特開 2024-43955 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】P2024043955

(43)【公開日】2024-04-02

(54)【発明の名称】遠心圧縮機

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/42 20060101AFI20240326BHJP

   F04D 29/58 20060101ALI20240326BHJP

【ＦＩ】

F04D29/42 M

F04D29/58 P

F04D29/58 S

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022149214

(22)【出願日】2022-09-20

(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】森 英文

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 潤也

【テーマコード（参考）】

3H130

【Ｆターム（参考）】

3H130AA13

3H130AB07

3H130AB27

3H130AB47

3H130AB62

3H130AB65

3H130AB69

3H130AC03

3H130AC13

3H130BA24A

3H130BA24G

3H130BA24J

3H130BA33A

3H130BA33G

3H130BA33J

3H130CA21

3H130DB01Z

3H130DB02Z

3H130DB13Z

3H130DC06Z

3H130DG03Z

3H130DJ01Z

3H130EA06A

3H130EA06J

3H130EA06Z

3H130EA07A

3H130EA07G

3H130EA07J

3H130EA07Z

(57)【要約】

【課題】遠心圧縮機の耐久性の向上を図ること。
【解決手段】導入通路５６から導入空間６１に導入されて、導入空間６１からモータ室１８内に向かって流れる空気が、絞り部６２によって絞られる。よって、導入空間６１の圧力がモータ室１８内の圧力よりも高くなる。さらに、導入通路５６から導入空間６１に導入される空気の圧力が、第２インペラ４３の背面４３ａと第２プレート１６との間の空隙６７の空気の圧力よりも高くなる。その結果、第２インペラ４３によって圧縮されて第２吐出室３４に吐出される空気の一部が、第２挿通孔２６を介してモータ室１８内に侵入してしまうことが抑制される。第２インペラ４３によって圧縮された空気の一部は、第２吐出室３４に吐出された空気の温度よりも低い温度の状態で、導入通路５６から導入空間６１及び絞り部６２を経由してモータ室１８内へ導入される。よって、モータ２０が効率良く冷却される。
【選択図】図２

【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を含む回転体と、
前記回転体を回転させるモータと、
前記インペラを収容するインペラ室、前記モータを収容するモータ室、前記インペラ室と前記モータ室とを仕切るとともに前記回転体が挿通される挿通孔が形成されている仕切壁、及び前記インペラによって圧縮された空気が吐出されるとともに前記燃料電池スタックに前記空気を供給する供給流路が接続されている吐出室を有するハウジングと、
前記インペラによって圧縮された空気の一部を、前記吐出室に吐出された空気の温度よりも低い温度の状態で前記モータ室内へ導入する導入通路と、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り、前記モータを冷却する遠心圧縮機であって、
前記導入通路は、前記仕切壁に形成されており、
前記挿通孔と前記回転体との間に形成されるとともに前記導入通路からの空気が導入される導入空間と、
前記挿通孔と前記回転体との間であって、前記導入空間よりも前記モータ室寄りに形成されるとともに前記導入空間から前記モータ室内に向かって流れる空気を絞る絞り部と、を備え、
前記導入通路から前記導入空間に導入される空気の圧力を、前記インペラの背面と前記仕切壁との間の空隙の空気の圧力よりも高くし、
前記インペラによって圧縮された空気の一部が、前記導入通路から前記導入空間及び前記絞り部を経由して前記モータ室内へ導入されることを特徴とする遠心圧縮機。

【請求項2】

前記回転体は、前記導入空間と前記空隙との間に隔壁を備え、
前記挿通孔と前記隔壁とによって形成される隔壁隙間は、絞りとして機能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】

前記絞り部の流路断面積は、前記隔壁隙間の流路断面積よりも小さいことを特徴とする請求項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、インペラを含む回転体を備えている。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。また、遠心圧縮機は、モータと、ハウジングと、を備えている。モータは、回転体を回転させる。ハウジングは、インペラ室、モータ室、仕切壁、及び吐出室を有している。インペラ室は、インペラを収容する。モータ室は、モータを収容する。仕切壁は、インペラ室とモータ室とを仕切る。吐出室には、インペラによって圧縮された空気が吐出される。吐出室には、燃料電池スタックに空気を供給する供給流路が接続されている。仕切壁には、回転体が挿通される挿通孔が形成されている。

【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、遠心圧縮機は、インペラによって圧縮された空気の一部を、吐出室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内へ導入する導入通路を備えている場合がある。そして、インペラによって圧縮された空気の一部が、吐出室に吐出された空気の温度よりも低い温度の状態で、導入通路から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２０１５－１５５６９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このような遠心圧縮機においては、インペラによって圧縮されて吐出室に吐出される空気の一部が、インペラの背面と仕切壁との間の空隙に流れ込む場合がある。すると、インペラの背面と仕切壁との間の空隙に流れ込んだ空気が、挿通孔を介してモータ室内に侵入してしまう虞がある。インペラによって圧縮されて吐出室に吐出される空気の温度は高い。したがって、インペラによって圧縮されて吐出室に吐出される空気の一部が、挿通孔を介してモータ室内に侵入してしまうと、モータ室内に侵入した空気によってモータが暖められてしまう。その結果、モータを冷却することが困難となる虞がある。すると、遠心圧縮機の耐久性が低下する。

【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を含む回転体と、前記回転体を回転させるモータと、前記インペラを収容するインペラ室、前記モータを収容するモータ室、前記インペラ室と前記モータ室とを仕切るとともに前記回転体が挿通される挿通孔が形成されている仕切壁、及び前記インペラによって圧縮された空気が吐出されるとともに前記燃料電池スタックに前記空気を供給する供給流路が接続されている吐出室を有するハウジングと、前記インペラによって圧縮された空気の一部を、前記吐出室に吐出された空気の温度よりも低い温度の状態で前記モータ室内へ導入する導入通路と、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り、前記モータを冷却する遠心圧縮機であって、前記導入通路は、前記仕切壁に形成されており、前記挿通孔と前記回転体との間に形成されるとともに前記導入通路からの空気が導入される導入空間と、前記挿通孔と前記回転体との間であって、前記導入空間よりも前記モータ室寄りに形成されるとともに前記導入空間から前記モータ室内に向かって流れる空気を絞る絞り部と、を備え、前記導入通路から前記導入空間に導入される空気の圧力を、前記インペラの背面と前記仕切壁との間の空隙の空気の圧力よりも高くし、前記インペラによって圧縮された空気の一部が、前記導入通路から前記導入空間及び前記絞り部を経由して前記モータ室内へ導入される。

【0007】

これによれば、導入通路から導入空間に導入されて、導入空間からモータ室内に向かって流れる空気が、絞り部によって絞られる。これにより、導入空間の圧力がモータ室内の圧力よりも高くなる。さらに、導入通路から導入空間に導入される空気の圧力が、インペラの背面と仕切壁との間の空隙の空気の圧力よりも高くなる。よって、インペラの背面と仕切壁との間の空隙から導入空間に空気が流れ込み難くなる。その結果、インペラによって圧縮されて吐出室に吐出される空気の一部が、挿通孔を介してモータ室内に侵入してしまうことが抑制されている。したがって、インペラによって圧縮されて吐出室に吐出される空気の一部が、挿通孔を介してモータ室内に侵入することで、モータ室内に侵入した空気によってモータが暖められてしまうといった問題が生じ難くなる。そして、インペラによって圧縮された空気の一部が、吐出室に吐出された空気の温度よりも低い温度の状態で、導入通路から導入空間及び絞り部を経由してモータ室内へ導入される。これにより、モータを効率良く冷却することができる。その結果、遠心圧縮機の耐久性の向上を図ることができる。

【0008】

上記遠心圧縮機において、前記回転体は、前記導入空間と前記空隙との間に隔壁を備え、前記挿通孔と前記隔壁とによって形成される隔壁隙間は、絞りとして機能するとよい。
これによれば、隔壁隙間が絞りとして機能しているため、インペラの背面と仕切壁との間の空隙から導入空間に空気がさらに流れ込み難くなる。その結果、インペラによって圧縮されて吐出室に吐出される空気の一部が、挿通孔を介してモータ室内に侵入してしまうことをさらに抑制し易くすることができる。

【0009】

上記遠心圧縮機において、前記絞り部の流路断面積は、前記隔壁隙間の流路断面積よりも小さいとよい。
これによれば、例えば、絞り部の流路断面積が、隔壁隙間の流路断面積以上である場合に比べると、導入通路から導入空間に導入される空気の圧力を、インペラの背面と仕切壁との間の空隙の空気の圧力よりも高くし易い。よって、インペラの背面と仕切壁との間の空隙から導入空間に空気がさらに流れ込み難くなる。したがって、インペラによって圧縮されて吐出室に吐出される空気の一部が、挿通孔を介してモータ室内に侵入してしまうことをさらに抑制し易くすることができる。

【発明の効果】

【0010】

この発明によれば、遠心圧縮機の耐久性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態における遠心圧縮機の断面図である。

【図2】遠心圧縮機の一部分を拡大して示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、遠心圧縮機を具体化した一実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。なお、以下に説明する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、燃料電池スタックに供給される空気を圧縮する。

【0013】

＜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、金属材料製であり、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、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の一方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の一方の開口を閉塞している。第２プレート１６は、モータハウジング１２の他方の開口側の端部に連結されている。第２プレート１６は、モータハウジング１２の他方の開口を閉塞している。そして、モータハウジング１２、第１プレート１５，及び第２プレート１６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】

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。

【0016】

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。

【0017】

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は、室形成凹部２２が形成されている。室形成凹部２２は、円孔状である。第１軸受保持部２１の内側は、第１プレート１５を貫通して室形成凹部２２の底面に開口している。室形成凹部２２の軸心と第１軸受保持部２１の軸心とは一致している。

【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の中央部には、第１挿通孔２３が形成されている。第１挿通孔２３の軸心は、室形成凹部２２の軸心、及び第１軸受保持部２１の軸心と一致している。そして、室形成凹部２２と第３プレート１７とによって、スラスト軸受収容室２４が区画されている。スラスト軸受収容室２４は、第１軸受保持部２１の内側に連通している。また、スラスト軸受収容室２４は、第１挿通孔２３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、第２プレート１６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２プレート１６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の中央部には、第２挿通孔２６が形成されている。第２挿通孔２６は、第２軸受保持部２５の内側に連通している。第２挿通孔２６の軸心は、第２軸受保持部２５の軸心と一致している。

【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２７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２７の軸心が、第１挿通孔２３の軸心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２７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２７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２８、第１吐出室２９、及び第１ディフューザ流路３０を備えている。第１インペラ室２８、第１吐出室２９、及び第１ディフューザ流路３０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。したがって、ハウジング１１は、第１インペラ室２８を有している。第１プレート１５及び第３プレート１７は、第１インペラ室２８とモータ室１８とを仕切る仕切壁を構成している。第１インペラ室２８は、第１吸入口２７に連通している。第１吐出室２９は、第１インペラ室２８の周囲で第１吸入口２７の軸心周りに延びている。第１ディフューザ流路３０は、第１インペラ室２８と第１吐出室２９とを連通している。第１インペラ室２８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３１を有している。第１吐出通路３１の第１端は、第１吐出室２９に連通している。第１吐出通路３１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３２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３２の軸心が、第２挿通孔２６の軸心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とは反対側の端面に連結されている。第２吸入口３２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３３、第２吐出室３４、及び第２ディフューザ流路３５を備えている。第２インペラ室３３、第２吐出室３４、及び第２ディフューザ流路３５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。したがって、ハウジング１１は、第２インペラ室３３を有している。第２プレート１６は、第２インペラ室３３とモータ室１８とを仕切る仕切壁を構成している。第２インペラ室３３は、第２吸入口３２に連通している。第２吐出室３４は、第２インペラ室３３の周囲で第２吸入口３２の軸心周りに延びている。第２ディフューザ流路３５は、第２インペラ室３３と第２吐出室３４とを連通している。第２インペラ室３３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３６を有している。第２吐出通路３６の第１端は、第２吐出室３４に連通している。第２吐出通路３６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。第２吐出通路３６には、供給配管３７が接続されている。供給配管３７は、燃料電池スタック３８に接続されている。供給配管３７の第１端は、第２吐出通路３６に接続されている。供給配管３７の第２端は、燃料電池スタック３８に接続されている。第２吐出室３４は、第２吐出通路３６及び供給配管３７を介して燃料電池スタック３８に接続されている。

【0027】

遠心圧縮機１０は、接続配管３９を備えている。接続配管３９の第１端は、第１吐出通路３１に連通している。接続配管３９の第２端は、第２吸入口３２に連通している。接続配管３９内には、第１吐出室２９から第１吐出通路３１に吐出された空気が流れる。そして、接続配管３９内を通過した空気は、第２吸入口３２を介して第２インペラ室３３に吸入される。

【0028】

遠心圧縮機１０は、回転体４０を備えている。回転体４０は、回転軸４１と、第１インペラ４２と、第２インペラ４３と、支持部４４と、を含む。回転軸４１は、ハウジング１１内に収容されている。

【0029】

回転軸４１は、モータハウジング１２の軸線に沿って延びた状態で、モータ室１８を横切っている。回転軸４１の軸方向は、モータハウジング１２の軸方向に一致している。回転軸４１の第１端部は、モータ室１８から第１軸受保持部２１の内側、スラスト軸受収容室２４、及び第１挿通孔２３を通過して、第１インペラ室２８内に突出している。したがって、第１挿通孔２３は、回転体４０が挿通される挿通孔である。このように、ハウジング１１は、第１インペラ室２８とモータ室１８とを仕切るとともに回転体４０が挿通される第１挿通孔２３が形成されている仕切壁を有している。

【0030】

回転軸４１の第２端部は、モータ室１８から第２軸受保持部２５の内側、及び第２挿通孔２６を通過して、第２インペラ室３３内に突出している。したがって、第２挿通孔２６は、回転体４０が挿通される挿通孔である。このように、ハウジング１１は、第２インペラ室３３とモータ室１８とを仕切るとともに回転体４０が挿通される第２挿通孔２６が形成されている仕切壁を有している。

【0031】

第１インペラ４２は、回転軸４１の第１端に連結されている。第１インペラ４２は、第１インペラ室２８に収容されている。したがって、第１インペラ室２８は、第１インペラ４２を収容する。第１インペラ４２は、回転軸４１と一体的に回転することで第１インペラ室２８に吸入された空気を圧縮する。したがって、第１インペラ４２は、空気を圧縮するインペラである。よって、第１インペラ室２８は、インペラを収容するインペラ室である。

【0032】

第２インペラ４３は、回転軸４１の第２端に連結されている。第２インペラ４３は、第２インペラ室３３に収容されている。したがって、第２インペラ室３３は、第２インペラ４３を収容する。第２インペラ４３は、回転軸４１と一体的に回転することで第２インペラ室３３に吸入された空気を圧縮する。したがって、第２インペラ４３は、空気を圧縮するインペラである。よって、第２インペラ室３３は、インペラを収容するインペラ室である。したがって、ハウジング１１は、インペラを収容するインペラ室を有している。第２インペラ４３は、第１インペラ４２によって圧縮された後の空気を圧縮する。

【0033】

支持部４４は、回転軸４１の外周面から環状に突出している。支持部４４は、円板状である。支持部４４は、回転軸４１の外周面から径方向外側へ環状に突出した状態で、回転軸４１の外周面に固定されている。したがって、支持部４４は、回転軸４１とは別体である。支持部４４は、スラスト軸受収容室２４内に配置されている。支持部４４は、回転軸４１と一体的に回転する。

【0034】

遠心圧縮機１０は、シール部材４５を備えている。シール部材４５は、第１挿通孔２３と回転軸４１との間に設けられている。シール部材４５は、第１インペラ室２８からモータ室１８に向かう空気の洩れを抑制する。シール部材４５は、例えば、シールリングである。

【0035】

モータ２０は、筒状のロータ４７と、筒状のステータ４８と、を備えている。ロータ４７は、回転軸４１に固定されている。ステータ４８は、ハウジング１１に固定されている。ロータ４７は、ステータ４８の径方向内側に配置されている。ロータ４７は、回転軸４１と一体的に回転する。ロータ４７は、回転軸４１に固定された円筒状のロータコア４９と、ロータコア４９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。ステータ４８は、ロータ４７を取り囲んでいる。ステータ４８は、円筒状のステータコア５０と、コイル５１と、を有している。ステータコア５０は、モータハウジング１２の内周面に固定されている。コイル５１は、ステータコア５０に巻回されている。

【0036】

回転軸４１は、図示しないバッテリからコイル５１に電流が流れることによって、ロータ４７と一体的に回転する。したがって、モータ２０は、回転体４０を回転させる。モータ２０は、回転軸４１の軸方向において、第１インペラ４２と第２インペラ４３との間に配置されている。

【0037】

遠心圧縮機１０は、第１ラジアル軸受５２を備えている。第１ラジアル軸受５２は円筒状である。第１ラジアル軸受５２は、第１軸受保持部２１に保持されている。第１ラジアル軸受５２は、回転軸４１におけるモータ２０よりも回転軸４１の第１端部寄りに位置する部位を回転可能に支持する。

【0038】

遠心圧縮機１０は、第２ラジアル軸受５３を備えている。第２ラジアル軸受５３は円筒状である。第２ラジアル軸受５３は、第２軸受保持部２５に保持されている。第２ラジアル軸受５３は、回転軸４１におけるモータ２０よりも回転軸４１の第２端部寄りに位置する部位を回転可能に支持する。

【0039】

第１ラジアル軸受５２及び第２ラジアル軸受５３は、モータ２０を回転軸４１の軸方向で挟んだ両側の位置で回転軸４１をラジアル方向で回転可能に支持する。なお、「ラジアル方向」とは、回転軸４１の軸方向に対して直交する方向である。

【0040】

遠心圧縮機１０は、スラスト軸受５４を備えている。スラスト軸受５４は、スラスト軸受収容室２４に収容されている。したがって、スラスト軸受収容室２４は、スラスト軸受５４を収容する。スラスト軸受５４は、支持部４４をスラスト方向で回転可能に支持する。したがって、スラスト軸受５４は、支持部４４を介して回転軸４１を回転可能に支持する。なお、「スラスト方向」とは、回転軸４１の軸線方向に対して平行な方向である。

【0041】

第１吸入口２７を介して第１インペラ室２８に吸入された空気は、第１インペラ４２の回転によって加速されながら、第１ディフューザ流路３０に送り込まれて、第１ディフューザ流路３０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３０を通過した空気は、第１吐出室２９に吐出される。第１吐出室２９に吐出された空気は、第１吐出通路３１に吐出される。第１吐出通路３１に吐出された空気は、接続配管３９及び第２吸入口３２を介して第２インペラ室３３に吸入される。第２インペラ室３３に吸入された空気は、第２インペラ４３の回転によって加速されながら、第２ディフューザ流路３５に送り込まれて、第２ディフューザ流路３５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３５を通過した空気は、第２吐出室３４に吐出される。第２吐出室３４に吐出された空気は、第２吐出通路３６に吐出される。第２吐出通路３６に吐出された空気は、供給配管３７を介して燃料電池スタック３８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３８に対して空気を供給する。燃料電池スタック３８に供給された空気に含まれる酸素は、燃料電池スタック３８の発電に寄与する。

【0042】

回転体４０は、燃料電池スタック３８に供給される空気を圧縮する第１インペラ４２及び第２インペラ４３を含む。したがって、回転体４０は、インペラを含む。第２吐出通路３６及び供給配管３７は、燃料電池スタック３８に空気を供給する供給流路５５を構成している。そして、第２吐出室３４は、第２インペラ４３によって圧縮された空気が吐出されるとともに供給流路５５が接続されている吐出室である。したがって、ハウジング１１は、供給流路５５が接続されている吐出室を有している。

【0043】

遠心圧縮機１０は、導入通路５６を備えている。導入通路５６は、第２プレート１６に形成されている。導入通路５６の第１端は、第２プレート１６の外周面に開口している。導入通路５６の第２端は、第２挿通孔２６に連通している。

【0044】

導入通路５６の第１端には、分岐配管５７が接続されている。分岐配管５７は、供給配管３７の途中から分岐されている。分岐配管５７の第１端は、供給配管３７に接続されている。分岐配管５７の第２端は、導入通路５６の第１端に接続されている。分岐配管５７の途中には、インタークーラ５８が設けられている。インタークーラ５８は、分岐配管５７内を流れる空気を冷却する。

【0045】

供給配管３７を流れる空気の一部は、分岐配管５７に流れ込む。分岐配管５７を流れる空気は、インタークーラ５８によって冷却される。これにより、インタークーラ５８を通過した空気は、第２吐出室３４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５８によって冷却された空気は、導入通路５６、第２挿通孔２６、及び第２軸受保持部２５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５６は、第２インペラ４３によって圧縮された空気の一部を、第２吐出室３４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内へ導入する。

【0046】

遠心圧縮機１０は、排出通路５９を備えている。排出通路５９は、第１プレート１５に形成されている。排出通路５９の第１端は、スラスト軸受収容室２４に連通している。排出通路５９の第２端は、第１プレート１５の外周面に開口している。したがって、排出通路５９は、ハウジング１１の外部に連通している。そして、スラスト軸受収容室２４内の空気は、排出通路５９を介してハウジング１１の外部へ排出される。

【0047】

図２に示すように、第２インペラ４３は、背面４３ａから先端に向かうに従って徐々に縮径した筒状である。第２インペラ４３の背面４３ａは、第２プレート１６に対向している。第２インペラ４３は、貫通孔４３ｈを有している。貫通孔４３ｈの軸線は、第２インペラ４３の回転軸線に一致している。

【0048】

第２インペラ４３は、円筒状のボス部６０を有している。ボス部６０は、第２インペラ４３の背面４３ａの中央部から突出している。ボス部６０の内側は、貫通孔４３ｈに連通している。回転軸４１は、ボス部６０の内側及び貫通孔４３ｈを通過している。ボス部６０は、第２挿通孔２６に入り込んでいる。したがって、ボス部６０は、第２挿通孔２６の内側に位置している。ボス部６０は、回転体４０における第２挿通孔２６の内側に位置する部分である。

【0049】

＜導入空間６１、絞り部６２、隔壁６３＞
遠心圧縮機１０は、導入空間６１と、絞り部６２と、隔壁６３と、を備えている。ボス部６０の外周面には、環状の凹部６４が形成されている。また、ボス部６０の外周面は、第１外周面６５と、第２外周面６６と、を有している。第１外周面６５は、ボス部６０の外周面において、凹部６４を挟む両側の部分の一方であって、且つ、凹部６４よりもモータ室１８寄りの部分である。第２外周面６６は、ボス部６０の外周面において、凹部６４を挟む両側の部分の他方であって、且つ、凹部６４よりも第２インペラ室３３寄りの部分である。第１外周面６５は、凹部６４の内面に連続している。第２外周面６６は、凹部６４の内面に連続している。第２挿通孔２６の内周面において、ボス部６０の外周面と対向する部分の内径は、一定である。

【0050】

導入空間６１は、第２挿通孔２６の内周面と凹部６４の内面とで画定される空間である。したがって、導入空間６１は、第２挿通孔２６と回転体４０との間に形成されている。導入通路５６の第２端は、導入空間６１に連通している。そして、導入空間６１には、導入通路５６からの空気が導入される。

【0051】

絞り部６２は、第２挿通孔２６の内周面と第１外周面６５との間に形成される隙間である。したがって、絞り部６２は、第２挿通孔２６と回転体４０との間であって、導入空間６１よりもモータ室１８寄りに形成されている。そして、絞り部６２は、導入空間６１からモータ室１８内に向かって流れる空気を絞る。

【0052】

隔壁６３は、第２外周面６６を形成するボス部６０の壁である。隔壁６３は、回転体４０における第２挿通孔２６の内側に位置する部分であって、且つ、導入空間６１よりも第２インペラ室３３寄りの部分に設けられている。隔壁６３は、導入空間６１よりも第２インペラ室３３寄りに配置されている。隔壁６３は、導入空間６１と、第２インペラ４３の背面４３ａと第２プレート１６との間の空隙６７と、の間に配置されている。したがって、回転体４０は、導入空間６１と空隙６７との間に隔壁６３を備えている。隔壁６３は、凹部６４の底面６４ａよりも第２挿通孔２６の内周面に突出している。

【0053】

第２挿通孔２６の内周面と第２外周面６６との間に形成される隙間は、第２挿通孔２６と隔壁６３とによって形成される隔壁隙間６８である。隔壁隙間６８は、絞りとして機能する。第１外周面６５の外径は、第２外周面６６の外径よりも大きい。したがって、絞り部６２の流路断面積は、隔壁隙間６８の流路断面積よりも小さい。絞り部６２は、導入通路５６から導入空間６１に導入される空気の圧力を、第２インペラ４３の背面４３ａと第２プレート１６との間の空隙６７の空気の圧力よりも高くする。

【0054】

［実施形態の作用］
次に、本実施形態の作用について説明する。
導入通路５６から導入空間６１に導入された空気は、絞り部６２を経由して、第２挿通孔２６、及び第２軸受保持部２５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、第２インペラ４３によって圧縮された空気の一部が、導入通路５６から導入空間６１及び絞り部６２を経由してモータ室１８内へ導入される。第２ラジアル軸受５３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。モータ２０は、モータ室１８に導入された空気によって冷却される。したがって、遠心圧縮機１０においては、導入通路５６からモータ室１８内へ導入される空気により、モータ２０を冷却する。

【0055】

モータ室１８内に導入された空気は、第１軸受保持部２１の内側を通過する。第１ラジアル軸受５２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。第１軸受保持部２１の内側を通過した空気は、スラスト軸受収容室２４内に導入される。スラスト軸受５４は、スラスト軸受収容室２４内に導入された空気によって冷却される。そして、スラスト軸受収容室２４内の空気は、排出通路５９を介してハウジング１１の外部へ排出される。

【0056】

導入通路５６から導入空間６１に導入されて、導入空間６１からモータ室１８内に向かって流れる空気が、絞り部６２によって絞られる。これにより、導入空間６１の圧力がモータ室１８内の圧力よりも高くなる。さらに、導入通路５６から導入空間６１に導入される空気の圧力が、第２インペラ４３の背面４３ａと第２プレート１６との間の空隙６７の空気の圧力よりも高くなる。よって、第２インペラ４３の背面４３ａと第２プレート１６との間の空隙６７から導入空間６１に空気が流れ込み難くなる。その結果、第２インペラ４３によって圧縮されて第２吐出室３４に吐出される空気の一部が、第２挿通孔２６を介してモータ室１８内に侵入してしまうことが抑制されている。

【0057】

［実施形態の効果］
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）導入通路５６から導入空間６１に導入されて、導入空間６１からモータ室１８内に向かって流れる空気が、絞り部６２によって絞られる。これにより、導入空間６１の圧力がモータ室１８内の圧力よりも高くなる。さらに、導入通路５６から導入空間６１に導入される空気の圧力が、第２インペラ４３の背面４３ａと第２プレート１６との間の空隙６７の空気の圧力よりも高くなる。よって、第２インペラ４３の背面４３ａと第２プレート１６との間の空隙６７から導入空間６１に空気が流れ込み難くなる。その結果、第２インペラ４３によって圧縮されて第２吐出室３４に吐出される空気の一部が、第２挿通孔２６を介してモータ室１８内に侵入してしまうことが抑制されている。したがって、第２インペラ４３によって圧縮されて第２吐出室３４に吐出される空気の一部が、第２挿通孔２６を介してモータ室１８内に侵入することで、モータ室１８内に侵入した空気によってモータ２０が暖められてしまうといった問題が生じ難くなる。そして、第２インペラ４３によって圧縮された空気の一部が、第２吐出室３４に吐出された空気の温度よりも低い温度の状態で、導入通路５６から導入空間６１及び絞り部６２を経由してモータ室１８内へ導入される。これにより、モータ２０を効率良く冷却することができる。その結果、遠心圧縮機１０の耐久性の向上を図ることができる。

【0058】

（２）第２挿通孔２６と隔壁６３とによって形成される隔壁隙間６８は、絞りとして機能する。これによれば、第２インペラ４３の背面４３ａと第２プレート１６との間の空隙６７から導入空間６１に空気がさらに流れ込み難くなる。その結果、第２インペラ４３によって圧縮されて第２吐出室３４に吐出される空気の一部が、第２挿通孔２６を介してモータ室１８内に侵入してしまうことをさらに抑制し易くすることができる。

【0059】

（３）絞り部６２の流路断面積は、隔壁隙間６８の流路断面積よりも小さい。これによれば、例えば、絞り部６２の流路断面積が、隔壁隙間６８の流路断面積以上である場合に比べると、導入通路５６から導入空間６１に導入される空気の圧力を、空隙６７の空気の圧力よりも高くし易い。よって、第２インペラ４３の背面４３ａと第２プレート１６との間の空隙６７から導入空間６１に空気がさらに流れ込み難くなる。したがって、第２インペラ４３によって圧縮されて第２吐出室３４に吐出される空気の一部が、第２挿通孔２６を介してモータ室１８内に侵入してしまうことをさらに抑制し易くすることができる。

【0060】

［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。

【0061】

○ 実施形態において、ボス部６０の外周面に凹部６４が形成されておらず、第２挿通孔２６の内周面に環状の凹部が形成されていてもよい。そして、導入空間６１は、第２挿通孔２６の内周面に形成された凹部とボス部６０の外周面とで画定される空間であってもよい。したがって、導入空間６１は、第２挿通孔２６と回転体４０との間に形成されている。そして、この場合、隔壁６３は、第２挿通孔２６の内周面における導入空間６１よりも第２インペラ室３３寄りの部分を形成する第２プレート１６の壁である。したがって、隔壁６３は、導入空間６１よりも第２インペラ室３３寄りに配置されている。

【0062】

○ 実施形態において、ボス部６０の外周面に形成される凹部６４に加えて、第２挿通孔２６の内周面にも環状の凹部が形成されていてもよい。そして、導入空間６１は、ボス部６０の外周面に形成された凹部６４と第２挿通孔２６の内周面に形成された凹部とで画定される空間であってもよい。したがって、導入空間６１は、第２挿通孔２６と回転体４０との間に形成されている。この場合、隔壁６３は、第２挿通孔２６の内周面における導入空間６１よりも第２インペラ室３３寄りの部分を形成する第２プレート１６の壁と、第２外周面６６を形成するボス部６０の壁と、を含む。したがって、隔壁６３は、導入空間６１よりも第２インペラ室３３寄りに配置されている。

【0063】

○ 実施形態において、凹部６４は、ボス部６０の外周面に形成されていたが、これに限らない。例えば、回転軸４１の外周面に凹部６４が形成されていてもよい。また、例えば、回転軸４１の外周面に固定されて回転軸４１と一体的に回転する筒状部材の外周面に凹部６４が形成されていてもよい。

【0064】

○ 実施形態において、絞り部６２の流路断面積が、隔壁隙間６８の流路断面積以上であってもよい。
○ 実施形態において、隔壁隙間６８が絞りとして機能していなくてもよい。要は、導入通路５６から導入空間６１に導入される空気の圧力が、第２インペラ４３の背面４３ａと第２プレート１６との間の空隙６７の空気の圧力よりも高くなっていればよい。

【0065】

○ 実施形態において、第１外周面６５に凹部が形成されていてもよい。そして、第２挿通孔２６の内周面と第１外周面６５の凹部とによって、ラビリンスシールが形成されていてもよい。

【0066】

○ 実施形態において、第２外周面６６に凹部が形成されていてもよい。そして、第２挿通孔２６の内周面と第２外周面６６の凹部とによって、ラビリンスシールが形成されていてもよい。

【0067】

○ 実施形態において、導入通路５６は、第１インペラ４２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４２によって圧縮された空気の温度は、第２インペラ４３によって圧縮されて第２吐出室３４に吐出される空気の温度よりも低い。要は、導入通路５６は、第２吐出室３４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。

【0068】

○ 実施形態において、遠心圧縮機１０は、第２インペラ４３を備えていない構成であってもよい。この場合、導入通路５６は、第３プレート１７に形成されている。導入空間６１は、第１挿通孔２３と回転体４０との間に形成されている。絞り部６２は、第１挿通孔２３と回転体４０との間であって、導入空間６１よりもモータ室１８寄りに形成されている。導入通路５６から導入空間６１に導入される空気の圧力は、第１インペラ４２の背面と第３プレート１７との間の空隙の空気の圧力よりも高くなっている。

【0069】

○ 実施形態において、遠心圧縮機１０は、第２インペラ４３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。
○ 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】

【0070】

１０…遠心圧縮機、１１…ハウジング、１５…第１プレート（仕切壁）、１６…第２プレート（仕切壁）、１７…第３プレート（仕切壁）、１８…モータ室、２０…モータ、２３…第１挿通孔（挿通孔）、２６…第２挿通孔（挿通孔）、２８…第１インペラ室（インペラ室）、３３…第２インペラ室（インペラ室）、３４…吐出室である第２吐出室、３８…燃料電池スタック、４０…回転体、４２…第１インペラ（インペラ）、４３…第２インペラ（インペラ）、４３ａ…背面、５５…供給流路、５６…導入通路、６１…導入空間、６２…絞り部、６３…隔壁、６７…空隙、６８…隔壁隙間。

【図1】

【図2】