[发明专利]涡轮叶栅端壁

说明书

本申请为2008年9月25日提交的、申请号为200880125635.7的、发明名称为“涡轮叶栅端壁”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种涡轮叶栅端壁。

背景技术

在作为将流体的运动能量转变为旋转运动而得到动力的动力产生装置的涡轮的涡轮叶栅端壁上，从一个涡轮叶片的腹侧朝向相邻的涡轮叶片的背侧产生所谓的“横流(二次流动)”。

为实现涡轮性能的提高，需要降低该横流，并且降低伴随该横流产生的二次流动损失。

因此，作为使这样的伴随横流的二次流动损失降低，实现涡轮性能的提高的结构，已知有在涡轮叶栅端壁上具有非轴对称地形成的凹凸(例如参照专利文献1)。

专利文献1：美国专利第6283713号说明书

发明内容

在上述专利文献公开的涡轮叶栅端壁中，在一个涡轮叶片的腹侧后缘侧形成凹部，在相邻的涡轮叶片的背侧后缘侧形成凸部。

然而，对于在背侧后缘侧形成的凸部，在该处静压降低，叶片出口的流出角度增大，使位于具有凹凸的对象叶栅的下游的叶栅的性能恶化，担心反倒使具有多个叶栅的涡轮整体的性能降低。

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种涡轮叶栅端壁，其能够使横流降低，并且能够使伴随着横流的二次流损失降低，能够实现提高涡轮性能。

本发明为了解决上述课题，采用了以下的手段。

本发明第一方式的涡轮叶栅端壁，位于环状排列的多个涡轮静叶片或涡轮动叶片的尖端侧或轮毂侧，其特征在于，在设0％Cax为轴方向上的涡轮静叶片或涡轮动叶片的前缘位置、100％Cax为轴方向上的涡轮静叶片或涡轮动叶片的后缘位置、0％间距为涡轮静叶片或涡轮动叶片的腹面上的位置、100％间距为与上述涡轮静叶片或涡轮动叶片的腹面相对的涡轮静叶片或涡轮动叶片的背面上的位置的情况下，在一个涡轮静叶片或涡轮动叶片和与该涡轮静叶片或涡轮动叶片相邻配置的其他的涡轮静叶片或涡轮动叶片之间具备凸部，所述凸部在5～25％Cax、0～20％间距的位置具有顶点，从该顶点朝向下游侧及相邻配置的涡轮静叶片或涡轮动叶片的背面缓慢地倾斜，并且从该顶点朝向上游侧稍微急速地倾斜，整体平缓地隆起。

根据本发明第一方式的涡轮叶栅端壁，能够降低凸部附近的静压，能够增加动作流体向轴方向的流动，因此能够降低横流，并且能够降低伴随横流的二次流动的损失，能够实现涡轮性能的提高。

本发明的第二方式的涡轮叶栅端壁，位于环状排列的多个涡轮静叶片或涡轮动叶片的尖端侧或轮毂侧，其特征在于，在设0％Cax为轴方向上的涡轮静叶片或涡轮动叶片的前缘位置、100％Cax为轴方向上的涡轮静叶片或涡轮动叶片的后缘位置、0％间距为涡轮静叶片或涡轮动叶片的腹面上的位置、100％间距为与上述涡轮静叶片或涡轮动叶片的腹面相对的涡轮静叶片或涡轮动叶片的背面上的位置的情况下，在一个涡轮静叶片或涡轮动叶片和与该涡轮静叶片或涡轮动叶片相邻配置的其他的涡轮静叶片或涡轮动叶片之间具备凹部，所述凹部在5～25％Cax、70～90％间距的位置具有底点，从该底点朝向下游侧及相邻配置的涡轮静叶片或涡轮动叶片的腹面缓慢地倾斜，并且从该底点朝向上游侧稍微急速地倾斜，整体平缓地凹陷。

根据本发明的第二方式的涡轮叶栅端壁，能够增加凹部附近的静压，能够增加动作流体向轴方向的流动，因此能够降低横流，并且能够降低伴随着横流的二次流动损失，能够实现涡轮性能的提高。

进而优选在上述第一方式或第二方式的涡轮叶栅端壁的喉部附近设置整体平缓地隆起的第二凸部。

根据这样的涡轮叶栅端壁，通过喉部附近的动作流体的流速增加，其静压降低，并且在涡轮静叶片或涡轮动叶片的背面沿叶片高度方向产生的压力梯度缓和，因此能够抑制在涡轮静叶片或涡轮动叶片的背面产生的涡流，能够降低伴随着该涡流的二次流动损失。

本发明的第三方式的涡轮具备上述第一方式或第二方式的涡轮叶栅端壁。

根据本发明的第三方式的涡轮，由于具备能够降低横流并且能够降低伴随着横流的二次流动损失的涡轮叶栅端壁，因此能够实现提高涡轮整体的性能。

根据本发明，产生如下效果：能够降低横流，并且能够降低伴随着横流的二次流动损失，能够实现提高涡轮性能。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的涡轮叶栅端壁的要部平面图。

图2是本发明第二实施方式的涡轮叶栅端壁的要部平面图。

图3是本发明第三实施方式的涡轮叶栅端壁的要部平面图。