徑流式渦輪的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種徑流式渦輪機(jī)(1)，其具有噴嘴葉片(13)，該噴嘴葉片(13)在螺旋狀的渦旋(3)的內(nèi)側(cè)沿周向配置多個(gè)，而用于調(diào)整工作氣體從渦旋(3)向動(dòng)翼(9)的流動(dòng)，其特征在于，在噴嘴葉片(13)的入口前緣部(17)的寬度方向的兩端部附近，比中央部向噴嘴葉片的壓力面?zhèn)雀某龅匦纬汕熬壒某霾?25)，與流入噴嘴葉片(13)的工作氣體的氣體流入角度一致，而且，在噴嘴葉片(13)的出口后緣部(27)的寬度方向的兩端部附近，形成比中央部向壓力面?zhèn)雀某龅暮缶壒某霾?29)，使來自噴嘴葉片的出口后緣部(27)的工作氣體的流出角度變得均勻。
【專利說明】徑流式渦輪機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及徑流式渦輪機(jī)，尤其是關(guān)于噴嘴葉片的構(gòu)造，其在螺旋狀的渦旋的內(nèi)側(cè)沿周向配置多個(gè)，用于調(diào)整工作氣體從渦旋向渦輪轉(zhuǎn)子的動(dòng)翼的流動(dòng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在機(jī)動(dòng)車用內(nèi)燃機(jī)等所使用的較小型的增壓器(排氣渦輪增壓器)中，大多采用如下地構(gòu)成的徑流式渦輪機(jī)，使工作氣體從形成在渦輪殼內(nèi)的螺旋狀的渦旋沿徑向向位于該渦旋的內(nèi)側(cè)的渦輪轉(zhuǎn)子的動(dòng)翼流入并向作用于該動(dòng)翼的后軸方向流出，由此旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)該渦輪轉(zhuǎn)子。
[0003]而且，作為改善流入動(dòng)翼的工作氣體的流動(dòng)并提高徑流式渦輪機(jī)的效率的結(jié)構(gòu)采用如下結(jié)構(gòu)，在動(dòng)翼的外周側(cè)在周向上配置多個(gè)噴嘴葉片，使其角度可變或固定的結(jié)構(gòu)。
[0004]圖7、圖8表示使用了可變噴嘴式的徑流式渦輪機(jī)的增壓器的一例的關(guān)鍵部位剖視圖。在圖中，在渦輪殼2內(nèi)形成有螺旋狀的渦旋3，在內(nèi)周側(cè)形成有氣體出口通路5(圖7中未圖示)。
[0005]另外，在渦輪轉(zhuǎn)子7的外周，沿圓周方向以等間隔固定有多個(gè)動(dòng)翼9。另外，渦輪轉(zhuǎn)子7通過轉(zhuǎn)子軸11與同軸地被固定的未圖示的壓縮機(jī)連接，該轉(zhuǎn)子軸11通過軸承被支承在軸承外殼上。
[0006]另外，在螺旋狀的渦旋3的內(nèi)側(cè)沿周向配置多個(gè)噴嘴葉片13，該噴嘴葉片13調(diào)整來自渦旋3的氣體流G向渦輪轉(zhuǎn)子7的動(dòng)翼9流動(dòng)。
[0007]在該圖7、8中，噴嘴葉片13是可變式的結(jié)構(gòu)，使圖示的被安裝在噴嘴葉片13的主體上的支承軸15能夠作為旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的可變式。
[0008]作為與徑流式渦輪機(jī)的噴嘴葉片相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，列舉了專利文獻(xiàn)I (日本特開2005-351241號(hào)公報(bào))、專利文獻(xiàn)2 ((日本)特表2011-509371號(hào)公報(bào))和專利文獻(xiàn)3((日本)特開2000-18004號(hào)公報(bào))。
[0009]專利文獻(xiàn)I公開了可變式的噴嘴用葉片，為在車輛用渦輪增壓器等的包含排氣渦輪的低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域在內(nèi)的使用負(fù)荷范圍的整個(gè)區(qū)域中，獲得良好的噴嘴特性，在葉片的背面的下游端部的翼長的至少一部分中，設(shè)置有從翼型截面形狀以山形鼓出的流體導(dǎo)向隆起。
[0010]另外，專利文獻(xiàn)2公開了可變式的渦輪增壓器用的導(dǎo)流葉片，該導(dǎo)流葉片的外形形狀的曲率線是帶有具有不連續(xù)地延伸的至少I個(gè)或多個(gè)區(qū)域地形成的，能夠?qū)崿F(xiàn)與所期望的使用目的相應(yīng)的大量的流動(dòng)模式。
[0011]另外，專利文獻(xiàn)3公開了如下內(nèi)容，在帶噴嘴的徑流式渦輪機(jī)中，在可變噴嘴的轂側(cè)及護(hù)罩側(cè)的兩壁附近，為抑制由噴嘴流入角變大而產(chǎn)生的噴嘴損失，噴嘴前緣部的轂側(cè)壁面附近和護(hù)罩側(cè)壁面附近的翼角成為比流路中央的翼角大的形狀。
[0012]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0013]專利文獻(xiàn)[0014]專利文獻(xiàn)1:(日本)特開2005-351241號(hào)公報(bào)
[0015]專利文獻(xiàn)2:(日本)特表2011-509371號(hào)公報(bào)
[0016]專利文獻(xiàn)3:(日本)特開2000-18004號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]發(fā)明要解決的課題
[0018]在上述圖7、8所示的徑流式渦輪機(jī)中，工作氣體沿著渦旋3的渦流旋轉(zhuǎn)的同時(shí)流入沿周向配置了多個(gè)的噴嘴葉片13之間。向該噴嘴葉片13的氣體流入速度在噴嘴葉片13的寬度(高度)方向(圖6的Z方向)上，具有不同的速度分布。
[0019]S卩，噴嘴葉片13的入口部的氣體流入速度C如圖6所示地通過在入口前緣部17的寬度W的兩側(cè)形成為整個(gè)寬度的15?20%的三維邊界層，氣體速度C的周向分量即周向速度Ce在所述入口前緣部17的中央部大而在兩端的角部也就是說護(hù)罩側(cè)19及轂側(cè)21變小。另外，徑向分量即徑向速度CR如圖6所示地成為在入口前緣部17的中央部小而在兩端的角部也就是說護(hù)罩側(cè)19及轂側(cè)21變大的分布。
[0020]而且，在所述噴嘴葉片13的入口的寬度W的方向上，存在流入氣體的流動(dòng)分布也就是說流動(dòng)畸變時(shí)，該噴嘴葉片13上的流動(dòng)損失增加，導(dǎo)致渦輪效率的降低。
[0021]S卩，相對于與朝向所述噴嘴葉片13的最佳的氣體流入角度β I相匹配的噴嘴葉片13的入口中央部，入口前緣部17的壁側(cè)也就是說轂側(cè)21及護(hù)罩側(cè)19的氣體流入角度β 2變大，在轂側(cè)21及護(hù)罩側(cè)19，氣體流入角度β的差也就是說碰撞角度(入射角，入射角是噴嘴前緣的翼角度和氣體流入角度之差)變大時(shí)，氣體在所述噴嘴葉片13的前端部帶有碰撞角度(入射角)地流入負(fù)壓面?zhèn)?3b (參照圖9，13a表示壓力面?zhèn)?，發(fā)生噴嘴葉片13的入口前緣部17的碰撞損失，對于從噴嘴葉片13朝向動(dòng)翼9的流動(dòng)，2次流動(dòng)損失增加，存在渦輪效率降低的問題。
[0022]另一方面，專利文獻(xiàn)I公開的技術(shù)是如上所述地在葉片的背面的下游端部的翼長的至少一部分中設(shè)置從翼型截面形狀鼓出的流體導(dǎo)向隆起，來防止氣流在從葉片的下游端流出的位置向該葉片的腹側(cè)迂回的流動(dòng)，但對于從葉片的下游端部流出并流入渦輪轉(zhuǎn)子的動(dòng)翼的流動(dòng)角度的均勻化的情況沒有公開。
[0023]另外，在專利文獻(xiàn)2中，關(guān)于來自渦旋的工作氣體流入的葉片前端部、以及后端部處的工作氣體的流動(dòng)角度的均勻化也沒有公開。
[0024]另外，在專利文獻(xiàn)3中，雖然公開了葉片前端部處的入射角(碰撞角度)的均勻化，但對于從葉片的下游端部流出并流入渦輪轉(zhuǎn)子的動(dòng)翼的流動(dòng)角度的均勻化的情況沒有公開。
[0025]因此，本發(fā)明是鑒于這樣的課題而研發(fā)的，其目的是實(shí)施從渦輪渦旋流入噴嘴葉片的工作氣體在噴嘴葉片前端部的碰撞損失的減少及噴嘴葉片的后端部處的流出流動(dòng)的均勻化，并抑制噴嘴葉片及動(dòng)翼處的2次流動(dòng)損失來提高渦輪效率。
[0026]解決課題的方案
[0027]本發(fā)明用于實(shí)現(xiàn)所述目的，提供一種徑流式渦輪機(jī)，在螺旋狀的渦旋的內(nèi)側(cè)沿周向配置多個(gè)噴嘴葉片，該噴嘴葉片調(diào)整工作氣體從渦旋向渦輪轉(zhuǎn)子的動(dòng)翼的流動(dòng)，其特征在于，在所述噴嘴葉片的入口前緣部的寬度方向的兩端部附近，比寬度方向的中央部向噴嘴葉片的壓力面?zhèn)雀某龅匦纬汕熬壒某霾?，入口前緣部的翼角度在寬度方向整個(gè)區(qū)域中與流入所述噴嘴葉片的工作氣體的氣體流入角度一致，而且，在所述噴嘴葉片的后緣部的寬度方向的兩端部附近，形成有比中央部向壓力面?zhèn)雀某龅暮缶壒某霾?，使來自噴嘴葉片的出口后緣部的工作氣體的流出角度變得均勻。
[0028]根據(jù)所述發(fā)明，實(shí)現(xiàn)從渦輪渦旋向噴嘴葉片流入的工作氣體在噴嘴葉片前端部的碰撞損失的降低，并且實(shí)施在噴嘴葉片的后端部的流出流動(dòng)的均勻化，由此，通過從噴嘴流入動(dòng)翼的工作氣體的流動(dòng)方向的均勻化，實(shí)現(xiàn)由動(dòng)翼導(dǎo)致的工作損失的降低，能夠提高渦輪整體的渦輪效率。
[0029]另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，所述寬度方向的兩端部附近的噴嘴葉片的全長形成得比所述中央部長。
[0030]通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，形成有前緣鼓出部的寬度方向的兩端部分延長地設(shè)置，全長變長，從而能夠確保形成通過相鄰的各個(gè)噴嘴葉片的重疊而形成的喉部的距離，其結(jié)果，能夠充分地進(jìn)行喉部對工作氣體的調(diào)整。即，在前緣鼓出部中，由于翼角立起，所以相鄰的噴嘴葉片間的重疊距離處于變小的傾向，但在本發(fā)明中，能夠確保這樣的鄰接的噴嘴葉片間的重疊部的長度。
[0031]另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，所述噴嘴葉片由能夠以噴嘴長度的中間部為旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)地被支承的可變式的噴嘴葉片構(gòu)成，相鄰的噴嘴葉片中的一方的噴嘴葉片的所述前緣鼓出部和另一方的噴嘴葉片的所述后緣鼓出部在所述噴嘴葉片全閉的狀態(tài)下接近地形成。
[0032]通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，在噴嘴葉片的全閉時(shí)，能夠極窄地設(shè)定喉部，不會(huì)使渦輪性能降低。
[0033]另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，所述噴嘴葉片由能夠以噴嘴長度的中間部為旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)地被支承的可變式的噴嘴葉片構(gòu)成，僅在各噴嘴葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)軸附近排列形成的環(huán)狀范圍內(nèi)，噴嘴端部和側(cè)壁之間的間隙比所述環(huán)狀范圍以外的噴嘴端部和側(cè)壁之間的間隙窄地形成。
[0034]由于可變式的噴嘴的噴嘴開度是可動(dòng)的，所以在噴嘴端部和壁面之間設(shè)置有空間(間隙)。通過該空間的氣體(不通過噴嘴的喉部而泄漏的氣體)未被轉(zhuǎn)換成速度能量，從而噴嘴空間的損失增大，渦輪效率降低。
[0035]因此，通過采用上述結(jié)構(gòu)，防止噴嘴空間的損失，由此，通過所述的噴嘴葉片前端部的碰撞損失的減少及噴嘴葉片的后端部處的流出流動(dòng)的均勻化提高了渦輪效率的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)效率的進(jìn)一步提聞。
[0036]另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，所述環(huán)狀范圍是在噴嘴葉片的開度為中間開度?小開度的范圍內(nèi)通過相鄰的噴嘴葉片形成喉部的區(qū)域。
[0037]g卩，由噴嘴空間導(dǎo)致的損失增大的傾向是在與渦輪轉(zhuǎn)子的動(dòng)翼相比噴嘴部的氣體膨脹更大的區(qū)域，并且對于噴嘴空間來說，在噴嘴間的喉部面積的比例變小的區(qū)域中，尤其變得顯著，從而在噴嘴對渦輪效率的影響變大的噴嘴開度的中開度?小開度的范圍內(nèi)，在通過相鄰的噴嘴葉片形成喉部的區(qū)域中，能夠有效地防止噴嘴空間的損失。
[0038]另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，在所述噴嘴葉片的入口前緣部，使寬度方向的兩端部附近，從寬度方向的中央部向噴嘴葉片的壓力面?zhèn)?、?度?13度的范圍內(nèi)在使翼角度立起的方向鼓出，另外，在述噴嘴葉片的出口后緣部，使寬度方向的兩端部附近，從寬度方向的中央部向在噴嘴葉片的壓力面?zhèn)取⒃?度?8度的范圍內(nèi)在使翼角度立起的方向鼓出。
[0039]發(fā)明的效果
[0040]根據(jù)本發(fā)明，實(shí)施從渦輪渦旋向噴嘴葉片流入的工作氣體的噴嘴葉片前端部處的碰撞損失的減少及噴嘴葉片的后端部處的流出流動(dòng)的均勻化，能夠抑制渦輪動(dòng)翼中的碰撞損失及2次流動(dòng)損失并提高渦輪效率。
[0041]另外，在噴嘴空間對渦輪效率的影響變大的噴嘴開度的中開度?小開度的范圍內(nèi)，通過減小噴嘴空間的尺寸來防止損失，能夠進(jìn)一步提聞潤輪效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0042]圖1表不第一實(shí)施方式的噴嘴葉片的整體圖，(A)是俯視圖，(B)是主視圖，(C)是側(cè)視圖。(D)表示噴嘴葉片前緣鼓出部的形狀，(E)表示噴嘴葉片后緣鼓出部的形狀。
[0043]圖2表示第一實(shí)施方式的噴嘴葉片沿周向配置的全閉狀態(tài)。
[0044]圖3表示第二實(shí)施方式的噴嘴葉片的整體圖，(A)是俯視圖，(B)是主視圖，(C)是側(cè)視圖。
[0045]圖4是表示第三實(shí)施方式的上半部分的關(guān)鍵部位剖視圖。
[0046]圖5(A)是第三實(shí)施方式的沿著旋轉(zhuǎn)軸線的上半部分的關(guān)鍵部位剖視圖，(B)是(A)的Z部的放大說明圖。
[0047]圖6是表示噴嘴葉片的入口處的三維邊界層的影響對流速帶來的變化的作用說明圖。
[0048]圖7是表示適用于本發(fā)明的徑流式渦輪機(jī)的上半部分的關(guān)鍵部分剖視圖。
[0049]圖8是適用于本發(fā)明的徑流式渦輪機(jī)的沿著旋轉(zhuǎn)軸線的上半部分的關(guān)鍵部位剖視圖。
[0050]圖9是表不現(xiàn)有技術(shù)的噴嘴葉片的整體圖的與圖1對應(yīng)的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0051]以下，使用圖示的實(shí)施方式詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0052]但是，本實(shí)施方式記載的構(gòu)成部件的尺寸、材質(zhì)、形狀及其相對配置等只要沒有特別特定的說明，就不是將本發(fā)明的范圍僅限于此的主旨，只不過是簡單的說明例。
[0053](第一實(shí)施方式)
[0054]圖7、8表示使用了可變噴嘴式的徑流式渦輪機(jī)I的增壓器的一例的關(guān)鍵部位剖視圖。在圖中，在渦輪殼2內(nèi)形成有螺旋狀的渦旋3，在內(nèi)周側(cè)形成有氣體出口通路5。
[0055]另外，在渦輪轉(zhuǎn)子7的外周，沿圓周方向以等間隔固定有多個(gè)動(dòng)翼9。另外，渦輪轉(zhuǎn)子7通過轉(zhuǎn)子軸11與被同軸地固定的未圖示的壓縮機(jī)連接，該轉(zhuǎn)子軸11被軸承支承在軸承外殼上。
[0056]另外，在螺旋狀的渦旋3的內(nèi)側(cè)，沿周向配置多個(gè)噴嘴葉片13，該噴嘴葉片13對于來自渦旋3的氣體流G，調(diào)整工作氣體向渦輪轉(zhuǎn)子7的動(dòng)翼9的流動(dòng)。
[0057]在該圖7、8中，示出了噴嘴葉片13是旋轉(zhuǎn)式的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)D示的被安裝在噴嘴葉片13的主體上的支承軸15作為旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。[0058]噴嘴葉片13的主體部分如圖1 (A)的俯視圖所示地呈長方形狀，在(B)所示的正面觀察時(shí)，具有翼形的截面形狀。而且，在工作氣體流入的噴嘴葉片13的入口前緣部17中，寬度W的兩端部即護(hù)罩側(cè)19的端部和轂側(cè)21的端部的部分比寬度W的中央部Wtl向噴嘴葉片13的壓力面?zhèn)?3a更鼓出而在兩端側(cè)形成有前緣鼓出部25、25。
[0059]而且，入口前緣部17的前緣翼角度(前緣部的指向的角度)α在寬度W的整個(gè)區(qū)域中與流入噴嘴葉片13的工作氣體的氣體流入角度β (參照圖1) 一致。
[0060]而且，在噴嘴葉片的出口后緣部27中，寬度W的兩端部即護(hù)罩側(cè)19的端部和轂側(cè)21的端部的部分也從寬度W的中央部Wtl向噴嘴葉片13的壓力面?zhèn)?3a側(cè)鼓出而在兩端側(cè)形成有后緣鼓出部29、29。
[0061]像這樣，在噴嘴葉片13的入口前緣部17的寬度方向的整個(gè)區(qū)域、及出口后緣部27的寬度方向整個(gè)區(qū)域中，以與工作氣體向噴嘴葉片13的氣體流入角度β (參照圖6) —致的方式使護(hù)罩側(cè)19及轂側(cè)21的端部鼓出。
[0062]而且，在入口前緣部17的寬度方向的整個(gè)區(qū)域中，入口前緣部17的前緣翼角度α方向與在寬度W的整個(gè)區(qū)域中流入噴嘴葉片13的工作氣體的氣體流入角度β (參照圖6) 一致，從而能夠減少從渦輪渦旋流入噴嘴葉片的工作氣體的噴嘴葉片前端部處的碰撞損 失。
[0063]另外，在出口后緣部27的寬度方向整個(gè)區(qū)域中，以與工作氣體向噴嘴葉片13的氣體流入角度β (參照圖6) —致的方式使護(hù)罩側(cè)19及轂側(cè)21的端部鼓出，從而實(shí)現(xiàn)噴嘴葉片的后端部處的流出流動(dòng)的均勻化，由此，通過從噴嘴葉片13流入動(dòng)翼9的工作氣體的流動(dòng)方向的均勻化，實(shí)現(xiàn)由動(dòng)翼9產(chǎn)生的工作損失的減少，能夠提高渦輪整體的渦輪效率。
[0064]此外，前緣鼓出部25、25及后緣鼓出部29、29的形成區(qū)域如圖1(B)、(C)所示地在寬度W方向上，使兩側(cè)的WpW2分別形成為15~20 %左右的范圍即可。這與如圖6所示地形成邊界層的區(qū)域相當(dāng)，在該區(qū)域中，與在由邊界層產(chǎn)生的影響下使氣體流入角度β變大的傾向?qū)?yīng)。
[0065]另外，前緣鼓出部25的鼓出形狀如圖1(C)所示地在兩端部的位置最突出，隨著朝向中央部Wtl而平順地降低。
[0066](D)表示噴嘴葉片前緣鼓出部的形狀，α I是穿過前緣的點(diǎn)25d的與軸旋轉(zhuǎn)中心的同心圓25a相切的切線25b和噴嘴前緣中心線25c所成的角度，(E)表示噴嘴葉片后緣鼓出部的形狀，Y I是穿過后緣的點(diǎn)29d的與軸旋轉(zhuǎn)中心的同心圓29a相切的切線29b和噴嘴后緣中心線29c所成的角度，所述α?及Y I是在關(guān)閉了噴嘴葉片13時(shí)以不打開間隙的方式被設(shè)定。
[0067]因此,如圖2所不,相鄰地設(shè)置的噴嘴葉片13、13間的前緣鼓出部25和后緣鼓出部29成為相互對應(yīng)的形狀，從而在噴嘴葉片13的全閉時(shí)，能夠接近。因此，在噴嘴葉片13的全閉時(shí)，能夠極窄地設(shè)定形成在相鄰的噴嘴葉片13、13之間的喉部S，并能夠維持渦輪性倉泛。
[0068]根據(jù)以上的第一實(shí)施方式，通過實(shí)現(xiàn)從渦輪渦旋3流入噴嘴葉片13的工作氣體的噴嘴葉片13的入口前緣部(前端部)17處的碰撞損失的減少這樣的作用效果、和噴嘴葉片13的出口后緣部(后端部)27處的流出流動(dòng)的均勻化，由此，除了得到從噴嘴葉片13流入動(dòng)翼9的工作氣體的流動(dòng)方向的均勻化這樣的作用效果，還能夠?qū)崿F(xiàn)由噴嘴葉片13產(chǎn)生的工作氣體流的流動(dòng)的損失減少、和由動(dòng)翼9導(dǎo)致的工作損失的減少，并能夠提高渦輪整體的渦輪效率。
[0069](第二實(shí)施方式)
[0070]以下，參照圖3，關(guān)于第二實(shí)施方式進(jìn)行說明。該第二實(shí)施方式是使入口前緣部17的部分沿翼的長度方向延伸。
[0071]如圖3所示，僅使噴嘴葉片33的前緣鼓出部25的部分沿長度方向延長L’而形成延長部31。
[0072]該延長部31從圖3㈧的俯視圖可知成為如下形狀，在護(hù)罩側(cè)19及轂側(cè)21的端面部最大伸長，從這里逐漸朝向中央部Wtl降低。在寬度W方向上，兩側(cè)的WpW2分別形成在15?20%左右的范圍即可。這與圖1(C)的說明同樣地，與圖6所示的形成有邊界層的區(qū)域相當(dāng)，在該區(qū)域中，與在由邊界層產(chǎn)生的影響下使氣體流入角度β變大的傾向?qū)?yīng)。
[0073]根據(jù)第二實(shí)施方式，由于寬度W方向的兩端部附近的噴嘴長度比中央部Wtl長地形成，所以確保了與相鄰的噴嘴葉片33、33重疊的部分的長度，不會(huì)縮短喉部S的形成范圍，從而能夠防止在相鄰的噴嘴葉片33之間流動(dòng)的工作氣體的流速的降低。
[0074]S卩，在前緣鼓出部25中，翼角α立起，而在后緣鼓出部29中，翼角Y立起，從而產(chǎn)生在相鄰的噴嘴葉片33之間的重疊的部分中不能確保形成喉部S的距離的問題，但在本實(shí)施方式中，能夠解除這樣的重疊部的長度的問題。
[0075]此外，作為第三實(shí)施方式，說明了僅延長了前緣鼓出部25的部分的例子，但后緣鼓出部29的部分也可以延長，像這樣，前緣側(cè)和后緣側(cè)都延長，由此，能夠進(jìn)一步確保相鄰的噴嘴葉片的重疊部分的長度，從而確保喉部部分的長度并防止工作氣體的調(diào)整降低。
[0076](第三實(shí)施方式)
[0077]以下，參照圖4、5，關(guān)于第三實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0078]本第三實(shí)施方式在第一、二實(shí)施方式的基礎(chǔ)上還能夠防止從噴嘴空間的氣體泄漏而使?jié)欇喰侍崧劇?br> [0079]如圖6所示，由于可變式噴嘴的噴嘴開度可動(dòng)，所以在噴嘴端部和壁面之間設(shè)置有空間(噴嘴空間)12。通過該噴嘴空間12的氣體(不通過噴嘴的喉部而泄漏的氣體)未被轉(zhuǎn)換成速度能量，從而噴嘴空間12的損失增大，渦輪效率降低。
[0080]因此，在第三實(shí)施方式中，如圖4、5所示，在噴嘴葉片13能夠以噴嘴長度的中間部為旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)地進(jìn)行支承的支承軸15的附近排列地形成的環(huán)狀范圍K內(nèi)，形成有形成在噴嘴葉片13的端部和側(cè)壁37之間的間隙比噴嘴空間12小的噴嘴空間39，在環(huán)狀范圍K以夕卜，由噴嘴空間12形成(參照圖5(B))。
[0081]而且，環(huán)狀范圍K形成于在噴嘴葉片13的開度為中間開度?小開度時(shí)通過相鄰的噴嘴葉片形成喉部的區(qū)域。即，噴嘴空間損失λ η與噴嘴空間面積/喉部面積成正比，從而由噴嘴空間12產(chǎn)生的損失增大的傾向是與渦輪轉(zhuǎn)子7的動(dòng)翼9相比噴嘴部處的氣體膨脹更大的區(qū)域，并且對于噴嘴空間12來說，在噴嘴間的喉部面積的比例變小的區(qū)域中尤其
變得顯著。
[0082]由此，在噴嘴空間對于渦輪效率的影響變大的噴嘴開度的中開度?小開度的范圍內(nèi)，使噴嘴空間變窄并作為間隙39，由此，能夠有效地實(shí)現(xiàn)噴嘴空間損失的降低。
[0083]因此，除了所述第一實(shí)施方式及第二實(shí)施方式的噴嘴葉片13的前緣鼓出部25及后緣鼓出部29的形成以外，還附加了第三實(shí)施方式的噴嘴空間12的尺寸調(diào)整構(gòu)造，由此能夠提高渦輪效率。
[0084]產(chǎn)業(yè)上利用的可能性
[0085]根據(jù)本發(fā)明，實(shí)施從渦輪渦旋流入噴嘴葉片的工作氣體的噴嘴葉片前端部處的碰撞損失的減小及噴嘴葉片的后端部處的流出流動(dòng)的均勻化，并抑制噴嘴葉片及動(dòng)翼處的二次流動(dòng)損失，能夠提高渦輪效率，而且在噴嘴空間對渦輪效率的影響變大的噴嘴開度的中開度?小開度的范圍內(nèi)，通過減小噴嘴空間的尺寸來進(jìn)行損失防止，由此能夠進(jìn)一步提高渦輪效率，從而適用于增壓器(排氣渦輪增壓器)、小型氣體渦輪、膨脹渦輪等的徑流式渦輪機(jī)。
【權(quán)利要求】
1.一種徑流式渦輪機(jī)，其具有噴嘴葉片，該噴嘴葉片在螺旋狀的渦旋的內(nèi)側(cè)沿周向配置多個(gè)，而調(diào)整工作氣體從渦旋向渦輪轉(zhuǎn)子的動(dòng)翼的流動(dòng)，其特征在于， 使所述噴嘴葉片的入口前緣部的寬度方向的兩端部附近，比寬度方向的中央部更向噴嘴葉片的壓力面?zhèn)裙某龅匦纬汕熬壒某霾?，入口前緣部的翼角度在寬度方向整個(gè)區(qū)域中與流入所述噴嘴葉片的工作氣體的氣體流入角度一致，而且，形成有使所述噴嘴葉片的后緣部的寬度方向的兩端部附近比中央部更向壓力面?zhèn)裙某龅暮缶壒某霾?，使來自噴嘴葉片的出口后緣部的工作氣體的流出角度變得均勻。
2.如權(quán)利要求1所述的徑流式渦輪機(jī)，其特征在于，所述寬度方向的兩端部附近的噴嘴葉片的全長形成得比所述中央部長。
3.如權(quán)利要求2所述的徑流式渦輪機(jī)，其特征在于，所述噴嘴葉片由可變式的噴嘴葉片構(gòu)成，該可變式的噴嘴葉片能夠以噴嘴長度的中間部為旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)地被支承，相鄰的噴嘴葉片中的一方的噴嘴葉片的所述前緣鼓出部和另一方的噴嘴葉片的所述后緣鼓出部在所述噴嘴葉片全閉的狀態(tài)下接近地形成。
4.如權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的徑流式渦輪機(jī)，其特征在于，所述噴嘴葉片由能夠以噴嘴長度的中間部為旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)地被支承的可變式的噴嘴葉片構(gòu)成，僅在各噴嘴葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)軸附近排列地形成的環(huán)狀范圍內(nèi)，噴嘴端部和側(cè)壁之間的間隙形成為比所述環(huán)狀范圍以外的噴嘴端部和側(cè)壁之間的間隙窄。
5.如權(quán)利要求4所述的徑流式渦輪機(jī)，其特征在于，所述環(huán)狀范圍是在噴嘴葉片的開度為中間開度?小開度的范圍內(nèi)通過相鄰的噴嘴葉片形成喉部的區(qū)域。
6.如權(quán)利要求1所述的徑流式渦輪機(jī)，其特征在于，在所述噴嘴葉片的入口前緣部，使寬度方向的兩端部附近，從寬度方向的中央部向噴嘴葉片的壓力面?zhèn)?、?度?13度的范圍內(nèi)在使翼角度立起的方向鼓出。
7.如權(quán)利要求1所述的徑流式渦輪機(jī)，其特征在于，在所述噴嘴葉片的出口后緣部，使寬度方向的兩端部附近，從寬度方向的中央部向噴嘴葉片的壓力面?zhèn)取⒃?度?8度的范圍內(nèi)在使翼角度立起的方向鼓出。
【文檔編號(hào)】F02C3/05GK103946487SQ201280057391
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月30日
【發(fā)明者】大迫雄志, 橫山隆雄, 陣內(nèi)靖明, 白石隆 申請人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社