JP2024011748A - 遠心圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却流体の圧力損失を低減できる遠心圧縮機を提供する。
【解決手段】遠心圧縮機は、冷却水が流れる流路Ｒを有する金属製のハウジングを備えている。流路Ｒは、モータ冷却流路Ｒ２、軸受冷却流路Ｒ３、分流流路Ｒ５、及び合流流路Ｒ６を有している。ハウジングは、ステータを収容する筒状のインナハウジングと、インナハウジングを収容する筒状のアウタハウジングとを有している。モータ冷却流路Ｒ２は、インナハウジングの外周面とアウタハウジングの内周面とによって区画されている。モータ冷却流路Ｒ２は、インナハウジング及びアウタハウジングの少なくとも一方に設けられ、モータ冷却流路Ｒ２内の冷却水がステータの周方向に流れるように案内する案内壁を有している。分流流路Ｒ５は、冷却水をモータ冷却流路Ｒ２と軸受冷却流路Ｒ３とに分流させる。合流流路Ｒ６は、軸受冷却流路Ｒ３を流れる冷却水をモータ冷却流路Ｒ２に合流させる。
【選択図】図７

Description

本発明は、遠心圧縮機に関する。

遠心圧縮機は、回転軸と、電動モータと、インペラと、スラスト軸受と、金属製のハウジングとを備えている。電動モータは、ロータ及びステータを有している。電動モータは、回転軸を回転させる。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。スラスト軸受は、回転軸を回転可能に支持している。

特許文献１の電動コンプレッサのハウジングは、冷却流体が流れる流路を有している。流路は、冷却流体が流れることにより電動モータを冷却するモータ冷却流路と、冷却流体が流れることにより軸受を冷却する軸受冷却流路とを有している。モータ冷却流路と軸受冷却流路とは、直列に接続された直列流路である。冷却流体は、モータ冷却流路を流れた後、軸受冷却流路を流れる。

国際公開第２０１８／１３９４９７号

特許文献１のようにモータ冷却流路と軸受冷却流路とが直列流路である場合、流路に導入された全ての冷却流体がモータ冷却流路及び軸受冷却流路を流れる。このため、モータ冷却流路及び軸受冷却流路のそれぞれを流れる冷却流体の流量が多くなることによって、冷却流体の圧力損失が増大する。

上記問題点を解決するための遠心圧縮機は、回転軸と、筒状のステータを有し、前記回転軸を回転させる電動モータと、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インペラと、前記回転軸を回転可能に支持するスラスト軸受と、冷却流体が流れる流路を有する金属製のハウジングと、を備え、前記流路は、前記冷却流体が流れることにより前記電動モータを冷却するモータ冷却流路及び前記冷却流体が流れることにより前記スラスト軸受を冷却する軸受冷却流路を有する遠心圧縮機であって、前記ハウジングは、前記ステータを収容する筒状のインナハウジングと、前記インナハウジングを収容する筒状のアウタハウジングとを有し、前記モータ冷却流路は、前記インナハウジングの外周面と前記アウタハウジングの内周面とによって区画され、前記流路は、前記冷却流体を前記モータ冷却流路と前記軸受冷却流路とに分流させる分流流路と、前記軸受冷却流路を流れる前記冷却流体を前記モータ冷却流路に合流させる合流流路と、を有し、前記モータ冷却流路は、前記インナハウジング及び前記アウタハウジングの少なくとも一方に設けられ、前記モータ冷却流路内の前記冷却流体が前記ステータの周方向に流れるように案内する案内壁を有することを要旨とする。

冷却流体は、分流流路によって、モータ冷却流路と軸受冷却流路とに分流される。このため、モータ冷却流路と軸受冷却流路とが直列に接続された直列流路である場合と比較して、モータ冷却流路及び軸受冷却流路のそれぞれを流れる冷却流体の流量が減少する。したがって、冷却流体の圧力損失を低減できる。

なお、冷却流体の圧力損失を低減する方法として、例えば、モータ冷却流路と軸受冷却流路とを完全に独立した並列流路とすることが考えられる。この場合もモータ冷却流路及び軸受冷却流路のそれぞれを流れる冷却流体の流量が減少するため、冷却流体の圧力損失を低減できる。しかしながら、電動モータはスラスト軸受よりも高温になりやすいため、モータ冷却流路を流れる冷却流体の流量が減少すると、電動モータの冷却不足が生じるおそれがある。これに対し、上記構成では、軸受冷却流路を流れる冷却流体は、合流流路によってモータ冷却流路に合流する。したがって、モータ冷却流路を流れる冷却流体の流量は、冷却流体がモータ冷却流路と軸受冷却流路とに分流されているときには減少するものの、軸受冷却流路を流れた後の冷却流体がモータ冷却流路に合流すると分流前の流量に戻る。よって、電動モータの冷却不足が生じにくい。

上記遠心圧縮機において、前記モータ冷却流路は、前記ステータの周囲を複数周周回する螺旋状の流路であり、前記軸受冷却流路は、前記スラスト軸受を取り囲む流路であり、前記合流流路は、前記モータ冷却流路が前記ステータの周囲を１周周回した地点において、前記軸受冷却流路を流れる前記冷却流体を前記モータ冷却流路に合流させてもよい。

上記構成では、軸受冷却流路は、スラスト軸受を取り囲んでいる。したがって、軸受冷却流路がスラスト軸受を取り囲んでいない場合と比較して、スラスト軸受は周方向においてバランス良く冷却される。また、合流流路は、モータ冷却流路がステータの周囲を１周周回した地点において、軸受冷却流路を流れる冷却流体をモータ冷却流路に合流させる。このため、例えば、モータ冷却流路がステータの周囲を２周周回した地点において、軸受冷却流路を流れる冷却流体がモータ冷却流路に合流する場合と比較して、モータ冷却流路を流れる冷却流体の流量を分流前の流量に早く戻すことができる。したがって、電動モータをより冷却できる。

上記遠心圧縮機において、前記インナハウジングは、前記インナハウジングの内側周壁の軸方向の一端部に連なる内側端壁を有し、前記アウタハウジングは、前記アウタハウジングの外側周壁の軸方向の一端部に連なる外側端壁を有し、前記内側端壁は、前記回転軸の軸方向において前記ステータと前記外側端壁との間に位置し、前記流路は、前記内側端壁と前記外側端壁とによって区画されるとともに前記モータ冷却流路を流れた前記冷却流体が流入する下流側冷却流路を有し、前記ステータは、前記回転軸の軸方向において前記軸受冷却流路と前記下流側冷却流路との間に位置していてもよい。

上記構成では、ステータは、冷却流体が軸受冷却流路及び下流側冷却流路を流れることによっても冷却される。よって、電動モータをより冷却できる。

本発明によれば、冷却流体の圧力損失を低減できる。

実施形態における遠心圧縮機を示す断面図である。 実施形態におけるインナハウジングを示す斜視図である。 実施形態におけるインナハウジングを示す斜視図である。 実施形態におけるハウジングを示す断面図である。 実施形態におけるハウジングを示す断面図である。 実施形態における遠心圧縮機を示す部分正面図である。 流路における冷却流体の流れを説明するための説明図である。

以下、遠心圧縮機を具体化した一実施形態を図１～図７にしたがって説明する。本実施形態の遠心圧縮機は、燃料電池車両に搭載されている。燃料電池車両は、水素と酸素との化学反応によって発電を行う燃料電池スタックを備えている。本実施形態の遠心圧縮機は、燃料電池スタックに対して酸素を含む空気を供給する供給装置に用いられている。

＜遠心圧縮機の構成＞
図１に示すように、遠心圧縮機１０は、金属製のハウジング１１と、電動モータ１２と、回転軸１３と、第１インペラ１４と、第２インペラ１５と、第１ラジアル軸受１６と、第２ラジアル軸受１７と、スラスト軸受１８と、図示しないインバータとを備えている。本実施形態のハウジング１１は、アルミニウム製である。

＜ハウジング＞
ハウジング１１は、モータハウジング２０、アウタプレート２１、インナプレート２２、第１コンプレッサハウジング２３、及び第２コンプレッサハウジング２４を有している。モータハウジング２０は、筒状のインナハウジング３０と、筒状のアウタハウジング４０とを有している。

図２及び図３に示すように、インナハウジング３０は、円筒状の内側周壁３１と、内側周壁３１の軸方向の一端部に連なる環状の内側端壁３２とを有している。内側端壁３２は、内側周壁３１の軸方向の一端部から径方向内側に延出している。

図２に示すように、インナハウジング３０は、内側周壁３１の外周面から突出する案内壁３３を有している。本実施形態の案内壁３３は、略螺旋状に延びている。
本実施形態の案内壁３３は、第１周壁部３３ａ、第２周壁部３３ｂ、第３周壁部３３ｃ、及び第４周壁部３３ｄを有している。第１～第４周壁部３３ａ～３３ｄは、内側周壁３１の周方向に延びている。第１～第４周壁部３３ａ～３３ｄは、内側周壁３１の軸方向において内側端壁３２とは反対側の端から内側端壁３２側の端に向かってこの順に並んでいる。第１周壁部３３ａは、環状である。

また、案内壁３３は、第１接続壁部３３ｅ、第２接続壁部３３ｆ、及び第３接続壁部３３ｇを有している。第１～第３接続壁部３３ｅ～３３ｇは、内側周壁３１の周方向に対して斜めに延びている。第１～第３接続壁部３３ｅ～３３ｇは、内側周壁３１の軸方向において内側端壁３２とは反対側の端から内側端壁３２側の端に向かってこの順に並んでいる。第１接続壁部３３ｅは、第１周壁部３３ａと第２周壁部３３ｂの第１端とを接続している。第２接続壁部３３ｆは、第２周壁部３３ｂの第１端とは反対の端である第２端と、第３周壁部３３ｃの第１端とを接続している。第３接続壁部３３ｇは、第３周壁部３３ｃの第１端とは反対の端である第２端と、第４周壁部３３ｄの第１端とを接続している。

本実施形態のインナハウジング３０は、内側周壁３１の外周面から突出する第１フィン３４を有している。内側周壁３１の外周面からの第１フィン３４の突出量は、内側周壁３１の外周面からの案内壁３３の突出量よりも少ない。第１フィン３４は、内側周壁３１の軸方向に隣り合う第１周壁部３３ａと第２周壁部３３ｂとの間、第２周壁部３３ｂと第３周壁部３３ｃとの間、及び第３周壁部３３ｃと第４周壁部３３ｄとの間において、内側周壁３１の軸方向に３列設けられている。

図３に示すように、インナハウジング３０は、第１リブ３５及び第２リブ３６を有している。第１リブ３５及び第２リブ３６は、内側端壁３２から内側周壁３１とは反対方向に向かって突出している。第１リブ３５及び第２リブ３６はそれぞれ、内側端壁３２の径方向に延びている。内側端壁３２の周方向における第１リブ３５の位置は、内側周壁３１の周方向における第４周壁部３３ｄが設けられていない部分の位置と一致している。第２リブ３６は、内側端壁３２の周方向において、第１リブ３５に対して１８０度ずれた位置に配置されている。

本実施形態のインナハウジング３０は、第２フィン３７を有している。第２フィン３７は、内側端壁３２から内側周壁３１とは反対方向に向かって突出している。第２フィン３７は、内側端壁３２の周方向に沿って円弧状に延びている。第２フィン３７は、第１リブ３５と第２リブ３６との間において、内側端壁３２の径方向に２列設けられている。

図１に示すように、アウタハウジング４０は、筒状の外側周壁４１と、外側周壁４１の軸方向の一端部に連なる円板状の外側端壁４２とを有する有底筒状である。外側端壁４２は、軸挿通孔４２ａを有している。軸挿通孔４２ａは、外側端壁４２を外側周壁４１の軸方向に貫通している。アウタハウジング４０は、筒状の第１軸受保持部４３を有している。第１軸受保持部４３は、外側端壁４２の内面から外側周壁４１の軸方向に延出している。第１軸受保持部４３の軸線は、外側周壁４１の軸線と一致している。第１軸受保持部４３の内側は、軸挿通孔４２ａと連通している。第１軸受保持部４３は、円筒状の第２ラジアル軸受１７を保持している。

図４に示すように、アウタハウジング４０は、第１分流流路構成部４４を有している。第１分流流路構成部４４は、外側周壁４１の開口側の端部に設けられている。本実施形態の第１分流流路構成部４４は、Ｔ字状である。第１分流流路構成部４４は、外側周壁４１の径方向に延びる径路４４ａと、外側周壁４１の軸方向に延びる軸路４４ｂとを有している。径路４４ａは、外側周壁４１を径方向に貫通している。径路４４ａの第１端は、アウタハウジング４０の外部と連通している。径路４４ａの第１端とは反対側の端である第２端は、外側周壁４１の内周面において開口している。軸路４４ｂの第１端は、径路４４ａの途中に繋がっている。軸路４４ｂの第１端とは反対側の端である第２端は、外側周壁４１の先端面４１ａにおいて開口している。

図５に示すように、アウタハウジング４０は、第１合流流路構成部４５を有している。第１合流流路構成部４５は、外側周壁４１の開口側の端部に設けられている。第１合流流路構成部４５は、外側周壁４１の周方向において第１分流流路構成部４４とは異なる位置に設けられている。本実施形態の第１合流流路構成部４５は、Ｌ字状である。第１合流流路構成部４５の第１端は、外側周壁４１の先端面４１ａにおいて開口している。第１合流流路構成部４５の第１端とは反対側の端である第２端は、外側周壁４１の内周面において開口している。

図１に示すように、アウタハウジング４０は、インナハウジング３０を収容している。外側周壁４１は、内側周壁３１の外周に位置している。外側周壁４１の軸線は、内側周壁３１の軸線と一致している。外側周壁４１及び内側周壁３１の軸線が延びる方向をモータハウジング２０の軸方向とする。外側周壁４１の内周面は、内側周壁３１の外周面と対向している。案内壁３３の先端面は、外側周壁４１の内周面と当接している。第１軸受保持部４３は、内側端壁３２の内側に挿通されている。外側端壁４２の内面は、内側端壁３２と対向している。

アウタプレート２１は、環状の板である。アウタプレート２１は、第１面２１ａ及び第２面２１ｂを有している。第１面２１ａ及び第２面２１ｂはそれぞれ、アウタプレート２１の板厚方向に対して垂直な面である。第２面２１ｂは、アウタプレート２１の板厚方向において第１面２１ａの反対側に位置する面である。

アウタプレート２１は、第１凹部２１ｃ及び第２凹部２１ｄを有している。第１凹部２１ｃ及び第２凹部２１ｄはそれぞれ、アウタプレート２１の第１面２１ａから凹んでいる。第１凹部２１ｃは、アウタプレート２１の内周部に設けられている。第１凹部２１ｃは、環状である。

図６に示すように、第２凹部２１ｄは、アウタプレート２１の周方向に延びている。第２凹部２１ｄは、第１凹部２１ｃを取り囲んでいる。第２凹部２１ｄは、アウタプレート２１の周方向において一部が途切れた形状、すなわちＣ字状である。

図４に示すように、アウタプレート２１は、第２分流流路構成部２７を有している。本実施形態の第２分流流路構成部２７は、Ｌ字状である。第２分流流路構成部２７の第１端は、アウタプレート２１の第１面２１ａにおいて開口している。第２分流流路構成部２７の第１端とは反対側の端である第２端は、アウタプレート２１の周方向における第２凹部２１ｄの第１端と連通している。

図５に示すように、アウタプレート２１は、第２合流流路構成部２８を有している。第２合流流路構成部２８は、アウタプレート２１の周方向において第２分流流路構成部２７とは異なる位置に設けられている。本実施形態の第２合流流路構成部２８は、Ｌ字状である。第２合流流路構成部２８の第１端は、第２凹部２１ｄの第１端とは反対側の端である第２端と連通している。第２合流流路構成部２８の第１端とは反対側の端である第２端は、アウタプレート２１の第１面２１ａにおいて開口している。

図１に示すように、アウタプレート２１は、アウタハウジング４０の開口側の端部に連結されている。アウタプレート２１は、アウタハウジング４０の開口を閉塞している。アウタハウジング４０の内面とアウタプレート２１とによって、モータ室Ｓ１が区画されている。モータ室Ｓ１は、インナハウジング３０、インナプレート２２、及び電動モータ１２を収容している。

図４に示すように、アウタプレート２１の第１面２１ａは、アウタハウジング４０の外側周壁４１の先端面４１ａと当接している。第２分流流路構成部２７の第１端は、第１分流流路構成部４４の軸路４４ｂの第２端と繋がっている。したがって、第２分流流路構成部２７は、第１分流流路構成部４４と連通している。

図５に示すように、第２合流流路構成部２８の第２端は、第１合流流路構成部４５の第１端と繋がっている。したがって、第２合流流路構成部２８は、第１合流流路構成部４５と連通している。

図１に示すように、インナプレート２２は、環状の板である。インナプレート２２は、モータハウジング２０の軸方向においてアウタプレート２１とインナハウジング３０との間に配置されている。インナプレート２２は、アウタプレート２１の第１面２１ａと当接している。インナプレート２２とアウタプレート２１の第１凹部２１ｃとによって、軸受収容室Ｓ２が区画されている。軸受収容室Ｓ２は、円環状のスラスト軸受１８を収容している。

インナプレート２２は、筒状の第２軸受保持部２５を有している。第２軸受保持部２５は、インナプレート２２の内周部からアウタプレート２１とは反対方向に向かって立設されている。第２軸受保持部２５の軸線は、第１軸受保持部４３の軸線と一致している。第２軸受保持部２５の内側は、軸受収容室Ｓ２を介してアウタプレート２１の内側と連通している。第２軸受保持部２５は、円筒状の第１ラジアル軸受１６を保持している。

第１コンプレッサハウジング２３は、筒状である。第１コンプレッサハウジング２３は、第１スクロール流路２３ａを有している。第１スクロール流路２３ａは、渦巻状に周回している。第１コンプレッサハウジング２３は、アウタプレート２１の第２面２１ｂに連結されている。

第１コンプレッサハウジング２３の内周面とアウタプレート２１とによって、第１インペラ室Ｓ３が区画されている。また、第１コンプレッサハウジング２３とアウタプレート２１の第２面２１ｂとの間には、第１ディフューザ流路Ｓ４が設けられている。第１ディフューザ流路Ｓ４は、第１インペラ室Ｓ３と第１スクロール流路２３ａとを連通させている。

第２コンプレッサハウジング２４は、筒状である。第２コンプレッサハウジング２４は、第２スクロール流路２４ａを有している。第２スクロール流路２４ａは、渦巻状に周回している。第２コンプレッサハウジング２４は、アウタハウジング４０の外側端壁４２の外面に連結されている。

第２コンプレッサハウジング２４の内周面とアウタハウジング４０の外側端壁４２とによって、第２インペラ室Ｓ５が区画されている。また、第２コンプレッサハウジング２４とアウタハウジング４０の外側端壁４２との間には、第２ディフューザ流路Ｓ６が設けられている。第２ディフューザ流路Ｓ６は、第２インペラ室Ｓ５と第２スクロール流路２４ａとを連通させている。

＜電動モータ＞
図１に示すように、電動モータ１２は、筒状のステータ５１と、ステータ５１の内側に配置されたロータ５２とを有している。

ステータ５１は、円筒状のステータコア５３と、コイル５４とを有している。ステータコア５３は、インナハウジング３０の内側周壁３１の内周面に固定されている。ステータコア５３の軸線は、内側周壁３１の軸線と一致している。コイル５４は、ステータコア５３に巻回されている。インナハウジング３０は、ステータ５１を収容している。インナハウジング３０の内側端壁３２は、モータハウジング２０の軸方向において、ステータ５１とアウタハウジング４０の外側端壁４２との間に位置している。ステータ５１は、モータハウジング２０の軸方向において、インナプレート２２とインナハウジング３０の内側端壁３２との間に位置している。ロータ５２は、円筒状のロータコア５５と、ロータコア５５に設けられた図示しない永久磁石とを有している。ロータコア５５の軸線は、ステータコア５３の軸線と一致している。

＜回転軸、第１インペラ、第２インペラ＞
回転軸１３は、軸本体部１３ａ、第１支持部１３ｂ、第２支持部１３ｃ、及び第３支持部１３ｄを有している。回転軸１３は、ハウジング１１内に収容されている。軸本体部１３ａが延びる方向を回転軸１３の軸方向とする。回転軸１３の軸方向は、モータハウジング２０の軸方向と一致している。

軸本体部１３ａは、モータ室Ｓ１内においてロータコア５５に挿通されている。軸本体部１３ａは、ロータコア５５に固定されている。軸本体部１３ａは、ロータ５２と一体回転可能である。

軸本体部１３ａの第１端部は、モータ室Ｓ１から第２軸受保持部２５の内側、軸受収容室Ｓ２、及びアウタプレート２１の内側を通過して第１インペラ室Ｓ３内に突出している。第１インペラ１４は、軸本体部１３ａの第１端部に連結されている。第１インペラ１４は、第１インペラ室Ｓ３に収容されている。第１インペラ１４は、軸本体部１３ａと一体回転可能である。

軸本体部１３ａの第１端部とは反対側の端部である第２端部は、モータ室Ｓ１から第１軸受保持部４３の内側及び軸挿通孔４２ａの内側を通過して第２インペラ室Ｓ５内に突出している。第２インペラ１５は、軸本体部１３ａの第２端部に連結されている。第２インペラ１５は、第２インペラ室Ｓ５に収容されている。第２インペラ１５は、軸本体部１３ａと一体的に回転可能である。

第１支持部１３ｂは、軸本体部１３ａの外周面における軸本体部１３ａの中央部よりも第１端部寄りの部位に設けられている。第１支持部１３ｂは、第２軸受保持部２５の内側に配置されている。第１支持部１３ｂは、軸本体部１３ａに一体的に形成されている。第１支持部１３ｂは、軸本体部１３ａの外周面から突出している。

第２支持部１３ｃは、軸本体部１３ａの外周面における軸本体部１３ａの中央部よりも第２端部寄りの部位に設けられている。第２支持部１３ｃは、第１軸受保持部４３の内側に配置されている。第２支持部１３ｃは、軸本体部１３ａの外周面から環状に突出した状態で、軸本体部１３ａの外周面に固定されている。第２支持部１３ｃは、軸本体部１３ａと一体的に回転可能である。

第３支持部１３ｄは、軸本体部１３ａの外周面における第１支持部１３ｂよりも第１端部寄りの部位に設けられている。第３支持部１３ｄは、軸受収容室Ｓ２に配置されている。第３支持部１３ｄは、軸本体部１３ａの外周面から環状に突出した状態で、軸本体部１３ａの外周面に固定されている。第３支持部１３ｄは、軸本体部１３ａと一体的に回転可能である。

＜第１ラジアル軸受、第２ラジアル軸受、スラスト軸受＞
第１ラジアル軸受１６、第２ラジアル軸受１７、及びスラスト軸受１８は、回転軸１３を回転可能に支持している。第１ラジアル軸受１６は、回転軸１３の第１支持部１３ｂをラジアル方向で回転可能に支持している。第２ラジアル軸受１７は、回転軸１３の第２支持部１３ｃをラジアル方向で回転可能に支持している。なお、「ラジアル方向」とは、回転軸１３の軸方向に対して直交する方向である。したがって、「ラジアル方向」とは、回転軸１３の径方向である。スラスト軸受１８は、回転軸１３の軸方向において第３支持部１３ｄの両側に配置されている。スラスト軸受１８は、回転軸１３の第３支持部１３ｄをスラスト方向で回転可能に支持している。なお、「スラスト方向」とは、回転軸１３の軸方向に対して平行な方向である。

第１ラジアル軸受１６、第２ラジアル軸受１７、及びスラスト軸受１８はそれぞれ、気体軸受である。各軸受１６，１７，１８は、回転軸１３の回転数が、各軸受１６，１７，１８により回転軸１３が浮上する浮上回転数に達するまでは、回転軸１３と接触した状態で回転軸１３を支持する。そして、回転軸１３の回転数が浮上回転数に達すると、回転軸１３と各軸受１６，１７，１８との間に生じる流体膜の動圧によって、回転軸１３が軸受１６，１７，１８に対して浮上する。これにより、各軸受１６，１７，１８は、回転軸１３と非接触の状態で回転軸１３を支持する。

＜流路＞
ハウジング１１は、冷却流体としての冷却水（ＬＬＣ）が流れる流路Ｒを有している。
図７に示すように、流路Ｒは、外部冷却流路Ｒ１、モータ冷却流路Ｒ２、軸受冷却流路Ｒ３、下流側冷却流路Ｒ４、分流流路Ｒ５、及び合流流路Ｒ６を有している。分流流路Ｒ５は、冷却流体をモータ冷却流路Ｒ２と軸受冷却流路Ｒ３とに分流させるための流路である。合流流路Ｒ６は、軸受冷却流路Ｒ３を流れる冷却流体をモータ冷却流路Ｒ２に合流させるための流路である。

図４及び図５に示すように、モータ冷却流路Ｒ２は、インナハウジング３０の内側周壁３１の外周面とアウタハウジング４０の外側周壁４１の内周面とによって区画されている。モータ冷却流路Ｒ２は、ステータ５１の周囲に設けられている。上述したように、インナハウジング３０の内側周壁３１の外周面には案内壁３３が設けられている。したがって、モータ冷却流路Ｒ２は、案内壁３３を有している。案内壁３３は、モータ冷却流路Ｒ２を流れる冷却水がステータ５１の周方向に流れるように案内する。本実施形態のモータ冷却流路Ｒ２は、案内壁３３によって螺旋状に区画されている。つまり、モータ冷却流路Ｒ２は、螺旋状の流路である。

本実施形態のモータ冷却流路Ｒ２は、ステータ５１の周囲を３周周回している。モータ冷却流路Ｒ２は、１周目流路Ｒ２１と、２周目流路Ｒ２２と、３周目流路Ｒ２３とを有している。１周目流路Ｒ２１は、内側周壁３１の外周面と、外側周壁４１の内周面と、第１周壁部３３ａと、第２周壁部３３ｂとによって区画されている。２周目流路Ｒ２２は、内側周壁３１の外周面と、外側周壁４１の内周面と、第２周壁部３３ｂと、第３周壁部３３ｃと、第１接続壁部３３ｅと、第２接続壁部３３ｆとによって区画されている。３周目流路Ｒ２３は、内側周壁３１の外周面と、外側周壁４１の内周面と、第３周壁部３３ｃと、第４周壁部３３ｄと、第２接続壁部３３ｆと、第３接続壁部３３ｇとによって区画されている。

軸受冷却流路Ｒ３は、インナプレート２２とアウタプレート２１の第２凹部２１ｄとによって区画されている。本実施形態の軸受冷却流路Ｒ３は、軸受収容室Ｓ２を取り囲んでいる。したがって、軸受冷却流路Ｒ３は、スラスト軸受１８を取り囲んでいる。

下流側冷却流路Ｒ４は、インナハウジング３０の内側端壁３２とアウタハウジング４０の外側端壁４２の内面とによって区画されている。下流側冷却流路Ｒ４は、ステータ５１の周方向に延びる環状の流路である。ステータ５１は、回転軸１３の軸方向において、軸受冷却流路Ｒ３と下流側冷却流路Ｒ４との間に位置している。

図４に示すように、分流流路Ｒ５は、第１分流流路構成部４４及び第２分流流路構成部２７によって構成されている。分流流路Ｒ５の入口は、第１分流流路構成部４４の径路４４ａの第１端である。分流流路Ｒ５の入口は、外部冷却流路Ｒ１と繋がっている。分流流路Ｒ５は、モータ冷却流路Ｒ２に繋がる流路と、軸受冷却流路Ｒ３に繋がる流路とに分岐している。モータ冷却流路Ｒ２に繋がる流路は、径路４４ａにおける軸路４４ｂよりも外側周壁４１の内周面側に位置する部分である。軸受冷却流路Ｒ３に繋がる流路は、軸路４４ｂ及び第２分流流路構成部２７である。モータ冷却流路Ｒ２に繋がる流路の出口は、径路４４ａの第２端である。軸受冷却流路Ｒ３に繋がる流路の出口は、第２分流流路構成部２７の第２端である。

第１分流流路構成部４４の径路４４ａの第２端は、モータハウジング２０の軸方向において第１周壁部３３ａと第２周壁部３３ｂとの間に位置している。したがって、分流流路Ｒ５におけるモータ冷却流路Ｒ２に繋がる流路の出口は、モータ冷却流路Ｒ２の１周目流路Ｒ２１に繋がっている。上述したように、第２分流流路構成部２７の第２端は、第２凹部２１ｄの第１端と繋がっている。したがって、分流流路Ｒ５における軸受冷却流路Ｒ３に繋がる流路の出口は、軸受冷却流路Ｒ３と繋がっている。つまり、分流流路Ｒ５は、モータ冷却流路Ｒ２及び軸受冷却流路Ｒ３のそれぞれと連通している。

図５に示すように、合流流路Ｒ６は、第１合流流路構成部４５及び第２合流流路構成部２８によって構成されている。合流流路Ｒ６の入口は、第２合流流路構成部２８の第１端である。合流流路Ｒ６の出口は、第１合流流路構成部４５の第２端である。

上述したように、第２合流流路構成部２８の第１端は、第２凹部２１ｄの第２端と繋がっている。したがって、合流流路Ｒ６の入口は、軸受冷却流路Ｒ３と繋がっている。第１合流流路構成部４５の第２端は、モータハウジング２０の軸方向において第１周壁部３３ａと第２接続壁部３３ｆとの間に位置している。したがって、合流流路Ｒ６の出口は、モータ冷却流路Ｒ２に繋がっている。本実施形態では、合流流路Ｒ６の出口は、２周目流路Ｒ２２の入口、すなわちモータ冷却流路Ｒ２がステータ５１の周囲を１周周回した地点においてモータ冷却流路Ｒ２に繋がっている。つまり、合流流路Ｒ６は、軸受冷却流路Ｒ３とモータ冷却流路Ｒ２とを連通させている。

＜遠心圧縮機の動作＞
インバータがコイル５４に電力を供給すると、ステータ５１に回転磁界が生じることによってロータ５２は回転する。ロータ５２が回転すると、回転軸１３はロータ５２と一体的に回転する。つまり、インバータは、電動モータ１２を駆動する。電動モータ１２は、回転軸１３を回転させる。

回転軸１３が回転すると、第１インペラ１４及び第２インペラ１５は、回転軸１３と一体的に回転する。すると、第１インペラ室Ｓ３内には、外部から流体としての空気が吸入される。吸入された空気は、第１インペラ１４によって圧縮される。したがって、第１インペラ１４は、回転軸１３と一体的に回転することによって空気を圧縮するコンプレッサインペラである。第１インペラ室Ｓ３内で圧縮された空気は、第１ディフューザ流路Ｓ４を通過する際に減速されることによって、空気の速度エネルギーが圧力エネルギーに変換される。そして、高圧となった空気は、第１スクロール流路２３ａに吐出された後、ハウジング１１の外部に排出される。

本実施形態では、第１スクロール流路２３ａからハウジング１１の外部に排出された空気は、図示しない配管を介して第２インペラ室Ｓ５内に吸入される。第２インペラ室Ｓ５内に吸入された空気は、第２インペラ１５によって圧縮される。したがって、第２インペラ１５は、回転軸１３と一体的に回転することによって空気を圧縮するコンプレッサインペラである。第２インペラ室Ｓ５内で圧縮された空気は、第２ディフューザ流路Ｓ６を通過する際に減速されることによって、空気の速度エネルギーが圧力エネルギーに変換される。つまり、本実施形態の遠心圧縮機１０は、第１インペラ１４によって圧縮した空気を第２インペラ１５によって再度圧縮する二段圧縮式の遠心圧縮機である。そして、高圧となった空気は、第２スクロール流路２４ａに吐出された後、燃料電池スタックに供給される。燃料電池スタックに供給された空気に含まれる酸素は、燃料電池スタックの発電に寄与する。なお、燃料電池スタックの発電に寄与する酸素は、空気中に２割程度しか存在しない。したがって、燃料電池スタックに供給された空気の８割程度は、燃料電池スタックの発電に寄与されることなく燃料電池スタックから排ガスとして排出される。

＜流路における冷却水の流れ＞
図７に示すように、冷却水は、外部冷却流路Ｒ１を流れる。例えば、インバータの熱は、外部冷却流路Ｒ１を流れる冷却水に放熱される。つまり、外部冷却流路Ｒ１は、冷却水が流れることによりインバータを冷却する。冷却水は、外部冷却流路Ｒ１を流れた後、分流流路Ｒ５に流入する。

図４に示すように、冷却水は、分流流路Ｒ５によって、モータ冷却流路Ｒ２の１周目流路Ｒ２１と軸受冷却流路Ｒ３とに分流される。したがって、モータ冷却流路Ｒ２を流れる冷却水の流量及び軸受冷却流路Ｒ３を流れる冷却水の流量はそれぞれ、外部冷却流路Ｒ１を流れる冷却水の流量から減少する。

図６に示すように、軸受冷却流路Ｒ３に分流された冷却水は、スラスト軸受１８の周囲を流れる。スラスト軸受１８の熱は、軸受収容室Ｓ２内の雰囲気を介してアウタプレート２１及びインナプレート２２に放熱される。スラスト軸受１８からアウタプレート２１及びインナプレート２２に放熱された熱は、軸受冷却流路Ｒ３を流れる冷却水に放熱される。つまり、軸受冷却流路Ｒ３は、冷却水が流れることによりスラスト軸受１８を冷却する。

また、電動モータ１２の熱は、モータ室Ｓ１内の雰囲気を介してアウタプレート２１及びインナプレート２２に放熱される。電動モータ１２からアウタプレート２１及びインナプレート２２に放熱された熱は、軸受冷却流路Ｒ３を流れる冷却水に放熱される。つまり、軸受冷却流路Ｒ３は、冷却水が流れることにより電動モータ１２も冷却する。

さらに、第１ラジアル軸受１６の熱は、インナプレート２２を介して、軸受冷却流路Ｒ３を流れる冷却水に放熱される。つまり、軸受冷却流路Ｒ３は、冷却水が流れることにより第１ラジアル軸受１６も冷却する。

冷却水は、軸受冷却流路Ｒ３を流れた後、合流流路Ｒ６に流入する。
図５に示すように、合流流路Ｒ６は、軸受冷却流路Ｒ３を流れる冷却水をモータ冷却流路Ｒ２に合流させる。本実施形態では、合流流路Ｒ６は、軸受冷却流路Ｒ３を流れる冷却水をモータ冷却流路Ｒ２の２周目流路Ｒ２２の入口に合流させる。つまり、合流流路Ｒ６は、モータ冷却流路Ｒ２がステータ５１の周囲を１周した地点において、軸受冷却流路Ｒ３を流れる冷却水をモータ冷却流路Ｒ２に合流させる。

図２に示すように、モータ冷却流路Ｒ２の１周目流路Ｒ２１に分流された冷却水は、ステータ５１の周囲を１周周回した後、２周目流路Ｒ２２に流入する。これにより、２周目流路Ｒ２２には、１周目流路Ｒ２１を流れた冷却水及び軸受冷却流路Ｒ３を流れた冷却水の両方が流れる。したがって、２周目流路Ｒ２２を流れる冷却水の流量は、分流前の流量に戻る。２周目流路Ｒ２２を流入した冷却水は、ステータ５１の周囲を１周周回した後、３周目流路Ｒ２３に流入する。３周目流路Ｒ２３に流入した冷却水は、ステータ５１の周囲を１周周回する。このように、モータ冷却流路Ｒ２内の冷却水は、案内壁３３に案内されることによって、ステータ５１の周方向に流れる。本実施形態では、冷却水は、ステータ５１の周囲を螺旋状に流れる。

電動モータ１２の熱は、インナハウジング３０の内側周壁３１を介して、モータ冷却流路Ｒ２を流れる冷却水に放熱される。つまり、モータ冷却流路Ｒ２は、冷却水が流れることにより電動モータ１２を冷却する。

図３に示すように、冷却水は、モータ冷却流路Ｒ２の３周目流路Ｒ２３を流れた後、下流側冷却流路Ｒ４に流入する。
下流側冷却流路Ｒ４に流入した冷却水は、第１リブ３５によって、ステータ５１の周方向における第１の向きに流れる冷却水と、第１の向きとは反対の向きである第２の向きに流れる冷却水とに分けられる。第１の向きに流れる冷却水及び第２の向きに流れる冷却水はそれぞれ、ステータ５１の周方向に約半周流れる。その後、冷却水は、第２リブ３６に衝突する。これにより、冷却水の流れの方向はステータ５１の周方向に沿う方向からステータ５１の径方向外側に向かう方向に変わる。

電動モータ１２の熱は、インナハウジング３０の内側周壁３１及びモータ室Ｓ１内の雰囲気を介して、インナハウジング３０の内側端壁３２に放熱される。電動モータ１２から内側端壁３２に放熱された熱は、下流側冷却流路Ｒ４を流れる冷却水に放熱される。つまり、下流側冷却流路Ｒ４は、冷却水が流れることにより、電動モータ１２を冷却する。

また、第２ラジアル軸受１７の熱は、アウタハウジング４０の第１軸受保持部４３及び外側端壁４２を介して、下流側冷却流路Ｒ４を流れる冷却水に放熱される。つまり、下流側冷却流路Ｒ４は、冷却水が流れることにより第２ラジアル軸受１７も冷却する。

図７に示すように、冷却水は、下流側冷却流路Ｒ４を流れた後、外部冷却流路Ｒ１に流入する。つまり、冷却水は、外部冷却流路Ｒ１に還流する。冷却水は、流路Ｒを循環している。

［本実施形態の作用及び効果］
本実施形態の作用及び効果を説明する。
（１）流路Ｒを流れる冷却水は、分流流路Ｒ５によって、モータ冷却流路Ｒ２と軸受冷却流路Ｒ３とに分流される。このため、モータ冷却流路Ｒ２と軸受冷却流路Ｒ３とが直列に接続された直列流路である場合と比較して、モータ冷却流路Ｒ２及び軸受冷却流路Ｒ３のそれぞれを流れる冷却水の流量が減少する。したがって、冷却水の圧力損失を低減できる。

なお、冷却水の圧力損失を低減する方法として、例えば、モータ冷却流路Ｒ２と軸受冷却流路Ｒ３とを完全に独立した並列流路とすることが考えられる。この場合もモータ冷却流路Ｒ２及び軸受冷却流路Ｒ３のそれぞれを流れる冷却水の流量が減少するため、冷却水の圧力損失を低減できる。しかしながら、電動モータ１２はスラスト軸受１８よりも高温になりやすいため、モータ冷却流路Ｒ２を流れる冷却水の流量が減少すると、電動モータ１２の冷却不足が生じるおそれがある。これに対し、本実施形態では、軸受冷却流路Ｒ３を流れる冷却水は、合流流路Ｒ６によってモータ冷却流路Ｒ２に合流する。したがって、モータ冷却流路Ｒ２を流れる冷却水の流量は、冷却水がモータ冷却流路Ｒ２と軸受冷却流路Ｒ３とに分流されているときには減少するものの、軸受冷却流路Ｒ３を流れた後の冷却水がモータ冷却流路Ｒ２に合流すると分流前の流量に戻る。よって、電動モータ１２の冷却不足が生じにくい。

（２）例えば、モータ冷却流路Ｒ２が案内壁３３を有していない場合、モータ冷却流路Ｒ２に流入した冷却水は、ステータ５１の軸方向に流れることがある。すると、ステータ５１には、周方向において冷却されやすい部分と冷却されにくい部分とが生じる。また、モータ冷却流路Ｒ２が案内壁３３を有していない場合、冷却水は、軸受冷却流路Ｒ３よりもモータ冷却流路Ｒ２に分流されやすくなることがある。すると、軸受冷却流路Ｒ３を流れる冷却水の流量が不足することによって、スラスト軸受１８の冷却不足が生じるおそれがある。

これに対し、本実施形態では、モータ冷却流路Ｒ２は、モータ冷却流路Ｒ２内の冷却水をステータ５１の周方向に流れるように案内する案内壁３３を有している。したがって、ステータ５１を周方向においてバランス良く冷却できる。また、冷却水は、モータ冷却流路Ｒ２が案内壁３３を有していない場合と比較してモータ冷却流路Ｒ２に流入しにくくなるため、軸受冷却流路Ｒ３にも分流される。したがって、軸受冷却流路Ｒ３を流れる冷却水の流量が不足することによるスラスト軸受１８の冷却不足が生じにくくなる。

（３）軸受冷却流路Ｒ３は、スラスト軸受１８を取り囲んでいる。したがって、軸受冷却流路Ｒ３がスラスト軸受１８を取り囲んでいない場合と比較して、スラスト軸受１８は周方向においてバランス良く冷却される。また、モータ冷却流路Ｒ２は、ステータ５１の周囲を複数周周回する螺旋状の流路である。合流流路Ｒ６は、モータ冷却流路Ｒ２がステータ５１の周囲を１周周回した地点において、軸受冷却流路Ｒ３を流れる冷却水をモータ冷却流路Ｒ２に合流させる。このため、例えば、モータ冷却流路Ｒ２がステータ５１の周囲を２周周回した地点において、軸受冷却流路Ｒ３を流れる冷却水がモータ冷却流路Ｒ２に合流する場合と比較して、モータ冷却流路Ｒ２を流れる冷却水の流量を分流前の流量に早く戻すことができる。したがって、電動モータ１２をより冷却できる。

（４）インナハウジング３０は、内側周壁３１の軸方向の一端部に連なる内側端壁３２を有している。アウタハウジング４０は、外側周壁４１の軸方向の一端部に連なる外側端壁４２を有している。内側端壁３２は、回転軸１３の軸方向においてステータ５１と外側端壁４２との間に位置している。流路Ｒは、内側端壁３２と外側端壁４２とによって区画されるとともにモータ冷却流路Ｒ２を流れた冷却水が流入する下流側冷却流路Ｒ４を有している。ステータ５１は、回転軸１３の軸方向において軸受冷却流路Ｒ３と下流側冷却流路Ｒ４との間に位置している。したがって、ステータ５１は、冷却水が軸受冷却流路Ｒ３及び下流側冷却流路Ｒ４を流れることによっても冷却される。よって、電動モータ１２をより冷却できる。

（５）軸受冷却流路Ｒ３は、スラスト軸受１８を保持するインナプレート２２によって区画されている。したがって、軸受冷却流路Ｒ３は、冷却水が流れることにより、スラスト軸受１８だけでなく、第１ラジアル軸受１６も冷却できる。

（６）下流側冷却流路Ｒ４は、第２ラジアル軸受１７を保持するアウタハウジング４０によって区画されている。したがって、下流側冷却流路Ｒ４は、冷却水が流れることにより、ステータ５１だけでなく、第２ラジアル軸受１７も冷却できる。

（７）例えば、下流側冷却流路Ｒ４内に第１リブ３５が設けられていない場合、下流側冷却流路Ｒ４に流入した冷却水は、ステータ５１の周方向における一方の向きに流れることがある。すると、ステータ５１には、周方向において冷却されやすい部分と冷却されにくい部分とが生じる。これに対し、本実施形態では、下流側冷却流路Ｒ４に流入した冷却水は、第１リブ３５によって、ステータ５１の周方向における第１の向きに流れる冷却水と、第１の向きとは反対の向きである第２の向きに流れる冷却水とに分けられる。したがって、ステータ５１を周方向においてバランス良く冷却できる。

（８）インナハウジング３０の内側周壁３１は、第１フィン３４を有している。これにより、内側周壁３１の表面積が増大するため、内側周壁３１の放熱性が向上する。したがって、電動モータ１２の冷却効果が増大する。

（９）インナハウジング３０の内側端壁３２は、第２フィン３７を有している。これにより、内側端壁３２の表面積が増大するため、内側端壁３２の放熱性が向上する。したがって、電動モータ１２の冷却効果が向上する。

（１０）第２インペラ１５は、第１インペラ１４によって圧縮された空気を再度圧縮する。このため、第２インペラ室Ｓ５に吸入される空気の温度は、第１インペラ室Ｓ３に吸入される空気の温度よりも高い。本実施形態では、スラスト軸受１８は、第２インペラ室Ｓ５よりも温度が低い第１インペラ室Ｓ３側に配置されている。したがって、スラスト軸受１８が第２インペラ室Ｓ５側に配置されている場合と比較して、スラスト軸受１８の温度上昇を抑制できる。

（１１）上述したように、第２インペラ室Ｓ５に吸入される空気の温度は、第１インペラ室Ｓ３に吸入される空気の温度よりも高い。このため、第２インペラ室Ｓ５を区画するアウタハウジング４０の外側端壁４２は高温になりやすいが、本実施形態では、外側端壁４２の熱は、下流側冷却流路Ｒ４を流れる冷却水に放熱される。よって、外側端壁４２を冷却できる。

［変更例］
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施できる。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できる。

○ 流路Ｒを流れる冷却流体は、冷却水（ＬＬＣ）に限定されない。
○ 外部冷却流路Ｒ１は省略されてもよい。
○ モータ冷却流路Ｒ２がステータ５１の周囲を周回する回数は、適宜変更されてもよい。

○ モータ冷却流路Ｒ２内の冷却流体が案内壁３３によってステータ５１の周方向に流れるように案内されるのであれば、案内壁３３の構成は適宜変更されてもよい。
例えば、案内壁３３は、モータ冷却流路Ｒ２内の冷却流体を、ステータ５１の周方向における第１の向きに流れる流体と、第１の向きとは反対の向きである第２の向きに流れる流体とに分けるような壁であってもよい。この場合、第１の向きに流れる冷却流体及び第２の向きに流れる冷却流体はそれぞれ、ステータ５１の周囲を半周流れた後、合流する。

○ 案内壁３３は、インナハウジング３０の内側周壁３１の外周面から突出する代わりに、アウタハウジング４０の外側周壁４１の内周面から突出していてもよい。また、案内壁３３は、インナハウジング３０の内側周壁３１の外周面、及びアウタハウジング４０の外側周壁４１の内周面の両方から突出していてもよい。つまり、案内壁３３は、インナハウジング３０及びアウタハウジング４０の少なくとも一方に設けられていればよい。なお、「インナハウジング３０及びアウタハウジング４０の少なくとも一方」とは、インナハウジング３０のみ、アウタハウジング４０のみ、又はインナハウジング３０及びアウタハウジング４０の両方を意味する。

○ 軸受冷却流路Ｒ３は、スラスト軸受１８を取り囲んでいなくてもよい。冷却流体が軸受冷却流路Ｒ３を流れることによってスラスト軸受１８が冷却されるのであれば、軸受冷却流路Ｒ３の形状は適宜変更されてもよい。例えば、軸受冷却流路Ｒ３は、スラスト軸受１８の周囲の半周に設けられた半円弧状の流路であってもよい。

○ 軸受冷却流路Ｒ３は、冷却流体がスラスト軸受１８の周方向における一方の向きに流れる流路でなくてもよい。例えば、軸受冷却流路Ｒ３は、スラスト軸受１８を取り囲む環状の流路であってもよい。軸受冷却流路Ｒ３の入口と出口とは、軸受冷却流路Ｒ３の周方向において１８０度ずれた位置に設けられる。この場合、軸受冷却流路Ｒ３に流入した冷却流体は、スラスト軸受１８の周方向における第１の向きに流れる流体と、第１の向きとは反対の向きである第２の向きに流れる流体とに分かれる。そして、冷却流体は、スラスト軸受１８の周囲を半周流れた後、軸受冷却流路Ｒ３の出口で合流する。

○ 下流側冷却流路Ｒ４は省略されてもよい。この場合、インナハウジング３０の内側端壁３２は省略される。
○ 下流側冷却流路Ｒ４は、インナハウジング３０の内側端壁３２とアウタハウジング４０の外側端壁４２とによって区画されていなくてもよい。

例えば、アウタハウジング４０は、外側端壁４２を有していなくてもよい。つまり、アウタハウジング４０は、外側周壁４１のみによって構成されていてもよい。アウタプレート２１は、アウタハウジング４０の一方の開口を閉塞する。ハウジング１１は、アウタハウジング４０の他方の開口を閉塞する閉塞プレートを有する。閉塞プレートは、第２ラジアル軸受１７を保持する第１軸受保持部を有する。この場合、下流側冷却流路Ｒ４は、インナハウジング３０の内側端壁３２と閉塞プレートとによって区画される。

○ 下流側冷却流路Ｒ４は、冷却流体がステータ５１の周方向における第１の向きと第２の向きとに流れる流路でなくてもよい。例えば、下流側冷却流路Ｒ４は、ステータ５１の周方向において一部が途切れた形状、すなわちＣ字状の流路であってもよい。この場合、冷却流体は、下流側冷却流路Ｒ４をステータ５１の周方向における一方の向きに流れる。下流側冷却流路Ｒ４の構成は、外部冷却流路Ｒ１に繋がる下流側冷却流路Ｒ４の出口の位置に応じて適宜変更されてもよい。

○ 冷却流体が分流流路Ｒ５によってモータ冷却流路Ｒ２と軸受冷却流路Ｒ３とに分流されるのであれば、分流流路Ｒ５の形状は適宜変更されていてもよい。例えば、第１分流流路構成部４４は、Ｙ字状であってもよい。分流流路Ｒ５を流れる冷却流体の圧力損失を低減するためには、分流流路Ｒ５の形状は複雑でない方が好ましい。

○ 軸受冷却流路Ｒ３を流れる冷却流体が合流流路Ｒ６によってモータ冷却流路Ｒ２に合流するのであれば、合流流路Ｒ６の形状は適宜変更されていてもよい。合流流路Ｒ６を流れる冷却流体の圧力損失を低減するためには、合流流路Ｒ６の形状は複雑でない方が好ましい。

○ 合流流路Ｒ６が軸受冷却流路Ｒ３を流れる冷却流体をモータ冷却流路Ｒ２に合流させる地点は、モータ冷却流路Ｒ２がステータ５１の周囲を１周周回した地点に限定されない。

例えば、合流流路Ｒ６は、軸受冷却流路Ｒ３を流れる冷却流体をモータ冷却流路Ｒ２の２周目流路Ｒ２２の途中や３周目流路Ｒ２３に合流させてもよい。
例えば、軸受冷却流路Ｒ３がスラスト軸受１８の周囲の半周に設けられている場合、合流流路Ｒ６は、軸受冷却流路Ｒ３を流れる冷却流体をモータ冷却流路Ｒ２の１周目流路Ｒ２１の途中に合流させてもよい。

○ 合流流路Ｒ６が軸受冷却流路Ｒ３を流れる冷却流体をモータ冷却流路Ｒ２に合流させる地点は１箇所でなくてもよい。例えば、合流流路Ｒ６は、軸受冷却流路Ｒ３を流れる冷却流体をモータ冷却流路Ｒ２の２周目流路Ｒ２２及び３周目流路Ｒ２３のそれぞれに合流させてもよい。

○ 遠心圧縮機１０は、次のように動作するものであってもよい。
第１インペラ室Ｓ３内に吸入された流体としての空気は、第１インペラ１４によって圧縮される。したがって、第１インペラ１４は、回転軸１３と一体的に回転することによって流体を圧縮するコンプレッサインペラである。第１インペラ室Ｓ３内で圧縮された空気は、第１ディフューザ流路Ｓ４を通過する際に減速されることによって、空気の速度エネルギーが圧力エネルギーに変換される。そして、高圧となった空気は、第１スクロール流路２３ａに吐出された後、燃料電池スタックに供給される。

燃料電池スタックから排出された排ガスは、第２スクロール流路２４ａに吸入される。第２スクロール流路２４ａに吸入された排ガスは、第２ディフューザ流路Ｓ６を通じて第２インペラ室Ｓ５に導入される。そして、第２インペラ室Ｓ５に導入された排ガスの運動エネルギーにより第２インペラ１５が回転する。つまり、排ガスの運動エネルギーが第２インペラ１５の回転エネルギーに変換される。第２インペラ１５の回転は、回転軸１３の回転を補助する。したがって、第２インペラ１５は、回転軸１３の回転を補助するタービンインペラである。そして、第２インペラ室Ｓ５を通過した排ガスは、ハウジング１１の外部へ吐出される。

なお、第２インペラ室Ｓ５を流れる排ガスには、水が含まれている。したがって、スラスト軸受１８が排ガスに含まれる水によって錆びないように、スラスト軸受１８は第１インペラ室Ｓ３側に配置されるのが好ましい。

○ 遠心圧縮機１０は、車両に搭載されるものに限定されない。
○ ハウジング１１は、アルミニウム製に限定されない。ハウジング１１は、他の金属製であってもよい。

○ 電動モータ１２のロータ５２及び回転軸１３の構成は、上記実施形態の構成に限定されない。
○ 遠心圧縮機１０は、第２インペラ１５を備えていなくてもよい。

○ スラスト軸受１８は、回転軸１３における第１インペラ１４側の部位の代わりに回転軸１３における第２インペラ１５側の部位を回転可能に支持していてもよい。
○ 遠心圧縮機１０は、回転軸１３における第１インペラ１４側の部位を回転可能に支持するスラスト軸受１８に加えて、回転軸１３における第２インペラ１５側の部位を回転可能に支持するスラスト軸受を有していてもよい。

○ 第１リブ３５は省略されてもよい。
○ 第１リブ３５は、インナハウジング３０の内側端壁３２から突出する代わりに、アウタハウジング４０の外側端壁４２の内面から突出していてもよい。

○ 第２リブ３６は省略されてもよい。
○ 第２リブ３６は、インナハウジング３０の内側端壁３２から突出する代わりに、アウタハウジング４０の外側端壁４２の内面から突出していてもよい。

○ インナハウジング３０の内側周壁３１は、第１フィン３４を有していなくてもよい。
○ 第１フィン３４の数や形状は適宜変更されてもよい。

○ インナハウジング３０の内側端壁３２は、第２フィン３７を有していなくてもよい。
○ 第２フィン３７の数や形状は適宜変更されてもよい。

１０…遠心圧縮機、１１…ハウジング、１２…電動モータ、１３…回転軸、１４…インペラとしての第１インペラ、１８…スラスト軸受、３０…インナハウジング、３１…内側周壁、３２…内側端壁、３３…案内壁、４０…アウタハウジング、４１…外側周壁、４２…外側端壁、５１…ステータ、Ｒ…流路、Ｒ２…モータ冷却流路、Ｒ３…軸受冷却流路、Ｒ４…下流側冷却流路、Ｒ５…分流流路、Ｒ６…合流流路。

Claims (3)

1. 回転軸と、
   筒状のステータを有し、前記回転軸を回転させる電動モータと、
   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インペラと、
   前記回転軸を回転可能に支持するスラスト軸受と、
   冷却流体が流れる流路を有する金属製のハウジングと、
   を備え、
   前記流路は、前記冷却流体が流れることにより前記電動モータを冷却するモータ冷却流路及び前記冷却流体が流れることにより前記スラスト軸受を冷却する軸受冷却流路を有する遠心圧縮機であって、
   前記ハウジングは、前記ステータを収容する筒状のインナハウジングと、前記インナハウジングを収容する筒状のアウタハウジングとを有し、
   前記モータ冷却流路は、前記インナハウジングの外周面と前記アウタハウジングの内周面とによって区画され、
   前記流路は、前記冷却流体を前記モータ冷却流路と前記軸受冷却流路とに分流させる分流流路と、前記軸受冷却流路を流れる前記冷却流体を前記モータ冷却流路に合流させる合流流路と、
   を有し、
   前記モータ冷却流路は、前記インナハウジング及び前記アウタハウジングの少なくとも一方に設けられ、前記モータ冷却流路内の前記冷却流体が前記ステータの周方向に流れるように案内する案内壁を有することを特徴とする遠心圧縮機。
2. 前記モータ冷却流路は、前記ステータの周囲を複数周周回する螺旋状の流路であり、
   前記軸受冷却流路は、前記スラスト軸受を取り囲む流路であり、
   前記合流流路は、前記モータ冷却流路が前記ステータの周囲を１周周回した地点において、前記軸受冷却流路を流れる前記冷却流体を前記モータ冷却流路に合流させる請求項１に記載の遠心圧縮機。
3. 前記インナハウジングは、前記インナハウジングの内側周壁の軸方向の一端部に連なる内側端壁を有し、
   前記アウタハウジングは、前記アウタハウジングの外側周壁の軸方向の一端部に連なる外側端壁を有し、
   前記内側端壁は、前記回転軸の軸方向において前記ステータと前記外側端壁との間に位置し、
   前記流路は、前記内側端壁と前記外側端壁とによって区画されるとともに前記モータ冷却流路を流れた前記冷却流体が流入する下流側冷却流路を有し、
   前記ステータは、前記回転軸の軸方向において前記軸受冷却流路と前記下流側冷却流路との間に位置している請求項１又は請求項２に記載の遠心圧縮機。

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