JP4590731B2 - ブレード飛散装置およびその方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブレード飛散装置およびその方法に関し、特に、コンテインメント試験前に用いて好適なブレード飛散装置およびその方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、ガスタービンエンジンの翼やロータに対する試験として、ブレードが飛散した際にもケーシングを突き抜けないかどうかを確認する、いわゆるコンテインメント試験が実施されている。この試験は、回転するブレードを飛散させることにより、そのブレードがケーシング内に封入(コンテイン)されるかを確認するためのものであるため、確実にブレードを破断・飛散させる必要がある。そこで、従来では、ブレードに爆薬を仕掛けて回転中に***させることにより、ブレードを飛散させていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来のブレード飛散装置およびその方法には、以下のような問題が存在する。
ブレードの幅の狭い箇所に爆薬を装填するため、少量の爆薬によりブレードを確実に飛散させるための爆薬特性を把握することが困難であり、特に、爆薬の装填、ブレードの回転・***という手順を繰り返すため、高精度の試験結果を得るには多くの時間と労力が必要であった。また、試験はブレードを回転させて実施するため、ブレードが二次損傷するという問題があった。さらに、試験で爆薬を用いるため、安全性にも考慮する必要がある。
【0004】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、ブレードを破断・飛散させるために必要な爆薬特性を安全、且つ容易に確認できるブレード飛散装置およびその方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
請求項1記載のブレード飛散装置は、爆薬を用いてブレードを飛散させるブレード飛散装置であって、切欠が形成された前記ブレードと、該ブレードに回転半径方向に沿って引張荷重を付与する荷重付与装置とを有し、前記ブレードには挿通孔が形成され、前記爆薬は、前記挿通孔に挿通される管状の装填部材に装填されることを特徴とするものである。
【0006】
従って、本発明のブレード飛散装置では、ブレードに引張荷重が付与された際に切欠に応力集中するので、爆薬の爆発によりブレードの破断が容易になる。また、回転時の遠心力に相当する引張荷重を再現してブレードに付与した状態で爆薬を***させることができるので、ブレードを回転させることなくコンテインメント試験に必要な爆薬特性を容易に確認することができる。また、ブレードを回転させないので、ブレードに二次損傷も発生しないことに加えて、ブレードの散乱が減るので安全性も向上させることができる。
【0007】
また、請求項2記載のブレード飛散装置は、請求項1記載のブレード飛散装置において、前記爆薬は、前記ブレードの切欠近傍に装填されることを特徴とするものである。
【0008】
従って、本発明のブレード飛散装置では、ブレードを効果的に破断・飛散させることができる。
【0009】
そして、請求項3記載のブレード飛散装置は、請求項1または2記載のブレード飛散装置において、前記ブレードには挿通孔が形成され、前記爆薬は、前記挿通孔に挿通される管状の装填部材に装填されることを特徴とするものである。
【0010】
従って、本発明のブレード飛散装置では、爆薬の装填量を調整する等、ブレードに爆薬を装填する際の取り扱いが容易になる。
【0011】
また、本発明のブレード飛散方法は、爆薬を用いてブレードを飛散させるブレード飛散方法であって、前記ブレードに切欠及び挿通孔を形成するとともに、前記爆薬を装填した管状の装填部材を前記挿通孔に挿通し、前記ブレードに引張荷重を付与した状態で前記爆薬を爆発させることを特徴とするものである。
【0012】
従って、本発明のブレード飛散方法では、ブレードに引張荷重が付与された際に切欠に応力集中するので、爆薬の爆発によりブレードの破断が容易になる。また、回転時の遠心力に相当する引張荷重を再現してブレードに付与した状態で爆薬を***させることができるので、ブレードを回転させることなくコンテインメント試験に必要な爆薬特性を容易に確認することができる。また、ブレードを回転させないので、ブレードに二次損傷も発生しないことに加えて、ブレードの散乱が減るので安全性も向上させることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のブレード飛散装置およびその方法の実施の形態を、図1ないし図3を参照して説明する。
図1は、ブレード飛散装置1の正面図であり、図2はその側面図の一部である。この飛散装置1には、ベースプレート2とアッパープレート3とがロッド4により上下方向に離間して配置されており、アッパープレート3上には油圧装置(荷重付与装置)5が設置されている。油圧装置5は、内部に油圧シリンダ、油圧ポンプ、油圧フォース等(いずれも図示せず)を備えており、油圧ポンプを作動することにより、シャフト6に対して単軸で図中上方へ引張荷重を付与する構成になっている。なお、油圧装置5は、遠隔操作により任意の荷重で駆動可能になっている。
【0014】
このシャフト6には、付与される荷重を計測するために歪みゲージ7が組み付けられており、歪みゲージ7の出力は飛散装置1から離れた安全な位置でモニタされる。また、シャフト6は、アダプタ8、9を介してチャック10に連結されており、チャック10にはピン11を介してプラー12が吊設されている。そして、このプラー12には、ブレードBが断面視長円形状のピン13により着脱自在に連結固定される。
【0015】
また、ブレードBは、ダブテール14において固定ブロック15に着脱自在に連結されている。この連結構成を詳述すると、図2に示すように、ダブテール14は、先端に向かうに従って漸次拡径する、いわゆる逆テーパ状に形成されており、固定ブロック15にはこの逆テーパ形状に対応して開口部へ向けて漸次縮径するアリ溝16が形成されている。アリ溝16内には、ダブテール14との間の隙間を調整するためのスペーサ17、18が介装されており、これらスペーサ17、18を交換することで、異なる大きさのダブテールに対応可能になっている。固定ブロック15は、ストッパープレート19が取り付けられたチャック20に連結されており、チャック20はアダプター21を介してベースプレート2に固定されている。
【0016】
一方、ブレードBにはダブテール14の近傍に位置して、切欠22、22が形成されるとともに、切欠22、22に開口する挿通孔23が形成されている。図3に示すように、この挿通孔23には、爆薬24が装填された円筒形状(管状)のアルミケース(装填部材)25が挿通される。アルミケース25内の爆薬24には電気***(図示せず)が取り付けられ、遠隔操作により爆薬24を爆発させることができるようになっている。
【0017】
上記の構成のブレード飛散装置を用いて、コンテインメント試験(回転試験)に供試するブレードBを破断・飛散させる際には、まずピン13によりブレードBをプラー12に連結するとともに、ダブテール14を固定ブロック15のアリ溝16にスペーサ17、17を介して係合させる。次に、爆薬24を装填したアルミケース25を挿通孔23に挿通する。
【0018】
続いて、安全な位置で遠隔操作により油圧装置5を駆動して、回転試験時に負荷される荷重(遠心力)に相当する引張荷重をブレードBに付与する。このときの引張荷重は歪みゲージ7の出力によりモニタできる。そして、ブレードBに対して電気***を用いて爆薬24を爆発させて、ブレードBを静止状態で破断・飛散することを確認する。この***でブレードBが破断しない場合は、爆薬24の量を変更した後に上記の手順を繰り返すことにより、ブレードBを破断・飛散させるために必要な爆薬性能を確認することができる。
【0019】
以上のように、本実施の形態のブレード飛散装置では、荷重負荷条件を再現した状態で爆薬を爆発させるので、ブレードBの破断・飛散に必要な爆薬特性を容易に把握・確認することができる。また、ブレードBに対する負荷条件を油圧装置5を用いて任意の値に設定できるので、回転時に加わる遠心力を想定して複数の条件で精度良く試験を実施することができる。さらに、上記実施の形態では、ブレードBを回転させないので、ブレードBに二次損傷が発生しないことに加えて、ブレードBの散乱が減るので安全性も向上させることができる。
【0020】
また、本実施の形態では、ブレードBに切欠22が形成されているので、引張荷重が付与された際にこの部分で応力集中するため、爆薬24の爆発によりブレードBを容易に破断・飛散させることができる。しかも、爆薬24を切欠22の近傍にセットするため、より効果的にブレードBを破断・飛散させることが可能になる。さらに、本実施の形態では、爆薬24をアルミケース25に装填した状態でブレードBにセットするので、爆薬の装填量を変更する等、ブレードBに爆薬を装填する際の取り扱いを容易にすることができる。
【0021】
なお、上記実施の形態において、荷重付与装置として油圧装置を用いる構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば電動機により引張荷重を付与する構成としてもよい。また、上記のブレード飛散装置を用いれば、ブレードBの切欠形状の確認を行う場合にも使用可能である。
【0022】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に係るブレード飛散装置は、切欠が形成されたブレードに回転半径方向に沿って引張荷重を付与する荷重付与装置を有する構成となっている。
これにより、このブレード飛散装置では、ブレードを容易に破断・飛散できるとともに、ブレードの破断・飛散に必要な爆薬特性を容易、且つ安全に把握・確認できるという効果が得られる。
【0023】
請求項2に係るブレード飛散装置は、爆薬がブレードの切欠近傍に装填される構成となっている。
これにより、このブレード飛散装置では、より効果的にブレードを破断・飛散させることが可能になるという効果を奏する。
【0024】
請求項3に係るブレード飛散装置は、爆薬がブレードに形成された挿通孔に挿通される管状の装填部材に装填される構成となっている。
これにより、このブレード飛散装置では、爆薬の装填量を変更する等、ブレードに爆薬を装填する際の取り扱いを容易にできるという効果が得られる。
【0025】
請求項4に係るブレード飛散方法は、切欠を形成したブレードに引張荷重を付与した状態で爆薬を爆発させる手順となっている。
これにより、このブレード飛散方法では、ブレードを容易に破断・飛散できるとともに、ブレードの破断・飛散に必要な爆薬特性を容易、且つ安全に把握・確認できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態を示す図であって、油圧装置を備えるブレード飛散装置の正面図である。
【図2】 図1の部分側面図である。
【図3】 ブレードにアルミケースが挿通された断面図である。
【符号の説明】
B ブレード
1 ブレード飛散装置
5 油圧装置(荷重付与装置)
22 切欠
23 挿通孔
24 爆薬
25 アルミケース(装填部材)
Claims (3)
- 爆薬を用いてブレードを飛散させるブレード飛散装置であって、
切欠が形成された前記ブレードと、
該ブレードに回転半径方向に沿って引張荷重を付与する荷重付与装置とを有し、
前記ブレードには挿通孔が形成され、
前記爆薬は、前記挿通孔に挿通される管状の装填部材に装填されることを特徴とするブレード飛散装置。 - 請求項1記載のブレード飛散装置において、
前記爆薬は、前記ブレードの切欠近傍に装填されることを特徴とするブレード飛散装置。 - 爆薬を用いてブレードを飛散させるブレード飛散方法であって、
前記ブレードに切欠及び挿通孔を形成するとともに、前記爆薬を装填した管状の装填部材を前記挿通孔に挿通し、
前記ブレードに引張荷重を付与した状態で前記爆薬を爆発させることを特徴とするブレード飛散方法。
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