[發明專利]復合材料葉片以及復合材料葉片的制造方法

在審

• 申請號: 201910196415.3
• 申請日: 2019-03-14
• 公開（公告）號: CN110315770A
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 神谷昌美;岡部良次;新藤健太郎;野中吉紀
• 申請（專利權）人: 三菱重工業株式會社
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;F01D5/30;F01D5/28
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 雒運樸

本發明提供能抑制葉根部的強度降低的復合材料葉片及復合材料葉片的制造方法。復合材料葉片(100)在方向(X)(葉厚方向)上層疊對強化纖維浸漬了樹脂的復合材料層(20)而形成，具備：葉根部(11)，其設置于基端側；葉形部(10)，其從葉根部(11)的前端側延伸；金屬構件(30)，其設置于葉根部(11)；螺栓(40)，其將葉根部(11)與金屬構件(30)緊固。葉根部(11)具有：主體部(111)；彎曲部(112)，其從主體部(111)朝向方向(X)的外側彎曲；以及固定部(113)，其從彎曲部(112)朝向方向(X)的外側延伸。金屬構件(30)與葉根部(11)的主體部(111)、彎曲部(112)及固定部(113)抵接，通過螺栓(40)固定于固定部(113)。

技術領域

本發明涉及復合材料葉片以及復合材料葉片的制造方法。

背景技術

以往，作為燃氣輪機的動葉，已知有與將對強化纖維浸漬了樹脂的復合材料層層疊而形成的復合材料葉片有關的技術。例如，在專利文獻1中公開了具備葉形部以及設置于葉形部的末端的葉根部的復合材料葉片。在該復合材料葉片中，在葉根部，使從葉形部延伸的復合材料層的一部分分離而形成，形成為使葉根部比葉形部向外側擴寬的、所謂的燕尾形狀。并且，通過在使復合材料層的一部分離開的位置追加層疊其他復合材料層，從而減少不具有強化纖維的區域(僅具有樹脂的區域)，來抑制葉根部的強度降低。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：美國專利第8100662號說明書

發明要解決的課題

在上述專利文獻1所記載的復合材料葉片中，對追加層疊的復合材料層的終端以位于復合材料葉片中產生的拉伸應力和壓縮應力切換的過渡區域的方式來形成。其結果是，在復合材料層的終端，在不具有強化纖維而僅具有樹脂的鋪層中產生的應力減小。然而，關于復合材料層的層間剪切應力沒有進行考慮。因此，在層間剪切應力變高的區域中，存在鋪層發生破損的風險，期求實現能夠抑制葉根部的強度降低的復合材料葉片。

發明內容

本發明鑒于上述情況而提出，其目的在于，提供一種能夠抑制葉根部的強度降低的復合材料葉片以及復合材料葉片的制造方法。

用于解決課題的手段

為了解決上述課題并達成目的，本發明的復合材料葉片在葉厚方向上層疊對強化纖維浸漬了樹脂的復合材料層而形成，其特征在于，具備：葉根部，其設置于基端側；葉形部，其從所述葉根部的前端側延伸；金屬構件，其設置于所述葉根部；以及緊固件，其將所述葉根部與所述金屬構件緊固，所述葉根部具有：主體部；彎曲部，其從所述主體部朝向所述葉厚方向的外側彎曲；以及延伸部，其從所述彎曲部朝向所述葉厚方向的外側延伸，所述金屬構件與所述葉根部的所述主體部、所述彎曲部以及所述延伸部抵接，并通過所述緊固件固定于所述延伸部。

根據該結構，通過在葉根部的表面層安裝具有向在葉厚方向上向外側擴寬的方向傾斜了的外表面的金屬構件，從而無需使葉根部具有比葉形部向外側擴寬了的燕尾形狀。即，金屬構件的外表面滿足該燕尾形狀。因此，無需使葉根部向葉厚方向的外側擴寬并且進行擴寬的量的復合材料層的追加層疊。由此，能夠避免因追加層疊而產生鋪層的區域地形成葉根部。因此，根據本發明，能夠提供一種能夠抑制葉根部的強度降低的復合材料葉片。

另外，優選的是，所述金屬構件以及所述延伸部具有供所述緊固件貫穿的緊固孔，所述金屬構件以及所述延伸部通過貫穿于所述緊固孔的所述緊固件而被固定。

另外，優選的是，形成所述葉根部的所述復合材料層從所述葉形部連續地延伸。

根據該結構，由于不進行復合材料層的追加層疊而形成葉根部，因此，能避免因追加層疊而產生鋪層的區域，從而能夠抑制葉根部的強度降低。