流體機械及具備它的流體機械系統的制作方法
【技術領域】
[0001]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】
[0002]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。
[0003]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I)。
[0004]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。
[0005]現有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:(日本)特許第4464661號公報
[0008]專利文獻2:(日本)特愿2012-044103
【發明內容】
[0009]發明所要解決的技術問題
[0010]然而，上述專利文獻I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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]用于解決技術問題的手段
[0014]本發明的至少一個實施方式如下，
[0015]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，
[0016]所述進氣管至少包括:
[0017]第一彎管部，其配置在第一平面上；
[0018]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；
[0019]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。
[0020]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。
[0021]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。
[0022]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。
[0023]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。
[0024]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。
[0025]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。
[0026]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。
[0027]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。
[0028]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。
[0029]根據這樣的實施方式，在第一彎管部在流體中生成的雙渦流可不消失地到達第二彎管部，在流過第二彎管部的流體中生成旋轉流。
[0030]在一實施方式中，在從正面側觀察上述葉輪的情況下，葉輪的左右任一旋轉方向和第一彎管部的從上游向下游的左右任一彎曲方向為相同方向。
[0031]根據這樣的實施方式，在流過第二彎管部的下游側的流體中，生成向葉輪的旋轉方向的相同方向旋轉的正向旋轉流。因此，流體的剝離現象伴隨葉輪迎角的減小而被抑制，在小流量區域內的流量動作范圍的擴大上特別有效。
[0032]在另一實施方式中，在從正面側觀察上述葉輪的情況下，葉輪的左右任一旋轉方向和第一彎管部的從上游向下游的左右任一彎曲方向為相反方向。
[0033]根據這樣的實施方式，在流過第二彎管部的下游側的流體中，生成向葉輪的旋轉方向的相反方向旋轉的逆向旋轉流。因此，葉片負載因葉輪迎角的增加而增大，能夠提高壓力比，在大流量區域內特別有利。
[0034]這樣構成的上述實施方式的流體機械能夠特別適合用作對裝置小型化、低成本化的要求強烈的機動車用渦輪增壓機的壓縮機。
[0035]另外，本發明的至少一個實施方式如下，
[0036]一種流體機械系統，其特征在于，具備兩個技術方案I至8中任意一項所記載的流體機械，
[0037]該流體機械系統包括第一流體機械、第二流體機械、以及用于匯集從所述第一流體機械及所述第二流體機械供給的壓縮流體并使該壓縮流體流向下游的集合管，
[0038]在所述第一流體機械及所述第二流體機械這兩個流體機械之間，將從正面側觀察各自的葉輪的情況下的、向外殼供給的流體的旋轉方向和葉輪的旋轉方向的關系構成為均為正向或逆向。
[0039]根據上述流體機械系統，在并聯配置有兩個流體機械的流體機械系統中，能夠使向外殼供給的流體的旋轉方向及葉輪的旋轉方向的關系在兩個流體機械之間相同，因此能夠實現兩個流體機械間的壓縮性能的均勻化。
[0040]在幾個實施方式中，上述第二流體機械以相對于與第一流體機械的旋轉軸的軸向正交的任意對稱軸旋轉180°的方式配置，并且構成為使上述第一流體機械及第二流體機械各自的葉輪的旋轉方向在各自的主視下為相同方向。
[0041]根據這樣的實施方式，能夠對第一離心壓縮機及第二離心壓縮機的葉輪使用同種類葉輪，因此能夠在兩個流體機械間進一步實現壓縮性能的均勻化。
[0042]另外，本發明的至少一個實施方式如下，
[0043]一種流體機械系統，其特征在于，具備兩個流體機械，包括:
[0044]第一流體機械；
[0045]第二流體機械，其對從所述第一流體機械供給的壓縮流體進一步壓縮；
[0046]至少所述第二流體機械由技術方案I至8中任意一項所記載的流體機械構成。
[0047]根據上述流體機械系統，在串聯配置有兩個流體機械的流體機械系統中，能夠通過對第二流體機械的進氣管形狀進行設計，來提高流體機械系統整體的性能。
[0048]發明效果
[0049]根據本發明的至少一個實施方式，能夠提供一種流體機械，其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，因此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。
【附圖說明】
[0050]圖1是表示具備本發明一實施方式的離心壓縮機的渦輪增壓機的概略圖。
[0051]圖2是從A方向觀察圖1的離心壓縮機的圖。
[0052]圖3是從B方向觀察圖1的離心壓縮機的圖。
[0053]圖4是用于對單一彎曲內的二維流進行說明的圖(