径流式涡轮机制造技术

本发明专利技术提供一种径流式涡轮机(1)，其具有喷嘴叶片(13)，该喷嘴叶片(13)在螺旋状的涡旋(3)的内侧沿周向配置多个，而用于调整工作气体从涡旋(3)向动翼(9)的流动，其特征在于，在喷嘴叶片(13)的入口前缘部(17)的宽度方向的两端部附近，比中央部向喷嘴叶片的压力面侧更鼓出地形成前缘鼓出部(25)，与流入喷嘴叶片(13)的工作气体的气体流入角度一致，而且，在喷嘴叶片(13)的出口后缘部(27)的宽度方向的两端部附近，形成比中央部向压力面侧更鼓出的后缘鼓出部(29)，使来自喷嘴叶片的出口后缘部(27)的工作气体的流出角度变得均匀。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种径流式涡轮机(1)，其具有喷嘴叶片(13)，该喷嘴叶片(13)在螺旋状的涡旋(3)的内侧沿周向配置多个，而用于调整工作气体从涡旋(3)向动翼(9)的流动，其特征在于，在喷嘴叶片(13)的入口前缘部(17)的宽度方向的两端部附近，比中央部向喷嘴叶片的压力面侧更鼓出地形成前缘鼓出部(25)，与流入喷嘴叶片(13)的工作气体的气体流入角度一致，而且，在喷嘴叶片(13)的出口后缘部(27)的宽度方向的两端部附近，形成比中央部向压力面侧更鼓出的后缘鼓出部(29)，使来自喷嘴叶片的出口后缘部(27)的工作气体的流出角度变得均匀。【专利说明】径流式涡轮机
本专利技术涉及径流式涡轮机，尤其是关于喷嘴叶片的构造，其在螺旋状的涡旋的内侧沿周向配置多个，用于调整工作气体从涡旋向涡轮转子的动翼的流动。
技术介绍
在机动车用内燃机等所使用的较小型的增压器(排气涡轮增压器)中，大多采用如下地构成的径流式涡轮机，使工作气体从形成在涡轮壳内的螺旋状的涡旋沿径向向位于该涡旋的内侧的涡轮转子的动翼流入并向作用于该动翼的后轴方向流出，由此旋转驱动该涡轮转子。而且，作为改善流入动翼的工作气体的流动并提高径流式涡轮机的效率的结构采用如下结构，在动翼的外周侧在周向上配置多个喷嘴叶片，使其角度可变或固定的结构。图7、图8表示使用了可变喷嘴式的径流式涡轮机的增压器的一例的关键部位剖视图。在图中，在涡轮壳2内形成有螺旋状的涡旋3，在内周侧形成有气体出口通路5(图7中未图示)。另外，在涡轮转子7的外周，沿圆周方向以等间隔固定有多个动翼9。另外，涡轮转子7通过转子轴11与同轴地被固定的未图示的压缩机连接，该转子轴11通过轴承被支承在轴承外壳上。另外，在螺旋状的涡旋3的内侧沿周向配置多个喷嘴叶片13，该喷嘴叶片13调整来自涡旋3的气体流G向涡轮转子7的动翼9流动。在该图7、8中，喷嘴叶片13是可变式的结构，使图示的被安装在喷嘴叶片13的主体上的支承轴15能够作为旋转轴旋转的可变式。作为与径流式涡轮机的喷嘴叶片相关的现有技术，列举了专利文献I (日本特开2005-351241号公报)、专利文献2 ((日本)特表2011-509371号公报)和专利文献3((日本)特开2000-18004号公报)。专利文献I公开了可变式的喷嘴用叶片，为在车辆用涡轮增压器等的包含排气涡轮的低负荷运转区域在内的使用负荷范围的整个区域中，获得良好的喷嘴特性，在叶片的背面的下游端部的翼长的至少一部分中，设置有从翼型截面形状以山形鼓出的流体导向隆起。另外，专利文献2公开了可变式的涡轮增压器用的导流叶片，该导流叶片的外形形状的曲率线是带有具有不连续地延伸的至少I个或多个区域地形成的，能够实现与所期望的使用目的相应的大量的流动模式。另外，专利文献3公开了如下内容，在带喷嘴的径流式涡轮机中，在可变喷嘴的毂侧及护罩侧的两壁附近，为抑制由喷嘴流入角变大而产生的喷嘴损失，喷嘴前缘部的毂侧壁面附近和护罩侧壁面附近的翼角成为比流路中央的翼角大的形状。现有技术文献专利文献专利文献1:(日本)特开2005-351241号公报专利文献2:(日本)特表2011-509371号公报专利文献3:(日本)特开2000-18004号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在上述图7、8所示的径流式涡轮机中，工作气体沿着涡旋3的涡流旋转的同时流入沿周向配置了多个的喷嘴叶片13之间。向该喷嘴叶片13的气体流入速度在喷嘴叶片13的宽度(高度)方向(图6的Z方向)上，具有不同的速度分布。S卩，喷嘴叶片13的入口部的气体流入速度C如图6所示地通过在入口前缘部17的宽度W的两侧形成为整个宽度的15?20%的三维边界层，气体速度C的周向分量即周向速度Ce在所述入口前缘部17的中央部大而在两端的角部也就是说护罩侧19及毂侧21变小。另外，径向分量即径向速度CR如图6所示地成为在入口前缘部17的中央部小而在两端的角部也就是说护罩侧19及毂侧21变大的分布。而且，在所述喷嘴叶片13的入口的宽度W的方向上，存在流入气体的流动分布也就是说流动畸变时，该喷嘴叶片13上的流动损失增加，导致涡轮效率的降低。S卩，相对于与朝向所述喷嘴叶片13的最佳的气体流入角度β I相匹配的喷嘴叶片13的入口中央部，入口前缘部17的壁侧也就是说毂侧21及护罩侧19的气体流入角度β 2变大，在毂侧21及护罩侧19，气体流入角度β的差也就是说碰撞角度(入射角，入射角是喷嘴前缘的翼角度和气体流入角度之差)变大时，气体在所述喷嘴叶片13的前端部带有碰撞角度(入射角)地流入负压面侧13b (参照图9，13a表示压力面侧)，发生喷嘴叶片13的入口前缘部17的碰撞损失，对于从喷嘴叶片13朝向动翼9的流动，2次流动损失增加，存在涡轮效率降低的问题。另一方面，专利文献I公开的技术是如上所述地在叶片的背面的下游端部的翼长的至少一部分中设置从翼型截面形状鼓出的流体导向隆起，来防止气流在从叶片的下游端流出的位置向该叶片的腹侧迂回的流动，但对于从叶片的下游端部流出并流入涡轮转子的动翼的流动角度的均匀化的情况没有公开。另外，在专利文献2中，关于来自涡旋的工作气体流入的叶片前端部、以及后端部处的工作气体的流动角度的均匀化也没有公开。另外，在专利文献3中，虽然公开了叶片前端部处的入射角(碰撞角度)的均匀化，但对于从叶片的下游端部流出并流入涡轮转子的动翼的流动角度的均匀化的情况没有公开。因此，本专利技术是鉴于这样的课题而研发的，其目的是实施从涡轮涡旋流入喷嘴叶片的工作气体在喷嘴叶片前端部的碰撞损失的减少及喷嘴叶片的后端部处的流出流动的均匀化，并抑制喷嘴叶片及动翼处的2次流动损失来提高涡轮效率。解决课题的方案本专利技术用于实现所述目的，提供一种径流式涡轮机，在螺旋状的涡旋的内侧沿周向配置多个喷嘴叶片，该喷嘴叶片调整工作气体从涡旋向涡轮转子的动翼的流动，其特征在于，在所述喷嘴叶片的入口前缘部的宽度方向的两端部附近，比宽度方向的中央部向喷嘴叶片的压力面侧更鼓出地形成前缘鼓出部，入口前缘部的翼角度在宽度方向整个区域中与流入所述喷嘴叶片的工作气体的气体流入角度一致，而且，在所述喷嘴叶片的后缘部的宽度方向的两端部附近，形成有比中央部向压力面侧更鼓出的后缘鼓出部，使来自喷嘴叶片的出口后缘部的工作气体的流出角度变得均匀。根据所述专利技术，实现从涡轮涡旋向喷嘴叶片流入的工作气体在喷嘴叶片前端部的碰撞损失的降低，并且实施在喷嘴叶片的后端部的流出流动的均匀化，由此，通过从喷嘴流入动翼的工作气体的流动方向的均匀化，实现由动翼导致的工作损失的降低，能够提高涡轮整体的涡轮效率。另外，在本专利技术中，优选的是，所述宽度方向的两端部附近的喷嘴叶片的全长形成得比所述中央部长。通过采用这样的结构，形成有前缘鼓出部的宽度方向的两端部分延长地设置，全长变长，从而能够确保形成通过相邻的各个喷嘴叶片的重叠而形成的喉部的距离，其结果，能够充分地进行喉部对工作气体的调整。即，在前缘鼓出部中，由于翼角立起，所以相邻的喷嘴叶片间的重叠距离处于变小的倾向，但在本专利技术中，能够确保这样的邻接的喷嘴叶片间的重叠部的长度。另外，在本专利技术中，优选的是，所述喷嘴叶片由能够以喷嘴长度的中间部为旋转中心转动地被支承的可变式的喷嘴叶片构成，相邻的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种径流式涡轮机，其具有喷嘴叶片，该喷嘴叶片在螺旋状的涡旋的内侧沿周向配置多个，而调整工作气体从涡旋向涡轮转子的动翼的流动，其特征在于，使所述喷嘴叶片的入口前缘部的宽度方向的两端部附近，比宽度方向的中央部更向喷嘴叶片的压力面侧鼓出地形成前缘鼓出部，入口前缘部的翼角度在宽度方向整个区域中与流入所述喷嘴叶片的工作气体的气体流入角度一致，而且，形成有使所述喷嘴叶片的后缘部的宽度方向的两端部附近比中央部更向压力面侧鼓出的后缘鼓出部，使来自喷嘴叶片的出口后缘部的工作气体的流出角度变得均匀。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：大迫雄志，横山隆雄，阵内靖明，白石隆，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP