(57)【要約】  セラミックマトリックス複合材構成要素用のタービンブレード封止構造体を提供する。タービンブレード封止構造体は、シャンク（１０６）の頂部に当接する少なくとも１つの頂部プライ（２１０）を備える。少なくとも１つの頂部プライが、シャンクの頂部の上方に亘り延在する。タービンブレード封止構造体は、シャンク（１０６）の側部に当接する少なくとも１つの側部プライ（２２０）を備える。少なくとも１つの側部プライが、シャンクの側部に沿って延在する。少なくとも１つの頂部プライおよび少なくとも１つの側部プライが、セラミックマトリックス複合材構成要素のシャンク（１０６）上にエンジェルウィング（１０８）およびスカート（１１０）を共に形成する。【選択図】図２ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックマトリックス複合材構成要素（１００）用のタービンブレード封止構造体（１２０）であって、
シャンク（１０６）の頂部（２３０）に当接し、前記シャンク（１０６）の前記頂部（２３０）の上方に亘り延在する少なくとも１つの頂部プライ（２１０）と、
前記シャンク（１０６）の側部（２４０）に当接し、前記シャンク（１０６）の前記側部（２４０）に沿って延在する少なくとも１つの側部プライ（２２０）と
を備え、
前記少なくとも１つの頂部プライ（２１０）および前記少なくとも１つの側部プライ（２２０）が、前記セラミックマトリックス複合材構成要素（１００）の前記シャンク（１０６）上にエンジェルウィング（１０８）およびスカート（１１０）を形成する、タービンブレード封止構造体（１２０）。
【請求項２】
前記少なくとも１つの頂部プライ（２１０）が、連続的プライ（２００）である、請求項１に記載のタービンブレード封止構造体（１２０）。
【請求項３】
前記少なくとも１つの頂部プライ（２１０）が、終端プライ（２０２）である、請求項１に記載のタービンブレード封止構造体（１２０）。
【請求項４】
前記少なくとも１つの頂部プライ（２１０）が、織込まれている、請求項１乃至３のいずれか1項に記載のタービンブレード封止構造体（１２０）。
【請求項５】
前記少なくとも１つの頂部プライ（２１０）が、編込まれている、請求項１乃至３のいずれか1項に記載のタービンブレード封止構造体（１２０）。
【請求項６】
前記少なくとも１つの頂部プライ（２１０）を取り囲むマトリックス（４０６）を更に備える、請求項６に記載のタービンブレード封止構造体（１２０）。
【請求項７】
前記少なくとも１つの頂部プライ（２１０）が、シリコンカーバイド繊維補強セラミックマトリックス複合材、炭素繊維補強セラミックマトリックス複合材、アルミナまたはアルミナーシリケート繊維補強酸化マトリックス複合材、またはそれらの組合せからなる群から選択される、請求項１乃至６のいずれか1項に記載のタービンブレード封止構造体（１２０）。
【請求項８】
前記少なくとも１つの側部プライ（２２０）が、連続的プライ（２００）である、請求項１乃至７のいずれか1項に記載のタービンブレード封止構造体（１２０）。
【請求項９】
前記少なくとも１つの頂部プライ（２１０）および前記少なくとも１つの側部プライ（２２０）が、包み込みプライ（３００）である、請求項１乃至７のいずれか1項に記載のタービンブレード封止構造体（１２０）。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの側部プライ（２２０）が、終端プライ（２０２）である、請求項１乃至７のいずれか1項に記載のタービンブレード封止構造体（１２０）。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの側部プライ（２２０）が、織込まれている、請求項１乃至１０のいずれか1項に記載のタービンブレード封止構造体（１２０）。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの側部プライ（２２０）が、編込まれている、請求項１乃至１０のいずれか1項に記載のタービンブレード封止構造体（１２０）。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの側部プライ（２２０）を取り囲むマトリックス（４０６）を更に備える、請求項１２に記載のタービンブレード封止構造体（１２０）。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの側部プライ（２２０）が、シリコンカーバイド繊維補強セラミックマトリックス複合材、炭素繊維補強セラミックマトリックス複合材、アルミナまたはアルミナーシリケート繊維補強酸化マトリックス複合材、またはそれらの組合せからなる群から選択される、請求項１乃至１３のいずれか1項に記載のタービンブレード封止構造体（１２０）。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの頂部プライ（２１０）と前記少なくとも１つの側部プライ（２２０）との間にスペーサ（２０４）を更に備える、請求項１乃至１４のいずれか1項に記載のタービンブレード封止構造体（１２０）。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの頂部プライ（２１０）と前記少なくとも１つの側部プライ（２２０）との間に積層の挿入パック（２０６）を更に備える、請求項１乃至１４のいずれか1項に記載のタービンブレード封止構造体（１２０）。
【請求項１７】
ピン（７００）またはステープル（８００）を更に備える、請求項１乃至１６のいずれか1項に記載のタービンブレード封止構造体（１２０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体的にタービンに関する。より詳細には、本発明は、セラミックマトリックス複合材構成要素のシャンク上のエンジェルウィングおよびスカートのタービンブレード封止構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービンブレード封止構造体、例えば、エンジェルウィングおよびスカートは、補助機器の寿命を重大にも低下させることになる、高温ガスに補助機器をさらすことを防止することによって、補助機器の寿命を改善する。現在、セラミックマトリックス複合材（ＣＭＣ）ファンブレードは、高温ガス摂取が発生しない十分低い温度で作動するので、スカートまたはエンジェルウィングを必要としない。効率の向上が所望される場合、より重量が軽く、より応答性の良いブレードが要求されるので、ＣＭＣブレードがシステム内のより過酷な、より高温の環境で使用される。
【０００３】
よって、エンジェルウィングおよびスカート設計、ならびにセラミックマトリックス複合材構成要素用のエンジェルウィングおよびスカートを作製する方法が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／０５５６０９号明細書
【発明の概要】
【０００５】
本開示の一例示的な実施形態によって、セラミックマトリックス複合材構成要素用のタービンブレード封止構造体を提供する。タービンブレード封止構造体は、シャンクの頂部に当接し、シャンクの頂部に亘り延在する少なくとも１つの頂部プライを備える。タービンブレード封止構造体は、シャンクの側部に当接し、シャンクの側部に沿って延在する少なくとも１つの側部プライを備える。少なくとも１つの頂部プライおよび少なくとも１つの側部プライが、セラミックマトリックス複合材構成要素のシャンク上にエンジェルウィングおよびスカートを共に形成する。
【０００６】
本発明の原理を実施例として説明する添付の図面と併せて考察すると、本発明の他の特徴および利点が、好適な実施形態の以下のより詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略斜視図である。
【図２ａ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図２ｂ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図２ｃ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図２ｄ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図３ａ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図３ｂ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図３ｃ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図３ｄ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図４ａ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図４ｂ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図４ｃ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図４ｄ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図５ａ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図５ｂ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図５ｃ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図５ｄ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図６ａ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図６ｂ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図６ｃ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図６ｄ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図７ａ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図７ｂ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図７ｃ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図８ａ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図８ｂ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図８ｃ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図９ａ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図９ｂ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図９ｃ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図９ｄ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図９ｅ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図１０ａ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図１０ｂ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図１１ａ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の線１１ａ−１１ａに沿って切断した図１の横断面図である。
【図１２ａ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の線１１ａ−１１ａに沿って切断した図１の横断面図である。
【図１２ｂ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の線１１ａ−１１ａに沿って切断した図１の横断面図である。
【図１２ｃ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の線１１ａ−１１ａに沿って切断した図１の横断面図である。
【図１２ｄ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の線１１ａ−１１ａに沿って切断した図１の横断面図である。
【図１３ａ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の線１１ａ−１１ａに沿って切断した図１の横断面図である。
【図１３ｂ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の線１１ａ−１１ａに沿って切断した図１の横断面図である。
【図１３ｃ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の線１１ａ−１１ａに沿って切断した図１の横断面図である。
【図１３ｄ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の線１１ａ−１１ａに沿って切断した図１の横断面図である。
【図１４ａ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の線１１ａ−１１ａに沿って切断した図１の横断面図である。
【図１４ｂ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の線１１ａ−１１ａに沿って切断した図１の横断面図である。
【図１４ｃ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の線１１ａ−１１ａに沿って切断した図１の横断面図である。
【図１４ｄ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の線１１ａ−１１ａに沿って切断した図１の横断面図である。
【図１５ａ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の線１１ａ−１１ａに沿って切断した図１の横断面図である。
【図１５ｂ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の線１１ａ−１１ａに沿って切断した図１の横断面図である。
【図１６ａ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図１７ａ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図１７ｂ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図１７ｃ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図１７ｄ】本開示のセラミックマトリックス複合材構成要素の概略側面図である。
【図１８】本開示のエンジェルウィングの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
可能な限り、図面全体を通して同じ符号は同じ部品を指示する。
【０００９】
セラミックマトリックス複合材構成要素用のタービンブレード封止構造体を提供する。タービンブレード封止構造体は、シャンクの頂部に当接する少なくとも１つの頂部プライを備える。少なくとも１つの頂部プライが、シャンクの頂部の上方に亘り延在する。タービンブレード封止構造体は、シャンクの側部に当接する少なくとも１つの側部プライを備える。少なくとも１つの側部プライが、シャンクの側部に沿って延在する。少なくとも１つの頂部プライおよび少なくとも１つの側部プライが、セラミックマトリックス複合材構成要素のシャンク上にエンジェルウィングおよびスカートを共に形成する。一実施形態では、頂部プライが、エンジェルウィングを形成することができ、側部プライが、スカートを形成することができる。一般的に、エンジェルウィングは、タービンロータブレードの軸方向のシールを提供し、そのシールはノズルシールと重なることによってシールを形成する。エンジェルウィングは、ガスタービンのホイール空間内の流路から高温ガスを摂取することを防止する。スカートは、半径方向のシールを提供し、長手方向軸からある角度で全体的に半径方向内側に延在する。スカートは、ホイール空間の空洞からブレードのシャンクを封止するように全体に構成されている。
【００１０】
本開示の実施形態の１つの利点には、より高温に耐えるエンジェルウィングおよびスカートを含むタービン封止構造体を提供することが含まれる。実施形態の別の利点には、金属製の相対物と比較してより重量が軽いエンジェルウィングおよびスカートが含まれる。本開示の実施形態のやはり別の利点には、金属合金を使用する場合には不可能であるような、容易にエンジェルウィングおよびスカートを設計することが可能である点が含まれる。
【００１１】
図１は、セラミックマトリックス複合材（ＣＭＣ）構成要素１００の概略斜視図である。ＣＭＣ構成要素１００は、シャンク１０６に隣接するプラットフォーム１０４に取り付けられているエーロフォイル１０２を含むことができる。シャンク１０６は、例えば図２を参照すると、頂部２３０および側部２４０を含む。ＣＭＣ構成要素１００用のタービンブレード封止構造体１２０は、エンジェルウィング１０８およびスカート１１０を含む。エンジェルウィング１０８およびスカート１１０設計を独立して、結合して、かつ互換的に使用することができる。ＣＭＣ構成要素１００およびタービンブレード封止構造体１２０は、シリコンカーバイド繊維補強セラミックマトリックス複合材、炭素繊維補強セラミックマトリックス複合材、アルミナまたはアルミナーシリケート繊維補強酸化マトリックス複合材から製造可能である。エンジェルウィング１０８およびスカート１１０用の繊維構造体は、一方向性補強薄膜、織込み繊維構造体、編込み繊維構造体およびそれらの組合せから構成される積層物であることができる。
【００１２】
一実施形態によって、セラミックマトリックス複合材構成要素用のタービンブレード封止構造体を提供する。タービンブレード封止構造体は、シャンクの頂部に当接する少なくとも１つの頂部プライを備えることができる。少なくとも１つの頂部プライが、シャンクの頂部の上方に亘り延在することができる。タービンブレード封止構造体は、シャンクの側部に当接する少なくとも１つの側部プライを備えることができる。少なくとも１つの側部プライが、シャンクの側部に沿って延在することができる。少なくとも１つの頂部プライおよび少なくとも１つの側部プライが、セラミックマトリックス複合材構成要素のシャンク上にエンジェルウィングおよびスカートを形成することができる。例えば図２ａから図２ｄ、図３ａから図３ｄ、および図４ａから図４ｄに示すように、タービンブレード封止構造体１２０は、シャンク１０６の頂部２３０に当接する少なくとも１つの頂部プライ２１０を備えることができる。少なくとも１つの頂部プライ２１０は、シャンク１０６の頂部２３０の上方に亘り延在することができる。タービンブレード封止構造体１２０は、シャンク１０６の側部２４０に当接する少なくとも１つの側部プライ２２０を備えることができる。少なくとも１つの側部プライ２２０が、シャンク１０６の側部２４０に沿って延在することができる。少なくとも１つの頂部プライ２１０および少なくとも１つの側部プライ２２０が、セラミックマトリックス複合材構成要素１００のシャンク１０６上にエンジェルウィング１０８およびスカート１１０を形成することができる。
【００１３】
一実施形態によれば、エンジェルウィングおよびスカートは、一体に積層され、シャンクに対して接着され得る。例えば、図２ａから図２ｄに示すように、エンジェルウィング１０８およびスカート１１０は一体に積層され、シャンク１０６に対して接着され得る。例えば、図２ａに示すように、複数の連続的プライ２００が、エンジェルウィング１０８およびスカート１１０を形成するために使用され得る。例えば、図２ａに示すように、少なくとも１つの頂部プライ２１０および少なくとも１つの側部プライ２２０は、連続的プライ２００であることができる。少なくとも１つの頂部プライ２１０および少なくとも１つの側部プライ２２０は、協働して、シャンク１０６に対してエンジェルウィング１０８およびスカート１１０を形成する。図２ｂに示すように、エンジェルウィング１０８を形成するために、少なくとも１つの頂部プライ２１０は、連続的プライ２００および終端プライ２０２を含むことができる。スカート１１０を形成するために、連続的プライ２００または終端プライ２０２を側部プライ２２０として使用することができる。図２ｃに示すように、エンジェルウィング１０８の部分を形成するために、スペーサ２０４または平坦な布製テープ、織込み繊維構造体、またはプレプレグを使用することができ、スペーサ２０４の周りを包み込み、スカート１１０を形成するために連続的プライ２００を使用することができる。図２ｄに示すように、エンジェルウィング１０８を形成するために積層の挿入パック２０６を使用することができ、シャンク１０６に積層するために、挿入パック２０６の周りを包み込む目的で連続的プライ２００を使用することができる。連続的プライ２００は、側部２４０およびシャンク１０６の頂部２３０に沿って延びて、挿入パック２０６の周りに一体に織込む。エンジェルウィング１０８およびスカート１１０を形成するために、任意の数の連続的プライ２００または終端プライ２０２を使用することができる。
【００１４】
一実施形態によれば、エンジェルウィングおよびスカートを生成するために、包み込みプライを使用することができる。例えば、図３ａから図３ｄに示すように、エンジェルウィング１０８およびスカート１１０を生成するために、包み込みプライ３００を使用することができる。頂部プライ２１０および側部プライ２２０は、包み込みプライ３００を形成することができる。包み込みプライ３００は、シャンク１０６の頂部２３０および側部２４０に隣接することができる。図３ａでは、第１の包み込みプライ３００は、頂部２３０および側部２４０でシャンク１０６に隣接して配置可能であり、第２の包み込みプライ３００は、第１の包み込みプライの上に配置されて、ＣＭＣ構成要素１００のエンジェルウィング１０８およびスカート１１０を生成することができる。図３ｂでは、連続的プライ２００としての頂部プライ２１０がシャンク１０６の頂部２３０上に配置されて、エンジェルウィング１０８の部分を形成することができ、２つの連続的プライ２００としての側部プライ２２０がシャンク１０６の側部２４０上に配置されて、スカート１１０およびエンジェルウィング１０８の残りの部分を形成することができる。包み込みプライ３００を連続的プライ２００に加えて、エンジェルウィング１０８およびスカート１１０の設計を完成することができる。スカート１１０に沿った追加の連続的プライ２００が、追加の補強を提供することができる。図３ｃに示すように、第１の連続的プライ２００がシャンク１０６の頂部２３０上に配置されて、エンジェルウィング１０８の部分を形成することができる。第２の連続的プライ２００が、シャンク１０６の側部２４０上に配置されて、スカート１１０およびエンジェルウィング１０８の部分を形成することができる。２つの連続的プライ２００を包み込みプライ３００によって覆って、エンジェルウィング１０８およびスカート１１０を形成するステップを完了することができる。図３ｄに示すように、第１の連続的プライ２００が頂部プライ２１０として、シャンク１０６の頂部２３０上に配置されて、エンジェルウィング１０８の部分を形成することができる。頂部プライ２１０および側部プライ２２０としての包み込みプライ３００は、連続的プライ２００およびシャンク１０６の側部２４０に加えられ得る。第２の連続的プライ２００は、エンジェルウィング１０８の上方ではなく、包み込みプライ３００の上方に、シャンク１０６の側部２４０に加えられることができ、それによってスカート１１０を補強することができる。
【００１５】
一実施形態によれば、プラットフォーム流路プライは、エンジェルウィングを形成するために、スカートプライと一体に織込まれ、または編込まれることが可能である。例えば、図４ａから図４ｄに示すように、プラットフォーム流路プライは、エンジェルウィング１０８を形成するためにスカートプライと一体に織込まれ、または編込まれることが可能である。頂部プライ２１０および側部プライ２２０は、織込みプライ４００であることができる。図４ａに示すように、頂部プライ２１０がシャンク１０６の頂部２３０に加えられ、側部プライ２２０と共に織込まれ、織込みプライ４００を形成することができる。織込みプライ４００は、シャンク１０６の頂部２３０および側部２４０に加えられて、スカート１１０およびエンジェルウィング１０８を形成することができる。連続的プライ２００としての第２の頂部プライ２１０をシャンク１０６の頂部２３０上、およびエンジェルウィング１０８の上方に織込みプライ４００として、第１の頂部プライ２１０に加えることができる。図４ｂに示すように、織込みプライ４００は、エンジェルウィング１０８およびスカート１１０を形成するために使用可能であり、追加の補強のために、追加的な外側の積層単数のプライまたは複数のプライをスカート１１０に加えることができる。図４ｃに示すように、頂部プライ２１０および側部プライ２２０は、エンジェルウィング１０８を形成するために、マトリックス４０６によって取り囲まれる編込みプライ４０４であることができる。図４ｄに示すように、エンジェルウィング１０８およびスカート１１０を形成するために、プライは一度織込まれることができ、マトリックス４０６によって定位置に保持されることができる。
【００１６】
一実施形態によれば、エンジェルウィングおよびスカートプライは、プライ配置の任意の組合せでシャンク１０６の平坦面または側面に接着され得る。例えば、図５ａから図５ｄ、および図６ａから図６ｄに示すように、エンジェルウィングおよびスカートプライは、図示のようにプライ配置の任意の組合せでシャンク１０６の平坦面または側面に接着され得る。エンジェルウィング１０８およびスカート１１０の組立体は、それ自体のダブテールを備えることができ、そのダブテールは自己支持形組立体を構成することになろう。マトリックス４０６は、エンジェルウィング１０８およびスカート１１０組立体をシャンク１０６に接着するために使用され得る。
【００１７】
一実施形態によれば、ピンおよびステープルをエンジェルウィングおよびスカート設計の中に組み込むことができる。例えば、図７ａから図７ｃに示すように、ピンをエンジェルウィング１０８およびスカート１１０設計の中に組み込むことができる。ピン７００は、小さいピン、あるいは図７ｃに示すようにシャンク１０６の長さまたは部分的長さに延びるピン７００であることができる。ピン７００は、図７ａに示すように、同一平面であることができ、または図７ｂに示すように、シャンク１０６の面の部分的な深さの中に押し込まれることができる。図８ａから図８ｃに示すように、ステープル８００をエンジェルウィング１０８およびスカート１１０設計の中に組み込むことができる。ピン７００およびステープル８００は、金属、合金、炭素繊維または炭素棒、セラミック、セラミック複合材、またはそれらの組合せから作製可能である。
【００１８】
一実施形態によれば、複数のエンジェルウィング１０８およびスカート１１０がディスク（図示せず）によって保持されることを必要とする設計を備えるＣＭＣ構成要素を製造することができる。例えば、図９ａから図９ｅに示すように、複数のエンジェルウィング１０８およびスカート１１０がディスク（図示せず）によって保持されることを必要とする設計を備えるＣＭＣ構成要素１００を製造することができる。既存のエンジェルウィング１０８下方、シャンク１０６の側部上に、追加的なエンジェルウィング１０８およびスカート１１０を既存の構成要素９００に加えることができる。
【００１９】
一実施形態によれば、複数のエンジェルウィングおよびスカートを必要とするが、それらがディスク（図示せず）によって保持されなくてもよい設計を備えるＣＭＣ構成要素が、シャンクの側部に複数のエンジェルウィングおよびスカートを加えることによって製造され得る。例えば、図１０ａから図１０ｂに示すように、複数のエンジェルウィングおよびスカートを必要とするが、それらがディスク（図示せず）によって保持されなくてもよい設計を備えるＣＭＣ構成要素１００が、シャンク１０６の側部に複数のエンジェルウィング１０８およびスカートを加えることによって製造され得る。
【００２０】
一実施形態によれば、スカートをシャンクに積層することができ、Ｌ字形またはＣ字形ブラケットをシャンクに積層することによってスカートを形成することができる。図１１ａは、本開示のＣＭＣ構成要素１００の図１の切断横断面図である。例えば、図１１ａに示すように、スカート１１０をシャンク１０６に積層することができる。例えば、図１２ａから図１２ｄおよび図１３ａから図１３ｄに示すように、Ｌ字形またはＣ字形ブラケットをシャンク１０６に積層することによってスカートを形成することができる。図１２ａから図１２ｄは、スカートを加えるために使用され得るＬ字形スカート１１０および複数の異なる配向を示す。図１３ａから図１３ｄは、スカート１１０を加えるために使用され得るＣ字形スカート１１０および複数の異なる配向を示す。
【００２１】
一実施形態によれば、延ばされ、スカート形状に曲げられるシャンクのプライを使用して、スカートを形成することができる。例えば、図１４ａから図１４ｄに示すように、延ばされ、スカート１１０形状に曲げられるシャンク１０６のプライを使用して、スカート１１０を形成することができる。
【００２２】
一実施形態によれば、上記に考察する方法の組合せを使用して、スカートを形成することができる。例えば、図１５ａから図１５ｂに示すように、上記に考察する方法の組合せを使用して、スカート１１０を形成することができる。
【００２３】
一実施形態によれば、エンジェルウィングおよびスカートはシャンクの後方面に溶接されない場合がある。例えば、ＣＭＣ構成要素１００の側面図である図１６ａに示すように、エンジェルウィング１０８およびスカート１１０は、シャンク１０６の面１６００に溶接されない場合がある。
【００２４】
一実施形態によれば、エンジェルウィングおよびスカートを前方および後方リテーナなどのロータアセンブリ機器の中に組み込むことができる。例えば、図１７ａから図１７ｄに示すように、エンジェルウィング１０８およびスカート１１０を前方および後方リテーナなどのロータアセンブリ機器の中に組み込むことができる。ディスク１７０２が、参照のために図示されている。加えて、図１７ｂに示すように、遮熱コーティング（ＴＢＣ）または耐環境コーティング（ＥＢＣ）などのコーティング１７００を高温ガスにさらされるエンジェルウィング１０８および部分に加えることができる。
【００２５】
一実施形態によれば、エンジェルウィングおよびスカートは、シャンクを支持するために使用されないダブテールを使用して、ディスクによって保持され得る。例えば、図１８に示すように、エンジェルウィング１０８およびスカート１１０は、シャンクを支持するために使用されず、シャンクに取り付けられていないダブテール１８００を使用して、ディスク１７０２によって保持され得る。一実施形態では、エンジェルウィング１０８およびスカート１１０は、シャンクと摩擦接触する可能性がある。この実施形態では、エンジェルウィング１０８およびスカート１１０は、ＣＭＣ構成要素１００から別々に作製される。
【００２６】
一実施形態によれば、セラミックマトリックス複合材構成要素用のエンジェルウィングを形成する方法が提供される。方法は、構成要素のシャンクを用意するステップを含むことができる。方法は、シャンクがエーロフォイルに移行する場所で、またはシャンクエーロフォイル移行点に、少なくとも１つの複合材層をシャンクの頂部に加えるステップを含むことができる。方法は、シャンクの前方側または後方側の側部に少なくとも１つの複合材層を加えるステップを含むことができる。複合材層は、構成要素のシャンク上にエンジェルウィングを形成することができる。
【００２７】
一実施形態によれば、セラミックマトリックス複合材用のスカートを形成する方法が提供される。方法は、構成要素のシャンクを用意するステップを含むことができる。方法は、シャンクの前方側または後方側の側部に少なくとも１つの複合材層を加えるステップを含むことができる。複合材層は、構成要素のシャンク上にスカートを形成することができる。
【００２８】
本発明を好適な実施形態を参照して説明したが、本発明の範囲から逸脱せずに、様々な変形形態が作製可能であり、均等物が本発明の要素の代わりになり得ることを当業者は理解するであろう。加えて、本発明の本質的な範囲から逸脱せずに、本発明の教示に特定の状況または材料を適合させる多くの修正形態が作製可能である。したがって、本発明は、本発明を実施するために考えられる最良の形態として開示される特定の実施形態に限定されず、本発明は、添付の特許請求の範囲内にあるすべての実施形態を含むと意図するものである。
【符号の説明】
【００２９】
１００  セラミックマトリックス複合材構成要素
１０２  エーロフォイル
１０４  プラットフォーム
１０６  シャンク
１０８  エンジェルウィング
１１０  スカート
１２０  タービンブレード封止構造体
２００  連続的プライ
２０２  終端プライ
２０４  スペーサ
２０６  挿入パック
２１０  頂部プライ
２２０  側部プライ
２３０  頂部
２４０  側部
３００  包み込みプライ
４００  織込みプライ
４０４  編込みプライ
４０６  マトリックス
７００  ピン
８００  ステープル
９００  既存の構成要素
１６００  シャンク１０６の面
１７０２  ディスク
１８００  ダブテール
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
2015527522.tif 000026
【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図９ｄ】
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【図９ｅ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１ａ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【図１２ｄ】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１３ｃ】
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【図１３ｄ】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１４ｃ】
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【図１４ｄ】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１６ａ】
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【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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【図１７ｃ】
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【図１７ｄ】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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