涡轮动叶片、涡轮增压器以及涡轮动叶片的制造方法技术

涡轮动叶片是连结于旋转轴并绕轴线旋转的涡轮动叶片，具备：轮毂，其在沿着所述轴线的剖面上具有相对于所述轴线倾斜的轮毂面；动叶片，其设于所述轮毂面；至少一个肋，形成于所述动叶片的叶片面，并且在所述动叶片的子午面上沿与所述动叶片的跨度方向交叉的方向延伸。

Manufacturing methods of turbine blades, turbochargers and turbine blades

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涡轮动叶片、涡轮增压器以及涡轮动叶片的制造方法
本公开涉及涡轮动叶片、涡轮增压器以及涡轮动叶片的制造方法。
技术介绍
在用于汽车等的发动机中，为了使发动机的输出提高，广泛已知一种排气涡轮增压器，其利用发动机的排出气体的能量使涡轮旋转，利用经由旋转轴与涡轮直连的离心压缩机将吸入空气压缩并供给到发动机。在用于这种排气涡轮增压器的涡轮中，作为工作流体的排出气体从涡轮动叶片的前缘向后缘流动。但是，例如若产生从涡轮的轮毂沿叶片面向护罩流动的被称作二次流的工作流体的流动等，则工作流体的压力损失增加，涡轮效率降低。因此，要求抑制工作流体的二次流的产生。另外，在用于排气涡轮增压器的涡轮中，涡轮动叶片有时会产生振动。若涡轮动叶片产生振动，则担心导致涡轮动叶片破损，因此要求抑制涡轮动叶片的振动。因此，已知一种例如构成为抑制涡轮动叶片的振动的涡轮(参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1:国际公开第2014/128898号专利文献2:日本特开2003－129862号公报专利文献3:日本特开2015－194137号公报专利文献4:日本特表2016－502589号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题在上述专利文献所记载的涡轮中，通过设置叶片高度的中间部处的剖面形状的叶片厚度相对于前缘侧的叶片厚度急剧上升的叶片厚度变化部，调整动叶片的固有振动频率而抑制动叶片的振动。但是，上述专利文献中未公开用于抑制工作流体的二次流的结构。另外，上述专利文献2～4中公开了通过金属层叠造型法制造燃气轮机、蒸气涡轮等轴流涡轮的涡轮叶片的技术。然而，这些公报中记载的专利技术是通过金属层叠造型法制造作为轴流涡轮的一部分的涡轮叶片，并非一体地制造包含转子在内的整个轴流涡轮。鉴于上述情况，本专利技术的至少一实施方式的目的在于提供能够抑制工作流体的二次流的涡轮动叶片、涡轮增压器以及涡轮动叶片的制造方法。用于解决技术问题的手段(1)本专利技术的至少一实施方式的涡轮动叶片是连结于旋转轴并绕轴线旋转的涡轮动叶片，其中，该涡轮动叶片具备：轮毂，其在沿着所述轴线的剖面上具有相对于所述轴线倾斜的轮毂面；动叶片，其设于所述轮毂面；至少一个肋，其形成于所述动叶片的叶片面，并且在所述动叶片的子午面上沿与所述动叶片的跨度方向交叉的方向延伸。根据上述(1)的结构，由于至少一个肋沿与动叶片的跨度方向交叉的方向延伸，因此能够抑制沿着动叶片的叶片面的跨度方向的二次流。由此，能够减少工作流体的压力损失，能够提高涡轮效率。另外，在上述(1)的结构中，由于利用肋加强动叶片，因此能够抑制动叶片中产生的振动。(2)在几个实施方式中，在上述(1)的结构的基础上，在所述动叶片的子午面上，所述至少一个肋的上游端形成为指向远离所述轴线的方向，在将所述至少一个肋的上游端所指向的第一方向和与所述轴线平行的方向所成的锐角侧的角度设为θ1，将所述至少一个肋的下游端所指向的第二方向和与所述轴线平行的方向所成的锐角侧的角度设为θ2的情况下，满足θ1＞θ2的关系。根据上述(2)的结构，由于肋的上游端指向工作流体的流动的上游侧，下游端指向工作流体的流动的下游侧，因此至少一个肋的形状成为沿着工作流体的流动的形状，能够减少工作流体的压力损失。(3)在几个实施方式中，在上述(1)或者(2)的结构的基础上，所述至少一个肋在所述动叶片的子午面上具有朝向所述轴线侧凸出的圆弧状。根据上述(3)的结构，由于肋具有朝向轴线侧凸出的圆弧状，因此至少一个肋的形状成为沿着工作流体的流动的形状，能够减少工作流体的压力损失。(4)在几个实施方式中，在上述(1)至(3)中的任一结构的基础上，关于所述至少一个肋，在所述动叶片的子午面上，所述至少一个肋的至少一部分沿所述动叶片的子午线延伸。根据上述(4)的结构，由于肋的至少一部分沿动叶片的子午线延伸，因此至少一个肋的形状成为沿着工作流体的流动的形状，能够减少工作流体的压力损失。(5)在几个实施方式中，在上述(1)至(4)中的任一结构的基础上，所述至少一个肋构成为，在将所述子午面上的所述肋的长度设为L，将所述肋的厚度设为t的情况下，满足L≥2t的关系。根据上述(5)的结构，能够利用具有长度L的肋在宽范围内抑制二次流。另外，由于肋的厚度t满足L≥2t的关系，因此能够抑制肋的厚度而抑制肋的形成所引起的涡轮动叶片的重量增加。(6)在几个实施方式中，在上述(1)至(5)中的任一结构的基础上，所述至少一个肋具有高度从上游端向下游侧逐渐变大的倾斜部。根据上述(6)的结构，由于肋具有高度从上游端向下游侧逐渐变大的倾斜部，因此与不具有倾斜部的肋相比，能够减少工作流体的压力损失。(7)在几个实施方式中，在上述(1)至(6)中的任一结构的基础上，所述至少一个肋包含多个肋。根据上述(7)的结构，与形成长度大的一个肋的情况相比，通过在二次流的抑制效果高的多个位置形成长度短的肋，能够抑制肋的形成所引起的涡轮动叶片的重量增加。(8)在几个实施方式中，在上述(1)至(7)中的任一结构的基础上，在所述动叶片的子午面上，在将所述跨度方向上的所述动叶片的整个高度设为Hb，将所述跨度方向上的从所述轮毂面到所述至少一个肋为止的高度设为Hl的情况下，所述至少一个肋形成在满足Hl＞0.5×Hb的位置。二次流所带来的损失的影响在动叶片的前端部侧比在动叶片的基端部侧大。另外，动叶片的子午线方向的长度随着从基端部侧向前端侧而变短。因此，即使肋的长度相同，相比于肋形成于基端部侧的情况，形成于前端部侧的情况也更能够有效地抑制二次流所带来的损失的影响。关于这一点，根据上述(8)的结构，至少一个肋形成于满足Hl＞0.5×Hb的位置，因此在叶片面上形成在比起基端部侧更靠近前端部侧的位置，能够有效地抑制二次流所带来的损失的影响。另外，动叶片中产生的振动在前端部侧有更大幅变形的趋势，因此通过将至少一个肋在叶片面上形成在比起基端部侧更靠近前端部侧的位置，能够有效地抑制动叶片中产生的振动。(9)在几个实施方式中，在上述(8)的结构的基础上，所述至少一个肋形成于所述动叶片的负压面侧的叶片面。在动叶片的负压面侧，从基端侧沿叶片面向前端侧流动的二次流尤其成为问题。关于这一点，根据上述(9)的结构，能够抑制负压面侧的二次流而抑制损失。(10)在几个实施方式中，在上述(8)的结构的基础上，所述至少一个肋形成于所述动叶片的压力面侧的叶片面上的前端部的附近。在动叶片的前端部与护罩之间存在叶尖间隙。在动叶片的压力面侧，间隙流通、即工作流体从压力面经由叶尖间隙向负压面的流动特别成为问题。若产生间隙流通，则涡轮效率降低而产生损失。关于这一点，根据上述(10)的结构，能够抑制间隙流通而减少损失。(11)在几个实施方式中，在上述(10)的结构的基础上，<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涡轮动叶片，连结于旋转轴并绕轴线旋转，其中，具备：/n轮毂，其在沿着所述轴线的剖面上具有相对于所述轴线倾斜的轮毂面；/n动叶片，其设于所述轮毂面；/n至少一个肋，其形成于所述动叶片的叶片面，并且在所述动叶片的子午面上沿与所述动叶片的跨度方向交叉的方向延伸。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种涡轮动叶片，连结于旋转轴并绕轴线旋转，其中，具备：
轮毂，其在沿着所述轴线的剖面上具有相对于所述轴线倾斜的轮毂面；
动叶片，其设于所述轮毂面；
至少一个肋，其形成于所述动叶片的叶片面，并且在所述动叶片的子午面上沿与所述动叶片的跨度方向交叉的方向延伸。


2.根据权利要求1所述的涡轮动叶片，其中，
在所述动叶片的子午面上，
所述至少一个肋的上游端形成为指向远离所述轴线的方向，
在将所述至少一个肋的上游端所指向的第一方向和与所述轴线平行的方向所成的锐角侧的角度设为θ1，将所述至少一个肋的下游端所指向的第二方向和与所述轴线平行的方向所成的锐角侧的角度设为θ2的情况下，满足θ1＞θ2的关系。


3.根据权利要求1或2所述的涡轮动叶片，其中，
所述至少一个肋在所述动叶片的子午面上具有朝向所述轴线侧凸出的圆弧状。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的涡轮动叶片，其中，
关于所述至少一个肋，在所述动叶片的子午面上，所述至少一个肋的至少一部分沿所述动叶片的子午线延伸。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的涡轮动叶片，其中，
所述至少一个肋构成为，在将所述子午面上的所述肋的长度设为L，将所述肋的厚度设为t的情况下，满足L≥2t的关系。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的涡轮动叶片，其中，
所述至少一个肋具有高度从上游端向下游侧逐渐变大的倾斜部。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的涡轮动叶片，其中，
所述至少一个肋包含多个肋。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的涡轮动叶片，其中，
在所述动叶片的子午面上，
在将所述跨度方向上的所述动叶片的整个高度设为Hb，将所述跨度方向上的从所述轮毂面到所...

【专利技术属性】
技术研发人员：横山隆雄，星彻，吉田豊隆，
申请(专利权)人：三菱重工发动机和增压器株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP