[发明专利]涡轮叶轮、径向涡轮及增压器

说明书

本发明涉及一种涡轮叶轮、径向涡轮及增压器。径向涡轮的叶片(42)的负压面(46n)具有：叶尖侧前部(47n)，包括负压面(46n)与叶尖(45)的边界及前缘(43)；及叶尖侧后部(48n)，包括负压面(46n)与叶尖(45)的边界及后缘(44)。叶尖侧前部(47n)从径向观察，呈向逆旋转侧(So)凹陷的凹曲面。叶尖侧后部(48n)从径向观察，呈向旋转侧(Sr)凸起的凸曲面。

技术领域

本发明涉及一种涡轮叶轮、径向涡轮及增压器。

背景技术

涡轮具有以轴线为中心进行旋转的涡轮旋转轴、固定于涡轮旋转轴的外周侧的涡轮叶轮及覆盖涡轮叶轮的壳体。涡轮叶轮具有固定于涡轮旋转轴的轮盘及在周向上隔开间隔设置在该轮盘的外周面的多个叶片。工作流体从各叶片的前缘彼此之间流入到多个叶片彼此之间。该工作流体从各叶片的后缘彼此之间流出。

径向涡轮中，叶片的前缘朝向相对于轴线的径向外侧。并且，叶片的后缘朝向轴线延伸的轴向上延伸的后侧。因此，径向涡轮中，工作流体从径向外侧流入，并排向轴向的后侧。

作为这样的径向涡轮，例如有以下专利文献1中记载的径向涡轮。该径向涡轮的正压面呈从正压面朝向负压面的向旋转侧凹陷的凹曲面。并且，负压面呈向旋转侧凸起的凸曲面。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开2004-011560号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

在涡轮中，为了相对于壳体而使涡轮叶轮相对旋转，叶片的叶尖和壳体的内周面之间存在间隙。该间隙一般称为尖端间隙。为了提高涡轮效率，优选尽可能减小该尖端间隙。然而，由于利用轴振动或涡轮叶轮的热膨胀的影响等而避免叶片的叶尖和壳体的内周面的接触，因此该尖端间隙的缩小存在限制。

在涡轮中，减少通过尖端间隙的工作流体的流动，即减少间隙流会促进涡轮效率的提高。因此，本发明的目的在于提供一种能够降低间隙流的涡轮叶轮、径向涡轮及增压器。

用于解决技术课题的手段

作为用于实现上述目的的发明所涉及的第一方式的涡轮叶轮，其具备：

轮盘，以轴线为中心呈旋转对称的形状，随着从所述轴线延伸的轴向的一侧即前侧朝向另一侧即后侧而直径逐渐减少；及多个叶片，相对于所述轴线在周向D上隔开间隔而固定于所述轮盘的外周面，所述叶片具有：前缘，从所述轮盘的所述前侧的部分向包括所述轴向成分的方向延伸，并朝向相对于所述轴线的径向外侧；后缘，从所述轮盘的所述后侧的部分向包括相对于所述轴线的径向成分的方向延伸，并朝向所述后侧；正压面及负压面，从所述前缘延伸到所述后缘，并朝向彼此相反的侧；叶尖，成为远离所述外周面的一侧的边缘，所述负压面具有：及叶尖侧前部，包括所述负压面与所述叶尖的边界及所述前缘；及叶尖侧后部，包括所述负压面与所述叶尖的边界及所述后缘，所述叶尖侧前部从径向观察，呈从所述负压面朝向所述正压面的向逆旋转侧凹陷的凹曲面，所述叶尖侧后部从径向观察，呈从所述正压面朝向所述负压面侧的向旋转侧凸起的凸曲面。

在涡轮叶轮中的叶片的叶尖和覆盖该涡轮叶轮的涡轮壳体的内周面之间，存在称为尖端间隙的间隙。通过尖端间隙的工作流体的流动，即间隙流的存在，促进涡轮效率的下降。

在此，假设将负压面整体为向旋转侧凸起的凸曲面的叶片作为比较例。该比较例中，作为间隙流的结果，从叶片的正压面侧向负压面侧流动的泄漏流体成为涡流，沿该叶片的负压面流动。沿该叶片的负压面的泄漏流体的流动会引发更多的间隙流。