(57)【要約】  本発明は、ターボ機械の主軸に対して主半径方向配向のターボ機械圧縮機ブレード（１０）であって、  ブレード（１０）は半径方向内側根元部（１２）、半径方向外側先端部（１４）、および半径方向中間部（１６）を含み、  ブレード（１０）は、ある方向に接線方向の湾曲部（３４）と、根元部（１２）および／または先端部（１４）上の少なくとも１つの直線部とを含むことを特徴とする、ターボ機械圧縮機ブレード（１０）を提案する。
2014528552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボ機械の主軸に対して主半径方向配向のターボ機械圧縮機ブレード（１０）にして、
ブレード（１０）は半径方向内側根元部（１２）、半径方向外側先端部（１４）、および半径方向中間部（１６）を含むブレードであって、
ブレード（１０）は、ある方向のブレードの主軸面に対して直角な湾曲部（３４）と、根元部（１２）および／または先端部（１４）上の少なくとも１つの直線部とを含むことを特徴とする、ターボ機械圧縮機ブレード（１０）。
【請求項２】
湾曲部（３４）の半径方向長さＬ１がブレード（１０）の半径方向長さＬの３０％から６０％の間であることを特徴とする、請求項１に記載のブレード（１０）。
【請求項３】
湾曲部（３４）の接線方向振幅Ａがブレード（１０）の半径方向長さＬの１％から５％の間であることを特徴とする、請求項１または２に記載のブレード（１０）。
【請求項４】
前記直線部が、ブレード（１０）の主半径方向に対して３０°以下の角度だけ傾斜していることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載のブレード（１０）。
【請求項５】
湾曲部（３４）が半径方向で根元部（１２）上に位置していることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載のブレード（１０）。
【請求項６】
湾曲部（３４）が半径方向で先端部（１４）上に位置していることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載のブレード（１０）。
【請求項７】
湾曲部（３４）が半径方向で中間部（１６）上に位置していることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載のブレード（１０）。
【請求項８】
湾曲部（３４）がブレード（１０）の内弧面の方向で接線方向に湾曲していることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載のブレード（１０）。
【請求項９】
ターボ機械の主軸の周りに分布する半径方向ブレード（１０）を含むターボ機械圧縮機ステータであって、
各ブレード（１０）は請求項１から８のいずれか１項に記載されるように実現されることを特徴とする、ターボ機械圧縮機ステータ。
【請求項１０】
請求項９に記載の、ブレード（１０）を含むステータを含むターボ機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレードの劣化、またはその破損さえも引き起こす危険性のある、ターボ機械の運転中のブレードの誘発の周波数に対するブレードの振動周波数の一致を制限するように実現される、ターボ機械ブレードに関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ機械の運転中、ステータブレードに沿ったガス流は、ブレードを振動させる。
【０００３】
各ブレードは、そのために振動の振幅が過剰となってブレードの劣化または破損を引き起こす可能性のある、１つまたはいくつかの固有周波数を有する。
【０００４】
米国特許第３，７４５，６２９号明細書は、その固有周波数のうちの１つで振動しているブレードのプロファイルと類似のプロファイルにしたがって湾曲している、ターボ機械ブレードを記載している。
【０００５】
この曲率は、ブレードの振動を、ターボ機械の運転条件に対応する周波数範囲に制限することにより、ブレードの破損の危険性を制限することを可能にする。
【０００６】
しかしながら、このような曲率はまた、ブレードの有効性および空気力学的性能を低下させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第３７４５６２９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、１つまたは複数の固有周波数がターボ機械の動作中のブレードの誘発の周波数とは異なるように実現されるターボ機械ブレードを提案することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ブレードが半径方向内側根元部、半径方向外側先端部、および半径方向中間部を含む、ターボ機械の主軸に対して半径方向主配向のターボ機械圧縮機ブレードであって、
ブレードは、接線方向の湾曲部と、根元部および／または先端部にある少なくとも１つの直線部とを含むことを特徴とする、ターボ機械圧縮機ブレードを提案する。
【００１０】
このような接線方向湾曲部は、振動誘発に対するブレードの振動応答を修正し、ブレードの動作範囲外の危険な周波数を除去する。
【００１１】
より好ましくは、湾曲部の半径方向長さＬ１は、ブレードの半径方向長さＬの３０％から６０％の間である。
【００１２】
より好ましくは、湾曲部の接線方向振幅Ａは、ブレードの半径方向長さＬの１％から５％の間である。
【００１３】
より好ましくは、前記直線部は、ブレードの主半径方向に対して３０°以下の角度だけ傾斜している。
【００１４】
より好ましくは、湾曲部は半径方向で根元部上に位置している。
【００１５】
より好ましくは、湾曲部は半径方向で先端部上に位置している。
【００１６】
より好ましくは、湾曲部は半径方向で中間部上に位置している。
【００１７】
より好ましくは、湾曲部はブレードの内弧面の方向で接線方向に湾曲している。
【００１８】
本発明はまた、ターボ機械の主軸の周りに分布する半径方向ブレードを含むターボ機械圧縮機ステータであって、各ブレードは上記で定義されたように実現されることを特徴とするターボ機械圧縮機ブレードも提案する。
【００１９】
本発明はまた、上記で定義されたようなブレードを含むステータを含むターボ機械も提案する。
【００２０】
本発明のその他の特徴および利点は、以下の添付図面を参照して理解される以下の詳細な説明を読むと、明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による湾曲部を含むブレードの模式的斜視図である。
【図２】本発明によるブレードのセクションの重心の接線方向積層法則を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下の記載において、同一、類似、または相似の要素には、同じ参照番号が付される。
【００２３】
本発明の記載のため、非限定的に半径方向、接線方向、および軸方向配向は、図１に示される符号Ｒ、Ｔ、Ａにしたがって指定されるが、ここで半径方向配向はブレードの主配向であり、接線配向はブレードの主軸面に対して直角の配向である。
【００２４】
図１は、ターボ機械の圧縮機のステータ（図示せず）の一部であるブレード１０を示す。
【００２５】
圧縮機は、その内部をガス流、ここでは空気が流れる、整流格子と称される環状セットを形成するために、ターボ機械の主軸の周りに均一に分布された複数のブレード１０を含む。
【００２６】
ブレード１０は、ターボ機械の主軸に対する配向Ｒにしたがって、全体的に半径方向に延在する。
【００２７】
ブレード１０は、ブレード１０が圧縮機の内部フェルール（図示せず）に固定される、ブレードの根元と称される半径方向内側部１２を含む。
【００２８】
ブレード１０は、ブレード１０が圧縮機の外部フェルール（図示せず）に固定される、ブレードの先端と称される半径方向外側部１４を含む。
【００２９】
ブレード１０は、ブレード１０の根元１２を先端１４に接続する、中間部１６を含む。
【００３０】
圧縮機の内部フェルールおよび外部フェルールは、ストリームと称される環状ダクトを画定するが、ここで空気流が流れてブレード１０と相互作用する。
【００３１】
ブレード１０は、ブレード１０に対してガス流の方向にしたがって軸方向上流に位置する前縁１８と、ブレード１０に対してガスの方向にしたがって軸方向下流に位置する後縁２０とをさらに含む。
【００３２】
ブレード１０はさらにキャンバ状になっており、キャンバ部の反対側に位置する内弧面と称される面２２と、キャンバ部の側に位置する外弧面と称される面２４とを含む。
【００３３】
図２は、ブレード１０のセクションの重心の接線方向積層法則を示す曲線２６を示す。
【００３４】
この接線方向積層法則は、ブレード１０の主半径方向軸に対して、ブレードの主半径方向に直角な面に応じたブレードの各セクションの重心の位置に対応する。
【００３５】
この曲線２６は、ブレード１０の根元１２に対応する根元部２８と、ブレード１０の先端１４に対応する先端部３０と、ブレード１０の中間部に対応する中間部３２とを含む。
【００３６】
本発明によれば、ブレード１０は、接線方向に湾曲した部分３４と少なくとも１つの直線部とを含むように実現される。
【００３７】
したがって、図２からより詳細にわかるように、曲線２６は、湾曲部３４に対応する接線方向湾曲部３６を含む。曲線２６は、ブレード１０の直線部に対応する少なくとも１つの湾曲部をさらに含む。
【００３８】
本発明によれば、ブレード１０の直線部は、湾曲部３４の位置に応じて、ブレード１０の根元１２および／または先端１４上に位置する。
【００３９】
したがって、曲線２６の直線部は、湾曲部３６の半径方向位置にしたがって、根元部２８および／または先端部３０上に位置する。
【００４０】
本発明の第一の態様によれば、湾曲部３４は、半径方向でブレード１０の根元１２上に位置する。すると直線部はブレード１０の先端１４上に位置する。結果的に、湾曲部３６は、半径方向で根元部２８上に位置し、曲線２６の先端部３０は直線的である。
【００４１】
本発明の第二の態様によれば、湾曲部３４は半径方向でブレード１０の先端１４上に位置する。すると直線部はブレード１０の根元１２上に位置する。曲線２６の湾曲部３６は結果的に半径方向で先端部３０上に位置し、曲線２６の根元部２８は直線的である。
【００４２】
本発明の第三の態様によれば、湾曲部３４は半径方向でブレード１０の中間部１６上に位置する。ブレード１０の根元１２および先端１４は各々、ブレード１０の直線部を形成する。
【００４３】
結果的に、湾曲部３６は半径方向で中間部３２上に位置し、曲線２６の根元部２８および先端部３０はいずれも直線的である。
【００４４】
さらに、好適な実施形態によれば、ブレード１０は、湾曲部３４が図１に示されるように内弧面２２の方向で接線方向に湾曲するように湾曲している。
【００４５】
図示されない代替実施形態によれば、湾曲部３４は外弧面２４の方向に湾曲している。
【００４６】
湾曲部３６の寸法は、ブレード１０の半径方向長さ「Ｌ」に対して定義される。
【００４７】
したがって、湾曲部３６の半径方向寸法「Ｌ１」は、ブレード１０の半径方向寸法「Ｌ」の３０％から６０％の間である。
【００４８】
したがって、湾曲部３６の接線方向寸法「Ａ」は、ブレード１０の半径方向寸法「Ｌ」の１％から５％の間である。
【００４９】
上記で述べられたように、湾曲部の半径方向位置に応じて、根元部２８および／または先端部３０は直線的である。
【００５０】
この場合、直線的な各先端部２８および／または根元部３０は、３０°以下の値の角度だけ、ブレードの主半径方向に対して傾斜している。
【図１】
2014528552.tif 000003
【図２】
2014528552.tif 000004
【国際調査報告】
2014528552.tif 000005
2014528552.tif 000006
2014528552.tif 000007
2014528552.tif 000008
2014528552.tif 000009
2014528552.tif 000010