涡轮机的制作方法

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涡轮机的制作方法与工艺

本公开涉及一种涡轮机。



背景技术:

在专利文献1中,记载了一种包括壳体与收容于壳体的涡轮机动叶的涡轮机。壳体具有入口、出口以及在入口与出口之间延伸的护罩面。涡轮机动叶包含轮毂以及设于轮毂的外周面的多个叶片,多个叶片分别具有沿护罩面延伸的侧缘。在该涡轮机中,叶片的侧缘具有配置于入口侧的侧缘上游部和配置于出口侧的侧缘下游部,护罩面具有配置于入口侧并沿着侧缘上游部的护罩上游部以及配置于出口侧并沿着侧缘下游部的护罩下游部。并且,护罩上游部具有圆弧形状的子午截面形状,护罩下游部具有沿着轮毂的轴线方向的直线形状的子午截面形状。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2013-204422号公报



技术实现要素:

发明所要解决的技术问题

一般来说,在涡轮机中,在叶片的侧缘与护罩面之间虽然微小但仍然存在间隙。因此,从壳体的入口流入的流体的一部分通过间隙(空隙)产生在周向上泄漏的间隙流。

间隙流在涡轮机所产生的损失之中占据了较大的比例。为了减少间隙流,也考虑缩小叶片侧缘与护罩面的间隙,但由于轴振动和涡轮机动叶的热延伸,存在叶片侧缘接触于护罩面的风险,不能使间隙为0。

另外,也考虑如轴流涡轮机那样用护罩环覆盖涡轮机动叶,但在高速区域也运转的涡轮机中,护罩环的质量增加导致的离心应力很成问题。

鉴于上述情况,本发明的至少一实施方式的目的在于,提供一种可使流体在叶片侧缘与护罩面之间的间隙中流动的间隙流减少的涡轮机。

用于解决技术问题的手段

本发明人为了达成上述目的进行了各种研究。其结果,得出了在入口处在周向上离叶片近的流体流(以下,也称为“近旁流”)通过间隙的上游区域,越是离叶片远的流体流(以下,也称为“中间流”)就越是通过间隙的下游区域的见解。并且,还得出了通过使近旁流通过间隙的区域朝向下游扩大,能够使中间流通过间隙的区域变窄,能够抑制中间流在间隙中通过的见解。基于这些见解,本发明人想到了本发明。

(1)本发明的至少一实施方式的涡轮机包括:

壳体,其包含护罩部,该护罩部具有入口、出口以及在所述入口与所述出口之间延伸的护罩面;

涡轮机动叶,其收容于所述壳体,包含轮毂以及设于该轮毂的外周面并分别具有沿所述护罩面延伸的侧缘的多个叶片;

所述叶片的侧缘具有:

配置于所述入口侧的侧缘上游部;

配置于所述出口侧的侧缘下游部;

所述护罩面具有:

配置于所述入口侧并沿着所述侧缘上游部的护罩上游部;

配置于所述出口侧并沿着所述侧缘下游部的护罩下游部;

所述护罩上游部相比于护罩上游部具有圆弧形状的子午截面形状且护罩下游部具有沿着所述轮毂的轴线方向的直线形状的子午截面形状的情况,具有在所述入口侧相对于所述轮毂的轴线的倾斜角度更小的子午截面形状。

根据上述(1)的结构,通过使近旁流通过间隙的区域朝向下游扩大,能够使中间流通过间隙的区域变窄,能够抑制中间流通过间隙。由此,可减少流体在叶片侧缘与护罩面之间的间隙中流动的间隙流。

(2)在一些实施方式中,在上述(1)的结构的基础上,

在将从所述轮毂的轴线至所述入口的径向距离设为R1、将从所述轮毂的轴线至所述出口的径向距离设为R2t、将所述护罩面在所述轮毂的轴线方向上的长度设为Ls的情况下,所述护罩上游部具有曲率半径R为由式1定义的曲率半径的子午截面形状:

[式1]

根据上述(2)的结构,由于护罩上游部的子午截面形状具有由式1定义的曲率半径R,因此能够切实地减小相对于轮毂的轴线的倾斜角度。

(3)在一些实施方式中,在上述(1)或(2)的结构的基础上,

所述护罩下游部由具有圆弧形状的子午截面形状的圆弧部构成。

根据上述(3)的结构,由于护罩下游部由圆弧部构成,因此能够使护罩下游部相对于轮毂的轴线的倾斜角度朝向出口逐渐减小。

(4)在一些实施方式中,在上述(3)的结构的基础上,

所述圆弧部具有正圆弧形状的子午截面形状。

根据上述(4)的结构,由于圆弧部具有正圆弧形状的子午截面形状,因此能够使护罩下游部相对于轮毂的轴线的倾斜角度朝向出口逐渐减小。

(5)在一些实施方式中,在所述(3)的结构的基础上,

所述圆弧部具有椭圆弧形状的子午截面形状。

根据上述(5)的结构,由于圆弧部具有椭圆弧形状的子午截面形状,因此能够使护罩下游部相对于轮毂的轴线的倾斜角度朝向出口逐渐减小。

(6)在上述实施方式中,在上述(3)~(5)中任一结构的基础上,

所述圆弧部的曲率中心被定位于通过所述出口且与所述轮毂的轴线方向正交的直线上或在所述轮毂的轴线方向上比该直线靠下游的位置。

根据上述(6)的结构,能够使护罩面相对于轮毂的轴线的倾斜角度为0度以上。

(7)在一些实施方式中,在(1)~(6)中任一结构的基础上,

所述护罩上游部由具有直线形状的子午截面形状的直线部构成。

根据上述(7)的结构,由于护罩上游部具有直线部,因此能够使护罩上游部相对于轮毂的轴线的倾斜角度一定。

(8)在一些实施方式中,在上述(1)~(7)中任一结构的基础上,

所述护罩下游部在子午截面上相对于所述轮毂的轴线的倾斜角度在所述出口为0度。

根据上述(8)的结构,由于出口处护罩面的倾斜角度为0度,因此能够从出口顺畅地排出流体。

(9)在一些实施方式中,在上述(1)或(2)的结构的基础上,

所述护罩下游部由直线部构成,该直线部具有相对于所述轮毂的轴线倾斜的直线形状的子午截面形状。

根据上述(10)的结构,由于护罩下游部由直线部构成,因此能够使护罩下游部相对于轮毂的轴线的倾斜角度一定。

(10)在一些实施方式中,在上述(1)或(2)的结构的基础上,

所述护罩面具有将所述入口与所述出口连结的直线形状的子午截面形状。

根据上述(10)的结构,能够使护罩面相对于轮毂轴的倾斜角度一定。

(11)在一些实施方式中,在上述(1)或(2)的结构的基础上,

在将从所述轮毂的轴线至所述入口的径向距离设为R1、将从所述轮毂的轴线至所述出口的径向距离设为R2t、将所述护罩面在所述轮毂的轴线方向上的长度设为Ls的情况下,所述护罩面具有曲率半径R为由式2定义的曲率半径的圆弧形状的子午截面形状:

[式2]

根据上述(11)的结构,由于护罩面具有圆弧形状的子午截面形状,该圆弧形状具有由式2定义的曲率半径R,因此能够切实地减小护罩面相对于轮毂的轴线的倾斜角度。

(12)在一些实施方式中,在上述(1)~(11)中任一结构的基础上,

在将所述护罩面在所述入口处的内径设为D1、将所述护罩面在所述轮毂的轴线方向上的长度设为LS的情况下,所述长度LS相对于所述内径D1的比例Ls/D1大于0.16。

在长度Ls相对于内径D1的比例Ls/D1为0.16以下的情况下,从流体接收旋转力的叶片的面积相对较窄,涡轮机的效率降低。另一方面,在比例Ls/D1大于0.16的情况下,叶片的面积相对变宽,涡轮机的效率提高,但产生间隙流的区域变宽,间隙流所导致的损失变大。

关于这一点,根据上述(12)的结构,即使比例Ls/D1大于0.16也可减少间隙流,因此能够使涡轮机的效率提高,并且抑制损失的增大。

(13)在一些实施方式中,在上述(1)~(12)中任一结构的基础上,

在将从所述轮毂的轴线至所述入口的径向距离设为R1、将从所述轮毂的轴线至所述出口的径向距离设为R2t的情况下,所述距离R2t相对于所述距离R1的比例为0.95以下。

根据上述(13)的结构,间隙流的减少对涡轮机的效率提高发挥了较大的效果。

(14)本发明的至少一实施方式的涡轮机包括:

壳体,其包含护罩部,该护罩部具有入口、出口以及在所述入口与所述出口之间延伸的护罩面;

涡轮机动叶,其收容于所述壳体,包含轮毂以及设于该轮毂的外周面并分别具有沿所述护罩面延伸的侧缘的多个叶片;

所述叶片的侧缘具有:

配置于所述入口侧的侧缘上游部;

配置于所述出口侧的侧缘下游部;

所述护罩面由具有圆弧形状的子午截面形状的一个圆弧部构成,

在将从所述轮毂的轴线至所述入口的径向距离设为R1、将从所述轮毂的轴线至所述出口的径向距离设为R2t、将所述护罩面在所述轮毂的轴线方向上的长度设为Ls的情况下,所述圆弧部具有曲率半径R为由式3定义的曲率半径的子午截面形状:

[式3]

根据上述(14)的结构,通过使近旁流通过间隙的区域朝向下游扩大,能够使中间流通过间隙的区域变窄,能够抑制中间流通过间隙。由此,可减少流体在叶片侧缘与护罩面之间的间隙中流动的间隙流。

(15)本发明的至少一实施方式的涡轮机包括:

壳体,其包含护罩部,该护罩部具有入口、出口以及在所述入口与所述出口之间延伸的护罩面;

涡轮机动叶,其收容于所述壳体,包含轮毂以及设于该轮毂的外周面并分别具有沿所述护罩面延伸的侧缘的多个叶片;

所述护罩面由具有直线形状的子午截面形状的一个直线部构成。

根据上述(15)的结构,通过使近旁流通过间隙的区域朝向下游扩大,能够使中间流通过间隙的区域变窄,能够抑制中间流通过间隙。由此,可减少流体在叶片侧缘与护罩面之间的间隙中流动的间隙流。

发明效果

根据本发明的至少一实施方式,通过使近旁流通过间隙的区域朝向下游扩大,能够使中间流通过间隙的区域变窄,能够抑制中间流通过间隙。由此,可减少流体在叶片侧缘与护罩面之间的间隙中流动的间隙流。

附图说明

图1是概略地表示本发明一实施方式的涡轮增压器的结构的纵剖视图。

图2是概略地表示图1所示的涡轮机壳体的筒部与涡轮机动叶的子午截面图。

图3是概略地表示图2所示的护罩面与叶片的侧缘的子午截面图。

图4是表示护罩发生的泄漏流的流线的概略图。

图5是概略地表示一些实施方式的护罩面与叶片的子午截面图。

图6是概略地表示一些实施方式的护罩面与叶片的子午截面图。

图7是概略地表示一些实施方式的护罩面与叶片的子午截面图。

图8是概略地表示一些实施方式的护罩面与叶片的子午截面图。

图9是概略地表示一些实施方式的护罩面与叶片的子午截面图。

图10是概略地表示一些实施方式的护罩面与叶片的子午截面图。

图11是概略地表示一些实施方式的护罩面与叶片的子午截面图。

图12是概略地表示一些实施方式的护罩面与叶片的子午截面图。

图13是概略地表示一些实施方式的护罩面与叶片的子午截面图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的一些实施方式进行说明。其中,记载为实施方式或者附图中所示的结构部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等并非是要将本发明的范围限定于此,只不过是说明例。

例如,“向(在)某一方向(上)”、“沿(沿着)某一方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同轴”等表示相对的或者绝对的配置的表述,严格来说不仅表示这种配置,还表示以公差或者以可获得相同功能的程度的角度、距离相对地发生了位移的状态。

此外,例如四边形状、圆筒形状等表示形状的表述不仅表示几何学上严格意义的四边形状、圆筒形状等形状,还表示可获得相同效果的范围内的包含凹凸部、倒角部等的形状。

另一方面,“包括”、“含有”、“具备”、“包含”或者“具有”一结构要素这样的表述,并非是排除其他结构要素存在的排他性表述。

图1是概略地表示本发明一实施方式的涡轮增压器的结构的纵剖视图。

如图1所示,涡轮增压器1构成为包括涡轮机2和离心式的压缩机3。

涡轮机2具有壳体(涡轮机壳体)21和可旋转地收容于涡轮机壳体21内的涡轮机动叶(涡轮机叶轮)22,压缩机3具有壳体(压缩机壳体)31和可旋转地收容于压缩机壳体31内的叶轮(压缩机叶轮)32。

涡轮机壳体21与压缩机壳体31隔着轴承壳体4配置于其两侧,它们结合于轴承壳体4。轴承壳体4与涡轮机壳体21在该轴承壳体4与涡轮机壳体21的端部用环状的联接器212将双方的连接凸缘41及211联接固定。涡轮机2的涡轮机动叶22与压缩机3的叶轮32由与涡轮机动叶22为一体且在轴承壳体4内延伸的驱动轴(涡轮机转子)5相互连结。因此,涡轮机动叶22、叶轮32及驱动轴5配置在同一轴线上。涡轮机2的涡轮机动叶22例如利用从内燃机排出的排气旋转,由此经由驱动轴5使压缩机3的叶轮32旋转。并且,利用压缩机3的叶轮32的旋转,压缩供给到内燃机的空气(进气)。

例如,涡轮机壳体21由收容涡轮机动叶22的筒部(护罩部)23和包围筒部23的轴承壳体4侧的部分的涡壳部24构成。涡壳部24具有未图示的排气的入口,并且经由喉口部25与筒部23连通。筒部23的与轴承壳体4相反一侧的开口231形成了排气的出口。

涡轮机动叶22由轮毂221和多个叶片(翼)223构成,轮毂221与多个叶片223一体地形成。轮毂221具有绕轴线L旋转对称的形状,叶片223形成为辐射状。在沿着轴线L的方向上,轮毂221的一端侧位于排气的出口侧,轮毂221的另一端侧位于轴承壳体4侧。轮毂221的外周面具有朝向另一端侧扩大的喇叭形状,轮毂221在另一端侧具有与轴承壳体4对置的背面222。多个叶片223在周向隔开间隔地配置在轮毂221的外周面上。

在涡轮机壳体21的轴承壳体4侧的开口嵌合有轴承壳体4的端壁42。在端壁42一体且同轴地设有筒状的密封部421,密封部421形成贯通端壁42中央的密封孔422。驱动轴5的涡轮机动叶22侧的端部配置于密封部421内,在驱动轴5与密封部421之间的间隙中配置有密封环(未图示)。

在端壁42与涡轮机动叶22的背面之间的环状的凹处,配置有环状的后板26。后板26的外周部被涡轮机壳体21与轴承壳体4夹持,后板26的内周部包围密封部421。

在轴承壳体4的内部,与周壁43一体地设有轴承部44,在轴承部44形成有轴承孔441。在轴承部孔441内配置有例如两个浮动衬套442作为径向轴承装置,驱动轴5的中央部以贯通浮动衬套442的状态配置于轴承部44的轴承孔441内。

在轴承部44的压缩机3侧的端面固定有与轴线L正交的板形状的推力部件45,驱动轴5贯通推力部件45的贯通孔。在驱动轴5上嵌合有推力环46及推力套筒47,推力部件45、推力环46及推力套筒47构成推力轴承装置。

在此,在轴承壳体4的周壁43设有供油口431及排油口432,在轴承部44及推力部件45形成有用于向径向轴承装置及推力轴承装置的轴承间隙供给润滑油的供油路。另一方面,为了防止润滑油向压缩机3的方向飞溅,以覆盖推力部件45的压缩机3侧的面的方式设有导油板48。

在轴承壳体4的压缩机3侧的开口嵌合有中央具有密封孔331的盖部件33,盖部件33固定于轴承壳体4。推力套筒47贯通盖部件33的密封孔331,在推力套筒47与密封孔331之间的间隙中配置有密封环(未图示)。

例如,压缩机壳体31由收容叶轮32的筒部(护罩部)34和包围筒部34的轴承壳体4侧的部分的涡壳部35构成。涡壳部35具有未图示的供气的出口,并且经由扩散部36与筒部34连通。筒部34的与轴承壳体4相反一侧的开口形成进气的入口。

叶轮32由轮毂321和多个叶片(翼)323构成。轮毂321具有绕轴线L旋转对称的形状。在沿着轴线L的方向上,轮毂321的一端侧位于进气的入口侧,轮毂321的另一端侧位于扩散部36侧。轮毂321的外周面具有朝向另一端侧扩大的喇叭形状,轮毂321在另一端侧具有与盖部件33对置的背面322。多个叶片323在周向隔开间隔地配置在轮毂321的外周面上。

驱动轴5贯通轮毂321,在驱动轴5的位于轮毂321的一端侧的前端侧形成有外螺纹51,作为紧固部件的螺母52螺合于外螺纹51。螺母52抵接于轮毂321的一端侧,对叶轮32在沿着轴线L的方向上朝向涡轮机2侧施加轴向力。

在上述涡轮增压器1中,施加于涡轮机动叶22的轴线L方向的推力与施加于叶轮32的推力之差即推力载荷被朝向图的右方(涡轮机动叶22侧)施加于驱动轴5。并且,推力部件45被内周固定于驱动轴5的推力环46及推力套筒47夹持。由此,推力部件45一边与驱动轴5一起旋转,一边与轴承壳体4滑动接触而支承推力载荷。

图2是表示图1所示的涡轮机壳体21的筒部(护罩部)23与涡轮机动叶22的子午剖视图。

如图2所示,涡轮机壳体21的筒部23具有入口61、出口62以及在入口61与出口62之间延伸的护罩面6,涡轮机动叶22包含轮毂221以及设于轮毂221的外周面并分别具有沿护罩面6延伸的侧缘7的多个叶片223。

另外,如图2所示,在一些实施方式的涡轮机2中,在将从轮毂221的轴线L至入口61的径向距离设为R1,将从轮毂221的轴线L至出口62的径向距离设为R2t的情况下,距离R1比距离R2t大(R1>R2t)。更具体而言,距离R2t相对于距离R1的比例R2t/R1为0.95以下。距离R2t相对于距离R1的比例R2t/R1为0.95以下的涡轮机2为径向涡轮机,使用于较高的压力比、即较高的压差。压差越高,泄漏流(间隙流)越容易变多,因此间隙流的减少会对涡轮机2的效率提高发挥较大的效果。

另外,如图2所示,在一些实施方式的涡轮机2中,在将入口61处的内径设为D1、将护罩面6在轮毂221的轴线L方向上的长度设为Ls的情况下,长度Ls相对于内径D1的比例Ls/D1大于0.16(Ls/D1>0.16)。

在长度Ls相对于内径D1的比例Ls/D1为0.16以下的情况下,从流体接收旋转力的叶片223的面积相对较窄,涡轮机2的效率降低。另一方面,在比例Ls/D1大于0.16的情况下,叶片223的面积相对变宽,涡轮机的效率提高,但产生间隙流的区域变宽,间隙流所导致的损失变大。关于这一点,在该实施方式中,即使比例Ls/D1大于0.16也可减少间隙流,因此能够使涡轮机的效率提高,并且抑制损失的增大。

图3是概略地表示图2所示的护罩面6与叶片223的侧缘7的子午剖视图。图4是表示护罩面6发生的泄漏流的流线的概略图。

如图3所示,叶片223的侧缘7具有配置于入口61侧的侧缘上游部73和配置于出口62侧的侧缘下游部74,护罩面6具有配置于入口61侧并沿着侧缘上游部73的护罩上游部63和配置于出口62侧并沿着侧缘下游部74的护罩下游部64。

相比于图3中双点划线所示护罩上游部63具有圆弧形状的子午截面形状且护罩下游部64具有沿着轮毂221的轴线L方向的直线形状的子午截面形状的情况,一些实施方式的护罩上游部63如图3中实线所示具有在入口61侧相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度更小(θ0>θ1)的子午截面形状。

如图4的(a)所示,在护罩上游部63具有圆弧形状的子午截面形状且护罩下游部64具有沿着轮毂221的轴线L方向的直线形状的子午截面形状的情况下,近旁流FF通过间隙的上游区域,越是中间流MF,越是通过间隙的下游区域。

另一方面,如图4的(b)所示,相比于护罩上游部63具有圆弧形状的子午截面形状且护罩下游部64具有沿着轮毂的轴线方向的直线形状的子午截面形状的情况,具有在入口侧相对于轮毂的轴线的倾斜角度更小(θ0>θ1)的子午截面形状,根据这样的结构,能够使近旁流FF通过间隙的区域B朝向下游扩大,能够抑制中间流MM通过间隙。由此,可减少流体在叶片223的侧缘7与护罩面6之间的间隙中流过的间隙流。

在该实施方式中,相比于图3中双点划线所示侧缘上游部73具有圆弧形状的子午截面形状且侧缘下游部74具有沿着轮毂221的轴线L方向的直线形状的子午截面形状的情况,叶片223的侧缘7如图3中实线所示具有在侧缘前端(前缘前端)71侧相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度更小(θ0a>θ1a)的子午截面形状。

如图3所示,在将从轮毂221的轴线L至入口61的径向距离设为R1、将从轮毂221的轴线L至出口62的径向距离设为R2t、将护罩面6在轮毂221的轴线L方向上的长度设为Ls的情况下,一些实施方式的护罩上游部63具有曲率半径R为由式4定义的曲率半径的子午截面形状。

[式4]

这样,护罩上游部63的子午截面形状具有由式4定义的曲率半径R,因此能够切实地减小相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度。

在该实施方式中,在将从轮毂221的轴线L至侧缘前端(前缘前端)71的径向距离设为R1a、将从轮毂221的轴线L至侧缘后端(后缘前端)72的径向距离设为R2ta、将叶片223的侧缘7在轮毂221的轴线L方向上的长度设为Lsa的情况下,叶片223的侧缘上游部73具有曲率半径Ra为由式5定义的曲率半径的子午截面形状。

[式5]

这样,叶片223的侧缘上游部73的子午截面形状具有由式5定义的曲率Ra,因此能够切实地减小相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度。

另外,在该情况下,护罩面6的曲率半径R与叶片223的侧缘7的曲率半径之差(R-Ra)为护罩面6与叶片223的侧缘7的间隙(空隙)。

图5~图12是概略地表示一些实施方式的护罩面6与叶片223的侧缘7的子午截面图。

如图5及图6和图9及图10所示,在一些实施方式中,护罩下游部64由具有圆弧形状的子午截面形状的圆弧部65构成。这样,通过护罩下游部64由圆弧部65构成,能够使护罩下游部64相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度朝向出口62逐渐减小。

在该实施方式中,叶片223的侧缘下游部74由具有圆弧形状的子午截面形状的圆弧部75构成。这样,通过侧缘下游部74由圆弧部75构成,能够使侧缘下游部74相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度朝向侧缘后端(后缘前端)72逐渐减小。

另外,如图5及图6所示,在一些实施方式中,圆弧部65具有正圆弧形状的子午截面形状。这样,由于圆弧部65具有正圆弧形状的子午截面形状,因此能够使护罩下游部64相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度朝向出口62逐渐减小。

在该实施方式中,叶片223的侧缘下游部74所具有的圆弧部75具有正圆弧形状的子午截面形状。这样,由于圆弧部75具有正圆弧形状的子午截面形状,因此能够使侧缘下游部74相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度朝向侧缘后端(后缘前端)72逐渐减小。

如图9及图10所示,在一些实施方式中,圆弧部65具有长轴相对于轮毂221的轴线L倾斜地配置的椭圆弧形状的子午截面形状。这样,由于圆弧部65具有长轴相对于轮毂221的轴线倾斜地配置的椭圆弧形状的子午截面形状,因此能够使护罩下游部64相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度朝向出口62逐渐减小。

在该实施方式中,叶片223的侧缘下游部74所具有的圆弧部75具有长轴相对于轮毂221的轴线L倾斜地配置的椭圆弧形状的子午截面形状。这样,由于圆弧部75具有长轴相对于轮毂221的轴线L倾斜地配置的椭圆弧形状的子午截面形状,因此能够使侧缘下游部74相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度朝向侧缘后端(后缘前端)72逐渐减小。

如图5及图6和图9及图10所示,在一些实施方式中,护罩下游部64所具有的圆弧部65的曲率中心被定位于通过出口62且与轮毂221的轴线L方向正交的直线M上或在轮毂221的轴线L方向上比该直线M靠下游的位置。这样,护罩面6相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度为0度以上。

在该实施方式中,叶片223的侧缘下游部74所具有的圆弧部75的曲率中心被定位于通过侧缘后端(后缘前端)72且与轮毂221的轴线L方向正交的直线M上或在轮毂221的轴线L方向上比该直线M靠下游的位置。这样,叶片223的侧缘7相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度为0度以上。

如图6及图7和图10及图11所示,在一些实施方式中,护罩上游部63由具有直线形状的子午截面形状的直线部66构成。这样,通过护罩上游部63由直线部66构成,能够使护罩上游部63相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度一定。

在该实施方式中,叶片223的侧缘上游部73由具有直线形状的子午截面形状的直线部76构成。这样,通过侧缘上游部73由直线部76构成,能够使侧缘上游部73相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度一定。

如图7及图8和图11及图12所示,在一些实施方式中,护罩下游部64由具有相对于轮毂211的轴线L倾斜的直线形状的子午截面形状的直线部67构成。这样,通过护罩下游部64由直线部67构成,能够使护罩下游部64相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度一定。

在该实施方式中,叶片223的侧缘下游部74由具有相对于轮毂211的轴线L倾斜的直线形状的子午截面形状的直线部77构成。这样,通过侧缘下游部74由直线部77构成,能够使侧缘下游部74相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度一定。

如图5及图6所示,在一些实施方式中,护罩上游部63在子午截面上相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度在出口为0度。这样,由于出口62处护罩面6的倾斜角度为0度,因此能够从出口62顺畅地排出流体(排气)。

在该实施方式中,叶片223的侧缘上游部73在子午截面上相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度在侧缘后端(后缘前端)72为0度。

另外,如图5所示,在一些实施方式中,护罩面6由具有正圆弧形状的子午截面形状的圆弧部651构成。圆弧部651的子午截面形状由通过入口61与出口62的一个圆弧形状形成。根据该结构,护罩上游部631与护罩下游部641由一个圆弧部651构成,护罩上游部63相比于护罩上游部631具有圆弧形状的子午截面形状且护罩下游部641具有沿着轮毂221的轴线L方向的直线形状的子午截面形状的情况,具有在入口61侧相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度更小的子午截面形状。

另外,根据该结构,圆弧部651的曲率中心被定位于通过出口62且与轮毂221的轴线L方向正交的直线M上或在轮毂221的轴线L方向上比该直线M靠下游的位置。由此,护罩面6在子午截面上相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度为0度以上,能够使护罩下游部641的倾斜角度朝向出口62逐渐减小。

在该实施方式中,叶片223的侧缘7由具有正圆弧形状的子午截面形状的圆弧部751构成。圆弧部751的子午截面形状由通过侧缘前端(前缘前端)71与侧缘后端(后缘前端)72的一个圆弧形状形成。根据该结构,侧缘上游部731与侧缘下游部741由一个圆弧部751构成,侧缘上游部731相比于侧缘上游部731具有圆弧形状的子午截面形状且侧缘下游部741具有沿着轮毂221的轴线L方向的直线形状的子午截面形状的情况,具有在侧缘前端(前缘前端)71侧相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度更小的子午截面形状。

另外,根据该结构,圆弧部751的曲率中心被定位于通过侧缘后端(后缘前端)72且与轮毂221的轴线L方向正交的直线M上或在轮毂221的轴线L方向上比该直线M靠下游的位置。由此,叶片223的侧缘7在子午截面上相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度为0度以上,能够使侧缘下游部741的倾斜角度朝向侧缘后端(后缘前端)72逐渐减小。

另外,在一些实施方式中,圆弧部651的曲率中心被定位于通过出口62且与轮毂221的轴线方向正交的直线上。根据该结构,护罩面6在子午截面上相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度为0度以上,在出口62为0度。由此,能够从出口62顺畅地排出流体(排气)。

在该实施方式中,叶片223的侧缘7所具有的圆弧部751的曲率中心被定位于通过侧缘后端(后缘前端)72且与轮毂221的轴线L方向正交的直线M上。根据该结构,叶片223的侧缘7在子午截面上相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度为0度以上,在出口为0度。

另外,如图5所示,在一些实施方式中,在将从轮毂221的轴线L至入口61的径向距离设为R1、将从轮毂221的轴线L至出口62的径向距离设为R2t、将护罩面6在轮毂221的轴线L方向上的长度设为Ls的情况下,护罩面6具有曲率半径R为由式6定义的曲率半径的正圆弧形状的子午截面形状。

[式6]

根据该结构,在护罩面6处相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度朝向出口62逐渐减小,且在出口62为0度。由此,能够减少间隙流并且高效地使涡轮机动叶22旋转。

在该实施方式中,在将从轮毂221的轴线L至入口71的径向距离设为R1a、将从轮毂221的轴线L至侧缘后端(后缘前端)72的径向距离设为R2ta、将侧缘在轮毂221的轴线L方向上的长度设为Lsa的情况下,叶片774的侧缘7所具有的子午截面形状是由式7定义的曲率半径Ra的正圆弧形状。

[式7]

根据该结构,在叶片223的侧缘7处相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度朝向侧缘后端(后缘前端)72逐渐减小,且在侧缘后端(后缘前端)72为0度。由此,能够减少间隙流并且高效地使涡轮机动叶22旋转。

另外,在该情况下,护罩面6的曲率半径R与叶片223的侧缘7的曲率半径Ra之差(R-Ra)为护罩面6与叶片223的侧缘7的间隙(空隙)。

另外,如图6所示,在一些实施方式中,护罩面6由具有正圆弧形状的子午截面形状的圆弧部652和具有直线形状的子午截面形状的直线部662构成。圆弧部652的子午截面形状由通过出口62的圆弧形状形成,直线部662的子午截面形状由通过入口61且成为圆弧部652的切线N的直线形状形成。根据该结构,护罩上游部632由直线部662构成,护罩下游部642由圆弧部652构成。并且,护罩上游部632相比于护罩上游部632具有圆弧形状的子午截面形状且护罩下游部642具有沿着轮毂221的轴线L方向的直线形状的子午截面形状的情况,具有在入口61侧相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度更小的子午截面形状。

另外,根据该结构,圆弧部652的曲率中心被定位于通过出口62且与轮毂221的轴线L方向正交的直线M上或在轮毂221的轴线L方向上比该直线M靠下游的位置。由此,护罩面6相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度为0度以上,且从入口61朝向出口62逐渐减小。

在该实施方式中,叶片223的侧缘7由具有正圆弧形状的子午截面形状的圆弧部752和具有直线形状的子午截面形状的直线部762构成。圆弧部752的子午截面形状由通过侧缘后端(后缘前端)72的正圆弧形状形成,直线部762的子午截面形状由通过侧缘前端(前缘前端)71且成为圆弧部752的切线的直线形状形成。根据该结构,侧缘上游部732由直线部762构成,侧缘下游部742由圆弧部752构成。并且,侧缘上游部732相比于侧缘上游部732具有圆弧形状的子午截面形状且侧缘下游部742具有沿着轮毂221的轴线L方向的直线形状的子午截面形状的情况,具有在侧缘前端(前缘前端)71侧相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度更小的子午截面形状。

另外,根据该结构,圆弧部752的曲率中心被定位于通过侧缘后端(后缘前端)72且与轮毂221的轴线L方向正交的直线M上或在轮毂221的轴线L方向上比该直线M靠下游的位置。由此,叶片223的侧缘7相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度为0度以上,且从侧缘前端(前缘前端)71朝向侧缘后端(后缘前端)72逐渐减小。

另外,如图7所示,在一些实施方式中,护罩面6由具有正圆弧形状的子午截面形状的圆弧部653与具有直线形状的子午截面形状的第一直线部663和第二直线部673构成。圆弧部653的曲率中心被定位于与轮毂221的轴线L方向正交的直线M或在轮毂221的轴线L方向上比该直线M靠下游的位置。第一直线部663的子午截面形状由通过入口61且成为圆弧部653的切线N的直线形状形成,第二直线部673的子午截面形状由通过出口62且成为圆弧部653的切线O的直线形状形成。根据该结构,护罩上游部633由第一直线部663构成,护罩下游部643由第二直线部673构成。并且,相比于护罩上游部633具有圆弧形状的子午截面形状且护罩下游部643具有沿着轮毂221的轴线L方向的直线形状的子午截面形状的情况,具有在入口61侧相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度更小的子午截面形状。

根据该结构,护罩面6相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度大于0度,且从入口61朝向出口62逐渐减小。

在该实施方式中,叶片223的侧缘7由具有正圆弧形状的子午截面形状的圆弧部753与具有直线形状的子午截面形状的第一直线部763和第二直线部773构成。圆弧部753的曲率中心被定位于与轮毂的轴线L方向正交的直线M或在轮毂221的轴线L方向上比该直线M靠下游的位置。第一直线部763的子午截面形状由通过侧缘前端(前缘前端)71且成为圆弧部753的切线的直线形状形成,第二直线部773的子午截面形状由通过侧缘后端(后缘前端)72且成为圆弧部753的切线的直线形状形成。根据该结构,侧缘上游部733由第一直线部763构成,侧缘下游部743由第二直线部773构成。并且,相比于侧缘上游部733具有圆弧形状的子午截面形状且侧缘下游部743具有沿着轮毂221的轴线L方向的直线形状的子午截面形状的情况,具有在侧缘前端(前缘前端)71侧相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度更小的子午截面形状。

根据该结构,叶片223的侧缘相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度大于0度,且从侧缘前端(前缘前端)71朝向侧缘后端(后缘前端)72逐渐减小。

另外,如图8所示,在一些实施方式中。护罩面6由具有正圆弧形状的子午截面形状的圆弧部654和具有直线形状的子午截面形状的直线部674构成。圆弧部654的子午截面形状由通过入口61的圆弧形状形成,曲率中心被定位于与轮毂221的轴线L方向正交的直线M或在轮毂221的轴线L方向上比该直线M靠下游的位置。直线部674的子午截面形状由通过出口62且成为圆弧部654的切线O的直线形状形成。根据该结构,护罩上游部634由圆弧部654构成,护罩下游部644由直线部674构成。并且,护罩上游部634相比于护罩上游部634具有圆弧形状的子午截面形状且护罩下游部644具有沿着轮毂221的轴线L方向的直线形状的子午截面形状的情况,具有在入口61侧相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度更小的子午截面形状。

另外,根据该结构,护罩面6相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度大于0度,且从入口61朝向出口62逐渐减小。

在该实施方式中,叶片223的侧缘7由具有正圆弧形状的子午截面形状的圆弧部754和具有直线形状的子午截面形状的直线部774构成。圆弧部754的子午截面形状由通过侧缘前端(前缘前端)71的圆弧形状形成,曲率中心被定位于与轮毂221的轴线L方向正交的直线M或在轮毂221的轴线L方向上比该直线M靠下游的位置。直线部774的子午截面形状由通过侧缘后端(后缘前端)72且成为圆弧部754的切线的直线形状形成。根据该结构,侧缘上游部734由圆弧部754构成,侧缘下游部744由直线部774构成。并且,侧缘上游部734相比于侧缘上游部734具有圆弧形状的子午截面形状且侧缘下游部744具有沿着轮毂221的轴线L方向的直线形状的子午截面形状的情况,具有在侧缘前端(前缘前端)71侧相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度更小的子午截面形状。

另外,根据该结构,叶片223的侧缘7相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度大于0度,且从侧缘前端(前缘前端)71朝向侧缘后端(后缘前端)72逐渐减小。

另外,如图9所示,在一些实施方式中,圆弧部655具有长轴相对于轮毂221的轴线L倾斜地配置的椭圆弧形状的子午截面形状。在该结构中,子午截面形状由通过入口61与出口62的一个椭圆弧形状形成。根据该结构,护罩上游部635与护罩下游部645由一个圆弧部655构成,护罩上游部635相比于护罩上游部635具有圆弧形状的子午截面形状且护罩下游部645具有沿着轮毂221的轴线L方向的直线形状的子午截面形状的情况,具有在入口61侧相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度更小的子午截面形状。

另外,根据该结构,圆弧部655的曲率中心被定位于通过出口62且与轮毂221的轴线方向正交的直线M上或在轮毂221的轴线L方向上比该直线M靠下游的位置。由此,护罩面6在子午截面上相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度为0度以上,并从入口61朝向出口62逐渐减小。

在该实施方式中,叶片223的侧缘7所具有的圆弧部755具有长轴相对于轮毂221的轴线倾斜地配置的椭圆弧形状的子午截面形状。在该结构中,子午截面形状由通过叶片223的侧缘前端(前缘前端)71与侧缘后端(后缘前端)72的一个椭圆弧形状形成。根据该结构,侧缘上游部735与侧缘下游部745由一个圆弧部755构成,侧缘上游部735相比于侧缘上游部735具有圆弧形状的子午截面形状且侧缘下游部745具有沿着轮毂221的轴线L方向的直线形状的子午截面形状的情况,具有在侧缘前端(前缘前端)71侧相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度更小的子午截面形状。

另外,根据该结构,圆弧部755的曲率中心被定位于通过侧缘后端(后缘前端)72且与轮毂221的轴线L方向正交的直线M上或在轮毂221的轴线L方向上比该直线M靠下游的位置。由此,叶片223的侧缘7在子午截面上相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度为0度以上,并从侧缘前端(前缘前端)71朝向侧缘后端(前缘后端)72逐渐减小。

另外,如图10所示,在一些实施方式中,护罩面6由子午截面形状为椭圆弧形状的圆弧部656与子午截面形状为直线形状的直线部666构成。圆弧部656的子午截面形状由通过出口62的椭圆弧形状形成,椭圆的长轴相对于轮毂221的轴线L倾斜地配置。直线部666的子午截面形状由通过入口61且成为圆弧部656的切线N的直线形状形成。根据该结构,护罩上游部636由直线部666构成,护罩下游部646由圆弧部656构成。并且,护罩上游部636相比于护罩上游部636具有圆弧形状的子午截面形状且护罩下游部646具有沿着轮毂221的轴线L方向的直线形状的子午截面形状的情况,具有在入口61侧相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度更小的子午截面形状。

另外,根据该结构,圆弧部656的曲率中心被定位于通过出口62且与轮毂221的轴线L方向正交的直线M上或在轮毂221的轴线L方向上比该直线M靠下游的位置。由此,护罩面6相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度为0度以上,且从入口61朝向出口62逐渐减小。

在该实施方式中,叶片223的侧缘7由子午截面形状为椭圆弧形状的圆弧部756与子午截面形状为直线形状的直线部766构成。圆弧部756的子午截面形状由通过叶片223的侧缘后端(后缘前端)72的椭圆弧形状形成,椭圆的长轴相对于轮毂221的轴线L倾斜地配置。直线部766的子午截面形状由通过叶片223的侧缘前端(前缘前端)71且成为圆弧部756的切线的直线形状形成。根据该结构,侧缘上游部736由直线部766构成,侧缘下游部746由圆弧部756构成。并且,侧缘上游部736相比于侧缘上游部736具有圆弧形状的子午截面形状且侧缘下游部744具有沿着轮毂221的轴线L方向的直线形状的子午截面形状的情况,具有在侧缘前端(前缘前端)71侧相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度更小的子午截面形状。

另外,根据该结构,圆弧部756的曲率中心被定位于通过侧缘后端(后缘前端)72且与轮毂221的轴线L方向正交的直线M上或在轮毂221的轴线L方向上比该直线M靠下游的位置。由此,叶片223的侧缘7相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度为0度以上,且从侧缘前端(前缘前端)71朝向侧缘后端(后缘前端)72逐渐减小。

另外,如图11所示,在一些实施方式中,护罩面6由具有椭圆弧形状的子午截面形状的圆弧部657与具有直线形状的子午截面形状的第一直线部667和第二直线部677构成。圆弧部657的曲率中心被定位于与轮毂的轴线L方向正交的直线M或在轮毂221的轴线L方向上比该直线M靠下游的位置,椭圆的长轴相对于轮毂221的轴线L倾斜地配置。第一直线部667的子午截面形状由通过入口61且成为圆弧部657的切线N的直线形状形成,第二直线部677的子午截面形状由通过出口62且成为圆弧部657的切线O的直线形状形成。根据该结构,护罩上游部637由第一直线部667构成,护罩下游部647由第二直线部677构成。并且,相比于护罩上游部637具有圆弧形状的子午截面形状且护罩下游部647具有沿着轮毂221的轴线L方向的直线形状的子午截面形状的情况,具有在入口61侧相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度更小的子午截面形状。

根据该结构,护罩面6相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度大于0度,且从入口61朝向出口62逐渐减小。

在该实施方式中,叶片223的侧缘7由具有椭圆弧形状的子午截面形状的圆弧部757与具有直线形状的子午截面形状的第一直线部767和第二直线部777构成。圆弧部757的曲率中心被定位于与轮毂的轴线L方向正交的直线M或在轮毂221的轴线L方向上比该直线M靠下游的位置,椭圆的长轴相对于轮毂221的轴线L倾斜地配置。第一直线部767的子午截面形状由通过侧缘前端(前缘前端)71且成为圆弧部757的切线的直线形状形成,第二直线部777的子午截面形状由通过侧缘后端(后缘前端)72且成为圆弧部757的切线的直线形状形成。根据该结构,侧缘上游部737由第一直线部767构成,侧缘下游部747由第二直线部777构成。并且,相比于侧缘上游部737具有圆弧形状的子午截面形状且侧缘下游部747具有沿着轮毂221的轴线L方向的直线形状的子午截面形状的情况,具有在侧缘前端(前缘前端)71侧相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度更小的子午截面形状。

根据该结构,叶片223的侧缘相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度大于0度,且从侧缘前端(前缘前端)71朝向侧缘后端(后缘前端)72逐渐减小。

另外,如图12所示,在一些实施方式中,护罩面6由具有椭圆弧形状的子午截面形状的圆弧部658和具有直线形状的子午截面形状的直线部678构成。圆弧部658的子午截面形状由通过入口61的椭圆弧形状形成,椭圆的长轴相对于轮毂221的轴线L倾斜地配置。直线部678的子午截面形状由通过出口62且成为圆弧部658的切线O的直线形状形成。根据该结构,护罩上游部638由圆弧部658构成,护罩下游部648由直线部678构成。并且,护罩上游部638相比于护罩上游部638具有圆弧形状的子午截面形状且护罩下游部648具有沿着轮毂221的轴线L方向的直线形状的子午截面形状的情况,具有在入口61侧相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度更小的子午截面形状。

另外,根据该结构,护罩面6相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度大于0度,且从入口61朝向出口62逐渐减小。

在该实施方式中,叶片223的侧缘7由具有椭圆弧形状的子午截面形状的圆弧部758和具有直线形状的子午截面形状的直线部778构成。圆弧部758的子午截面形状由通过侧缘前端(前缘前端)71的椭圆弧形状形成,椭圆的长轴相对于轮毂221的轴线L倾斜地配置。直线部778的子午截面形状由通过侧缘后端(后缘前端)72且成为圆弧部758的切线的直线形状形成。根据该结构,侧缘上游部738由圆弧部758构成,侧缘下游部748由直线部778构成。并且,侧缘上游部738相比于侧缘上游部738具有圆弧形状的子午截面形状且侧缘下游部748具有沿着轮毂221的轴线L方向的直线形状的子午截面形状的情况,具有在侧缘前端(前缘前端)71侧相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度更小的子午截面形状。

另外,根据该结构,叶片223的侧缘7相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度大于0度,且从侧缘前端(前缘前端)71朝向侧缘后端(后缘前端)72逐渐减小。

图13是概略地表示一些实施方式的护罩面的子午截面图。

另外,如图13所示,在一些实施方式中,护罩面6具有将入口61与出口62连结的直线形状的子午截面形状。

根据该结构,护罩面6能够使相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度一定。

在该实施方式中,叶片223的侧缘7具有将侧缘前端(前缘前端)71与侧缘后端(后缘前端)72连结的直线形状的子午截面形状。

根据该结构,叶片223的侧缘7能够使相对于轮毂221的轴线L的倾斜角度一定。

注意,在图3~图13中夸张地放大描绘了侧缘7与护罩面6的间隙,间隙是微小的,侧缘7在子午截面形状上与护罩面6具有相似形状。

本发明并不限定于上述实施方式,还包含对上述实施方式中加入了变形的方式、将这些方式适当地组合而得的方式。

附图标记说明

1 涡轮增压器

2 涡轮机

21 涡轮机壳体

211 连接凸缘

212 联接器

22 涡轮机动叶

221 轮毂

222 背面

223 叶片

23 筒部(护罩部)

231 开口

24 涡壳部

25 喉口部

26 后板

3 压缩机

31 压缩机壳体

32 叶轮

321 轮毂

322 背面

323 叶片

33 盖部件

331 密封孔

34 筒部

35 涡壳部

36 扩散部

4 轴承壳体

41 连接凸缘

42 端壁

421 密封部

422 密封孔

43 周壁

431 供油口

432 排油口

44 轴承部

441 轴承孔

442 浮动衬套

45 推力部件

46 推力环

47 推力套筒

48 导油板

5 驱动轴

51 外螺纹

52 螺母

6 护罩面

61 入口

62 出口

63、631~638 护罩上游部

64、641~648 护罩下游部

65、651~658 圆弧部

66、662、666 直线部

663、667 第一直线部

67、674、678 直线部

673、677 第二直线部

7 侧缘

71 侧缘前端(前缘前端)

72 侧缘后端(后缘前端)

73、731~738 侧缘上游部

74、741~748 侧缘下游部

75、751~758 圆弧部

76、762、766 直线部

763、767 第一直线部

77、774、778 直线部

773、777 第二直线部

L 轮毂的轴线

FF 近旁流

MF 中间流

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种涡轮机,包括:

壳体,其包含护罩部,该护罩部具有入口、出口以及在所述入口与所述出口之间延伸的护罩面;

涡轮机动叶,其收容于所述壳体,包含轮毂以及设于该轮毂的外周面并分别具有沿所述护罩面延伸的侧缘的多个叶片;

所述涡轮机的特征在于,

所述叶片的侧缘具有:

配置于所述入口侧的侧缘上游部;

配置于所述出口侧的侧缘下游部;

所述护罩面具有:

配置于所述入口侧并沿着所述侧缘上游部的护罩上游部;

配置于所述出口侧并沿着所述侧缘下游部的护罩下游部;

在将从所述轮毂的轴线至所述入口的径向距离设为R1、将从所述轮毂的轴线至所述出口的径向距离设为R2t、将所述护罩面在所述轮毂的轴线方向上的长度设为Ls的情况下,所述护罩上游部具有曲率半径R为由式1定义的曲率半径的子午截面形状:

[式1]

<mrow> <mi>R</mi> <mo>&GreaterEqual;</mo> <mfrac> <mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>R</mi> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>R</mi> <mn>2</mn> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mi>Ls</mi> <mn>2</mn> </msup> </mrow> <mrow> <mn>2</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mi>R</mi> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>R</mi> <mn>2</mn> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> <mo>.</mo> </mrow>

2.如权利要求1所述的涡轮机,其特征在于,所述护罩下游部由具有圆弧形状的子午截面形状的圆弧部构成。

3.如权利要求2所述的涡轮机,其特征在于,所述圆弧部具有正圆弧形状的子午截面形状。

4.如权利要求2所述的涡轮机,其特征在于,所述圆弧部具有椭圆弧形状的子午截面形状。

5.如权利要求2至4中任一项所述的涡轮机,其特征在于,所述圆弧部的曲率中心被定位于通过所述出口且与所述轮毂的轴线方向正交的直线上或在所述轮毂的轴线方向上比该直线靠下游的位置。

6.如权利要求1至5中任一项所述的涡轮机,其特征在于,所述护罩上游部由具有直线形状的子午截面形状的直线部构成。

7.如权利要求1至6中任一项所述的涡轮机,其特征在于,所述护罩下游部在子午截面上相对于所述轮毂的轴线的倾斜角度在所述出口为0度。

8.如权利要求1所述的涡轮机,其特征在于,所述护罩下游部由直线部构成,该直线部具有相对于所述轮毂的轴线倾斜的直线形状的子午截面形状。

9.如权利要求1所述的涡轮机,其特征在于,所述护罩面具有将所述入口与所述出口连结的直线形状的子午截面形状。

10.如权利要求1所述的涡轮机,其特征在于,在将从所述轮毂的轴线至所述入口的径向距离设为R1、将从所述轮毂的轴线至所述出口的径向距离设为R2t、将所述护罩面在所述轮毂的轴线方向上的长度设为Ls的情况下,所述护罩面具有曲率半径R为由式2定义的曲率半径的圆弧形状的子午截面形状:

[式2]

<mrow> <mi>R</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>R</mi> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>R</mi> <mn>2</mn> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mi>Ls</mi> <mn>2</mn> </msup> </mrow> <mrow> <mn>2</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mi>R</mi> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>R</mi> <mn>2</mn> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> <mo>.</mo> </mrow>

11.如权利要求1至10中任一项所述的涡轮机,其特征在于,在将所述护罩面在所述入口处的内径设为D1、将所述护罩面在所述轮毂的轴线方向上的长度设为LS的情况下,所述长度LS相对于所述内径D1的比例Ls/D1大于0.16。

12.如权利要求1至11中任一项所述的涡轮机,其特征在于,在将从所述轮毂的轴线至所述入口的径向距离设为R1、将从所述轮毂的轴线至所述出口的径向距离设为R2t的情况下,所述距离R2t相对于所述距离R1的比例为0.95以下。

13.一种涡轮机,包括:

壳体,其包含护罩部,该护罩部具有入口、出口以及在所述入口与所述出口之间延伸的护罩面;

涡轮机动叶,其收容于所述壳体,包含轮毂以及设于该轮毂的外周面并分别具有沿所述护罩面延伸的侧缘的多个叶片;

所述涡轮机的特征在于,

所述叶片的侧缘具有:

配置于所述入口侧的侧缘上游部;

配置于所述出口侧的侧缘下游部;

所述护罩面由具有圆弧形状的子午截面形状的一个圆弧部构成,

在将从所述轮毂的轴线至所述入口的径向距离设为R1、将从所述轮毂的轴线至所述出口的径向距离设为R2t、将所述护罩面在所述轮毂的轴线方向上的长度设为Ls的情况下,所述圆弧部具有曲率半径R为由式3定义的曲率半径的子午截面形状:

[式3]

<mrow> <mi>R</mi> <mo>&GreaterEqual;</mo> <mfrac> <mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>R</mi> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>R</mi> <mn>2</mn> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mi>Ls</mi> <mn>2</mn> </msup> </mrow> <mrow> <mn>2</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mi>R</mi> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>R</mi> <mn>2</mn> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> <mo>.</mo> </mrow>

14.一种涡轮机,包括:

壳体,其包含护罩部,该护罩部具有入口、出口以及在所述入口与所述出口之间延伸的护罩面;

涡轮机动叶,其收容于所述壳体,包含轮毂以及设于该轮毂的外周面并分别具有沿所述护罩面延伸的侧缘的多个叶片;

所述涡轮机的特征在于,

在将从所述轮毂的轴线至所述入口的径向距离设为R1、将从所述轮毂的轴线至所述出口的径向距离设为R2t的情况下,所述距离R2t相对于所述距离R1的比例为0.95以下,

所述护罩面由具有直线形状的子午截面形状的一个直线部构成。

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