特開 2024-100453 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】P2024100453

(43)【公開日】2024-07-26

(54)【発明の名称】遠心圧縮機

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/58 20060101AFI20240719BHJP

   F04D 27/00 20060101ALI20240719BHJP

【ＦＩ】

F04D29/58 P

F04D27/00 101G

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023004467

(22)【出願日】2023-01-16

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 潤也

(72)【発明者】

【氏名】森 英文

【テーマコード（参考）】

3H021

3H130

【Ｆターム（参考）】

3H021BA13

3H021BA22

3H021CA06

3H021DA14

3H021EA05

3H021EA15

3H130AA13

3H130AB27

3H130AB47

3H130AB62

3H130AB65

3H130AB69

3H130AC03

3H130BA33H

3H130BA33J

3H130BA66H

3H130BA66J

3H130BA77H

3H130BA77J

3H130DA02Z

3H130DD01Z

3H130DF03Z

3H130DG03Z

3H130DG09Z

(57)【要約】

【課題】遠心圧縮機の運転効率を向上させつつも、モータを効率良く冷却すること。
【解決手段】調整弁８０は、モータ２０の温度の上昇に合わせて通路開度を大きくさせる。したがって、モータ２０において生じる発熱量が少なく、モータ２０の冷却の必要性が無い場合であっても、第２インペラ６２によって圧縮された空気の一部がモータ室１８へ過剰に導入されてしまうといった問題が回避される。そして、モータ２０において生じる発熱量が多く、モータ２０の冷却の必要性が有る場合に、第２インペラ６２によって圧縮された空気の一部によってモータ２０が効率良く冷却される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料電池スタックに供給される空気を圧縮するインペラと、
前記インペラを回転させるモータと、
前記モータを収容するモータ室を有するハウジングと、
前記インペラの回転によって圧縮された空気の一部をモータ室内へ導入する導入通路と、
前記モータ室内の空気が排出される排出通路と、を備え、
前記導入通路から前記モータ室内へ導入される空気によって、前記モータが冷却される遠心圧縮機であって、
前記導入通路又は前記排出通路の少なくとも一方には、通路開度を変更する調整弁が設けられており、
前記調整弁は、前記モータの温度の上昇に合わせて前記通路開度を大きくさせることを特徴とする遠心圧縮機。

【請求項2】

前記調整弁に電気的に接続され、且つ、前記モータの温度を検出する温度センサに電気的に接続される制御部を備え、
前記制御部は、前記温度センサにより検出される温度の上昇に合わせて前記調整弁の前記通路開度を大きくさせるように制御することを特徴とする請求項１に記載の遠心圧縮機。

【請求項3】

前記排出通路は、前記燃料電池スタックから排出される空気が流れるスタック排出通路に接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の遠心圧縮機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料電池スタックに供給される空気を圧縮する遠心圧縮機に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば特許文献１に開示されているように、燃料電池スタックに供給される空気を圧縮する遠心圧縮機は、インペラと、モータと、ハウジングと、を備えている。インペラは、燃料電池スタックに供給される空気を圧縮する。モータは、インペラを回転させる。ハウジングは、モータ室を有している。モータ室は、モータを収容する。

【0003】

ところで、このような遠心圧縮機においては、遠心圧縮機の耐久性の向上を図るために、モータを冷却することが望まれている。そこで、インペラの回転によって圧縮された空気の一部をモータ室内へ導入することが考えられている。このように、インペラの回転によって圧縮された空気の一部がモータ室内へ導入されることにより、モータが空気によって冷却される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５－１８７４４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、遠心圧縮機が、例えば、低負荷状態で運転しているときでは、モータにおいて生じる発熱量が少ない。このように、モータにおいて生じる発熱量が少なく、モータの冷却の必要性が無い場合であっても、インペラによって圧縮された空気の一部がモータ室へ過剰に導入されてしまう場合がある。すると、遠心圧縮機においては、空気の無駄な圧縮が増えることになるため、遠心圧縮機の運転効率が低下する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決する遠心圧縮機は、燃料電池スタックに供給される空気を圧縮するインペラと、前記インペラを回転させるモータと、前記モータを収容するモータ室を有するハウジングと、前記インペラの回転によって圧縮された空気の一部をモータ室内へ導入する導入通路と、前記モータ室内の空気が排出される排出通路と、を備え、前記導入通路から前記モータ室内へ導入される空気によって、前記モータが冷却される遠心圧縮機であって、前記導入通路又は前記排出通路の少なくとも一方には、通路開度を変更する調整弁が設けられており、前記調整弁は、前記モータの温度の上昇に合わせて前記通路開度を大きくさせる。

【0007】

これによれば、調整弁は、モータの温度の上昇に合わせて通路開度を大きくさせる。したがって、モータにおいて生じる発熱量が少なく、モータの冷却の必要性が無い場合であっても、インペラによって圧縮された空気の一部がモータ室へ過剰に導入されてしまうといった問題を回避することができる。そして、モータにおいて生じる発熱量が多く、モータの冷却の必要性が有る場合に、インペラによって圧縮された空気の一部によってモータを効率良く冷却することができる。以上により、遠心圧縮機の運転効率を向上させつつも、モータを効率良く冷却することができる。

【0008】

上記遠心圧縮機において、前記調整弁に電気的に接続され、且つ、前記モータの温度を検出する温度センサに電気的に接続される制御部を備え、前記制御部は、前記温度センサにより検出される温度の上昇に合わせて前記調整弁の前記通路開度を大きくさせるように制御するとよい。

【0009】

これによれば、モータの温度を温度センサにより直接検出し、その検出結果に基づいて、制御部が、温度センサにより検出される温度の上昇に合わせて調整弁の通路開度を大きくさせるように制御するため、モータの温度調整を適時に行うことができる。よって、モータを効率良く冷却することができる。

【0010】

上記遠心圧縮機において、前記排出通路は、前記燃料電池スタックから排出される空気が流れるスタック排出通路に接続されているとよい。
これによれば、モータ室内の空気が排出通路を介してスタック排出通路へ排出される。したがって、モータ室内の空気が排出通路から大気へ直接排出されることが無いため、モータ室内から排出通路へ排出された空気が、遠心圧縮機の周囲の部品に悪影響を及ぼしてしまうことを回避することができる。

【発明の効果】

【0011】

この発明によれば、遠心圧縮機の運転効率を向上させつつも、モータを効率良く冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態における遠心圧縮機の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、遠心圧縮機を具体化した一実施形態を図１にしたがって説明する。本実施形態の遠心圧縮機は、燃料電池車に搭載されている。遠心圧縮機は、空気を圧縮する。
＜遠心圧縮機１０の基本構成＞
図１に示すように、遠心圧縮機１０は、ハウジング１１を備えている。ハウジング１１は、金属材料製である。ハウジング１１は、例えば、アルミニウム製である。ハウジング１１は、モータハウジング１２、第１コンプレッサハウジング１３、第２コンプレッサハウジング１４、第１プレート１５、第２プレート１６、及び第３プレート１７を有している。

【0014】

モータハウジング１２は、端壁１２ａと、周壁１２ｂと、を有している。端壁１２ａは、板状である。周壁１２ｂは、端壁１２ａの外周部から筒状に延びている。第１プレート１５は、モータハウジング１２の周壁１２ｂの開口側の端部に連結されている。第１プレート１５は、モータハウジング１２の周壁１２ｂの開口を閉塞している。そして、モータハウジング１２及び第１プレート１５によってモータ室１８が区画されている。したがって、ハウジング１１は、モータ室１８を有している。

【0015】

第２プレート１６は、モータハウジング１２の端壁１２ａの外面に連結されている。第２プレート１６は、第２プレート１６の厚み方向がモータハウジング１２の端壁１２ａの厚み方向に一致した状態で、モータハウジング１２の端壁１２ａに取り付けられている。

【0016】

遠心圧縮機１０は、モータ２０を備えている。モータ２０は、モータ室１８に収容されている。したがって、モータ室１８は、モータ２０を収容する。モータハウジング１２は、モータ２０を取り囲んでいる。

【0017】

遠心圧縮機１０は、第１軸受保持部２１を備えている。第１軸受保持部２１は、第１プレート１５の中央部からモータ室１８内に突出している。したがって、第１プレート１５は、第１軸受保持部２１を有している。第１軸受保持部２１は、円筒状である。

【0018】

第３プレート１７は、第１プレート１５におけるモータハウジング１２とは反対側の端面に連結されている。第３プレート１７は、第３プレート１７の厚み方向が第１プレート１５の厚み方向に一致した状態で、第１プレート１５に取り付けられている。第３プレート１７は、第１挿通孔２３を有している。第１挿通孔２３は、第３プレート１７の中央部に形成されている。第１挿通孔２３の軸線は、第１軸受保持部２１の軸線と一致している。第１挿通孔２３は、第１軸受保持部２１の内側に連通している。

【0019】

遠心圧縮機１０は、第２軸受保持部２５を備えている。第２軸受保持部２５は、モータハウジング１２の端壁１２ａの中央部からモータ室１８内に突出している。したがって、モータハウジング１２は、第２軸受保持部２５を有している。第２軸受保持部２５は、円筒状である。

【0020】

第２プレート１６には、第２挿通孔２６が形成されている。第２挿通孔２６は、第２プレート１６の中央部を貫通している。第２挿通孔２６は、第２軸受保持部２５の内側に連通している。第２挿通孔２６の軸線は、第２軸受保持部２５の軸線に一致している。

【0021】

第１コンプレッサハウジング１３は、空気が吸入される円孔状の第１吸入口３５を有する筒状である。第１コンプレッサハウジング１３は、第１吸入口３５の軸線が、第１挿通孔２３の軸線と一致した状態で第３プレート１７における第１プレート１５とは反対側の端面に連結されている。第１吸入口３５は、第１コンプレッサハウジング１３における第３プレート１７とは反対側の端面に開口している。第１吸入口３５には、図示しないエアクリーナによって清浄化された空気が流れる。

【0022】

遠心圧縮機１０は、第１インペラ室３６、第１吐出室３７、及び第１ディフューザ流路３８を備えている。第１インペラ室３６、第１吐出室３７、及び第１ディフューザ流路３８は、第１コンプレッサハウジング１３と第３プレート１７との間に形成されている。第１インペラ室３６は、第１吸入口３５に連通している。第１吐出室３７は、第１インペラ室３６の周囲で第１吸入口３５の軸心周りに延びている。第１ディフューザ流路３８は、第１インペラ室３６と第１吐出室３７とを連通している。第１インペラ室３６は、第１挿通孔２３に連通している。

【0023】

遠心圧縮機１０は、第１吐出通路３９を有している。第１吐出通路３９は、第１コンプレッサハウジング１３に形成されている。第１吐出通路３９の第１端は、第１吐出室３７に連通している。第１吐出通路３９の第２端は、第１コンプレッサハウジング１３の外周面に開口している。

【0024】

第２コンプレッサハウジング１４は、空気が吸入される円孔状の第２吸入口４０を有する筒状である。第２コンプレッサハウジング１４は、第２吸入口４０の軸線が、第２挿通孔２６の軸線と一致した状態で第２プレート１６におけるモータハウジング１２の端壁１２ａとは反対側の端面に連結されている。第２吸入口４０は、第２コンプレッサハウジング１４における第２プレート１６とは反対側の端面に開口している。

【0025】

遠心圧縮機１０は、第２インペラ室４１、第２吐出室４２、及び第２ディフューザ流路４３を備えている。第２インペラ室４１、第２吐出室４２、及び第２ディフューザ流路４３は、第２コンプレッサハウジング１４と第２プレート１６との間に形成されている。第２インペラ室４１は、第２吸入口４０に連通している。第２吐出室４２は、第２インペラ室４１の周囲で第２吸入口４０の軸心周りに延びている。第２ディフューザ流路４３は、第２インペラ室４１と第２吐出室４２とを連通している。第２インペラ室４１は、第２挿通孔２６に連通している。

【0026】

遠心圧縮機１０は、第２吐出通路４４を有している。第２吐出通路４４は、第２コンプレッサハウジング１４に形成されている。第２吐出通路４４の第１端は、第２吐出室４２に連通している。第２吐出通路４４の第２端は、第２コンプレッサハウジング１４の外周面に開口している。

【0027】

第２吐出通路４４には、供給配管４５が接続されている。供給配管４５は、燃料電池スタック４６に接続されている。供給配管４５の第１端は、第２吐出通路４４に接続されている。供給配管４５の第２端は、燃料電池スタック４６に接続されている。

【0028】

なお、燃料電池スタック４６には、スタック排出通路４６ａが接続されている。スタック排出通路４６ａは、例えば、配管である。スタック排出通路４６ａには、燃料電池スタック４６から排出される空気が流れる。そして、スタック排出通路４６ａは、燃料電池スタック４６から排出される空気を大気へ排出する。

【0029】

遠心圧縮機１０は、接続配管４７を備えている。接続配管４７の第１端は、第１吐出通路３９に連通している。接続配管４７の第２端は、第２吸入口４０に連通している。接続配管４７内には、第１吐出室３７から第１吐出通路３９に吐出された空気が流れる。そして、接続配管４７内を通過した空気は、第２吸入口４０を介して第２インペラ室４１に吸入される。

【0030】

遠心圧縮機１０は、回転軸５０を備えている。回転軸５０は、回転軸５０の軸線とモータハウジング１２の周壁１２ｂの軸線とが一致した状態で、モータ室１８内を横切っている。回転軸５０の軸方向の一端である第１端は、モータ室１８内から第１軸受保持部２１の内側、第１挿通孔２３を通過して第１インペラ室３６内へ突出している。回転軸５０の軸方向の他端である第２端は、モータ室１８内から第２軸受保持部２５の内側、第２挿通孔２６を通過して第２インペラ室４１内へ突出している。

【0031】

モータ２０は、ロータ５１と、ステータ５２と、を備えている。ロータ５１は、回転軸５０に固定されている。ロータ５１は、回転軸５０に固定された円筒状のロータコア５３と、ロータコア５３に設けられた図示しない複数の永久磁石と、を有している。ロータ５１は、回転軸５０と一体に回転する。

【0032】

ステータ５２は、モータハウジング１２に固定されている。ステータ５２は、ロータ５１の外側に配置されている。ステータ５２は、円筒状のステータコア５４と、コイル５５と、を有している。ステータコア５４は、モータハウジング１２の周壁１２ｂの内周面に固定されている。コイル５５は、ステータコア５４に巻回されている。そして、図示しないバッテリからコイル５５に電流が流れることによって、回転軸５０がロータ５１と一体に回転する。

【0033】

遠心圧縮機１０は、第１動圧滑り軸受５６及び第２動圧滑り軸受５７を備えている。第１動圧滑り軸受５６は円筒状である。第１動圧滑り軸受５６は、第１軸受保持部２１に保持されている。第１動圧滑り軸受５６は、回転軸５０を第１プレート１５に対して回転可能に支持する。

【0034】

第２動圧滑り軸受５７は円筒状である。第２動圧滑り軸受５７は、第２軸受保持部２５に保持されている。第２動圧滑り軸受５７は、回転軸５０をモータハウジング１２の端壁１２ａに対して回転可能に支持する。したがって、第１動圧滑り軸受５６及び第２動圧滑り軸受５７は、回転軸５０をハウジング１１に対して回転可能に支持する。

【0035】

遠心圧縮機１０は、第１インペラ６１及び第２インペラ６２を備えている。第１インペラ６１は、回転軸５０の第１端に連結されている。第１インペラ６１は、第１インペラ室３６に収容されている。したがって、第１インペラ室３６は、第１インペラ６１を収容する。第１インペラ６１は、回転軸５０と一体に回転することで第１インペラ室３６に吸入された空気を圧縮する。

【0036】

第２インペラ６２は、回転軸５０の第２端に連結されている。第２インペラ６２は、第２インペラ室４１に収容されている。したがって、第２インペラ室４１は、第２インペラ６２を収容する。第２インペラ６２は、回転軸５０と一体に回転することで第２インペラ室４１に吸入された空気を圧縮する。第２インペラ６２は、第１インペラ６１によって圧縮された後の空気を圧縮する。第１インペラ６１及び第２インペラ６２は、燃料電池スタック４６に供給される空気を圧縮するインペラである。

【0037】

第１インペラ６１及び第２インペラ６２は、モータ２０の駆動によって回転軸５０と一体に回転する。したがって、モータ２０は、第１インペラ６１及び第２インペラ６２を回転させる。

【0038】

遠心圧縮機１０は、第１シール部材６３を備えている。第１シール部材６３は、第１挿通孔２３と回転軸５０との間に設けられている。第１シール部材６３は、第１インペラ室３６から第１挿通孔２３及び第１軸受保持部２１の内側を介してモータ室１８内に向かう空気の洩れを抑制する。第１シール部材６３は、例えば、シールリングである。

【0039】

遠心圧縮機１０は、第２シール部材６４を備えている。第２シール部材６４は、第２挿通孔２６と回転軸５０との間に設けられている。第２シール部材６４は、第２インペラ室４１から第２挿通孔２６及び第２軸受保持部２５の内側を介してモータ室１８内に向かう空気の洩れを抑制する。第２シール部材６４は、例えば、シールリングである。

【0040】

第１吸入口３５を介して第１インペラ室３６に吸入された空気は、第１インペラ６１の回転によって加速されながら、第１ディフューザ流路３８に送り込まれて、第１ディフューザ流路３８を通過することにより昇圧される。そして、第１ディフューザ流路３８を通過した空気は、第１吐出室３７に吐出される。第１吐出室３７に吐出された空気は、第１吐出通路３９に吐出される。第１吐出通路３９に吐出された空気は、接続配管４７及び第２吸入口４０を介して第２インペラ室４１に吸入される。第２インペラ室４１に吸入された空気は、第２インペラ６２の回転によって加速されながら、第２ディフューザ流路４３に送り込まれて、第２ディフューザ流路４３を通過することにより昇圧される。そして、第２ディフューザ流路４３を通過した空気は、第２吐出室４２に吐出される。第２吐出室４２に吐出された空気は、第２吐出通路４４に吐出される。第２吐出通路４４に吐出された空気は、供給配管４５を介して燃料電池スタック４６に供給される。したがって、遠心圧縮機１０は、燃料電池スタック４６に対して空気を供給する。燃料電池スタック４６に供給された空気に含まれる酸素は、燃料電池スタック４６の発電に寄与する。燃料電池スタック４６から排出される空気は、排出ガスとしてスタック排出通路４６ａを介して大気へ放出される。

【0041】

遠心圧縮機１０は、導入通路７０を備えている。導入通路７０は、分岐配管７１と、導入孔７２と、を有している。導入孔７２は、第３プレート１７に形成されている。導入孔７２の第１端は、第３プレート１７の外周面に開口している。導入孔７２の第２端は、第１挿通孔２３における第１シール部材６３よりもモータ室１８寄りの部分に連通している。

【0042】

分岐配管７１は、供給配管４５の途中から分岐されている。分岐配管７１の第１端は、供給配管４５に接続されている。分岐配管７１の第２端は、導入孔７２の第１端に接続されている。分岐配管７１の途中には、インタークーラ７３が設けられている。インタークーラ７３は、分岐配管７１内を流れる空気を冷却する。

【0043】

遠心圧縮機１０は、排出通路７４を備えている。排出通路７４は、排出孔７５と、排出配管７６と、を有している。排出孔７５は、第２プレート１６に形成されている。排出孔７５の第１端は、第２挿通孔２６における第２シール部材６４よりもモータ室１８寄りの部分に連通している。排出孔７５の第２端は、第２プレート１６の外周面に開口している。

【0044】

排出配管７６の第１端は、排出孔７５の第２端に連通している。排出配管７６の第２端は、スタック排出通路４６ａに接続されている。したがって、排出通路７４は、スタック排出通路４６ａに接続されている。

【0045】

供給配管４５を流れる空気の一部は、分岐配管７１に流れ込む。分岐配管７１を流れる空気は、インタークーラ７３によって冷却される。これにより、インタークーラ７３を通過した空気は、第２吐出室４２に吐出された空気の温度よりも低い温度となる。そして、インタークーラ７３によって冷却された空気は、導入孔７２、第１挿通孔２３、及び第１軸受保持部２１の内側を通過してモータ室１８内へ導入される。したがって、導入通路７０は、第２インペラ６２の回転によって圧縮された空気の一部をモータ室１８内へ導入する。第１動圧滑り軸受５６は、第１軸受保持部２１の内側を通過する空気によって冷却される。

【0046】

モータ室１８内に導入された空気は、ロータ５１とステータ５２との間を通過して、第２軸受保持部２５の内側を流れる。モータ２０は、モータ室１８内に導入された空気によって冷却される。第２動圧滑り軸受５７は、第２軸受保持部２５の内側を通過する空気によって冷却される。そして、第２軸受保持部２５の内側を通過した空気は、第２挿通孔２６、排出孔７５、及び排出配管７６を介してスタック排出通路４６ａへ排出されるとともにスタック排出通路４６ａから外部へ排出される。したがって、排出通路７４には、モータ室１８内の空気が排出される。そして、導入通路７０からモータ室１８内へ導入される空気によって、モータ２０が冷却される。

【0047】

＜調整弁８０＞
排出孔７５には、調整弁８０が設けられている。したがって、排出通路７４には、調整弁８０が設けられている。よって、調整弁８０は、排出通路７４に設けられている。調整弁８０は、電磁弁である。調整弁８０は、排出孔７５の第２端に取り付けられている。したがって、調整弁８０は、排出孔７５における第２プレート１６の外周面に開口する開口部に取り付けられている。

【0048】

調整弁８０は、排出通路７４の通路開度を変更する。調整弁８０は、弁開度を小さくすることにより、排出通路７４の通路開度を小さくする。排出通路７４の通路開度が小さくなるほど、モータ室１８内の圧力は高くなっていく。モータ室１８内の圧力が高くなっていくほど、導入通路７０からモータ室１８内へ導入される空気の流量は少なくなる。一方で、調整弁８０は、弁開度を大きくすることにより、排出通路７４の通路開度を大きくする。排出通路７４の通路開度が大きくなるほど、モータ室１８内の圧力は低くなっていく。モータ室１８内の圧力が低くなっていくほど、導入通路７０からモータ室１８内へ導入される空気の流量は多くなる。

【0049】

遠心圧縮機１０は、制御部８１を備えている。制御部８１は、調整弁８０に電気的に接続されている。制御部８１は、例えば、１つ以上の専用のハードウェア回路、及び／又は、コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って動作する１つ以上のプロセッサ（制御回路）によって実現することができる。プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリを含み、メモリは、例えば、各種処理をプロセッサに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリ即ちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。

【0050】

遠心圧縮機１０は、温度センサ８２を備えている。温度センサ８２は、モータ２０の温度を検出するように構成されている。温度センサ８２は、例えば、ステータ５２に取り付けられるサーミスタである。温度センサ８２は、制御部８１に電気的に接続されている。したがって、制御部８１は、調整弁８０に電気的に接続され、且つ、温度センサ８２に電気的に接続されている。温度センサ８２は、モータ２０の温度に関する情報を制御部８１に送信する。

【0051】

制御部８１には、温度センサ８２により検出される温度に基づいて、調整弁８０の弁開度を制御する弁開度制御マップが予め記憶されている。そして、制御部８１は、弁開度制御マップに基づいて、調整弁８０の弁開度を制御する。

【0052】

制御部８１には、温度センサ８２により検出される温度が予め定められた上限温度に対して低い温度であるほど、調整弁８０の弁開度を小さくするプログラムが予め記憶されている。一方で、制御部８１には、温度センサ８２により検出される温度が上限温度に対して低い状態から上限温度に近付くほど、調整弁８０の弁開度を大きくするプログラムが予め記憶されている。なお、「上限温度」とは、モータ２０において生じる発熱量が多く、モータ２０の冷却の必要性が高いときと考えられるモータ２０の温度である。「上限温度」は、モータ２０の種類によって適宜変更される。

【0053】

このように、調整弁８０は、温度センサ８２により検出される温度の上昇に合わせて通路開度を大きくさせる。調整弁８０は、モータ２０の温度が予め定められた上限温度に対して低い温度であるほど通路開度を小さくし、且つ、モータ２０の温度が上限温度に対して低い状態から上限温度に近付くほど通路開度を大きくする。また、調整弁８０は、温度センサ８２により検出される温度が上限温度を越えていた場合は、通路開度を最大とする。制御部８１は、温度センサ８２により検出される温度の上昇に合わせて調整弁８０の通路開度を大きくさせるように制御する。

【0054】

［実施形態の作用］
次に、実施形態の作用について説明する。
遠心圧縮機１０が、例えば、低負荷状態で運転しているときでは、モータ２０において生じる発熱量が少ない。一方で、遠心圧縮機１０が、例えば、高負荷状態で運転しているときでは、モータ２０において生じる発熱量が多い。

【0055】

調整弁８０は、モータ２０の温度の上昇に合わせて通路開度を大きくさせる。その結果、モータ２０の温度が予め定められた上限温度に対して低い温度であるほど、導入通路７０からモータ室１８内へ導入される空気の流量が少なくなる。したがって、モータ２０において生じる発熱量が少なく、モータ２０の冷却の必要性が無い場合であっても、第２インペラ６２によって圧縮された空気の一部がモータ室１８へ過剰に導入されてしまうといった問題が回避されている。

【0056】

調整弁８０は、モータ２０の温度が上限温度に対して低い状態から上限温度に近付くほど弁開度を大きくする。その結果、モータ２０の温度が上限温度に対して低い状態から上限温度に近付くほど、導入通路７０からモータ室１８内へ導入される空気の流量が多くなる。したがって、モータ２０において生じる発熱量が多く、モータ２０の冷却の必要性が有る場合に、第２インペラ６２によって圧縮された空気の一部によってモータ２０が効率良く冷却される。

【0057】

［実施形態の効果］
実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）調整弁８０は、モータ２０の温度の上昇に合わせて通路開度を大きくさせる。これによれば、モータ２０において生じる発熱量が少なく、モータ２０の冷却の必要性が無い場合であっても、第２インペラ６２によって圧縮された空気の一部がモータ室１８へ過剰に導入されてしまうといった問題を回避することができる。そして、モータ２０において生じる発熱量が多く、モータ２０の冷却の必要性が有る場合に、第２インペラ６２によって圧縮された空気の一部によってモータ２０を効率良く冷却することができる。以上により、遠心圧縮機１０の運転効率を向上させつつも、モータ２０を効率良く冷却することができる。

【0058】

（２）制御部８１は、温度センサ８２により検出される温度の上昇に合わせて調整弁８０の通路開度を大きくさせるように制御する。これによれば、モータ２０の温度を温度センサ８２により直接検出し、その検出結果に基づいて、制御部８１が、温度センサ８２により検出される温度の上昇に合わせて調整弁８０の通路開度を大きくさせるように制御するため、モータ２０の温度調整を適時に行うことができる。よって、モータ２０を効率良く冷却することができる。

【0059】

（３）排出通路７４は、燃料電池スタック４６から排出される空気が流れるスタック排出通路４６ａに接続されている。これによれば、モータ室１８内の空気が排出通路７４を介してスタック排出通路４６ａへ排出される。したがって、モータ室１８内の空気が排出通路７４から大気へ直接排出されることが無いため、モータ室１８内から排出通路７４へ排出された空気が、遠心圧縮機１０の周囲の部品に悪影響を及ぼしてしまうことを回避することができる。

【0060】

（４）調整弁８０は、排出通路７４に設けられている。これによれば、調整弁８０の弁開度を小さくすることにより、モータ室１８内の圧力を高くすることができる。モータ室１８内の圧力が高くなるほど、モータ室１８内での空気の密度が高くなるため、モータ室１８内へ導入される空気とモータ２０との熱伝達が向上する。したがって、導入通路７０からモータ室１８内へ導入される空気の流量が少なくても、空気によってモータ２０を効率良く冷却することができる。

【0061】

［変更例］
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0062】

○ 実施形態において、制御部８１は、モータ回転数とモータトルクとによって関係付けられるマップから調整弁８０を制御してもよい。制御部８１には、モータ回転数とモータトルクとによって、遠心圧縮機１０の負荷状態が把握可能なマップが予め記憶されている。例えば、遠心圧縮機１０が高負荷状態で運転しているときでは、モータ２０において生じる発熱量が多い。一方で、例えば、遠心圧縮機１０が低負荷状態で運転しているときでは、モータ２０において生じる発熱量が少ない。したがって、遠心圧縮機１０の負荷状態は、モータ２０の温度に相関がある。よって、遠心圧縮機１０の負荷状態を把握するために用いられるパラメータであるモータ回転数及びモータトルクは、モータ２０の温度に相関関係があるパラメータである。要は、制御部８１は、モータ２０の温度に相関関係があるパラメータを用いて、調整弁８０を制御してもよい。

【0063】

○ 実施形態において、調整弁８０は、温度センサ８２により検出される温度の上昇に合わせて通路開度を段階的に大きくさせるようにしてもよい。例えば、制御部８１は、温度センサ８２により検出される温度が上限温度に対して低い温度である第１所定温度以下のときには、弁開度を０％にする。また、上限温度に対して低い温度であって、且つ、第１所定温度よりも高い温度を第２所定温度とする。ここで、制御部８１は、温度センサ８２により検出される温度が第１所定温度から第２所定温度までの範囲内のときには、弁開度を５０％にする。さらには、制御部８１は、温度センサ８２により検出される温度が第２所定温度よりも高い温度のときには、弁開度を１００％にする。このように、制御部８１は、調整弁８０の弁開度を段階的に制御してもよい。

【0064】

○ 実施形態において、調整弁８０が、排出配管７６に設けられていてもよい。要は、調整弁８０は、排出通路７４に設けられていればよい。
○ 実施形態において、排出通路７４に調整弁８０が設けられているのではなく、導入通路７０に調整弁８０が設けられていてもよい。この場合、調整弁８０は、例えば、導入孔７２の第１端に取り付けられている。したがって、調整弁８０は、導入孔７２における第３プレート１７の外周面に開口する開口部に取り付けられている。調整弁８０は、弁開度を小さくすることにより、導入孔７２の通路開度を小さくする。導入孔７２の通路開度が小さくなるほど、導入通路７０からモータ室１８内へ導入される空気の流量は少なくなる。一方で、調整弁８０は、弁開度を大きくすることにより、導入孔７２の通路開度を大きくする。導入孔７２の通路開度が大きくなるほど、導入通路７０からモータ室１８内へ導入される空気の流量が多くなる。要は、導入通路７０又は排出通路７４の少なくとも一方に調整弁８０が設けられていればよい。

【0065】

○ 実施形態において、排出通路７４が、スタック排出通路４６ａに接続されておらず、例えば、大気へ開放されていてもよい。
○ 実施形態において、調整弁８０が、電磁弁ではなく、例えば、バイメタル等を用いた機械式の切換弁であってもよい。

【0066】

○ 実施形態において、導入通路７０は、第１インペラ６１によって圧縮された空気の一部をモータ室１８内へ導入してもよい。第１インペラ６１によって圧縮された空気の温度は、第２インペラ６２によって圧縮されて第２吐出室４２に吐出される空気の温度よりも低い。要は、導入通路７０は、第２吐出室４２に吐出された空気の温度よりも低い温度の状態でモータ室１８内へ空気を導入すればよい。

【0067】

○ 実施形態において、遠心圧縮機１０は、第２インペラ６２を備えていない構成であってもよい。
○ 実施形態において、遠心圧縮機１０は、第２インペラ６２に代えて、タービンホイールを備えている構成であってもよい。

【0068】

○ 実施形態において、遠心圧縮機１０は、燃料電池車に搭載されていなくてもよい。要は、遠心圧縮機１０は、車両に搭載されるものに限定されるものではない。

【符号の説明】

【0069】

１０…遠心圧縮機、１１…ハウジング、１８…モータ室、２０…モータ、４６…燃料電池スタック、４６ａ…スタック排出通路、６１…インペラである第１インペラ、６２…インペラである第２インペラ、７０…導入通路、７４…排出通路、８０…調整弁、８１…制御部、８２…温度センサ。

【図1】