[发明专利]复合材料叶片以及复合材料叶片的制造方法

说明书

本发明提供能抑制叶根部的强度降低的复合材料叶片及复合材料叶片的制造方法。复合材料叶片(100)在方向(X)(叶厚方向)上层叠对强化纤维浸渍了树脂的复合材料层(20)而形成，具备：叶根部(11)，其设置于基端侧；叶形部(10)，其从叶根部(11)的前端侧延伸；金属构件(30)，其设置于叶根部(11)；螺栓(40)，其将叶根部(11)与金属构件(30)紧固。叶根部(11)具有：主体部(111)；弯曲部(112)，其从主体部(111)朝向方向(X)的外侧弯曲；以及固定部(113)，其从弯曲部(112)朝向方向(X)的外侧延伸。金属构件(30)与叶根部(11)的主体部(111)、弯曲部(112)及固定部(113)抵接，通过螺栓(40)固定于固定部(113)。

技术领域

本发明涉及复合材料叶片以及复合材料叶片的制造方法。

背景技术

以往，作为燃气轮机的动叶，已知有与将对强化纤维浸渍了树脂的复合材料层层叠而形成的复合材料叶片有关的技术。例如，在专利文献1中公开了具备叶形部以及设置于叶形部的末端的叶根部的复合材料叶片。在该复合材料叶片中，在叶根部，使从叶形部延伸的复合材料层的一部分分离而形成，形成为使叶根部比叶形部向外侧扩宽的、所谓的燕尾形状。并且，通过在使复合材料层的一部分离开的位置追加层叠其他复合材料层，从而减少不具有强化纤维的区域(仅具有树脂的区域)，来抑制叶根部的强度降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第8100662号说明书

发明要解决的课题

在上述专利文献1所记载的复合材料叶片中，对追加层叠的复合材料层的终端以位于复合材料叶片中产生的拉伸应力和压缩应力切换的过渡区域的方式来形成。其结果是，在复合材料层的终端，在不具有强化纤维而仅具有树脂的铺层中产生的应力减小。然而，关于复合材料层的层间剪切应力没有进行考虑。因此，在层间剪切应力变高的区域中，存在铺层发生破损的风险，期求实现能够抑制叶根部的强度降低的复合材料叶片。

发明内容

本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于，提供一种能够抑制叶根部的强度降低的复合材料叶片以及复合材料叶片的制造方法。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题并达成目的，本发明的复合材料叶片在叶厚方向上层叠对强化纤维浸渍了树脂的复合材料层而形成，其特征在于，具备：叶根部，其设置于基端侧；叶形部，其从所述叶根部的前端侧延伸；金属构件，其设置于所述叶根部；以及紧固件，其将所述叶根部与所述金属构件紧固，所述叶根部具有：主体部；弯曲部，其从所述主体部朝向所述叶厚方向的外侧弯曲；以及延伸部，其从所述弯曲部朝向所述叶厚方向的外侧延伸，所述金属构件与所述叶根部的所述主体部、所述弯曲部以及所述延伸部抵接，并通过所述紧固件固定于所述延伸部。

根据该结构，通过在叶根部的表面层安装具有向在叶厚方向上向外侧扩宽的方向倾斜了的外表面的金属构件，从而无需使叶根部具有比叶形部向外侧扩宽了的燕尾形状。即，金属构件的外表面满足该燕尾形状。因此，无需使叶根部向叶厚方向的外侧扩宽并且进行扩宽的量的复合材料层的追加层叠。由此，能够避免因追加层叠而产生铺层的区域地形成叶根部。因此，根据本发明，能够提供一种能够抑制叶根部的强度降低的复合材料叶片。

另外，优选的是，所述金属构件以及所述延伸部具有供所述紧固件贯穿的紧固孔，所述金属构件以及所述延伸部通过贯穿于所述紧固孔的所述紧固件而被固定。

另外，优选的是，形成所述叶根部的所述复合材料层从所述叶形部连续地延伸。

根据该结构，由于不进行复合材料层的追加层叠而形成叶根部，因此，能避免因追加层叠而产生铺层的区域，从而能够抑制叶根部的强度降低。