JP2017193985A

JP2017193985A - タービンインペラ

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Publication number: JP2017193985A
Application number: JP2016083767A
Authority: JP
Inventors: 直樹久野; Naoki Kuno; 直紀伊藤; Naoki Ito
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2016-04-19
Filing date: 2016-04-19
Publication date: 2017-10-26
Also published as: CN107304682A; US20170298819A1

Abstract

【課題】幅の広い速度帯を有する排気に対して、適切なインシデンス角度を確保し、タービンのエネルギー変換効率の高いタービンインペラを提供すること。
【解決手段】スクロール流路４２及び／又は固定ノズル４６の排気供給口４９から高圧の流体が供給されるタービンインペラ５であって、流体を回転力に変換する複数枚の羽根部材６０と、羽根部材６０が配置され、所定の回転軸で回動可能なロータ８０と、を備え、排気供給口４９を始点とし、流体の低速度又は中速度での供給速度成分Ｃから、ロータの回転速度成分Ｕを差し引くことにより規定されるロータ８０に対するガス相対流入速度Ｖの方向は、ロータ８０の回転軸方向近傍において、交わらないように設けられ、羽根部材の中腹部６４から前縁部６２までの形状は、ロータの中心から羽根部材の上流部へ向かう方向に対して、ロータ８０の回転方向手前側に所定の角αで傾斜させるタービンインペラ５を提供する。
【選択図】図３

Description

本発明は、タービンインペラに関する。

従来、内燃機関（以下、エンジンと呼ぶ）の流路に取り付けられるタービンインペラとして、動翼入口に流入する排気の流入速度Ｃと、動翼の周方向の回転速度Ｕと、ガス相対流入速度Ｖによって形成される速度三角形のガス相対流入速度Ｖの流入方向に、タービンインペラの翼先端形状の向きを、一致させるように形成させたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１３２８１０号公報

しかしながら、従来のタービンインペラの翼先端形状では、排気の流入速度が中速度や低速度のように変化する場合に、適切なインシデンス角度を確保することが難しく、エネルギー変換の効率が悪いという課題があった。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、幅の広い速度帯を有する排気に対して、適切なインシデンス角度を確保し、タービンのエネルギー変換効率の高いタービンインペラを提供することにある。

（１）タービンスクロール（例えば、後述するスクロール流路４２）及び／又はタービンノズル（例えば、後述する固定ノズル４６）の流体供給口（例えば、後述する排気供給口４９）から高圧の流体が供給されるタービンインペラ（例えば、後述するタービンインペラ５、２０５）であって、前記流体を回転力に変換する複数枚の羽根部材（例えば、後述する羽根部材６０、２６０）と、前記羽根部材が配置され、所定の回転軸で回動可能なロータ（例えば、後述するロータ８０）と、を備え、前記流体供給口を始点とし、前記流体の供給速度成分（例えば、後述する排気の流入速度Ｃ）から、前記ロータの回転速度成分（例えば、後述するロータの回転速度Ｕ）を差し引くことにより規定される前記ロータに対するガス相対流入速度（例えば後述するガス相対流入速度Ｖ）の方向は、前記ロータの回転軸に交わらないように設けられ、前記羽根部材の中腹部（例えば、後述する中腹部６４）から前縁部（例えば、後述する前縁部６２）までの形状は、前記ロータの中心（例えば、後述する中心Ｃｏ）から前記羽根部材の前縁部へ向かう方向に対して、前記ロータの回転方向手前側に所定の角度（例えば、後述する角α）傾斜させるタービンインペラ。

上記（１）のタービンインペラでは、中腹部から前縁部の傾斜角度を調整することにより、羽根部材に衝突する排気のインシデンス角度を適切なものにできる。また、上記（１）のタービンインペラでは、傾斜翼の傾斜角度を調整することにより、種々の速度帯の排気に対して、適切なインシデンス角度を有するタービンインペラとすることができる。
これにより、従来のタービンインペラでは、構造上の制限から、低速度から高速度のように幅広い速度帯の排気に適切なインシデンスを設計させることができなかったのに対し、本実施形態のタービンインペラは低速度から中速度、又は中速度から高速度のような速度帯の排気に対して、適切なインシデンス角度を確保できる。その結果、エネルギー変換効率の高いタービンインペラを提供できる。

（２）前記流体が前記羽根部材に流入する際の角度は、前記ガス相対流入速度と、前記排気供給口から供給される排気とのなす角に対して、１０度から４０度傾斜している上記（１）のタービンインペラ。

上記（２）のタービンインペラでは、上記（１）のタービンインペラにおいて特に、排気が羽根部材に流入する際の角度を、ガス相対流入速度と、排気供給口から供給される排気とのなす角に対して、１０度から４０度の間で傾斜させるように設けることにより、低速度から中速度において適切なインシデンス角度となるように設計したタービンインペラを提供することができる。
従って、低速度から中速度の流速の排気に対し、エネルギー変換効率の高いタービンインペラを提供することができる。

（３）前記羽根部材の前縁部の断面形状は楕円弧状である上記（１）又は（２）のタービンインペラ。

上記（３）のタービンインペラでは、上記（１）又は（２）のタービンインペラにおいて特に、各前縁部は、略円弧状になだらかな曲率で形成される。
これにより、従来は、固定ノズルにおいて発生したノズルウェークの励振力を前縁部の先端により適切に分散させることができる。
従って、ノズルウェーク共振による羽根部材の欠損を防ぐとともに、羽根部材の強度と、空力性能とを両立可能なタービンインペラを提供できる。

（４）前記羽根部材の前縁部の根元には、前記羽根部材の側面と前記ロータのハブ面（例えば後述するハブ面８１）とを滑らかに接続する断面円弧状の隅Ｒが形成され、前記羽根部材の厚みは前記ロータ側からチップ側端縁（例えば、後述するシュラウド側２６２Ｂ、２６６Ｂ）へ向けて漸減する上記（３）のタービンインペラ。

上記（４）のタービンインペラでは、上記（３）のタービンインペラにおいて、特に、前縁部の根元において隅Ｒを形成すると共に、羽根部材の厚みは前記ロータ側からチップ側端縁へ向けて漸減するように形成される。
これにより、該前縁部はより一層ノズルウェークの励振力を分散させることができる。
従って、（３）の効果を一層具体的に奏することができる。

本発明によれば幅の広い速度帯を有する排気に対して、適切なインシデンス角度を確保し、タービンのエネルギー変換効率の高いタービンインペラを提供できる。

本発明の一実施形態の過給機の構成を示す断面図である。図１のＡ−Ａ線断面での模式図である。本実施形態に係るタービンインペラの正面図である。本実施形態に係るタービンインペラの斜視図である。本実施形態に係るタービンインペラの斜視図である。本実施形態に係るタービンインペラの作用を説明するための図である。従来のタービンインペラの正面図である。従来例の速度三角形を説明するための図である。本実施形態に係る速度三角形を説明するための図である。従来例の速度三角形を説明するための図である。本実施形態に係る速度三角形を説明するための図である。従来例の速度三角形を説明するための図である。本実施形態に係る速度三角形を説明するための図である。本実施形態のタービンインペラの前縁部の変形例を示す斜視図である。図１４のタービンインペラの作用を説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、一実施形態の過給機１を示す断面図である。

本発明の過給機１は、ベアリングハウジング２と、ベアリングハウジング２の一端部側に組付けられたタービン３と、ベアリングハウジング２の他端側に組付けられたコンプレッサ６と、を備える。
ベアリングハウジング２は、タービン３とコンプレッサ６との間に延在する棒状の回転軸２１と、この回転軸２１を回転可能に支持するベアリング２２と、を備える。

コンプレッサ６は内燃機関の吸気通路の一部を構成するコンプレッサハウジング７と、このコンプレッサハウジング７内に設けられたコンプレッサインペラ８と、ディフューザ９と、を備える。

コンプレッサハウジング７には、その先端側に内燃機関の吸気管（図示せず）と接続される吸気取入部７１が形成された環状のコンプレッサインペラ室７２と、このコンプレッサインペラ室７２を取り囲むように形成された円環状のスクロール流路７３と、コンプレッサインペラ室７２の基端部側とスクロール流路７３とを連通する円環状の吸気流路７４と、が形成されている。

コンプレッサインペラ８は、回転軸２１の他端部側に連結された状態で、コンプレッサインペラ室７２内で回転可能に設けられている。

ディフューザ９は円盤状であり、吸気流路７４に設けられる。ディフューザ９は、コンプレッサインペラ室７２の基端部側から回転軸２１の遠心方向に沿って、スクロール流路７３へ向けて吐出される吸気を減速させることによって吸気を圧縮する。

また、回転軸２１の一端部には、タービンインペラ室４３内にあってタービン３の主要部をなすタービンインペラ５が一体的に形成されている。

過給機１のタービン３、詳細にはタービンインペラ室４３はエンジンの吸気通路（機関吸気通路）の途中に接続されている。

タービンインペラ室４３には、一端に不図示の排気取入口を備えたスクロール流路４２が形成されている。スクロール流路４２の内周側（スクロール流路４２とタービンインペラ５を配置されたタービンインペラ室４３との間）には、タービンインペラ５の外周囲を取り囲む形態の円環状の排気通路が一体的に組み付けられている。

エンジンから排出される排気は、タービン３の不図示の排気取入口より、スクロール流路４２、排気供給通路４５を通って、排気供給口４９からタービンインペラ室４３に供給され、タービンインペラ５を回転させる。タービンインペラ５の回転は回転軸２１によって、コンプレッサインペラ８に伝達され、コンプレッサインペラ８が回転する。このコンプレッサインペラ８の回転により、圧縮された空気はエンジンに供給され、過給機１は排気エネルギーによって吸気の過給を行う。

タービン３の排気供給通路４５は、タービンインペラ室４３の排気入口側において、軸線方向に所定間隔をおいて相対向するシュラウド部４７によって画定されている。シュラウド部４７は、ベアリングハウジング２あるいはタービンインペラ室４３に固定装着されている。

スクロール流路４２から固定ノズル４６に流入する排気は、スクロール流路４２により加速された旋回力を与えられ、半径方向内向きに高速ガス流が形成された後、排気供給口４９から、タービンインペラ５に供給される。高速ガス流がもつ旋回エネルギーは、タービンインペラ５により回転エネルギーとして取り出される。その後、排気は、タービンインペラ室４３の排出部４４から排出される。

以下、図面を参照しながら、本実施形態に係るタービンインペラ５について説明する。図２は、図１のＡ−Ａ線断面である。図３は、本実施形態に係るタービンインペラ５の正面図である。図４及び図５は、本実施形態に係るタービンインペラ５の斜視図である。図６は、本実施形態に係るタービンインペラ５の作用を説明するための図である。
図２〜６に示すように、タービンインペラ５は複数の羽根部材６０と、複数の羽根部材６０が周回上に配置されるロータ８０と、を含んで形成される。タービンインペラ５は、排気供給口４９から供給される、所定速度の排気Ｆにより回転する。

羽根部材６０は、板状部材であり、ロータ８０のハブ面８１に立設されている。
羽根部材６０は、ハブ面８１上に複数枚立設されてハブ面８１と、タービンインペラ室４３のシュラウド部４７の内周面（図１参照）との間の全域にわたり形成される主翼６１と、周方向において隣接する主翼６１同士の間に配設されると共に、主翼６１よりも短い長さの中間翼６５とによって構成される。

主翼６１は、排気の流れ方向上流側に位置する前縁部６２と、排気の流れ方向下流側に位置する後縁部６３と、が設けられている。図３に示すように、後縁部６３から前縁部６２までは、滑らかに膨れている曲線で形成されている。図４に示すように前縁部６２の上流側のハブ面側６２Ａとシュラウド側６２Ｂとを結ぶラインは、ロータ８０の回転軸方向に沿う。

中間翼６５の前縁部６６は主翼６１の前縁部６２の形状に一致させると共に、中間翼６５の前縁部６６から後縁部６７までの長さは、主翼６１の前縁部６２から後縁部６３までの長さに比べて短い。中間翼６５の後縁部６７は、主翼６１の後縁部６３に比べて、ロータ８０の回転方向Ｒの奥側に形成されている。

主翼６１の中腹部６４から前縁部６２までの方向Ｘ１は、例えば図２に示すようにロータ８０の中心Ｃｏから該前縁部６２までの半径方向Ｘ２に比べて、ロータ８０の回転方向Ｒ手前側に角αだけ傾斜して設けられる。これにより、中腹部６４から前縁部６２までの方向Ｘ１は、ロータ８０の回転軸に交わることが無い。

また、図６に示すように、主翼６１の前縁部６２における、ロータ８０の回転方向Ｒの手前側には、ロータ８０の回転に伴い外周方向に対して圧を加える加圧面６２Ｃが形成される。さらに、前縁部６２における、ロータ８０の回転方向Ｒ奥側には内周方向に引き込む負圧面６２Ｄが形成される。

固定ノズル４６からＹ方向に供給される排気Ｆは、加圧面６２Ｃからの圧により、プラスインシデンス（＋Ｙ）方向に膨らむ。一方で、負圧面６２Ｄからの圧により、排気Ｆはマイナスインシデンス（−Ｙ）方向に引っ張られる。該流体分布に従いながら、回転方向Ｒに沿って進む排気Ｆは所定の位置において、前縁部６２に衝突する。この時、排気Ｆには、前縁部６２の延出方向（Ｘ１）に対して、プラスインシデンス（＋Ｘ）側から衝突する成分からマイナスインシデンス（−Ｘ）側から衝突する成分が含まれる。

このようにして、固定ノズル４６から供給される排気Ｆは、主翼６１及び中間翼６５に対して、所定の流体分布をとりながら、所定の衝突（インシデンス）角度をもって衝突する。

そして、本実施形態のタービンインペラ５の各羽根部材の前縁部６２の形状は、種々の速度帯を有する排気Ｆに対して、適切なインシデンス角度となるように、角αが調整される。特に、本実施形態においては、低速度から中速度までの排気Ｆはタービンインペラ５により、適切に回転エネルギーに変換される。

以上の構成を有する本実施形態のタービンインペラ５の作用について、以下、図７に示す従来のラジアル翼１６０を備えるタービンインペラ１０５との対比を行いながら説明する。
ここで、図７は、従来のタービンインペラの正面図である。図８は、従来のタービンインペラによる速度三角形を説明するための図である。図９は、従来のタービンインペラ１０５の正面図である。図１０は、従来のタービンインペラ５の速度三角形を説明するための図である。図１１は、本実施形態に係るタービンインペラ１０５の速度三角形を説明するための図である。図１２は、従来のタービンインペラ１０５による速度三角形を説明するための図である。図１３は、本実施形態に係るタービンインペラ５による速度三角形を説明するための図である。

先ず、従来の羽根部材（以下、ラジアル翼と呼ぶ）１６０は、本発明の羽根部材６０（以下、傾斜翼と呼ぶ）と同様に、ロータ１８０上に設置される。ラジアル翼１６０の形状は、中腹部１６４から前縁部１６２までほぼ平面で設けられる。この中腹部１６４から前縁部１６２までの方向Ｘ３は、ロータ１８０の半径方向Ｘ４に平行に設けられる。

図８及び図９の速度三角形で示すように、不図示の排気供給口から、同一速度、同一角度で供給される排気Ｆは、傾斜翼６０、及びラジアル翼１６０に、それぞれ衝突する際のインシデンス角度が相違する。

ここで、本発明で規定する「速度三角形」は、例えば図８及び図９に示すように排気の流入速度Ｃと、羽根部材の周方向の回転速度Ｕと、ロータへのガス相対流入速度Ｖとによって構成される速度の相関関係を表す。

図８に示す速度三角形は、不図示の排気供給口からラジアル翼１６０に向けて供給される排気Ｆ１の流入速度（供給速度）Ｃ１と、ラジアル翼１６０の回転速度Ｕ１と、により求められる、ガス相対流入速度Ｖ１の速さと角度を表す。

同様に、図９に示す速度三角形は、不図示の排気供給口から傾斜翼６０に向けて供給される排気Ｆ１の流入速度（供給速度）Ｃ１と、傾斜翼６０の回転速度Ｕ２と、により求められる、ガス相対流入速度Ｖ２の速さと角度を表す。

ガス相対流入速度Ｖ２は、同一速度、同一角度で供給される排気Ｆ１に対し、ガス相対流入速度Ｖ１よりも、マイナスインシデンス方向に傾斜する。これにより、傾斜翼６０の仕事量は、ラジアル翼１６０よりも向上する。

インペラの単位排気流量あたりの仕事量Ｗは次式で表される。
［式１］
Ｗ＝Ｕ_Ｂ・Ｃｕ_Ｂ−Ｕ_Ａ・Ｃｕ_Ａ
ここで、Ｕはロータの回転速度、Ｃｕは排気の周方向の速度成分である。また、Ａは羽根部材の前縁部を基準位置とし、Ｂは羽根部材の後縁部を基準位置としている。

従来のラジアル翼１６０においては、ラジアル翼１６０の仕事の効率を向上させるための指標として、周方向の速度成分／ロータの回転速度（Ｃｕ１／Ｕ１）が利用されている。一般的に、該Ｃｕ１／Ｕ１＝０．９２近傍が効率ピークとされている。この効率ピークに対しては、インペラ翼の前縁部を−１０度から−４０度程度傾斜させた際に、最適なインシデンス角度となる。
しかしながら、従来のラジアル翼１６０では、ロータ１８０の回転時の遠心応力軽減のために、中腹部１６４から前縁部１６２までを遠心（半径）方向と一致させるよう、その形状に制限が設けられていた。そのため、従来のラジアル翼１６０は、排気Ｆの周方向の速度成分Ｃｕ１と、ロータ１８０の回転速度Ｕ１との関係を、Ｃｕ１＜Ｕ１に調整することができなかった。

これに対して、本実施形態に係る傾斜翼６０では、排気Ｆの周方向の速度成分Ｃｕ１を、ロータ８０の回転速度Ｕ１よりも大きくしたとしても、上記角αに対応する量だけガス相対流入速度Ｖの角度成分を補正させることができる。これにより、傾斜翼６０は、従来のラジアル翼１６０よりも、多量の排気を取り入れることができると共に、その排気を効率よく回転エネルギーに変換することができる。
以下、本実施形態に係る傾斜翼６０の好適な使用方法について、具体的に説明する。

図１０（Ａ）に示すラジアル翼１６０では、高流速時に最適なインシデンス角となるように、不図示の排気供給口から排気Ｆ２が供給される。図１０（Ｂ）に示すように、同じ角度で、ラジアル翼１６０に対して、排気流速を下げたＦ３を供給すると、Ｃｕ３／Ｕ４値は悪い。

これに対して、図１１（Ａ）に示す傾斜角α２により、傾斜翼６０は、高流速度の排気Ｆ２に対して、最適なインシデンス角となるように、調整される。図１１（Ｂ）に示すように、この状態の傾斜翼６０に対して、排気流速を下げたＦ３を供給させた場合であって、Ｃｕ３／Ｕ６値は悪くなるが、ラジアル翼１６０程ではない。

一方で、低流速度の排気Ｆ４のインシデンス角を向上させるように設定した場合、図１２（Ａ）に示すラジアル翼１６０では、図１２（Ｂ）に示すように中流速度の排気Ｆ５に対して、Ｃｕ５／Ｕ８値は可也悪くなる。

これに対して、図１３（Ａ）に示すように、低流速度の排気Ｆ４のインシデンス角を向上させるように角α３傾斜させて設定させた傾斜翼６０では、図１３（Ｂ）に示すように中流速度の排気Ｆ５に対しても、Ｃｕ５／Ｕ１０値は許容の範囲内に収めることができる。

本実施形態のタービンインペラ５によれば、以下の効果が奏される。
（１）本実施形態のタービンインペラ５では、内燃機関の排気流路に設けられ、スクロール流路４２及び／又は固定ノズル４６の排気供給口４９から高圧の排気が供給されるように構成される。このタービンインペラ５は、排気を回転力に変換する複数枚の羽根部材６０と、羽根部材６０が配置され、所定の回転軸で回動可能なロータ８０と、を備えている。特に、排気供給口４９を始点とし、排気の供給速度成分から、ロータ８０の回転速度成分を差し引くことにより規定されるロータ８０に対するガス相対流入速度の方向は、ロータ８０の回転軸に交わらないように設けられると共に、羽根部材６０の中腹部６４から前縁部６２までの形状は、ロータ８０の中心から羽根部材６０の前縁部６２へ向かう方向に対して、ロータ８０の回転方向手前側に所定の角度で傾斜させる。

このような、タービンインペラ５では、中腹部６４から前縁部６２までの傾斜角度を調整することにより、羽根部材に衝突する排気のインシデンス角度を適切なものにできる。特に、傾斜翼６０の角αを調整することにより、種々の速度帯の排気に対して、適切なインシデンス角度を有するタービンインペラ５を形成させることができる。
その結果、構造上の制限から従来のラジアル翼１６０では、適切なインシデンスの設計ができなかったのに対し、本実施形態のタービンインペラ５は種々の速度帯をもつ排気に対して、適切なインシデンス角度を確保でき、エネルギー変換効率の高いタービンインペラを提供することができる。

（２）前記排気が前記羽根部材に流入する際の角度は、前記ガス相対流入速度と、前記排気供給口から供給される排気とのなす角に対して、１０度から４０度の間で傾斜している請求項１に記載のタービンインペラ。

上記（２）のタービンインペラ５では、上記（１）のタービンインペラにおいて特に、排気が羽根部材６０に流入する際の角度を、ガス相対流入速度と、排気供給口から供給される排気とのなす角に対して、１０度から４０度の間で傾斜させるように設けることにより、低速度から中速度において適切なインシデンス角度となるように設計したタービンインペラを提供することができる。

［変形例］
以上、本実施形態に係るタービンインペラ５について説明したが、羽根部材６０の前縁部６２の形状は、例えば、図１４（Ｂ）に示す前縁部２６２のように変形させることができる。以下、図面を用いて、タービンインペラ２０５について、具体的に説明する。図１４は、本実施形態のタービンインペラの前縁部の変形例を示す斜視図である。

まず、板状部材を、ロータ８０に取り付けた後、図１４（Ａ）に示す羽根部材６０に加工する。これにより、羽根部材６０の前縁部６２（６６）の先端は、半径方向、ロータ８０の外周面８２と略同一に配置されると共に、前縁部６２は平坦且つ角張った形状で形成される。

続いて、ハブ面側６２Ａと、ロータ８０のハブ面８１の接続部（根元）に対して、隅Ｒとなるように成形加工を行うと共に、ハブ面側６２Ａからシュラウド側（チップ側）６２Ｂにかけて、断面が略楕円形状となるように、成形加工を行う。
これにより、図１４（Ｂ）に示すように、前縁部２６２（２６６）は外周面８２よりも、半径方向内側に配置される。また、前縁部２６２（２６６）はその断面が楕円弧状に形成されると共に、前縁部２６２（２６６）の厚さは、ハブ面側２６２Ａ（２６６Ａ）からチップ面側２６２Ｂ（２６６Ｂ）に向けて漸減するように、なだらかに湾曲して形成される。

以上の形状を有する前縁部２６２及び前縁部２６６が、それぞれ主翼２６１及び中間翼２６５に形成される。
該形状に基づく作用について図１５を用いて説明する。
図１５は、図１４のタービンインペラの変形例の作用を説明するための図である。

図１５に示す固定ノズル４６において、該固定ノズル４６内部を排気が通過する際に発生するノズルウェーク（圧力変動）の励振力Ｐは、各羽根部材の前縁部２６２及び前縁部２６６の先端にかかる。この励振力Ｐは、略楕円形状の前縁部２６２及び前縁部２６６により、適切に分散される。これにより、ノズルウェーク共振による羽根部材の欠損を防ぐことができる。

本実施形態の変形例に係るタービンインペラ２０５によれば、以下の効果が奏される。
（３）前記羽根部材２６０の前縁部２６２及び前縁部２６６の断面形状を楕円弧状に形成した上記（１）又は（２）のタービンインペラ。

上記（３）のタービンインペラ２０５では、上記（１）又は（２）のタービンインペラにおいて、各前縁部は、略円弧状に滑らかな曲率で形成される。
これにより、従来は、固定ノズル４６において発生したノズルウェークの励振力を前縁部の先端により適切に分散させることができる。
従って、ノズルウェーク共振による羽根部材の欠損を防ぐとともに、羽根部材の強度と、空力性能とを両立可能なタービンインペラを提供できる。

（４）前記羽根部材２６０の前縁部２６２及び前縁部２６６と、前記ロータ２８０のハブ２８１との接続部分において隅Ｒを形成し、前記羽根部材２６０の前縁部２６２及び前縁部２６６の厚さを、それぞれ前記羽根部材のハブ面側２６２Ａ，２６６Ａからチップ面側２６２Ｂ，２６６Ｂに向けて漸減させる上記（３）のタービンインペラ。

上記（４）のタービンインペラ２０５では、上記（３）のタービンインペラにおいて、各前縁部は、ハブとの接続部分において隅Ｒを形成すると共に、ハブ側からチップ側に向けて漸減するように形成される。
これにより、該前縁部はより一層ノズルウェークの励振力を分散させることができる。
従って、（３）の効果を一層具体的に奏することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
例えば、上記実施形態において、本発明のタービンインペラを、内燃機関の排気を利用する過給機に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、内燃機関の過給機の他、ジェットエンジンやポンプ等、インペラを用いて流体のエネルギーと機械的エネルギーとの変換を行う所謂ターボ機械に適用できる。

５、２０５…タービンインペラ
４２…スクロール流路（スクロール）
４６…固定ノズル（ノズル）
４９…排気供給口（流体供給口）
６０、２６０…羽根部材
６２、２６２…前縁部
６４、２６４…中腹部
２６２Ａ、２６６Ａ…ハブ面側
２６２Ｂ、２６６Ｂ…シュラウド側（チップ面側）
８０…ロータ
α…角
Ｃｏ…ロータの中心

Claims

タービンスクロール及び／又はタービンノズルの流体供給口から高圧の流体が供給されるタービンインペラであって、
前記流体を回転力に変換する複数枚の羽根部材と、
前記羽根部材が配置され、所定の回転軸で回動可能なロータと、を備え、
前記流体供給口を始点とし、前記流体の供給速度成分から、前記ロータの回転速度成分を差し引くことにより規定される前記ロータに対するガス相対流入速度の方向は、前記ロータの回転軸に交わらないように設けられ、
前記羽根部材の中腹部から前縁部までの形状は、前記ロータの中心から前記羽根部材の前縁部へ向かう方向に対して、前記ロータの回転方向手前側に所定の角度傾斜させるタービンインペラ。
前記流体が前記羽根部材に流入する際の角度は、前記ガス相対流入速度と、前記排気供給口から供給される排気とのなす角に対して、１０度から４０度の間で傾斜している請求項１に記載のタービンインペラ。
前記羽根部材の前縁部の断面形状は楕円弧状である請求項１又は２に記載のタービンインペラ。
前記羽根部材の前縁部の根元には、前記羽根部材の側面と前記ロータのハブ面とを滑らかに接続する断面円弧状の隅Ｒが形成され、
前記羽根部材の厚みは前記ロータ側からチップ側端縁へ向けて漸減する請求項３に記載のタービンインペラ。