流体机械及具备它的流体机械系统技术方案

本发明专利技术的目的在于提供一种能够利用简单的进气管形状实现流量动作范围的扩大等性能提升的流体机械，流体机械(10)具备安装于旋转轴(5)的叶轮(6)、能够旋转地收纳叶轮的外壳(2)和用于向外壳供给流体的进气管(20)，其特征在于，进气(20)管至少包括：第一弯管部，其配置在第一平面(P1)上；第二弯管部，其在所述第一弯管部的下游侧配置在不同于所述第一平面的第二平面上，并且上游侧的中心轴沿着所述第一弯管部的下游侧的中心轴取向，且下游侧的中心轴在所述叶轮的正面侧沿着所述叶轮的轴向取向；在从所述第一弯管部的上游端至所述第二弯管部的下游端这一区间，所述进气管的截面形成为相同截面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】流体机械及具备它的流体机械系统
本公开涉及离心压缩机和斜流压缩机等压缩机、以及离心鼓风机和斜流鼓风机等鼓风机(以下，将它们总称为“流体机械”)，特别是涉及用于向流体机械供给流体的进气管结构。
技术介绍
在搭载于车辆、船舶以及工业用发动机的涡轮增压机中使用了压缩机，该压缩机具备高速旋转的叶轮，利用离心力对流体进行升压。在该涡轮增压机的压缩机中，从提高发动机转矩性能和增大发动机输出等发动机性能的观点出发，要求范围广的流量动作范围。作为该压缩机中的流量动作范围的扩大方法之一，存在事先旋转发生装置，该事先旋转发生装置在压缩机上游设置引导叶片等可变机构，通过对其进行控制来使流体产生旋转流，由此实现流量动作范围的扩大(专利文献1)。另外，在由本申请人申请的未公开的在先申请(专利文献2)中，记载有通过对压缩机上游侧的进气管形状进行设计来使流过进气管的流体产生旋转流，从而实现流量动作范围的扩大的技术。现有技术文献专利文献专利文献1：(日本)特许第4464661号公报专利文献2：(日本)特愿2012-044103
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，上述专利文献1的事先旋转发生装置是通过驱动器等机械手段对可变机构进行操作的装置，存在导致装置大型化、结构复杂化、高成本化的问题。特别是在机动车用的涡轮增压机中，对装置小型化、结构简单化、低成本化的要求强烈，采用这样的机械手段并不现实。关于这一点，上述专利文献2的技术在不使用机械手段就能够实现流量动作范围的扩大这一点上是较为优秀的技术，但进气管的形状形成为复杂的三维形状，如果能够利用更为简单的进气管形状来使流体产生旋转流，就能够期待在发动机安装时等提高通用性。本专利技术的至少一个实施方式是在如上所述的技术背景下完成的，其目的在于提供一种能够利用简单的进气管形状实现流量动作范围的扩大等性能提升的流体机械。用于解决技术问题的手段本专利技术的至少一个实施方式如下，一种流体机械，具备安装于旋转轴的叶轮、能够旋转地收纳所述叶轮的外壳和用于向所述外壳供给流体的进气管，其特征在于，所述进气管至少包括：第一弯管部，其配置在第一平面上；第二弯管部，其在所述第一弯管部的下游侧配置在不同于所述第一平面的第二平面上，并且上游侧的中心轴沿着所述第一弯管部的下游侧的中心轴取向，且下游侧的中心轴在所述叶轮的正面侧沿着所述叶轮的轴向取向；在从所述第一弯管部的上游端至所述第二弯管部的下游端这一区间，所述进气管的截面形成为相同截面。上述流体机械包括由配置在第一平面上的第一弯管部、以及在第一弯管部的下游配置在不同于第一平面的第二平面上的第二弯管部构成的两个弯管部，并且从第一弯管部的上游端至第二弯管部的下游端具备由相同截面构成的进气管。根据这样的本实施方式，当流过第一弯管部时在流体中生成双涡流，进而在流过第二弯管部时，流体中的双涡流向旋转流变化，由此能够使流过进气管的流体产生一个方向的旋转流。这样，能够利用由相同截面形成的简单的进气管形状使流过进气管的流体产生旋转流，由此能够实现流体机械的流量动作范围的扩大等性能提升。在几个实施方式中，上述第一弯管部的弯曲角处于30°以上且150°以下的范围，并且，上述第二弯管部的弯曲角处于45°以上且100°以下的范围。另外，在上述实施方式中，优选的是，上述第一弯管部的弯曲角处于45°以上且90°以下的范围，并且，上述第二弯管部的弯曲角处于45°以上且90°以下的范围。根据这样的实施方式，能够使流过进气管的流体有效地产生旋转流。在几个实施方式中，上述第一平面和所述第二平面的交叉角处于45°以上且135°以下的范围。根据这样的实施方式，能够使流过进气管的流体有效地产生一个方向的旋转流。在几个实施方式中，上述第二弯管部的上游侧的中心轴和下游侧的中心轴的交点与上述叶轮的叶片前缘之间的距离在进气管的管径的五倍以内。根据这样的实施方式，在第二弯管部在流体中生成的旋转流可被不大幅度衰减地向外壳内的叶轮供给。在几个实施方式中，上述第一弯管部的上游侧的中心轴和下游侧的中心轴的交点与上述第二弯管部的上游侧的中心轴和下游侧的中心轴的交点之间的距离在进气管的管径的三倍以内。根据这样的实施方式，在第一弯管部在流体中生成的双涡流可不消失地到达第二弯管部，在流过第二弯管部的流体中生成旋转流。在一实施方式中，在从正面侧观察上述叶轮的情况下，叶轮的左右任一旋转方向和第一弯管部的从上游向下游的左右任一弯曲方向为相同方向。根据这样的实施方式，在流过第二弯管部的下游侧的流体中，生成向叶轮的旋转方向的相同方向旋转的正向旋转流。因此，流体的剥离现象伴随叶轮迎角的减小而被抑制，在小流量区域内的流量动作范围的扩大上特别有效。在另一实施方式中，在从正面侧观察上述叶轮的情况下，叶轮的左右任一旋转方向和第一弯管部的从上游向下游的左右任一弯曲方向为相反方向。根据这样的实施方式，在流过第二弯管部的下游侧的流体中，生成向叶轮的旋转方向的相反方向旋转的逆向旋转流。因此，叶片负载因叶轮迎角的增加而增大，能够提高压力比，在大流量区域内特别有利。这样构成的上述实施方式的流体机械能够特别适合用作对装置小型化、低成本化的要求强烈的机动车用涡轮增压机的压缩机。另外，本专利技术的至少一个实施方式如下，一种流体机械系统，其特征在于，具备两个技术方案1至8中任意一项所记载的流体机械，该流体机械系统包括第一流体机械、第二流体机械、以及用于汇集从所述第一流体机械及所述第二流体机械供给的压缩流体并使该压缩流体流向下游的集合管，在所述第一流体机械及所述第二流体机械这两个流体机械之间，将从正面侧观察各自的叶轮的情况下的、向外壳供给的流体的旋转方向和叶轮的旋转方向的关系构成为均为正向或逆向。根据上述流体机械系统，在并联配置有两个流体机械的流体机械系统中，能够使向外壳供给的流体的旋转方向及叶轮的旋转方向的关系在两个流体机械之间相同，因此能够实现两个流体机械间的压缩性能的均匀化。在几个实施方式中，上述第二流体机械以相对于与第一流体机械的旋转轴的轴向正交的任意对称轴旋转180°的方式配置，并且构成为使上述第一流体机械及第二流体机械各自的叶轮的旋转方向在各自的主视下为相同方向。根据这样的实施方式，能够对第一离心压缩机及第二离心压缩机的叶轮使用同种类叶轮，因此能够在两个流体机械间进一步实现压缩性能的均匀化。另外，本专利技术的至少一个实施方式如下，一种流体机械系统，其特征在于，具备两个流体机械，包括：第一流体机械；第二流体机械，其对从所述第一流体机械供给的压缩流体进一步压缩；至少所述第二流体机械由技术方案1至8中任意一项所记载的流体机械构成。根据上述流体机械系统，在串联配置有两个流体机械的流体机械系统中，能够通过对第二流体机械的进气管形状进行设计，来提高流体机械系统整体的性能。专利技术效果根据本专利技术的至少一个实施方式，能够提供一种流体机械，其包括由配置在第一平面上的第一弯管部以及在第一弯管部的下游配置在不同于第一平面的第二平面上的第二弯管部构成的两个弯管部，并且从第一弯管部的上游端至第二弯管部的下游端具备由相同截面构成的进气管，因此能够利用简单的进气管形状实现流量动作范围的扩大等性能提升。附图说明图1是表示具备本专利技术一实施方式的离心压缩机的涡轮增压机的概略图。图2是从A方向观察图1的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体机械，具备安装于旋转轴的叶轮、能够旋转地收纳所述叶轮的外壳和用于向所述外壳供给流体的进气管，其特征在于，所述进气管至少包括：第一弯管部，其配置在第一平面上；第二弯管部，其在所述第一弯管部的下游侧配置在不同于所述第一平面的第二平面上，并且上游侧的中心轴沿着所述第一弯管部的下游侧的中心轴取向，且下游侧的中心轴在所述叶轮的正面侧沿着所述叶轮的轴向取向；在从所述第一弯管部的上游端至所述第二弯管部的下游端这一区间，所述进气管的截面形成为相同截面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种流体机械，具备安装于旋转轴的叶轮、能够旋转地收纳所述叶轮的外壳和用于向所述外壳供给流体的进气管，其特征在于，所述进气管至少包括：第一弯管部，其配置在第一平面上；第二弯管部，其在所述第一弯管部的下游侧配置在不同于所述第一平面的第二平面上，并且上游侧的中心轴沿着所述第一弯管部的下游侧的中心轴取向，且下游侧的中心轴在所述叶轮的正面侧沿着所述叶轮的轴向取向；在从所述第一弯管部的上游端至所述第二弯管部的下游端这一区间，所述进气管的截面形成为相同截面，所述第一弯管部的上游侧的中心轴和下游侧的中心轴的交点与所述第二弯管部的上游侧的中心轴和下游侧的中心轴的交点之间的距离在所述进气管的管径的三倍以内。2.根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于，所述第一弯管部的弯曲角处于30°以上且150°以下的范围，并且，所述第二弯管部的弯曲角处于45°以上且100°以下的范围。3.根据权利要求2所述的流体机械，其特征在于，所述第一弯管部的弯曲角处于45°以上且90°以下的范围，并且，所述第二弯管部的弯曲角处于45°以上且90°以下的范围。4.根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于，所述第一平面和所述第二平面的交叉角处于45°以上且135°以下的范围。5.根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于，所述第二弯管部的上游侧的中心轴和下游侧的中心轴的交点与所述叶轮的叶片前缘之间的距离在所述进气管的管径的五倍以内。6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：神坂直志，富田勋，尾崎诚，若岛幸司，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP