(57)【要約】  本実施形態又はその態様によれば、分離可能な複合材ブレード（５０）を有する複合材ブースター・スプール（３１）が提供される。ブレード（５０）は、スプール（３１）の内部円周内から半径方向に挿入され、スプールを貫通して外向きに延びる。本システムは、従来技術の金属又は複合材／金属組合せシステムと比べて重量が低減された組立体を提供する。更に、ブレードは、分離可能であり、その結果、ブレード及びスプールが複合材又は金属と複合材との組合せから一体的に形成された完全一体形システムよりも優れた現場でのサービス性のよい組立体が得られる。【選択図】      図５
2017524091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブースター組立体であって、
前端及び後端を有する非金属製スプールと、
前記スプールの周りに円周方向に延びた孔の複数の列と、
前記孔の複数の列を通って前記非金属製スプールの内側から外側まで延びた半径方向に取り外し可能な複数の非金属製ブレードと、
を備え、前記半径方向に取り外し可能な複数の非金属製ブレードが各々、前記非金属製ブレードを前記スプールの内側に沿って保持する保持特徴要素を有する、ブースター組立体。
【請求項２】
前記非金属製ブレード及び前記非金属製スプールが同じ材料で形成されている、請求項１に記載のブースター組立体。
【請求項３】
前記非金属製ブレード及び前記非金属製スプールが異なる材料で形成されている、請求項１に記載のブースター組立体。
【請求項４】
前記非金属製スプール及び前記非金属製ブレードが、セラミックマトリックス複合材、セラミック複合材、炭素複合材、ポリマー複合材のうちの少なくとも１つで形成される、請求項１に記載のブースター組立体。
【請求項５】
前記孔が軸方向に延びている、請求項１に記載のブースター組立体。
【請求項６】
前記孔が、エンジン軸線に対してある角度で延びている、請求項１に記載のブースター組立体。
【請求項７】
前記孔が、半径方向に一定の厚さ又は変化する厚さの一方を有する、請求項１に記載のブースター組立体。
【請求項８】
前記スプール内に配置され、回転が停止したときに前記複数のブレードが半径方向内向きに落下することを妨げる保持リングを更に備える、請求項１に記載のブースター組立体。
【請求項９】
前記スロットが半径方向にテーパ付けされている、請求項１に記載のブースター組立体。
【請求項１０】
前記スプールは、強度が高められた第１の区域を有する、請求項１に記載のブースター組立体。
【請求項１１】
前記スプールは、フープ強度が高められた第２の区域を有する、請求項１０に記載のブースター組立体。
【請求項１２】
前記スプールは、軸方向の強度が高められた第３の区域を有する、請求項１１に記載のブースター組立体。
【請求項１３】
前記第１の区域は、多方向レイアップである、請求項１０に記載のブースター組立体。
【請求項１４】
前記第２の区域は、主として円周方向レイアップである、請求以降１１に記載のブースター組立体。
【請求項１５】
前記第３の区域は、主として軸方向レイアップである、請求項１２に記載のブースター。
【請求項１６】
前記孔が細長いスロットである、請求項１に記載のブースター組立体。
【請求項１７】
前記孔が円形である、請求項１に記載のブースター組立体。
【請求項１８】
前記孔が多角形である、請求項１に記載のブースター組立体。
【請求項１９】
前記保持特徴要素がダブテール状の幾何学的形状で構成された、請求項１に記載のブースター組立体。
【請求項２０】
前記保持特徴要素がフランジ状の幾何学的形状で構成された、請求項１に記載のブースター組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は全般的に、ガスタービンエンジンで使用するための非金属製ブースター・スプールに関する。より具体的には、限定ではないが、本実施形態は、ブースター・スプールを貫通して延びる分離可能な非金属製（例えば複合材）のブレードを有する非金属製（例えば複合材）のブースター・スプールに関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的なガスタービンエンジンは、一般に、前端部と後端部とを有し、これらの間に複数のコア又は推進構成要素が軸方向に位置決めされる。空気入口又は吸気口は、エンジンの前端部にある。吸気口の後に続いて、後端部に向かって順に、高圧圧縮機、燃焼室、及び高圧タービンを含むエンジンコアがある。例えば、低圧圧縮機及び低圧タービンなどの追加の構成要素もエンジンに含めることができることは、当業者には容易に理解されるであろう。しかしながら、これは網羅的に列挙したものではない。エンジンはまた、典型的には、エンジンの中心長手方向軸線に沿って軸方向に配置された内部シャフトを有する。内部シャフトは、タービン及び空気圧縮機の両方に接続され、タービンが空気圧縮機に回転入力を与えて圧縮機ブレードを駆動させるようになっている。
【０００３】
作動時には、空気は、圧縮機内で加圧され、燃焼器内で燃料と混合されて、高温の燃焼ガスを発生し、これがタービン段を通って下流側に流れる。これらのタービン段は、燃焼ガスからエネルギーを抽出する。高圧タービンは、最初に、燃焼器から高温燃焼ガスを受け取り、該高圧タービンは、支持ロータディスクから半径方向外向きに延びた高圧タービン・ロータブレードの列を通して下流側に燃焼ガスを方向付けるステータノズル組立体を含む。２段タービンにおいては、第２段ステータノズル組立体が第１段ブレードの下流側に位置決めされ、次いで第２の支持ロータディスクから半径方向外向きに延びた第２段ロータブレードの列が続く。タービンは、燃焼ガスエネルギーを機械エネルギーに変換し、ここでステータベーンの各セットは、燃焼ガスを転回して加速させ、回転タービンブレードの隣接する列と係合する。
【０００４】
ファンの後方には、ブースターとも呼ばれる低圧圧縮機が配置される。ブースターは、複数のブレードと共に回転して空気圧力を高めるスプールを備える。現行のスプール構造体は、金属又は複合材／金属システムにより形成されている。これらのシステムはまた、スプールと一体的に形成されたブレードを含む。このような一体形成の結果として、エンジンの保守がより困難になる。例えば、１つの一体型ブレードが破損した場合、そのブレードを取り替えるためにスプール全体又はその大部分を取り替えなければならず、その結果、保守の実施がより困難により複雑になる。
【０００５】
上記のことから分かるように、ガスタービンエンジンにおけるこれら及び他の欠点を克服することが望ましいことになる。ガスタービンエンジン、特に航空産業で用いられるガスタービンエンジンの継続的な改善目標の１つは、エンジン構成要素の重量削減を通じて性能を改善することである。従って、低圧圧縮機又はブースターにおいて、より軽量の組立体を提供して、組立体の重量を低減し性能を改善することが望ましいことになる。また、このような軽量構成を、単一の構造体の破損又は取り替えのために組立体の全体又はその大部分を取り替える必要がない方式で提供することも望ましい。
【０００６】
本明細書のこの背景技術に含まれる情報は、本明細書で挙げられた引例及びその何らかの説明又は議論を含めて、技術的な参照の目的のみで含められ、本発明の範囲が制限されることになる主題と見なされるべきではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第５，３７８，１１０号明細書
【発明の概要】
【０００８】
本実施形態又はその態様によれば、分離可能な複合材ブレードを有する複合材ブースター・スプールが提供される。ブレードは、スプールの内部円周内から半径方向に挿入され、スプールを貫通して外向きに延びる。本システムは、従来技術の金属又は複合材／金属組合せシステムと比べて重量が低減された組立体を提供する。更に、ブレードは、分離可能である結果、ブレード及びスプールが複合材又は金属と複合材との組合せから一体的に形成された完全一体形システムよりも優れた現場でのサービス性のよい組立体が得られる。更に、ブレードは、プラットフォームなしで形成することができ、これにより製造の複雑さが有意に軽減される。
【０００９】
幾つかの実施形態によれば、ブースター組立体は、前端及び後端を有する非金属製スプールと、スプールの周りに円周方向に延びた孔の複数の列と、この孔を通ってスプールの内側から外側まで延びた半径方向に取り外し可能な複数の非金属製ブレードと、を備え、取り外し可能な複数の非金属製ブレードは各々、非金属製ブレードをスプールの内側に沿って保持する保持特徴要素を有し、複数の非金属製ブレードが取外し可能である。
【００１０】
任意選択的に、非金属製ブレード及び非金属製スプールは、同じ材料で形成される。他の実施形態によれば、非金属製ブレード及び非金属製スプールは、異なる材料で形成される。非金属製スプール及び非金属製ブレードは、セラミックマトリックス複合材、セラミック複合材、炭素複合材、ポリマー複合材のうちの少なくとも１つで形成される。孔は、軸方向に延びることができ、又はエンジン軸線に対してある角度で延びることができる。孔は、半径方向に一定の厚さ又は変化する厚さとすることができる。孔は、細長いスロット、円形、又は多角形の形状とすることができる。ブースター組立体は更に、スプール内に配置されて、回転が停止したときに複数のブレードが半径方向内向きに落下することを妨げるスプリットリングを備えることができる。スロットは、半径方向にテーパ付けすることができる。スプールは、第１の区域、第２の区域及び第３の区域を有することができる。第１の区域は、多方向レイアップとすることができる。第２の区域は、円周方向レイアップとすることができる。第３の区域は、軸方向レイアップである。ブースター組立体は、スプールとブレードとの間に配置されたＲＴＶシールを更に備えることができる。
【００１１】
この概要は、概念の選択を単純化された形態で導入するために提供されたものであり、これらは以下の詳細な説明で更に説明される。この概要は、特許請求される主題の重要な特徴又は必須の特徴を識別することを意図したものではなく、特許請求される主題の範囲を限定するために用いられることを意図したものでもない。特徴、詳細事項、有用性、及び利点の更に広範囲の表現は、以下の種々の実施形態に関する説明において提供され、添付図面に例示され、添付の特許請求の範囲において定義される。
【００１２】
添付図面と共に実施形態に関する以下の説明を参照することによって、本実施形態の上述した及び他の特徴及び利点、並びにこれらを実現する方法がより明らかになり、分離可能な複合材ブレードを有する複合材ブースター・スプールは、その方法も含めて、より良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】例示的なガスタービンエンジンの側断面図。
【図２】単一のブレードを含む部分的ブースター・スプールの斜視図。
【図３】多段のブレードスロットを含む部分的複合材スプールの斜視図。
【図４】例示的な複合材ブレードの斜視図。
【図５】複数の複合材ブレードを含む例示的なスプールの側面図。
【図６】例示的な実施形態の複合材スプールを通って延びた単一の複合材ブレードの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、その１又はそれ以上の実施例が図面に例示されている提示された実施形態について詳細に説明する。各実施例は、説明の目的で提供され、開示される実施形態を限定するものではない。実際に、本開示の範囲又は思想から逸脱することなく、種々の修正及び変形を本実施形態において実施できることは、当業者であれば理解されるであろう。例えば、１つの実施形態の一部として例示され又は説明される特徴を別の実施形態と共に使用して、更に別の実施形態を得ることができる。従って、本発明は、このような修正及び変形を添付の請求項及びその均等の範囲内にあるものとして保護することが意図される。
【００１５】
図１〜図６を参照すると、分離可能な非金属製ブレードを有する非金属製ブースター・スプールの種々の実施形態が示されている。ガスタービンエンジン・ブースター又は低圧圧縮機は、複数の孔を有する環形の非金属材料（例えば複合材）で形成される。孔は、半径方向外向きに延びる非金属製（例えば複合材）ブレードをスプールの内部から受け入れる。スプールは、ブレードの単一の段又は列を有することができ、或いは代替的に、対応するブレードの複数の列を含む複数の段を有することができる。
【００１６】
本明細書で使用される用語「軸方向」及び「軸方向に」とは、エンジンの長手方向軸線に沿った寸法を意味する。「軸方向」及び「軸方向に」と併せて使用される用語「前方」とは、エンジン入口に向かう方向に移動していること、又はある構成要素が別の構成要素と比較してエンジン入口により近接していることを意味する。「軸方向」又は「軸方向に」と併せて使用される用語「後方」とは、エンジンノズルに向かう方向に移動していること、又はある構成要素が別の構成要素と比較してエンジンノズルにより近接していることを意味する。
【００１７】
本明細書で使用される用語「半径方向」及び「半径方向に」とは、エンジンの中心長手方向軸線とエンジン外周との間に延びる寸法を意味する。単独で又は用語「半径方向」又は「半径方向に」と併せて使用される用語「近位方向」又は「近位方向に」とは、中心長手方向軸線に向かう方向に移動していること、又はある構成要素が別の構成要素と比較して中心長手方向軸線により近接していることを意味する。単独で又は用語「半径方向」又は「半径方向に」と併せて使用される用語「遠位方向」又は「遠位方向に」とは、エンジン外周に向かう方向に移動していること、又はある構成要素が別の構成要素と比較してエンジン外周により近接していることを意味する。
【００１８】
本明細書で使用される用語「横方向」又は「横方向に」とは、軸方向及び半径方向の両方に対して垂直な寸法を意味する。
【００１９】
全ての方向性の言及（例えば、半径方向、軸方向、近位、遠位、上側、下側、上向き、下向き、左、右、横、前、後、上部、底部、上方、下方、垂直、水平、時計回り、反時計回り）は、読み手の本発明の理解を助けるために識別の目的で使用しているに過ぎず、特に位置、向き、又は本発明の使用に関して限定するものではない。接続に関する言及（例えば、取り付け、結合、接続、及び接合）は、広義に解釈すべきであり、別途指示されていない限り、一群の要素間の中間部材及び要素間の相対移動を含むことができる。従って、接続に関する言及は、必ずしも２つの要素が互いに固定関係で直接接続されることを示唆するものではない。例示的な図面は、単に例証の目的のものであり、本明細書に添付された図面中に反映されている寸法、位置、順序及び相対的サイズは変えることができる。
【００２０】
最初に図１を参照すると、エンジン入口端部１２を有するガスタービンエンジン１０の概略側断面図が示され、ここで空気は、圧縮機１４、燃焼器１６及び多段高圧タービン２０によって一般的に定められるプロパルサ又はコア１３に流入する。全体として、プロパルサ１３は、作動中に推力又は動力を提供する。ガスタービン１０は、航空機、発電、工業、船舶又は同様のものに使用することができる。
【００２１】
作動時には、空気は、エンジン１０の空気入口端部１２を通って流入し、少なくとも１つの圧縮段を通って移動して、ここで空気の圧力が増大して燃焼器１６に配向される。圧縮空気は、燃料と混合されて燃焼して高温の燃焼ガスを提供し、この燃焼ガスは、燃焼器１６から出て高圧タービン２０に向かう。タービン２０は、中心線２６に対して軸対称であり、ロータディスクと、円周方向に離間した複数のブレードとを含む。高圧タービン２０において、高温の燃焼ガスからエネルギーが抽出されてタービンブレードの回転を生じさせ、これによりシャフト２４の回転を生じさせる。シャフト２４は、エンジンの前方に向かって貫通しており、タービン設計に応じて、１又はそれ以上の圧縮機段１４、ターボファン１８又は入口ファンブレードを連続して回転させる。ターボファン１８は、シャフト２８によって低圧タービン２１に接続され、タービンエンジン１０の推力を発生させる。低圧タービン２１はまた、更なるエネルギーを抽出して追加の圧縮段に動力を供給するのに利用することができる。高圧の空気を用いて、エンジンの構成要素の冷却を助けることもできる。
【００２２】
ガスタービン１０は、種々のエンジン構成要素がその周りを回転するようにエンジン軸線２６又はシャフト２４の周りに軸対称である。軸対称シャフト２４は、タービンエンジンの前端を通って後端に延び、シャフト構造体の長さに沿って軸受によって支持される。シャフトは、エンジン１０の中心線２６の周りに回転する。シャフト２４は、シャフト２４の回転とは独立して低圧タービンシャフト２８が内部で回転できるように中空にすることができる。シャフト２８はまた、エンジンの中心軸線２６の周りで回転することができる。作動中、シャフト２８は、発電及び工業用又は航空機の使用分野で用いられる種々のタイプのタービンの動力又は推力を発生させるために、タービンのロータ組立体のような、シャフトに接続された他の構造体と共に回転する。
【００２３】
ファン１８の後方で高圧圧縮機１４の前方には、ブースター３０としても知られる低圧圧縮機がある。ブースター３０は、エンジン吸気口及びファン１８から空気を受け入れる。ファン１８からの空気は、スプリッタ２９に移動し、バイパスダクト２７を通って移動し、又はブースター３０に入る。ブースター３０は、空気がエンジンコア１３内に移動する前に空気の初期圧縮を提供する。
【００２４】
ここで図２を参照すると、ガスタービンエンジン・ブースター３０の一部の斜視図が示されている。ブースター３０は、円周方向に延びたスプール３１を含む。スプール３１は、半円形で示されているが、完全な円周形状を定める単一構造体とすることもでき、又は円周形状を定める２又はそれ以上のセクションで形成することもできる。ブースター３０は、半円形で示されており、円形構造体を形成する２つのセクションで形成することができ、又は単一部品で形成することができ、或いは別の代替形態として、複数のセクションで形成することができる。ブースター３０は、第１の軸方向端部３２を含み、これはファン１８（図１）に近接して配向される前端である。ブースター３０は更に、第２の後端３４に向かって軸方向に延びる。ブースター３０は、ブースター３０から半径方向外向きに延びたブースターブレード組立体５０を有して示されており、ブレードは、ブースターブレード組立体５０に隣接したベーン列（図示せず）と相互嵌合する。これらのブースターベーンは、非回転環状構造体から半径方向内向きに延びることができ、各ブースターブレード組立体５０の前方又は後方に位置決めすることができる。
【００２５】
ブースター３０の前端３２において直径はより小さく、後方に向かって直径がより大きくなるようにテーパ付けされる。円錐セクション３６は、第１の端部３２から延びてブースターブレード組立体５０の第１段に向かってテーパ付けされる。フランジ３８は、この円錐構造体３６に沿って半径方向に延びて、空気流を配向し又はブースターブレード組立体５０から前方方向への空気の漏洩を妨げる構造体を支持するようにする。
【００２６】
ブースター・スプール３１は、ブースターブレード組立体５０と共に回転してファン１８から空気を受けて、低圧の圧縮空気が高圧圧縮機１４にてコア１３に達する前にブースター内で空気を圧縮し始める。従って、ブースターは、受け入れた空気の初期圧縮をコア１３のために提供する。
【００２７】
スプール３１は、スプール３１の周りの１又はそれ以上の円周方向列状に延びた複数の孔４０を含む。単一の列が図示されているが、スプール３１は、軸方向に離間した追加の列を含むことができる。孔４０は、異なる形状を含むことができ、１つの実施形態によれば、ブースターブレード組立体５０の通過を可能にする細長いスロットである。しかしながら、ブースターブレード組立体５０を通過させることができ、保持構造体又は肩部５２（図４）によって下方からシールすることができるような、様々な孔サイズを利用することができる。
【００２８】
ブースター・スプール３１は、非金属材料で形成することができる。非金属は、非限定的な実施例として、複合材料とすることができる。同様に、ブレード組立体５０は、複合材などの非金属で形成することができる。複合材は、ブースター・スプール３１の一体性の保持を考慮に入れなければならない。スプール３１に作用する主要な力は、円周方向のものであり、従って、フープ応力に耐える能力が重要である。或いは、ブースターブレード組立体５０に関しては、半径方向に作用する力が優勢である。複合材料は通常、エポキシなどの固有強度が低い樹脂を含む。複合材料は、複合材料のマトリックス内に同じ方向に埋め込むことができる複数の繊維を含めることにより、金属よりも高い比強度を有することができる。繊維は一般に、引張状態で最も強いので、繊維をこのような配向で配列するように並置される。複合材料は、炭素複合材、セラミックマトリックス複合材、ポリマー複合材、及びマトリックス内で繊維を使用して又使用せずに強化することができる様々な他の複合材料を含むことができる。複合材は、セグメント又は連続的なプライ又はテープを含むことができ、スプール３１に対して螺旋状に又は純粋に円周方向配列で巻き付けることができる。更に、レイアップを単一配向又は多方向の配向で形成することができる。
【００２９】
更に、複合材料の層を堆積する際に、複合材テープは、一方向で又は多方向で巻き付けることができる。例えば、１つの層は、時計回り方向に敷設することができ、他方、隣接するセクションは、反時計回りの方向で敷設することができる。
【００３０】
更にまた、１又はそれ以上の層は、軸方向に又は軸方向に対してある角度で延びることができる。孔４０は細長いスロットとして示されている。これらのスロットは、完全に軸方向に配置することができ、又は軸方向に対して角度を付けることができる。例示的な実施形態において、孔４０は、完全な軸方向から角度を付けられる。ブースター３０は、ブースター装置の内側から複合材ブレード５０を受ける。孔４０は、複合材スプール材料のレイアップの間に形成することができ、又は何れか適切な機械加工若しくは製造方法によって後で形成することができる。
【００３１】
ここで図３を参照すると、ブースター・スプール１３１の代替の実施形態が示されている。スプール１３１は、単一段ではなく、前端１３２と後端１３４との間で軸方向に沿って複数の段を備える点で第１の実施形態とは異なる。これら段は、円周方向に配列された孔１４０の列によって定められる。第１の段は、種々の形状とすることができる複数の孔１４０を含む。この実施形態では、孔は、軸方向に延びるか又は代替として軸方向に対し角度を成すことができるスロットを定めるよう細長にすることができる。第２の段１４２は、第１の段１４１の後方に示されている。第３及び第４の段１４３、１４４は、図示されるように第１及び第２の段の後に続く。段の孔１４０は、全て軸方向に整列させることができ、又は軸方向に対して角度を付けることもできる。更に、各段は、同じ角度で又は各々が異なる角度を有して配置することができる。更に、孔１４０は、軸方向で前方及び後方の孔１４０と整列することができ、又は代替として、第１の段１４１から第４の段１４４まで軸方向に移るにつれて円周方向にオフセットすることができる。更に、種々の孔形状を利用することができ、段間の孔形状は同じ形状とすることができ、又は形状及び／又はサイズを変えることもできる。更にまた、孔４０、１４０は、半径方向内向きの開口サイズから半径方向外向きの開口サイズまでテーパを付けすることができる。
【００３２】
ここで図４を参照すると、例示的な非金属製ブレード組立体５０の斜視図が示されている。組立体５０は、ブレード５１及び保持特徴要素５２を含む。ブレード５１の下端に保持特徴要素５２があり、該保持特徴要素は、肩部、ダブテール、フランジ又はブレード組立体５０が孔４０、１４０を通って半径方向外向きに完全に通過するのを妨げる他の形状の構造体によって定めることができる。ブレード５１は、ブレードの先端部５８と基部６０との間に延びた前縁５４及び後縁５６を含む。ブレード５１は、図示の正圧側面６２と、破線で示された反対側の負圧側面６４とを含む。ブレード５１は、翼形形状を定め、同様に前述したような複合材料で形成される。これらの複合材は、セラミックマトリックス複合材、炭素複合材、ポリマー材料、或いは、連続的な所定長さで又は短いセグメントから形成されたテープ又はクーポンの複数の層によって定められた他の複合材とすることができ、これらを所定位置で一緒に縫合し、又は単独で成形し、或いは幾つかの組合せで成形してブレードを定めることができる。テープ又はセグメントは、単一の方向に敷設することができ、又は強度を高めるために複数の次元方向で転回することができる。代替として、複合材は、多次元織成りのプリフォーム構造から構成することができる。複合材ブレード構造は、ブレードの曲げ並びに半径方向剛性及び強度を調整して両方向の要求に最も良く適合させることを可能にする。
【００３３】
翼形部の下端部には保持特徴要素５２があり、図示したような肩部又はブロックとすることができ、又は代替的にダブテール若しくは他の何れかの形状とすることができる。保持特徴要素５２のサイズは、孔４０、１４０のサイズよりも大きいので、ブレード５０は、スプール３１、１３１の半径方向内側から位置決めされて、保持特徴要素５２がスプール３１、１３１の内面に係合するまで外向きに延びるようになる。
【００３４】
本システムは、従来技術の金属又は複合材／金属組合せのシステムと比べて重量が低減された組立体を提供する。更に、ブレードは、分離可能で個別に取替可能であり、その結果、ブレード及びスプールが複合材又は金属と複合材との組合せから一体的に形成された完全一体形システムよりも優れた現場でのサービス性のよい組立体が得られる。更に、隣接するブレード間の流路表面は、ブレードに関連した特別に輪郭形成されたプラットフォームではなく、スプール自体によって形成されるので、ブレードは、プラットフォームなしで形成することができ、製造の複雑さが有意に軽減される。
【００３５】
次に図５を参照すると、ブースター組立体１３０の側断面図が示されている。スプール１３１は、前端１３２と、スプール１３１のブレード領域に向かって上方に延びて、更に後端１３４に向かう円錐セクション１３６と、を備えて示されている。ブレード組立体５０は、段１４１、１４２、１４３、１４４を定める４つの列状に配置される。ブレード５１は、孔１４０を貫通して延び、保持特徴要素５２は、孔によって取り込まれ、ブレード５１がスプール１３１を半径方向に完全に通り抜けるのを防ぐ。
【００３６】
また、図面には、スプール１３１に対する種々のレイアップ区域が示されている。第１の区域１７０は、ブレード組立体５０の間で第１のブレード組立体５０の前方に示されている。第１の区域１７０は、強度を高めるために複合材料の種々の層が複数方向にレイアップされた多方向レイアップとすることができる。第２の区域１７２は、ブレード組立体の位置決めのための孔４０、１４０を定める領域の増厚をもたらす。第２の区域１７２は、主として円周方向にレイアップされた複合材料を提供し、この領域内で増強したフープ強度をもたらす。孔４０、１４０が定められた第３の区域１７４は、主として軸方向に配向されたプライにレイアップし、軸方向の強度を高めることができる。孔１４０は、複合材スプール材料のレイアップ中に形成することができ、又は何らかの適切な機械加工又は製造方法によって後で形成することができる。
【００３７】
更に、ブレード５１及び保持特徴要素５２の各列の下方に保持リング８０がある。保持リング８０は、ブレードの列に沿って定められた円周よりも外周が大きい半円形で定められる。保持リング８０は、ブレード５１及び保持特徴要素５２に対して半径方向外向きの力を与え、エンジン停止時又は低速時にブレードがスプール１３１を通り抜けて半径方向内向きに落下できないようにする。保持リング８０は、金属部品で形成することができ、又は複合材で形成することができる。
【００３８】
単一ブレード５１、保持特徴要素５２及び孔１４０の拡大図が図６に示される。複合材料の第１、第２及び第３の区域１７０、１７２、１７４が示されている。第３の区域１７４は、一定の半径方向厚さとすることができ、又は変化する厚さで形成することができる。
【００３９】
構造及び方法に関する上述の記載は、説明の目的で提示されている。この説明は、本発明の構造及び方法を網羅すること又は開示された厳密な形態及び／又はステップに限定することを意図したものではなく、上述の教示に照らして多くの修正形態及び変形形態が実施可能であることは明らかである。本明細書で記載される特徴要素は、どのようにも組み合わせることができる。本明細書で記載される方法のステップは、物理的に実施可能なあらゆる順序で実施することができる。特定の形態の複合材構造体について例示し説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、添付の請求項によってのみ限定されることになる点を理解されたい。
【００４０】
本発明の複数の実施形態を本明細書で説明し例示してきたが、当業者であれば、本明細書で記載される機能を実施し及び／又は本明細書で記載される結果及び／又は利点のうちの１又はそれ以上を得るために他の様々な手段及び／又は構造が想定され、このような変形及び／又は修正形態の各々は、本明細書で記載される実施形態の範囲内にあるとみなされる。より一般的には、本明細書で記載される全てのパラメータ、寸法、材料、及び構成は例証を意味しており、実際のパラメータ、寸法、材料、及び構成は、本発明の教示が利用される１又は複数の特定の用途によって決まることになることは当業者には容易に理解されるであろう。当業者であれば、単に通常の実験を利用して本明細書に記載される本発明の特定の実施形態に対する多くの均等物を認識又は確認することができるであろう。従って、上記の実施形態は単に例証として提示されており、本発明の実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲内で、具体的に記載され特許請求されたものとは別の方法で実施できることを理解すべきである。本開示の発明の実施形態は、本明細書に記載される個々の特徴、システム、製品、材料、キット及び／又は方法に向けられている。これに加えて、このような特徴、システム、製品、材料、キット及び／又は方法が互いに矛盾していない場合、２つ以上のこのような特徴、システム、製品、材料、キット及び／又は方法の何れかの組み合わせは、本開示の発明の範囲内に含まれる。
【００４１】
実施例を用いて、最良の形態を含む実施形態を開示し、更に、あらゆる当業者があらゆるデバイス又はシステムを実施及び利用すること及びあらゆる包含の方法を実施することを含む、本発明の装置及び／又は方法を実施することを可能にする。これらの実施例は、網羅的なものではなく、或いは、開示された厳密なステップ及び／又は形態に本開示を限定することを意図するものではなく、上述の教示に照らして多くの修正形態及び変形形態が実施可能である。本明細書で記載される特徴要素は、どのようにも組み合わせることができる。本明細書で記載される方法のステップは、物理的に実施可能なあらゆる順序で実施することができる。
【００４２】
本明細書で定義され使用される全ての定義は、辞書の定義、引用により組み込まれる文献における定義、及び／又は定義される用語の通常の意味に対して規定していると理解すべきである。本明細書及び特許請求の範囲において使用される不定冠詞「ａ」及び「ａｎ」は、明示的にそうでないことを示していない限り、「少なくとも１つ」を意味するものと理解されたい。本明細書及び特許請求の範囲において使用される表現「及び／又は」は、そのように結合された要素の「何れか又は両方」、すなわちある場合では結合的に存在し、他の場合では選言的に存在する要素を意味するものと理解すべきである。
【００４３】
また、そうでないと明確に示されていない限り、１つよりも多いステップ又は行為を含む請求項に記載される何れの方法においても、本方法のステップ又は行為の順番は、方法のステップ又は行為が記載される順番に必ずしも限定されない点を理解されたい。
【００４４】
請求項並びに上述の明細書において、「備える」、「含む」、「担持する」、「有する」、「包含する」、「伴う」、「保持する」、「〜から構成される」などの全ての移行句は、オープンエンドであり、すなわちこれらを含むが限定されないことを意味するものと理解すべきである。「から成る（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」及び「から本質的に成る（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」という移行句のみを、それぞれクローズド又はセミクローズドの移行句とする。
【符号の説明】
【００４５】
８０  保持リング
１３６  円錐セクション
１４１、１４２、１４３、１４４  段
１７０  第１の区域
１７２  第２の区域
１７４  第３の区域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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