特許 7424262 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】

(24)【登録日】2024-01-22

(45)【発行日】2024-01-30

(54)【発明の名称】遠心圧縮機

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/42 20060101AFI20240123BHJP

【ＦＩ】

F04D29/42 K

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020165337

(22)【出願日】2020-09-30

(65)【公開番号】P2022057206

(43)【公開日】2022-04-11

【審査請求日】2022-12-13

(73)【特許権者】

【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】岡野 祐樹

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 博

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 佑樹

【審査官】山崎 孔徳

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１９９００６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－１０９２６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｄ ２９／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸と、
前記回転軸と一体的に回転することによって流体を圧縮する第１インペラと、
前記回転軸と一体的に回転することによって前記第１インペラによって圧縮された後の流体を圧縮する第２インペラと、
前記第１インペラが収容される第１インペラ室、及び前記第２インペラが収容される第２インペラ室を有するハウジングと、
前記ハウジング内に配置されるとともに前記回転軸を回転可能に支持するフォイル軸受と、を備え、
前記ハウジングは、
前記第１インペラ室と前記第２インペラ室とを仕切る仕切壁と、
前記仕切壁と協働して前記第１インペラ室を区画するとともに前記第１インペラの外周を覆う第１シュラウド面と、
前記仕切壁と協働して前記第２インペラ室を区画するとともに前記第２インペラの外周を覆う第２シュラウド面と、を有し、
前記第１インペラ及び前記第２インペラは、前記仕切壁を介して、前記第１インペラの背面と前記第２インペラの背面とが向かい合うように前記回転軸に設けられている遠心圧縮機であって、
前記仕切壁は、
前記第１インペラの背面と前記回転軸の軸方向に離間した状態で対向する第１対向面と、
前記第２インペラの背面と前記回転軸の軸方向に離間した状態で対向する第２対向面と、を有し、
前記回転軸は、前記仕切壁を貫通する貫通孔に挿通され、且つ前記貫通孔の内周面に離間した状態で、前記第１インペラ室及び前記第２インペラ室に跨って配置され、
前記回転軸の外周面と前記貫通孔の内周面との間、前記第１インペラの背面と前記第１対向面との間、及び前記第２インペラの背面と前記第２対向面との間のうちの少なくとも１箇所に一方の面から他方の面に突出した突起部が設けられ、
前記突起部は、前記第１インペラと前記第１シュラウド面との間の第１チップクリアランス、及び前記第２インペラと前記第２シュラウド面との間の第２チップクリアランスよりも小さいクリアランスを前記突起部が向かい合う前記他方の面との間に形成し、
前記突起部は、前記第１インペラ及び前記第２インペラの振動時に前記他方の面へ衝突することにより、前記第１インペラと前記第１シュラウド面との接触、及び前記第２インペラと前記第２シュラウド面との接触を防止する衝突面を有することを特徴とする遠心圧縮機。

【請求項2】

前記第１チップクリアランスは、前記第１インペラと前記第１シュラウド面との間のラジアル方向のクリアランスである第１ラジアルクリアランスを含み、
前記第２チップクリアランスは、前記第２インペラと前記第２シュラウド面との間のラジアル方向のクリアランスである第２ラジアルクリアランスを含み、
前記突起部は、前記貫通孔の内周面及び前記回転軸の少なくとも一方からラジアル方向へ突出し、前記ラジアル方向において、前記第１ラジアルクリアランス及び前記第２ラジアルクリアランスよりも小さいクリアランスを形成する環状のラジアル突起部を含む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】

前記第１チップクリアランスは、前記第１インペラと前記第１シュラウド面との間のスラスト方向のクリアランスである第１スラストクリアランスを含み、
前記第２チップクリアランスは、前記第２インペラと前記第２シュラウド面との間のスラスト方向のクリアランスである第２スラストクリアランスを含み、
前記突起部は、前記第１インペラの背面及び前記第１対向面の少なくとも一方からスラスト方向へ突出し、前記スラスト方向において、前記第１スラストクリアランス及び前記第２スラストクリアランスよりも小さいクリアランスを形成する環状の第１スラスト突起部、及び、前記第２インペラの背面及び前記第２対向面の少なくとも一方からスラスト方向へ突出し、前記スラスト方向において、前記第１スラストクリアランス及び前記第２スラストクリアランスよりも小さいクリアランスを形成する環状の第２スラスト突起部の少なくとも一方を含む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。

【請求項4】

前記第２インペラは、前記第１インペラよりも前記回転軸の一端寄りに配置されており、
前記フォイル軸受は、前記第１インペラ及び前記第２インペラよりも前記回転軸の他端寄りに配置されており、
前記突起部は、前記第１インペラよりも前記第２インペラに近い位置に配置されていることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の遠心圧縮機。

【請求項5】

前記ラジアル突起部は、前記貫通孔の内周面から前記回転軸に向かって突出しており、
前記ラジアル突起部の内径は、前記第１インペラの最小径、及び前記第２インペラの最小径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。

【請求項6】

前記回転軸と前記貫通孔の内周面との間をシールするシール部を備え、
前記ラジアル突起部は、前記シール部とは重ならない位置に配置されていることを特徴とする請求項２又は請求項５に記載の遠心圧縮機。

【請求項7】

前記フォイル軸受は、
前記回転軸の回転時に前記回転軸を非接触の状態で回転可能に支持するトップフォイルと、
前記トップフォイルを弾性的に支持するバンプフォイルと、を有し、
前記突起部により形成されるクリアランスは、前記バンプフォイルの弾性域での変形を許容する大きさに設定されていることを特徴とする請求項１～請求項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】

本発明は、遠心圧縮機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、第１インペラ及び第２インペラを備えた遠心圧縮機が、例えば特許文献１に開示されている。第１インペラは、回転軸と一体的に回転することによって流体を圧縮する。第２インペラは、回転軸と一体的に回転することによって第１インペラによって圧縮された後の流体を圧縮する。また、回転軸は、フォイル軸受によって回転可能に支持されている。フォイル軸受は、遠心圧縮機のハウジング内に配置されている。

【0003】

ハウジングは、第１インペラが収容される第１インペラ室、及び第２インペラが収容される第２インペラ室を有している。また、ハウジングは、第１インペラ室と第２インペラ室とを仕切る仕切壁を有している。さらに、ハウジングは、第１シュラウド面及び第２シュラウド面を有している。第１シュラウド面は、仕切壁と協働して第１インペラ室を区画するとともに第１インペラの外周を覆っている。第２シュラウド面は、仕切壁と協働して第２インペラ室を区画するとともに第２インペラの外周を覆っている。第１インペラ及び第２インペラは、仕切壁を介して、第１インペラの背面と第２インペラの背面とが向かい合うように回転軸に設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－１９４２５２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、このような遠心圧縮機においては、圧縮効率の観点から、第１インペラと第１シュラウド面との間の第１チップクリアランス、及び第２インペラと第２シュラウド面との間の第２チップクリアランスをそれぞれ極力小さくしておくことが好ましい。一方で、例えば、回転軸の振動に伴い、第１インペラ及び第２インペラが振動して、第１インペラが第１シュラウド面に衝突したり、第２インペラが第２シュラウド面に衝突したりすることがないように、第１チップクリアランス及び第２チップクリアランスを、ある程度確保しておく必要がある。したがって、第１チップクリアランス及び第２チップクリアランスを大きくするほど、遠心圧縮機の信頼性は向上するが、一方で、第１チップクリアランス及び第２チップクリアランスが大きくなるほど、圧縮効率が低下してしまうという問題があった。

【0006】

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、圧縮効率の低下を抑えつつも、信頼性を向上させることができる遠心圧縮機を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決する遠心圧縮機は、回転軸と、前記回転軸と一体的に回転することによって流体を圧縮する第１インペラと、前記回転軸と一体的に回転することによって前記第１インペラによって圧縮された後の流体を圧縮する第２インペラと、前記第１インペラが収容される第１インペラ室、及び前記第２インペラが収容される第２インペラ室を有するハウジングと、前記ハウジング内に配置されるとともに前記回転軸を回転可能に支持するフォイル軸受と、を備え、前記ハウジングは、前記第１インペラ室と前記第２インペラ室とを仕切る仕切壁と、前記仕切壁と協働して前記第１インペラ室を区画するとともに前記第１インペラの外周を覆う第１シュラウド面と、前記仕切壁と協働して前記第２インペラ室を区画するとともに前記第２インペラの外周を覆う第２シュラウド面と、を有し、前記第１インペラ及び前記第２インペラは、前記仕切壁を介して、前記第１インペラの背面と前記第２インペラの背面とが向かい合うように前記回転軸に設けられている遠心圧縮機であって、前記仕切壁は、前記第１インペラの背面と前記回転軸の軸方向で対向する第１対向面と、前記第２インペラの背面と前記回転軸の軸方向で対向する第２対向面と、を有し、前記回転軸は、前記仕切壁を貫通する貫通孔に挿通された状態で、前記第１インペラ室及び前記第２インペラ室に跨って配置され、前記回転軸の外周面と前記貫通孔の内周面との間、前記第１インペラの背面と前記第１対向面との間、及び前記第２インペラの背面と前記第２対向面との間のうちの少なくとも１箇所に一方の面から他方の面に突出した突起部が設けられ、前記突起部は、前記第１インペラと前記第１シュラウド面との間の第１チップクリアランス、及び前記第２インペラと前記第２シュラウド面との間の第２チップクリアランスよりも小さいクリアランスを前記突起部が向かい合う前記他方の面との間に形成し、前記突起部は、前記第１インペラ及び前記第２インペラの振動時に前記他方の面へ衝突することにより、前記第１インペラと前記第１シュラウド面との接触、及び前記第２インペラと前記第２シュラウド面との接触を防止する衝突面を有する。

【0008】

これによれば、第１インペラが振動して第１シュラウド面に衝突したり、第２インペラが振動して第２シュラウド面に衝突したりする前に、突起部の衝突面によって回転軸の振動が規制される。したがって、第１インペラが振動して第１シュラウド面に衝突したり、第２インペラが振動して第２シュラウド面に衝突したりすることを防止することができるため、遠心圧縮機の信頼性が向上する。そして、第１インペラが振動して第１シュラウド面に衝突したり、第２インペラが振動して第２シュラウド面に衝突したりすることがないように、第１チップクリアランス及び第２チップクリアランスを、ある程度確保しておく必要が無いため、遠心圧縮機の圧縮効率の低下が抑えられる。以上により、遠心圧縮機において、圧縮効率の低下を抑えつつも、信頼性を向上させることができる。

【0009】

上記遠心圧縮機において、前記第１チップクリアランスは、前記第１インペラと前記第１シュラウド面との間のラジアル方向のクリアランスである第１ラジアルクリアランスを含み、前記第２チップクリアランスは、前記第２インペラと前記第２シュラウド面との間のラジアル方向のクリアランスである第２ラジアルクリアランスを含み、前記突起部は、前記貫通孔の内周面及び前記回転軸の少なくとも一方からラジアル方向へ突出し、前記ラジアル方向において、前記第１ラジアルクリアランス及び前記第２ラジアルクリアランスよりも小さいクリアランスを形成する環状のラジアル突起部を含むとよい。

【0010】

これによれば、第１インペラがラジアル方向に振動して第１シュラウド面に衝突したり、第２インペラがラジアル方向に振動して第２シュラウド面に衝突したりする前に、ラジアル突起部によって回転軸のラジアル方向への振動が規制される。したがって、第１インペラがラジアル方向に振動して第１シュラウド面に衝突したり、第２インペラがラジアル方向に振動して第２シュラウド面に衝突したりすることを防止することができるため、遠心圧縮機の信頼性が向上する。そして、第１インペラがラジアル方向に振動して第１シュラウド面に衝突したり、第２インペラがラジアル方向に振動して第２シュラウド面に衝突したりすることがないように、第１ラジアルクリアランス及び第２ラジアルクリアランスを、ある程度確保しておく必要が無いため、遠心圧縮機の圧縮効率の低下が抑えられる。以上により、遠心圧縮機において、圧縮効率の低下を抑えつつも、信頼性を向上させることができる。

【0011】

上記遠心圧縮機において、前記第１チップクリアランスは、前記第１インペラと前記第１シュラウド面との間のスラスト方向のクリアランスである第１スラストクリアランスを含み、前記第２チップクリアランスは、前記第２インペラと前記第２シュラウド面との間のスラスト方向のクリアランスである第２スラストクリアランスを含み、前記突起部は、前記第１インペラの背面及び前記第１対向面の少なくとも一方からスラスト方向へ突出し、前記スラスト方向において、前記第１スラストクリアランス及び前記第２スラストクリアランスよりも小さいクリアランスを形成する環状の第１スラスト突起部、及び、前記第２インペラの背面及び前記第２対向面の少なくとも一方からスラスト方向へ突出し、前記スラスト方向において、前記第１スラストクリアランス及び前記第２スラストクリアランスよりも小さいクリアランスを形成する環状の第２スラスト突起部の少なくとも一方を含むとよい。

【0012】

これによれば、第１インペラがスラスト方向に振動して第１シュラウド面に衝突したり、第２インペラがスラスト方向に振動して第２シュラウド面に衝突したりする前に、第１スラスト突起部によって回転軸のスラスト方向への振動が規制される。また、第１インペラがスラスト方向に振動して第１シュラウド面に衝突したり、第２インペラがスラスト方向に振動して第２シュラウド面に衝突したりする前に、第２スラスト突起部によって回転軸のスラスト方向への振動が規制される。したがって、第１インペラがスラスト方向に振動して第１シュラウド面に衝突したり、第２インペラがスラスト方向に振動して第２シュラウド面に衝突したりすることを防止することができるため、遠心圧縮機の信頼性が向上する。そして、第１インペラがスラスト方向に振動して第１シュラウド面に衝突したり、第２インペラがスラスト方向に振動して第２シュラウド面に衝突したりすることがないように、第１スラストクリアランス及び第２スラストクリアランスを、ある程度確保しておく必要が無いため、遠心圧縮機の圧縮効率の低下が抑えられる。以上により、遠心圧縮機において、圧縮効率の低下を抑えつつも、信頼性を向上させることができる。

【0013】

上記遠心圧縮機において、前記第２インペラは、前記第１インペラよりも前記回転軸の一端寄りに配置されており、前記フォイル軸受は、前記第１インペラ及び前記第２インペラよりも前記回転軸の他端寄りに配置されており、前記突起部は、前記第１インペラよりも前記第２インペラに近い位置に配置されているとよい。

【0014】

例えば、回転軸の振れが生じた場合、回転軸の振れ幅は、フォイル軸受から遠い部分ほど大きくなる。このとき、突起部が、第１インペラよりも第２インペラに近い位置に配置されているため、例えば、突起部が、第２インペラよりも第１インペラに近い位置に配置されている場合に比べると、突起部を、回転軸に対して、フォイル軸受から遠い位置に配置することができる。したがって、例えば、回転軸の振れが生じた場合に、第１インペラが振動して第１シュラウド面に衝突したり、第２インペラが振動して第２シュラウド面に衝突したりする前に、突起部によって回転軸の振れを抑え易くなる。したがって、第１インペラが振動して第１シュラウド面に衝突したり、第２インペラが振動して第２シュラウド面に衝突したりすることを防止し易くすることができる。

【0015】

上記遠心圧縮機において、前記ラジアル突起部は、前記貫通孔の内周面から前記回転軸に向かって突出しており、前記ラジアル突起部の内径は、前記第１インペラの最小径、及び前記第２インペラの最小径よりも小さいとよい。

【0016】

これによれば、例えば、ラジアル突起部の内径が、第１インペラの最小径、及び第２インペラの最小径以上である場合に比べると、回転軸がラジアル突起部の衝突面に衝突する際の回転軸の周速を小さくすることができるため、ラジアル突起部に加わる負荷を軽減することができる。

【0017】

上記遠心圧縮機において、前記回転軸と前記貫通孔の内周面との間をシールするシール部を備え、前記ラジアル突起部は、前記シール部とは重ならない位置に配置されているとよい。

【0018】

これによれば、シール部によって、回転軸と貫通孔の内周面との間を好適にシールしつつも、第１インペラがラジアル方向に振動して第１シュラウド面に衝突したり、第２インペラがラジアル方向に振動して第２シュラウド面に衝突したりすることを防止することができるため、遠心圧縮機の信頼性をさらに向上させることができる。

【0019】

上記遠心圧縮機において、前記フォイル軸受は、
前記回転軸の回転時に前記回転軸を非接触の状態で回転可能に支持するトップフォイルと、前記トップフォイルを弾性的に支持するバンプフォイルと、を有し、前記突起部により形成されるクリアランスは、前記バンプフォイルの弾性域での変形を許容する大きさに設定されているとよい。

【0020】

これによれば、突起部を備えた遠心圧縮機であっても、回転軸の回転時に、回転軸とトップフォイルとの間に動圧が生じた際に、動圧に伴うバンプフォイルの弾性域での変形が許容される。これにより、トップフォイルが、回転軸を非接触の状態で回転可能に支持することができる。

【発明の効果】

【0021】

この発明によれば、圧縮効率の低下を抑えつつも、信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】実施形態における遠心圧縮機を示す側断面図。

【図2】ラジアル突起部の周辺を拡大して示す断面図。

【図3】第１フォイル軸受及び回転軸の縦断面図。

【図4】別の実施形態における遠心圧縮機の一部分を拡大して示す断面図。

【図5】別の実施形態における遠心圧縮機の一部分を拡大して示す断面図。

【図6】別の実施形態における遠心圧縮機の一部分を拡大して示す断面図。

【図7】別の実施形態における遠心圧縮機の一部分を拡大して示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、遠心圧縮機を具体化した一実施形態を図１～図３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。燃料電池車には、酸素及び水素を燃料電池に供給して発電させる燃料電池システムが搭載されている。そして、遠心圧縮機は、燃料電池に供給される酸素を含む流体としての空気を圧縮する。

【0024】

図１に示すように、遠心圧縮機１０は、筒状のハウジング１１を備えている。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、仕切壁１５、第１中間ハウジング１６、及び第２中間ハウジング１７を有している。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、仕切壁１５、第１中間ハウジング１６、及び第２中間ハウジング１７は、それぞれ金属材料製であり、例えば、アルミニウム製である。

【0025】

モータハウジング１２は、板状の端壁１２ａと、端壁１２ａの外周部から筒状に延びる周壁１２ｂと、を有する有底筒状である。第２中間ハウジング１７は、周壁１２ｂにおける端壁１２ａとは反対側の開口を閉塞した状態で、モータハウジング１２に連結されている。そして、モータハウジング１２の端壁１２ａ、周壁１２ｂ、及び第２中間ハウジング１７によって、モータ室１８が区画されている。周壁１２ｂにおける端壁１２ａ寄りの部位には、空気を吸入する吸入孔１２ｈが形成されている。吸入孔１２ｈは、モータ室１８に連通している。したがって、モータ室１８には、吸入孔１２ｈを介して空気が吸入される。

【0026】

第２中間ハウジング１７の中央部には、円孔状のシャフト挿通孔１７ａが形成されている。また、第２中間ハウジング１７は、円筒状の第１軸受保持部１９を有している。第１軸受保持部１９は、第２中間ハウジング１７の中央部に形成されている。第１軸受保持部１９の内側は、シャフト挿通孔１７ａに連通している。第１軸受保持部１９の中心軸線とシャフト挿通孔１７ａの中心軸線とは互いに一致している。第１軸受保持部１９には、フォイル軸受としての第１フォイル軸受２０が保持されている。

【0027】

また、モータハウジング１２の端壁１２ａは、円筒状の第２軸受保持部２１を有している。第２軸受保持部２１は、モータハウジング１２の端壁１２ａの中央部に形成されている。第１軸受保持部１９の中心軸線と第２軸受保持部２１の中心軸線とは一致している。第２軸受保持部２１には、フォイル軸受としての第２フォイル軸受２２が保持されている。したがって、第１フォイル軸受２０及び第２フォイル軸受２２は、ハウジング１１内に配置されている。

【0028】

第２中間ハウジング１７におけるモータ室１８とは反対側の外面には、第１室形成凹部１７ｂが形成されている。第１室形成凹部１７ｂは、シャフト挿通孔１７ａに連通している。また、第２中間ハウジング１７は、連通孔２３を複数有している。各連通孔２３は、第２中間ハウジング１７の外周寄りの部位に位置している。各連通孔２３は、第２中間ハウジング１７を貫通している。そして、連通孔２３は、モータ室１８と第１室形成凹部１７ｂとを連通している。

【0029】

第１中間ハウジング１６は、第２中間ハウジング１７に連結されている。第１中間ハウジング１６は、第１室形成凹部１７ｂの開口を閉塞するように第２中間ハウジング１７に連結されている。そして、第１中間ハウジング１６と第２中間ハウジング１７の第１室形成凹部１７ｂとによって、スラスト軸受収容室２５が区画されている。第１中間ハウジング１６の中央部には、円孔状のシャフト挿通孔１６ａが形成されている。

【0030】

また、第１中間ハウジング１６は、連通孔１６ｂを複数有している。各連通孔１６ｂは、第１中間ハウジング１６の外周寄りの部位に位置している。各連通孔１６ｂは、第１中間ハウジング１６を貫通している。第１中間ハウジング１６におけるスラスト軸受収容室２５とは反対側の外面には、第２室形成凹部１６ｃが形成されている。第２室形成凹部１６ｃは、シャフト挿通孔１６ａに連通している。そして、各連通孔１６ｂは、スラスト軸受収容室２５と第２室形成凹部１６ｃとを連通している。

【0031】

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２４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２４の中心軸線が、シャフト挿通孔１６ａの中心軸線に一致した状態で、第１中間ハウジング１６に連結されている。第１吸入口２４は、第２室形成凹部１６ｃに連通している。

【0032】

仕切壁１５は、第１コンプレッサハウジング１３における第１中間ハウジング１６とは反対側の端面に連結されている。仕切壁１５は、板状である。仕切壁１５の中央部には、円孔状の貫通孔２７が形成されている。貫通孔２７は、仕切壁１５を仕切壁１５の厚み方向に貫通している。仕切壁１５は、貫通孔２７の中心軸線が、第１吸入口２４の中心軸線に一致した状態で、第１コンプレッサハウジング１３に連結されている。第１吸入口２４は、第１吸入口２４の中心軸線が延びる方向において仕切壁１５に対向している。

【0033】

仕切壁１５と第１コンプレッサハウジング１３との間には、第１吸入口２４に連通する第１インペラ室２８と、第１インペラ室２８の周囲で第１吸入口２４の中心軸線周りに延びる第１吐出室２９と、第１インペラ室２８と第１吐出室２９とを連通する第１ディフューザ流路３０と、が形成されている。

【0034】

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の中心軸線が、第１吸入口２４の中心軸線に一致した状態で、仕切壁１５における第１コンプレッサハウジング１３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吸入口３２の中心軸線が延びる方向において仕切壁１５に対向している。

【0035】

仕切壁１５と第２コンプレッサハウジング１４との間には、第２吸入口３２に連通する第２インペラ室３３と、第２インペラ室３３の周囲で第２吸入口３２の中心軸線周りに延びる第２吐出室３４と、第２インペラ室３３と第２吐出室３４とを連通する第２ディフューザ流路３５と、が形成されている。したがって、ハウジング１１は、第１インペラ室２８及び第２インペラ室３３を有している。仕切壁１５は、第１インペラ室２８と第２インペラ室３３とを仕切っている。第１吐出室２９と第２吸入口３２とは、図示しない通路を介して連通している。

【0036】

遠心圧縮機１０は、回転軸４０と、回転軸４０を回転させる電動モータ４１と、を備えている。電動モータ４１は、モータ室１８に収容されている。回転軸４０は、第２軸受保持部２１の内側からモータ室１８、第１軸受保持部１９の内側、シャフト挿通孔１７ａ、スラスト軸受収容室２５、シャフト挿通孔１６ａ、第１吸入口２４、第１インペラ室２８、貫通孔２７、第２インペラ室３３、及び第２吸入口３２の順に通過しながら、ハウジング１１の軸方向に延びている。したがって、回転軸４０は、貫通孔２７に挿通された状態で、第１インペラ室２８及び第２インペラ室３３に跨って配置されている。回転軸４０の軸線Ｌは、第１軸受保持部１９、第２軸受保持部２１、シャフト挿通孔１７ａ、シャフト挿通孔１６ａ、第１吸入口２４、貫通孔２７、及び第２吸入口３２それぞれの中心軸線に一致している。なお、以下の説明では、回転軸４０の軸線Ｌが延びる方向である「回転軸４０の軸方向」を「スラスト方向」と記載し、「回転軸４０の径方向」を「ラジアル方向」と記載することもある。

【0037】

電動モータ４１は、ステータ４２及びロータ４３を備えている。ステータ４２は、円筒状のステータコア４４と、ステータコア４４に巻回されるコイル４５と、を有している。ステータコア４４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。ロータ４３は、モータ室１８において、ステータコア４４の内側に配置されている。ロータ４３は、回転軸４０と一体的に回転する。ロータ４３は、回転軸４０に止着されたロータコア４３ａと、ロータコア４３ａ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。そして、図示しないインバータ装置によって制御された電力がコイル４５に供給されることによりロータ４３が回転し、回転軸４０がロータ４３と一体的に回転する。

【0038】

遠心圧縮機１０は、第１インペラ５１及び第２インペラ５２を備えている。第１インペラ５１及び第２インペラ５２は、例えば、アルミニウム製である。なお、第１インペラ５１及び第２インペラ５２を形成するアルミニウム材料の剛性は、仕切壁１５を形成するアルミニウム材料の剛性よりも低い。第１インペラ５１及び第２インペラ５２は、回転軸４０の第１端部に連結されている。第２インペラ５２は、第１インペラ５１よりも回転軸４０の第１端部寄りに配置されている。第１フォイル軸受２０及び第２フォイル軸受２２は、第１インペラ５１及び第２インペラ５２よりも回転軸４０の第２端部寄りに配置されている。

【0039】

図２に示すように、第１インペラ５１は、第１インペラ室２８に収容されている。第１インペラ５１は、第１インペラ５１の背面５１ａから先端面５１ｂに向けて徐々に縮径した円錐台形状である。第１インペラ５１は、背面５１ａが回転軸４０の軸方向で仕切壁１５に対向した状態で回転軸４０の第１端部に連結されている。したがって、仕切壁１５は、第１インペラ５１の背面５１ａと回転軸４０の軸方向で対向する第１対向面１５ａを有している。第１インペラ５１は、回転軸４０と一体的に回転することによって空気を圧縮する。

【0040】

第２インペラ５２は、第２インペラ室３３に収容されている。第２インペラ５２は、第２インペラ５２の背面５２ａから先端面５２ｂに向けて徐々に縮径した円錐台形状である。第２インペラ５２は、背面５２ａが回転軸４０の軸方向で仕切壁１５に対向した状態で回転軸４０の第１端部に連結されている。したがって、仕切壁１５は、第２インペラ５２の背面５２ａと回転軸４０の軸方向で対向する第２対向面１５ｂを有している。第２インペラ５２は、回転軸４０と一体的に回転することによって第１インペラ５１によって圧縮された後の空気を圧縮する。第１インペラ５１及び第２インペラ５２は、仕切壁１５を介して、第１インペラ５１の背面５１ａと第２インペラ５２の背面５２ａとが向かい合うように回転軸４０に設けられている。

【0041】

第１コンプレッサハウジング１３は、仕切壁１５と協働して第１インペラ室２８を区画する第１シュラウド面５３ａを有している。第１シュラウド面５３ａは、第１インペラ５１の外周を覆う円錐台形状である。第１シュラウド面５３ａは、第１インペラ５１の背面５１ａから先端面５１ｂにかけて第１インペラ５１の外周に沿って延びている。第１インペラ５１と第１シュラウド面５３ａとの間には、第１チップクリアランス６１が形成されている。この第１インペラ５１と第１シュラウド面５３ａとの間の第１チップクリアランス６１は、第１インペラ５１の外周と第１シュラウド面５３ａとの間において、第１インペラ５１の先端面５１ｂから背面５１ａにかけて延びる隙間である。

【0042】

第１チップクリアランス６１は、第１インペラ５１の外周における先端面５１ｂ側の部分と第１シュラウド面５３ａとの間のラジアル方向のクリアランスである第１ラジアルクリアランス６１ａを含む。また、第１チップクリアランス６１は、第１インペラ５１の外周における背面５１ａ側の部分と第１シュラウド面５３ａとの間のスラスト方向のクリアランスである第１スラストクリアランス６１ｂを含む。

【0043】

第２コンプレッサハウジング１４は、仕切壁１５と協働して第２インペラ室３３を区画する第２シュラウド面５３ｂを有している。第２シュラウド面５３ｂは、第２インペラ５２の外周を覆う円錐台形状である。第２シュラウド面５３ｂは、第２インペラ５２の背面５２ａから先端面５２ｂにかけて第２インペラ５２の外周に沿って延びている。第２インペラ５２と第２シュラウド面５３ｂとの間には、第２チップクリアランス６２が形成されている。この第２インペラ５２と第２シュラウド面５３ｂとの間の第２チップクリアランス６２は、第２インペラ５２の外周と第２シュラウド面５３ｂとの間において、第２インペラ５２の先端面５２ｂから背面５２ａにかけて延びる隙間である。

【0044】

第２チップクリアランス６２は、第２インペラ５２の外周における先端面５２ｂ側の部分と第２シュラウド面５３ｂとの間のラジアル方向のクリアランスである第２ラジアルクリアランス６２ａを含む。また、第２チップクリアランス６２は、第２インペラ５２の外周における背面５２ａ側の部分と第２シュラウド面５３ｂとの間のスラスト方向のクリアランスである第２スラストクリアランス６２ｂを含む。

【0045】

第１ラジアルクリアランス６１ａの長さＨ１と第２ラジアルクリアランス６２ａの長さＨ２とは同じである。第１スラストクリアランス６１ｂの長さＨ３と第２スラストクリアランス６２ｂの長さＨ４とは同じである。

【0046】

図１に示すように、第１フォイル軸受２０及び第２フォイル軸受２２は、回転軸４０を回転可能に支持している。第１フォイル軸受２０及び第２フォイル軸受２２は、回転軸４０の回転数が第１フォイル軸受２０及び第２フォイル軸受２２により回転軸４０が浮上する浮上回転数に達するまでは、回転軸４０と接触した状態で回転軸４０を支持する。そして、回転軸４０の回転数が浮上回転数に達すると、回転軸４０と第１フォイル軸受２０との間、及び回転軸４０と第２フォイル軸受２２との間に生じる動圧によって、回転軸４０は、第１フォイル軸受２０及び第２フォイル軸受２２に対して浮上し、第１フォイル軸受２０及び第２フォイル軸受２２に対して非接触の状態で回転可能に支持される。したがって、第１フォイル軸受２０及び第２フォイル軸受２２は、回転軸４０をラジアル方向で回転可能に支持する空気動圧軸受である。

【0047】

次に、第１フォイル軸受２０の具体的な構成について説明する。なお、第２フォイル軸受２２の構成は、第１フォイル軸受２０の構成と同じであるため、第２フォイル軸受２２の構成の詳細な説明を省略する。

【0048】

図３に示すように、第１フォイル軸受２０は、軸受ハウジング７１、トップフォイル７２、及びバンプフォイル７３を有している。軸受ハウジング７１は、円筒状である。軸受ハウジング７１の内周面には、保持溝７１ａが形成されている。保持溝７１ａは、軸受ハウジング７１の軸方向に延びている。保持溝７１ａの軸方向の一端は、軸受ハウジング７１の軸方向の一端面に開口している。保持溝７１ａの軸方向の他端は、軸受ハウジング７１の軸方向の他端面に開口しておらず、閉塞している。したがって、保持溝７１ａの軸方向の他端は、軸受ハウジング７１の径方向に延びて、軸受ハウジング７１の内周面に連続する段差面７１ｅになっている。

【0049】

トップフォイル７２は、略円筒状である。トップフォイル７２は、例えば、ステンレス鋼製などの可撓性を有する帯状の金属板材を、長辺方向を周方向とし、短辺方向を軸方向として筒状に湾曲させることで形成されている。トップフォイル７２における周方向の一端部である固定端部７２ａは、トップフォイル７２の径方向外側へ折り曲げられている。トップフォイル７２における周方向の他端部である自由端部７２ｂは、固定端部７２ａの基端部に対して周方向で離間した状態で対向している。したがって、トップフォイル７２は、一部が切り欠かれた非環状である。

【0050】

トップフォイル７２は、固定端部７２ａが保持溝７１ａに挿入された状態で、軸受ハウジング７１の内側に配置されている。トップフォイル７２は、固定端部７２ａが保持溝７１ａに挿入されることにより、固定端部７２ａが保持溝７１ａに保持された状態で、軸受ハウジング７１の内側に配置されている。トップフォイル７２は、回転軸４０よりも径方向外側に配置されている。トップフォイル７２は、回転軸４０の回転時に回転軸４０を非接触の状態で回転可能に支持する。

【0051】

バンプフォイル７３は、略円筒状である。バンプフォイル７３は、例えば、ステンレス鋼製などの可撓性を有する帯状の金属波板材を、長辺方向を周方向とし、短辺方向を軸方向として筒状に湾曲させることで形成されている。トップフォイル７２の厚みとバンプフォイル７３の厚みとは略同じである。バンプフォイル７３における周方向の一端部である固定端部７３ａは、バンプフォイル７３の径方向外側へ折り曲げられている。バンプフォイル７３における周方向の他端部である自由端部７３ｂは、固定端部７３ａの基端部に対して周方向で離間した状態で対向している。したがって、バンプフォイル７３は、一部が切り欠かれた非環状である。

【0052】

バンプフォイル７３は、固定端部７３ａが保持溝７１ａに挿入された状態で、軸受ハウジング７１の内側に配置されている。バンプフォイル７３は、固定端部７３ａが保持溝７１ａに挿入されることにより、固定端部７３ａが保持溝７１ａに保持された状態で、軸受ハウジング７１の内側に配置されている。バンプフォイル７３は、軸受ハウジング７１の内周面とトップフォイル７２との間に配置されている。したがって、バンプフォイル７３は、トップフォイル７２よりも径方向外側に配置されている。そして、バンプフォイル７３は、トップフォイル７２を弾性的に支持する。

【0053】

バンプフォイル７３は、軸受ハウジング７１の内周面に接する谷部７３ｃを複数有している。各谷部７３ｃは、軸受ハウジング７１の内周面に沿って延びている。また、バンプフォイル７３は、トップフォイル７２の外周面に接する山部７３ｆを複数有している。各山部７３ｆは、軸受ハウジング７１の内周面に対して離間するとともにトップフォイル７２の外周面に向けて膨出するように弧状に湾曲している。バンプフォイル７３は、バンプフォイル７３の周方向に谷部７３ｃ及び山部７３ｆが交互に配列された波形状である。

【0054】

回転軸４０が回転していないとき、バンプフォイル７３の各谷部７３ｃは、軸受ハウジング７１の内周面に接触し、バンプフォイル７３の各山部７３ｆは、トップフォイル７２の外周面に接触している。そして、回転軸４０が回転すると、トップフォイル７２が径方向外側に向けて弾性変形して、回転軸４０とトップフォイル７２との間に空気が侵入して空気膜が形成され、動圧が生じる。これにより、回転軸４０は、空気膜を介してトップフォイル７２に対して非接触の状態で回転可能に支持される。

【0055】

回転軸４０とトップフォイル７２との間の空気膜によって、トップフォイル７２が径方向外側に向けて弾性変形すると、トップフォイル７２の外周面に接触しているバンプフォイル７３の各山部７３ｆがトップフォイル７２によって押圧され、バンプフォイル７３がトップフォイル７２と共に径方向外側に弾性変形する。これにより、トップフォイル７２は、バンプフォイル７３によって弾性的に支持される。したがって、バンプフォイル７３の各山部７３ｆは、トップフォイル７２の径方向外側への変位に伴い弾性変形する。

【0056】

図１に示すように、遠心圧縮機１０は、回転軸４０に設けられた円板状の支持プレート７５を備えている。支持プレート７５は、回転軸４０の外周面から突出している。支持プレート７５は、回転軸４０の外周面に圧入されている。支持プレート７５は、回転軸４０と一体的に回転する。支持プレート７５は、スラスト軸受収容室２５に配置されている。

【0057】

第１中間ハウジング１６と支持プレート７５との間、及び第２中間ハウジング１７と支持プレート７５との間には、スラスト軸受８０がそれぞれ配置されている。両スラスト軸受８０は、回転軸４０の回転に伴って支持プレート７５が回転すると、支持プレート７５と両スラスト軸受８０との間に動圧が生じる。これにより、両スラスト軸受８０によって、支持プレート７５が両スラスト軸受８０に対して浮上し、両スラスト軸受８０に対して非接触の状態で回転可能に支持される。したがって、両スラスト軸受８０は、回転軸４０をスラスト方向で回転可能に支持する空気動圧軸受である。

【0058】

遠心圧縮機１０において、空気は吸入孔１２ｈからモータ室１８に吸入される。モータ室１８に吸入された空気は、各連通孔２３、スラスト軸受収容室２５、各連通孔１６ｂ、及び第２室形成凹部１６ｃの内側を通過して、第１吸入口２４に吸入される。第１吸入口２４に吸入された空気は、第１インペラ５１の遠心作用によって昇圧され、第１インペラ室２８から第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にてさらに昇圧される。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。

【0059】

第１吐出室２９に吐出された空気は、第１吐出室２９から図示しない通路を介して第２吸入口３２に吸入される。第２吸入口３２に吸入された空気は、第２インペラ５２の遠心作用によって昇圧され、第２インペラ室３３から第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にてさらに昇圧される。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。

【0060】

図２に示すように、遠心圧縮機１０は、環状のラジアル突起部９０を備えている。ラジアル突起部９０は、貫通孔２７の内周面からラジアル方向へ突出している。ラジアル突起部９０は、貫通孔２７の内周面から回転軸４０の外周面に向かって突出している。したがって、ラジアル突起部９０は、回転軸４０の外周面と貫通孔２７の内周面との間に設けられている。そして、ラジアル突起部９０は、貫通孔２７の内周面及び回転軸４０の外周面の一方の面から他方の面に突出した突起部である。ラジアル突起部９０の内周面は、第１インペラ５１及び第２インペラ５２の振動時に回転軸４０の外周面へ衝突する衝突面９０ａである。

【0061】

ラジアル突起部９０は、貫通孔２７の内周面における第２対向面１５ｂ側の端部に位置している。したがって、ラジアル突起部９０は、第１インペラ５１よりも第２インペラ５２に近い位置に配置されている。ラジアル突起部９０は、第２対向面１５ｂに連続している。ラジアル突起部９０は、仕切壁１５に一体形成されている。したがって、ラジアル突起部９０は、アルミニウム製である。

【0062】

ラジアル突起部９０の衝突面９０ａと回転軸４０の外周面との間のラジアル方向のクリアランスＣ１０の長さＨ１１は、第１ラジアルクリアランス６１ａの長さＨ１及び第２ラジアルクリアランス６２ａの長さＨ２よりも小さい。したがって、ラジアル突起部９０は、ラジアル方向において、第１ラジアルクリアランス６１ａ及び第２ラジアルクリアランス６２ａよりも小さいクリアランスＣ１０をラジアル突起部９０が向かい合う回転軸４０の外周面との間に形成している。

【0063】

ラジアル突起部９０の内径ｒ１は、第１インペラ５１の先端面５１ｂの外径ｒ１１、及び第２インペラ５２の先端面５２ｂの外径ｒ１２よりも小さい。第１インペラ５１の先端面５１ｂの外径ｒ１１は、第１インペラ５１の最小径である。また、第２インペラ５２の先端面５２ｂの外径ｒ１２は、第２インペラ５２の最小径である。したがって、ラジアル突起部９０の内径ｒ１は、第１インペラ５１の最小径、及び第２インペラ５２の最小径よりも小さい。また、ラジアル突起部９０により形成されるクリアランスＣ１０は、バンプフォイル７３の弾性域での変形を許容する大きさに設定されている。

【0064】

次に、本実施形態の作用について説明する。
例えば、回転軸４０の振動に伴い、第１インペラ５１及び第２インペラ５２が振動して、第１インペラ５１がラジアル方向に振動したり、第２インペラ５２がラジアル方向に振動したりする場合がある。このとき、ラジアル突起部９０が、ラジアル方向において、第１ラジアルクリアランス６１ａ及び第２ラジアルクリアランス６２ａよりも小さいクリアランスＣ１０をラジアル突起部９０が向かい合う回転軸４０の外周面との間に形成している。このため、第１インペラ５１がラジアル方向に振動して第１シュラウド面５３ａに衝突したり、第２インペラ５２がラジアル方向に振動して第２シュラウド面５３ｂに衝突したりする前に、回転軸４０の外周面がラジアル突起部９０の衝突面９０ａに衝突する。よって、第１インペラ５１がラジアル方向に振動して第１シュラウド面５３ａに衝突したり、第２インペラ５２がラジアル方向に振動して第２シュラウド面５３ｂに衝突したりする前に、ラジアル突起部９０の衝突面９０ａによって回転軸４０のラジアル方向への振動が規制される。したがって、第１インペラ５１がラジアル方向に振動して第１シュラウド面５３ａに衝突したり、第２インペラ５２がラジアル方向に振動して第２シュラウド面５３ｂに衝突したりすることが防止される。

【0065】

上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）第１インペラ５１が振動して第１シュラウド面５３ａに衝突したり、第２インペラ５２が振動して第２シュラウド面５３ｂに衝突したりする前に、ラジアル突起部９０の衝突面９０ａによって回転軸４０の振動が規制される。したがって、第１インペラ５１が振動して第１シュラウド面５３ａに衝突したり、第２インペラ５２が振動して第２シュラウド面５３ｂに衝突したりすることを防止することができるため、遠心圧縮機１０の信頼性が向上する。そして、第１インペラ５１が振動して第１シュラウド面５３ａに衝突したり、第２インペラ５２が振動して第２シュラウド面５３ｂに衝突したりすることがないように、第１チップクリアランス６１及び第２チップクリアランス６２を、ある程度確保しておく必要が無いため、遠心圧縮機１０の圧縮効率の低下が抑えられる。以上により、遠心圧縮機１０において、圧縮効率の低下を抑えつつも、信頼性を向上させることができる。

【0066】

（２）第１インペラ５１がラジアル方向に振動して第１シュラウド面５３ａに衝突したり、第２インペラ５２がラジアル方向に振動して第２シュラウド面５３ｂに衝突したりする前に、ラジアル突起部９０によって回転軸４０のラジアル方向への振動が規制される。したがって、第１インペラ５１がラジアル方向に振動して第１シュラウド面５３ａに衝突したり、第２インペラ５２がラジアル方向に振動して第２シュラウド面５３ｂに衝突したりすることを防止することができる。そして、第１インペラ５１がラジアル方向に振動して第１シュラウド面５３ａに衝突したり、第２インペラ５２がラジアル方向に振動して第２シュラウド面５３ｂに衝突したりすることがないように、第１ラジアルクリアランス６１ａ及び第２ラジアルクリアランス６２ａを、ある程度確保しておく必要が無い。このため、遠心圧縮機１０の圧縮効率の低下が抑えられる。

【0067】

（３）例えば、回転軸４０の振れが生じた場合、回転軸４０の振れ幅は、第１フォイル軸受２０及び第２フォイル軸受２２から遠い部分ほど大きくなる。このとき、ラジアル突起部９０が、第１インペラ５１よりも第２インペラ５２に近い位置に配置されている。このため、例えば、ラジアル突起部９０が、第２インペラ５２よりも第１インペラ５１に近い位置に配置されている場合に比べると、ラジアル突起部９０を、回転軸４０に対して、第１フォイル軸受２０及び第２フォイル軸受２２から遠い位置に配置することができる。したがって、例えば、回転軸４０の振れが生じた場合に、第１インペラ５１が振動して第１シュラウド面５３ａに衝突したり、第２インペラ５２が振動して第２シュラウド面５３ｂに衝突したりする前に、ラジアル突起部９０によって回転軸４０の振れを抑え易くなる。したがって、第１インペラ５１が振動して第１シュラウド面５３ａに衝突したり、第２インペラ５２が振動して第２シュラウド面５３ｂに衝突したりすることを防止し易くすることができる。

【0068】

（４）ラジアル突起部９０の内径ｒ１は、第１インペラ５１の最小径、及び第２インペラ５２の最小径よりも小さい。これによれば、例えば、ラジアル突起部９０の内径ｒ１が、第１インペラ５１の最小径、及び第２インペラ５２の最小径以上である場合に比べると、回転軸４０がラジアル突起部９０の衝突面９０ａに衝突する際の回転軸４０の周速を小さくすることができるため、ラジアル突起部９０に加わる負荷を軽減することができる。なお、「回転軸４０の周速」とは、回転軸４０の外周が１秒間に移動する距離である。

【0069】

（５）ラジアル突起部９０により形成されるクリアランスＣ１０は、バンプフォイル７３の弾性域での変形を許容する大きさに設定されている。これによれば、ラジアル突起部９０を備えた遠心圧縮機１０であっても、回転軸４０の回転時に、回転軸４０とトップフォイル７２との間に動圧が生じた際に、動圧に伴うバンプフォイル７３の弾性域での変形が許容される。これにより、トップフォイル７２が、回転軸４０を非接触の状態で回転可能に支持することができる。

【0070】

（６）回転軸４０がラジアル突起部９０の衝突面９０ａに衝突することにより、回転軸４０がそれ以上大きく振動してしまうことが回避されるため、バンプフォイル７３が弾性域を超えて塑性域に至るまで、回転軸４０によって押し潰されてしまうことを回避することができる。したがって、バンプフォイル７３が塑性変形してしまうことを回避することができる。

【0071】

（７）ラジアル突起部９０はアルミニウム製であり、回転軸４０は鉄製である。したがって、ラジアル突起部９０の剛性は、回転軸４０の剛性よりも低い。これによれば、回転軸４０がラジアル突起部９０の衝突面９０ａに衝突したときの回転軸４０の回転の安定性を維持し易くすることができる。

【0072】

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。

【0073】

○ 図４に示すように、遠心圧縮機１０は、環状の第２スラスト突起部９２をさらに備えていてもよい。第２スラスト突起部９２は、第２対向面１５ｂからスラスト方向へ突出している。第２スラスト突起部９２は、第２対向面１５ｂから第２インペラ５２の背面５２ａに向かって突出している。したがって、第２スラスト突起部９２は、第２インペラ５２の背面５２ａと仕切壁１５の第２対向面１５ｂとの間に設けられている。そして、第２スラスト突起部９２は、第２対向面１５ｂ及び第２インペラ５２の背面５２ａの一方の面から他方の面に突出した突起部である。第２スラスト突起部９２の先端面は、第１インペラ５１及び第２インペラ５２の振動時に第２インペラ５２の背面５２ａへ衝突する衝突面９２ａである。したがって、図４に示す実施形態では、突起部としては、ラジアル突起部９０及び第２スラスト突起部９２を含む。

【0074】

第２スラスト突起部９２は、第１インペラ５１よりも第２インペラ５２に近い位置に配置されている。第２スラスト突起部９２は、第２対向面１５ｂにおける貫通孔２７側の端部に位置している。第２スラスト突起部９２は、第２対向面１５ｂの内周部に位置している。第２スラスト突起部９２は、ラジアル突起部９０に連続している。第２スラスト突起部９２は、仕切壁１５に一体形成されている。したがって、第２スラスト突起部９２は、アルミニウム製である。なお、第２スラスト突起部９２のスラスト方向の長さは、第２インペラ５２の翼の厚み以上である。

【0075】

第２スラスト突起部９２の先端面と第２インペラ５２の背面５２ａとの間のスラスト方向のクリアランスＣ１２の長さＨ１２は、第１スラストクリアランス６１ｂの長さＨ３及び第２スラストクリアランス６２ｂの長さＨ４よりも小さい。したがって、第２スラスト突起部９２は、スラスト方向において、第１スラストクリアランス６１ｂ及び第２スラストクリアランス６２ｂよりも小さいクリアランスＣ１２を第２スラスト突起部９２が向かい合う第２インペラ５２の背面５２ａとの間に形成している。第２スラスト突起部９２により形成されるクリアランスＣ１２は、バンプフォイル７３の弾性域での変形を許容する大きさに設定されている。

【0076】

第１インペラ５１がスラスト方向に振動して第１シュラウド面５３ａに衝突したり、第２インペラ５２がスラスト方向に振動して第２シュラウド面５３ｂに衝突したりする前に、第２インペラ５２の背面５２ａが第２スラスト突起部９２の衝突面９２ａに衝突する。よって、第１インペラ５１がスラスト方向に振動して第１シュラウド面５３ａに衝突したり、第２インペラ５２がスラスト方向に振動して第２シュラウド面５３ｂに衝突したりする前に、第２スラスト突起部９２の衝突面９２ａによって回転軸４０のスラスト方向への振動が規制される。したがって、第１インペラ５１がスラスト方向に振動して第１シュラウド面５３ａに衝突したり、第２インペラ５２がスラスト方向に振動して第２シュラウド面５３ｂに衝突したりすることを防止することができるため、遠心圧縮機１０の信頼性が向上する。そして、第１インペラ５１がスラスト方向に振動して第１シュラウド面５３ａに衝突したり、第２インペラ５２がスラスト方向に振動して第２シュラウド面５３ｂに衝突したりすることがないように、第１スラストクリアランス６１ｂ及び第２スラストクリアランス６２ｂを、ある程度確保しておく必要が無い。このため、遠心圧縮機１０の圧縮効率の低下が抑えられる。以上により、遠心圧縮機１０において、圧縮効率の低下を抑えつつも、信頼性を向上させることができる。

【0077】

また、第１インペラ５１及び第２インペラ５２を形成するアルミニウム材料の剛性は、仕切壁１５を形成するアルミニウム材料の剛性よりも低い。したがって、第２スラスト突起部９２の剛性は、第２インペラ５２の剛性よりも高い。さらに、第２スラスト突起部９２のスラスト方向の長さは、第２インペラ５２の翼の厚み以上である。これによれば、第２インペラ５２の背面５２ａが第２スラスト突起部９２の衝突面９２ａに衝突したときに、第２スラスト突起部９２が損傷してしまうことを抑えることができるため、第２スラスト突起部９２によって回転軸４０のスラスト方向への振動を規制し易くすることができる。

【0078】

また、例えば、第２スラスト突起部９２の衝突面９２ａにコーティングが施されていてもよい。コーティングとしては、例えば、樹脂コーティングや金属メッキなどが挙げられる。また、第２スラスト突起部９２の剛性が、第２インペラ５２の剛性よりも低くてもよい。

【0079】

○ 図５に示すように、遠心圧縮機１０は、回転軸４０と貫通孔２７の内周面との間をシールするシール部９３を備えていてもよい。シール部９３は、例えば、ラビリンスシールである。シール部９３は、貫通孔２７におけるラジアル突起部９０が突出している部分以外の部位に設けられている。したがって、ラジアル突起部９０は、シール部９３とは重ならない位置に配置されている。これによれば、シール部９３によって、回転軸４０と貫通孔２７の内周面との間を好適にシールしつつも、第１インペラ５１がラジアル方向に振動して第１シュラウド面５３ａに衝突したり、第２インペラ５２がラジアル方向に振動して第２シュラウド面５３ｂに衝突したりすることを回避することができる。その結果、遠心圧縮機１０の信頼性をさらに向上させることができる。

【0080】

○ 図５に示す実施形態において、ラジアル突起部９０が、シール部９３と重なる位置に配置されていてもよい。
○ 図５に示す実施形態において、シール部９３は、ラビリンスシールであったが、これに限らず、例えば、シールリングであってもよい。シール部９３がシールリングである場合、シールリングは、回転軸４０が挿通されるとともに仕切壁１５を貫通する貫通孔を形成している。そして、例えば、ラジアル突起部９０がシールリングの内周面からラジアル方向へ突出していてもよい。

【0081】

○ 図６に示すように、環状のラジアル突起部９０Ａが、回転軸４０の外周面からラジアル方向へ突出していてもよい。ラジアル突起部９０Ａは、回転軸４０の外周面から貫通孔２７の内周面に向かって突出している。したがって、ラジアル突起部９０Ａは、回転軸４０の外周面と貫通孔２７の内周面との間に設けられている。そして、ラジアル突起部９０Ａは、回転軸４０の外周面及び貫通孔２７の内周面の一方の面から他方の面に突出した突起部である。ラジアル突起部９０Ａの外周面は、第１インペラ５１及び第２インペラ５２の振動時に貫通孔２７の内周面へ衝突する衝突面９０１Ａである。

【0082】

ラジアル突起部９０Ａの衝突面９０１Ａと貫通孔２７の内周面との間のラジアル方向のクリアランスＣ１３の長さＨ１３は、第１ラジアルクリアランス６１ａの長さＨ１及び第２ラジアルクリアランス６２ａの長さＨ２よりも小さい。したがって、ラジアル突起部９０Ａは、ラジアル方向において、第１ラジアルクリアランス６１ａ及び第２ラジアルクリアランス６２ａよりも小さいクリアランスＣ１３をラジアル突起部９０Ａが向かい合う貫通孔２７の外周面との間に形成している。ラジアル突起部９０Ａにより形成されるクリアランスＣ１３は、バンプフォイル７３の弾性域での変形を許容する大きさに設定されている。

【0083】

○ 図７に示すように、ラジアル突起部９０が、第２インペラ５２よりも第１インペラ５１に近い位置に配置されていてもよい。
○ 図７に示すように、遠心圧縮機１０は、環状の第１スラスト突起部９１をさらに備えていてもよい。第１スラスト突起部９１は、第１対向面１５ａからスラスト方向へ突出している。第１スラスト突起部９１は、第１対向面１５ａから第１インペラ５１の背面５１ａに向かって突出している。したがって、第１スラスト突起部９１は、第１インペラ５１の背面５１ａと仕切壁１５の第１対向面１５ａとの間に設けられている。そして、第１スラスト突起部９１は、第１対向面１５ａ及び第１インペラ５１の背面５１ａの一方の面から他方の面に突出した突起部である。第１スラスト突起部９１の先端面は、第１インペラ５１及び第２インペラ５２の振動時に第１インペラ５１の背面５１ａへ衝突する衝突面９１ａである。したがって、図７に示す実施形態では、突起部としては、ラジアル突起部９０及び第１スラスト突起部９１を含む。

【0084】

第１スラスト突起部９１は、第２インペラ５２よりも第１インペラ５１に近い位置に配置されている。第１スラスト突起部９１は、第１対向面１５ａにおける貫通孔２７側の端部に位置している。第１スラスト突起部９１は、第１対向面１５ａの内周部に位置している。第１スラスト突起部９１は、仕切壁１５に一体形成されている。したがって、第１スラスト突起部９１は、アルミニウム製である。なお、第１スラスト突起部９１のスラスト方向の長さは、第１インペラ５１の翼の厚み以上である。

【0085】

第１スラスト突起部９１の先端面と第１インペラ５１の背面５１ａとの間のスラスト方向のクリアランスＣ１４の長さＨ１４は、第１スラストクリアランス６１ｂの長さＨ３及び第２スラストクリアランス６２ｂの長さＨ４よりも小さい。したがって、第１スラスト突起部９１は、スラスト方向において、第１スラストクリアランス６１ｂ及び第２スラストクリアランス６２ｂよりも小さいクリアランスＣ１４を第１スラスト突起部９１が向かい合う第１インペラ５１の背面５１ａとの間に形成している。第１スラスト突起部９１により形成されるクリアランスＣ１４は、バンプフォイル７３の弾性域での変形を許容する大きさに設定されている。

【0086】

第１インペラ５１がスラスト方向に振動して第１シュラウド面５３ａに衝突したり、第２インペラ５２がスラスト方向に振動して第２シュラウド面５３ｂに衝突したりする前に、第１インペラ５１の背面５１ａが第１スラスト突起部９１の衝突面９１ａに衝突する。よって、第１インペラ５１がスラスト方向に振動して第１シュラウド面５３ａに衝突したり、第２インペラ５２がスラスト方向に振動して第２シュラウド面５３ｂに衝突したりする前に、第１スラスト突起部９１の衝突面９１ａによって回転軸４０のスラスト方向への振動が規制される。したがって、第１インペラ５１がスラスト方向に振動して第１シュラウド面５３ａに衝突したり、第２インペラ５２がスラスト方向に振動して第２シュラウド面５３ｂに衝突したりすることを防止することができるため、遠心圧縮機１０の信頼性が向上する。そして、第１インペラ５１がスラスト方向に振動して第１シュラウド面５３ａに衝突したり、第２インペラ５２がスラスト方向に振動して第２シュラウド面５３ｂに衝突したりすることがないように、第１スラストクリアランス６１ｂ及び第２スラストクリアランス６２ｂを、ある程度確保しておく必要が無い。このため、遠心圧縮機１０の圧縮効率の低下が抑えられる。以上により、遠心圧縮機１０において、圧縮効率の低下を抑えつつも、信頼性を向上させることができる。

【0087】

また、第１インペラ５１及び第２インペラ５２を形成するアルミニウム材料の剛性は、仕切壁１５を形成するアルミニウム材料の剛性よりも低い。したがって、第１スラスト突起部９１の剛性は、第１インペラ５１の剛性よりも高い。さらに、第１スラスト突起部９１のスラスト方向の長さは、第１インペラ５１の翼の厚み以上である。これによれば、第１インペラ５１の背面５１ａが第１スラスト突起部９１の衝突面９１ａに衝突したときに、第１スラスト突起部９１が損傷してしまうことを抑えることができるため、第１スラスト突起部９１によって回転軸４０のスラスト方向への振動を規制し易くすることができる。

【0088】

また、例えば、第１スラスト突起部９１の衝突面９１ａにコーティングが施されていてもよい。コーティングとしては、例えば、樹脂コーティングや金属メッキなどが挙げられる。また、第１スラスト突起部９１の剛性が、第１インペラ５１の剛性よりも低くてもよい。

【0089】

○ 実施形態において、遠心圧縮機１０は、貫通孔２７の内周面からラジアル方向へ突出するラジアル突起部９０、及び回転軸４０からラジアル方向へ突出するラジアル突起部９０Ａの両方を備えている構成であってもよい。したがって、回転軸４０の外周面と貫通孔２７の内周面との間に設けられる突起部は、回転軸４０の外周面及び貫通孔２７の内周面の一方の面から他方の面に突出していればよい。

【0090】

○ 実施形態において、遠心圧縮機１０は、第１インペラ５１の背面５１ａからスラスト方向へ突出する環状の第１スラスト突起部を備えている構成であってもよい。したがって、第１インペラ５１の背面５１ａと仕切壁１５の第１対向面１５ａとの間に設けられる突起部は、第１インペラ５１の背面５１ａ及び仕切壁１５の第１対向面１５ａの一方の面から他方の面に突出していればよい。

【0091】

○ 実施形態において、遠心圧縮機１０は、第２インペラ５２の背面５２ａからスラスト方向へ突出する環状の第２スラスト突起部を備えている構成であってもよい。したがって、第２インペラ５２の背面５２ａと仕切壁１５の第２対向面１５ｂとの間に設けられる突起部は、第２インペラ５２の背面５２ａ及び仕切壁１５の第２対向面１５ｂの一方の面から他方の面に突出していればよい。

【0092】

○ 実施形態において、遠心圧縮機１０は、第１スラスト突起部９１及び第２スラスト突起部９２の両方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、ラジアル突起部９０、第１スラスト突起部９１、及び第２スラスト突起部９２を備えている構成であってもよい。要は、突起部は、回転軸４０の外周面と貫通孔２７の内周面との間、第１インペラ５１の背面５１ａと第１対向面１５ａとの間、及び第２インペラ５２の背面５２ａと第２対向面１５ｂとの間のうちの少なくとも１箇所に一方の面から他方の面に突出するように設けられていればよい。

【0093】

○ 実施形態において、例えば、ラジアル突起部９０の衝突面９０ａにコーティングが施されていてもよい。コーティングとしては、例えば、樹脂コーティングや金属メッキなどが挙げられる。

【0094】

○ 実施形態において、例えば、ラジアル突起部９０の剛性が、回転軸４０の剛性よりも高くてもよい。
○ 実施形態において、ラジアル突起部９０が、貫通孔２７の内周面から２つ以上突出していてもよい。例えば、貫通孔２７の内周面からラジアル突起部９０が２つ突出している場合、２つのラジアル突起部９０の一方は、第１インペラ５１よりも第２インペラ５２に近い位置に配置され、２つのラジアル突起部９０の他方は、第２インペラ５２よりも第１インペラ５１に近い位置に配置されている。

【0095】

○ 図４に示す実施形態において、第２スラスト突起部９２が、仕切壁１５の第２対向面１５ｂから２つ以上突出していてもよい。例えば、第２対向面１５ｂから第２スラスト突起部９２が２つ突出している場合、２つの第２スラスト突起部９２の一方は、第２対向面１５ｂの内周部に位置しており、２つの第２スラスト突起部９２の他方は、第２対向面１５ｂの外周部に位置している。

【0096】

○ 図７に示す実施形態において、第１スラスト突起部９１が、仕切壁１５の第１対向面１５ａから２つ以上突出していてもよい。例えば、第１対向面１５ａから第１スラスト突起部９１が２つ突出している場合、２つの第１スラスト突起部９１の一方は、第１対向面１５ａの内周部に位置しており、２つの第１スラスト突起部９１の他方は、第１対向面１５ａの外周部に位置している。

【0097】

○ 図６に示す実施形態において、ラジアル突起部９０Ａが、回転軸４０の外周面から２つ以上突出していてもよい。例えば、回転軸４０の外周面からラジアル突起部９０Ａが２つ突出している場合、２つのラジアル突起部９０Ａの一方は、第１インペラ５１よりも第２インペラ５２に近い位置に配置され、２つのラジアル突起部９０Ａの他方は、第２インペラ５２よりも第１インペラ５１に近い位置に配置されている。

【0098】

○ 実施形態において、ラジアル突起部９０の内径ｒ１が、第１インペラ５１の最小径、及び第２インペラ５２の最小径以上であってもよい。
○ 実施形態において、第１インペラ５１及び第２インペラ５２が圧縮する流体としては、空気に限らない。したがって、遠心圧縮機１０の適用対象及び圧縮対象の流体は任意である。例えば、遠心圧縮機１０は空調装置に用いられていてもよく、圧縮対象の流体は冷媒であってもよい。また、遠心圧縮機１０の搭載対象は、車両に限られず任意である。

【符号の説明】

【0099】

１０…遠心圧縮機、１１…ハウジング、１５…仕切壁、１５ａ…第１対向面、１５ｂ…第２対向面、２０…フォイル軸受としての第１フォイル軸受、２２…フォイル軸受としての第２フォイル軸受、２７…貫通孔、２８…第１インペラ室、３３…第２インペラ室、４０…回転軸、５１…第１インペラ、５１ａ…背面、５２…第２インペラ、５２ａ…背面、５３ａ…第１シュラウド面、５３ｂ…第２シュラウド面、６１…第１チップクリアランス、６１ａ…第１ラジアルクリアランス、６１ｂ…第１スラストクリアランス、６２…第２チップクリアランス、６２ａ…第２ラジアルクリアランス、６２ｂ…第２スラストクリアランス、７２…トップフォイル、７３…バンプフォイル、９０，９０Ａ…突起部であるラジアル突起部、９０ａ，９１ａ，９２ａ，９０１Ａ…衝突面、９１…突起部である第１スラスト突起部、９２…突起部である第２スラスト突起部、９３…シール部、Ｃ１０，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４…クリアランス。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】