JP4590731B2

JP4590731B2 - ブレード飛散装置およびその方法

Info

Publication number: JP4590731B2
Application number: JP2000399748A
Authority: JP
Inventors: 義久五嶋
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2020-12-28
Also published as: JP2002201903A

Description

【０００１】
【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

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。