特許 6680365 遠心圧縮機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6680365

(24)【登録日】2020年3月24日

(45)【発行日】2020年4月15日

(54)【発明の名称】遠心圧縮機

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/42 20060101AFI20200406BHJP

   F04D 29/70 20060101ALI20200406BHJP

   F02B 33/40 20060101ALI20200406BHJP

   F02B 39/00 20060101ALI20200406BHJP

   F02B 39/16 20060101ALI20200406BHJP

【ＦＩ】

   F04D29/42 M

   F04D29/70 M

   F02B33/40

   F02B39/00 G

   F02B39/16 Z

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2018-551678(P2018-551678)

(86)(22)【出願日】2017年11月16日

(86)【国際出願番号】JP2017041260

(87)【国際公開番号】WO2018092842

(87)【国際公開日】20180524

【審査請求日】2018年10月10日

(31)【優先権主張番号】特願2016-224286(P2016-224286)

(32)【優先日】2016年11月17日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100170818

【弁理士】

【氏名又は名称】小松 秀輝

(74)【代理人】

【識別番号】100176245

【弁理士】

【氏名又は名称】安田 亮輔

(72)【発明者】

【氏名】飯塚 国彰

(72)【発明者】

【氏名】吉田 隆

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 裕司

(72)【発明者】

【氏名】猪俣 達身

(72)【発明者】

【氏名】小篠 拓也

(72)【発明者】

【氏名】湯本 良介

(72)【発明者】

【氏名】森 孝志

【審査官】 大瀬 円

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００１−５１５９９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−１６００２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１９２３５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−１２１５１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第２８８８１９３（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ ２９／４２

Ｆ０４Ｄ ２９／７０

Ｆ０２Ｂ ３３／４０

Ｆ０２Ｂ ３９／００

Ｆ０２Ｂ ３９／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

遠心圧縮機であって、
回転軸に取り付けられたコンプレッサインペラと、
前記回転軸および前記コンプレッサインペラを収納するハウジングと、を備え、
前記ハウジングは、
前記コンプレッサインペラの上流側に設けられた吸入部と、
前記コンプレッサインペラの背面側に形成され、前記コンプレッサインペラの回転時に前記吸入部における圧力よりも高い圧力となる高圧部と、を含み、
前記ハウジングの前記高圧部と、前記吸入部と前記吸入部よりも上流側の気体流路とを含む低圧部と、を接続するための排出通路が設けられており、
前記ハウジングは、前記高圧部に含まれ、前記遠心圧縮機の使用状態を基準として下部に形成された凝縮水貯留部を含み、
前記排出通路は、前記高圧部のうちの前記凝縮水貯留部の最下端部と、前記低圧部と、を接続している、遠心圧縮機。

【請求項2】

前記回転軸の周囲に配置されるステータ部を備え、
前記ハウジングは、
前記コンプレッサインペラの背面側に設けられ、前記ステータ部のコア部を支持する周壁部と、
前記周壁部に対し前記コンプレッサインペラとは反対側に設けられた端壁部と、を含み、
前記高圧部は、前記周壁部と前記端壁部とによって画成される内部空間を含み、
前記排出通路は、前記コア部よりも前記端壁部側において前記内部空間に接続されている、請求項１に記載の遠心圧縮機。

【請求項3】

前記排出通路が前記高圧部に接続される接続口は、前記遠心圧縮機の使用状態を基準として前記ハウジングの下部に設けられている、請求項１または２に記載の遠心圧縮機。

【請求項4】

前記接続口は、前記凝縮水貯留部に開口する、請求項３に記載の遠心圧縮機。

【請求項5】

前記ハウジングの内壁面には、前記接続口に向けて延びる溝部が設けられている、請求項３または４に記載の遠心圧縮機。

【請求項6】

前記ハウジングの内壁面には、前記凝縮水貯留部および前記接続口に向けて延びる溝部が設けられている、請求項４に記載の遠心圧縮機。

【請求項7】

前記排出通路は、前記ハウジングの前記高圧部と前記ハウジングの前記吸入部とを接続する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の遠心圧縮機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、遠心圧縮機に関する。

【背景技術】

【0002】

遠心圧縮機として、特許文献１に記載されるように、車両の内燃機関に組み込まれたターボ過給機が知られている。ターボ過給機は、コンプレッサとタービンとを備えている。この内燃機関は、排気の一部をＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）ガスとして導入する排気還流装置を備えている。排気還流装置は、低圧ＥＧＲ通路を備えており、この低圧ＥＧＲ通路が、内燃機関の吸気通路を介して、ターボ過給機のコンプレッサに接続されている。

【0003】

吸気通路と低圧ＥＧＲ通路との間には、ＥＧＲガスなどから発生する凝縮水を捕集するためのトラッパが設けられている。トラッパには、凝縮水を貯留するためのタンクが接続されている。一方、ターボ過給機のコンプレッサのハウジングには、溝部が設けられている。この溝部は、凝縮水通路を介して、トラッパのケーシングに接続されている。凝縮水が吸気通路の内面に沿って移動すると、凝縮水は、コンプレッサの溝部によって捕集され、凝縮水通路およびトラッパを通り、タンクに貯留される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−４１５５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記した特許文献１に記載の装置では、吸気通路の内面に沿って移動する凝縮水は、コンプレッサに吸入される前に、溝部によって捕集され、トラッパおよびタンクに向けて排出される。しかしながら、特許文献１に記載の装置では、ターボ過給機の内部に凝縮水が存在する場合に、その凝縮水を排出する点については考慮されていない。

【0006】

過給機等の遠心圧縮機では、ハウジング内に凝縮水が発生する場合がある。ハウジング内に溜まった凝縮水は、何らかの手段で外部に排出されることが望ましい。従来は、凝縮水を外部に排出するための配管を新たに設置する等、大がかりな装置が別途必要であった。本開示は、簡易な構成で凝縮水を外部に排出することができる遠心圧縮機を説明する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様に係る遠心圧縮機は、回転軸に取り付けられたコンプレッサインペラと、回転軸およびコンプレッサインペラを収納するハウジングと、を備え、ハウジングは、コンプレッサインペラの上流側に設けられた吸入部と、コンプレッサインペラの背面側に形成され、コンプレッサインペラの回転時に吸入部における圧力よりも高い圧力となる高圧部と、を含み、ハウジングには、高圧部と、吸入部と吸入部よりも上流側の気体流路とを含む低圧部と、を接続するための排出通路が設けられている。

【発明の効果】

【0008】

本開示の一態様によれば、圧力差を利用した排出機構により、簡易な構成で、ハウジング内の凝縮水を外部に排出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本開示の一実施形態に係る遠心圧縮機を示す断面図である。

【図2】図２は、図１の遠心圧縮機を示す斜視図である。

【図3】図３は、ハウジングの内面側を示す断面斜視図である。

【図4】図４は、ハウジングの内面側を示す断面斜視図である。

【図5】図５は、凝縮水貯留部および接続口を示す断面斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本開示の一態様に係る遠心圧縮機は、回転軸に取り付けられたコンプレッサインペラと、回転軸およびコンプレッサインペラを収納するハウジングと、を備え、ハウジングは、コンプレッサインペラの上流側に設けられた吸入部と、コンプレッサインペラの背面側に形成され、コンプレッサインペラの回転時に吸入部における圧力よりも高い圧力となる高圧部と、を含み、ハウジングには、高圧部と、吸入部と吸入部よりも上流側の気体流路とを含む低圧部と、を接続するための排出通路が設けられている。

【0011】

この遠心圧縮機によれば、ハウジング内の凝縮水は、排出通路を通って、高圧部から低圧部へと排出される。高圧部は、コンプレッサインペラの回転時（すなわち遠心圧縮機の運転時）に、吸入部における圧力よりも高い圧力となる。排出通路は、この高圧部と低圧部とを接続しているので、圧力差を利用して凝縮水を排出できる。排出通路を形成する管等をハウジングに予め設けておくだけでよく、凝縮水を外部に排出するための配管等を新たに設置する必要がない。このような圧力差を利用した排出機構により、簡易な構成で、ハウジング内の凝縮水を外部に排出することができる。

【0012】

いくつかの態様において、回転軸の周囲に配置されるステータ部を備え、ハウジングは、コンプレッサインペラの背面側に設けられ、ステータ部のコア部を支持する周壁部と、周壁部に対しコンプレッサインペラとは反対側に設けられた端壁部と、を含み、高圧部は、周壁部と端壁部とによって画成される内部空間を含み、排出通路は、コア部よりも端壁部側において内部空間に接続されている。ハウジング内にステータ部が設けられる場合、凝縮水がステータ部の付近に溜まると、ステータ部に悪影響を及ぼすおそれがある。たとえば、遠心圧縮機が停止している間に、溜まった凝縮水が凍結すると、再始動時に不具合が発生するおそれがある。上記構成のように、排出通路が、コア部よりも端壁部側においてハウジングに接続されていると、凝縮水はコア部の付近に溜まりにくい。これにより、ステータ部に対する悪影響を低減することができる。

【0013】

いくつかの態様において、ハウジングは、高圧部に含まれ、遠心圧縮機の使用状態を基準として下部に形成された凝縮水貯留部を含む。ハウジングの下部に凝縮水貯留部が形成されていると、凝縮水は、重力によって、凝縮水貯留部に貯留される。よって、ハウジング内において凝縮水を一定の場所に集めることができる。凝縮水を排出する際には、凝縮水貯留部からまとめて凝縮水を排出することもできる。

【0014】

いくつかの態様において、排出通路が高圧部に接続される接続口は、遠心圧縮機の使用状態を基準としてハウジングの下部に設けられている。凝縮水は、遠心圧縮機の運転時に、ハウジング内が高温になることで蒸発し得る。水蒸気の状態では、凝縮水の排出口（接続口）は上部にあっても、凝縮水は排出され得る。一方で、遠心圧縮機の始動時など、ハウジング内の温度が比較的低いときには、凝縮水は液体の状態であり得る。ハウジングの下部に排出通路の接続口が設けられていると、凝縮水が液体の状態であっても、圧力差を利用して、接続口から凝縮水を容易に排出できる。

【0015】

いくつかの態様において、ハウジングの内壁面には、接続口に向けて延びる溝部が設けられている。この場合、凝縮水を内壁面の溝部に集めることができる。重力によって、溝部を通じて凝縮水を接続口に案内することができる。

【0016】

いくつかの態様において、排出通路は、ハウジングの高圧部とハウジングの吸入部とを接続する。この場合、凝縮水は、高圧部から吸入部へと還流される。遠心圧縮機における圧力差を利用して、ハウジング内に溜まった凝縮水を効率的に排出することができる。排出通路を上流側の配管等に接続する必要がない。遠心圧縮機単独で、課題が解決される。

【0017】

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。以下の説明において、特に断らない限り、「径方向」および「周方向」との語は、回転軸１２或いは回転軸線Ｘを基準として用いられる。

【0018】

図１を参照して、第１実施形態の電動コンプレッサ（遠心圧縮機の一例）１について説明する。図１に示されるように、電動コンプレッサ１は、たとえば車両や船舶の内燃機関に適用されるものである。電動コンプレッサ１は、コンプレッサ７を備えている。電動コンプレッサ１は、ロータ部１３およびステータ部１４の相互作用によってコンプレッサインペラ８を回転させ、空気等の気体を圧縮し、圧縮空気を発生させる。ロータ部１３およびステータ部１４によってモータ５が形成されている。

【0019】

電動コンプレッサ１は、ハウジング２内で回転可能に支持された回転軸１２と、回転軸１２の先端部（第１端部）１２ａに取り付けられたコンプレッサインペラ８とを備える。ハウジング２は、ロータ部１３およびステータ部１４を収納するモータハウジング３と、モータハウジング３の第２端側（図示右側）の開口を閉鎖するインバータハウジング４と、コンプレッサインペラ８を収納するコンプレッサハウジング６とを備える。コンプレッサハウジング６は、モータハウジング３の第１端側（図示左側）に設けられている。コンプレッサハウジング６は、吸入口９と、スクロール部１０と、吐出口１１とを含んでいる。

【0020】

ロータ部１３は、回転軸１２の回転軸線Ｘ方向の中央部に固定されており、回転軸１２に取り付けられた１または複数の永久磁石（図示せず）を含む。ステータ部１４は、ロータ部１３を包囲するようにしてモータハウジング３の内面に固定されている。すなわち、ステータ部１４は、回転軸１２の周囲に配置されている。ステータ部１４は、ロータ部１３を包囲するように配置された円筒状のコア部１４ａと、コア部１４ａに導線（図示せず）が巻回されてなるコイル部１４ｂとを含む。導線を通じてステータ部１４のコイル部１４ｂに交流電流が流されると、ロータ部１３およびステータ部１４の相互作用によって、回転軸１２とコンプレッサインペラ８とが一体になって回転する。コンプレッサインペラ８が回転すると、コンプレッサインペラ８は、吸入口９を通じて外部の空気を吸入し、スクロール部１０を通じて空気を圧縮し、吐出口１１から吐出する。吐出口１１から吐出された圧縮空気は、前述の内燃機関に供給される。

【0021】

電動コンプレッサ１は、ハウジング２に対して回転軸１２を回転可能に支持する２個の軸受２０Ａ，２０Ｂを備える。軸受２０Ａ，２０Ｂは、モータ５を挟むように配置され、回転軸１２を両持ちで支持している。第１の軸受２０Ａは、モータハウジング３のコンプレッサインペラ８側の端部である隔壁部３ａに保持されている。第２の軸受２０Ｂは、インバータハウジング４の隔壁部（端壁部）４ａの内面側（コンプレッサインペラ８側）に保持されている。

【0022】

続いて、ハウジング２の構成についてより詳細に説明する。モータハウジング３は、ステータ部１４のコア部１４ａを支持する円筒状の周壁部３ｂと、周壁部３ｂの第１端側に設けられた円板状の隔壁部３ａと、周壁部３ｂの第２端側に設けられたフランジ部３ｃとを含む。隔壁部３ａおよびフランジ部３ｃは、回転軸線Ｘの径方向であり、周壁部３ｂに垂直な方向に延びている。コア部１４ａは、回転軸線Ｘ方向において、周壁部３ｂが設けられた範囲内に収まっていてもよい。すなわち、コア部１４ａは、隔壁部３ａとフランジ部３ｃとの間に配置されてもよい。回転軸線Ｘ方向におけるコア部１４ａの隔壁部４ａ側の端部は、回転軸線Ｘ方向において、フランジ部３ｃが設けられた位置に重なってもよい。

【0023】

周壁部３ｂは回転軸線Ｘ方向に延びる。隔壁部３ａは周壁部３ｂから径方向内方に延びる。隔壁部３ａには回転軸１２が貫通している。隔壁部３ａは、第１の軸受２０Ａを保持している。隔壁部３ａは、僅かな隙間をもって、コンプレッサインペラ８の背面８ａに対面している。周壁部３ｂの第２端は、インバータハウジング４に対して開口している。回転軸１２が、この開口を通り、コンプレッサインペラ８と反対側に延びている。フランジ部３ｃは、周壁部３ｂから径方向外方に延びる。

【0024】

インバータハウジング４は、フランジ部３ｃに第１端が接続されて回転軸線Ｘ方向（コンプレッサインペラ８と反対側）に延びる周壁部４ｂと、周壁部４ｂの第２端側の開口を閉鎖する隔壁部４ａと、隔壁部４ａの周縁から回転軸線Ｘ方向に延びる側壁部４ｃとを含む。隔壁部４ａは、回転軸線Ｘの径方向であり、周壁部４ｂに垂直な方向に延びている。周壁部４ｂ内に、第２の軸受２０Ｂおよび回転軸１２の基端部が配置されている。なお、ステータ部１４の一部（たとえばコイル部１４ｂの一部等）が、周壁部４ｂ内に配置されてもよい。コア部１４ａは、インバータハウジング４側には突出しない。

【0025】

インバータハウジング４には、ステータ部１４に駆動電流を供給するための機構が備わっている。すなわち、インバータハウジング４には、インバータ等を含む電気部品群３０が設けられている。周壁部４ｂ内には、ステータ部１４に接続される導線を束ねる導電部材であるバスバーアッセンブリ３２が設けられている。例えばバスバーアッセンブリ３２は、第２の軸受２０Ｂの径方向外方の空間に配置されている。隔壁部４ａの外面側には、インバータ等の制御部品を収容するモジュール３１が固定されている。

【0026】

周壁部３ｂおよび周壁部４ｂによって、ハウジング２全体としての周壁部１６が構成されている。周壁部１６は、コンプレッサインペラ８の背面８ａ側に設けられ、ステータ部１４を支持する。隔壁部４ａは、周壁部１６に対し、コンプレッサインペラ８とは反対側に設けられる。ハウジング２では、隔壁部３ａと、周壁部１６と、フランジ部３ｃと、隔壁部４ａとによって、所定の内部空間Ａ１が画成されている。この内部空間Ａ１は、隔壁部３ａを隔ててコンプレッサインペラ８の背面８ａ側に位置する。上記のバスバーアッセンブリ３２は、内部空間Ａ１に配置される。一方、隔壁部４ａと、側壁部４ｃとによって、モジュール設置空間Ａ２が形成されている。隔壁部４ａは、内部空間Ａ１とモジュール設置空間Ａ２とを隔てている。

【0027】

図２および図３に示されるように、コンプレッサハウジング６は、コンプレッサインペラ８よりも上流側に設けられ、吸入口９を形成する吸入管部６ａと、コンプレッサインペラ８よりも下流側に設けられ、吐出口１１を形成する吐出管部６ｃとを含む。電動コンプレッサ１では、吸入管部６ａの上流側に、延長吸入管部（吸入部）６ｂが取り付けられている。ここで、吸入管部６ａは、延長吸入管部６ｂが設けられる場合と同程度の長さを有してもよい。言い換えれば、延長吸入管部６ｂが、吸入管部６ａに一体化され、吸入管部６ａの一部として形成されてもよい。

【0028】

コンプレッサインペラ８の回転時、すなわち電動コンプレッサ１の運転時には、吸入管部６ａおよび延長吸入管部６ｂの内部（すなわち吸入口９）の圧力は、比較的低い。一方、吐出管部６ｃの内部（すなわち吐出口１１）の圧力は、吸入管部６ａおよび延長吸入管部６ｂの内部、すなわちコンプレッサインペラ８の上流側の空間の圧力よりも高い。また、コンプレッサインペラ８の下流側の空間（すなわちスクロール部１０等）の圧力は、コンプレッサインペラ８の上流側の空間の圧力よりも高い。

【0029】

コンプレッサインペラ８の背面８ａ側の空間であって、モータハウジング３、インバータハウジング４の周壁部４ｂおよび隔壁部４ａによって囲まれた空間は、隔壁部３ａに形成された連通孔（図示せず）を介して、コンプレッサインペラ８の下流側の空間と連通している。よって、このコンプレッサインペラ８の背面８ａ側の空間の圧力は、電動コンプレッサ１の運転時には、吐出圧に近くなり、コンプレッサインペラ８の上流側の空間の圧力よりも高くなる。すなわち、コンプレッサインペラ８の背面８ａ側には、コンプレッサインペラ８の回転時に吸入管部６ａおよび延長吸入管部６ｂにおける圧力よりも高い圧力となる高圧部Ｈが形成されている。高圧部Ｈは、上記した内部空間Ａ１を含む。

【0030】

これに対し、吸入管部６ａおよび延長吸入管部６ｂと、延長吸入管部６ｂよりも上流側の気体流路（電動コンプレッサ１の吸入側に接続される配管を含む）は、低圧部Ｌ（図１参照）を形成している。

【0031】

本実施形態の電動コンプレッサ１は、ハウジング２の内部に溜まり得る凝縮水を排出する機構を備えている。より具体的には、電動コンプレッサ１には、上記した高圧部Ｈと低圧部Ｌとを接続する排出通路５０（図２および図４参照）が設けられている。電動コンプレッサ１では、排出通路５０は、ハウジング２の外部に配置されてハウジング２に接続された排出管４１によって形成されている。

【0032】

図２および図３に示されるように、排出管４１は、モータハウジング３とコンプレッサハウジング６とをつないでいる。排出管４１の第１端部４１ａは、モータハウジング３のフランジ部３ｃに接続されている。排出管４１の第２端部４１ｂは、コンプレッサハウジング６の延長吸入管部６ｂに接続されている。第１端部４１ａは、排出管４１内の排出通路５０を高圧部Ｈに連通させている。第２端部４１ｂは、排出管４１内の排出通路５０を低圧部Ｌに連通させている。これにより、高圧部Ｈと低圧部Ｌとは、排出管４１を介して連通している。第２端部４１ｂは、吸入管部６ａに接続されてもよい。

【0033】

より詳細には、第１端部４１ａには、ソケット状の接続部４１ｃが設けられており、この接続部４１ｃが、フランジ部３ｃに形成された貫通孔に挿入されている。接続部４１ｃの先端の接続口４２は、内部空間Ａ１に接続されている。第２端部４１ｂは、延長吸入管部６ｂに一体化されてもよい。第２端部４１ｂにソケット状の接続部が設けられ、この接続部が、延長吸入管部６ｂに形成された貫通孔に挿入されてもよい。排出管４１の接続形態は、上記に限られない。たとえば、排出管４１の第１端部４１ａは、モータハウジング３の外部の部位（孔部）に接続されてもよい。排出管４１の第１端部４１ａが内部空間Ａ１に連通していればよい。ハウジング２の外部の部位に、第１端部４１ａ側および第２端部４１ｂ側の双方が接続され得る、ニップルのような接続部が設けられてもよい。

【0034】

排出管４１の接続部４１ｃは、ステータ部１４のコア部１４ａよりも隔壁部４ａ側において、内部空間Ａ１に接続されている。より詳細には、接続部４１ｃは、コア部１４ａの端面１４ｃよりも隔壁部４ａ側において、内部空間Ａ１に接続されている。図３および図４に示されるように、接続口４２は、インバータハウジング４の下部に設けられている。本明細書において、「下部」および「下方」との語は、電動コンプレッサ１の使用状態（或いは搭載状態）を基準として用いられる。たとえば、「インバータハウジング４の下部」は、インバータハウジング４の中央（回転軸線Ｘ）より下部であってもよい。インバータハウジング４は、周壁部４ｂの一部であって、ステータ部１４に対応する周壁部３ｂの直径よりも下方に突出する突出部４ｅ（図３参照）を含む。排出管４１の接続口４２は、この突出部４ｅに接続されている。電動コンプレッサ１の使用状態において、回転軸線Ｘは横方向に延びてもよい。なお、図３は、回転軸線Ｘを含む鉛直面でモータハウジング３およびインバータハウジング４を切断した断面図である。図４は、回転軸線Ｘを含む水平面でモータハウジング３およびインバータハウジング４を切断した断面図である。

【0035】

排出管４１は、高圧部Ｈと低圧部Ｌとを接続することにより、ハウジング２の高圧部Ｈ内に溜まった凝縮水を、電動コンプレッサ１の運転時に低圧部Ｌへと還流させる。排出管４１の接続口４２は、凝縮水の還流時に、排出口として機能する。

【0036】

図４は、モータハウジング３およびインバータハウジング４の下部の内面側を示す図である。図４に示されるように、周壁部３ｂの下部（底部）およびフランジ部３ｃの下部（底部）の内壁面３ｄには、回転軸線Ｘ方向に延びる第１溝部４３が形成されている。また、周壁部４ｂの下部（底部）の内壁面４ｄには、第２溝部４４が形成されている。第２溝部４４は、第１溝部４３の延長線上に形成されて回転軸線Ｘ方向に延びる軸方向部分４４ａと、軸方向部分４４ａに連続して周方向に延びる周方向部分４４ｂとを含む。

【0037】

図５に示されるように、周方向部分４４ｂとフランジ部３ｃとの間には、径方向および周方向に延びる側壁部４４ｃ（第２溝部４４の一部）が形成されている。更に、周壁部４ｂの突出部４ｅには、周方向部分４４ｂよりも下方に窪んだ凝縮水貯留部４６が形成されている。凹部である凝縮水貯留部４６は、内部空間Ａ１（高圧部Ｈ）に含まれ、インバータハウジング４の内面の下部に形成されている。凝縮水貯留部４６は、コア部１４ａの端面１４ｃよりも隔壁部４ａ側に形成されている。接続口４２は、この凝縮水貯留部４６に面するように設けられている。

【0038】

図３、図４および図５に示されるように、周壁部３ｂおよびフランジ部３ｃの底部に形成された第１溝部４３と、周壁部４ｂの底部に形成された第２溝部４４とは、たとえば、それらの間に形成された僅かな隙間をもって連続している。回転軸線Ｘ方向に沿って延びる第１溝部４３と、回転軸線Ｘ方向から周方向へと方向を変えるＬ字状の第２溝部４４とが、高圧部Ｈ内の凝縮水を集めるための１本の溝部４５を形成する。この溝部４５が、凝縮水貯留部４６に連絡している。溝部４５は、凝縮水の流路である。第１溝部４３および第２溝部４４は、凝縮水貯留部４６および接続口４２に向けて延びている。第１溝部４３および第２溝部４４の深さは、接続口４２に近づくにつれて、深くなってもよい。言い換えれば、第１溝部４３および第２溝部４４の底部の高さは、接続口４２に近づくにつれて、低くなってもよい。第２溝部４４の周方向部分４４ｂは、凝縮水貯留部４６に臨んでいる。凝縮水貯留部４６は、第１溝部４３および第２溝部４４の最下端（周方向部分４４ｂの下流端）よりも低い位置に形成されている。凝縮水貯留部４６は、モータハウジング３の円筒状の周壁部３ｂよりも径方向外方の領域（たとえばハウジング２の突出部４ｅ）に設けられている。

【0039】

図４および図５に示されるように、凝縮水貯留部４６の底部の中央には、たとえば回転軸線Ｘ方向に延びる谷部４６ａが形成されている。接続口４２は、凝縮水貯留部４６の谷部４６ａの付近に設けられている。図５に示されるように、接続口４２の入口４２ａは、谷部４６ａに向けて開口してもよい。接続口４２の入口４２ａは、凝縮水貯留部４６の最下端に開口する必要はなく、凝縮水貯留部４６内の他の適宜の位置に開口してもよい。

【0040】

以上の構成を有する電動コンプレッサ１における凝縮水の排出作用について、説明する。電動コンプレッサ１の運転時、コンプレッサ７により昇圧された気体の一部は、コンプレッサインペラ８の背面８ａから連通穴を通って、モータハウジング３内の高圧部Ｈに達する。高圧部Ｈは、コンプレッサインペラ８の吸入側よりも高圧となる。この時、水分の混じった気体がモータハウジング３内に入る。

【0041】

エンジン（内燃機関）が停止した後、たとえば寒冷地のような場所では、モータハウジング３内の温度が下がり、気体に含まれていた水分は凝縮し、液体となり得る。モータハウジング３には、下部に第１溝部４３および第２溝部４４が設けられているので、これらが凝縮水の流路となり、凝縮水は、重力によって、これらの第１溝部４３および第２溝部４４を通って凝縮水貯留部４６に溜まる。なお、この際、排出管４１内に凝縮水が溜まってもよい。

【0042】

このような流路を通じた流下により、モータハウジング３内に凝縮水が途中で溜まることを防止できるので、エンジン再始動時の凍結による不具合等が防止され得る。なお、モータハウジング３の周壁部３ｂの内壁面３ｄにコア部１４ａが密着している場合でも、内壁面３ｄから窪んだ第１溝部４３が設けられているため、凝縮水は、コア部１４ａに接触しにくくなっている。

【0043】

エンジンが再始動する際、モータ５の発熱等により、凝縮水は気化し得る。コンプレッサインペラ８の吸入側の低圧部Ｌとモータハウジング３内の高圧部Ｈとの間に差圧が生じるため、モータハウジング３内に溜まった凝縮水は、排出管４１（排出通路５０）を通じて延長吸入管部６ｂ側に排出される。

【0044】

本実施形態の電動コンプレッサ１によれば、ハウジング２内の凝縮水は、排出通路５０を通って、高圧部Ｈから低圧部Ｌへと排出される。高圧部Ｈは、コンプレッサインペラ８の回転時（すなわち電動コンプレッサ１の運転時）に、延長吸入管部６ｂにおける圧力よりも高い圧力となる。排出通路５０は、この高圧部Ｈと低圧部Ｌとを接続しているので、圧力差を利用して凝縮水を排出できる。排出通路５０を形成する排出管４１をハウジング２に予め設けておくだけでよく、凝縮水を外部に排出するための配管等を新たに設置する必要がない。このような圧力差を利用した排出機構により、簡易な構成で、ハウジング２内の凝縮水を外部に排出することができる。凝縮水回収のための配管等が不要である上、元々ある重力、モータの発熱、コンプレッサインペラ８との圧力差を利用して、凝縮水を還流させている。その結果として、凝縮水を効率的に排出することが可能になっている。

【0045】

ハウジング２内にステータ部１４が設けられる場合、凝縮水がステータ部１４の付近に溜まると、ステータ部１４に悪影響を及ぼすおそれがある。たとえば、電動コンプレッサ１が停止している間に、溜まった凝縮水が凍結すると、再始動時に不具合が発生するおそれがある。排出通路５０が、コア部１４ａよりも隔壁部４ａ側においてハウジング２に接続されていると、凝縮水はコア部１４ａの付近に溜まりにくい。これにより、ステータ部１４に対する悪影響を低減することができる。

【0046】

ハウジング２の下部に凝縮水貯留部４６が形成されていると、凝縮水は、重力によって、凝縮水貯留部４６に貯留される。よって、ハウジング２内において凝縮水を一定の場所に集めることができる。凝縮水を排出する際には、凝縮水貯留部４６からまとめて凝縮水を排出することもできる。

【0047】

凝縮水は、電動コンプレッサ１の運転時に、ハウジング２内が高温になることで蒸発し得る。水蒸気の状態では、凝縮水の排出口（接続口４２）は上部にあっても、凝縮水は排出され得る。一方で、電動コンプレッサ１の始動時など、ハウジング２内の温度が比較的低いときには、凝縮水は液体の状態であり得る。ハウジング２の下部に排出通路５０の接続口４２が設けられていると、凝縮水が液体の状態であっても、圧力差を利用して、接続口４２から凝縮水を容易に排出できる。凝縮水貯留部４６が下部に設けられ、接続口４２も下部に設けられることにより、凝縮水が液体の状態であっても、凝縮水を還流させ易くなっている。

【0048】

内壁面３ｄの第１溝部４３、内壁面４ｄの第２溝部４４に、凝縮水を集めることができる。重力によって、第１溝部４３および第２溝部４４を通じて凝縮水を接続口４２に案内することができる。

【0049】

凝縮水は、高圧部Ｈから延長吸入管部６ｂへと還流される。電動コンプレッサ１における圧力差を利用して、ハウジング２内に溜まった凝縮水を効率的に排出することができる。排出通路５０を上流側の配管等に接続する必要がない。電動コンプレッサ１単独で、課題が解決される。

【0050】

以上、本開示の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られない。たとえば、排出通路５０は、ハウジング２の外部に設けられる形態に限られない。排出通路５０は、ハウジング２内に形成されてもよい。この場合、排出管４１は不要である。また、排出通路５０の途中部までがハウジング２内に形成され、途中部以降に排出管が用いられてもよい。

【0051】

排出管４１の接続先は、電動コンプレッサ１よりも上流側の配管であってもよい。すなわち、排出管４１の第２端部４１ｂは、電動コンプレッサ１よりも上流側の配管に接続されてもよい。その場合、電動コンプレッサ１の排出管４１は、高圧部Ｈと、上流側の配管（低圧部Ｌ）とを接続するための排出通路５０を形成する。すなわち、単体の電動コンプレッサ１において、排出管４１の第２端部４１ｂがどこにも接続されていない状態であっても、第２端部４１ｂが低圧部Ｌに接続されることが想定されている場合（接続部４１ｃと上流側の配管とが接続され得る形状になっている場合など）は、排出管４１は、高圧部Ｈと低圧部Ｌとを接続するための排出通路５０を構成すると言える。電動コンプレッサ１と、上流側の配管と、排出管とによって、ハウジング２内の凝縮水を外部に排出することができる圧縮機システムが提供され得る。

【0052】

ハウジング２の下部に凝縮水貯留部４６が設けられる一方、接続口（排出口）が、電動コンプレッサ１の使用状態を基準として下部以外の領域、たとえば上部に設けられてもよい。コア部１４ａよりも隔壁部４ａ側に接続口または凝縮水貯留部４６が設けられる場合に限られない。コア部１４ａの径方向外方の領域に、接続口または凝縮水貯留部が設けられてもよい。その場合でも、凝縮水がステータ部１４に触れにくいようにするため、接続口は、ステータ部１４から離間させることが望ましい。

【0053】

タービンを備えた電動コンプレッサに本発明が適用されてもよい。電動コンプレッサ１以外の遠心圧縮機（モータ５を備えない遠心圧縮機）に本発明が適用されてもよい。高圧部Ｈが形成されるようなあらゆる遠心圧縮機に対し、本発明は適用され得る。

【産業上の利用可能性】

【0054】

本開示のいくつかの態様によれば、圧力差を利用した排出機構により、簡易な構成で、ハウジング内の凝縮水を外部に排出することができる。

【符号の説明】

【0055】

１ 電動コンプレッサ（遠心圧縮機）
２ ハウジング
３ モータハウジング
３ａ 隔壁部
３ｂ 周壁部
３ｃ フランジ部
３ｄ 内壁面
４ インバータハウジング
４ａ 隔壁部（端壁部）
４ｂ 周壁部
４ｄ 内壁面
６ コンプレッサハウジング
６ａ 吸入管部
６ｂ 延長吸入管部（吸入部）
８ コンプレッサインペラ
８ａ 背面
１２ 回転軸
１４ ステータ部
１４ａ コア部
１４ｂ コイル部
１６ 周壁部
２０Ａ 第１の軸受
２０Ｂ 第２の軸受
３１ モジュール
３２ バスバーアッセンブリ
４１ 排出管
４２ 接続口
４３ 第１溝部
４４ 第２溝部
４５ 溝部
４６ 凝縮水貯留部
５０ 排出通路
Ａ１ 内部空間
Ａ２ モジュール設置空間
Ｈ 高圧部
Ｌ 低圧部
Ｘ 回転軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】