[发明专利]由陶瓷基复合材料构成的涡轮静叶片

说明书

技术领域

本发明涉及由陶瓷基复合材料构成的涡轮静叶片，尤其涉及不将多个部件结合而是将多个部件形成为一体、由此强化纤维遍及其整体连续的涡轮静叶片。

背景技术

陶瓷基复合材料(CMC)除了显现较高的强度之外还轻型，另外也具有较高的耐热性。鉴于这样的优越性，研究了在航空机中的应用、尤其CMC在喷气发动机的部件中的应用。例如若能够利用CMC制造涡轮动叶片、静叶片，则能够较大地有助于性能提高、油耗改善。

CMC的高强度依赖于基质中的强化纤维的部分较大。当形成构造时，若利用粘合或机械式的结合，则强化纤维为此失去连续性，因此强度明显降低。而且，难以应用于需要多个部件的结合的复杂形状的部件，至今仅专门对简单形状的部件研究了CMC的应用。

关联的技术在专利文献1、2中公开。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-87663号公报

专利文献2：日本特开2013-217320号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1所公开的涡轮动叶片中，强化纤维纺织品能够从叶片部连续直至平台部，但连续性在平台部处受损。在专利文献2所公开的静叶片中，至少叶片部与外带部由相独立的强化纤维纺织品制成，而强化纤维在它们之间不连续。即，根据现有技术，在如静叶片那样复杂形状的部件中，难以使强化纤维连续，从而难以充分享有CMC的优越性。本发明是鉴于这样的问题而完成的。

用于解决课题的方案

根据本发明的一个方案，绕轴排列而构成涡轮喷嘴的静叶片具备：叶片部，其相对于上述轴而沿径向延伸；外带部，其从上述叶片部的外侧端开始连续，并沿上述周向弯曲；第一钩部，其从上述外带部的上述轴向的前方的端部开始连续，并在上述径向上向外侧弯曲；第二钩部，其从上述外带部的上述轴向的后方的端部开始连续，并在上述径向上向外侧弯曲；内带部，其从上述叶片部的内侧端开始连续，并相对于上述轴而沿周向弯曲；凸缘部，其从上述内带部的轴向的一方端部开始连续，并在上述径向上向内侧弯曲；以及强化纤维纺织品，其在上述叶片部、上述外带部、上述第一钩部、上述第二钩部、上述内带部、以及上述凸缘部的整体连续而与陶瓷成为一体。

根据本发明的其它方案，是制造绕轴排列而构成涡轮喷嘴的静叶片的方法，为了形成叶片部，将强化纤维纺织品相对于上述轴沿径向延长，为了形成从上述叶片部开始连续的外带部，将上述强化纤维纺织品从上述叶片部的外侧端开始沿上述周向弯曲，为了形成从上述外带部开始连续的第一钩部，将上述强化纤维纺织品从上述外带部的上述轴向的前方的端部开始在上述径向上向外侧弯曲，为了形成从上述外带部开始连续的第二钩部，将上述强化纤维纺织品从上述外带部的上述轴向的后方的端部开始在上述径向上向外侧弯曲，为了形成从上述叶片部开始连续的内带部，将上述强化纤维纺织品从上述叶片部的内侧端开始相对于上述轴而沿周向弯曲，为了形成从上述内带部开始连续的凸缘部，将上述强化纤维纺织品从上述内带部的沿上述轴的轴向的一方端部开始在上述径向上向内侧弯曲，以使上述强化纤维纺织品在上述叶片部、上述外带部、上述第一钩部、上述第二钩部、上述内带部、以及上述凸缘部的整体连续的方式使陶瓷与上述强化纤维纺织品成为一体。

发明的效果如下。

不依赖于结合多个纺织品，而通过在静叶片中采用适于利用单一的强化纤维纺织品来制造的构造，从而强化纤维纺织品能够遍及静叶片的整体连续，由此能够提供高强度、轻型且具有较高的耐热性的涡轮喷嘴。

附图说明

图1是本发明的本实施方式所利用的强化纤维纺织品的示意性的俯视图。

图2是暂时成形出的强化纤维纺织品的立体图。

图3是机械加工出的由CMC构成的静叶片的立体图。

图4是绕轴排列而相互组合成的多个静叶片的立体图。

图5A是放大地表示本实施方式的静叶片的外带部以及其周围的局部立体图。

图5B是放大地表示没有切口的例子的静叶片的外带部以及其周围的局部立体图。

图6是主要表示涡轮的壳体与外带部的结合的一部分剖视立面图。

图7是静止部件与内带部的结合的一部分剖视立面图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。附图不一定以正确的比例尺来表示，因此需要特别注意的是相互的尺寸关系并不限定于图示的尺寸关系。