KR20240038797A - 전동 터보식 압축기 - Google Patents

Abstract

제 1 임펠러 (51) 는, 회전축 (40) 에 고정되는 제 1 허브 (51H) 와, 제 1 허브 (51H) 에 배열된 복수의 제 1 날개 (51B) 를 가지고 있다. 제 2 임펠러 (52) 는, 회전축 (40) 에 고정되는 제 2 허브 (52H) 와, 제 2 허브 (52H) 에 배열된 복수의 제 2 날개 (52B) 를 가지고 있다. 하우징 (10) 은, 제 1 날개 (51B) 에 대향함과 함께 제 1 임펠러 (51) 을 수용하는 제 1 임펠러실 (28) 을 형성하는 제 1 슈라우드 (53a) 와, 제 2 날개 (52B) 에 대향함과 함께 제 2 임펠러 (52) 를 수용하는 제 2 임펠러실 (33) 을 형성하는 제 2 슈라우드 (53b) 를 구비하고 있다. 제 1 날개 (51B) 의 후단 (51Ba) 과 제 1 슈라우드 (53a) 의 간극인 제 1 후단 간극 (61b) 은, 제 2 날개 (52B) 의 후단 (52Ba) 과 제 2 슈라우드 (53b) 의 간극인 제 2 후단 간극 (62b) 보다 작다.

Description

전동 터보식 압축기

본 개시는, 전동 터보식 압축기에 관한 것이다.

종래의 전동 터보식 압축기는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2015-194151호 (특허문헌 1) 에 개시되어 있다. 전동 터보식 압축기는, 회전 구동되는 회전축과, 회전축에 설치된 제 1 임펠러 및 제 2 임펠러를 구비하고 있다.

일본 공개특허공보 2015-194151호

본 개시에서는, 효율적인 2 단 압축을 할 수 있는 전동 터보식 압축기가 제안된다.

종래의 지견에서는, 임펠러의 출구 날개 높이와 칩 클리어런스의 관계에서 압축기의 효율이 결정되며, 출구 날개 높이가 작으면 칩 클리어런스도 작게 하지 않으면 효율이 나빠진다고 알려져 있다. 본 발명자들은, 2 단 압축을 하는 터보식 압축기의 효율 향상에 대해서 예의 검토한 결과, 칩 클리어런스의 영향이 상기 종래의 지견과 다르다는 것을 발견하여, 이하의 구성을 고안하였다.

즉, 본 개시에 따르면, 하우징과, 하우징 내에 수용된 전동 모터와, 하우징 내에 수용되고 전동 모터에 의해 회전 구동되는 회전축과, 회전축과 일체적으로 회전하는 제 1 임펠러 및 제 2 임펠러를 구비하는, 전동 터보식 압축기가 제안된다. 전동 모터, 제 1 임펠러 및 제 2 임펠러는, 이 순서로 회전축의 축 방향에 배치되어 있다. 제 1 임펠러는, 회전축에 고정되는 제 1 허브와, 제 1 허브에 배열된 복수의 제 1 날개를 가지고 있다. 제 2 임펠러는, 회전축에 고정되는 제 2 허브와, 제 2 허브에 배열된 복수의 제 2 날개를 가지고 있다. 제 1 임펠러는, 회전에 의해 제 1 날개의 전단에서 후단으로 가스를 이송한다. 제 2 임펠러는, 제 1 임펠러에 의해 이송된 가스를, 회전에 의해 제 2 날개의 전단에서 후단으로 이송한다. 하우징은, 제 1 날개에 대향함과 함께 제 1 임펠러를 수용하는 제 1 임펠러실을 형성하는 제 1 슈라우드와, 제 2 날개에 대향함과 함께 제 2 임펠러를 수용하는 제 2 임펠러실을 형성하는 제 2 슈라우드를 구비하고 있다. 제 1 날개의 후단과 제 1 슈라우드의 간극을 제 1 날개와 제 1 슈라우드의 최단 거리로 하는 제 1 후단 간극으로 하고, 제 2 날개의 후단과 제 2 슈라우드의 간극을 제 2 날개와 제 2 슈라우드의 최단 거리로 하는 제 2 후단 간극으로 하면, 제 1 후단 간극은 제 2 후단 간극보다 작다.

이와 같이 간극을 설정함으로써, 제 1 임펠러에서의 냉매 흐름의 흐트러짐을 억제할 수 있으며, 전동 터보식 압축기는 효율적인 2 단 압축을 할 수 있다. 또, 제 2 임펠러의 하우징과의 접촉을 억제할 수 있으므로, 전동 터보식 압축기의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

상기 전동 터보식 압축기에 있어서, 제 1 후단 간극으로 향한 제 1 날개의 후단의 높이를 제 1 출구 높이로 하고, 제 2 후단 간극으로 향한 제 2 날개의 후단의 높이를 제 2 출구 높이로 하면, 제 1 출구 높이는 제 2 출구 높이보다 높아도 된다. 제 1 임펠러의 압축 효율을 향상시키고, 제 1 임펠러로부터 토출되는 냉매의 압력을 더 크게 함으로써, 제 2 임펠러에 유입되는 냉매의 유속을 작게 할 수 있다. 이에 따라, 제 1 후단 간극을 제 2 후단 간극보다 작게 하여 효율적인 2 단 압축을 가능하게 하는 효과를, 보다 확실하게 얻을 수 있다.

상기 전동 터보식 압축기에 있어서, 제 1 임펠러의 외경이, 제 2 임펠러의 외경보다 커도 된다. 제 1 임펠러의 압축 효율을 향상시키고, 제 1 임펠러로부터 토출되는 냉매의 압력을 더 크게 함으로써, 제 2 임펠러에 유입되는 냉매의 유속을 작게 할 수 있다. 이에 따라, 제 1 후단 간극을 제 2 후단 간극보다 작게 하여 효율적인 2 단 압축을 가능하게 하는 효과를, 보다 확실하게 얻을 수 있다.

상기 전동 터보식 압축기에 있어서, 제 1 날개의 전단과 제 1 슈라우드의 간극을 제 1 날개와 제 1 슈라우드의 최단 거리로 하는 제 1 전단 간극으로 하고, 제 2 날개의 전단과 제 2 슈라우드의 간극을 제 2 날개와 제 2 슈라우드의 최단 거리로 하는 제 2 전단 간극으로 하면, 제 1 전단 간극은 제 2 전단 간극보다 작아도 된다. 이와 같이 간극을 설정함으로써, 냉매 흐름의 흐트러짐을 억제할 수 있으며, 효율적인 2 단 압축을 할 수 있다. 또, 제 2 임펠러의 하우징과의 접촉을 억제할 수 있으므로, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

상기 전동 터보식 압축기는, 냉동 사이클을 순환하는 냉매를 압축하는 것이어도 된다. 이에 따라, 제 1 후단 간극을 제 2 후단 간극보다 작게 하여, 효율적이고 신뢰성이 높은 2 단 압축을 실현하는 것이 가능해진다.

본 개시에 따른 전동 터보식 압축기에 따르면, 효율적인 2 단 압축을 할 수 있다.

도 1 은, 실시형태에 있어서의 터보식 압축기를 나타내는 측단면도이다.
도 2 는, 임펠러의 주변을 확대해서 나타내는 단면도이다.
도 3 은, 제 1 날개의 후단의 주변을 확대해서 나타내는 단면도이다.
도 4 는, 제 2 날개의 후단의 주변을 확대해서 나타내는 단면도이다.
도 5 는, 제 1 날개의 전단의 주변을 확대해서 나타내는 단면도이다.
도 6 은, 제 2 날개의 전단의 주변을 확대해서 나타내는 단면도이다.
도 7 은, 임펠러의 배치의 변형예를 개략적으로 나타내는 모식도이다.

이하, 실시형태에 대해서 도면에 기초하여 설명한다. 이하의 설명에서는, 동일 부품에는 동일한 부호를 부여하고 있다. 그것들의 명칭 및 기능도 동일하다. 따라서, 그것들에 대한 상세한 설명은 반복되지 않는다.

실시형태의 전동 터보식 압축기는, 예를 들어 공조 장치에 사용된다. 전동 터보식 압축기가 압축하는 피압축 유체는, 냉동 사이클을 순환하는 냉매이다. 도 1 은, 실시형태에 있어서의 전동 터보식 압축기 (1) 를 나타내는 측단면도이다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 전동 터보식 압축기 (1) 는, 통 형상의 하우징 (10) 을 구비하고 있다. 하우징 (10) 은, 리어 하우징 (11), 모터 하우징 (12), 제 1 컴프레서 하우징 (13), 제 2 컴프레서 하우징 (14), 칸막이벽 (15), 제 1 중간 하우징 (16), 및 제 2 중간 하우징 (17) 을 가지고 있다. 리어 하우징 (11), 모터 하우징 (12), 제 1 컴프레서 하우징 (13), 제 2 컴프레서 하우징 (14), 칸막이벽 (15), 제 1 중간 하우징 (16), 및 제 2 중간 하우징 (17) 은, 각각 금속 재료제이며, 예를 들어 알루미늄제이다.

모터 하우징 (12) 은, 판 형상의 단 (端) 벽부 (12a) 와, 단 벽부 (12a) 의 외주부로부터 통 형상으로 연장되는 둘레 벽부 (12b) 를 갖는 바닥이 있는 통 형상이다. 제 2 중간 하우징 (17) 은, 둘레 벽부 (12b) 에 있어서의 단 벽부 (12a) 와는 반대측의 개구를 폐색한 상태에서, 모터 하우징 (12) 에 연결되어 있다. 모터 하우징 (12) 의 단 벽부 (12a), 둘레 벽부 (12b), 및 제 2 중간 하우징 (17) 에 의해 모터실 (18) 이 구획되어 있다. 모터 하우징 (12) 에는, 냉매를 흡입하는 도시되지 않은 흡입 구멍이 형성되어 있다. 흡입 구멍은, 모터실 (18) 에 연통되어 있다. 따라서, 모터실 (18) 에는, 흡입 구멍을 통해서 냉매가 흡입된다.

제 2 중간 하우징 (17) 의 중앙부에는, 원구멍 형상의 샤프트 삽입 통과 구멍 (17a) 이 형성되어 있다. 제 2 중간 하우징 (17) 은, 원통 형상의 제 1 베어링 유지부 (19) 를 가지고 있다. 제 1 베어링 유지부 (19) 는, 제 2 중간 하우징 (17) 의 내주면에 형성되어 있다. 제 1 베어링 유지부 (19) 의 내측은, 샤프트 삽입 통과 구멍 (17a) 에 연통되어 있다. 제 1 베어링 유지부 (19) 의 중심 축선과 샤프트 삽입 통과 구멍 (17a) 의 중심 축선은 서로 일치하고 있다. 제 1 베어링 유지부 (19) 에는, 제 1 레이디얼 베어링 (20) 이 유지되어 있다.

모터 하우징 (12) 의 단 벽부 (12a) 는, 원통 형상의 제 2 베어링 유지부 (21) 를 가지고 있다. 제 2 베어링 유지부 (21) 는, 모터 하우징 (12) 의 단 벽부 (12a) 의 중앙부에 형성되어 있다. 제 1 베어링 유지부 (19) 의 중심 축선과 제 2 베어링 유지부 (21) 의 중심 축선은 일치하고 있다. 제 2 베어링 유지부 (21) 에는, 제 2 레이디얼 베어링 (22) 이 유지되어 있다. 제 1 레이디얼 베어링 (20) 및 제 2 레이디얼 베어링 (22) 은, 하우징 (10) 내에 배치되어 있다.

제 2 중간 하우징 (17) 에 있어서의 모터실 (18) 과는 반대측의 외면에는, 제 1 실 형성 오목부 (17b) 가 형성되어 있다. 제 1 실 형성 오목부 (17b) 는, 샤프트 삽입 통과 구멍 (17a) 에 연통되어 있다. 제 2 중간 하우징 (17) 은, 연통 구멍 (23) 을 복수 가지고 있다. 각 연통 구멍 (23) 은, 제 2 중간 하우징 (17) 의 외주 근처의 부위에 위치하고 있다. 각 연통 구멍 (23) 은, 제 2 중간 하우징 (17) 을 관통하고 있다. 연통 구멍 (23) 은, 모터실 (18) 과 제 1 실 형성 오목부 (17b) 를 연통하고 있다.

제 1 중간 하우징 (16) 은, 제 2 중간 하우징 (17) 에 연결되어 있다. 제 1 중간 하우징 (16) 은, 제 1 실 형성 오목부 (17b) 의 개구를 폐색하도록 제 2 중간 하우징 (17) 에 연결되어 있다. 제 1 중간 하우징 (16) 과 제 2 중간 하우징 (17) 의 제 1 실 형성 오목부 (17b) 에 의해, 스러스트 베어링 수용실 (25) 이 구획되어 있다. 제 1 중간 하우징 (16) 의 중앙부에는, 원구멍 형상의 샤프트 삽입 통과 구멍 (16a) 이 형성되어 있다.

제 1 중간 하우징 (16) 은, 연통 구멍 (16b) 을 복수 가지고 있다. 각 연통 구멍 (16b) 은, 제 1 중간 하우징 (16) 의 외주 근처의 부위에 위치하고 있다. 각 연통 구멍 (16b) 은, 제 1 중간 하우징 (16) 을 관통하고 있다. 제 1 중간 하우징 (16) 에 있어서의 스러스트 베어링 수용실 (25) 과는 반대측의 외면에는, 제 2 실 형성 오목부 (16c) 가 형성되어 있다. 제 2 실 형성 오목부 (16c) 는, 샤프트 삽입 통과 구멍 (16a) 에 연통되어 있다. 각 연통 구멍 (16b) 은, 스러스트 베어링 수용실 (25) 과 제 2 실 형성 오목부 (16c) 를 연통하고 있다.

제 1 컴프레서 하우징 (13) 은, 원구멍 형상의 제 1 흡입구 (24) 를 갖는 통 형상이다. 제 1 컴프레서 하우징 (13) 은, 제 1 흡입구 (24) 의 중심 축선이, 샤프트 삽입 통과 구멍 (16a) 의 중심 축선에 일치한 상태에서, 제 1 중간 하우징 (16) 에 연결되어 있다. 제 1 흡입구 (24) 는, 제 2 실 형성 오목부 (16c) 에 연통되어 있다.

칸막이벽 (15) 은, 제 1 컴프레서 하우징 (13) 에 있어서의 제 1 중간 하우징 (16) 과는 반대측의 단면에 연결되어 있다. 칸막이벽 (15) 은 판 형상이다. 칸막이벽 (15) 의 중앙부에는, 원구멍 형상의 관통 구멍 (27) (도 2) 이 형성되어 있다. 관통 구멍 (27) 은, 칸막이벽 (15) 을 칸막이벽 (15) 의 두께 방향으로 관통하고 있다. 칸막이벽 (15) 은, 관통 구멍 (27) 의 중심 축선이, 제 1 흡입구 (24) 의 중심 축선에 일치한 상태에서, 제 1 컴프레서 하우징 (13) 에 연결되어 있다.

도 2 는, 임펠러의 주변을 확대해서 나타내는 단면도이다. 도 1, 2 에 나타낸 바와 같이, 칸막이벽 (15) 과 제 1 컴프레서 하우징 (13) 의 사이에는, 제 1 흡입구 (24) 에 연통되는 제 1 임펠러실 (28) 과, 제 1 임펠러실 (28) 의 주위에서 제 1 흡입구 (24) 의 중심 축선 둘레로 연장되는 제 1 토출실 (29) 과, 제 1 임펠러실 (28) 과 제 1 토출실 (29) 을 연통하는 제 1 디퓨저 유로 (30) 가 형성되어 있다.

제 2 컴프레서 하우징 (14) 은, 칸막이벽 (15) 에 있어서의 제 1 컴프레서 하우징 (13) 과는 반대측의 단면에 연결되어 있다. 제 1 컴프레서 하우징 (13), 칸막이벽 (15), 제 2 컴프레서 하우징 (14) 에 걸쳐서 중간압실 (31) 이 형성되어 있다. 중간압실 (31) 은, 도시되지 않은 통로를 통하여 제 1 토출실 (29) 에 연통되어 있다. 제 2 컴프레서 하우징 (14) 에는, 중간압실 (31) 에 연통되는 원구멍 형상의 제 2 흡입구 (32) 가 형성되어 있다. 제 1 토출실 (29) 과 제 2 흡입구 (32) 는, 중간압실 (31) 을 통하여 연통되어 있다.

칸막이벽 (15) 과 제 2 컴프레서 하우징 (14) 의 사이에는, 제 2 흡입구 (32) 에 연통되는 제 2 임펠러실 (33) 과, 제 2 임펠러실 (33) 의 주위에서 제 2 흡입구 (32) 의 중심 축선 둘레로 연장되는 제 2 토출실 (34) 과, 제 2 임펠러실 (33) 과 제 2 토출실 (34) 을 연통하는 제 2 디퓨저 유로 (35) 가 형성되어 있다.

하우징 (10) 은, 제 1 임펠러실 (28) 및 제 2 임펠러실 (33) 을 가지고 있다. 칸막이벽 (15) 은, 제 1 임펠러실 (28) 과 제 2 임펠러실 (33) 을 나누고 있다.

리어 하우징 (11) 은, 제 2 컴프레서 하우징 (14) 에 연결되어 있다. 리어 하우징 (11) 은, 중간압실 (31) 을 구획하고 있다. 리어 하우징 (11) 은 판 형상이다.

전동 터보식 압축기 (1) 는, 회전축 (40) 을 구비하고 있다. 회전축 (40) 은, 제 2 베어링 유지부 (21) 의 내측에서부터 모터실 (18), 제 1 베어링 유지부 (19) 의 내측, 샤프트 삽입 통과 구멍 (17a), 스러스트 베어링 수용실 (25), 샤프트 삽입 통과 구멍 (16a), 제 1 흡입구 (24), 제 1 임펠러실 (28), 관통 구멍 (27), 제 2 임펠러실 (33), 및 제 2 흡입구 (32) 의 순서로 통과하면서, 하우징 (10) 의 축 방향으로 연장되어 있다. 회전축 (40) 은, 관통 구멍 (27) 에 삽입 통과된 상태에서, 제 1 임펠러실 (28) 및 제 2 임펠러실 (33) 에 걸쳐서 배치되어 있다.

회전축 (40) 은, 일방의 단부인 제 1 단부 (40a) 와, 타방의 단부인 제 2 단부 (40b) 를 가지고 있다. 제 1 단부 (40a) 는, 제 2 컴프레서 하우징 (14) 내에 배치되어 있다. 제 2 단부 (40b) 는, 모터 하우징 (12) 의 단 벽부 (12a) 내에 배치되어 있다. 회전축 (40) 은, 하우징 (10) 내에 수용되어 있다.

회전축 (40) 의 축선 (L) 은, 제 1 베어링 유지부 (19), 제 2 베어링 유지부 (21), 샤프트 삽입 통과 구멍 (17a), 샤프트 삽입 통과 구멍 (16a), 제 1 흡입구 (24), 관통 구멍 (27), 및 제 2 흡입구 (32) 각각의 중심 축선에 일치하고 있다. 이하의 설명에서는, 회전축 (40) 의 축선 (L) 이 연장되는 방향인 「회전축 (40) 의 축 방향」을 「스러스트 방향」이라고 기재하고, 「회전축 (40) 의 직경 방향」을 「레이디얼 방향」이라고 기재하는 경우도 있다.

제 1 레이디얼 베어링 (20) 및 제 2 레이디얼 베어링 (22) 은, 회전축 (40) 을 레이디얼 방향에서 회전 가능하게 지지한다. 제 1 레이디얼 베어링 (20) 및 제 2 레이디얼 베어링 (22) 은, 공기 동압 베어링이어도 된다.

전동 터보식 압축기 (1) 는, 회전축 (40) 에 설치된 원판 형상의 지지 플레이트 (75) 를 구비하고 있다. 지지 플레이트 (75) 는, 회전축 (40) 의 외주면에서 직경 방향 외측으로 돌출되어 있다. 지지 플레이트 (75) 는, 회전축 (40) 과 일체적으로 회전한다. 지지 플레이트 (75) 는, 스러스트 베어링 수용실 (25) 에 배치되어 있다.

제 1 중간 하우징 (16) 과 지지 플레이트 (75) 의 사이, 및 제 2 중간 하우징 (17) 과 지지 플레이트 (75) 의 사이에는, 스러스트 베어링 (80) 이 각각 배치되어 있다. 양 스러스트 베어링 (80) 은, 회전축 (40) 을 스러스트 방향에서 회전 가능하게 지지한다. 양 스러스트 베어링 (80) 은, 공기 동압 베어링이어도 된다.

전동 터보식 압축기 (1) 는, 전동 모터 (41) 를 구비하고 있다. 전동 모터 (41) 는, 모터실 (18) 에 수용되어 있다. 전동 모터 (41) 는, 하우징 (10) 내에 수용되어 있다. 전동 모터 (41) 는, 회전축 (40) 을 회전 구동시키는 구동원의 일례이다. 전동 모터 (41) 는, 스테이터 (42) 및 로터 (43) 를 구비하고 있다.

스테이터 (42) 는, 원통 형상의 스테이터 코어 (44) 와, 스테이터 코어 (44) 에 권회되는 코일 (45) 을 가지고 있다. 스테이터 코어 (44) 는, 모터 하우징 (12) 의 둘레 벽부 (12b) 의 내주면에 고정되어 있다.

로터 (43) 는, 모터실 (18) 에 있어서, 스테이터 코어 (44) 의 직경 방향 내측에 배치되어 있다. 로터 (43) 는, 회전축 (40) 과 일체적으로 회전한다. 로터 (43) 는, 회전축 (40) 에 고정된 로터 코어 (43a) 와, 로터 코어 (43a) 에 설치된 도시되지 않은 복수의 영구 자석을 가지고 있다. 도시되지 않은 인버터 장치에 의해 제어된 전력이 코일 (45) 에 공급됨으로써, 전동 모터 (41) 의 로터 (43) 가 회전한다. 회전축 (40) 은, 로터 (43) 와 일체적으로 회전한다.

전동 터보식 압축기 (1) 는, 제 1 임펠러 (51) 및 제 2 임펠러 (52) 를 구비하고 있다. 제 1 임펠러 (51) 및 제 2 임펠러 (52) 는, 예를 들어 알루미늄제이다. 제 1 임펠러 (51) 및 제 2 임펠러 (52) 는, 회전축 (40) 에 연결되어 있다. 제 1 임펠러 (51) 및 제 2 임펠러 (52) 는, 회전축 (40) 과 일체적으로 회전한다.

제 2 임펠러 (52) 는, 제 1 임펠러 (51) 보다 회전축 (40) 의 제 1 단부 (40a) 측에 배치되어 있다. 제 1 임펠러 (51) 및 제 2 임펠러 (52) 는, 제 1 레이디얼 베어링 (20) 보다 회전축 (40) 의 제 1 단부 (40a) 근처에 배치되어 있다. 제 1 임펠러 (51) 는, 제 2 임펠러 (52) 보다 전동 모터 (41) 에 가깝게 배치되어 있다. 전동 모터 (41), 제 1 임펠러 (51) 및 제 2 임펠러 (52) 는, 회전축 (40) 의 축 방향에 있어서 이 순서로 배치되어 있다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 제 1 임펠러 (51) 는 제 1 임펠러실 (28) 에 수용되어 있다. 제 2 임펠러 (52) 는, 제 2 임펠러실 (33) 에 수용되어 있다.

제 1 임펠러 (51) 는, 제 1 허브 (51H) 를 가지고 있다. 제 1 허브 (51H) 는, 회전축 (40) 에 고정되어 있다. 제 1 허브 (51H) 는, 배면 (51a) 과 선단면 (51b) 과 외주면 (51c) 과 직경 방향 외연부 (51d) 를 가지고 있다. 배면 (51a), 선단면 (51b), 외주면 (51c) 및 직경 방향 외연부 (51d) 는, 제 1 허브 (51H) 의 외표면 일부를 구성하고 있다. 제 1 허브 (51H) 는, 제 1 흡입구 (24) 측에 위치하는 선단면 (51b) 에서 배면 (51a) 으로 향함에 따라서 외경이 확장되는, 대략 원뿔대형의 형상을 가지고 있다.

배면 (51a) 은, 제 1 허브 (51H) 의 후단을 이룬다. 배면 (51a) 은, 냉매의 유로를 형성하지 않는 제 1 허브 (51H) 의 외표면이다. 제 1 임펠러 (51) 가 회전축 (40) 에 연결되어 전동 터보식 압축기 (1) 가 조립된 상태에서, 배면 (51a) 은, 회전축 (40) 의 축 방향에서 칸막이벽 (15) 에 대향한다. 칸막이벽 (15) 은, 제 1 허브 (51H) 의 배면 (51a) 과 회전축 (40) 의 축 방향에서 대향하는 제 1 대향면 (15a) 을 가지고 있다.

선단면 (51b) 은, 제 1 허브 (51H) 의 전단을 이룬다. 선단면 (51b) 은, 회전축 (40) 의 축 방향에 있어서의 제 1 임펠러 (51) 의 일단을 구성하고 있다. 선단면 (51b) 은, 제 1 임펠러 (51) 에 냉매가 유입되는 측의, 제 1 허브 (51H) 의 단부이다.

외주면 (허브면) (51c) 은, 제 1 임펠러실 (28) 의 내벽면 일부를 구성하고 있다. 외주면 (51c) 은, 회전축 (40) 의 축선 (L) 으로 향해 오목한 만곡면이다. 외주면 (51c) 은, 그 적어도 일부분이 회전축 (40) 의 직경 방향에 있어서의 외측을 향하고 있다. 외주면 (51c) 은, 회전축 (40) 의 축 방향을 따라, 선단면 (51b) 에서 배면 (51a) 으로 향해 서서히 직경이 커지도록 형성되어 있다. 외주면 (51c) 은, 선단면 (51b) 에서 배면 (51a) 으로 향함에 따라서, 직경 방향 외측으로 향해 점차 경사져 있다.

직경 방향 외연부 (51d) 는, 제 1 임펠러 (51) 에 있어서의 외경이 최대인 부위이다. 직경 방향 외연부 (51d) 는, 단축의 원통 형상을 가지고 있다. 제 1 임펠러 (51) 는, 외경 (R1) 을 가지고 있다. 제 1 임펠러 (51) 의 외경 (R1) 은, 회전축 (40) 의 직경 방향에 있어서의 회전축 (40) 의 축선 (L) 과 제 1 임펠러 (51) 의 직경 방향 외연부 (51d) 의 거리이다.

제 1 임펠러 (51) 는, 복수의 제 1 날개 (51B) 를 가지고 있다. 복수의 제 1 날개 (51B) 는, 제 1 허브 (51H) 의 외주면 (51c) 에 설치되어 있다. 복수의 제 1 날개 (51B) 는, 제 1 허브 (51H) 의 둘레 방향으로 배열되어 있다. 복수의 제 1 날개 (51B) 는, 제 1 임펠러실 (28) 을 둘레 방향으로 구획하고, 둘레 방향으로 이웃하는 1 쌍의 제 1 날개 (51B) 의 사이에 냉매의 유로를 형성하고 있다. 복수의 제 1 날개 (51B) 는, 제 1 허브 (51H) 의 외주면 (51c) 에서 직경 방향 외측으로 돌출되어 있다. 복수의 제 1 날개 (51B) 는, 제 1 허브 (51H) 의 외주면 (51c) 에, 둘레 방향으로 등간격으로 배치되어 있다. 제 1 허브 (51H) 의 둘레 방향으로 이웃하는 제 1 날개 (51B) 끼리의 간격은, 제 1 허브 (51H) 의 전단에서 후단으로 향함에 따라 서서히 넓어진다.

제 1 날개 (51B) 는, 후단 (51Ba) 과 전단 (51Bb) 과 선단면 (51Bc) 을 가지고 있다. 후단 (51Ba), 전단 (51Bb) 및 선단면 (51Bc) 은, 제 1 날개 (51B) 의 가장자리부 일부를 구성하고 있다. 제 1 날개 (51B) 의 전단 (51Bb) 은, 제 1 흡입구 (24) 에 향하고 있다. 제 1 날개 (51B) 의 후단 (51Ba) 은, 제 1 디퓨저 유로 (30) 에 향하고 있다. 제 1 날개 (51B) 의 선단면 (51Bc) 은, 제 1 컴프레서 하우징 (13) 에 대향하고 있다. 전단 (51Bb) 은, 회전축 (40) 의 직경 방향으로 연장되어 있다. 후단 (51Ba) 은, 회전축 (40) 의 축 방향으로 연장되어 있다.

선단면 (51Bc) 은 만곡되어 있다. 선단면 (51Bc) 은, 회전축 (40) 의 축 방향을 따라, 전단 (51Bb) 에서 후단 (51Ba) 으로 향해 서서히 직경이 커지도록 형성되어 있다. 선단면 (51Bc) 은, 전단 (51Bb) 에서 후단 (51Ba) 으로 향함에 따라서, 직경 방향 외측으로 향해 점차 경사져 있다. 제 1 날개 (51B) 의 선단면 (51Bc) 의 곡률은, 제 1 허브 (51H) 의 외주면 (51c) 의 곡률보다 커져 있다.

전단 (51Bb) 은, 냉매의 흐름 방향에 있어서의 상류측의, 제 1 날개 (51B) 의 가장자리부이다. 제 1 흡입구 (24) 로부터 전단 (51Bb) 의 사이를 경유하여, 둘레 방향으로 이웃하는 1 쌍의 제 1 날개 (51B) 의 사이에 냉매가 유입된다. 후단 (51Ba) 은, 냉매의 흐름 방향에 있어서의 하류측의, 제 1 날개 (51B) 의 가장자리부이다. 냉매는, 둘레 방향으로 이웃하는 1 쌍의 후단 (51Ba) 의 사이를 경유하여, 직경 방향 외측으로 향해 흐른다.

제 2 임펠러 (52) 는, 제 2 허브 (52H) 를 가지고 있다. 제 2 허브 (52H) 는, 회전축 (40) 에 고정되어 있다. 제 2 허브 (52H) 는, 배면 (52a) 과 선단면 (52b) 과 외주면 (52c) 과 직경 방향 외연부 (52d) 를 가지고 있다. 배면 (52a), 선단면 (52b), 외주면 (52c) 및 직경 방향 외연부 (52d) 는, 제 2 허브 (52H) 의 외표면 일부를 구성하고 있다. 제 2 허브 (52H) 는, 제 2 흡입구 (32) 측에 위치하는 선단면 (52b) 에서 배면 (52a) 으로 향함에 따라 외경이 확장되는, 대략 원뿔대형의 형상을 가지고 있다.

배면 (52a) 은, 제 2 허브 (52H) 의 후단을 이룬다. 배면 (52a) 은, 냉매의 유로를 형성하지 않는 제 2 허브 (52H) 의 외표면이다. 제 2 임펠러 (52) 가 회전축 (40) 에 연결되어 전동 터보식 압축기 (1) 가 조립된 상태에서, 배면 (52a) 은, 회전축 (40) 의 축 방향에서 칸막이벽 (15) 에 대향한다. 칸막이벽 (15) 은, 제 2 허브 (52H) 의 배면 (52a) 과 회전축 (40) 의 축 방향에서 대향하는 제 2 대향면 (15b) 을 가지고 있다.

선단면 (52b) 은, 제 2 허브 (52H) 의 전단을 이룬다. 선단면 (52b) 은, 회전축 (40) 의 축 방향에 있어서의 제 2 임펠러 (52) 의 일단을 구성하고 있다. 선단면 (52b) 은, 제 2 임펠러 (52) 에 냉매가 유입되는 측의, 제 2 허브 (52H) 의 단부이다.

외주면 (허브면) (52c) 은, 제 2 임펠러실 (33) 의 내벽면 일부를 구성하고 있다. 외주면 (52c) 은, 회전축 (40) 의 축선 (L) 으로 향해 오목한 만곡면이다. 외주면 (52c) 은, 그 적어도 일부분이 회전축 (40) 의 직경 방향에 있어서의 외측을 향하고 있다. 외주면 (52c) 은, 회전축 (40) 의 축 방향을 따라, 선단면 (52b) 에서 배면 (52a) 으로 향해 서서히 직경이 커지도록 형성되어 있다. 외주면 (52c) 은, 선단면 (52b) 에서 배면 (52a) 으로 향함에 따라서, 직경 방향 외측으로 향해 점차 경사져 있다.

직경 방향 외연부 (52d) 는, 제 2 임펠러 (52) 에 있어서의 외경이 최대인 부위이다. 직경 방향 외연부 (52d) 는, 단축의 원통 형상을 가지고 있다. 제 2 임펠러 (52) 는, 외경 (R2) 을 가지고 있다. 제 2 임펠러 (52) 의 외경 (R2) 은, 회전축 (40) 의 직경 방향에 있어서의 회전축 (40) 의 축선 (L) 과 제 2 임펠러의 직경 방향 외연부 (52d) 의 거리이다. 도 2 에 나타낸 바와 같이, 제 1 임펠러 (51) 의 외경 (R1) 이, 제 2 임펠러 (52) 의 외경 (R2) 보다 크다.

제 2 임펠러 (52) 는, 복수의 제 2 날개 (52B) 를 가지고 있다. 복수의 제 2 날개 (52B) 는, 제 2 허브 (52H) 의 외주면 (52c) 에 설치되어 있다. 복수의 제 2 날개 (52B) 는, 제 2 허브 (52H) 의 둘레 방향으로 배열되어 있다. 복수의 제 2 날개 (52B) 는, 제 2 임펠러실 (33) 을 둘레 방향으로 구획하고, 둘레 방향으로 이웃하는 1 쌍의 제 2 날개 (52B) 의 사이에 냉매의 유로를 형성하고 있다. 복수의 제 2 날개 (52B) 는, 제 2 허브 (52H) 의 외주면 (52c) 에서 직경 방향 외측으로 돌출되어 있다. 복수의 제 2 날개 (52B) 는, 제 2 허브 (52H) 의 외주면 (52c) 에, 둘레 방향으로 등간격으로 배치되어 있다. 제 2 허브 (52H) 의 둘레 방향으로 이웃하는 제 2 날개 (52B) 끼리의 간격은, 제 2 허브 (52H) 의 전단에서 후단으로 향함에 따라서 서서히 넓어진다.

제 2 날개 (52B) 는, 후단 (52Ba) 과 전단 (52Bb) 과 선단면 (52Bc) 을 가지고 있다. 후단 (52Ba), 전단 (52Bb) 및 선단면 (52Bc) 은, 제 2 날개 (52B) 의 가장자리부 일부를 구성하고 있다. 제 2 날개 (52B) 의 전단 (52Bb) 은, 제 2 흡입구 (32) 에 향하고 있다. 제 2 날개 (52B) 의 후단 (52Ba) 은, 제 2 디퓨저 유로 (35) 에 향하고 있다. 제 2 날개 (52B) 의 선단면 (52Bc) 은, 제 2 컴프레서 하우징 (14) 에 대향하고 있다. 전단 (52Bb) 은, 회전축 (40) 의 직경 방향으로 연장되어 있다. 후단 (52Ba) 은, 회전축 (40) 의 축 방향으로 연장되어 있다.

선단면 (52Bc) 은 만곡되어 있다. 선단면 (52Bc) 은, 회전축 (40) 의 축 방향을 따라, 전단 (52Bb) 에서 후단 (52Ba) 으로 향해 서서히 직경이 커지도록 형성되어 있다. 선단면 (52Bc) 은, 전단 (52Bb) 에서 후단 (52Ba) 으로 향함에 따라서, 직경 방향 외측으로 향해 점차 경사져 있다. 제 2 날개 (52B) 의 선단면 (52Bc) 의 곡률은, 제 2 허브 (52H) 의 외주면 (52c) 의 곡률보다 커져 있다.

전단 (52Bb) 은, 냉매의 흐름 방향에 있어서의 상류측의, 제 2 날개 (52B) 의 가장자리부이다. 제 2 흡입구 (32) 로부터 전단 (52Bb) 의 사이를 경유하여, 둘레 방향으로 이웃하는 1 쌍의 제 2 날개 (52B) 의 사이에 냉매가 유입된다. 후단 (52Ba) 은, 냉매의 흐름 방향에 있어서의 하류측의, 제 2 날개 (52B) 의 가장자리부이다. 냉매는, 둘레 방향으로 이웃하는 1 쌍의 후단 (52Ba) 의 사이를 경유하여, 직경 방향 외측으로 향해 흐른다.

전동 모터 (41) 는, 회전축 (40), 제 1 임펠러 (51) 및 제 2 임펠러 (52) 를 포함하는 회전체를 회전 구동시켜, 회전체를 축선 (L) 둘레로 일체적으로 회전시킨다. 제 1 임펠러 (51) 는, 회전축 (40) 과 일체적으로 회전함으로써, 제 1 날개 (51B) 의 전단 (51Bb) 에서 후단 (51Ba) 으로 가스상의 냉매를 이송하여, 냉매를 압축한다. 제 2 임펠러 (52) 는, 회전축 (40) 과 일체적으로 회전함으로써, 제 1 임펠러 (51) 에 의해 이송되어 제 1 임펠러 (51) 에 의해 압축된 후의 가스상의 냉매를, 제 2 날개 (52B) 의 전단 (52Bb) 에서 후단 (52Ba) 으로 이송하여, 냉매를 압축한다. 냉매의 흐름 방향에 있어서의 상류측에 제 1 임펠러 (51) 가 배치되고, 하류측에 제 2 임펠러 (52) 가 배치되어 있다.

제 1 임펠러 (51) 및 제 2 임펠러 (52) 는, 칸막이벽 (15) 을 통하여 제 1 허브 (51H) 의 배면 (51a) 과 제 2 허브 (52H) 의 배면 (52a) 이 서로 마주보도록 회전축 (40) 에 설치되어 있다. 제 1 임펠러 (51) 와 제 2 임펠러 (52) 의 사이에, 중공 원통 형상의 스페이서 (54) 가 배치되어 있다. 스페이서 (54) 는, 제 1 허브 (51H) 의 배면 (51a) 에 대향하는 제 1 단과, 제 2 허브 (52H) 의 배면 (52a) 에 대향하는 제 2 단을 가지고 있다. 회전축 (40) 의 축 방향에 있어서의 스페이서 (54) 의 치수는, 칸막이벽 (15) 의 제 1 대향면 (15a) 과 제 2 대향면 (15b) 의 간격보다 약간 크다. 스페이서 (54) 는, 회전축 (40) 의 외주면과 관통 구멍 (27) 의 내주면 사이의 간극을 시일하는 기능을 가지고 있다.

회전축 (40) 의 제 1 단부 (40a) 에 있어서의 회전축 (40) 의 외주면에, 끼워맞춤 부재 (55) 가 부착되어 있다. 끼워맞춤 부재 (55) 는, 중공 통형의 형상을 가지고 있다. 끼워맞춤 부재 (55) 는, 예를 들어 나사 작용으로 회전축 (40) 에 부착되어 있다. 끼워맞춤 부재 (55) 는, 제 2 허브 (52H) 의 선단면 (52b) 에 맞닿고 있다. 끼워맞춤 부재 (55) 는, 제 2 임펠러 (52) 를 회전축 (40) 의 축 방향으로 지지되고 있다.

제 1 컴프레서 하우징 (13) 은, 칸막이벽 (15) 과 협동하여 제 1 임펠러실 (28) 을 구획하는 제 1 슈라우드 (53a) 를 가지고 있다. 제 1 슈라우드 (53a) 는, 제 1 임펠러 (51) 을 직경 방향 외측에서부터 덮는 원뿔대 형상이다. 제 1 슈라우드 (53a) 는, 제 1 허브 (51H) 의 외주면 (51c) 에 대향하고 있다. 제 1 슈라우드 (53a) 는, 제 1 허브 (51H) 의 배면 (51a) 에서부터 선단면 (51b) 에 걸쳐 제 1 허브 (51H) 의 외주면 (51c) 을 따라 연장되어 있다. 제 1 슈라우드 (53a) 는, 복수의 제 1 날개 (51B) 를 둘러싸고 있다. 제 1 슈라우드 (53a) 는, 제 1 날개 (51B) 의 선단면 (51Bc) 에 대향하고, 제 1 임펠러실 (28) 의 내벽면 일부를 형성하고 있다. 제 1 허브 (51H) 의 둘레 방향으로 이웃하는 1 쌍의 제 1 날개 (51B), 제 1 허브 (51H) 및 제 1 슈라우드 (53a) 에 의해 냉매의 유로가 방사상으로 형성되어 있다.

제 1 임펠러 (51) 와 제 1 슈라우드 (53a) 의 사이에, 제 1 칩 클리어런스 (61) 가 형성되어 있다. 이 제 1 칩 클리어런스 (61) 는, 제 1 날개 (51B) 의 선단면 (51Bc) 과 제 1 컴프레서 하우징 (13) 의 제 1 슈라우드 (53a) 의 사이에 있어서, 제 1 날개 (51B) 의 전단 (51Bb) 에서부터 후단 (51Ba) 에 걸쳐 연장되는 간극이다.

제 2 컴프레서 하우징 (14) 은, 칸막이벽 (15) 과 협동하여 제 2 임펠러실 (33) 을 구획하는 제 2 슈라우드 (53b) 를 가지고 있다. 제 2 슈라우드 (53b) 는, 제 2 임펠러 (52) 를 직경 방향 외측에서부터 덮는 원뿔대 형상이다. 제 2 슈라우드 (53b) 는, 제 2 허브 (52H) 의 외주면 (52c) 에 대향하고 있다. 제 2 슈라우드 (53b) 는, 제 2 허브 (52H) 의 배면 (52a) 에서부터 선단면 (52b) 에 걸쳐 제 2 허브 (52H) 의 외주면 (52c) 을 따라 연장되어 있다. 제 2 슈라우드 (53b) 는, 복수의 제 2 날개 (52B) 를 둘러싸고 있다. 제 2 슈라우드 (53b) 는, 제 2 날개 (52B) 의 선단면 (52Bc) 에 대향하고, 제 2 임펠러실 (33) 의 내벽면 일부를 형성하고 있다. 제 2 허브 (52H) 의 둘레 방향으로 이웃하는 1 쌍의 제 2 날개 (52B), 제 2 허브 (52H) 및 제 2 슈라우드 (53b) 에 의해 냉매의 유로가 방사상으로 형성되어 있다.

제 2 임펠러 (52) 와 제 2 슈라우드 (53b) 의 사이에, 제 2 칩 클리어런스 (62) 가 형성되어 있다. 이 제 2 칩 클리어런스 (62) 는, 제 2 날개 (52B) 의 선단면 (52Bc) 과 제 2 컴프레서 하우징 (14) 의 제 2 슈라우드 (53b) 의 사이에 있어서, 제 2 날개 (52B) 의 전단 (52Bb) 에서부터 후단 (52Ba) 에 걸쳐 연장되는 간극이다.

도 3 은, 제 1 날개 (51B) 의 후단 (51Ba) 의 주변을 확대해서 나타내는 단면도이다. 제 1 칩 클리어런스 (61) 는, 제 1 날개 (51B) 의 후단 (51Ba) 에 있어서의 선단면 (51Bc) 과 제 1 슈라우드 (53a) 사이의 스러스트 방향의 간극인 제 1 후단 간극 (61b) 을 포함한다. 제 1 후단 간극 (61b) 은, 제 1 날개 (51B) 의 후단 (51Ba) 과 제 1 슈라우드 (53a) 의 간극으로서, 제 1 날개 (51B) 와 제 1 슈라우드 (53a) 의 최소값 또는 최단 거리가 되는 간극이다. 제 1 후단 간극 (61b) 은, 제 1 날개 (51B) 의 선단면 (51Bc) 과 제 1 슈라우드 (53a) 의 간극 중, 간극의 치수가 가장 작은 간극이다.

도 4 는, 제 2 날개 (52B) 의 후단 (52Ba) 의 주변을 확대해서 나타내는 단면도이다. 제 2 칩 클리어런스 (62) 는, 제 2 날개 (52B) 의 후단 (52Ba) 에 있어서의 선단면 (52Bc) 과 제 2 슈라우드 (53b) 사이의 스러스트 방향의 간극인 제 2 후단 간극 (62b) 을 포함한다. 제 2 후단 간극 (62b) 은, 제 2 날개 (52B) 의 후단 (52Ba) 과 제 2 슈라우드 (53b) 의 간극으로서, 제 2 날개 (52B) 와 제 2 슈라우드 (53b) 의 최소값 또는 최단 거리가 되는 간극이다. 제 2 후단 간극 (62b) 은, 제 2 날개 (52B) 의 선단면 (52Bc) 과 제 2 슈라우드 (53b) 의 간극 중, 간극의 치수가 가장 작은 간극이다.

도 3, 4 에 나타낸 바와 같이, 제 1 후단 간극 (61b) 의 스러스트 방향의 간극 치수인 길이 (H1) 가, 제 2 후단 간극 (62b) 의 스러스트 방향의 간극 치수인 길이 (H2) 보다 작다. 제 1 날개 (51B) 의 후단 (51Ba) 의 위치에 있어서의, 제 1 날개 (51B) 의 선단면 (51Bc) 과 제 1 컴프레서 하우징 (13) 의 제 1 슈라우드 (53a) 의 최단 거리가, 제 2 날개 (52B) 의 후단 (52Ba) 의 위치에 있어서의, 제 2 날개 (52B) 의 선단면 (52Bc) 과 제 2 컴프레서 하우징 (14) 의 제 2 슈라우드 (53b) 의 최단 거리보다 작다.

도 5 는, 제 1 날개 (51B) 의 전단 (51Bb) 의 주변을 확대해서 나타내는 단면도이다. 제 1 칩 클리어런스 (61) 는, 제 1 날개 (51B) 의 전단 (51Bb) 에 있어서의 선단면 (51Bc) 과 제 1 슈라우드 (53a) 사이의 레이디얼 방향의 간극인 제 1 전단 간극 (61a) 을 포함한다. 제 1 전단 간극 (61a) 은, 제 1 날개 (51B) 의 전단 (51Bb) 과 제 1 슈라우드 (53a) 의 간극으로서, 제 1 날개 (51B) 와 제 1 슈라우드 (53a) 의 최소값 또는 최단 거리가 되는 간극이다. 제 1 전단 간극 (61a) 은, 제 1 날개 (51B) 의 선단면 (51Bc) 과 제 1 슈라우드 (53a) 의 간극 중, 간극의 치수가 가장 작은 간극이다.

도 6 은, 제 2 날개 (52B) 의 전단 (52Bb) 의 주변을 확대해서 나타내는 단면도이다. 제 2 칩 클리어런스 (62) 는, 제 2 날개 (52B) 의 전단 (52Bb) 에 있어서의 선단면 (52Bc) 과 제 2 슈라우드 (53b) 사이의 레이디얼 방향의 간극인 제 2 전단 간극 (62a) 를 포함한다. 제 2 전단 간극 (62a) 은, 제 2 날개 (52B) 의 전단 (52Bb) 과 제 2 슈라우드 (53b) 의 간극으로서, 제 2 날개 (52B) 와 제 2 슈라우드 (53a) 의 최소값 또는 최단 거리가 되는 간극이다. 제 2 전단 간극 (62a) 은, 제 2 날개 (52B) 의 선단면 (52Bc) 과 제 2 슈라우드 (53b) 의 간극 중, 간극의 치수가 가장 작은 간극이다.

도 5, 6 에 나타낸 바와 같이, 제 1 전단 간극 (61a) 의 레이디얼 방향의 간극 치수인 길이 (H3) 가, 제 2 전단 간극 (62a) 의 레이디얼 방향의 간극 치수인 길이 (H4) 보다 작다. 제 1 날개 (51B) 의 전단 (51Bb) 의 위치에 있어서의, 제 1 날개 (51B) 의 선단면 (51Bc) 과 제 1 컴프레서 하우징 (13) 의 제 1 슈라우드 (53a) 의 최단 거리가, 제 2 날개 (52B) 의 전단 (52Bb) 의 위치에 있어서의, 제 2 날개 (52B) 의 선단면 (52Bc) 과 제 2 컴프레서 하우징 (14) 의 제 2 슈라우드 (53b) 의 최단 거리보다 작다.

또, 도 3, 4 에 나타낸 바와 같이, 제 1 임펠러 (51) 의 제 1 날개 (51B) 의 후단 (51Ba) 에 있어서의 제 1 날개 (51B) 의 축 방향의 치수인 제 1 출구 높이 (T1) 가, 제 2 임펠러 (52) 의 제 2 날개 (52B) 의 후단 (52Ba) 에 있어서의 제 2 날개 (52B) 의 축 방향의 치수인 제 2 출구 높이 (T2) 보다 크다. 제 1 임펠러 (51) 의 출구 날개 높이가, 제 2 임펠러 (52) 의 출구 날개 높이보다 크다.

제 1 출구 높이 (T1) 는, 제 1 후단 간극 (61b) 으로 향한 제 1 날개 (51B) 의 후단 (51Ba) 의 높이이다. 제 1 출구 높이 (T1) 는, 제 1 허브 (51H) 의 외주면 (51c) 에서 제 1 후단 간극 (61b) 으로 향해 돌출되는 제 1 날개 (51B) 의 후단 (51Ba) 의 높이이며, 돌출되는 높이가 제 1 날개 (51B) 에 있어서 가장 높은 높이가 된다. 제 2 출구 높이 (T2) 는, 제 2 후단 간극 (62b) 으로 향한 제 2 날개 (52B) 의 후단 (52Ba) 의 높이이다. 제 2 출구 높이 (T2) 는, 제 2 허브 (52H) 의 외주면 (52c) 에서 제 2 후단 간극 (62b) 으로 향해 돌출되는 제 2 날개 (52B) 의 후단 (52Ba) 의 높이이며, 돌출되는 높이가 제 2 날개 (52B) 에 있어서 가장 높은 높이가 된다.

전동 터보식 압축기 (1) 에 있어서, 냉매는 도시되지 않은 흡입 구멍으로부터 모터실 (18) 에 흡입된다. 모터실 (18) 에 흡입된 냉매는, 각 연통 구멍 (23), 스러스트 베어링 수용실 (25), 각 연통 구멍 (16b), 및 제 2 실 형성 오목부 (16c) 의 내측을 통과하여, 제 1 흡입구 (24) 에 흡입된다. 제 1 흡입구 (24) 에 흡입된 냉매는, 제 1 임펠러 (51) 의 원심 작용에 의해 승압되고, 제 1 임펠러실 (28) 로부터 제 1 디퓨저 유로 (30) 에 이송되어, 제 1 디퓨저 유로 (30) 에서 추가로 승압된다. 제 1 디퓨저 유로 (30) 를 통과한 냉매는, 제 1 토출실 (29) 에 토출된다.

제 1 토출실 (29) 에 토출된 냉매는, 중간압실 (31) 을 통과하여, 제 2 흡입구 (32) 에 흡입된다. 제 2 흡입구 (32) 에 흡입된 냉매는, 제 2 임펠러 (52) 의 원심 작용에 의해 승압되고, 제 2 임펠러실 (33) 로부터 제 2 디퓨저 유로 (35) 에 이송되어, 제 2 디퓨저 유로 (35) 에서 추가로 승압된다. 제 2 디퓨저 유로 (35) 를 통과한 냉매는, 제 2 토출실 (34) 에 토출된다. 제 2 토출실 (34) 은, 도시되지 않은 토출구에 연통되어 있다. 전동 터보식 압축기 (1) 에 의해 압축된 냉매는, 그 토출구로부터 전동 터보식 압축기 (1) 의 외부로 토출된다.

이상 설명한 실시형태의 전동 터보식 압축기 (1) 에서는, 도 3, 4 에 나타낸 바와 같이, 제 1 날개 (51B) 의 후단 (51Ba) 과 제 1 슈라우드 (53a) 의 간극으로서 제 1 날개 (51B) 와 제 1 슈라우드의 최소의 간극인 제 1 후단 간극 (61b) 이, 제 2 날개 (52B) 의 후단 (52Ba) 과 제 2 슈라우드 (53b) 의 간극으로서 제 2 날개와 제 2 슈라우드의 최소의 간극인 제 2 후단 간극 (62b) 보다 작게 형성되어 있다.

제 2 임펠러 (52) 는, 제 1 임펠러 (51) 에 의해 압축된 후의 냉매를 압축한다. 제 2 임펠러실 (33) 을 흐르는 냉매의 압력은, 제 1 임펠러실 (28) 을 흐르는 냉매의 압력보다 높다. 제 1 임펠러실 (28) 을 흐르는 냉매의 밀도가, 제 2 임펠러실 (33) 을 흐르는 냉매의 밀도보다 작으므로, 제 1 임펠러 (51) 쪽이 체적 유량을 많이 흐르게 할 필요가 있다. 그래서, 제 1 임펠러실 (28) 을 흐르는 냉매의 유속은, 제 2 임펠러실 (33) 을 흐르는 냉매의 유속보다 크다. 또한, 제 1 임펠러 (51) 에 의한 냉매의 압축비는, 제 2 임펠러 (52) 에 의한 냉매의 압축비보다 크다.

냉매의 유속이 큰 것이, 칩 클리어런스의 영향이 커진다. 냉매의 유속이 큰 제 1 임펠러 (51) 에서는, 제 1 칩 클리어런스 (61) 가 크면, 냉매의 흐름이 흐트러진다. 냉매의 유속이 작은 제 2 임펠러 (52) 에서는, 제 2 칩 클리어런스 (62) 가 커도, 성능에 대한 영향은 작다. 제 1 임펠러 (51) 의 칩 클리어런스를 작게 하고, 제 1 후단 간극 (61b) 을 제 2 후단 간극 (62b) 보다 작게 설정함으로써, 냉매 흐름의 흐트러짐을 억제할 수 있다. 따라서, 실시형태의 전동 터보식 압축기 (1) 는, 효율적인 2 단 압축을 할 수 있다.

제 2 임펠러 (52) 는, 제 1 임펠러 (51) 보다 회전축 (40) 의 제 1 단부 (40a) 에 가깝게 배치되어 있다. 회전축 (40) 의 선단측에 배치된 제 2 임펠러 (52) 는, 제 1 임펠러 (51) 보다 운전 시의 흔들림이 커질 가능성이 있다. 제 2 후단 간극 (62b) 을 제 1 후단 간극 (61b) 보다 크게 설정함으로써, 제 2 임펠러 (52) 의 제 2 컴프레서 하우징 (14) 과의 접촉을 억제할 수 있다. 따라서, 전동 터보식 압축기 (1) 의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 3, 4 에 나타낸 바와 같이, 제 1 날개 (51B) 의 후단 (51Ba) 이 제 1 허브 (51H) 의 외주면 (51c) 에서 제 1 후단 간극 (61b) 으로 향해 돌출되는 높이인 제 1 출구 높이 (T1) 가, 제 2 날개 (52B) 의 후단 (52Ba) 이 제 2 허브 (52H) 의 외주면 (52c) 에서 제 2 후단 간극 (62b) 으로 향해 돌출되는 높이인 제 2 출구 높이 (T2) 보다 크다.

제 1 임펠러 (51) 와 제 2 임펠러 (52) 는 모두 회전축 (40) 과 일체적으로 회전하므로, 제 1 임펠러 (51) 와 제 2 임펠러 (52) 의 회전수는 동등하다. 이 경우, 제 1 출구 높이 (T1) 를 제 2 출구 높이 (T2) 보다 크게 함으로써, 제 1 임펠러 (51) 의 압축 효율을 향상시킬 수 있다. 제 1 임펠러 (51) 로부터 토출되는 냉매의 압력을 더 크게 함으로써, 제 2 임펠러 (52) 에 유입되는 냉매의 유속을 더 작게 할 수 있다. 이에 따라, 제 2 칩 클리어런스 (62) 를 크게 해도 성능에 대한 영향을 작게 할 수 있으므로, 제 1 후단 간극 (61b) 을 제 2 후단 간극 (62b) 보다 작게 하여 효율적인 2 단 압축을 가능하게 하는 효과를 보다 확실하게 얻을 수 있다.

도 2 에 나타낸 바와 같이, 제 1 임펠러 (51) 의 외경 (R1) 이, 제 2 임펠러 (52) 의 외경 (R2) 보다 크다. 이와 같이 하면, 제 1 임펠러 (51) 의 압축 효율을 향상시킬 수 있으며, 제 1 임펠러 (51) 로부터 토출되는 냉매의 압력을 더 크게 할 수 있으므로, 제 2 임펠러 (52) 에 유입되는 냉매의 유속을 더 작게 할 수 있다. 이에 따라, 제 2 칩 클리어런스 (62) 를 크게 해도 성능에 대한 영향을 작게 할 수 있으므로, 제 1 후단 간극 (61b) 을 제 2 후단 간극 (62b) 보다 작게 하여 효율적인 2 단 압축을 가능하게 하는 효과를 보다 확실하게 얻을 수 있다.

도 5, 6 에 나타낸 바와 같이, 제 1 날개 (51B) 의 전단 (51Bb) 과 제 1 슈라우드 (53a) 의 간극으로서 제 1 날개 (51B) 와 제 1 슈라우드의 최소의 간극인 제 1 전단 간극 (61a) 이, 제 2 날개 (52B) 의 전단 (52Bb) 과 제 2 슈라우드 (53b) 의 간극으로서 제 2 날개와 제 2 슈라우드의 최소의 간극인 제 2 전단 간극 (62a) 보다 작게 형성되어 있다. 제 1 임펠러 (51) 의 칩 클리어런스를 작게 하고, 제 1 전단 간극 (61a) 을 제 2 전단 간극 (62a) 보다 작게 설정함으로써, 냉매 흐름의 흐트러짐을 억제할 수 있다. 따라서, 효율적인 2 단 압축을 할 수 있다. 또, 제 2 임펠러 (52) 의 제 2 컴프레서 하우징 (14) 과의 접촉을 억제할 수 있으므로, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

전동 터보식 압축기 (1) 가 압축하는 피압축 유체가, 냉동 사이클을 순환하는 냉매임으로써, 제 2 칩 클리어런스 (62) 를 크게 해도, 성능에 대한 영향을 작게 할 수 있다. 이에 따라, 제 1 후단 간극 (61b) 을 제 2 후단 간극 (62b) 보다 작게 하여, 효율적이고 신뢰성이 높은 2 단 압축을 실현하는 것이 가능해진다.

지금까지의 실시형태의 설명에서는, 제 1 임펠러 (51) 의 제 1 허브 (51H) 의 배면 (51a) 과 제 2 임펠러 (52) 의 제 2 허브 (52H) 의 배면 (52a) 이, 칸막이벽 (15) 을 개재시켜 서로 대향하는 배치의 예에 대해서 설명하였다. 제 1 임펠러 (51) 와 제 2 임펠러 (52) 의 배치는, 이 예에 한정되는 것은 아니다. 도 7 은 임펠러의 배치의 변형예를 개략적으로 나타내는 모식도이다. 도 7 에 나타낸 바와 같이, 제 1 임펠러 (51) 와 제 2 임펠러 (52) 를, 선단면 (51b, 52b) 이 회전축 (40) 의 제 2 단부 (40b) 로 향해 배면 (51a, 52a) 이 회전축 (40) 의 제 1 단부 (40a) 로 향하도록 배치해도 된다. 이 경우에도, 제 2 임펠러 (52) 를 회전축 (40) 의 제 1 단부 (40a) 에 더 가깝게 배치하고, 제 1 후단 간극 (61b) 을 제 2 후단 간극 (62b) 보다 작게 설정함으로써, 효율적이고 신뢰성이 높은 2 단 압축을 할 수 있다.

실시형태에서 설명한 전동 터보식 압축기 (1) 는, 원심 압축기이지만, 본 개시의 기술 사상은, 사류식 (斜流式) 의 압축기에도 적용 가능하다.

이상과 같이 실시형태에 대해서 설명을 행하였지만, 이번에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며, 제한적인 것은 아닌 것으로 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 특허 청구 범위에 의해 개시되고, 특허 청구 범위와 균등한 의미, 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

1 : 전동 터보식 압축기
10 : 하우징
11 : 리어 하우징
13 : 제 1 컴프레서 하우징
14 : 제 2 컴프레서 하우징
15 : 칸막이벽
15a : 제 1 대향면
15b : 제 2 대향면
24 : 제 1 흡입구
27 : 관통 구멍
28 : 제 1 임펠러실
29 : 제 1 토출실
30 : 제 1 디퓨저 유로
31 : 중간압실
32 : 제 2 흡입구
33 : 제 2 임펠러실
34 : 제 2 토출실
35 : 제 2 디퓨저 유로
40 : 회전축
40a : 제 1 단부
40b : 제 2 단부
41 : 전동 모터
51 : 제 1 임펠러
51B : 제 1 날개
51Ba, 52Ba : 후단
51Bb, 52Bb : 전단
51Bc, 51b, 52Bc, 52b : 선단면
51H : 제 1 허브
51a, 52a : 배면
51c, 52c : 외주면
51d, 52d : 직경 방향 외연부
52 : 제 2 임펠러
52B : 제 2 날개
52H : 제 2 허브
53a : 제 1 슈라우드
53b : 제 2 슈라우드
54 : 스페이서
55 : 끼워맞춤 부재
61 : 제 1 칩 클리어런스
61a : 제 1 전단 간극
61b : 제 1 후단 간극
62 : 제 2 칩 클리어런스
62a : 제 2 전단 간극
62b : 제 2 후단 간극
H1, H2, H3, H4 : 길이
L : 축선
R1, R2 : 외경

Claims (5)

1. 하우징과,
   상기 하우징 내에 수용된 전동 모터와,
   상기 하우징 내에 수용되고 상기 전동 모터에 의해 회전 구동되는 회전축과,
   상기 회전축과 일체적으로 회전하는 제 1 임펠러 및 제 2 임펠러를 구비하고,
   상기 전동 모터, 상기 제 1 임펠러 및 상기 제 2 임펠러는, 이 순서로 상기 회전축의 축 방향으로 배치되고,
   상기 제 1 임펠러는, 상기 회전축에 고정되는 제 1 허브와 상기 제 1 허브에 배열된 복수의 제 1 날개를 갖고,
   상기 제 2 임펠러는, 상기 회전축에 고정되는 제 2 허브와 상기 제 2 허브에 배열된 복수의 제 2 날개를 갖고,
   상기 제 1 임펠러는, 회전에 의해 상기 제 1 날개의 전단에서 후단으로 가스를 이송하고,
   상기 제 2 임펠러는, 상기 제 1 임펠러에 의해 이송된 가스를, 회전에 의해 상기 제 2 날개의 전단에서 후단으로 이송하고,
   상기 하우징은,
   상기 제 1 날개에 대향함과 함께 상기 제 1 임펠러를 수용하는 제 1 임펠러실을 형성하는 제 1 슈라우드와,
   상기 제 2 날개에 대향함과 함께 상기 제 2 임펠러를 수용하는 제 2 임펠러실을 형성하는 제 2 슈라우드를 구비하고,
   상기 제 1 날개의 후단과 상기 제 1 슈라우드의 간극을 상기 제 1 날개와 상기 제 1 슈라우드의 최단 거리로 하는 제 1 후단 간극으로 하고, 상기 제 2 날개의 후단과 상기 제 2 슈라우드의 간극을 상기 제 2 날개와 상기 제 2 슈라우드의 최단 거리로 하는 제 2 후단 간극으로 하면,
   상기 제 1 후단 간극은 상기 제 2 후단 간극보다 작은, 전동 터보식 압축기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 후단 간극으로 향한 상기 제 1 날개의 후단의 높이를 제 1 출구 높이로 하고, 상기 제 2 후단 간극으로 향한 상기 제 2 날개의 후단의 높이를 제 2 출구 높이로 하면,
   상기 제 1 출구 높이는 상기 제 2 출구 높이보다 높은, 전동 터보식 압축기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1 임펠러의 외경이, 상기 제 2 임펠러의 외경보다 큰, 전동 터보식 압축기.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 1 날개의 전단과 상기 제 1 슈라우드의 간극을 상기 제 1 날개와 상기 제 1 슈라우드의 최단 거리로 하는 제 1 전단 간극으로 하고, 상기 제 2 날개의 전단과 상기 제 2 슈라우드의 간극을 상기 제 2 날개와 상기 제 2 슈라우드의 최단 거리로 하는 제 2 전단 간극으로 하면,
   상기 제 1 전단 간극은 상기 제 2 전단 간극보다 작은, 전동 터보식 압축기.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   냉동 사이클을 순환하는 냉매를 압축하는, 전동 터보식 압축기.

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