JP2013164067A - 中空cmcバケット用の薄肉強化格子構造体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内部強化格子構造を備える中空のセラミックマトリクス複合材(CMC)正圧側面は、改善された振動特性及び剛性を有する。格子構造体は、CMC製薄肉パイルから形成される。壁構造体は、中空バケット内の高応力区域に応じて配列及び位置付けられる。溶融浸透プロセス後、マンドレルが融出し、壁構造体がバケットの内部格子強化構造体となる。
【選択図】 図2
Description
さらに別の例示的な実施形態では、タービンバケットを構成する方法は、(a)正圧側面及び負圧側面を有する少なくとも1つの先端セクションと、正圧側面及び負圧側面を有する根元セクションと、先端セクションと根元セクションとの間でレイアップされた複数のセラミックマトリクス複合材(CMC)パイルとを含む、マンドレルを組み立てるステップと、(b)マンドレルを正圧側面及び負圧側面上にCMC層で覆い、正圧側面を負圧側面に固定するステップと、(c)マンドレルを取り除くステップとを含む。
14 前縁セクション
16 後縁セクション
18 正圧側面
20 負圧側面
30 マンドレルアセンブリ
32 先端セクション
34 根元セクション
36 中間セクション
38 前縁部
40 後縁部
42 前縁部
44 後縁部
46 前縁部
48 後縁部
50 外壁
52 位置合わせタブ
54 位置合わせスロット
56 CMCパイル
58 位置合わせ開口
60 格子構造体
62 中空翼形部
Claims (17)
- CMCタービンブレードを製造するためのマンドレルアセンブリであって、
正圧側面及び負圧側面を含む先端セクションと、
正圧側面及び負圧側面を含む根元セクションと、
先端セクションと根元セクションの間で一方の側面から他方の側面までレイアップされた複数のセラミックマトリクス複合材(CMC)パイルと
を備える、マンドレルアセンブリ。 - 先端セクションが後縁部に接続された前縁部を含み、根元セクションが後縁部に接続された前縁部を含む、請求項1記載のマンドレルアセンブリ。
- 前縁部及び後縁部の各々が、キャビティを画成する外壁を含む、請求項2記載のマンドレルアセンブリ。
- 先端セクション及び根元セクションの前縁部と先端セクション及び根元セクションの後縁部との間にレイアップされた複数のCMCパイルを備える、請求項2記載のマンドレルアセンブリ。
- CMCパイルの各々が、その間にCMCパイルが配置されるそれぞれの先端セクション及び根元セクションの断面に相当する形状にされる、請求項4記載のマンドレルアセンブリ。
- 先端セクションの前縁部及び根元セクションの前縁部の一方が、先端セクションの前縁部及び根元セクションの前縁部の他方に面する端部上にコネクタを含み、先端セクションの前縁部及び根元セクションの前縁部の他方が、先端セクションの前縁部及び根元セクションの前縁部の一方に面する端部上にコネクタ受け部を含み、先端セクションの後縁部及び根元セクションの後縁部の一方が、先端セクションの後縁部及び根元セクションの後縁部の他方に面する端部上にコネクタを含み、先端セクションの後縁部及び根元セクションの後縁部の他方が、先端セクションの後縁部及び根元セクションの後縁部の一方に面する端部上にコネクタ受け部を含み、複数のCMCパイルが各々、コネクタのそれぞれがコネクタ受け部と係合して配置される位置決め開口を含む、請求項2記載のマンドレルアセンブリ。
- 先端セクション及び根元セクションの一方が、先端セクション及び根元セクションの他方に面する端部上にコネクタを含み、先端セクション及び根元セクションの他方が、先端セクション及び根元セクションの一方に面する端部上にコネクタ受け部を含み、複数のCMCパイルが、コネクタがコネクタ受け部と係合して配置される位置決め開口を含む、請求項1記載のマンドレルアセンブリ。
- 正圧側面及び負圧側面を含む中間セクションをさらに備え、該中間セクションが、先端セクションと根元セクションとの間に配置される、請求項1記載のマンドレルアセンブリ。
- 先端セクション及び根元セクションが各々、位置合わせタブ及びタブ受け部を用いて互いに相互連結する複数の部品を含み、CMCパイルが、位置合わせタブが配置される位置合わせ開口を含む、請求項1記載のマンドレルアセンブリ。
- セラミックマトリクス複合材(CMC)パイルが間に配置された複数部品マンドレルを用いて組み立てられたタービンバケットであって、該タービンバケットが、翼形部形状に形成された正圧側面及び負圧側面を含み、該正圧側面及び負圧側面が離間して配置されて中空の中央セクションを画成し、CMCパイルが、中空の中央セクション内に内部強化格子構造を画成する、タービンバケット。
- CMCパイルが、バケットに対する高応力に応じて位置付けられる、請求項10記載のタービンバケット。
- タービンバケットを構成する方法であって、
(a)正圧側面及び負圧側面を有する少なくとも1つの先端セクションと、正圧側面及び負圧側面を有する根元セクションと、先端セクションと根元セクションとの間で一方の側面から他方の側面までレイアップされた複数のセラミックマトリクス複合材(CMC)パイルとを含む、マンドレルを組み立てるステップと、
(b)マンドレルを正圧側面及び負圧側面上にCMC層で覆い、正圧側面を負圧側面に固定するステップと、
(c)マンドレルを取り除くステップと
を含む、方法。 - ステップ(a)が、タブ及びスロットによりマンドレルの先端セクションをマンドレルの根元セクションに接続し、CMCパイル内の位置合わせ開口を用いてCMCパイルを該位置合わせ開口を通って延在するタブで固定することによって実施される、請求項12記載の方法。
- ステップ(c)が、位置合わせ開口を通じてマンドレルを溶融することにより実施される、請求項13記載の方法。
- ステップ(b)が、CMC層を翼形部形状に形成することにより実施される、請求項12記載の方法。
- ステップ(a)が、バケットの高応力区域に応じてCMCパイルが位置付けられるように実施される、請求項12記載の方法。
- マンドレルの先端セクション及び根元セクションが内部キャビティを含み、ステップ(b)が、タービンバケットがCMCパイルにより強化された内壁により分離された中空キャビティを含むように実施される、請求項12記載の方法。
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