特開 2023-26029 遠心圧縮機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023026029

(43)【公開日】2023-02-24

(54)【発明の名称】遠心圧縮機

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/44 20060101AFI20230216BHJP

【ＦＩ】

F04D29/44 M

F04D29/44 R

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021131607

(22)【出願日】2021-08-12

(71)【出願人】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】弁理士法人青海国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大内田 聡

【テーマコード（参考）】

3H130

【Ｆターム（参考）】

3H130AA13

3H130AB27

3H130AB47

3H130AB62

3H130AB65

3H130AB69

3H130BA66A

3H130CA07

3H130CA12

3H130DA02Z

3H130DD01Z

3H130EB02A

3H130EB04A

(57)【要約】

【課題】流体損失を低減する。
【解決手段】遠心圧縮機１００は、シャフト２１０の軸方向のうち第１方向に向く第１インペラ２２０と、第１インペラ２２０と軸方向に離隔し、第１方向と反対の第２方向に向く第２インペラ２３０とが設けられた回転体２００と、ハウジング５００に形成され、第１インペラ収容室５３０から径方向外側に向けて延在する径方向延在部５４２ａと、径方向延在部５４２ａから軸方向に向けて延在する軸方向延在部５４２ｂとを有し、第１インペラ収容室５３０と第２インペラ収容室５５０とを連通させる連通路５４０と、第２インペラ収容室５５０と径方向外側に連通するディフューザ流路５６０と、ディフューザ流路５６０に設けられ、連通路５４０の一部を構成する貫通孔５０８ａが形成されたベーンドディフューザ５０８と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シャフトの軸方向のうち第１方向に向く第１インペラと、前記第１インペラと前記軸方向に離隔し、前記第１方向と反対の第２方向に向く第２インペラとが設けられた回転体と、
前記第１インペラを収容する第１インペラ収容室と、前記第２インペラを収容する第２インペラ収容室とが形成されたハウジングと、
前記ハウジングに形成され、前記第１インペラ収容室から径方向外側に向けて延在する径方向延在部と、前記径方向延在部から前記軸方向に向けて延在する軸方向延在部とを有し、前記第１インペラ収容室と前記第２インペラ収容室とを連通させる連通路と、
前記第２インペラ収容室と径方向外側に連通するディフューザ流路と、
前記ディフューザ流路に設けられ、前記連通路の一部を構成する貫通孔が形成されたベーンドディフューザと、
を備える遠心圧縮機。

【請求項2】

前記貫通孔は、前記第１インペラ収容室側から前記第２インペラ収容室側に向かって流路断面積が大きくなる、
請求項１に記載の遠心圧縮機。

【請求項3】

前記ディフューザ流路は、前記軸方向の幅が径方向外側ほど大きくなるテーパ部を有する、
請求項１または２に記載の遠心圧縮機。

【請求項4】

前記連通路は、前記第１インペラ収容室から前記貫通孔に向かって周方向の幅が漸減する漸減部と、前記貫通孔から前記第２インペラ収容室に向かって周方向の幅が漸増する漸増部とを有する、
請求項１～３のいずれか１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】

特許文献１には、シャフトの軸方向に並んで前段インペラと後段インペラとが互いに背中合わせに設けられた多段圧縮機について開示がある。特許文献１に記載の多段圧縮機は、前段インペラによって圧縮した流体を後段インペラによってさらに圧縮することができる。

【0003】

特許文献１に記載の多段圧縮機は、前段インペラの外周を取り囲むように前段スクロール流路が形成された前段ハウジングを備える。また、特許文献１に記載の多段圧縮機は、後段インペラの外周を取り囲むように後段スクロール流路が形成された後段ハウジングを備える。そして、前段ハウジングと後段ハウジングの外部には、前段ハウジングの前段スクロール流路の吐出口と、後段ハウジングの後段インペラの吸気口とを接続する配管が設けられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２－１９３６５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１に記載の多段圧縮機において、実際に圧縮流体が吐出されるのは、後段スクロール流路の吐出口である。そのため、前段ハウジングに前段スクロール流路を設ける構成は、多段圧縮機において流体損失の増大に繋がる。また、前段ハウジングと後段ハウジングの外部に、前段スクロール流路の吐出口と後段インペラの吸気口とを接続する配管を設ける構成は、多段圧縮機において流体損失の増大に繋がる。

【0006】

本開示の目的は、流体損失を低減可能な遠心圧縮機を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本開示の遠心圧縮機は、シャフトの軸方向のうち第１方向に向く第１インペラと、第１インペラと軸方向に離隔し、第１方向と反対の第２方向に向く第２インペラとが設けられた回転体と、第１インペラを収容する第１インペラ収容室と、第２インペラを収容する第２インペラ収容室とが形成されたハウジングと、ハウジングに形成され、第１インペラ収容室から径方向外側に向けて延在する径方向延在部と、径方向延在部から軸方向に向けて延在する軸方向延在部とを有し、第１インペラ収容室と第２インペラ収容室とを連通させる連通路と、第２インペラ収容室と径方向外側に連通するディフューザ流路と、ディフューザ流路に設けられ、連通路の一部を構成する貫通孔が形成されたベーンドディフューザと、を備える。

【0008】

貫通孔は、第１インペラ収容室側から第２インペラ収容室側に向かって流路断面積が大きくなってもよい。

【0009】

ディフューザ流路は、軸方向の幅が径方向外側ほど大きくなるテーパ部を有してもよい。

【0010】

連通路は、第１インペラ収容室から貫通孔に向かって周方向の幅が漸減する漸減部と、貫通孔から第２インペラ収容室に向かって周方向の幅が漸増する漸増部とを有してもよい。

【発明の効果】

【0011】

本開示によれば、流体損失を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本実施形態に係る遠心圧縮機の概略断面図である。

【図2】図２は、本実施形態に係る仕切板の概略平面図である。

【図3】図３は、図２中、ＩＩＩ－ＩＩＩ矢視図である。

【図4】図４は、本実施形態に係るディフューザ流路の概略拡大断面図である。

【図5】図５は、変形例に係る遠心圧縮機の概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について説明する。実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0014】

図１は、本実施形態に係る遠心圧縮機１００の概略断面図である。遠心圧縮機１００のうち、シャフト２１０より図１中、下側の部位は、図示された部位と大凡同じ形状であるため図示を省略する。

【0015】

図１に示すように、遠心圧縮機１００は、回転体２００と、軸受３００と、電動モータ４００と、ハウジング５００とを含む。

【0016】

回転体２００は、シャフト２１０と、第１インペラ２２０と、第２インペラ２３０とを備える。

【0017】

シャフト２１０は、円柱形状を有し、軸受３００により回転自在に支持される。シャフト２１０の一端には、電動モータ４００の出力軸４１０が取り付けられる。シャフト２１０は、電動モータ４００により回転駆動される。

【0018】

第１インペラ２２０は、シャフト２１０の中間部に設けられ、第２インペラ２３０と軸受３００との間に設けられる。第１インペラ２２０は、ハブ２２２と、羽根２２４とを有する。ハブ２２２は、円錐形状を有し、電動モータ４００から離隔するほど外径が大きくなる。羽根２２４は、ハブ２２２の外周に設けられ、ハブ２２２の周方向（以下、単に周方向という）に複数形成される。

【0019】

第１インペラ２２０は、シャフト２１０と一体的に形成される。ただし、これに限定されず、第１インペラ２２０は、シャフト２１０と別体で構成され、例えば、シャフト２１０に圧入されてもよい。

【0020】

第２インペラ２３０は、シャフト２１０のうち電動モータ４００と接続する側とは反対側の端部に設けられる。第２インペラ２３０は、ハブ２３２と、羽根２３４とを有する。ハブ２３２は、円錐形状を有し、第１インペラ２２０に近接するほど外径が大きくなる。羽根２３４は、ハブ２３２の外周に設けられ、ハブ２３２の周方向に複数形成される。

【0021】

ハブ２３２および羽根２３４の最大外径は、ハブ２２２および羽根２２４の最大外径よりも小さい。換言すれば、第２インペラ２３０の最大外径は、第１インペラ２２０の最大外径よりも小さい。ただし、これに限定されず、第２インペラ２３０の最大外径は、第１インペラ２２０の最大外径と等しい、または、大きくてもよい。

【0022】

ハブ２２２の底面２２２ａとハブ２３２の底面２３２ａとは、シャフト２１０の軸方向（以下、単に軸方向という）に対向している。つまり、第１インペラ２２０と第２インペラ２３０とは、互いに背中合わせに設けられる。このように、回転体２００には、シャフト２１０の軸方向のうち第１方向に向く第１インペラ２２０と、第１インペラ２２０と軸方向に離隔し、第１方向と反対の第２方向に向く第２インペラとが設けられる。

【0023】

第２インペラ２３０は、シャフト２１０と一体的に形成される。ただし、これに限定されず、第２インペラ２３０は、シャフト２１０と別体で構成され、例えば、シャフト２１０に圧入されてもよい。

【0024】

軸受３００は、シャフト２１０の外周面に取り付けられ、第１インペラ２２０と電動モータ４００との間に配される。ハウジング５００の内周面には、支持体３１０が配される。軸受３００は、支持体３１０によりハウジング５００に取り付けられる。軸受３００は、シャフト２１０を回転自在に軸支する。本実施形態では、軸受３００は、転がり軸受であり、ハウジング５００内に一対設けられる。ただし、これに限定されず、軸受３００は、すべり軸受であってもよい。

【0025】

電動モータ４００は、ハウジング５００の外部に設けられ、電力が供給されることにより、シャフト２１０を回転駆動させる。

【0026】

ハウジング５００には、吸気口５１０、吸気流路５２０、第１インペラ収容室５３０、連通路５４０、第２インペラ収容室５５０、ディフューザ流路５６０、スクロール流路５７０が形成される。連通路５４０は、ハウジング５００内において、第１インペラ収容室５３０と第２インペラ収容室５５０とを連通させる。本実施形態の連通路５４０は、上流連通路５４２、中間連通路５４４、下流連通路５４６を含む。

【0027】

本実施形態のハウジング５００は、第１ハウジング５０２と、仕切板５０４と、第２ハウジング５０６とを含む。第１ハウジング５０２、仕切板５０４、第２ハウジング５０６は、互いに軸方向に接続される。第１ハウジング５０２、仕切板５０４、第２ハウジング５０６は、不図示の締結具により接続されてもよいし、溶接、接着等により接続されてもよい。

【0028】

第１ハウジング５０２は、仕切板５０４および第２ハウジング５０６よりも電動モータ４００側に配される。仕切板５０４は、第１ハウジング５０２と第２ハウジング５０６との間に配され、第１ハウジング５０２と第２ハウジング５０６とにより挟持される。第２ハウジング５０６は、第１ハウジング５０２および仕切板５０４よりも電動モータ４００から離隔する側に配される。

【0029】

第１ハウジング５０２には、吸気口５１０、吸気流路５２０、第１インペラ収容室５３０、上流連通路５４２が形成される。吸気口５１０は、第１ハウジング５０２の外部に開口し、流体としての空気が流入する流入口である。

【0030】

吸気流路５２０は、吸気口５１０および第１インペラ収容室５３０に接続される。吸気流路５２０は、吸気口５１０から流入する空気を第１インペラ収容室５３０に導く。

【0031】

第１インペラ収容室５３０は、第１インペラ２２０を収容する収容空間である。第１インペラ収容室５３０は、第１インペラ２２０の外形よりわずかに大きい形状を有する。第１ハウジング５０２は、分割体５０２ａ、５０２ｂを含む。分割体５０２ａ、５０２ｂは、互いに軸方向に離隔して配される。分割体５０２ａは、第１インペラ２２０の羽根２２４の外周面と軸方向および径方向に対向して配される。分割体５０２ｂは、第１インペラ２２０のハブ２２２の底面２２２ａと軸方向に対向して配される。分割体５０２ａ、５０２ｂの間の空間により、第１インペラ収容室５３０および上流連通路５４２が形成される。

【0032】

上流連通路５４２は、第１インペラ収容室５３０の径方向外側に形成される。上流連通路５４２は、環状に形成される。本実施形態では、シャフト２１０の中心軸線と直交する断面において、上流連通路５４２は、シャフト２１０の中心軸線を中心とした円形の断面形状、もしくは、リング状の断面形状を持つ。特に、中心軸線上、第１インペラ２２０の背面から表面に向かう方向に沿って、上流連通路５４２のシャフト２１０の中心軸線と直交する断面形状は、リング状の断面形状から円形の形状に移行する。また、上流連通路５４２の外周側の円の半径も、第１インペラ２２０の背面から表面に向かう方向に沿って、単調に減少している。上流連通路５４２は、シャフト２１０の径方向（以下、単に径方向という）に延在する径方向延在部５４２ａと、軸方向に延在する軸方向延在部５４２ｂとを有する。径方向延在部５４２ａは、第１インペラ収容室５３０の外径端部と連通し、第１インペラ収容室５３０から径方向外側に向けて延在する。軸方向延在部５４２ｂは、径方向延在部５４２ａから軸方向に向けて延在する。

【0033】

仕切板５０４は、平板形状を有し、第１ハウジング５０２と第２ハウジング５０６との間に配される。仕切板５０４の少なくとも一部は、第１インペラ２２０と第２インペラ２３０との間に配される。仕切板５０４は、第１インペラ２２０と第２インペラ２３０との間の空間を仕切る。

【0034】

仕切板５０４の第１インペラ２２０側には、分割体５０２ｂが取り付けられる。分割体５０２ｂは、仕切板５０４により支持される。仕切板５０４の第２インペラ２３０側には、ベーンドディフューザ５０８が形成される。

【0035】

ベーンドディフューザ５０８は、仕切板５０４と一体的に形成される。ただし、これに限定されず、ベーンドディフューザ５０８は、仕切板５０４と別体に構成され、仕切板５０４に取り付けられてもよい。

【0036】

図２は、本実施形態に係る仕切板５０４の概略平面図である。図２に示すように、ベーンドディフューザ５０８は、三角形状を有する。ベーンドディフューザ５０８は、径方向内側ほど周方向の幅が小さくなり、径方向外側ほど周方向の幅が大きくなる。

【0037】

ベーンドディフューザ５０８には、貫通孔５０８ａが形成される。一のベーンドディフューザ５０８に、一の貫通孔５０８ａが形成される。貫通孔５０８ａは、ベーンドディフューザ５０８のうち径方向外側に形成される。貫通孔５０８ａは、ベーンドディフューザ５０８を軸方向に貫通する。また、図１に示すように、仕切板５０４には、貫通孔５０４ａが形成され、貫通孔５０８ａは、貫通孔５０４ａと軸方向に連通している。

【0038】

図２に示すように、貫通孔５０４ａ、５０８ａは、シャフト２１０の周方向に複数形成される。貫通孔５０４ａ、５０８ａは、上流連通路５４２の軸方向延在部５４２ｂと軸方向に連通している。

【0039】

貫通孔５０４ａ、５０８ａの径方向の位置は、上流連通路５４２の軸方向延在部５４２ｂの径方向の位置と等しい。また、貫通孔５０４ａ、５０８ａの径方向の幅は、上流連通路５４２の軸方向延在部５４２ｂの径方向の幅と等しい。ここで、等しいとは、完全に等しい場合と、許容誤差（加工精度や組付誤差等）の範囲内で完全に等しい場合からずれている場合とを含む意味である。以下、等しい、または、同じとは、完全に等しい（同じ）場合と、許容誤差（加工精度や組付誤差等）の範囲内で完全に等しい（同じ）場合からずれている場合とを含む意味である。貫通孔５０４ａ、５０８ａは、円環状の軸方向延在部５４２ｂの一部と等しい形状を有する。本実施形態の貫通孔５０４ａ、５０８ａは、円弧状に形成される。

【0040】

図１に戻り、第２ハウジング５０６は、分割体５０６ａ、５０６ｂを含む。分割体５０６ａは、分割体５０６ｂと仕切板５０４との間に配される。分割体５０６ｂは、分割体５０６ａ、仕切板５０４を支持する。分割体５０６ａ、５０６ｂ、仕切板５０４により、下流連通路５４６、第２インペラ収容室５５０、ディフューザ流路５６０、スクロール流路５７０が形成される。

【0041】

分割体５０６ａには、貫通孔５０６ｃが形成される。貫通孔５０６ｃは、シャフト２１０の周方向に複数形成される。貫通孔５０６ｃは、貫通孔５０４ａ、５０８ａと軸方向に連通している。また、貫通孔５０６ｃの径方向の位置は、貫通孔５０４ａ、５０８ａ、および、上流連通路５４２の軸方向延在部５４２ｂの径方向の位置と等しい。貫通孔５０６ｃの径方向の幅は、貫通孔５０４ａ、５０８ａ、および、上流連通路５４２の軸方向延在部５４２ｂの径方向の幅と等しい。貫通孔５０６ｃは、貫通孔５０４ａ、５０８ａを介して上流連通路５４２と連通している。

【0042】

図３は、図２中、ＩＩＩ－ＩＩＩ矢視図である。図３では、貫通孔５０４ａ、５０８ａ、５０６ｃを平面状に展開して表している。図３に示すように、貫通孔５０４ａは、一端が上流連通路５４２に接続され、他端が貫通孔５０８ａに接続される。貫通孔５０８ａは、一端が貫通孔５０４ａに接続され、他端が貫通孔５０６ｃに接続される。貫通孔５０６ｃは、一端が貫通孔５０８ａに接続され、他端が下流連通路５４６に接続される。貫通孔５０４ａ、５０８ａ、５０６ｃは、上流連通路５４２と下流連通路５４６とを連通させる中間連通路５４４を形成する。つまり、貫通孔５０４ａ、５０８ａ、５０６ｃは、連通路５４０の一部を構成する。

【0043】

貫通孔５０４ａは、上流連通路５４２から下流連通路５４６に向かって周方向の流路幅が漸減するテーパ形状を有する。このように、貫通孔５０４ａは、第１インペラ収容室５３０からベーンドディフューザ５０８の貫通孔５０８ａに向かって周方向の幅が漸減する漸減部として機能する。貫通孔５０４ａがテーパ形状を有することにより、上流連通路５４２を流れる流体を滑らかに貫通孔５０８ａに導入させることができ、圧力損失を低減することができる。

【0044】

貫通孔５０８ａは、周方向および径方向に一定の流路幅を有する。ただし、これに限定されず、貫通孔５０８ａの流路幅は、周方向あるいは径方向に変化してもよい。貫通孔５０６ｃは、上流連通路５４２から下流連通路５４６に向かって周方向の流路幅が漸増するテーパ形状を有する。このように、貫通孔５０６ｃは、ベーンドディフューザ５０８の貫通孔５０８ａから第２インペラ収容室５５０に向かって周方向の幅が漸増する漸増部として機能する。貫通孔５０６ｃがテーパ形状を有することにより、貫通孔５０８ａを流れる流体を滑らかに下流連通路５４６に導入させることができ、圧力損失を低減することができる。

【0045】

図１に戻り、下流連通路５４６は、断面がＵ字形状に形成され、一端が貫通孔５０６ｃに接続され、他端が第２インペラ収容室５５０に接続される。下流連通路５４６は、第２インペラ２３０に空気を供給する流路である。連通路５４０を介し、シャフト２１０の中心軸線の一方側に向かって供給されてきた空気は、連通路５４０で折り返され、シャフト２１０の中心軸線の一方側に向かう速度成分をもって、第２インペラ２３０に供給される。つまり、下流連通路５４６のシャフト２１０の中心軸線の他方側の断面では、下流連通路５４６の上流側に対応する外周側のリング状の流路断面と、下流連通路５４６の下流側に対応する円形の流路断面が形成されており、円形の流路断面はリング状の流路断面の内側にある。また、第２ハウジング５０６には第２インペラ２３０と対面し、シャフト２１０の中心軸線の一方側に向かい拡径する部材を備える。当該部材が、下流連通路５４６の外周面の一部を形成している。上流連通路５４２、貫通孔５０４ａ、５０８ａ、５０６ｃ、下流連通路５４６は、第１インペラ収容室５３０と第２インペラ収容室５５０とを連通させる。下流連通路５４６は、分割体５０６ａ、５０６ｂ間の軸方向に離隔する空間に形成される。

【0046】

第２インペラ収容室５５０は、第２インペラ２３０を収容する収容空間である。第２インペラ収容室５５０は、第２インペラ２３０の外形よりわずかに大きい形状を有する。分割体５０６ａは、第２インペラ２３０の羽根２３４の外周面と軸方向および径方向に対向して配される。仕切板５０４は、第２インペラ２３０のハブ２３２の底面２３２ａと軸方向に対向して配される。分割体５０６ａおよび仕切板５０４の間の空間により、第２インペラ収容室５５０、ディフューザ流路５６０、スクロール流路５７０が形成される。

【0047】

ディフューザ流路５６０は、第２インペラ収容室５５０の径方向外側に形成され、第２インペラ収容室５５０と径方向外側に連通する。ディフューザ流路５６０は、円環形状を有し、径方向内側において第２インペラ収容室５５０と連通し、径方向外側においてスクロール流路５７０と連通する。

【0048】

図４は、本実施形態に係るディフューザ流路５６０の概略拡大断面図である。図４に示すように、ディフューザ流路５６０は、内径部５６２と、テーパ部５６４と、外径部５６６とを有する。

【0049】

内径部５６２は、一端が第２インペラ収容室５５０に接続され、他端がテーパ部５６４に接続される。内径部５６２の軸方向の幅は、一定である。

【0050】

テーパ部５６４は、一端が内径部５６２に接続され、他端が外径部５６６に接続される。テーパ部５６４の軸方向の幅は、径方向外側ほど大きくなる。具体的に、テーパ部５６４の軸方向の幅は、径方向外側ほど漸増している。このように、テーパ部５６４は、径方向外側ほど軸方向の幅が漸増するテーパ形状を有する。

【0051】

テーパ部５６４には、ベーンドディフューザ５０８が配される。ベーンドディフューザ５０８は、一端が仕切板５０４に接続され、他端が第２ハウジング５０６の分割体５０６ａに接続される。ベーンドディフューザ５０８の軸方向の幅は、テーパ部５６４の軸方向の幅と等しい。そのため、ベーンドディフューザ５０８の軸方向の幅は、径方向外側ほど漸増している。ベーンドディフューザ５０８は、径方向外側ほど軸方向の幅が漸増するテーパ形状を有する。

【0052】

上述したように、ベーンドディフューザ５０８には、貫通孔５０８ａが形成される。そのため、ベーンドディフューザ５０８の周方向の幅は、貫通孔５０８ａの周方向の幅以上に大きく形成する必要がある。ベーンドディフューザ５０８の周方向の幅を大きくすると、ディフューザ流路５６０の周方向の流路幅が小さくなる。ディフューザ流路５６０の流路幅が小さくなると、第２インペラ２３０を通過した後の流体の圧力をディフューザ流路５６０で高めることが困難になる。

【0053】

そのため、ディフューザ流路５６０は、ベーンドディフューザ５０８が設けられるテーパ部５６４において、径方向外側ほど軸方向の流路高さを高くしている。これにより、ディフューザ流路５６０は、ベーンドディフューザ５０８に貫通孔５０８ａが形成される場合においても、第２インペラ２３０を通過した後の流体の圧力を高めるために必要な容積を確保することができる。

【0054】

外径部５６６は、一端がテーパ部５６４に接続され、他端がスクロール流路５７０に接続される。外径部５６６の軸方向の幅は、一定である。

【0055】

スクロール流路５７０は、一端が外径部５６６に接続され、他端が第２ハウジング５０６の外部に開口する吐出口に接続される。スクロール流路５７０は、環状に形成される。スクロール流路５７０は、例えば、ディフューザ流路５６０よりもシャフト２１０の径方向外側に位置する。

【0056】

シャフト２１０が回転し第１インペラ２２０が回転すると、吸気口５１０から吸気流路５２０内に空気が吸気される。吸気された空気は、第１インペラ２２０の羽根２２４の間を流通する過程において加圧加速される。加圧加速された空気は、上流連通路５４２、貫通孔５０４ａ、５０８ａ、５０６ｃ、下流連通路５４６を通って、第２インペラ２３０に供給される。第２インペラ２３０に供給された空気は、第２インペラ２３０の羽根２３４の間を流通する過程においてさらに加圧加速される。加圧加速された空気は、ディフューザ流路５６０およびスクロール流路５７０で昇圧される。

【0057】

以上説明したように、遠心圧縮機１００では、第１インペラ収容室５３０から径方向外側に向けて延在する径方向延在部５４２ａと、径方向延在部５４２ａから軸方向に向けて延在する軸方向延在部５４２ｂとを有する上流連通路５４２を備える。これにより、ハウジング５００にスクロール流路５７０とは別のスクロール流路を形成することなく、第１インペラ２２０を通過した後の流体を第２インペラ２３０に向けて導くことができる。つまり、ハウジング５００に単一のスクロール流路５７０を形成することができる。

【0058】

また、ベーンドディフューザ５０８には、貫通孔５０８ａが形成される。貫通孔５０８ａは、第１インペラ収容室５３０と第２インペラ収容室５５０とを連通する連通路５４０の一部を形成する。これにより、ハウジング５００の外部に配管を設けずとも、ハウジング５００の内部で第１インペラ２２０を通過した圧縮流体を第２インペラ２３０に導くことができる。その結果、遠心圧縮機１００の流体損失を低減することができる。

【0059】

ディフューザ流路５６０は、軸方向の幅が径方向外側ほど大きくなるテーパ部５６４を有する。そのため、ディフューザ流路５６０は、ベーンドディフューザ５０８に貫通孔５０８ａが形成される場合でも、第２インペラ２３０を通過した後の流体の圧力を高めるために必要な容積を確保することができる。

【0060】

連通路５４０は、第１インペラ収容室５３０から貫通孔５０８ａに向かって周方向の幅が漸減する漸減部と、貫通孔５０８ａから第２インペラ収容室５５０に向かって周方向の幅が漸増する漸増部とを有する。そのため、上流連通路５４２を流れる流体を滑らかに貫通孔５０８ａに導入させることができ、また、貫通孔５０８ａを流れる流体を滑らかに下流連通路５４６に導入させることができ、圧力損失を低減することができる。

【0061】

（変形例）
図５は、変形例に係る遠心圧縮機１０００の概略断面図である。上記実施形態の遠心圧縮機１００と実質的に等しい構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。本変形例の連通路１５４０は、上記実施形態の連通路５４０と異なる形状を有する。連通路１５４０以外の構成については、上記実施形態の遠心圧縮機１００と同じである。

【0062】

図５に示すように、ベーンドディフューザ５０８には、貫通孔１５０８ａが形成される。本変形例の貫通孔１５０８ａは、上記実施形態の貫通孔５０８ａと異なり、第１インペラ収容室５３０側から第２インペラ収容室５５０側に向かって流路断面積が大きくなる。具体的に、貫通孔１５０８ａの径方向の幅は、第１インペラ収容室５３０側から第２インペラ収容室５５０側に向かって漸増する。

【0063】

また、貫通孔１５０８ａの流路断面積が増加した分、貫通孔１５０６ｃの径方向の幅は、上記実施形態の貫通孔５０４ａの径方向の幅よりも大きくなる。したがって、貫通孔１５０６ｃの流路断面積は、上記実施形態の貫通孔５０４ａの流路断面積よりも大きくなる。さらに、貫通孔１５０６ｃの流路断面積の拡大に伴い、下流連通路１５４６の流路断面積も、上記実施形態の下流連通路５４６の流路断面積よりも大きく形成される。

【0064】

本変形例によれば、連通路１５４０のうち、仕切板５０４の貫通孔５０４ａよりも第２インペラ収容室５５０側の流路断面積が、上記実施形態よりも大きく形成される。これにより、本変形例では、連通路５４０の一部をディフューザ流路として機能させることができ、上記実施形態に比べ、流体の圧力を高めることができる。

【0065】

以上、添付図面を参照しながら本開示の実施形態について説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

【0066】

上記実施形態では、ディフューザ流路５６０にテーパ部５６４が形成される例について説明した。しかし、これに限定されず、ディフューザ流路５６０にテーパ部５６４が形成されなくてもよい。

【0067】

上記実施形態では、連通路５４０が漸減部と漸増部とを有する例について説明した。しかし、これに限定されず、連通路５４０は、漸減部と漸増部とが形成されなくてもよい。

【符号の説明】

【0068】

１００ 遠心圧縮機
２００ 回転体
２１０ シャフト
２２０ 第１インペラ
２２２ ハブ
２２２ａ 底面
２２４ 羽根
２３０ 第２インペラ
２３２ ハブ
２３２ａ 底面
２３４ 羽根
３００ 軸受
３１０ 支持体
４００ 電動モータ
４１０ 出力軸
５００ ハウジング
５０２ 第１ハウジング
５０４ 仕切板
５０４ａ 貫通孔（漸減部）
５０６ 第２ハウジング
５０６ｃ 貫通孔（漸増部）
５０８ ベーンドディフューザ
５０８ａ 貫通孔
５１０ 吸気口
５２０ 吸気流路
５３０ 第１インペラ収容室
５４０ 連通路
５４２ 上流連通路
５４２ａ 径方向延在部
５４２ｂ 軸方向延在部
５４４ 中間連通路
５４６ 下流連通路
５５０ 第２インペラ収容室
５６０ ディフューザ流路
５６２ 内径部
５６４ テーパ部
５６６ 外径部
５７０ スクロール流路
１０００ 遠心圧縮機
１５０６ｃ 貫通孔
１５０８ａ 貫通孔
１５４０ 連通路
１５４６ 下流連通路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】