する図である。FIG. 8A is a diagram for explaining a combination process in the method for manufacturing a turbine vane according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 8B is a diagram of the turbine vane according to the third embodiment of the present invention. It is a figure explaining the textile formation process for outer layer wings in a manufacturing method. 図9(a)は、本発明の第3実施形態に係るタービン静翼の製造方法における含浸工程を説明する図、図9(b)は、本発明の第3実施形態に係るタービン静翼の製造方法における取外し工程を説明する図である。FIG. 9A is a diagram for explaining an impregnation step in the method for manufacturing a turbine stator blade according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 9B is a diagram of the turbine stator blade according to the third embodiment of the present invention. It is a figure explaining the removal process in a manufacturing method.

(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について図1及び図2を参照して説明する。なお、図面中、「FF」は、前方向(上流方向)、「FR」は、後方向(下流方向)、「In」は、径方向内側、「Out」は、径方向外側を指してある。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the drawings, “FF” indicates the forward direction (upstream direction), “FR” indicates the backward direction (downstream direction), “In” indicates the radially inner side, and “Out” indicates the radially outer side. .

図1及び図2に示すように、本発明の第1実施形態に係るタービンステータセグメント(タービンノズルセグメント)1は、ジェットエンジンのタービン(図示省略)に用いられるタービンステータ(タービンノズル、図示省略)を周方向に分割してなるものである。   As shown in FIGS. 1 and 2, a turbine stator segment (turbine nozzle segment) 1 according to a first embodiment of the present invention is a turbine stator (turbine nozzle, not shown) used in a turbine (not shown) of a jet engine. Is divided in the circumferential direction.

タービンステータセグメント1は、複数(1つのみ図示)のタービン静翼3を具備しており、各タービン静翼3は、セラミックスマトリックス(マトリックスの一例)とセラミックス繊維(強化繊維の一例)とからなるセラミックス基複合材料(複合材料の一例)を構成材料としている。なお、タービン静翼3の構成の詳細については、後述する。   The turbine stator segment 1 includes a plurality of turbine vanes 3 (only one is shown). Each turbine vane 3 includes a ceramic matrix (an example of a matrix) and ceramic fibers (an example of reinforcing fibers). A ceramic matrix composite material (an example of a composite material) is used as a constituent material. The details of the configuration of the turbine stationary blade 3 will be described later.

複数のタービン静翼3の外側端部(径方向外側の端部)には、円弧状のアウターバンド5が一体的に連結するように設けられており、このアウターバンド5は、ニッケル合金等の耐熱合金により構成されている。また、アウターバンド5の前側には、タービンのタービンケース(図示省略)の一部分に係止可能な円弧状のフロント爪7が形成されており、アウターバンド5の後側には、タービンケースの一部分に係止可能な円弧状のリア爪9が形成されている。なお、アウターバンド5が耐熱合金により構成される代わりに、セラミックス基複合材料、炭素基複合材料等の複合材料により構成されるようにしても構わない。   An arc-shaped outer band 5 is integrally connected to outer end portions (radially outer end portions) of the plurality of turbine vanes 3, and the outer band 5 is made of nickel alloy or the like. It is made of a heat-resistant alloy. An arc-shaped front claw 7 that can be locked to a part of a turbine case (not shown) of the turbine is formed on the front side of the outer band 5, and a part of the turbine case is formed on the rear side of the outer band 5. An arcuate rear claw 9 that can be locked to the rear is formed. The outer band 5 may be made of a composite material such as a ceramic matrix composite material or a carbon matrix composite material instead of the heat resistant alloy.

複数のタービン静翼3の内側端部(径方向内側の端部)には、円弧状のインナーバンド11が一体的に連結するように設けられており、このインナーバンド11は、ニッケル合金等の耐熱合金により構成されている。また、インナーバンド11の内周面には、タービンのタービンケースに一体的に連結したステータ支持部材(図示省略)の嵌合溝(図示省略)に嵌合可能な円弧状の突出片13が形成されている。なお、インナーバンド11が耐熱合金により構成される代わりに、セラミックス基複合材料、炭素基複合材料等の複合材料により構成されるようにしても構わない。   An arc-shaped inner band 11 is provided so as to be integrally connected to inner end portions (radially inner end portions) of the plurality of turbine vanes 3, and the inner band 11 is made of a nickel alloy or the like. It is made of a heat-resistant alloy. Further, an arcuate protruding piece 13 that can be fitted into a fitting groove (not shown) of a stator support member (not shown) integrally connected to the turbine case of the turbine is formed on the inner peripheral surface of the inner band 11. Has been. The inner band 11 may be made of a composite material such as a ceramic-based composite material or a carbon-based composite material instead of being made of a heat-resistant alloy.

続いて、第1実施形態に係るタービン静翼3の構成の詳細について説明する。   Then, the detail of a structure of the turbine stationary blade 3 which concerns on 1st Embodiment is demonstrated.

タービン静翼3は、中空状の外層翼(アウター翼)15を備えており、この外層翼15は、セラミックス繊維とセラミックスマトリックスとからなるセラミックス基複合材料により構成されている。なお、外層翼15の構成材料としての繊維をセラミックス繊維にする代わりに、炭素繊維、ガラス繊維、又はこれらの混合繊維(セラミックス繊維、炭素繊維、ガラス繊維のうちの少なくとも2種以上の混合繊維)としたり、外層翼15の構成材料としてのマトリックスをセラミックスマトリックスにする代わりに、炭素マトリックス、又はガラスマトリックスにしたりしても構わない。   The turbine vane 3 includes a hollow outer layer blade (outer blade) 15, and the outer layer blade 15 is made of a ceramic matrix composite material including ceramic fibers and a ceramic matrix. Instead of using ceramic fibers as the constituent material of the outer wing 15, carbon fibers, glass fibers, or mixed fibers thereof (mixed fibers of at least two of ceramic fibers, carbon fibers, and glass fibers) are used. Alternatively, instead of using a ceramic matrix as a matrix as a constituent material of the outer layer blade 15, a carbon matrix or a glass matrix may be used.

外層翼15の内面には、中空状の内層翼(インナー翼)17が一体的に設けられており、この内層翼17は、セラミックス繊維とセラミックスマトリックスとからなるセラミックス基複合材料により構成されている。また、内層翼17は、外層翼15の前縁側内面15aから後縁側内面15tにかけて延びてあって、内層翼17の背側外面17dは、外層翼15の背側内面15dに一体的に接合されており、内層翼17の腹側外面17vは、外層翼15の腹側内面15vに一体的に接合されている。なお、内層翼17の構成材料である繊維をセラミックス繊維とする代わりに、炭素繊維、ガラス繊維、又はこれらの混合繊維としたり、内層翼17の構成材料であるマトリックスをセラミックスマトリックスとする代わりに、炭素マトリックス、又はガラスマトリックスにしたりしても構わない。   A hollow inner layer blade (inner blade) 17 is integrally provided on the inner surface of the outer layer blade 15, and the inner layer blade 17 is made of a ceramic matrix composite material composed of ceramic fibers and a ceramic matrix. . The inner layer wing 17 extends from the front edge side inner surface 15a of the outer layer wing 15 to the rear edge side inner surface 15t. The back side outer surface 17d of the inner layer wing 17 is integrally joined to the back side inner surface 15d of the outer layer wing 15. The ventral outer surface 17v of the inner wing 17 is integrally joined to the ventral inner surface 15v of the outer wing 15. In addition, instead of using a fiber that is a constituent material of the inner layer blade 17 as a ceramic fiber, carbon fiber, glass fiber, or a mixed fiber thereof, or instead of using a matrix that is a constituent material of the inner layer blade 17 as a ceramic matrix, A carbon matrix or a glass matrix may be used.

そして、内層翼17は、隣接するように組合せた中空状の一対(2つ)の翼分割部材(内層翼構成部材)19,21により分割して構成されている。なお、翼分割部材19,21の個数は、2つに限るものでなく、複数であれば構わない。   The inner layer blade 17 is configured by being divided by a pair of hollow (two) blade dividing members (inner layer blade constituting members) 19 and 21 combined so as to be adjacent to each other. The number of blade dividing members 19 and 21 is not limited to two, and may be any number.

タービン静翼3の前縁3a及び腹面3vには、一方の翼分割部材19の内部にフロントインサート(図示省略)を介して導入された冷却空気を噴射する複数の噴射孔23が形成されており、各噴射孔23は、外層翼15及び一方の翼分割部材19を連続して貫通してある。また、タービン静翼3の後縁3tには、他方の翼分割部材21の内部にリアインサート(図示省略)を介して導入された冷却空気を排出する複数の排出孔25が形成さており、各排出孔25は、外層翼15及び他方の翼分割部材21を連続して貫通してある。なお、冷却空気は、ジェットエンジンの圧縮機(図示省略)から抽気した圧縮空気である。   A plurality of injection holes 23 for injecting cooling air introduced through a front insert (not shown) into one blade dividing member 19 are formed in the front edge 3a and the abdominal surface 3v of the turbine vane 3. Each injection hole 23 continuously penetrates the outer layer blade 15 and one blade dividing member 19. In addition, a plurality of discharge holes 25 are formed in the rear edge 3t of the turbine stationary blade 3 to discharge the cooling air introduced into the other blade dividing member 21 via a rear insert (not shown). The discharge hole 25 continuously penetrates the outer layer blade 15 and the other blade dividing member 21. The cooling air is compressed air extracted from a jet engine compressor (not shown).

続いて、本発明の第1実施形態の作用及び効果について説明する。   Then, the effect | action and effect of 1st Embodiment of this invention are demonstrated.

中空状の外層翼15の内面に中空状の内層翼17が一体的に設けられ、内層翼17が隣接するように組合せた中空状の一対の翼分割部材19,21により分割して構成されているため、一対の翼分割部材19,21の隣接部分によってセラミックス基複合材料製のタービン静翼3の内側に補強リブRを簡単に形成することができる。   A hollow inner layer blade 17 is integrally provided on the inner surface of the hollow outer layer blade 15 and is divided by a pair of hollow blade dividing members 19 and 21 combined so that the inner layer blades 17 are adjacent to each other. Therefore, the reinforcing rib R can be easily formed inside the turbine stationary blade 3 made of the ceramic matrix composite material by the adjacent portions of the pair of blade dividing members 19 and 21.

従って、本発明の第1実施形態によれば、セラミックス基複合材料製のタービン静翼3の剛性を確保した上で、タービン静翼3の肉厚を薄くして、タービン静翼3の軽量化を十分に促進することができる。   Therefore, according to the first embodiment of the present invention, the rigidity of the turbine vane 3 made of the ceramic matrix composite material is secured, and the thickness of the turbine vane 3 is reduced to reduce the weight of the turbine vane 3. Can be promoted sufficiently.

(第2実施形態)
本発明の第2実施形態に係るタービン静翼の製造方法について図3(a)(b)から図7(a)(b)を参照して説明する。
(Second Embodiment)
A method for manufacturing a turbine vane according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b) to FIGS. 7 (a) and 7 (b).

本発明の第2実施形態に係るタービン静翼の製造方法は、本発明の第1実施形態に係るタービン静翼3を製造する方法であって、翼分割部材用織物形成工程(翼分割部材用織物成形工程)、翼分割部材用含浸工程、取外し工程、組合せ工程、外層翼用織物形成工程(外層翼用織物成形工程)、外層翼用含浸工程、及び機械加工工程を備えている。そして、本発明の第2実施形態に係るタービン静翼の製造方法における各工程の具体的な内容は、次のようになっている。   The method for manufacturing a turbine vane according to the second embodiment of the present invention is a method for manufacturing the turbine vane 3 according to the first embodiment of the present invention, and includes a blade forming member fabric forming step (for the blade dividing member). A woven fabric forming step), a blade impregnating member impregnation step, a removal step, a combining step, an outer layer wing fabric forming step (outer layer wing fabric forming step), an outer layer wing impregnation step, and a machining step. And the concrete content of each process in the manufacturing method of the turbine vane concerning a 2nd embodiment of the present invention is as follows.

(2-1)翼分割部材用織物形成工程
図3(a)(b)に示すように、各翼分割部材19,21の内面形状に対応する表面形状を有したマンドレル27,29を用い、セラミックス繊維(セラミックス繊維の繊維束)をブレード織り又は平織り等により各マンドレル27,29の表面に沿って2次元的及び/又は3次元的に織り込む。これにより、各マンドレル27,29の表面にセラミックス強化繊維により構成された翼分割部材用織物成形体19F,21Fを形成する。なお、セラミックス繊維の織り方の変更は、適宜に可能であって、セラミックス繊維を織り込む代わりに、各マンドレル27,29の表面にセラミックス繊維からなる織物(図示省略)を巻付けることによって翼分割部材用織物成形体19F,21Fを成形しても構わない。
(2-1) Fabric formation process for blade dividing members As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), mandrels 27 and 29 having surface shapes corresponding to the inner surface shapes of the blade dividing members 19 and 21 are used. Ceramic fibers (fiber bundles of ceramic fibers) are woven two-dimensionally and / or three-dimensionally along the surface of each mandrel 27, 29 by blade weaving or plain weaving. As a result, the wing split member fabric molded bodies 19F and 21F formed of ceramic reinforcing fibers are formed on the surfaces of the mandrels 27 and 29, respectively. The method of weaving the ceramic fibers can be changed as appropriate. Instead of weaving the ceramic fibers, the wing splitting member is formed by winding a fabric (not shown) made of ceramic fibers around the surfaces of the mandrels 27 and 29. The woven fabric molded bodies 19F and 21F may be molded.

(2-2)翼分割部材用含浸工程
図4(a)(b)に示すように、気相含浸法(CVI法)、液相含浸焼成法(PIP法)、及び固相含浸法に基づいて各翼分割部材用織物成形体19F,21Fにセラミックスマトリックスを含浸させる。これにより、各翼分割部材用織物成形体19F,21Fを翼分割部材19,21に仕上げることができる。なお、セラミックスマトリックスの含浸法の変更は、適宜に可能である。
(2-2) Impregnation step for blade split member As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), based on the vapor phase impregnation method (CVI method), the liquid phase impregnation firing method (PIP method), and the solid phase impregnation method Then, the woven fabric molded bodies 19F and 21F for the blade dividing members are impregnated with a ceramic matrix. Thereby, each woven fabric molded body 19F, 21F for blade dividing members can be finished into the blade dividing members 19, 21. The ceramic matrix impregnation method can be changed as appropriate.

(2-3)取外し工程
翼分割部材用含浸工程の途中又は終了後に、各マンドレル27,29を図5において左右方向へ移動させることより、図5(a)(b)に示すように、各マンドレル27,29を各翼分割部材用織物成形体19F,21F又は各翼分割部材19,21から取外す。
(2-3) Removal step During or after the impregnation step for blade dividing members, each mandrel 27, 29 is moved in the left-right direction in FIG. The mandrels 27 and 29 are removed from the wing split member fabric molded articles 19F and 21F or the wing split members 19 and 21, respectively.

(2-4)組合せ工程
翼分割部材用織物形成工程、翼分割部材用含浸工程、及び取外し工程の終了後に、図6(a)に示すように、一対の翼分割部材19,21を適宜の組合せ治具31の所定位置にセットすることにより、一対の翼分割部材19,21を隣接するように組合せる。これにより、一対の翼分割部材19,21からなる内層翼17を形成することができる。
(2-4) Combination Step After the completion of the wing split member fabric forming step, the wing split member impregnation step, and the removal step, as shown in FIG. By setting the combination jig 31 at a predetermined position, the pair of blade dividing members 19 and 21 are combined so as to be adjacent to each other. Thereby, the inner layer blade | wing 17 which consists of a pair of blade | wing division | segmentation members 19 and 21 can be formed.

(2-5)外層翼用織物形成工程
組合せ工程の終了後に、図6(b)に示すように、セラミックス繊維(セラミックス繊維の繊維束)をブレード織り又は平織り等により内層翼17の表面に沿って2次元的及び/又は3次元的に織り込む。これにより、内層翼17の表面に強化繊維により構成された外層翼用織物成形体15Fを形成することができる。なお、セラミックス繊維の織り方の変更は、適宜に可能であって、セラミックス繊維を織り込む代わりに、内層翼17の表面にセラミックス繊維からなる織物(図示省略)を巻付けることによって外層翼用織物成形体15Fを成形しても構わない。
(2-5) Fabrication process for outer layer wings After the completion of the combination process, as shown in FIG. 6B, ceramic fibers (fiber bundles of ceramic fibers) are laid along the surface of the inner layer wings 17 by blade weaving or plain weaving. 2D and / or 3D. Thereby, the outer-layer wing fabric molded body 15 </ b> F composed of the reinforcing fibers can be formed on the surface of the inner-layer wing 17. The method of weaving the ceramic fibers can be changed as appropriate. Instead of weaving the ceramic fibers, the fabric of the outer layer blades is formed by winding a fabric made of ceramic fibers (not shown) around the surface of the inner layer blades 17. The body 15F may be molded.

(2-6)外層翼用含浸工程
外層翼用織物形成工程の終了後に、図7(a)に示すように、気相含浸法(CVI法)、液相含浸焼成法(PIP法)、及び固相含浸法に基づいて外層翼用織物成形体15Fにセラミックスマトリックスを含浸させる。これにより、外層翼用織物成形体15Fを外層翼15に仕上げることができる。なお、セラミックスマトリックスの含浸法の変更は、適宜に可能である。
(2-6) Outer wing impregnation step After the outer wing fabric forming step, as shown in FIG. 7 (a), a gas phase impregnation method (CVI method), a liquid phase impregnation firing method (PIP method), and Based on the solid phase impregnation method, the outer wing fabric molded body 15F is impregnated with a ceramic matrix. Thereby, the outer-layer wing fabric molded body 15 </ b> F can be finished into the outer-layer wing 15. The ceramic matrix impregnation method can be changed as appropriate.

(2-7)機械加工工程
外層翼用含浸工程の終了後に、機械加工によって複数の噴射孔23及び複数の排出孔25を形成する。なお、複数の噴射孔23及び排出孔25を形成した後に、適宜の含浸法によって外層翼15及び内層翼17の表面にコーティング処理を施すことが望ましい。
(2-7) Machining Step After the outer blade impregnation step, a plurality of injection holes 23 and a plurality of discharge holes 25 are formed by machining. In addition, after forming the several injection hole 23 and the discharge hole 25, it is desirable to perform the coating process on the surface of the outer-layer blade 15 and the inner-layer blade 17 by an appropriate impregnation method.

以上により、セラミックス基複合材料製のタービン静翼3を製造することができる。   As described above, the turbine stationary blade 3 made of a ceramic matrix composite material can be manufactured.

続いて、第2実施形態の作用及び効果について説明する。   Then, the effect | action and effect of 2nd Embodiment are demonstrated.

中空状の一対の翼分割部材19,21を隣接するように組合せることによって内層翼17を形成し、内層翼17の表面にセラミックス強化繊維により構成された外層翼用織物成形体15Fを成形しているため、一対の翼分割部材19,21の隣接部分によってセラミックス基複合材料製のタービン静翼3の内側に補強リブR(図1参照)を形成することができる。   An inner layer blade 17 is formed by combining a pair of hollow blade dividing members 19 and 21 so as to be adjacent to each other, and a fabric formed body 15F for outer layer blades composed of ceramic reinforcing fibers is formed on the surface of the inner layer blade 17. Therefore, the reinforcing rib R (see FIG. 1) can be formed inside the turbine stationary blade 3 made of the ceramic matrix composite material by the adjacent portions of the pair of blade dividing members 19 and 21.

従って、本発明の第2実施形態によれば、本発明の第1実施形態と同様の効果を奏するものである。   Therefore, according to 2nd Embodiment of this invention, there exists an effect similar to 1st Embodiment of this invention.

(第3実施形態)
本発明の第3実施形態について図3(a)(b)、図8(a)(b)、及び図9(a)(b)を参照して説明する。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3A and 3B, FIGS. 8A and 8B, and FIGS. 9A and 9B.

本発明の第3実施形態に係るタービン静翼の製造方法は、本発明の第2実施形態に係るタービン静翼の製造方法と同様に、本発明の第1実施形態に係るタービン静翼3を製造する方法であって、翼分割部材用織物形成工程(翼分割部材用織物成形工程)、組合せ工程、外層翼用織物形成工程(外層翼織物成形工程)、含浸工程、取外し工程、及び機械加工工程を備えている。そして、本発明の第3実施形態に係るタービン静翼の製造方法における各工程の具体的な内容は、次のようになっている。   The turbine stator blade manufacturing method according to the third embodiment of the present invention is similar to the turbine stator blade manufacturing method according to the second embodiment of the present invention. A method of manufacturing, a wing split member fabric forming step (wing split member fabric forming step), a combination step, an outer layer wing fabric forming step (outer layer wing fabric forming step), an impregnation step, a removal step, and a machining process. It has a process. And the concrete content of each process in the manufacturing method of the turbine vane concerning a 3rd embodiment of the present invention is as follows.

(3-1)翼分割部材用織物形成工程
図3(a)(b)に示すように、第2実施形態に係るタービン静翼の製造方法における(2-1)翼分割部材用織物形成工程と同様の処理を実行することにより、各マンドレル27,29の表面にセラミックス強化繊維により構成された翼分割部材用織物成形体19F,21Fを形成する。
(3-1) Fabric Formation Step for Blade Splitting Member As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), (2-1) Fabric formation step for blade segmentation member in the method of manufacturing a turbine vane according to the second embodiment. By executing the same process as the above, the wing split member fabric molded bodies 19F and 21F made of ceramic reinforcing fibers are formed on the surfaces of the mandrels 27 and 29, respectively.

(3-2)組合せ工程
翼分割部材用織物形成工程の終了後に、図8(a)に示すように、一対のマンドレル27,29を接近させることにより、一対の翼分割部材用織物成形体19F,21Fを隣接するように組合せる。これにより、一対の翼分割部材用織物成形体19F,21Fからなる内層翼用織物成形体17Fを形成することができる。
(3-2) Combining Step After the blade forming member fabric forming step, as shown in FIG. 8 (a), by bringing the pair of mandrels 27 and 29 closer, a pair of blade forming member fabric molded body 19F , 21F are adjacently combined. Thereby, the fabric forming body 17F for inner layer blades which consists of a pair of fabric forming bodies 19F and 21F for blade division members can be formed.

(3-3)外層翼用織物形成工程
組合せ工程の終了後に、図7(b)に示すように、第2実施形態に係るタービン静翼の製造方法における(2-5)外層翼用織物形成工程と同様の処理を実行することにより、内層翼用織物成形体17Fの表面に強化繊維により構成された外層翼用織物成形体15Fを形成する。
(3-3) Outer wing fabric formation process After the combination step is completed, as shown in FIG. 7 (b), (2-5) Outer wing fabric formation in the turbine vane manufacturing method according to the second embodiment By performing the same process as the process, the outer layer wing fabric molded body 15F composed of reinforcing fibers is formed on the surface of the inner layer wing fabric molded body 17F.

(3-4)含浸工程
外層翼用織物形成工程の終了後に、図9(a)に示すように、気相含浸法(CVI法)、液相含浸焼成法(PIP法)、及び固相含浸法に基づいて外層翼用織物成形体15F及び内層翼用織物成形体17Fにセラミックスマトリックスを含浸させる。これにより、外層翼用織物成形体15F及び内層翼用織物成形体17Fを外層翼15及び内層翼17にそれぞれ仕上げることができる。
(3-4) Impregnation step After the outer wing fabric forming step is completed, as shown in FIG. 9 (a), the vapor phase impregnation method (CVI method), the liquid phase impregnation firing method (PIP method), and the solid phase impregnation. Based on the method, a ceramic matrix is impregnated in the outer layer wing fabric molded body 15F and the inner layer wing fabric molded body 17F. Accordingly, the outer layer wing fabric molded body 15F and the inner layer wing fabric molded body 17F can be finished into the outer layer wing 15 and the inner layer wing 17, respectively.

(3-5)取外し工程
含浸工程の途中又は終了後に、第2実施形態に係るタービン静翼の製造方法における(2-3)取外し工程と同様の処理を実行することにより、図9(b)に示すように、各マンドレル27,29を各翼分割部材用成形体19F,21F又は各翼分割部材19,21から取外す。
(3-5) Removal Step After the impregnation step or after completion, the same process as the (2-3) removal step in the method for manufacturing a turbine vane according to the second embodiment is performed, so that FIG. As shown in FIG. 4, the mandrels 27 and 29 are removed from the blade divided member molded bodies 19F and 21F or the blade divided members 19 and 21, respectively.

(3-6)機械工工程
取外し工程の終了後に、第2実施形態に係るタービン静翼の製造方法における(2-7)機械加工工程と同様の処理を実行することにより、複数の噴射孔23及び複数の排出孔25を形成する。
(3-6) Machining process After the removal process is completed, a plurality of injection holes 23 are obtained by executing the same process as the (2-7) machining process in the method for manufacturing a turbine vane according to the second embodiment. And a plurality of discharge holes 25 are formed.

以上により、セラミックス基複合材料製のタービン静翼3を製造することができる。   As described above, the turbine stationary blade 3 made of a ceramic matrix composite material can be manufactured.

続いて、本発明の第3実施形態の作用及び効果について説明する。   Then, the effect | action and effect of 3rd Embodiment of this invention are demonstrated.

中空状の一対の翼分割部材用織物成形体19F,21Fを隣接するように組合せることによって内層翼用織物成形体17Fを形成し、内層翼用織物成形体17Fの表面にセラミックス繊維により構成された外層翼用織物成形体15Fを成形しているため、複数の翼分割部材19,21の隣接部分によってセラミックス基複合材料製のタービン静翼3の内側に補強リブR(図1参照)を形成することができる。   A pair of hollow wing split member fabric molded bodies 19F, 21F are combined so as to be adjacent to each other to form an inner wing fabric molded body 17F, and the surface of the inner wing fabric molded body 17F is composed of ceramic fibers. Since the outer wing fabric molded body 15F is formed, a reinforcing rib R (see FIG. 1) is formed inside the turbine stationary blade 3 made of a ceramic matrix composite material by adjacent portions of the plurality of blade dividing members 19 and 21. can do.

従って、本発明の第3実施形態によれば、本発明の第1実施形態と同様の効果を奏するものである。   Therefore, according to the third embodiment of the present invention, the same effects as those of the first embodiment of the present invention are achieved.

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、例えば、本発明の第1実施形態に係るタービン静翼3の構成をタービン動翼(図示省略)、圧縮機静翼(図示省略)、又は圧縮機動翼に適用したり、本発明の第2及び第3実施形態に係るタービン静翼の製造方法の構成をタービン動翼の製造方法、圧縮機静翼の製造方法、又は圧縮機動翼の製造方法に適用したりする等、その他、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。   The present invention is not limited to the description of the above-described embodiment. For example, the configuration of the turbine stationary blade 3 according to the first embodiment of the present invention is the same as that of the turbine rotor blade (not shown), the compressor stationary blade ( (Not shown), or applied to a compressor rotor blade, or the configuration of a turbine stator blade manufacturing method according to the second and third embodiments of the present invention is a turbine rotor blade manufacturing method, compressor stator blade manufacturing method, or The present invention can be implemented in various other modes such as applying to a method of manufacturing a compressor blade. Further, the scope of rights encompassed by the present invention is not limited to these embodiments.

1 タービンステータセグメント
3 タービン静翼
3a タービン静翼の前縁
3t タービン静翼の後縁
3v タービン静翼の腹面
5 アウターバンド
11 インナーバンド
15 外層翼
15F 外層翼用織物成形体
15a 外層翼の前縁側内面
15d 外層翼の背側内面
15t 外層翼の後縁側内面
15v 外層翼の腹側内面
17 内層翼
17F 内層翼用織物成形体
17d 内層翼の背側外面
17v 内層翼の腹側外面
19 翼分割部材
19F 翼分割部材用織物成形体
21 翼分割部材
21F 翼分割部材用織物成形体
23 噴射孔
25 排出孔
27 マンドレル
29 マンドレル
31 組合せ治具
R 補強リブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Turbine stator segment 3 Turbine stationary blade 3a Front edge of turbine stationary blade 3t Rear edge of turbine stationary blade 3v Abdominal surface of turbine stationary blade 5 Outer band 11 Inner band 15 Outer blade 15F Fabric molded body 15a for outer layer blade Front edge side of outer layer blade Inner surface 15d Outer layer blade back side inner surface 15t Outer layer blade trailing edge side inner surface 15v Outer layer blade abdomen inner surface 17 Inner layer blade 17F Inner layer wing fabric molded body 17d Inner layer blade back side outer surface 17v Inner layer blade abdomen outer surface 19 Blade splitting member 19F Fabric formed body 21 for blade dividing member 21 Blade formed member 21F Fabric molded body for blade divided member 23 Injection hole 25 Discharge hole 27 Mandrel 29 Mandrel 31 Combination jig R Reinforcing rib

Claims (5)

ガスタービンエンジンのタービン又は圧縮機に用いられ、強化繊維とマトリックスとからなる複合材料を構成材料とする翼において、
強化繊維とマトリックスとからなる複合材料により構成された中空状の外層翼と、
前記外層翼の内面に一体的に設けられ、強化繊維とマトリックスとからなる複合材料により構成され、前記外層翼の前縁側内面から後縁側内面にかけて延びてあって、背側外面が前記外層翼の背側内面に一体的に接合され、腹側外面が前記外層翼の腹側内面に一体的に接合された中空状の内層翼と、を備え、
前記内層翼は、隣接するように組合せた中空状の複数の翼分割部材により分割して構成されていることを特徴とする翼。
In a blade used in a turbine or compressor of a gas turbine engine and made of a composite material composed of reinforcing fibers and a matrix,
A hollow outer wing composed of a composite material composed of reinforcing fibers and a matrix;
The outer wing is provided integrally with the inner surface of the outer wing, is composed of a composite material composed of a reinforcing fiber and a matrix, extends from the inner surface of the outer edge of the outer wing to the inner surface of the rear edge, and the back outer surface of the outer wing of the outer wing. A hollow inner layer wing integrally joined to the back side inner surface, and a ventral outer surface integrally joined to the abdominal side inner surface of the outer layer wing,
The inner layer blade is divided by a plurality of hollow blade dividing members combined so as to be adjacent to each other.
複合材料は、セラミックス基複合材料又は炭素系複合材料であることを特徴とする請求項1に記載の翼。   The wing according to claim 1, wherein the composite material is a ceramic matrix composite material or a carbon-based composite material. 請求項1に記載の翼を製造する方法において、
各翼分割部材の内面形状に対応する表面形状を有したマンドレルを用い、各マンドレルの表面に強化繊維により構成された翼分割部材用織物成形体を形成する翼分割部材用織物形成工程と、
各翼分割部材用織物成形体にマトリックスを含浸させることにより、各翼分割部材用織物成形体を中空状の前記翼分割部材に仕上げる翼分割部材用含浸工程と、
前記翼分割部材用含浸工程の途中又は終了後に、各マンドレルを各翼分割部材用成形体又は各翼分割部材から取外す取外し工程と、
前記翼分割部材用織物形成工程、前記翼分割部材用含浸工程、及び前記取外し工程の終了後に、複数の前記翼分割部材を隣接するように組合せることにより、複数の前記翼分割部材からなる前記内層翼を形成する組合せ工程と、
前記組合せ工程の終了後に、前記内層翼の表面に強化繊維により構成された外層翼用織物成形体を形成する外層翼用織物形成工程と、
前記外層翼用織物形成工程の終了後に、前記外層翼用織物成形体にマトリックスを含浸させることにより、前記外層翼用織物成形体を前記外層翼に仕上げる外層翼用含浸工程と、を備えたことを特徴とする翼の製造方法。
The method of manufacturing a wing according to claim 1,
Using a mandrel having a surface shape corresponding to the inner surface shape of each wing split member, forming a woven fabric for a wing split member formed of reinforcing fibers on the surface of each mandrel;
Impregnation step for wing splitting member to finish each wing splitting member fabric molding into a hollow wing splitting member by impregnating each wing splitting member fabric molding with a matrix;
In the middle or after the impregnation step for the blade split member, a removal step of removing each mandrel from each blade split member molded body or each blade split member;
After the wing split member fabric forming step, the wing split member impregnation step, and the removal step are finished, the plurality of wing split members are combined so as to be adjacent to each other, thereby forming the wing split member. A combined process of forming inner wings;
After the combination step, the outer layer wing fabric forming step for forming the outer layer wing fabric molded body composed of reinforcing fibers on the surface of the inner layer wing,
An outer layer wing impregnation step of finishing the outer layer wing fabric molded body into the outer layer wing by impregnating the outer layer wing fabric molded body with a matrix after completion of the outer layer wing fabric formation step. A method of manufacturing a wing characterized by the above.
請求項1に記載の翼を製造する方法において、
各翼分割部材の内面形状に対応する表面形状を有したマンドレルを用い、各マンドレルの表面に強化繊維により構成された翼分割部材用織物成形体を形成する翼分割部材用織物形成工程と、
前記翼分割部材用織物形成工程の終了後に、複数の前記翼分割部材用織物成形体を隣接するように組合せることにより、複数の前記翼分割部材用織物成形体からなる内層翼用織物成形体を形成する組合せ工程と、
前記組合せ工程の終了後に、前記内層翼用織物成形体の表面に強化繊維により構成された外層翼用織物成形体を形成する外層翼用織物形成工程と、
前記外層翼用織物形成工程の終了後に、前記外層翼用織物成形体及び前記内層翼用織物成形体にマトリックスを含浸させることにより、前記外層翼用織物成形体及び前記内層翼用織物成形体を前記外層翼及び前記内層翼にそれぞれ仕上げる含浸工程と、
前記含浸工程の途中又は終了後に、各マンドレルを各翼分割部材用成形体又は各翼分割部材から取外す取外し工程と、を備えたことを特徴とする翼の製造方法。
The method of manufacturing a wing according to claim 1,
Using a mandrel having a surface shape corresponding to the inner surface shape of each wing split member, forming a woven fabric for a wing split member formed of reinforcing fibers on the surface of each mandrel;
After completion of the wing split member fabric forming step, a plurality of the wing split member fabric molded bodies are combined so as to be adjacent to each other, thereby forming a plurality of the wing split member fabric molded bodies. A combined process to form
After the combination step, an outer layer wing fabric forming step of forming an outer layer wing fabric formed of reinforcing fibers on the surface of the inner layer wing fabric molded body,
After the outer layer wing fabric forming step is completed, the outer layer wing fabric molded body and the inner layer wing fabric molded body are impregnated with a matrix to obtain the outer layer wing fabric molded body and the inner layer wing fabric molded body. An impregnation step for finishing the outer layer blade and the inner layer blade, respectively;
A wing manufacturing method comprising: a step of removing each mandrel from each wing split member molded body or each wing split member during or after the impregnation step.
複合材料は、セラミックス基複合材料又は炭素基複合材料であることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の翼の製造方法。   The wing manufacturing method according to claim 3 or 4, wherein the composite material is a ceramic matrix composite material or a carbon matrix composite material.
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