(57)【要約】【課題】緩衝層１０３を備えた緩衝領域１０１を有するタービン翼を改良して、良好な緩衝特性を有するタービン翼を提供する。【解決手段】前記緩衝層１０３が繊維マトリックスシステム２００を有しており、前記繊維マトリックスシステム２００が熱可塑性のマトリックス２０１を有していて、該熱可塑性のマトリックス２０１内に強化繊維２０２が埋め込まれている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
緩衝層（１０３）を備えた緩衝領域（１０１）を有するタービン翼において、
前記緩衝層（１０３）が繊維マトリックスシステム（２００）を有しており、
前記繊維マトリックスシステム（２００）が熱可塑性のマトリックス（２０１）を有していて、該熱可塑性のマトリックス（２０１）内に強化繊維（２０２）が埋め込まれていることを特徴とする、タービン翼。
【請求項２】
前記緩衝領域（１０１）が繊維層（１０４）を有していて、該繊維層（１０４）が前記緩衝層（１０３）と共に１つの積層複合材（１０６）を形成している、請求項１記載のタービン翼。
【請求項３】
前記タービン翼がさらに、翼領域（１０２）を有しており、該翼領域（１０２）が、前記繊維層（１０４）とは別の複数の繊維層（１０５）より成っており、前記別の複数の繊維層（１０５）が別の積層複合材（１０７）を形成している、請求項１又は２記載のタービン翼。
【請求項４】
前記強化繊維（２０２）が互いに１゜〜９０゜の角度（α）を成して熱可塑性のマトリックス（２０１）内に埋め込まれている、請求項１から３までのいずれか１項記載のタービン翼。
【請求項５】
前記強化繊維（２０２）が互いに平行に前記熱可塑性のマトリックス（２０１）内に埋め込まれている、請求項１から３までのいずれか１項記載のタービン翼。
【請求項６】
前記強化繊維（２０２）の少なくとも１つがハイブリッド糸を有しており、該ハイブリッド糸が、熱可塑性材料と炭素繊維材料とを有している、請求項１から５までのいずれか１項記載のタービン翼。
【請求項７】
前記緩衝層（１０３）が、前記繊維層（１０４）よりも低い弾性的剛性及び／又は高い緩衝値を有している、請求項２から６までのいずれか１項記載のタービン翼。
【請求項８】
前記緩衝領域（１０１）が、前記翼領域（１０２）よりも低い弾性的剛性及び／又は高い緩衝値を有している、請求項３から７までのいずれか１項記載のタービン翼。
【請求項９】
前記タービン翼がさらに、包囲層（１０８）を有しており、該包囲層（１０８）は、タービン翼（１００）が外部の影響に対して保護されるように、タービン翼（１００）の表面を包囲しており、前記包囲層（１０８）が強化されていない熱可塑性材料を有している、請求項１から８までのいずれか１項記載のタービン翼。
【請求項１０】
前記タービン翼がさらに、熱可塑性のマトリックス（２０１）を備えた、前記繊維マトリックスシステム（２００）とは別の繊維マトリックスシステム（１０９）を有しており、該別の繊維マトリックスシステム（１０９）は、この別の繊維マトリックスシステム（１０９）がタービン翼（１００）の外部の影響にさらされるように、前記緩衝領域（１０１）内及び／又は前記翼領域（１０２）内に配置されており、前記別の繊維マトリックスシステム（１０９）が、任意の主繊維方向を有する繊維マットとして設けられた強化繊維（２０２）を有している、請求項１から８までのいずれか１項記載のタービン翼。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか１項記載の少なくとも１つのタービン翼（１００）を有することを特徴とするタービン、特に蒸気タービン。
【請求項１２】
少なくとも１つのタービン翼（１００）がタービンの動翼である、請求項１１記載のタービン。
【請求項１３】
タービン翼（１００）の緩衝領域（１０１）を製作するための方法において、
緩衝層（１０３）の繊維マトリックスシステム（２００）を形成するために、熱可塑性のマトリックス（２０１）内に強化繊維（２０２）を埋め込み、
緩衝層（１０３）によってタービン翼（１００）の緩衝領域（１０１）を形成する、
ことを特徴とする、タービン翼（１００）の緩衝領域（１０１）を製作するための方法。
【請求項１４】
熱可塑性のマトリックス（２０１）内に強化繊維（２０２）を埋め込む際に、熱可塑性のマトリックス（２０１）を溶融させ、前記強化繊維（２０２）を、熱可塑性のマトリックス（２０１）に圧着する、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記緩衝領域（１０１）を前記タービン翼（１００）の前もって規定された形状に適合させるために、前記熱可塑性のマトリックス（２０１）をさらに溶融させることによって、前記緩衝領域（１０１）を変形させる、請求項１３又は１４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービン翼に関する。本発明はまた、タービン特に蒸気タービンに関する。本発明はさらに、タービン翼を製作するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日では、タービン特に蒸気タービンにおいて、もっぱら鋼製のタービン翼が使用されている。特に大きい直径を有する大型の定置の蒸気タービンにおいては、鋼製の動翼のために得られる回転数は、鋼製の動翼自体の重量が大きいことによって制限されている。翼の質量を著しく低減させるために、繊維強化材料より成る動翼を使用することも考えられる。この場合、回転数を高くすることが可能である。
【０００３】
大きい直径、ひいては大きい翼長さを有する定置の蒸気タービンにおいては、さらに、緩衝する必要のある不都合な振動が発生する。従って今日では、付加的に翼表面に設けられた緩衝ワイヤ（Daempfungsdraehte）又はシュラウド（Deckbaender）を介して振動緩衝が得られるようになっている。翼の幾何学形状に基づいて、このような緩衝ワイヤ又はシュラウドを翼に設ける作業は、しばしば著しく面倒であり、効率の低下を招き、包括的な製作コストが要求される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで本発明の課題は、緩衝特性を有するタービン翼を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、本発明の独立請求項に記載したタービン翼、タービン特に蒸気タービン、並びにタービン翼を製作するための方法によって解決された。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の第１実施態様によれば、タービン翼が提供されており、該タービン翼の部分領域又はすべてのタービン翼が、緩衝層より成る緩衝領域を形成しているか、又はこれを有している。緩衝層は、繊維マトリックスシステムを有している。この繊維マトリックスシステムは、熱可塑性のマトリックスを有しており、このマトリックス内に強化繊維が埋め込まれている。
【０００７】
本発明の別の実施態様によれば、上記タービン翼を有するタービンが提供されている。
【０００８】
本発明の別の実施態様によれば、上記タービン翼を製作するための方法が提供されている。この方法によれば、まず、緩衝層の繊維マトリックスシステムを形成するために、強化繊維が熱可塑性のマトリックス内に埋め込まれる。緩衝層によって、タービン翼の緩衝領域が形成される。緩衝領域は、タービン翼の部分領域であるか、又はタービン翼全体である。
【０００９】
「"Daempfungsbereich"；緩衝領域」とは、タービン翼の緩衝特性が組み込まれている、タービン翼の領域のことである。緩衝領域は、特に、一般的にタービン翼のその他の領域におけるよりも高いせん断負荷又はモーメント負荷が発生する、タービン翼の領域内に設けられるので、このような緩衝領域において緩衝することが要求されている。さらにまた、緩衝領域においては、タービン翼のその他の領域におけるよりも大きい振動を緩衝することができる。緩衝領域は、タービン翼が延在する領域に沿った若しくはタービン翼の全長に沿った所定の部分に設けることができる。また、緩衝領域は、タービン翼の横断面内の所定の領域内に設けることができる。従って例えば、タービン翼の外側の領域が緩衝領域を有していて、これに対してタービン翼の内側の領域が任意の翼領域を形成することができる。緩衝領域は、緩衝を必要とし、かつ緩衝領域において緩衝される、例えば高い遠心力、高い曲げ負荷、高いせん断負荷、高いねじり負荷又は不都合な振動にさらされる。特に熱可塑性最終段翼のタービン翼のために、全タービン翼が緩衝領域を形成する。つまり、全タービン翼が、複数の緩衝層より製作され、ひいては緩衝層自体より成っていてよい。
【００１０】
「"Lage"；層」、特に緩衝層及び／又は繊維層とは、緩衝層若しくは緩衝材料の層、及び繊維層若しくは強化繊維層のことである。１つの層は、例えば０．１ｍｍから１ｍｍの厚さを有していて、特に０．２ｍｍ、０．２５ｍｍ及び／又は０．３ｍｍの厚さを有している。
【００１１】
「"Faser-Matrix-System"；繊維マトリックスシステム」とは、マトリックスと強化繊維とから成る繊維複合材のことである。繊維マトリックスシステムは、例えば緩衝層を完全に又は部分的に構成している。
【００１２】
「"Verstaerkungsfaser"；強化繊維」とは、繊維マトリックスシステムに作用する力を、さらに先に送り、伝達する繊維のことである。この繊維は、マトリックスと比較して特に引っ張り方向で高い剛性を有している。強化繊維の最良の剛性特性を利用するために、力の流れは繊維に沿って流れるように設計される。
【００１３】
「"Matrix"；マトリックス」とは、強化繊維が埋め込まれている原材料のことである。「埋め込まれている」とは、強化繊維がマトリックス内に立体的に固定されていて、それによって負荷導入及び負荷導出を可能にするということである。マトリックスはさらに、例えば繊維に対して平行な方向に圧力がかかった時に、強化繊維を圧縮に対して保護することができる。強化繊維及びマトリックスは、例えば互いに接着若しくは溶融されているので、マトリックスと強化繊維との間で負荷伝達が行われ、それによってせん断力も伝達することができる。
【００１４】
「"thermoplastische Matrix"；熱可塑性のマトリックス」とは、マトリックスの材料のことである。熱可塑性の材料若しくは熱可塑性のマトリックスは、特に緩衝特性を有している。マトリックスの熱可塑性材料は、低い剛性及び高い緩衝値を有している。これによって、熱可塑性のマトリックスは緩衝作用を有しており、これに対して強化繊維は強化作用を有している。熱可塑性のマトリックスは、例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）又はポリエチレン（ＰＥ）より成っている。
【００１５】
強化繊維は、炭素繊維、アラミド繊維、ポリエーテル繊維又はポリエチレン繊維等の、例えば合成繊維より成っている。この有機的な強化繊維の他に、ガラス繊維、天然繊維又は金属繊維等の無機的な繊維を使用してもよい。
【００１６】
本発明によれば、タービン翼の形状安定性若しくは剛性が低下して不安定性を招くことなしに、特に繊維複合材料より成るタービン翼を予定通りに緩衝することができる。熱可塑性のマトリックス材料を使用することによって、振動を緩衝する、所望に調節された有利な可能性が材料自体によって得られる。言い換えれば、必要とされる緩衝領域に又はタービン翼全体に、熱可塑性樹脂及び強化繊維より成る組合せ材料を使用することによって、材料側の振動緩衝が改善される。さらに、種々異なる負荷にさらされる緩衝領域は、タービン翼を前もって規定された負荷に適合させるために、種々異なる熱可塑性の繊維マトリックスシステムの種々異なる組合せを提供することができる。
【００１７】
さらに、タービン翼は、熱可塑性の繊維マトリックスシステムを使用したことに基づいて、熱可塑性の繊維マトリックスシステムを新たに加熱して溶融させることによって、タービン翼のプロフィール（断面形状）を後から異形成形することができる。これによって、所定のタービン翼プロフィール又は種々異なる負荷要求に合わせて、後から異形成形するか、若しくは後調節又は微調整することができる。これによって、タービン翼環に各翼をかしめ結合若しくは異形成形することができる。
【００１８】
本発明の有利な実施態様によれば、緩衝領域が繊維層を有しており、該繊維層が前記緩衝層と共に１つの積層複合材を形成している。
【００１９】
「"Schichtbverund"；積層複合材」とは、例えば、特に緩衝層及び繊維層の種々異なる層を互いに上下に重ね合わせた積層材のことである。積層複合材は、緩衝領域の層状の構成若しくは積層形式の製作、又はタービン翼のその他の領域、例えばその他の翼領域を表している。積層複複合材若しくは積層複合材料は、互いに上下に重ね合わされた複数の層若しくは異なる数の積層より成っている。各層若しくは各積層は、例えば接着されるか、又は材料の開放気泡性（Offenporigkeit）に基づいて互いに固着される。例えば、層を互いに結合するために、積層材は樹脂含浸処理される。積層複合材は、構成部分の一体的な構造を形成しているので、積層複合材を介して、構成部分に作用する力が伝達される。積層複合材はさらに、構成部分の均一に延在する表面を有している。言い換えれば、構成部分の表面に外部から接着によって取り付けられた取付け部分は、構成部分若しくはタービン翼の積層複合材に含まれない。
【００２０】
「"Faserlage"；繊維層」とは、熱可塑性の材料を有していない、繊維より成る層のことである。繊維層は、例えば高い剛性若しくは緩衝層よりも高い剛性を有していて、上述のような種々異なる強化繊維材料より成っていてよい。
【００２１】
本発明の有利な実施態様によれば、タービン翼がさらに、翼領域を有しており、該翼領域が、前記繊維層とは別の複数の繊維層より成っている。また前記別の複数の繊維層が別の積層複合材を形成している。単数若しくは複数の翼領域は、タービン翼の単数又は複数の緩衝領域に隣接していてよい。翼領域は、緩衝領域と比較して高い剛性及び負荷可能性を有する、別の複数の繊維層より成っていてよい。振動は例えば翼領域から緩衝領域に伝達されるが、この際に、緩衝領域が熱可塑性の繊維マトリックスシステムによって振動を緩衝するか、若しくは吸収することができる。本発明の実施態様によれば、例えばタービン翼の延在方向に沿って、複数の緩衝領域に隣接する複数の翼領域を有するタービン翼が提供される。高い負荷若しくは高い緩衝必要性を有する、前もって規定された領域に、複数の緩衝領域を配置することができる。問題にならない程度の振動が発生する領域、若しくは高い剛性を必要とする領域には、翼領域が配置される。これによって、タービン翼は個別に、その要求された負荷を補償することができ、ひいてはコスト及び効果性に関する翼プロフィールについての細かい要求に適合させることができる。
【００２２】
別の有利な実施例によれば、強化繊維は互いに１゜〜９０゜の角度を成して熱可塑性のマトリックス内に埋め込まれている。複雑な負荷若しくは負荷方向に合わせて、各強化繊維は、互いに種々異なる角度を成して配置することができる。緩衝層又は繊維層は、配向された強化繊維を有する、例えば製織品、縫製品又は製編品として製作することができる。強化繊維の整列方向に応じて、タービン翼は前もって規定された負荷方向に適合させることができるので、タービン翼は前もって規定されたポテンシャルに関する要求に適合させることができる。
【００２３】
本発明の有利な実施態様によれば、強化繊維が互いに平行に前記熱可塑性のマトリックス内に埋め込まれている。例えばタービン翼がもっぱら引張負荷にさらされる領域内では、強化繊維は互いに平行に配置するだけで十分である。強化繊維の複雑な織り込み及び整列は必要ないので、この領域においては、互いに平行に配置された強化繊維による、安価な製作コストによる製作法が提供される。
【００２４】
本発明の別の実施態様によれば、少なくとも１つの強化繊維がハイブリッド糸を有している。ハイブリッド糸は、熱可塑性材料と炭素繊維とを有している。このようなハイブリッド糸は、例えば互いにねじられた又は撚り合わされた複数の糸より成っており、これら複数の糸が互いに１本の糸を形成している。このような糸の一部が、熱可塑性材料より成っていて、他方が強化繊維例えば炭素繊維より成っている。さらに、熱可塑性材料が糸として構成されていて、繊維糸が熱可塑性の糸に溶融されることによって、ハイブリッド糸を形成してもよい。このようにして簡単な形式で、熱可塑性の糸を強化繊維として使用することによって、タービン翼の所望の緩衝を得ることができる。
【００２５】
別の実施態様によれば、緩衝層が、前記繊維層よりも低い弾性的剛性（elastische Steifigkeit）及び／又は高い緩衝値を有している。
【００２６】
「" Daempfungswert "；緩衝値」とは材料の緩衝特性のことである。緩衝値" tanδ′"は、例えば０乃至１の間のである。
【００２７】
「" Steifigkeit "；剛性」とは、例えばＥモジュール又はＧモジュールで表される。従って例えば繊維は、長手方向で１３０ＧＰａの剛性を有し、横方向で８ＧＰａの剛性を有している。繊維の製織品においては、例えば各主繊維方向で６５ＧＰａの剛性が得られる。各主繊維方向は、角度αで互いに整列されている。熱可塑性のマトリックスは例えば０．５〜１０ＧＰａの剛性を有しており、強化繊維よりも良好な緩衝特性を有している。
【００２８】
別の実施態様によれば、緩衝領域が、翼領域よりも低い弾性的剛性及び／又は高い緩衝値を有している。
【００２９】
有利な実施態様によれば、タービン翼がさらに、包囲層を有している。該包囲層は、タービン翼が外部の影響に対して保護されるように、タービン翼の表面若しくは表面領域を包囲している。前記包囲層は、マトリックス材料と同じように、強化されていない熱可塑性材料を有している。強化されていない熱可塑性材料の高い緩衝作用に基づいて、熱可塑性材料の柔軟性若しくは弾性は、繊維層の弾性よりも大きい。外部の粒子がタービン翼の表面に衝突する際の、熱可塑性材料より成る表面の浸食は、強化繊維より成る繊維層よりも少ない。従って、タービン翼の耐用年数は高められる。何故ならば、外部の粒子が衝突することによる損傷は減少されるからである。しかも、熱可塑性材料は一般的に、湿気に対する耐性が強化繊維よりも強いので、腐食は減少される。
【００３０】
本発明の実施態様によれば、タービン翼は、熱可塑性のマトリックスを備えた別の繊維マトリックスシステムを有している。この別の繊維マトリックスシステムは、タービン翼の外部の影響にさらされるように、緩衝領域及び／又は翼領域内に配置されている。熱可塑性のマトリックスを備えた別の繊維マトリックスシステムは、繊維マットとして任意の主繊維方向に延在する強化繊維を有している。強化繊維の主繊維方向を任意に配向することによって、別の繊維マトリックスシステムの剛性特性は低下され、良好な吸収特性及び、外部の粒子による衝撃に対する耐性が高められる。別の繊維マトリックスシステムはさらに、タービン翼の別の領域に亘って、例えば翼領域に亘って延在していてもよい。強化されていない熱可塑性のマトリックスと比較して、繊維強化されたマトリックスを備えた別の繊維マトリックスシステムは、衝突する粒子に対する高い吸収能力を有すると共に高い剛性も有しているので、別の熱可塑性の繊維マトリックスシステムは、同様にタービン翼の剛性を全体的に高めるために貢献する。従って、タービン翼のための剛性な材料が提供されると共に、タービン翼表面の、液体に対する耐腐食性及び耐浸食性が高められる。タービン翼においては、液滴による浸食が問題となっている。強化されていない熱可塑性樹脂より成る翼ブレードの外側層若しくは表面、若しくはそれに続く熱可塑性のマトリックス材料より成る層の外側若しくは表面、若しくはそれに続く、別の繊維マトリックスシステムの層の外側若しくは表面が、追加的なシール層を設ける必要なしに、一体的な浸食層を提供する。
【００３１】
別の有利な実施態様によれば、タービン特に蒸気タービンが、上記タービン翼を備えている。特に蒸気タービンの、特に第１の圧縮段及び最終タービン段が、大きい直径を有している。大きい直径を有する蒸気タービンのインペラにおいて、高い遠心力、曲げモーメント及びねじれ力が作用する。この場合、従来のタービン翼に対して改善された緩衝特性を有する十分な剛性を得るために、本発明によるタービン翼が適している。これによって、大きい直径を有する蒸気タービン自体において、複合材料より成るタービン翼が使用される。
【００３２】
本発明の方法の有利な実施態様によれば、可塑性のマトリックス内に強化繊維を埋め込む際に、熱可塑性のマトリックスを溶融させ、強化繊維を、熱可塑性のマトリックスに圧着するようにした。これによって、マトリックス内に存在する熱可塑性材料が溶融することによって、プレス法による安価な製造が得られる。従来の繊維複合体層におけるような、長時間におよぶ浸透及び硬化工程は必要ない。
【００３３】
本発明による方法の別の有利な実施態様によれば、緩衝領域をタービン翼の所定の形状に適合させるために、熱可塑性のマトリックスをさらに溶融させることによって、緩衝領域を変形させるようにした。このような繊維マトリックスシステム若しくは熱可塑性のマトリックスの溶融可能性によって、製造工程例えばプレス工程に続いて、例えばタービン翼をねじることによって、タービン翼の最終的な形状付与を得ることができる。これは特に、特別なタービン要求、特にねじり角度その他の特別なタービン要求において有効である。さらに、振動周波数を伴う特別な問題が発生した時に、後から変形させるか若しくは後調整することができる。緩衝領域は、
再溶融によって、例えば変化した若しくは予測できない振動周波数に合わせて後から変形させるか若しくは微調整することができる。
【００３４】
繊維マトリックスシステムが再溶融可能であることによって、後から翼を修理することもできる。例えば、繊維マトリックスシステムの損傷を取り除くために、後から熱可塑性材料を追加的に施すこともできる。これによって、修理の可能性も得られる。言い換えれば、タービン翼の損傷を修理するために、熱可塑性樹脂を局所的に追加して施すこともできる。
【００３５】
種々異なる本発明の対象に関連した本発明の実施態様が説明されている。特に、装置の手段に関する請求項に記載した幾つかの実施態様、及び本発明のその他の方法の手段に関する請求項に記載した実施態様について説明されている。しかしながら、本発明において、特に指摘されていない限り、本発明の１つの形式に属する複数の特徴の組み合わせ以外に、本発明の対象の種々異なる形式に属する複数の特徴を任意に組み合わせた実施態様も可能である。
【００３６】
本発明のその他の利点及び特徴は、以下の有利な実施例に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の１実施例による緩衝領域を有するタービン翼の概略図である。
【図２】本発明の１実施例による、緩衝層における繊維マトリックスシステムの平面図である。
【図３】本発明の１実施例による、緩衝層における繊維マトリックスシステムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図面では、同一の部材又は類似の部材は同じ符号で記されている。図面は概略図であって、縮尺通りではない。
【００３９】
図１は、本発明の第１実施例によるタービン翼１００の１実施例を示す。タービン翼１００は、緩衝層１０３を備えた緩衝領域１０１を有している。緩衝層１０３は、繊維マトリックスシステム２００（図２参照）を有している。繊維マトリックスシステム２００は、熱可塑性のマトリックス２０１（図２参照）を有しており、該熱可塑性のマトリックス２０１内に、強化繊維２０２（図２参照）が埋め込まれている。
【００４０】
タービン翼１００は、図１に示されているように、緩衝領域１０１を包囲する２つの翼領域１０２を有している。翼領域１０２は、例えば別の積層複合材１０７によって形成されており、該積層複合材１０７は、複数の別の繊維層１０５より成っている。これらの別の繊維層１０５が、例えば炭素繊維製の強化繊維２０２より成っているか、又は別の強化複合繊維より成っていれば、別の積層複合材１０７は最も外側の剛性な翼領域１０２を形成している。
【００４１】
緩衝領域１０１内の繊維層１０４は、翼領域１０２内に滑らかに移行する。緩衝領域１０１から翼領域１０２への繊維層１０４の滑らかな若しくはコンスタントな移行ラインにおいて、繊維層１０４は別の繊維層１０５と共に連続的な移行層を形成する。また、緩衝領域１０１は半製品として形成することができ、この場合、繊維層１０４は緩衝領域１０１を越えることはないか、若しくは翼領域１０２内に達することはない。繊維層１０４は、例えば緩衝領域１０１の縁部領域において切断される。
【００４２】
少なくとも１つの緩衝層１０３と別の繊維層１０４とから成っている積層複合材１０６が緩衝領域１０１を形成することによって、緩衝領域１０１内において、振動減衰が生ぜしめられる。緩衝層１０３による層状の構成に基づいて、緩衝領域１０１は翼領域１０２よりも柔軟であってよいので、層複合材１０６によって、つまり材料自体によって振動緩衝が行われる。
【００４３】
また、タービン翼１００はその周囲が包囲層１０８によって包囲される。この包囲層１０８は少なくとも緩衝領域１０１及び追加的に翼領域１０２を外部の影響に対して保護する。包囲層１０８は、例えば強化されていない熱可塑性材料より成っている。強化されていない熱可塑性材料は、柔軟な包囲層１０８を形成するので、タービン翼にぶつかる不純物粒子の衝撃は緩衝され、柔軟な包囲層１０８によって跳ね返される。熱可塑性の包囲層１０８の剛性は高くないので、不純物粒子が衝突する際に包囲層１０８はやや変形し、それによって衝突エネルギーは吸収され、その際に亀裂又はその他の損傷が発生することはない。
【００４４】
また緩衝領域１０１又は追加的に翼領域１０２も、別の熱可塑性の繊維マトリックスシステム１０９を有していてよい。この繊維マトリックスシステム１０９は、タービン翼１００を外部の影響に対して保護する。繊維マトリックスシステム１０９は、熱可塑性のマトリックス２０１を有しており、この熱可塑性のマトリックス内に強化繊維２０２が埋め込まれている。強化繊維２０２が熱可塑性のマトリックス２０１内に任意に設けられている場合、これは、繊維マットと称呼される。繊維マットは、指向性の複合繊維を備えた繊維マトリックスシステムよりも低い剛性を有しているので、別の繊維マトリックスシステム１０９によって高い柔軟性若しくは弾性を発生させることができる。これによって、不純物粒子による外部からの衝撃に対して及び、タービン翼１００の表面の侵食に対して保護される。
【００４５】
図２は、熱可塑性のマトリックス２０１より成る繊維マトリックスシステム２００を示す。熱可塑性のマトリックス２０１内に強化繊維２０２が埋め込まれている。図２に示されているように、強化繊維２０２は平行に整列されていてよい。それによって、張力により負荷される強化繊維は、繊維マトリックスシステム２００の高い剛性を提供する。強化繊維２０２の繊維方向に対して直交する横方向で、強化繊維２０２の低い剛性に基づく高い緩衝特性が可能である。
【００４６】
図３は、強化繊維２０２が熱可塑性のマトリックス２０１内に埋め込まれている繊維マトリックスシステム２００の別の実施例を示す。この実施例において、強化繊維２０２は、別の強化繊維２０２間に所定の角度αで埋め込まれている。言い換えれば、強化繊維２０２は互いに平行に配置されてはいない。強化繊維２０２がこのように多方向に整列されていることによって、前もって規定された複数の方向における強化繊維２０２の高い剛性を得ることが可能である。この場合、緩衝特性は特に熱可塑性のマトリックス２０１によって生ぜしめられる。これによって、強化特性若しくは剛性特性を有すると共に、緩衝特性も有する緩衝領域１０１が提供される。
【００４７】
補足すれば、「umfassend；含む」とは、その他の部材又は段階を除外するものではなく、また複数を除外するものではない。また、上記実施例のうちの１つにより実証された特徴又は段階は、その他の実施例のその他の特徴又は段階と組み合わせて使用することも可能である。請求項に記載した符号はこれに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４８】
１００  タービン翼、  １０１  緩衝領域、  １０２  翼領域、  １０３  緩衝層、  １０４  繊維層、  １０５  繊維層、  １０６  積層複合材、  １０７  積層複合材、  １０８  包囲層、  ２００  繊維マトリックスシステム、  ２０１  熱可塑性のマトリックス、  ２０２  強化繊維
【図１】
2011033037.tif 000003
【図２】
2011033037.tif 000004
【図３】
2011033037.tif 000005