專利名稱：渦輪轉(zhuǎn)子葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種使用于增壓機(jī)、小型燃?xì)廨啓C(jī)及膨脹渦輪機(jī)等上的徑流式渦輪機(jī)或斜流式渦輪機(jī)等的渦輪轉(zhuǎn)子葉片，具體地講是涉及一種可防止轉(zhuǎn)子葉片后緣部處的流動的剝離，以防止增加流動損失的渦輪轉(zhuǎn)子葉片。
如圖7～圖9所示，在輪轂1的圓周方向被設(shè)成輻射狀的多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片2，朝向后緣3葉片厚度t逐漸變薄，由于該變薄之前的葉片厚度t，一般多被設(shè)定成最大葉片厚度，故為說明的方便將該部分稱作最大葉片厚度，并將該最大葉片厚度部4的下游稱作后緣部5。
而且，設(shè)定最大葉片厚度部4上游的負(fù)壓面6的延長線6a、最大葉片厚度部4上游的壓力面7的延長線7a、及葉片厚度t的中心線8。此時(shí)，現(xiàn)行的后緣部5的后緣3，被設(shè)定于該中心線8處。
這樣地形成后緣部5附近的剖面，是因?yàn)橐郧?，葉片形狀根據(jù)上述中心線8進(jìn)行設(shè)定，并對于該中心線8，沿垂直方向?qū)⑷~片厚度t分成各1/2設(shè)在負(fù)壓面6和壓力面7上，以此來設(shè)定葉片厚度t。
但是，現(xiàn)行的渦輪轉(zhuǎn)子葉片，存在以下問題因?yàn)槿缟纤鲂纬珊缶?，所以如

圖10所示，主流的負(fù)壓面流速9，因在最大葉片厚度部4下游的流動轉(zhuǎn)向角θ的驟增而產(chǎn)生的驟然上升部11，并且在后緣3處產(chǎn)生驟然減速部12。由此，在負(fù)壓面6的后緣部5處產(chǎn)生流動的剝離部13，增加了流動的損失。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明之1的渦輪轉(zhuǎn)子葉片，在渦輪轉(zhuǎn)子葉片中，通過將該轉(zhuǎn)子葉片的后緣，形成在最大葉片厚度部上游的負(fù)壓面的延長線上，或者，以從葉片厚度的中心線靠近該延長線側(cè)的方式偏向形成，而使該最大葉片厚度部下游的葉片面的轉(zhuǎn)向角變小。
由此，因?yàn)樵诤缶壊刻幍霓D(zhuǎn)向角不會驟增，在主流的負(fù)壓面流速中，不會產(chǎn)生如現(xiàn)行狀況的驟然上升或驟然減速，所以可防止在后緣部處發(fā)生流動的剝離。從而，可減少流動的損失，提高渦輪機(jī)效率。
另外，本發(fā)明之2的渦輪轉(zhuǎn)子葉片，將轉(zhuǎn)子葉片的后緣以整個(gè)葉片高度靠近負(fù)壓面?zhèn)鹊姆绞狡蛐纬伞?br> 由此，可防止在后緣部處的整個(gè)葉片高度上發(fā)生流動的剝離。從而，可減少流動的損失，提高渦輪機(jī)效率。
另外，本發(fā)明之3的渦輪轉(zhuǎn)子葉片，將轉(zhuǎn)子葉片的后緣在末梢側(cè)以靠近負(fù)壓面?zhèn)鹊姆绞狡蛐纬桑⑶以诟總?cè)以靠近壓力面?zhèn)鹊姆绞狡蛐纬伞?br> 由此，在主流的縱向渦流顯著時(shí)，可分別對在末梢側(cè)和根部側(cè)的流動進(jìn)行有效地控制。從而，可減少流動損失，提高渦輪機(jī)效率。
圖2是表示后緣被形成直線形的渦輪轉(zhuǎn)子葉片的剖視圖。
圖3(a)是表示葉片面的流速，(b)是表示流動的狀態(tài)的說明圖。
圖4(a)是表示本發(fā)明的實(shí)施例2的渦輪轉(zhuǎn)子葉片的剖視圖，(b)是從其B方向(下游方向)觀察的說明圖。
圖5是表示后緣被形成為直線形的渦輪轉(zhuǎn)子葉片的剖視圖。
圖6(a)是表示本發(fā)明的實(shí)施例3的渦輪轉(zhuǎn)子葉片的剖視圖，(b)是從其C方向(下游方向)觀察的說明圖。
圖7是表示現(xiàn)行的渦輪轉(zhuǎn)子葉片(將后緣形成為拋物線形)的剖視圖。
圖8是表示現(xiàn)行的渦輪轉(zhuǎn)子葉片(將后緣形成為直線形)的剖視圖。
圖9是圖7或圖8所示的轉(zhuǎn)子葉片的D-D剖面的剖視圖。
圖10(a)是表示現(xiàn)行的葉片面流速，(b)是基于葉片形狀而產(chǎn)生的流動的剝離狀態(tài)的說明圖。
圖中1-輪轂(boss)，2-轉(zhuǎn)子葉片，3-后緣，4-最大葉片厚度部，5-后緣部，6-負(fù)壓面，6a-最大葉片厚度部上游的負(fù)壓面的延長線，7-壓力面，8-葉片厚度的中心線，9-負(fù)壓面流速，t-葉片厚度，θ-轉(zhuǎn)向角，10-壓力面流速，14-末梢，15-根部，16-主流的縱向渦流。
(實(shí)施例1)圖1(a)是表示本發(fā)明的實(shí)施例1的渦輪轉(zhuǎn)子葉片的剖視圖及(b)是表示其A-A剖面的剖視圖，是適用于后緣被形成為拋物線形的轉(zhuǎn)子葉片的實(shí)例。圖2是表示后緣被形成為直線形的渦輪轉(zhuǎn)子葉片的剖視圖，圖3(a)是表示葉片面的流速和(b)是表示流動狀態(tài)的說明圖。同時(shí)，在以下的說明中，對于與已經(jīng)說明過的部件相同或相當(dāng)?shù)牟考捎猛环?，并對重?fù)說明進(jìn)行省略或簡化。
如圖1所示，通過將轉(zhuǎn)子葉片2的后緣3、以從葉片厚度的中心線8靠近最大葉片厚度部4上游的負(fù)壓面6的延長線6a側(cè)的方式偏向形成，而使這些最大葉片厚度部4下游的葉片面的轉(zhuǎn)向角變小。同時(shí)，即使將后緣3形成直線形的轉(zhuǎn)子葉片2(參照圖2)，也可與上述同樣形成。
通過這樣形成轉(zhuǎn)子葉片2的后緣3，在后緣部5處的轉(zhuǎn)向角不會驟增。由此，如圖3所示，因?yàn)樵谥髁鞯呢?fù)壓面流速9上，不會產(chǎn)生如現(xiàn)行狀況的驟然上升部11或驟然減速部12(參照圖10)，所以可防止在后緣部5處發(fā)生流動的剝離。從而，可減少流動的損失，來提高渦輪機(jī)效率。
如上所述，根據(jù)該實(shí)施例1的渦輪轉(zhuǎn)子葉片，因?yàn)榭煞乐购缶壊?處的流動的剝離，來防止增加流動損失，所以可提高渦輪機(jī)效率。
同時(shí)，在上述實(shí)施例1中，對將轉(zhuǎn)子葉片2的后緣3，以從葉片厚度的中心線8靠近最大葉片厚度部4上游的負(fù)壓面6的延長線6a側(cè)的方式偏向形成進(jìn)行了說明，但并不局限于此，也可將后緣3形成在最大葉片厚度部4上游的負(fù)壓面6的延長線6a上。這種情況也能得到與上述相同的效果。
(實(shí)施例2)圖4(a)是表示本發(fā)明的實(shí)施例2的渦輪轉(zhuǎn)子葉片的剖視圖及(b)是從其B方向(下游方向)觀察的說明圖，是適用于后緣被形成為拋物線形的轉(zhuǎn)子葉片的實(shí)例。圖5是表示后緣被形成為直線形的渦輪轉(zhuǎn)子葉片的剖視圖。
在上述實(shí)施例1中，將轉(zhuǎn)子葉片2的后緣3、以從葉片厚的中心線8靠近最大葉片厚度部4上游的負(fù)壓面6的延長線6a側(cè)的方式偏向形成，但在本實(shí)施例2中，進(jìn)一步對該后緣3的葉片高度方向的分布進(jìn)行指定。即，如圖4(b)所示，使后緣3以整個(gè)葉片高度靠近負(fù)壓面6側(cè)的方式偏向形成。同時(shí)，即使對將后緣3形成直線形的轉(zhuǎn)子葉片2(參照圖5)，也可與上述同樣形成。
通過這樣形成后緣3，在后緣部5處的轉(zhuǎn)向角不會驟增，由于在主流的負(fù)壓面流速上，不會產(chǎn)生如現(xiàn)行狀況的驟然上升部11或驟然減速部12，所以可防止在后緣部5處發(fā)生流動的剝離。從而，可減少流動的損失、提高渦輪機(jī)效率。
如上所述，根據(jù)該實(shí)施例2的渦輪轉(zhuǎn)子葉片，因?yàn)榭煞乐购缶壊?處的流動的剝離，來防止增加流動損失，所以可提高渦輪機(jī)效率。
(實(shí)施例3)
圖6(a)是表示本發(fā)明的實(shí)施例3的渦輪轉(zhuǎn)子葉片的剖視圖及(b)是從其C方向(下游方向)觀察的說明圖，是適用于后緣被形成為拋物線形的轉(zhuǎn)子葉片的實(shí)例。
在上述實(shí)施例1中，將轉(zhuǎn)子葉片2的后緣3、以從葉片厚的中心線8靠近最大葉片厚度部4上游的負(fù)壓面6的延長線6a側(cè)的方式偏向形成，但本實(shí)施例2，是進(jìn)一步對該后緣3的葉片高度方向的分布進(jìn)行指定的實(shí)例。
即，如圖6(b)所示，在主流的縱向渦流16較為顯著時(shí)，由于使在根部15側(cè)朝向負(fù)壓面6流動，故流動不根據(jù)葉片形狀的轉(zhuǎn)向角而沿負(fù)壓面6流動，在根部15側(cè)不會產(chǎn)生流動的剝離。
在這種情況下，將轉(zhuǎn)子葉片2的后緣3在末梢14側(cè)以靠近負(fù)壓面6側(cè)的方式偏向形成，并且在根部15側(cè)以靠近壓力面7側(cè)的方式偏向形成。同時(shí)，即使對將后緣3形成為直線形的轉(zhuǎn)子葉片2(參照圖5)，也可與上述同樣形成。
如上所述，根據(jù)該實(shí)施例3的渦輪轉(zhuǎn)子葉片，在主流的縱向渦流16較為顯著時(shí)，由于分別對在末梢14側(cè)和根部15側(cè)的流動進(jìn)行有效地控制，故可減少流動損失，提高渦輪機(jī)效率。
(發(fā)明效果)如上所述，根據(jù)本發(fā)明的渦輪轉(zhuǎn)子葉片(本發(fā)明之1)，在渦輪轉(zhuǎn)子葉片中，因?yàn)橥ㄟ^將該轉(zhuǎn)子葉片的后緣、形成在最大葉片厚度部上游的負(fù)壓面的延長線上，或者，以從葉片厚度的中心線靠近該延長線側(cè)的方式偏向形成，而使該最大葉片厚度部下游的葉片面的轉(zhuǎn)向角變小，所以在后緣部處的轉(zhuǎn)向角不會驟增，在主流的負(fù)壓面流速上，不會產(chǎn)生如現(xiàn)行狀況的驟然上升或驟然減速，所以可防止在后緣部處發(fā)生流動的剝離。從而，可減少流動的損失，提高渦輪機(jī)效率。
另外，根據(jù)本發(fā)明的渦輪轉(zhuǎn)子葉片(本發(fā)明之2)，因?yàn)閷⑥D(zhuǎn)子葉片的后緣以整個(gè)葉片高度靠近負(fù)壓面?zhèn)鹊姆绞狡蛐纬?，所以可防止在后緣部處的整個(gè)葉片高度上發(fā)生流動的剝離。從而，可減少流動的損失，提高渦輪機(jī)效率。
另外，根據(jù)本發(fā)明的渦輪轉(zhuǎn)子葉片(本發(fā)明之3)，因?yàn)閷⑥D(zhuǎn)子葉片的后緣在末梢側(cè)以靠近負(fù)壓面?zhèn)鹊姆绞狡蛐纬桑⑶以诟總?cè)以靠近壓力面?zhèn)鹊姆绞狡蛐纬桑栽谥髁鞯目v向渦流顯著時(shí)，可分別對在末梢14側(cè)和根部側(cè)的流動進(jìn)行有效地控制。從而，可減少流動損失，提高渦輪機(jī)效率。
權(quán)利要求
1.一種渦輪轉(zhuǎn)子葉片，在渦輪轉(zhuǎn)子葉片中，其特征在于通過將該轉(zhuǎn)子葉片的后緣、形成在最大葉片厚度部上游的負(fù)壓面的延長線上，或者，以從葉片厚度的中心線靠近該延長線側(cè)的方式偏向形成，而使該最大葉片厚度部下游的葉片面的轉(zhuǎn)向角變小。
2.如權(quán)利要求1所述的渦輪轉(zhuǎn)子葉片，其特征在于將轉(zhuǎn)子葉片的后緣、以整個(gè)葉片高度靠近負(fù)壓面?zhèn)鹊姆绞狡蛐纬伞?br> 3.如權(quán)利要求1所述的渦輪轉(zhuǎn)子葉片，其特征在于將轉(zhuǎn)子葉片的后緣、在末梢側(cè)以靠近負(fù)壓面?zhèn)鹊姆绞狡蛐纬?，并且在根部?cè)以靠近壓力面?zhèn)鹊姆绞狡蛐纬伞?br> 全文摘要
一種渦輪轉(zhuǎn)子葉片，通過將轉(zhuǎn)子葉片(2)的后緣(3)，以從葉片厚度的中心線(8)靠近最大葉片厚度部(4)上游的負(fù)壓面(6)的延長線(6a)側(cè)的方式偏向形成，而使該最大葉片厚度部(4)下游的葉片面的轉(zhuǎn)向角變小。通過這樣形成轉(zhuǎn)子葉片(2)的后緣(3)，可使在后緣部(5)處的轉(zhuǎn)向角不會驟增。這樣，因?yàn)樵谥髁鞯呢?fù)壓面流速(9)中，不會產(chǎn)生如現(xiàn)行狀況的驟然上升部(11)或驟然減速部(12)，所以可防止在后緣部(5)處發(fā)生流動的剝離。從而，可減少流動的損失，提高渦輪機(jī)效率。
文檔編號F02B39/00GK1467364SQ03138109
公開日2004年1月14日 申請日期2003年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月7日
發(fā)明者東森弘高, 大迫雄志, 志, 白石隆, 隆, 御子神隆 申請人:三菱重工業(yè)株式會社