[发明专利]涡轮叶轮

说明书

技术领域

本发明涉及一种涡轮叶轮(turbine impeller)。

背景技术

现有作为安装在内燃机(以下称为发动机)流路中的涡轮叶轮，已知有如下涡轮叶轮，所述涡轮叶轮是以使涡轮叶轮的叶片前端形状朝向与如下的速度三角形的气体相对流入速度V的流入方向一致的方式形成，所述速度三角形由流入至动叶片入口的排气的流入速度C、动叶片的圆周方向的旋转速度U及气体相对流入速度V形成(例如参照专利文献1)。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2011-132810号公报

发明内容

[发明要解决的问题]

但是，现有的涡轮叶轮的叶片前端形状存在如下问题：在排气的流入速度变化为中间速度或低速度的情况下，难以确保适当的冲角，能量转换效率差。

本发明是鉴于所述问题而成的发明，其目的在于提供一种对于具有广泛速度区的排气确保适当的冲角且涡轮的能量转换效率高的涡轮叶轮。

[解决问题的技术手段]

(1)一种涡轮叶轮，其是从涡轮涡道(例如后述的涡道流路42)和/或涡轮喷嘴(例如后述的固定喷嘴46)的流体供应口(例如后述的排气供应口49)供应高压流体的涡轮叶轮(例如后述的涡轮叶轮5、205)，其包括：多块叶片部件(例如后述的叶片部件60、260)，将所述流体转换为旋转力；以及转子(例如后述的转子80)，配置有所述叶片部件，并能够通过特定的旋转轴转动，以所述流体供应口为起点且通过从所述流体的供应速度成分(例如后述的排气的流入速度C)中减去所述转子的旋转速度成分(例如后述的转子的旋转速度U)而规定的相对于所述转子的气体相对流入速度(例如后述的气体相对流入速度V)的方向被设置成不与所述转子的旋转轴相交，所述叶片部件的从半途部(例如后述的半途部64)到前缘部(例如后述的前缘部62)为止的形状相对于从所述转子的中心(例如后述的中心Co)朝向所述叶片部件的前缘部的方向，向所述转子的旋转方向近前侧倾斜特定的角(例如后述的角α)。

对于所述(1)的涡轮叶轮，通过对从半途部到前缘部的倾斜角度进行调整，能够使碰撞叶片部件的排气的冲角变得适当。另外，对于所述(1)的涡轮叶轮，通过对倾斜叶片的倾斜角度进行调整，能够形成相对于各种速度区的排气具有适当的冲角的涡轮叶轮。

由此，现有的涡轮叶轮由于构造上的限制，未能够设计出适合于低速度至高速度的广泛速度区的排气的冲角，而本实施方式的涡轮叶轮能够对于低速度至中间速度、或中间速度至高速度的速度区的排气确保适当的冲角。结果是能够提供能量转换效率高的涡轮叶轮。

(2)根据所述(1)的涡轮叶轮，所述流体流入至所述叶片部件时的角度相对于所述气体相对流入速度与所述排气供应口所供应的排气所成的角，倾斜10度至40度。

根据所述(1)的涡轮叶轮，对于所述(2)的涡轮叶轮，特别以相对于气体相对流入速度与排气供应口所供应的排气所成的角，在10度至40度之间倾斜的方式，对排气流入至叶片部件时的角度进行设置，由此，能够提供以在低速度至中间速度下达到适当冲角的方式而经过设计的涡轮叶轮。

因此，能够提供对于低速度至中间速度的流速的排气的能量转换效率高的涡轮叶轮。

(3)根据所述(1)或(2)的涡轮叶轮，所述叶片部件的前缘部的剖面形状为椭圆弧状。

根据所述(1)或(2)的涡轮叶轮，在所述(3)的涡轮叶轮中，特别是各前缘部以平滑的曲率形成为大致圆弧状。

由此，能够通过前缘部的前端，适当地使以往产生于固定喷嘴的喷嘴尾流的激振力分散。

因此，能够提供防止由喷嘴尾流共振引起的叶片部件的缺损，并且可兼顾叶片部件的强度与空气动力性能的涡轮叶轮。

(4)根据所述(3)的涡轮叶轮，在所述叶片部件的前缘部的叶根，形成平滑地将所述叶片部件的侧面与所述转子的叶毂面(例如后述的叶毂面81)予以连接的剖面呈圆弧状的圆角R，所述叶片部件的厚度从所述转子侧向薄片侧端缘(例如后述的围带(shroud)侧262B、266B)递减。

根据所述(3)的涡轮叶轮，在所述(4)的涡轮叶轮中，特别是在前缘部的叶根形成圆角R，并且以从所述转子侧向薄片侧端缘递减的方式形成叶片部件的厚度。

由此，所述前缘部能够进一步分散喷嘴尾流的激振力。

因此，能够更具体地产生(3)的效果。

[发明的效果]

根据本发明，能够提供对于具有广泛速度区的排气确保适当的冲角且涡轮的能量转换效率高的涡轮叶轮。

附图说明