[發明專利]流體機械及具備它的流體機械系統

有效

• 申請號: 201380069282.4
• 申請日: 2013-02-21
• 公開（公告）號: CN104903593B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 神坂直志;富田勛;尾崎誠;若島幸司
• 申請（專利權）人: 三菱重工業株式會社
• 主分類號: F04D29/44
• 分類號: F04D29/44
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 岳雪蘭

技術領域

本公開涉及離心壓縮機和斜流壓縮機等壓縮機、以及離心鼓風機和斜流鼓風機等鼓風機(以下，將它們總稱為“流體機械”)，特別是涉及用于向流體機械供給流體的進氣管結構。

背景技術

在搭載于車輛、船舶以及工業用發動機的渦輪增壓機中使用了壓縮機，該壓縮機具備高速旋轉的葉輪，利用離心力對流體進行升壓。在該渦輪增壓機的壓縮機中，從提高發動機轉矩性能和增大發動機輸出等發動機性能的觀點出發，要求范圍廣的流量動作范圍。

作為該壓縮機中的流量動作范圍的擴大方法之一，存在事先旋轉發生裝置，該事先旋轉發生裝置在壓縮機上游設置引導葉片等可變機構，通過對其進行控制來使流體產生旋轉流，由此實現流量動作范圍的擴大(專利文獻1)。

另外，在由本申請人申請的未公開的在先申請(專利文獻2)中，記載有通過對壓縮機上游側的進氣管形狀進行設計來使流過進氣管的流體產生旋轉流，從而實現流量動作范圍的擴大的技術。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：(日本)特許第4464661號公報

專利文獻2：(日本)特愿2012-044103

發明內容

發明所要解決的技術問題

然而，上述專利文獻1的事先旋轉發生裝置是通過驅動器等機械手段對可變機構進行操作的裝置，存在導致裝置大型化、結構復雜化、高成本化的問題。特別是在機動車用的渦輪增壓機中，對裝置小型化、結構簡單化、低成本化的要求強烈，采用這樣的機械手段并不現實。

關于這一點，上述專利文獻2的技術在不使用機械手段就能夠實現流量動作范圍的擴大這一點上是較為優秀的技術，但進氣管的形狀形成為復雜的三維形狀，如果能夠利用更為簡單的進氣管形狀來使流體產生旋轉流，就能夠期待在發動機安裝時等提高通用性。

本發明的至少一個實施方式是在如上所述的技術背景下完成的，其目的在于提供一種能夠利用簡單的進氣管形狀實現流量動作范圍的擴大等性能提升的流體機械。

用于解決技術問題的手段

本發明的至少一個實施方式如下，

一種流體機械，具備安裝于旋轉軸的葉輪、能夠旋轉地收納所述葉輪的外殼和用于向所述外殼供給流體的進氣管，其特征在于，

所述進氣管至少包括：

第一彎管部，其配置在第一平面上；

第二彎管部，其在所述第一彎管部的下游側配置在不同于所述第一平面的第二平面上，并且上游側的中心軸沿著所述第一彎管部的下游側的中心軸取向，且下游側的中心軸在所述葉輪的正面側沿著所述葉輪的軸向取向；

在從所述第一彎管部的上游端至所述第二彎管部的下游端這一區間，所述進氣管的截面形成為相同截面。

上述流體機械包括由配置在第一平面上的第一彎管部、以及在第一彎管部的下游配置在不同于第一平面的第二平面上的第二彎管部構成的兩個彎管部，并且從第一彎管部的上游端至第二彎管部的下游端具備由相同截面構成的進氣管。根據這樣的本實施方式，當流過第一彎管部時在流體中生成雙渦流，進而在流過第二彎管部時，流體中的雙渦流向旋轉流變化，由此能夠使流過進氣管的流體產生一個方向的旋轉流。這樣，能夠利用由相同截面形成的簡單的進氣管形狀使流過進氣管的流體產生旋轉流，由此能夠實現流體機械的流量動作范圍的擴大等性能提升。

在幾個實施方式中，上述第一彎管部的彎曲角處于30°以上且150°以下的范圍，并且，上述第二彎管部的彎曲角處于45°以上且100°以下的范圍。

另外，在上述實施方式中，優選的是，上述第一彎管部的彎曲角處于45°以上且90°以下的范圍，并且，上述第二彎管部的彎曲角處于45°以上且90°以下的范圍。

根據這樣的實施方式，能夠使流過進氣管的流體有效地產生旋轉流。

在幾個實施方式中，上述第一平面和所述第二平面的交叉角處于45°以上且135°以下的范圍。

根據這樣的實施方式，能夠使流過進氣管的流體有效地產生一個方向的旋轉流。

在幾個實施方式中，上述第二彎管部的上游側的中心軸和下游側的中心軸的交點與上述葉輪的葉片前緣之間的距離在進氣管的管徑的五倍以內。

根據這樣的實施方式，在第二彎管部在流體中生成的旋轉流可被不大幅度衰減地向外殼內的葉輪供給。

在幾個實施方式中，上述第一彎管部的上游側的中心軸和下游側的中心軸的交點與上述第二彎管部的上游側的中心軸和下游側的中心軸的交點之間的距離在進氣管的管徑的三倍以內。