WO2022013985A1

WO2022013985A1 - 多段電動遠心圧縮機

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Publication number: WO2022013985A1
Application number: PCT/JP2020/027555
Authority: WO
Inventors: 直道柴田; 秉一安; 孝昭吉澤
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Engine and Turbocharger Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Engine and Turbocharger Ltd
Priority date: 2020-07-15
Filing date: 2020-07-15
Publication date: 2022-01-20
Anticipated expiration: 2023-01-15
Also published as: US12410802B2; JP7373076B2; DE112020007071T5; JPWO2022013985A1; CN115803531B; US20230332607A1; CN115803531A

Abstract

回転シャフトの両端に設けられたインペラを電動モータ（１０）により駆動するように構成された多段電動遠心圧縮機（１）であって、回転シャフト（３）と、回転シャフトの一方側に設けられた低圧段インペラ（４）と、回転シャフトの他方側に設けられた高圧段インペラ（５）と、高圧段インペラを収納する高圧段ハウジング（７）と、低圧段インペラにより圧縮された圧縮気体を高圧段ハウジングに供給するためのつなぎ配管（８）と、を備え、高圧段ハウジングは、回転シャフトの軸線（ＣＡ）に対して交差する方向に向かって開口する高圧段入口開口（７１）を有し、つなぎ配管は、高圧段入口開口に接続される高圧段側接続部（８１）を含む。

Description

多段電動遠心圧縮機

　本開示は、回転シャフトの両端に設けられたインペラを電動モータにより駆動するように構成された多段電動遠心圧縮機に関する。

　車体に搭載した燃料電池で発電し、電動機の動力で走る燃料電池車には、電動遠心圧縮機が搭載されることがある。電動遠心圧縮機は、燃料電池に圧縮空気を供給することで、燃料電池の効率を向上させている。電動遠心圧縮機には、気体（例えば、空気）の体積を段階的に圧縮する多段電動遠心圧縮機がある。

　多段電動遠心圧縮機は、電動モータ駆動により回転する回転シャフトの一方側に設けられた低圧段インペラにより、気体を第１の圧力まで圧縮し、上記回転シャフトの他方側に設けられた高圧段インペラにより、低圧段インペラにより圧縮された圧縮空気を第１の圧力よりも高い第２の圧力まで圧縮するように構成されている（例えば、特許文献１）。

　特許文献１に記載の多段電動遠心圧縮機は、低圧段インペラを収納する低圧段ハウジングと、高圧段インペラを収納する高圧段ハウジングと、を備える。高圧段ハウジングは、回転シャフトの軸線方向に向かって開口する入口開口を有する。低圧段インペラにより圧縮された圧縮空気は、上記入口開口を通じて高圧段ハウジングの内部に導入され、高圧段インペラによりさらに圧縮される。

特開２０１５－１５５６９６号公報

　燃料電池車の要求性能（低流量、且つ高圧力）を満足させるためには、多段電動遠心圧縮機の電動モータの出力や空気圧縮比を高くする必要がある。多段電動遠心圧縮機の電動モータの出力や空気圧縮比を高くするために、多段電動遠心圧縮機の構造が複雑なものとなり、多段電動遠心圧縮機が大型化する傾向がある。このため、多段電動遠心圧縮機の小型化を図る必要がある。

　上述した事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態の目的は、多段電動遠心圧縮機の小型化を図ることができる多段電動遠心圧縮機を提供することにある。

　本開示にかかる多段電動遠心圧縮機は、
　回転シャフトの両端に設けられたインペラを電動モータにより駆動するように構成された多段電動遠心圧縮機であって、
　前記回転シャフトと、
　前記回転シャフトの一方側に設けられた低圧段インペラと、
　前記回転シャフトの他方側に設けられた高圧段インペラと、
　前記高圧段インペラを収納する高圧段ハウジングと、
　前記低圧段インペラにより圧縮された圧縮気体を前記高圧段ハウジングに供給するためのつなぎ配管と、を備え、
　前記高圧段ハウジングは、前記回転シャフトの軸線に対して交差する方向に向かって開口する高圧段入口開口を有し、
　前記つなぎ配管は、前記高圧段入口開口に接続される高圧段側接続部を含む。

　本開示の少なくとも一実施形態によれば、小型化および軽量化を図ることができる多段電動遠心圧縮機が提供される。

本開示の一実施形態にかかる多段電動遠心圧縮機の構成を概略的に示す概略構成図である。図１に示されるつなぎ配管の高圧段接続部および高圧段ハウジングを軸方向における高圧段側から視た断面を概略的に示す概略断面図である。図１に示されるつなぎ配管の高圧段接続部の形状を説明するための説明図である。本開示の一実施形態にかかる多段電動遠心圧縮機におけるつなぎ配管の近傍を概略的に示す概略図である。本開示の一実施形態にかかる多段電動遠心圧縮機の構成を概略的に示す概略構成図である。図５に示される高圧段ハウジングを軸方向における高圧段側から視た断面を概略的に示す概略断面図である。本開示の一実施形態にかかる多段電動遠心圧縮機における高圧段ハウジングの近傍を概略的に示す概略図である。本開示の一実施形態にかかる多段電動遠心圧縮機の構成を概略的に示す概略構成図である。図８における高圧段側スリーブ近傍の概略断面図である。本開示の一実施形態にかかる多段電動遠心圧縮機の構成を概略的に示す概略構成図である。図１０における高圧段側スリーブ近傍の概略断面図である。本開示の一実施形態にかかる多段電動遠心圧縮機の構成を概略的に示す概略構成図である。本開示の一実施形態にかかる多段電動遠心圧縮機の構成を概略的に示す概略構成図である。

　以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
　例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
　例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
　例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
　一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
　なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。

（多段電動遠心圧縮機）
　図１は、本開示の一実施形態にかかる多段電動遠心圧縮機の構成を概略的に示す概略構成図である。図１において、多段電動遠心圧縮機１は、回転シャフト３の軸線ＣＡに沿った断面が概略的に示されている。
　本開示の幾つかの実施形態にかかる多段電動遠心圧縮機１は、図１に示されるように、回転シャフト３の両端に設けられたインペラ（低圧段インペラ４、高圧段インペラ５）を電動モータ１０により駆動するように構成されている。

　多段電動遠心圧縮機１は、図１に示されるように、回転シャフト３と、回転シャフト３の一方側（図１中右側）に設けられた低圧段インペラ４と、回転シャフト３の他方側（図１中左側）に設けられた高圧段インペラ５と、低圧段インペラ４を収容するように構成された低圧段ハウジング６と、高圧段インペラ５を収容するように構成された高圧段ハウジング７と、低圧段インペラ４により圧縮された圧縮気体を高圧段ハウジング７に供給するためのつなぎ配管８と、を少なくとも備える。

　以下、図１に示されるように、回転シャフト３の軸線ＣＡが延在する方向を軸方向Ｘとし、軸線ＣＡに直交する方向を径方向Ｙとする。軸方向Ｘのうち、高圧段インペラ５に対して低圧段インペラ４が位置する側（図１中右側）を低圧段側ＸＬとし、低圧段側ＸＬとは反対側（図１中左側）を高圧段側ＸＨとする。

（電動モータ）
　多段電動遠心圧縮機１に搭載される電動モータ１０は、回転子である回転体１１と、固定子であるモータステータ１２と、を含む。回転体１１は、回転シャフト３と、回転シャフト３の外周に取り付けられたロータアッセンブリ１３と、を少なくとも含む。ロータアッセンブリ１３は、永久磁石１４を含む。モータステータ１２は、モータコイル（ステータコイル）１２１を含み、不図示の電力源から供給された電力により、永久磁石１４を搭載した回転体１１を回転させる磁界を発生させるように構成されている。モータステータ１２が発生させた磁界（電動モータ１０が発生させた動力）により回転体１１が回転すると、回転シャフト３に取り付けられたインペラ（低圧段インペラ４および高圧段インペラ５）が連動して回転する。

　多段電動遠心圧縮機１は、低圧段インペラ４を回転させることで、低圧段ハウジング６の内部に導入された気体を圧縮し、該気体を第１の圧力まで加圧する。第１の圧力まで加圧された圧縮気体は、つなぎ配管８を通じて高圧段ハウジング７の内部に導かれる。多段電動遠心圧縮機１は、高圧段インペラ５を回転させることで、高圧段ハウジング７の内部に導入された圧縮気体をさらに圧縮し、該圧縮気体を第１の圧力よりも高い第２の圧力まで加圧する。

　多段電動遠心圧縮機１は、回転シャフト３に装着されたロータアッセンブリ１３と、ロータアッセンブリ１３の外周を囲むように配置されたモータステータ１２と、回転シャフト３を回転可能に支持する少なくとも一つの軸受１５と、少なくとも一つの軸受１５を収納するように構成された少なくとも一つの軸受ハウジング１６と、電動モータ１０（モータステータ１２）を収容するように構成されたステータハウジング１７と、をさらに備える。少なくとも一つの軸受ハウジング１６やステータハウジング１７は、軸方向Ｘにおける低圧段ハウジング６と高圧段ハウジング７との間に配置されている。ステータハウジング１７は、軸方向Ｘにおいて少なくとも一つの軸受ハウジング１６に隣接して配置されている。モータステータ１２は、ステータハウジング１７の内部においてステータハウジング１７に支持されている。

（軸受、軸受ハウジング）
　図示される実施形態では、少なくとも一つの軸受１５は、軸方向Ｘにおける低圧段インペラ４とロータアッセンブリ１３との間に配置された低圧段側軸受１５Ａと、軸方向Ｘにおける高圧段インペラ５とロータアッセンブリ１３との間に配置された高圧段側軸受１５Ｂと、を含む。少なくとも一つの軸受ハウジング１６は、低圧段側軸受１５Ａを収納するように構成された低圧段側軸受ハウジング１６Ａと、高圧段側軸受１５Ｂを収納するように構成された高圧段側軸受ハウジング１６Ｂと、を含む。低圧段側軸受１５Ａは、低圧段側軸受ハウジング１６Ａの内部に形成された軸受支持面１６１に支持されている。高圧段側軸受１５Ｂは、高圧段側軸受ハウジング１６Ｂの内部に形成された軸受支持面１６２に支持されている。

　低圧段側軸受ハウジング１６Ａは、低圧段ハウジング６よりも高圧段側ＸＨ、且つステータハウジング１７よりも低圧段側ＸＬに配置されている。低圧段側軸受ハウジング１６Ａは、軸方向Ｘにおいて低圧段側軸受ハウジング１６Ａに隣接して配置される低圧段ハウジング６やステータハウジング１７に、例えば締結ボルトなどの締結部材により、機械的に連結されている。高圧段側軸受ハウジング１６Ｂは、高圧段ハウジング７よりも低圧段側ＸＬ、且つステータハウジング１７よりも高圧段側ＸＨに配置されている。高圧段側軸受ハウジング１６Ｂは、軸方向Ｘにおいて高圧段側軸受ハウジング１６Ｂに隣接して配置される高圧段ハウジング７やステータハウジング１７に、例えば締結ボルトなどの締結部材により、機械的に連結されている。

（スリーブ）
　図示される実施形態では、多段電動遠心圧縮機１は、軸方向Ｘにおける低圧段インペラ４と低圧段側軸受１５Ａとの間において、回転シャフト３の外周に取り付けられた低圧段側スリーブ１８Ａと、軸方向Ｘにおける高圧段インペラ５と高圧段側軸受１５Ｂとの間において、回転シャフト３の外周に取り付けられた高圧段側スリーブ１８Ｂと、高圧段側軸受１５Ｂを低圧段側ＸＬに付勢する与圧バネ１９と、をさらに備える。上述した回転体１１は、低圧段側スリーブ１８Ａと、高圧段側スリーブ１８Ｂと、をさらに含む。

　低圧段側軸受ハウジング１６Ａは、低圧段側スリーブ１８Ａの外周面に対面する内面（スリーブ対向面）１６３と、軸受支持面１６１の低圧段側ＸＬの端部から径方向における内側に向かって延在し、低圧段側軸受１５Ａが係止する係止面１６４と、を有する。内面１６３は、軸受支持面１６１よりも小径に形成されている。高圧段側軸受ハウジング１６Ｂは、高圧段側スリーブ１８Ｂの外周面に対面する内面（スリーブ対向面）１６５と、軸受支持面１６２の高圧段側ＸＨの端部から径方向における内側に向かって延在する係止面１６６と、を有する。内面１６５は、軸受支持面１６２よりも小径に形成されている。上述した与圧バネ１９は、係止面１６６と高圧段側軸受１５Ｂとの間に配置され、高圧段側軸受１５Ｂに所定の与圧を与えている。

（低圧段ハウジング、低圧段インペラ）
　低圧段ハウジング６は、図１に示されるように、低圧段ハウジング６の外部から内部に気体を導入するための低圧段入口開口６１と、低圧段ハウジング６の内部から外部に気体を排出するための低圧段出口開口６２と、が形成されている。低圧段ハウジング６の内部には、低圧段入口開口６１から低圧段ハウジング６の内部に導入された気体を低圧段インペラ４に導くための供給流路６３と、低圧段インペラ４を通過した気体を低圧段出口開口６２に導くためのスクロール流路６４と、が形成されている。図示される実施形態では、低圧段入口開口６１は、軸方向Ｘにおける低圧段側ＸＬに向かって開口している。低圧段出口開口６２は、軸線ＣＡに対して交差（例えば、直交）する方向に向かって開口している。

　図１に示される実施形態では、低圧段インペラ４は、回転シャフト３の一方側に機械的に連結されたハブ４１と、ハブ４１の外周面４２に設けられた複数のインペラ翼４３を有する。低圧段インペラ４は、回転シャフト３の軸線ＣＡを中心として回転シャフト３と一体的に回転可能である。低圧段インペラ４は、軸方向Ｘに沿って低圧段側ＸＬから送られる気体を径方向Ｙにおける外側に導くように構成された遠心式のインペラからなる。複数のインペラ翼４３の先端４４の夫々は、低圧段ハウジング６の凸状に湾曲するシュラウド面６５との間に隙間（クリアランス）が形成されている。

　図１に示される実施形態では、低圧段ハウジング６は、他の部材（図示例では、低圧段側軸受ハウジング１６Ａ）と組み合わされることで、低圧段インペラ４を回転可能に収容する低圧段インペラ室６６が形成される。低圧段インペラ室６６は、気体の流れ方向の上流側に位置する供給流路６３、および気体の流れ方向の下流側に位置するスクロール流路６４に連通している。スクロール流路６４は、低圧段インペラ４の径方向Ｙにおける外側を囲むような渦巻き形状を有する。シュラウド面６５は、低圧段インペラ室６６の一部を画定している。

（高圧段ハウジング、高圧段インペラ）
　高圧段ハウジング７は、図１に示されるように、高圧段ハウジング７の外部から内部に気体を導入するための高圧段入口開口７１と、高圧段ハウジング７の内部から外部に気体を排出するための高圧段出口開口７２と、が形成されている。高圧段ハウジング７の内部には、高圧段入口開口７１から高圧段ハウジング７の内部に導入された気体を高圧段インペラ５に導くための供給流路７３と、高圧段インペラ５を通過した気体を高圧段出口開口７２に導くためのスクロール流路７４と、が形成されている。図示される実施形態では、高圧段入口開口７１および高圧段出口開口７２の夫々は、軸線ＣＡに対して交差（例えば、直交）する方向に向かって開口している。

　図１に示される実施形態では、高圧段インペラ５は、回転シャフト３の他方側に機械的に連結されたハブ５１と、ハブ５１の外周面５２に設けられた複数のインペラ翼５３を有する。高圧段インペラ５は、回転シャフト３の軸線ＣＡを中心として回転シャフト３と一体的に回転可能である。高圧段インペラ５は、軸方向Ｘに沿って高圧段側ＸＨから送られる気体を径方向Ｙにおける外側に導くように構成された遠心式のインペラからなる。複数のインペラ翼５３の先端５４の夫々は、高圧段ハウジング７の凸状に湾曲するシュラウド面７５との間に隙間（クリアランス）が形成されている。

　図１に示される実施形態では、高圧段ハウジング７は、他の部材（図示例では、高圧段側軸受ハウジング１６Ｂ）と組み合わされることで、高圧段インペラ５を回転可能に収容する高圧段インペラ室７６が形成される。高圧段インペラ室７６は、気体の流れ方向の上流側に位置する供給流路７３、および気体の流れ方向の下流側に位置するスクロール流路７４に連通している。スクロール流路７４は、高圧段インペラ５の径方向Ｙにおける外側を囲むような渦巻き形状を有する。シュラウド面７５は、高圧段インペラ室７６の一部を画定している。

　低圧段ハウジング６の外部から低圧段入口開口６１を通じて、供給流路６３に導かれた気体（例えば、空気）は、供給流路６３を高圧段側ＸＨに流れた後に、低圧段インペラ４に送られ、低圧段インペラ４の回転により圧縮されて第１の圧力まで加圧される。低圧段インペラ４を通過した圧縮気体（例えば、圧縮空気）は、径方向Ｙにおける外側に向かいスクロール流路６４を流れた後に、低圧段出口開口６２から低圧段ハウジング６の外部に排出される。

　（つなぎ配管）
　つなぎ配管８は、図１に示されるように、その長さ方向に沿って延びる管状に形成されており、上述した高圧段入口開口７１に接続される高圧段側接続部８１と、低圧段出口開口６２に接続される低圧段側接続部８２と、を少なくとも含む。図示される実施形態では、高圧段側接続部８１および低圧段側接続部８２の夫々は、回転シャフト３の軸線ＣＡに対して交差（図示例では直交）する方向に沿って延在している。つなぎ配管８は、回転シャフトの軸線ＣＡに沿って延在する中間部８３と、低圧段側接続部８２と中間部８３とを繋ぐ曲り形状を有する低圧段側湾曲部８４と、高圧段側接続部８１と中間部８３とを繋ぐ曲り形状を有する高圧段側湾曲部８５と、をさらに含む。図１においては、つなぎ配管８における各部の境界を二点鎖線で示している。つなぎ配管８における各部は、別々の部材により構成されていてもよいし、単一材料から一体的に形成されていてもよい。

　低圧段ハウジング６の低圧段出口開口６２から排出された圧縮気体は、つなぎ配管８を低圧段側接続部８２から高圧段側接続部８１に向かって流れた後に、高圧段ハウジング７の高圧段入口開口７１を通じて、供給流路７３に導かれる。供給流路７３に導かれた圧縮気体は、高圧段インペラ５に送られ、高圧段インペラ５の回転により圧縮されて第１の圧力よりも高い第２の圧力まで加圧される。高圧段インペラ５を通過した圧縮気体は、径方向Ｙにおける外側に向かいスクロール流路７４を流れた後に、高圧段出口開口７２から高圧段ハウジング７の外部に排出される。

　図示される実施形態では、多段電動遠心圧縮機１は、燃料電池車用の多段電動遠心圧縮機からなる。このため、多段電動遠心圧縮機１は、高圧段インペラ５により圧縮された圧縮気体を燃料電池２０に供給するための圧縮気体供給ライン２１をさらに備える。燃料電池２０は、例えば、固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）からなり、空気極２０１と、燃料極２０２と、空気極２０１および燃料極２０２の間に設けられた固体電解質２０３と、を有する。高圧段ハウジング７の高圧段出口開口７２から排出された圧縮気体は、高圧段出口開口７２と燃料電池２０の空気極２０１とを繋ぐ圧縮気体供給ライン２１を通じて、燃料電池２０に供給される。なお、本開示は、燃料電池車用以外の多段電動遠心圧縮機、例えば、エンジンなどの内燃機関に送られる燃焼用気体を加圧する内燃機関用の多段電動遠心圧縮機に適用してもよい。すなわち、圧縮気体供給ライン２１は、高圧段ハウジング７の高圧段出口開口７２と不図示の内燃機関とを繋ぐように構成されていてもよい。

　幾つかの実施形態にかかる多段電動遠心圧縮機１は、図１に示されるように、回転シャフト３と、回転シャフト３の一方側（低圧段側ＸＬ）に設けられた低圧段インペラ４と、回転シャフト３の他方側（高圧段側ＸＨ）に設けられた高圧段インペラ５と、高圧段インペラ５を収納する高圧段ハウジング７と、低圧段インペラ４により圧縮された圧縮気体を高圧段ハウジング７に供給するためのつなぎ配管８と、を少なくとも備える。上述した高圧段ハウジング７は、回転シャフト３の軸線ＣＡに対して交差（例えば、直交）する方向に向かって開口する高圧段入口開口７１を有する。上述したつなぎ配管８は、高圧段入口開口７１に接続される高圧段側接続部８１を含む。

　上記の構成によれば、高圧段ハウジング７には、回転シャフト３の軸線ＣＡに対して交差する方向に向かって高圧段入口開口７１が開口し、この高圧段入口開口７１につなぎ配管８の高圧段側接続部８１が接続されている。このため、低圧段インペラ４により圧縮された圧縮気体は、つなぎ配管８を通じて、高圧段ハウジング７の外周側（径方向Ｙにおける外側）から高圧段ハウジング７の内部に供給される。この場合には、高圧段ハウジング７に回転シャフト３の軸方向Ｘに沿って圧縮気体が導入される場合に比べて、つなぎ配管８や高圧段ハウジング７の上記軸方向Ｘにおける長さを短いものにすることができる。これにより、多段電動遠心圧縮機１の上記軸方向Ｘにおける長さを短いものにすることができるので、多段電動遠心圧縮機１の小型化および軽量化を図ることができる。

　図２は、図１に示されるつなぎ配管の高圧段接続部および高圧段ハウジングを軸方向における高圧段側から視た断面を概略的に示す概略断面図である。図３は、図１に示されるつなぎ配管の高圧段接続部の形状を説明するための説明図である。
　幾つかの実施形態では、図３に示されるように、上述した高圧段側接続部８１の流路断面（例えば、流路断面８１３、８１４）は、回転シャフト３の軸線ＣＡに対して直交する方向に沿って長手方向ＬＤを有し、且つ長手方向ＬＤの両端側に形成された凸湾曲部８１１、８１２を含む。

　図示される実施形態では、図２に示されるように、上述した高圧段側接続部８１は、高圧段入口開口７１側に向かうにつれて、その流路断面積が大きくなる拡大領域ＥＡを有する。この拡大領域ＥＡは、高圧段側接続部８１の内壁面８１０により画定される。図２に示される実施形態では、高圧段側接続部８１は、高圧段入口開口７１に接続される一方側が拡大領域ＥＡの終点Ｐ２となり、上記一方側とは反対側が拡大領域ＥＡの始点Ｐ１となっている。上記流路断面８１３は、拡大領域ＥＡの始点Ｐ１における流路断面であり、上記流路断面８１４は、拡大領域ＥＡの終点Ｐ２における流路断面である。

　上記の構成によれば、高圧段側接続部８１の流路断面は、回転シャフト３の軸線ＣＡに対して直交する方向に沿って長手方向ＬＤを有し、且つ長手方向ＬＤの両端側に形成された凸湾曲部８１１、８１２を含む。この場合には、高圧段側接続部８１の流路断面が、長手方向ＬＤに沿って延びる長円形状であるため、高圧段側接続部８１が回転シャフト３の軸方向Ｘに大きくなることを抑制しつつ、高圧段側接続部８１の流路面積を大きなものにすることができる。高圧段側接続部８１の流路面積を大きなものとすることで、高圧段ハウジング７に必要量の圧縮気体を供給できる。また、高圧段側接続部８１の流路断面が長円形状であるため、仮に上記流路断面が矩形などの多角形状である場合に比べて、高圧段側接続部８１を流れる圧縮気体の圧力損失を抑制できる。

　幾つかの実施形態では、図３に示されるように、上述した高圧段側接続部８１の流路断面（例えば、流路断面８１３、８１４）は、回転シャフト３の軸線ＣＡに沿って短手方向ＳＤを有する。この場合には、高圧段側接続部８１の流路断面を、軸線ＣＡに沿って短手方向ＳＤを有する形状にすることで、高圧段側接続部８１の回転シャフト３の軸方向Ｘにおける長さを短いものとすることができ、ひいては多段電動遠心圧縮機１の小型化および軽量化を図ることができる。

　幾つかの実施形態では、図３に示されるように、上述した高圧段側接続部８１の流路断面（例えば、流路断面８１３、８１４）は、一対の凸湾曲部８１１、８１２の端部同士を繋ぐ直線部８１５をさらに含む。直線部８１５は、長手方向ＬＤに所定の長さＬ１を有し、その短手方向ＳＤにおける長さが等しくなっている。この場合には、高圧段側接続部８１の流路断面が直線部８１５を含むことにより、高圧段側接続部８１を流れる圧縮気体の、高圧段入口開口７１側に向かう速度成分を大きなものとすることができるため、高圧段入口開口７１から高圧段インペラ５に圧縮気体をスムーズに流入させることができる。これにより、高圧段側接続部８１と高圧段入口開口７１との接続部における圧縮気体の圧力損失を低減できる。

　幾つかの実施形態では、図２、３に示されるように、上述した高圧段側接続部８１の流路断面は、高圧段入口開口７１側に向かうにつれて長手方向ＬＤの長さが大きくなるように形成された。図示される実施形態では、流路断面８１４（拡大領域ＥＡの終点Ｐ２）における長手方向ＬＤの長さが、流路断面８１３（拡大領域ＥＡの始点Ｐ１）における長手方向ＬＤの長さよりも大きくなっている。これに対して、拡大領域ＥＡの始点Ｐ１から終点Ｐ２までに亘り短手方向ＳＤの長さの変動は少なく、長手方向ＬＤの長さが大きくなることで、流路断面積が拡大している。

　上記の構成によれば、高圧段側接続部８１の流路断面を、高圧段入口開口７１側に向かうにつれて長手方向の長さが大きくなるように形成することで、高圧段側接続部８１の内壁面８１０に沿って流れる圧縮気体をそのまま、高圧段ハウジング７の供給流路７３を画定する内壁面７７に沿って流すことができる。圧縮気体を高圧段ハウジング７の内壁面７７に沿って流すことで、圧縮気体の内壁面７７からの剥離を抑制できるため、高圧段ハウジング７の供給流路７３における圧縮気体の圧力損失を低減できる。

　幾つかの実施形態では、図２に示されるように、上述した高圧段入口開口７１は、供給流路７３の外周側を画定する内周壁面７７２に形成されている。上述した高圧段側接続部８１の内壁面８１０と、高圧段ハウジング７の内周壁面７７２とは、なだらかに接続している。ここで、「なだらかに接続している」とは、内壁面７７と内周壁面７７２との境界に角部が形成されておらず、丸みを帯びていることを意味する。図示される実施形態では、内壁面８１０は、凸湾曲形状を有している。なお、高圧段側接続部８１と高圧段入口開口７１との接続部における圧縮気体の圧力損失を低減するためには、内周壁面７７２の内壁面７７に接続される部分の曲率を可能な限り大きくすることが好ましい。上記の構成によれば、高圧段側接続部８１の内壁面８１０と、高圧段ハウジング７の内周壁面７７２とが、なだらかに接続しているため、高圧段側接続部８１と高圧段入口開口７１との接続部における圧縮気体の圧力損失を低減できる。

　幾つかの実施形態では、図３に示されるように、上述した高圧段側接続部８１の流路断面は、高圧段入口開口７１側に向かうにつれて凸湾曲部８１１、８１２の最大曲率が大きくなるように形成された。図示される実施形態では、流路断面８１４（拡大領域ＥＡの終点Ｐ２）における凸湾曲部８１１、８１２の最大曲率Ｒ２が、流路断面８１３（拡大領域ＥＡの始点Ｐ１）における凸湾曲部８１１、８１２の最大曲率Ｒ１よりも大きくなっている。図示される実施形態では、流路断面８１３における凸湾曲部８１１、８１２の夫々は、直線部８１５との接続端から長手方向ＬＤの一端までに亘り、その曲率が等しくなるように形成されている。これに対して、流路断面８１４における凸湾曲部８１１、８１２の夫々は、直線部８１５との接続端８１６、８１８から長手方向ＬＤの一端８１７、８１９に向かうにつれて、その曲率が大きくなるように形成されている。或る実施形態では、最大曲率Ｒ２は、最大曲率Ｒ１の２倍以上になっている。

　上記の構成によれば、高圧段側接続部８１の流路断面を、高圧段入口開口７１側に向かうにつれて凸湾曲部８１１、８１２の最大曲率が大きくなるように形成することで、高圧段側接続部８１を流れる圧縮気体を滑らかに高圧段入口開口７１に導くことができる。これにより、高圧段側接続部８１と高圧段入口開口７１との接続部における圧縮気体の圧力損失を低減できる。

　幾つかの実施形態では、図１に示されるように、上述したつなぎ配管８は、上述した高圧段側接続部８１と、上述した低圧段側接続部８２と、上述した中間部８３と、上述した低圧段側湾曲部８４と、上述した高圧段側湾曲部８５と、を含む。そして、少なくとも低圧段側接続部８２の流路断面は、円形状に形成されている。図示される実施形態では、低圧段側接続部８２だけでなく、低圧段側接続部８２および中間部８３の夫々における流路断面が円形状に形成されている。また、高圧段側湾曲部８５において、流路断面が円形状から長円形状に遷移している。

　低圧段ハウジング６からつなぎ配管（８）に送られる圧縮気体は、旋回成分を有している。上記の構成によれば、つなぎ配管８における少なくとも低圧段側接続部８２の流路断面を円形状にすることで、つなぎ配管８を流れる旋回成分を有する圧縮気体の圧力損失を低減できる。なお、低圧段側接続部８２や中間部８３の流路断面を円形状にすることで、つなぎ配管８を流れる旋回成分を有する圧縮気体の圧力損失をさらに低減できる。

　図４は、本開示の一実施形態にかかる多段電動遠心圧縮機におけるつなぎ配管の近傍を概略的に示す概略図である。図４において、多段電動遠心圧縮機１は、回転シャフト３の軸線ＣＡに沿った断面が概略的に示されている。
　幾つかの実施形態では、図４に示されるように、上述した多段電動遠心圧縮機１は、つなぎ配管８内の圧縮気体と、上記圧縮気体を冷却するための冷却液（例えば、冷却水）と、の間で熱交換を行うように構成された冷却装置８６をさらに備える。低圧段インペラ４により圧縮された圧縮気体は、冷却装置８６により冷却された後に、高圧段インペラ５に供給されるようになっている。

　図示される実施形態では、冷却装置８６は、冷却媒体としての冷却液を循環させる冷却液循環ライン８６１と、冷却液を送るように構成された冷却液循環ポンプ８６２と、冷却液を冷却するように構成されたラジエータ８６３と、を含む。冷却液循環ライン８６１は、つなぎ配管８内の圧縮気体と冷却液との間で熱交換を行う熱交換部８６４を有している。冷却液循環ポンプ８６２は、冷却液循環ライン８６１における熱交換部８６４よりも冷却液の流れ方向の上流側に配置され、冷却液を下流側に送るようになっている。ラジエータ８６３は、冷却液循環ライン８６１における熱交換部８６４よりも冷却液の流れ方向の上流側に配置され、圧縮気体との熱交換により昇温した冷却液を冷却するようになっている。これにより、熱交換部８６４における冷却液は、熱交換対象であるつなぎ配管８内の圧縮気体よりも低温になっている。なお、冷却装置８６は、つなぎ配管８内の圧縮気体と冷却液との間で熱交換が可能であればよく、図示される実施形態に限定されない。

　上記の構成によれば、冷却装置８６におけるつなぎ配管８内の圧縮気体と冷却液との熱交換により、つなぎ配管８を流れる圧縮気体が冷却される。冷却装置８６により高圧段インペラ５に送られる圧縮気体の温度を低いものにすることで、高圧段インペラ５を通過後の圧縮気体の高温化を抑制できる。これにより、多段電動遠心圧縮機１の高圧段における圧縮比の向上を図ることができる。また、高圧段インペラ５を通過後の圧縮気体の高温化を抑制することで、高圧段インペラ５の背面５７に面する空間２４に存在する気体の高温化を抑制できるため、高圧段インペラ５の背面５７から軸受１５（特に高圧段側グリース封入軸受１５Ｂ）への入熱量を低減できる。これにより、軸受１５の熱による劣化を抑制できるため、軸受１５の寿命および耐久性を向上できる。

　幾つかの実施形態では、図１に示されるように、上述した高圧段ハウジング７は、高圧段入口開口７１から供給された圧縮気体を高圧段インペラ５に導くための供給流路７３を画定する内壁面７７を含む。この内壁面７７は、供給流路７３の高圧段インペラ５とは反対側（高圧段側ＸＨ）を画定する内端壁面７７１と、供給流路７３の外周側（径方向Ｙにおける外側）を画定する内周壁面７７２と、を含む。上述した高圧段ハウジング７は、内端壁面７７１から高圧段インペラ５に向かって突出する案内凸部７８をさらに含む。図示される実施形態では、案内凸部７８は、その外周面が凹湾曲状に形成されている。

　上記の構成によれば、内端壁面７７１から高圧段インペラ５に向かって突出する案内凸部７８により、高圧段ハウジング７の供給流路７３を流れる圧縮気体を高圧段インペラ５に案内できる。例えば、内端壁面７７１に沿って径方向Ｙにおける内側に向かって流れる圧縮気体の流れを、案内凸部７８の外周面に沿わせることで曲げて、軸方向Ｘにおける低圧段側ＸＬに向かう流れに変えることができる。この場合には、案内凸部７８により、高圧段インペラ５に軸方向に沿って圧縮気体を導入できるため、仮に高圧段インペラ５に径方向における外側から圧縮気体を導入する場合に比べて、多段電動遠心圧縮機１の効率を向上できる。

　図５は、本開示の一実施形態にかかる多段電動遠心圧縮機の構成を概略的に示す概略構成図である。図６は、図５に示される高圧段ハウジングを軸方向における高圧段側から視た断面を概略的に示す概略断面図である。図５において、多段電動遠心圧縮機１は、回転シャフト３の軸線ＣＡに沿った断面が概略的に示されている。
　幾つかの実施形態では、図５に示されるように、上述した内周壁面７７２は、高圧段入口開口７１が形成されている入口側内周壁面７７３と、高圧段入口開口７１とは反対側に位置する反対側内周壁面７７４と、を有する。上述した高圧段ハウジング７は、反対側内周壁面７７４から突出する旋回防止板７９を含む。

　図６に示されるように、高圧段ハウジング７を軸方向Ｘにおける高圧段側ＸＨから視た断面において、高圧段入口開口７１の中心Ｐ３と回転シャフト３の軸線ＣＡとを通過する基準線ＲＬと、反対側内周壁面７７４との交点Ｐ４の位置を０°位置とし、上記軸線ＣＡを中心とした時計回りを正方向とし、上記０°位置に対する上記正方向における回転シャフト３の周方向の角度をθと定義する。上述した旋回防止板７９の軸線ＣＡに最も近い先端７９１は、－９０°≦θ≦９０°の範囲に存在している。図示される実施形態では、旋回防止板７９は、先端７９１に向かうに連れて幅寸法が小さくなるように傾斜する外面（傾斜面）７９２を有する。

　図６には、高圧段インペラ５の前縁５５のチップ端５６を、高圧段インペラ５の入口に相当するものとして図示している。図６に示されるように、供給流路７３を時計回り方向又は反時計回り方向の何れかの方向に内周壁面７７２に沿って流れる圧縮気体の流れを、旋回防止板７９の外面７９２に沿わせることで曲げて、高圧段インペラ５の入口に向かう流れに変えることができる。仮に高圧段ハウジング７が旋回防止板７９を含まない場合には、供給流路７３を時計回り方向に内周壁面７７２に沿って流れる圧縮気体と、供給流路７３を反時計回り方向に内周壁面７７２に沿って流れる圧縮気体と、が衝突してしまうので、供給流路７３における圧力損失の招く虞がある。

　上記の構成によれば、旋回防止板７９により、高圧段ハウジング７の供給流路７３を回転シャフト３の周方向における一方向に向かって流れる圧縮気体と、供給流路７３を上記周方向における上記一方向とは反対方向に向かって流れる圧縮気体とが、衝突することを抑制できる。また、旋回防止板７９により、反対側内周壁面７７４に沿って流れる圧縮気体を高圧段インペラ５が位置する径方向における内側に案内することで、高圧段入口開口７１から流入した圧縮気体をスムーズに高圧段インペラ５に導くことができる。これにより、高圧段ハウジング７の供給流路７３における圧縮気体の圧力損失を低減できる。

　幾つかの実施形態では、図６に示されるように、上述した旋回防止板７９の先端７９１は、高圧段インペラ５の前縁５５のチップ端５６（高圧段インペラ５の入口に相当）よりも回転シャフト３の外周側に位置する。

　仮に旋回防止板７９の先端７９１が、高圧段インペラ５の前縁５５のチップ端５６よりも回転シャフト３の内周側に位置していると、旋回防止板７９に案内されて高圧段インペラ５に導入される圧縮気体の、径方向における内側に向かう速度成分が大きなものとなるため、高圧段インペラ５における圧縮効率が低下する虞がある。上記の構成によれば、旋回防止板７９の先端７９１が、高圧段インペラ５の前縁５５のチップ端５６よりも回転シャフト３の外周側に位置するので、旋回防止板７９に案内されて高圧段インペラ５に導入される圧縮気体の、径方向における内側に向かう速度成分を小さなものとすることができる。これにより、高圧段インペラ５における圧縮効率の低下を抑制できる。

　図６に示されるように、高圧段ハウジング７を軸方向Ｘにおける高圧段側ＸＨから視た断面において、旋回防止板７９の先端７９１の回転シャフト３の軸線ＣＡからの距離をＬ２とし、チップ端５６の半径（軸線ＣＡからの長さ）をＲ３と定義する。上記Ｌ２が大きすぎると、旋回防止板７９の反対側内周壁面７７４からの突出長さが小さくなるため、旋回防止板７９により圧縮気体の流れを変えることが困難となる。また、上記Ｌ２が小さすぎると、上述したように、旋回防止板７９に案内されて高圧段インペラ５に導入される圧縮気体の、径方向における内側に向かう速度成分が大きなものとなるため、高圧段インペラ５における圧縮効率が低下する虞がある。このため、上記Ｌ２は、１．５Ｒ３≦Ｌ２≦２．５Ｒ３の条件を満たすことが好ましい。

　以下の幾つかの実施形態にかかる多段電動遠心圧縮機１の夫々は、独立して実施可能である。例えば、高圧段入口開口７１が軸方向Ｘにおける高圧段側ＸＨに向かって開口している多段電動遠心圧縮機などにも適用可能である。なお、以下の幾つかの実施形態にかかる多段電動遠心圧縮機１の夫々は、互いの構成を組み合わせてもよいし、上述した幾つかの実施形態にかかる多段電動遠心圧縮機１の構成を組み合わせてもよい。

（グリース封入軸受）
　図７は、本開示の一実施形態にかかる多段電動遠心圧縮機における高圧段ハウジングの近傍を概略的に示す概略図である。図８は、本開示の一実施形態にかかる多段電動遠心圧縮機の構成を概略的に示す概略構成図である。図９は、図８における高圧段側スリーブ近傍の概略断面図である。図１０は、本開示の一実施形態にかかる多段電動遠心圧縮機の構成を概略的に示す概略構成図である。図１１は、図１０における高圧段側スリーブ近傍の概略断面図である。図７、８および１０において、多段電動遠心圧縮機１は、回転シャフト３の軸線ＣＡに沿った断面が概略的に示されており、上述したつなぎ配管８は省略されている。
　幾つかの実施形態にかかる多段電動遠心圧縮機１は、図５、８、１０に示されるように、回転シャフト３と、回転シャフト３の一方側（低圧段側ＸＬ）に設けられた低圧段インペラ４と、回転シャフト３の他方側（高圧段側ＸＨ）に設けられた高圧段インペラ５と、回転シャフト３を回転可能に支持するとともに、高圧段インペラ５と前記低圧段インペラ４の間に配置された少なくとも一つの軸受１５と、少なくとも一つの軸受１５を収容する軸受ハウジング１６と、を備える。少なくとも一つの軸受１５は、高圧段インペラ５と電動モータ１０（ロータアッセンブリ１３）との間に配置された高圧段側グリース封入軸受１５Ｂを含む。換言すると、上述した高圧段側軸受１５Ｂは、予めグリースを封入したグリース封入式の軸受からなる。図示される実施形態では、軸受ハウジング１６は、高圧段側グリース封入軸受１５Ｂを収納する高圧段側軸受ハウジング１６Ｂを含む。

　上記の構成によれば、多段電動遠心圧縮機１は、予めグリースを封入した高圧段側グリース封入軸受１５Ｂを備える。この場合には、高圧段側グリース封入軸受１５Ｂにグリースを供給する必要がないため、高圧段側グリース封入軸受１５Ｂ周りの部品（例えば、高圧段側軸受ハウジング１６Ｂ）の構造を簡素化することができ、ひいては多段電動遠心圧縮機１の小型化および軽量化を図ることができる。

　幾つかの実施形態にかかる多段電動遠心圧縮機１では、図５、８、１０に示されるように、上述した少なくとも一つの軸受１５は、上述した高圧段側グリース封入軸受１５Ｂと、低圧段インペラ４と電動モータ１０（ロータアッセンブリ１３）との間に配置された低圧段側グリース封入軸受１５Ａをさらに含む。換言すると、上述した低圧段側軸受１５Ａは、予めグリースを封入したグリース封入式の軸受からなる。図示される実施形態では、軸受ハウジング１６は、上述した高圧段側軸受ハウジング１６Ｂと、低圧段側グリース封入軸受１５Ａを収納する低圧段側軸受ハウジング１６Ａと、を含む。

　上記の構成によれば、多段電動遠心圧縮機１は、予めグリースを封入した低圧段側グリース封入軸受１５Ａを備える。この場合には、低圧段側グリース封入軸受１５Ａにグリースを供給する必要がないため、低圧段側グリース封入軸受１５Ａ周りの部品（例えば、低圧段側軸受ハウジング１６Ａ）の構造を簡素化することができ、ひいては多段電動遠心圧縮機１の小型化および軽量化を図ることができる。

　高圧段側グリース封入軸受１５Ｂや低圧段側グリース封入軸受１５Ａの熱による劣化を抑制するために、これらの軸受１５Ａ、１５Ｂへの高圧段インペラ５や低圧段インペラ４の背面からの熱の伝達を抑制するための機構を設けることが望ましい。

（軸受ハウジングの冷却通路）
　幾つかの実施形態では、図５に示されるように、上述した軸受ハウジング１６（高圧段側軸受ハウジング１６Ｂ）は、回転シャフト３の軸方向Ｘにおいて、高圧段側グリース封入軸受１５Ｂと高圧段インペラ５との間に形成された冷却通路９１を有する。図示される実施形態では、冷却通路９１は、高圧段側スリーブ１８Ｂの外周側に位置している。冷却通路９１は、回転シャフト３の周方向に沿って延在している。冷却通路９１は、軸線ＣＡに直交する方向に沿った断面において、環状に形成されていてもよいし、円弧状に形成されていてもよい。なお、図示される実施形態では、冷却通路９１には、気体（例えば、空気）が充填されているが、冷却通路９１には冷却水が充填されていてもよい。多段電動遠心圧縮機１は、冷却通路９１に冷却水を供給するための不図示の冷却水供給ラインを備えていてもよい。

　上記の構成によれば、軸受ハウジング１６（高圧段側軸受ハウジング１６Ｂ）は、回転シャフト３の軸方向Ｘにおいて、高圧段側グリース封入軸受１５Ｂと高圧段インペラ５との間に形成された冷却通路９１を有する。このため、冷却通路９１により、高圧段インペラ５の背面５７から高圧段側グリース封入軸受１５Ｂへの熱の伝達を抑制できる。これにより、高圧段側グリース封入軸受１５Ｂの熱による劣化を抑制できるため、高圧段側グリース封入軸受１５Ｂの寿命および耐久性を向上できる。

　なお、冷却通路９１の径方向Ｙにおける内側端は、高圧段側軸受ハウジング１６Ｂの内面１６５の近傍に位置することが好ましい。これにより、高圧段インペラ５や高圧段インペラ５の背面５７に面する空間２４に存在する気体からの熱が、高圧段側スリーブ１８Ｂや、高圧段側スリーブ１８Ｂの外周面１８１（図９参照）と上記内面１６５との間に形成される隙間２５（図９参照）を通じて、高圧段側軸受ハウジング１６Ｂに伝達することを効果的に抑制できる。

　上述した冷却通路を低圧段側に形成してもよい。幾つかの実施形態では、図５に示されるように、上述した軸受ハウジング１６（低圧段側軸受ハウジング１６Ａ）は、回転シャフト３の軸方向Ｘにおいて、低圧段側グリース封入軸受１５Ａと低圧段インペラ４との間に形成された冷却通路９２を有する。図示される実施形態では、冷却通路９２は、低圧段側グリース封入軸受１５Ａの外周側に位置している。冷却通路９２は、回転シャフト３の周方向に沿って延在している。冷却通路９２は、軸線ＣＡに直交する方向に沿った断面において、環状に形成されていてもよいし、円弧状に形成されていてもよい。なお、図示される実施形態では、冷却通路９２には、気体（例えば、空気）が充填されているが、冷却通路９２には冷却水が充填されていてもよい。多段電動遠心圧縮機１は、冷却通路９２に冷却水を供給するための不図示の冷却水供給ラインを備えていてもよい。

　上記の構成によれば、軸受ハウジング１６（低圧段側軸受ハウジング１６Ａ）は、回転シャフト３の軸方向Ｘにおいて、低圧段側グリース封入軸受１５Ａと低圧段インペラ４との間に形成された冷却通路９２を有する。このため、冷却通路９２により、低圧段インペラ４の背面から低圧段側グリース封入軸受１５Ａへの熱の伝達を抑制できる。これにより、低圧段側グリース封入軸受１５Ａの熱による劣化を抑制できるため、低圧段側グリース封入軸受１５Ａの寿命および耐久性を向上できる。

（高圧段ハウジングの冷却通路）
　幾つかの実施形態では、図７に示されるように、上述した高圧段ハウジング７は、高圧段インペラ５よりも回転シャフト３の外周側に形成された高圧段側冷却通路７０を有する。高圧段側冷却通路７０には、高圧段ハウジング７よりも低温の熱媒体（例えば、冷却液）が流通するようになっており、高圧段ハウジング７内の高圧段インペラ５に供給された圧縮気体から、高圧段ハウジング７を介して、高圧段側冷却通路７０に熱が移動するようになっている。図示される実施形態では、高圧段側冷却通路７０は、スクロール流路６４の径方向における内側を形成する面とシュラウド面６５との間に形成されている。

　図７に示される実施形態では、高圧段側冷却通路７０は、回転シャフト３の周方向に沿って延在する環状に形成されている。なお、高圧段側冷却通路７０は、回転シャフト３の周方向に沿って延在する円弧状に形成されていてもよい。高圧段ハウジング７は、冷却液が高圧段側冷却通路７０に流入するための入口通路７０１と、高圧段側冷却通路７０から冷却液を排出するための出口通路７０２と、をさらに有する。入口通路７０１は、高圧段ハウジング７の外面に形成された冷却液導入口７０３と、高圧段側冷却通路７０と、を冷却液が流通可能に接続している。出口通路７０２は、高圧段ハウジング７の外面に形成された冷却液排出口７０４と、高圧段側冷却通路７０と、を冷却液が流通可能に接続している。

　また、図７に示される実施形態では、多段電動遠心圧縮機１は、高圧段側冷却通路７０に冷却液を送るための冷却液供給ライン７０５と、冷却液を貯留するように構成された冷却液貯留装置（冷却液貯留タンク）７０６と、冷却液供給ライン７０５における下流側に冷却液を送るように構成された冷却液循環ポンプ７０７と、を備える。冷却液貯留装置７０６は、冷却液供給ライン７０５における冷却液循環ポンプ７０７よりも上流側に配置されている。冷却液供給ライン７０５の下流端は、入口通路７０１の冷却液導入口７０３に接続されている。冷却液循環ポンプ７０７が冷却液を冷却液供給ライン７０５における下流側に送ることで、冷却液が入口通路７０１を通じて高圧段側冷却通路７０に流入する。高圧段側冷却通路７０に流入した冷却液は、高圧段側冷却通路７０を回転シャフト３の周方向に沿って流れた後に、出口通路７０２を通じて、冷却液排出口７０４から高圧段ハウジング７の外部に排出される。なお、冷却液排出口７０４から高圧段ハウジング７の外部に排出された冷却液を熱交換器などで冷却した後に再度、入口通路７０１を通じて高圧段側冷却通路７０に流入させる構成にしてもよい。

　上記の構成によれば、高圧段側冷却通路７０により、高圧段ハウジング７内の高圧段インペラ５に供給された圧縮気体を冷却でき、高圧段インペラ５を通過後の圧縮気体の高温化を抑制できる。これにより、多段電動遠心圧縮機１の高圧段における圧縮比の向上を図ることができる。また、高圧段インペラ５を通過後の圧縮気体の高温化を抑制することで、高圧段インペラ５の背面５７に面する空間２４に存在する気体の高温化を抑制できるため、高圧段インペラ５の背面５７から軸受１５（例えば高圧段側グリース封入軸受１５Ｂ）への入熱量を低減できる。これにより、軸受１５の熱による劣化を抑制できるため、軸受１５の寿命および耐久性を向上できる。

（圧力抜き孔）
　幾つかの実施形態では、図８に示されるように、上述した高圧段側軸受ハウジング１６Ｂ（軸受ハウジング１６）は、第１圧力抜き孔９３を有する。第１圧力抜き孔９３は、回転シャフト３を含む回転体１１の外周面に対面する高圧段側軸受ハウジング１６Ｂの内面１６５に形成された第１の内側開口９３１と、高圧段側軸受ハウジング１６Ｂの外面１６８に形成された第１の外側開口９３２と、を有する。第１の内側開口９３１は、回転シャフト３の軸方向Ｘにおける高圧段側グリース封入軸受１５Ｂと、高圧段インペラ５との間に形成されている。

　図９に示されるように、高圧段インペラ５の背面５７と、この背面５７に対面する高圧段側軸受ハウジング１６Ｂの高圧段側面１６７と、の間には、空間２４が形成されている。また、高圧段側スリーブ１８Ｂの外周面１８１と、この外周面１８１に対面する高圧段側軸受ハウジング１６Ｂの内面１６５と、の間には、隙間２５が形成されている。この隙間２５は、空間２４に連通している。

　図示される実施形態では、図９に示されるように、高圧段側スリーブ１８Ｂの外周面１８１には、第１のシール部材（例えば、環状のシールリング）２２が嵌合する第１の環状溝１８２と、第２のシール部材（例えば、環状のシールリング）２３が嵌合する第２の環状溝１８３と、を有する。第２の環状溝１８３は、第１の環状溝１８２よりも軸方向Ｘにおける低圧段側ＸＬ（図９中右側）に形成されている。第１のシール部材２２および第２のシール部材２３の夫々は、その外面が高圧段側スリーブ１８Ｂの外周面１８１に当接しており、上記隙間２５を複数に分断している。また、図示される実施形態では、第１の内側開口９３１は、軸方向Ｘにおける第１の環状溝１８２と第２の環状溝１８３との間に位置している。

　高圧段インペラ５が回転すると、上記空間２４に存在する気体は、昇温、昇圧する。上記空間２４に存在する気体が、隙間２５を通過して高圧段側グリース封入軸受１５Ｂに流れると、高圧段側グリース封入軸受１５Ｂが熱により劣化する虞がある。

　上記の構成によれば、高圧段側軸受ハウジング１６Ｂ（軸受ハウジング１６）は、上記内面１６５に形成された第１の内側開口９３１と、上記外面１６８に形成された第１の外側開口９３２と、を有する第１圧力抜き孔９３を有する。第１の内側開口９３１は、回転シャフト３の軸方向における、高圧段側グリース封入軸受１５Ｂと高圧段インペラ５との間に形成されている。この場合には、高圧段インペラ５の背面５７に面する空間２４からの圧力漏れを、第１圧力抜き孔９３を通じて、高圧段側軸受ハウジング１６Ｂ（軸受ハウジング１６）の外部に流すことができる。図示例では、上記空間２４から第１のシール部材２２と第２のシール部材２３との区切られた隙間２５に漏れ出た高温高圧の気体を、高圧段側軸受ハウジング１６Ｂの外部に存在する空気との圧力差により、第１の内側開口９３１を通じて第１圧力抜き孔９３に導き、第１の外側開口９３２から高圧段側軸受ハウジング１６Ｂの外部に排出する。この場合には、高圧段インペラ５の背面５７に面する空間２４からの圧力漏れが、高圧段側グリース封入軸受１５Ｂに流れることを抑制できる。これにより、高圧段側グリース封入軸受１５Ｂの熱による劣化を抑制できるため、高圧段側グリース封入軸受１５Ｂの寿命および耐久性を向上できる。

　上述した圧力抜き孔を低圧段側に形成してもよい。幾つかの実施形態では、図８に示されるように、上述した低圧段側軸受ハウジング１６Ａ（軸受ハウジング１６）は、第２圧力抜き孔９４を有する。第２圧力抜き孔９４は、回転シャフト３を含む回転体１１の外周面（図示例では、低圧段側スリーブ１８Ａの外周面１８４）に対面する高圧段側軸受ハウジング１６Ｂの内面１６３に形成された第２の内側開口９４１と、低圧段側軸受ハウジング１６Ａの外面１６９に形成された第２の外側開口９４２と、を有する。第２の内側開口９４１は、回転シャフト３の軸方向Ｘにおける低圧段側グリース封入軸受１５Ａと、高圧段インペラ５との間に形成されている。第２の内側開口９４１は、第１の内側開口９３１と同様に、軸方向Ｘにおいて、低圧段側スリーブ１８Ａに装着される二つのシール部材の間に形成されていてもよい。

　上記の構成によれば、低圧段側軸受ハウジング１６Ａ（軸受ハウジング１６）は、上記内面１６３に形成された第２の内側開口９４１と、上記外面１６９に形成された第２の外側開口９４２と、を有する第２圧力抜き孔９４を有する。第２の内側開口９４１は、回転シャフト３の軸方向における、低圧段側グリース封入軸受１５Ａと低圧段インペラ４との間に形成されている。この場合には、低圧段インペラ４の背面に面する空間からの圧力漏れを、第２圧力抜き孔９４を通じて、低圧段側軸受ハウジング１６Ａ（軸受ハウジング１６）の外部に流すことができる。この場合には、低圧段インペラ４の背面に面する空間からの圧力漏れが、低圧段側グリース封入軸受１５Ａに流れることを抑制できる。これにより、低圧段側グリース封入軸受１５Ａの熱による劣化を抑制できるため、低圧段側グリース封入軸受１５Ａの寿命および耐久性を向上できる。

　なお、他の幾つかの実施形態では、第１圧力抜き孔９３や第２圧力抜き孔９４から強制的に吸引してもよい。例えば、多段電動遠心圧縮機１は、不図示の負圧源、および第１圧力抜き孔９３又は第２圧力抜き孔９４の少なくとも一方と、上記負圧源とを繋ぐ配管、を備えていてもよい。

（圧力印可孔）
　幾つかの実施形態では、図１０に示されるように、上述した高圧段側軸受ハウジング１６Ｂ（軸受ハウジング１６）は、第１圧力印可孔９５を有する。第１圧力印可孔９５は、回転シャフト３を含む回転体１１の外周面１８１に対面する高圧段側軸受ハウジング１６Ｂの内面１６５に形成された第３の内側開口９５１と、高圧段側軸受ハウジング１６Ｂの外面１６８に形成された第３の外側開口９５２と、を有する。第３の内側開口９５１は、回転シャフト３の軸方向Ｘにおける高圧段側グリース封入軸受１５Ｂと、高圧段インペラ５との間に形成されている。上述した多段電動遠心圧縮機１は、第３の内側開口９５１に圧力源（例えば、圧縮気体供給ライン２１やサージタンク２７）からの圧力を導入するように構成された圧力導入ライン２６を備える。

　図１１に示されるように、高圧段インペラ５の背面５７と、この背面５７に対面する高圧段側軸受ハウジング１６Ｂの高圧段側面１６７と、の間には、空間２４が形成されている。また、高圧段側スリーブ１８Ｂの外周面１８１と、この外周面１８１に対面する高圧段側軸受ハウジング１６Ｂの内面１６５と、の間には、隙間２５が形成されている。この隙間２５は、空間２４に連通している。

　図示される実施形態では、図１１に示されるように、高圧段側スリーブ１８Ｂの外周面１８１には、第１のシール部材（例えば、環状のシールリング）２２が嵌合する第１の環状溝１８２と、第２のシール部材（例えば、環状のシールリング）２３が嵌合する第２の環状溝１８３と、を有する。第２の環状溝１８３は、第１の環状溝１８２よりも軸方向Ｘにおける低圧段側ＸＬ（図１１中右側）に形成されている。第１のシール部材２２および第２のシール部材２３の夫々は、その外面が高圧段側スリーブ１８Ｂの外周面１８１に当接しており、上記隙間２５を複数に分断している。また、図示される実施形態では、第３の内側開口９５１は、軸方向Ｘにおける第１の環状溝１８２と第２の環状溝１８３との間に位置している。

　図示される実施形態では、圧力導入ライン２６は、圧縮気体供給ライン２１およびサージタンク２７の夫々から第３の外側開口９５２に圧力を導入するように構成されている。サージタンク２７内の気体は、圧縮機２８により空間２４よりも高圧になっている。圧力導入ライン２６は、圧縮気体供給ライン２１の分岐部２１１に一方側が接続され、他方側が第３の外側開口に接続される第１配管２６１と、第１配管２６１に一方側が接続され、他方側がサージタンク２７に接続される第２配管２６２と、第３の外側開口９５２への圧力の供給元を、圧縮気体供給ライン２１又はサージタンク２７の何れか一方に切り替え可能に構成された切替装置２６３と、を備える。切替装置２６３は、図１０に示されるような、第１配管２６１と第２配管２６２との接続部に設けられる三方弁であってもよいし、第１配管２６１の第２配管２６２との接続部よりも上流側、および第２配管２６２の夫々に設けられる弁（例えば、開閉弁）であってもよい。なお、他の幾つかの実施形態では、圧力導入ライン２６は、サージタンク２７に一方側が接続され、他方側が第３の外側開口に接続される配管を含み、サージタンク２７のみから第３の外側開口９５２に圧力を導入するように構成されていてもよい。圧縮気体供給ライン２１から第３の外側開口９５２に圧力を導入することで、サージタンク２７の容量を小さなものにすることができる。

　上述したように、高圧段インペラ５が回転すると、上記空間２４に存在する気体は、昇温、昇圧する。上記空間２４に存在する気体が、隙間２５を通過して高圧段側グリース封入軸受１５Ｂに流れると、高圧段側グリース封入軸受１５Ｂが熱により劣化する虞がある。

　上記の構成によれば、高圧段側軸受ハウジング１６Ｂ（軸受ハウジング１６）は、上記内面１６５に形成された第３の内側開口９５１と、上記外面１６８に形成された第３の外側開口９５２と、を有する第１圧力印可孔９５を有する。第３の内側開口９５１は、回転シャフト３の軸方向における、高圧段側グリース封入軸受１５Ｂと高圧段インペラ５との間に形成されている。多段電動遠心圧縮機１は、上記圧力導入ライン２６を備える。この場合には、圧力導入ライン２６を通じて、第３の外側開口９５２に上記圧力源からの圧力を導入することで、上記外周面１８１と上記１６５との間に形成された隙間２５内の圧力を、高圧段インペラ５の背面５７に面する空間２４内の圧力よりも高くすることができる。隙間２５内の圧力を空間２４内の圧力よりも高くすることで、高圧段インペラ５の背面５７に面する空間２４からの圧力漏れを抑制できる。これにより、高圧段側グリース封入軸受１５Ｂの熱による劣化を抑制できるため、高圧段側グリース封入軸受１５Ｂの寿命および耐久性を向上できる。

　また、隙間２５内の圧力を、高圧段側グリース封入軸受１５Ｂを収容する空間内の圧力よりも高くすることで、高圧段側グリース封入軸受１５Ｂ内に封入されたグリースが上記隙間２５や空間２４を通り、圧縮気体が流れる流路に漏れ出ることを抑制できる。これにより、多段電動遠心圧縮機１により圧縮された圧縮気体にグリースが混入することを抑制できるため、多段電動遠心圧縮機１は、燃料電池２０などにクリーンな圧縮気体を供給できる。

　図示される実施形態では、図１０に示されるように、上述した高圧段側軸受ハウジング１６Ｂ（軸受ハウジング１６）は、第３圧力抜き孔９６をさらに有する。第３圧力抜き孔９６は、上記軸受支持面１６２における高圧段側グリース封入軸受１５Ｂよりも高圧段側（図中左側）に形成された内側開口９６１と、高圧段側軸受ハウジング１６Ｂの外面１６８に形成された外側開口９６２と、を有する。内側開口９６１は、高圧段側スリーブ１８Ｂと高圧段側グリース封入軸受１５Ｂとの間に形成された空間に面している。上記の構成によれば、第１のシール部材２２と第２のシール部材２３との区切られた隙間２５から、高圧段側スリーブ１８Ｂと高圧段側グリース封入軸受１５Ｂとの間に形成された空間に漏れ出た高圧の気体を、高圧段側軸受ハウジング１６Ｂの外部に存在する空気との圧力差により、内側開口９６１を通じて第３圧力抜き孔９６に導き、外側開口９６２から高圧段側軸受ハウジング１６Ｂの外部に排出できる。この場合には、隙間２５からの圧力漏れが、高圧段側グリース封入軸受１５Ｂに流れることを抑制できる。

　上述した圧力印可孔を低圧段側に形成してもよい。幾つかの実施形態では、図１０に示されるように、上述した低圧段側軸受ハウジング１６Ａ（軸受ハウジング１６）は、第２圧力印可孔９７を有する。第２圧力印可孔９７は、回転シャフト３を含む回転体１１の外周面（図示例では、低圧段側スリーブ１８Ａの外周面１８４）に対面する高圧段側軸受ハウジング１６Ｂの内面１６３に形成された内側開口９７１と、低圧段側軸受ハウジング１６Ａの外面１６９に形成された外側開口９７２と、を有する。内側開口９７１は、回転シャフト３の軸方向Ｘにおける低圧段側グリース封入軸受１５Ａと、低圧段インペラ４との間に形成されている。内側開口９７１は、第３の内側開口９５１と同様に、軸方向Ｘにおいて、低圧段側スリーブ１８Ａに装着される二つのシール部材の間に形成されていてもよい。

　また、多段電動遠心圧縮機１は、外側開口９７２に圧力源（例えば、圧縮気体供給ライン２１やサージタンク２７）からの圧力を導入するように構成された圧力導入ライン２９をさらに備える。図示される実施形態では、圧力導入ライン２９は、上述した圧力導入ライン２６と一部の設備（配管や弁）を共有している。すなわち、圧力導入ライン２９は、第１配管２６１における、第２配管２６２との接続部と第３の外側開口９５２との間に位置する分岐部２６４に一方側が接続され、他方側が外側開口９７２に接続される第３配管２９１と、第３配管２９１上に設けられる減圧弁２９２と、を備える。なお、他の幾つかの実施形態では、圧力導入ライン２９は、圧力導入ライン２６と設備を共有していなくてもよい。

　上記の構成によれば、低圧段側軸受ハウジング１６Ａ（軸受ハウジング１６）は、上記内面１６３に形成された内側開口９７１と、上記外面１６９に形成された外側開口９７２と、を有する第２圧力印可孔９７を有する。内側開口９７１は、回転シャフト３の軸方向における、低圧段側グリース封入軸受１５Ａと低圧段インペラ４との間に形成されている。多段電動遠心圧縮機１は、上記圧力導入ライン２９を備える。この場合には、圧力導入ライン２９を通じて、外側開口９７２に上記圧力源からの圧力を導入することで、上記内面１６３に面する隙間内の圧力を、低圧段インペラの背面に面する空間内の圧力よりも高くすることができる。これにより、低圧段インペラの背面に面する空間からの圧力漏れを抑制でき、ひいては高圧段側グリース封入軸受１５Ｂの寿命および耐久性を向上できる。

　また、上記内面１６３に面する隙間内の圧力を、低圧段側グリース封入軸受１５Ａを収容する空間内の圧力よりも高くすることで、低圧段側グリース封入軸受１５Ａ内に封入されたグリースが、圧縮気体が流れる流路に漏れ出ることを抑制できる。これにより、多段電動遠心圧縮機１により圧縮された圧縮気体にグリースが混入することを抑制できるため、多段電動遠心圧縮機１は、燃料電池２０などにクリーンな圧縮気体を供給できる。

　図示される実施形態では、図１１に示されるように、上述した低圧段側軸受ハウジング１６Ａ（軸受ハウジング１６）は、第４圧力抜き孔９８をさらに有する。第４圧力抜き孔９８は、上記軸受支持面１６１における低圧段側グリース封入軸受１５Ａよりも低圧段側（図中右側）に形成された内側開口９８１と、低圧段側軸受ハウジング１６Ａの外面１６９に形成された外側開口９８２と、を有する。内側開口９８１は、低圧段側スリーブ１８Ａと低圧段側グリース封入軸受１５Ａとの間に形成された空間に面している。上記の構成によれば、上記内面１６３に面する隙間から、低圧段側スリーブ１８Ａと低圧段側グリース封入軸受１５Ａとの間に形成された空間に漏れ出た高圧の気体を、低圧段側軸受ハウジング１６Ａの外部に存在する空気との圧力差により、内側開口９８１を通じて第４圧力抜き孔９８に導き、外側開口９８２から低圧段側軸受ハウジング１６Ａの外部に排出できる。この場合には、上記内面１６３に面する隙間からの圧力漏れが、低圧段側グリース封入軸受１５Ａに流れることを抑制できる。

（電動モータの空冷機構）
　図１２および図１３の夫々は、本開示の一実施形態にかかる多段電動遠心圧縮機の構成を概略的に示す概略構成図である。図１２および図１３において、多段電動遠心圧縮機１は、回転シャフト３の軸線ＣＡに沿った断面における軸線ＣＡに対して一方側の断面（半断面）が概略的に示されている。
　幾つかの実施形態では、図１２、１３に示されるように、上述したステータハウジング１７は、電動モータ１０（モータステータ１２およびロータアッセンブリ１３）を収容するモータ収容部１７０を形成する内面（内周面）１７１を有する。軸受ハウジング１６は、モータ収容部１７０に空気を送るための空気導入孔３０と、モータ収容部１７０から軸受ハウジング１６の外部に上記空気を排出するための空気排出孔３１と、を有する。多段電動遠心圧縮機１は、空気導入孔３０に空気を送出するように構成された、又は空気排出孔３１から空気を吸引するように構成された空気導入ライン３２をさらに備える。

　空気導入孔３０は、モータ収容部１７０に面する軸受ハウジング１６の内面３３に形成された第４の内側開口３４と、軸受ハウジング１６の外面１６８に形成された第４の外側開口３５と、を有する。空気排出孔３１は、モータ収容部１７０に面する軸受ハウジング１６の内面３６に形成された第５の内側開口３７と、軸受ハウジング１６の外面１６９に形成された第５の外側開口３８と、を有する。第５の内側開口３７が形成された内面３６は、第４の内側開口３４が形成された内面３３に対して、電動モータ１０を挟んで回転シャフト３の軸方向における反対側に位置している。第４の内側開口３４は、電動モータ１０よりも回転シャフト３の軸方向Ｘにおける一方側（図示例では高圧段側ＸＨ）に形成され、第５の内側開口３７は、電動モータ１０よりも回転シャフト３の軸方向Ｘにおける他方側（図示例では低圧段側ＸＬ）に形成されている。図示例では内面３３および内面３６の夫々は、径方向に沿って延在している。

　図示される実施形態では、空気導入孔３０は、高圧段側軸受ハウジング１６Ｂに形成され、空気排出孔３１は、低圧段側軸受ハウジング１６Ａに形成されている。モータ収容部１７０にてステータハウジング１７に支持されたモータステータ１２は、ロータアッセンブリ１３との間に隙間１７０Ａを有する。上述したモータ収容部１７０は、隙間１７０Ａを含む。また、多段電動遠心圧縮機１は、入口側から出口側に向けて空気を送風するように構成された気体圧縮機３２１（例えば、電動ファン）と、気体圧縮機３２１に電力を供給するように構成された電力供給源３２２と、を備える。気体圧縮機３２１は、例えば、電力供給源３２２から供給された電力により駆動するファンモータにより、回転ファンを回転駆動することで、空気を入口側から出口側に向けて送風する。

　図１２に示される実施形態では、空気導入ライン３２（３２Ａ）は、空気導入孔３０に空気を送出するように構成されている。空気導入ライン３２（３２Ａ）は、図１２に示されるように、モータ収容部１７０を冷却する空気が流通する気体通路３２３であって、気体圧縮機３２１の出口側に一方側が接続され、他方側が第４の外側開口３５に接続された気体通路３２３を含む。

　この場合には、気体圧縮機３２１を駆動することで、気体圧縮機３２１の入口側から導入された空気が、気体通路３２３を一方側から他方側に導かれた後に、空気導入孔３０を通じてモータ収容部１７０に送られる。モータ収容部１７０に送られた空気は、モータ収容部１７０を高圧段側ＸＨから低圧段側ＸＬに流れて上記隙間１７０Ａを通過した後に、空気排出孔３１を通じて軸受ハウジング１６の外部に排出される。なお、空気排出孔３１の第５の外側開口３８から軸受ハウジング１６の外部に排出された空気は、大気に開放されるようにしてもよい。

　図１３に示される実施形態では、空気導入ライン３２（３２Ｂ）は、空気排出孔３１から空気を吸引するように構成されている。空気導入ライン３２（３２Ｂ）は、図１３に示されるように、モータ収容部１７０を冷却する空気が流通する気体通路３２４であって、気体圧縮機３２１の入口側に一方側が接続され、他方側が第５の外側開口３８に接続された気体通路３２４を含む。

　この場合には、気体圧縮機３２１を駆動することで、軸受ハウジング１６の外部の空気が第４の外側開口３５から空気導入孔３０内に吸引される。空気導入孔３０内に吸引された空気は、気体圧縮機３２１の吸引力により、モータ収容部１７０に送られて、モータ収容部１７０を高圧段側ＸＨから低圧段側ＸＬに流れて上記隙間１７０Ａを通過した後に、空気排出孔３１を通じて軸受ハウジング１６の外部に排出される。

　上記の構成によれば、空気導入ライン３２により、第４の外側開口３５から空気導入孔３０を通じて、モータ収容部１７０に空気が強制的に導入される。また、空気導入ライン３２によりモータ収容部１７０から空気排出孔３１を通じて、軸受ハウジング１６の外部に空気が強制的に排出される。空気排出孔３１の第５の内側開口３７は、空気導入孔３０の第４の内側開口３４に対して、電動モータ１０を挟んで回転シャフト３の軸方向における反対側に位置している。これにより、空気をモータ収容部１７０の一方側から他方側に強制的に送風させることができる。モータ収容部１７０に収容された電動モータ１０は、空気との熱交換により放熱することで冷却される（空冷される）。熱源である電動モータ１０のロータアッセンブリ１３やモータコイル１２１を空気により冷却することで、軸受１５（例えば高圧段側グリース封入軸受１５Ｂ）の温度上昇を抑制できる。これにより、軸受１５の熱による劣化を抑制できるため、軸受１５の寿命および耐久性を向上できる。

　なお、上述した実施形態では、空気導入孔３０は、高圧段側軸受ハウジング１６Ｂに形成され、空気排出孔３１は、低圧段側軸受ハウジング１６Ａに形成されていたが、空気導入孔３０を低圧段側軸受ハウジング１６Ａに形成し、空気排出孔３１を高圧段側軸受ハウジング１６Ｂに形成してもよい。高圧段側軸受ハウジング１６Ｂは、低圧段側軸受ハウジング１６Ａよりも熱の影響が大きいため、高圧段側ＸＨを効果的に冷却する必要がある。このため、電動モータ１０を冷却するための空気の流れ方向における上流側が高圧段側ＸＨとなるように、空気導入孔３０を高圧段側軸受ハウジング１６Ｂに形成することが好ましい。

　本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

　上述した幾つかの実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握されるものである。

１）本開示の少なくとも一実施形態にかかる多段電動遠心圧縮機（１）は、
　回転シャフト（３）の両端に設けられたインペラ（低圧段インペラ４および高圧段インペラ５）を電動モータ（１０）により駆動するように構成された多段電動遠心圧縮機（１）であって、
　前記回転シャフト（３）と、
　前記回転シャフト（３）の一方側に設けられた低圧段インペラ（４）と、
　前記回転シャフト（３）の他方側に設けられた高圧段インペラ（５）と、
　前記高圧段インペラ（５）を収納する高圧段ハウジング（７）と、
　前記低圧段インペラ（４）により圧縮された圧縮気体を前記高圧段ハウジング（７）に供給するためのつなぎ配管（８）と、を備え、
　前記高圧段ハウジング（７）は、前記回転シャフト（３）の軸線（ＣＡ）に対して交差する方向に向かって開口する高圧段入口開口（７１）を有し、
　前記つなぎ配管（８）は、前記高圧段入口開口（７１）に接続される高圧段側接続部（８１）を含む。

　上記１）の構成によれば、高圧段ハウジング（７）には、回転シャフト（３）の軸線（ＣＡ）に対して交差する方向に向かって高圧段入口開口（７１）が開口し、この高圧段入口開口（７１）につなぎ配管（８）の高圧段側接続部（８１）が接続されている。このため、低圧段インペラ（４）により圧縮された圧縮気体は、つなぎ配管（８）を通じて、高圧段ハウジング（７）の外周側から高圧段ハウジング（７）の内部に供給される。この場合には、高圧段ハウジング（７）に回転シャフト（３）の軸方向に沿って圧縮気体が導入される場合に比べて、つなぎ配管（８）や高圧段ハウジング（７）の上記軸方向における長さを短いものにすることができる。これにより、多段電動遠心圧縮機（１）の上記軸方向における長さを短いものにすることができるので、多段電動遠心圧縮機（１）の小型化および軽量化を図ることができる。

２）幾つかの実施形態では、上記１）に記載の多段電動遠心圧縮機（１）であって、
　前記高圧段側接続部（８１）の流路断面は、前記回転シャフト（３）の前記軸線（ＣＡ）に対して直交する方向に沿って長手方向（ＬＤ）を有し、且つ前記長手方向（ＬＤ）の両端側に形成された凸湾曲部（８１１、８１２）を含む。

　上記２）の構成によれば、高圧段側接続部（８１）の流路断面は、回転シャフト（３）の軸線（ＣＡ）に対して直交する方向に沿って長手方向（ＬＤ）を有し、且つ長手方向（ＬＤ）の両端側に形成された凸湾曲部（８１１、８１２）を含む。この場合には、高圧段側接続部（８１）の流路断面が、長手方向（ＬＤ）に沿って延びる長円形状であるため、高圧段側接続部（８１）が回転シャフト（３）の軸方向に大きくなることを抑制しつつ、高圧段側接続部（８１）の流路面積を大きなものにすることができる。高圧段側接続部（８１）の流路面積を大きなものとすることで、高圧段ハウジング（７）に必要量の圧縮気体を供給できる。また、高圧段側接続部（８１）の流路断面が長円形状であるため、高圧段側接続部（８１）を流れる圧縮気体の圧力損失を抑制できる。

３）幾つかの実施形態では、上記２）に記載の多段電動遠心圧縮機（１）であって、
　前記高圧段側接続部（８１）の前記流路断面は、前記回転シャフト（３）の前記軸線（ＣＡ）に沿って短手方向（ＳＤ）を有する。

　上記３）の構成によれば、高圧段側接続部（８１）の流路断面を、軸線（ＣＡ）に沿って短手方向（ＳＤ）を有する形状にすることで、高圧段側接続部（８１）の回転シャフト（３）の軸方向における長さを短いものとすることができ、ひいては多段電動遠心圧縮機（１）の小型化および軽量化を図ることができる。

４）幾つかの実施形態では、上記２）又は３）に記載の多段電動遠心圧縮機（１）であって、
　前記高圧段側接続部（８１）の前記流路断面は、前記高圧段入口開口（７１）側に向かうにつれて前記長手方向の長さが大きくなるように形成された。

　上記４）の構成によれば、高圧段側接続部（８１）の流路断面を、高圧段入口開口（７１）側に向かうにつれて長手方向の長さが大きくなるように形成することで、高圧段側接続部（８１）の内壁面（８１０）に沿って流れる圧縮気体をそのまま、高圧段ハウジング（７）の供給流路（７３）を画定する内壁面（７７）に沿って流すことができる。圧縮気体を高圧段ハウジング（７）の内壁面（７７）に沿って流すことで、圧縮気体の内壁面（７７）からの剥離を抑制できるため、高圧段ハウジング（７）の供給流路（７３）における圧縮気体の圧力損失を低減できる。

５）幾つかの実施形態では、上記４）に記載の多段電動遠心圧縮機（１）であって、
　前記高圧段側接続部（８１）の前記流路断面は、前記高圧段入口開口（７１）側に向かうにつれて前記凸湾曲部（８１１、８１２）の最大曲率が大きくなるように形成された。

　上記５）の構成によれば、高圧段側接続部（８１）の流路断面を、高圧段入口開口（７１）側に向かうにつれて凸湾曲部（８１１、８１２）の最大曲率が大きくなるように形成することで、高圧段側接続部（８１）を流れる圧縮気体を滑らかに高圧段入口開口（７１）に導くことができる。これにより、高圧段側接続部（８１）と高圧段入口開口（７１）との接続部における圧縮気体の圧力損失を低減できる。

６）幾つかの実施形態では、上記２）～５）の何れかに記載の多段電動遠心圧縮機（１）であって、
　前記低圧段インペラ（４）を収納する低圧段ハウジング（６）を備え、
　前記低圧段ハウジング（６）は、前記回転シャフト（３）の前記軸線（ＣＡ）に対して交差する方向に向かって開口する低圧段出口開口（６２）を有し、
　前記つなぎ配管（８）は、
　前記低圧段出口開口（６２）に接続される低圧段側接続部（８２）と、
　前記回転シャフト（３）の前記軸線（ＣＡ）に沿って延在する中間部（８３）と、
　前記低圧段側接続部（８２）と前記中間部（８３）とを繋ぐ曲り形状を有する低圧段側湾曲部（８４）と、
　前記高圧段側接続部（８１）と前記中間部（８３）とを繋ぐ曲り形状を有する高圧段側湾曲部（８５）と、を含み、
　少なくとも前記低圧段側接続部（８２）の流路断面は、円形状に形成された。

　上記６）の構成によれば、つなぎ配管（８）における少なくとも低圧段側接続部（８２）の流路断面を円形状にすることで、つなぎ配管（８）を流れる旋回成分を有する圧縮気体の圧力損失を低減できる。

７）幾つかの実施形態では、上記２）～６）の何れかに記載の多段電動遠心圧縮機（１）であって、
　前記つなぎ配管（８）内の前記圧縮気体と、前記圧縮気体を冷却するための冷却液と、の間で熱交換を行うように構成された冷却装置（８６）をさらに備える。

　上記７）の構成によれば、冷却装置（８６）におけるつなぎ配管（８）内の圧縮気体と冷却液との熱交換により、つなぎ配管（８）を流れる圧縮気体が冷却される。高圧段インペラ（５）に送られる圧縮気体の温度を低いものにすることで、高圧段インペラ（５）を通過後の圧縮気体の高温化を抑制できる。これにより、多段電動遠心圧縮機（１）の高圧段における圧縮比の向上を図ることができる。また、高圧段インペラ（５）を通過後の圧縮気体の高温化を抑制することで、高圧段インペラ（５）の背面（５７）に面する空間（２４）に存在する気体の高温化を抑制できるため、高圧段インペラ（５）の背面（５７）から軸受（１５、特に高圧段側グリース封入軸受１５Ｂ）への入熱量を低減できる。これにより、軸受（１５）の熱による劣化を抑制できるため、軸受（１５）の寿命および耐久性を向上できる。

８）幾つかの実施形態では、上記１）～７）の何れかに記載の多段電動遠心圧縮機（１）であって、
　前記高圧段ハウジング（７）は、
　前記高圧段入口開口（７１）から供給された前記圧縮気体を前記高圧段インペラ（５）に導くための供給流路（７３）を画定する内壁面（７７）であって、前記供給流路（７３）の前記高圧段インペラ（５）とは反対側を画定する内端壁面（７７１）、及び前記供給流路の外周側を画定する内周壁面（７７２）、を含む内壁面（７７）と、
　前記内端壁面（７７１）から前記高圧段インペラ（５）に向かって突出する案内凸部（７８）と、を含む。

　上記８）の構成によれば、内端壁面（７７１）から高圧段インペラ（５）に向かって突出する案内凸部（７８）により、高圧段ハウジング（７）の供給流路（７３）を流れる圧縮気体を高圧段インペラ（５）に案内できる。この場合には、案内凸部（７８）により、高圧段インペラ（５）に軸方向に沿って圧縮気体を導入できるため、仮に高圧段インペラ（５）に径方向における外側から圧縮気体を導入する場合に比べて、多段電動遠心圧縮機（１）の効率を向上できる。

９）幾つかの実施形態では、上記８）に記載の多段電動遠心圧縮機（１）であって、
　前記内周壁面（７７２）は、前記高圧段入口開口（７１）が形成されている入口側内周壁面（７７３）と、前記高圧段入口開口（７１）とは反対側に位置する反対側内周壁面（７７４）と、を有し、
　前記高圧段ハウジング（７）は、前記反対側内周壁面（７７４）から突出する旋回防止板（７９）を含む。

　上記９）の構成によれば、旋回防止板（７９）により、高圧段ハウジング（７）の供給流路（７３）を回転シャフト（３）の周方向における一方向に向かって流れる圧縮気体と、供給流路（７３）を上記周方向における上記一方向とは反対方向に向かって流れる圧縮気体とが、衝突することを抑制できる。また、旋回防止板（７９）により、反対側内周壁面（７７４）に沿って流れる圧縮気体を高圧段インペラ（５）が位置する径方向における内側に案内することで、高圧段入口開口（７１）から流入した圧縮気体をスムーズに高圧段インペラ（５）に導くことができる。これにより、高圧段ハウジング（７）の供給流路（７３）における圧縮気体の圧力損失を低減できる。

１０）幾つかの実施形態では、上記９）に記載の多段電動遠心圧縮機（１）であって、
　前記旋回防止板（７９）の先端（７９１）は、前記高圧段インペラ（５）の前縁（５５）のチップ端（５６）よりも前記回転シャフト（３）の外周側に位置する。

　仮に旋回防止板（７９）の先端（７９１）が、高圧段インペラ（５）の前縁（５５）のチップ端（５６）よりも回転シャフト（３）の内周側に位置していると、旋回防止板（７９）に案内されて高圧段インペラ（５）に導入される圧縮気体の、径方向における内側に向かう速度成分が大きなものとなるため、高圧段インペラ（５）における圧縮効率が低下する虞がある。上記１０）の構成によれば、旋回防止板（７９）の先端（７９１）が、高圧段インペラ（５）の前縁（５５）のチップ端（５６）よりも回転シャフト（３）の外周側に位置するので、旋回防止板（７９）に案内されて高圧段インペラ（５）に導入される圧縮気体の、径方向における内側に向かう速度成分を小さなものとすることができる。これにより、高圧段インペラ（５）における圧縮効率の低下を抑制できる。

１１）幾つかの実施形態では、上記１）～１０）の何れかに記載の多段電動遠心圧縮機（１）であって、
　前記回転シャフト（３）を回転可能に支持するとともに、前記高圧段インペラ（５）と前記低圧段インペラ（４）の間に配置された少なくとも一つの軸受（１５）と、
　前記少なくとも一つの軸受（１５）を収容する軸受ハウジング（１６）と、を備え、
　前記少なくとも一つの軸受（１５）は、前記高圧段インペラ（５）と前記電動モータ（１０）との間に配置された高圧段側グリース封入軸受（１５Ｂ）を含み、
　前記軸受ハウジング（１６）は、前記回転シャフト（３）の軸方向において、前記高圧段側グリース封入軸受（１５Ｂ）と前記高圧段インペラ（５）との間に形成された冷却通路（９１）を有する。

　上記１１）の構成によれば、多段電動遠心圧縮機（１）は、予めグリースを封入した高圧段側グリース封入軸受（１５Ｂ）を備える。この場合には、高圧段側グリース封入軸受（１５Ｂ）にグリースを供給する必要がないため、高圧段側グリース封入軸受（１５Ｂ）周りの部品（例えば、高圧段側軸受ハウジング１６Ｂ）の構造を簡素化することができ、ひいては多段電動遠心圧縮機（１）の小型化および軽量化を図ることができる。

　また、上記１１）の構成によれば、軸受ハウジング（１６）は、回転シャフト（３）の軸方向において、高圧段側グリース封入軸受（１５Ｂ）と高圧段インペラ（５）との間に形成された冷却通路（９１）を有する。このため、冷却通路（９１）により、高圧段インペラ（５）の背面（５７）から高圧段側グリース封入軸受（１５Ｂ）への熱の伝達を抑制できる。これにより、高圧段側グリース封入軸受（１５Ｂ）の熱による劣化を抑制できるため、高圧段側グリース封入軸受（１５Ｂ）の寿命および耐久性を向上できる。

１２）幾つかの実施形態では、上記１）～１１）の何れかに記載の多段電動遠心圧縮機（１）であって、
　前記高圧段ハウジング（７）は、前記高圧段インペラ（５）よりも前記回転シャフト（３）の外周側に形成された高圧段側冷却通路（７０）を有する。

　上記１２）の構成によれば、高圧段側冷却通路（７０）により、高圧段ハウジング（７）内の高圧段インペラ（５）に供給された圧縮気体を冷却でき、高圧段インペラ（５）を通過後の圧縮気体の高温化を抑制できる。これにより、多段電動遠心圧縮機（１）の高圧段における圧縮比の向上を図ることができる。また、高圧段インペラ（５）を通過後の圧縮気体の高温化を抑制することで、高圧段インペラ（５）の背面（５７）に面する空間（２４）に存在する気体の高温化を抑制できるため、高圧段インペラ（５）の背面（５７）から軸受（１５、例えば高圧段側グリース封入軸受１５Ｂ）への入熱量を低減できる。これにより、軸受（１５）の熱による劣化を抑制できるため、軸受（１５）の寿命および耐久性を向上できる。

１３）幾つかの実施形態では、上記１）～１２）の何れかに記載の多段電動遠心圧縮機（１）であって、
　前記回転シャフト（３）を回転可能に支持するとともに、前記高圧段インペラ（５）と前記低圧段インペラ（４）の間に配置された少なくとも一つの軸受（１５）と、
　前記少なくとも一つの軸受（１５）を収容する軸受ハウジング（１６）と、を備え、
　前記少なくとも一つの軸受（１５）は、前記高圧段インペラ（５）と前記電動モータ（１０）との間に配置された高圧段側グリース封入軸受（１５Ｂ）を含み、
　前記軸受ハウジング（１６）は、前記回転シャフト（３）を含む回転体（１１）の外周面（１８１）に対面する前記軸受ハウジング（１６）の内面（１６５）に形成された第１の内側開口（９３１）であって、前記回転シャフト（３）の軸方向における前記高圧段側グリース封入軸受（１５Ｂ）と前記高圧段インペラ（５）との間に形成された第１の内側開口（９３１）と、前記軸受ハウジング（１６）の外面（１６８）に形成された第１の外側開口（９３２）と、を有する第１圧力抜き孔（９３）を有する。

　上記１３）の構成によれば、軸受ハウジング（１６）は、上記内面（１６５）に形成された第１の内側開口（９３１）と、上記外面（１６８）に形成された第１の外側開口（９３２）と、を有する第１圧力抜き孔（９３）を有する。第１の内側開口（９３１）は、回転シャフト（３）の軸方向における、高圧段側グリース封入軸受（１５Ｂ）と高圧段インペラ（５）との間に形成されている。この場合には、高圧段インペラ（５）の背面（５７）に面する空間（２４）からの圧力漏れが、高圧段側グリース封入軸受（１５Ｂ）に流れることを抑制できる。これにより、高圧段側グリース封入軸受（１５Ｂ）の熱による劣化を抑制できるため、高圧段側グリース封入軸受（１５Ｂ）の寿命および耐久性を向上できる。

１４）幾つかの実施形態では、上記１３）に記載の多段電動遠心圧縮機（１）であって、
　前記少なくとも一つの軸受（１５）は、前記低圧段インペラ（４）と前記電動モータ（１０）との間に配置された低圧段側グリース封入軸受（１５Ａ）をさらに含み、
　前記軸受ハウジング（１６）は、前記回転シャフト（３）を含む回転体（１１）の外周面（１８４）に対面する前記軸受ハウジング（１６）の内面（１６３）に形成された第２の内側開口（９４１）であって、前記回転シャフト（３）の軸方向における前記低圧段側グリース封入軸受（１５Ａ）と前記低圧段インペラ（４）との間に形成された第２の内側開口（９４１）と、前記軸受ハウジング（１６）の外面（１６９）に形成された第２の外側開口（９４２）と、を有する第２圧力抜き孔（９４）を有する。

　上記１４）の構成によれば、多段電動遠心圧縮機（１）は、予めグリースを封入した低圧段側グリース封入軸受（１５Ａ）を備える。この場合には、低圧段側グリース封入軸受（１５Ａ）にグリースを供給する必要がないため、低圧段側グリース封入軸受（１５Ａ）周りの部品（例えば、低圧段側軸受ハウジング１６Ａ）の構造を簡素化することができ、ひいては多段電動遠心圧縮機（１）の小型化および軽量化を図ることができる。

　また、上記１４）の構成によれば、軸受ハウジング（１６）は、上記内面（１６３）に形成された第２の内側開口（９４１）と、上記外面（１６９）に形成された第２の外側開口（９４２）と、を有する第２圧力抜き孔（９４）を有する。第２の内側開口（１６３）は、回転シャフト（３）の軸方向における、低圧段側グリース封入軸受（１５Ａ）と低圧段インペラ（４）との間に形成されている。この場合には、低圧段インペラ（４）の背面に面する空間からの圧力漏れを、第２圧力抜き孔（９４）を通じて、軸受ハウジング（１６）の外部に流すことができる。この場合には、低圧段インペラ（４）の背面に面する空間からの圧力漏れが、低圧段側グリース封入軸受（１５Ａ）に流れることを抑制できる。これにより、低圧段側グリース封入軸受（１５Ａ）の熱による劣化を抑制できるため、低圧段側グリース封入軸受（１５Ａ）の寿命および耐久性を向上できる。

１５）幾つかの実施形態では、上記１）～１２）の何れかに記載の多段電動遠心圧縮機（１）であって、
　前記回転シャフト（３）を回転可能に支持するとともに、前記高圧段インペラ（５）と前記低圧段インペラ（４）の間に配置された少なくとも一つの軸受（１５）と、
　前記少なくとも一つの軸受（１５）を収容する軸受ハウジング（１６）と、を備え、
　前記少なくとも一つの軸受（１５）は、前記高圧段インペラ（５）と前記電動モータ（１０）との間に配置された高圧段側グリース封入軸受（１５Ｂ）を含み、
　前記軸受ハウジング（１６）は、前記回転シャフト（３）を含む回転体（１１）の外周面（１８１）に対面する前記軸受ハウジング（１６）の内面（１６５）に形成された第３の内側開口（９５１）であって、前記回転シャフト（３）の軸方向における前記高圧段側グリース封入軸受（１５Ｂ）と前記高圧段インペラ（５）との間に形成された第３の内側開口（９５１）と、前記軸受ハウジング（１６）の外面（１６８）に形成された第３の外側開口（９３２）と、を有する第１圧力印可孔（９５）を有し、
　前記多段電動遠心圧縮機（１）は、前記第３の外側開口（９５）に圧力源（例えば、圧縮気体供給ライン２１やサージタンク２７）からの圧力を導入するように構成された圧力導入ライン（２６）をさらに備える。

　上記１５）の構成によれば、軸受ハウジング（１６）は、上記内面（１６５）に形成された第３の内側開口（９５１）と、上記外面（１６８）に形成された第３の外側開口（９５２）と、を有する第１圧力印可孔（９５）を有する。第３の内側開口（９５１）は、回転シャフト（３）の軸方向における、高圧段側グリース封入軸受（１５Ｂ）と高圧段インペラ（５）との間に形成されている。多段電動遠心圧縮機（１）は、上記圧力導入ライン（２６）を備える。この場合には、圧力導入ライン（２６）を通じて、第３の外側開口（９５）に上記圧力源からの圧力を導入することで、上記外周面（１８１）と上記（１６５）との間に形成された隙間（２５）内の圧力を、高圧段インペラ（５）の背面（５７）に面する空間（２４）内の圧力よりも高くすることができる。隙間（２５）内の圧力を空間（２４）内の圧力よりも高くすることで、高圧段インペラ（５）の背面（５７）に面する空間（２４）からの圧力漏れを抑制できる。これにより、高圧段側グリース封入軸受（１５Ｂ）の熱による劣化を抑制できるため、高圧段側グリース封入軸受（１５Ｂ）の寿命および耐久性を向上できる。

　また、隙間（２５）内の圧力を、高圧段側グリース封入軸受（１５Ｂ）を収容する空間内の圧力よりも高くすることで、高圧段側グリース封入軸受（１５Ｂ）内に封入されたグリースが上記隙間（２５）や空間（２４）を通り、圧縮気体が流れる流路に漏れ出ることを抑制できる。これにより、多段電動遠心圧縮機（１）により圧縮された圧縮気体にグリースが混入することを抑制できるため、多段電動遠心圧縮機（１）は、燃料電池（２０）などにクリーンな圧縮気体を供給できる。

１６）幾つかの実施形態では、上記１）～１２）の何れかに記載の多段電動遠心圧縮機（１）であって、
　前記回転シャフト（３）を回転可能に支持するとともに、前記高圧段インペラ（５）と前記低圧段インペラ（４）の間に配置された少なくとも一つの軸受（１５）と、
　前記少なくとも一つの軸受（１５）を収容する軸受ハウジング（１６）と、
　前記電動モータ（１０）を収容するモータ収容部（１７０）を形成する内面（１７１）を有するステータハウジング（１７）であって、前記軸受ハウジング（１６）に隣接して配置されたステータハウジング（１７）と、を備え、
　前記軸受ハウジング（１６）は、
　前記モータ収容部（１７０）に面する前記軸受ハウジング（１６）の内面（３０）に形成された第４の内側開口（３４）であって、前記電動モータ（１０）よりも前記回転シャフト（３）の軸方向における一方側に形成された第４の内側開口（３４）と、前記軸受ハウジング（１６）の外面（１６８）に形成された第４の外側開口（３５）とを有する空気導入孔（３０）と、
　前記モータ収容部（１７０）に面する前記軸受ハウジング（１６）の内面（３４）に形成された第５の内側開口（３７）であって、前記電動モータ（１０）よりも前記回転シャフト（３）の軸方向における他方側に形成された第５の内側開口（３７）と、前記軸受ハウジング（１６）の外面（１６９）に形成された第５の外側開口（３８）とを有する空気排出孔（３１）と、を有し、
　前記多段電動遠心圧縮機（１）は、前記空気導入孔（３０）に空気を送出するように構成された、又は前記空気排出孔（３１）から空気を吸引するように構成された空気導入ライン（３２）をさらに備える。

　上記１６）の構成によれば、空気導入ライン（３２）により、第４の外側開口（３５）から空気導入孔（３０）を通じて、モータ収容部（１７０）に空気が強制的に導入される。また、空気導入ライン（３２）によりモータ収容部（１７０）から空気排出孔（３１）を通じて、軸受ハウジング（１６）の外部に空気が強制的に排出される。空気排出孔（３１）の第５の内側開口（３７）は、空気導入孔（３０）の第４の内側開口（３４）に対して、電動モータ（１０）を挟んで回転シャフト（３）の軸方向における反対側に位置している。これにより、空気をモータ収容部（１７０）の一方側から他方側に強制的に送風させることができる。モータ収容部（１７０）に収容された電動モータ（１０）は、空気との熱交換により放熱することで冷却される（空冷される）。熱源である電動モータ（１０）のロータアッセンブリ（１３）やモータコイル（１２１）を空気により冷却することで、軸受（１５、例えば高圧段側グリース封入軸受１５Ｂ）の温度上昇を抑制できる。これにより、軸受（１５）の熱による劣化を抑制できるため、軸受（１５）の寿命および耐久性を向上できる。

１　　　　　　多段電動遠心圧縮機
３　　　　　　回転シャフト
４　　　　　　低圧段インペラ
４１　　　　　ハブ
４２　　　　　外周面
４３　　　　　インペラ翼
４４　　　　　先端
５　　　　　　高圧段インペラ
５１　　　　　ハブ
５２　　　　　外周面
５３　　　　　インペラ翼
５４　　　　　先端
６　　　　　　低圧段ハウジング
６１　　　　　低圧段入口開口
６２　　　　　低圧段出口開口
６３　　　　　供給流路
６４　　　　　スクロール流路
６５　　　　　シュラウド面
６６　　　　　低圧段インペラ室
７　　　　　　高圧段ハウジング
７０　　　　　高圧段側冷却通路
７１　　　　　高圧段入口開口
７２　　　　　高圧段出口開口
７３　　　　　供給流路
７４　　　　　スクロール流路
７５　　　　　シュラウド面
７６　　　　　高圧段インペラ室
８　　　　　　つなぎ配管
８１　　　　　高圧段側接続部
８２　　　　　低圧段側接続部
８３　　　　　中間部
８４　　　　　低圧段側湾曲部
８５　　　　　高圧段側湾曲部
８６　　　　　冷却装置
１０　　　　　電動モータ
１１　　　　　回転体
１２　　　　　モータステータ
１３　　　　　ロータアッセンブリ
１４　　　　　永久磁石
１５　　　　　軸受
１５Ａ　　　　低圧段側軸受
１５Ｂ　　　　高圧段側軸受
１６　　　　　軸受ハウジング
１６Ａ　　　　低圧段側軸受ハウジング
１６Ｂ　　　　高圧段側軸受ハウジング
１６１，１６２　軸受支持面
１６３，１６５　内面
１６４，１６６　係止面
１７　　　　　ステータハウジング
１８Ａ　　　　低圧段側スリーブ
１８Ｂ　　　　高圧段側スリーブ
１９　　　　　与圧バネ
２０　　　　　燃料電池
２０１　　　　空気極
２０２　　　　燃料極
２０３　　　　固体電解質
２１　　　　　圧縮気体供給ライン
２２　　　　　第１のシール部材
２３　　　　　第２のシール部材
２４　　　　　空間
２５　　　　　隙間
２６，２９　　圧力導入ライン
２７　　　　　サージタンク
２８　　　　　圧縮機
ＣＡ　　　　　（回転シャフトの）軸線
ＣＢ　　　　　（高圧段側接続部の）軸線
Ｘ　　　　　　軸方向
ＸＨ　　　　　（軸方向の）高圧段側
ＸＬ　　　　　（軸方向の）低圧段側
Ｙ　　　　　　径方向

Claims

　回転シャフトの両端に設けられたインペラを電動モータにより駆動するように構成された多段電動遠心圧縮機であって、
　前記回転シャフトと、
　前記回転シャフトの一方側に設けられた低圧段インペラと、
　前記回転シャフトの他方側に設けられた高圧段インペラと、
　前記高圧段インペラを収納する高圧段ハウジングと、
　前記低圧段インペラにより圧縮された圧縮気体を前記高圧段ハウジングに供給するためのつなぎ配管と、を備え、
　前記高圧段ハウジングは、前記回転シャフトの軸線に対して交差する方向に向かって開口する高圧段入口開口を有し、
　前記つなぎ配管は、前記高圧段入口開口に接続される高圧段側接続部を含む、
多段電動遠心圧縮機。
　前記高圧段側接続部の流路断面は、前記回転シャフトの前記軸線に対して直交する方向に沿って長手方向を有し、且つ前記長手方向の両端側に形成された凸湾曲部を含む、
請求項１に記載の多段電動遠心圧縮機。
　前記高圧段側接続部の前記流路断面は、前記回転シャフトの前記軸線に沿って短手方向を有する、
請求項２に記載の多段電動遠心圧縮機。
　前記高圧段側接続部の前記流路断面は、前記高圧段入口開口側に向かうにつれて前記長手方向の長さが大きくなるように形成された、
請求項２又は３に記載の多段電動遠心圧縮機。
　前記高圧段側接続部の前記流路断面は、前記高圧段入口開口側に向かうにつれて前記凸湾曲部の最大曲率が大きくなるように形成された、
請求項４に記載の多段電動遠心圧縮機。
　前記低圧段インペラを収納する低圧段ハウジングを備え、
　前記低圧段ハウジングは、前記回転シャフトの前記軸線に対して交差する方向に向かって開口する低圧段出口開口を有し、
　前記つなぎ配管は、
　前記低圧段出口開口に接続される低圧段側接続部と、
　前記回転シャフトの前記軸線に沿って延在する中間部と、
　前記低圧段側接続部と前記中間部とを繋ぐ曲り形状を有する低圧段側湾曲部と、
　前記高圧段側接続部と前記中間部とを繋ぐ曲り形状を有する高圧段側湾曲部と、を含み、
　少なくとも前記低圧段側接続部の流路断面は、円形状に形成された、
請求項２乃至５の何れか１項に記載の多段電動遠心圧縮機。
　前記つなぎ配管内の前記圧縮気体と、前記圧縮気体を冷却するための冷却液と、の間で熱交換を行うように構成された冷却装置をさらに備える、
請求項２乃至６の何れか１項に記載の多段電動遠心圧縮機。
　前記高圧段ハウジングは、
　前記高圧段入口開口から供給された前記圧縮気体を前記高圧段インペラに導くための供給流路を画定する内壁面であって、前記供給流路の前記高圧段インペラとは反対側を画定する内端壁面、及び前記供給流路の外周側を画定する内周壁面、を含む内壁面と、
　前記内端壁面から前記高圧段インペラに向かって突出する案内凸部と、を含む、
請求項１乃至７の何れか１項に記載の多段電動遠心圧縮機。
　前記内周壁面は、前記高圧段入口開口が形成されている入口側内周壁面と、前記高圧段入口開口とは反対側に位置する反対側内周壁面と、を有し、
　前記高圧段ハウジングは、前記反対側内周壁面から突出する旋回防止板を含む、
請求項８に記載の多段電動遠心圧縮機。
　前記旋回防止板の先端は、前記高圧段インペラの前縁のチップ端よりも前記回転シャフトの外周側に位置する、
請求項９に記載の多段電動遠心圧縮機。
　前記回転シャフトを回転可能に支持するとともに、前記高圧段インペラと前記低圧段インペラの間に配置された少なくとも一つの軸受と、
　前記少なくとも一つの軸受を収容する軸受ハウジングと、を備え、
　前記少なくとも一つの軸受は、前記高圧段インペラと前記電動モータとの間に配置された高圧段側グリース封入軸受を含み、
　前記軸受ハウジングは、前記回転シャフトの軸方向において、前記高圧段側グリース封入軸受と前記高圧段インペラとの間に形成された冷却通路を有する、
請求項１乃至１０の何れか１項に記載の多段電動遠心圧縮機。
　前記高圧段ハウジングは、前記高圧段インペラよりも前記回転シャフトの外周側に形成された高圧段側冷却通路を有する、
請求項１乃至１１の何れか１項に記載の多段電動遠心圧縮機。
　前記回転シャフトを回転可能に支持するとともに、前記高圧段インペラと前記低圧段インペラの間に配置された少なくとも一つの軸受と、
　前記少なくとも一つの軸受を収容する軸受ハウジングと、を備え、
　前記少なくとも一つの軸受は、前記高圧段インペラと前記電動モータとの間に配置された高圧段側グリース封入軸受を含み、
　前記軸受ハウジングは、前記回転シャフトを含む回転体の外周面に対面する前記軸受ハウジングの内面に形成された第１の内側開口であって、前記回転シャフトの軸方向における前記高圧段側グリース封入軸受と前記高圧段インペラとの間に形成された第１の内側開口と、前記軸受ハウジングの外面に形成された第１の外側開口と、を有する第１圧力抜き孔を有する、
請求項１乃至１２の何れか１項に記載の多段電動遠心圧縮機。
　前記少なくとも一つの軸受は、前記低圧段インペラと前記電動モータとの間に配置された低圧段側グリース封入軸受をさらに含み、
　前記軸受ハウジングは、前記回転シャフトを含む回転体の外周面に対面する前記軸受ハウジングの内面に形成された第２の内側開口であって、前記回転シャフトの軸方向における前記低圧段側グリース封入軸受と前記低圧段インペラとの間に形成された第２の内側開口と、前記軸受ハウジングの外面に形成された第２の外側開口と、を有する第２圧力抜き孔を有する、
請求項１３に記載の多段電動遠心圧縮機。
　前記回転シャフトを回転可能に支持するとともに、前記高圧段インペラと前記低圧段インペラの間に配置された少なくとも一つの軸受と、
　前記少なくとも一つの軸受を収容する軸受ハウジングと、を備え、
　前記少なくとも一つの軸受は、前記高圧段インペラと前記電動モータとの間に配置された高圧段側グリース封入軸受を含み、
　前記軸受ハウジングは、前記回転シャフトを含む回転体の外周面に対面する前記軸受ハウジングの内面に形成された第３の内側開口であって、前記回転シャフトの軸方向における前記高圧段側グリース封入軸受と前記高圧段インペラとの間に形成された第３の内側開口と、前記軸受ハウジングの外面に形成された第３の外側開口とを有する第１圧力印可孔を有し、
　前記多段電動遠心圧縮機は、前記第３の外側開口に圧力源からの圧力を導入するように構成された圧力導入ラインをさらに備える、
請求項１乃至１２の何れか１項に記載の多段電動遠心圧縮機。
　前記回転シャフトを回転可能に支持するとともに、前記高圧段インペラと前記低圧段インペラの間に配置された少なくとも一つの軸受と、
　前記少なくとも一つの軸受を収容する軸受ハウジングと、
　前記電動モータを収容するモータ収容部を形成する内面を有するステータハウジングであって、前記軸受ハウジングに隣接して配置されたステータハウジングと、を備え、
　前記軸受ハウジングは、
　前記モータ収容部に面する前記軸受ハウジングの内面に形成された第４の内側開口であって、前記電動モータよりも前記回転シャフトの軸方向における一方側に形成された第４の内側開口と、前記軸受ハウジングの外面に形成された第４の外側開口とを有する空気導入孔と、
　前記モータ収容部に面する前記軸受ハウジングの内面に形成された第５の内側開口であって、前記電動モータよりも前記回転シャフトの軸方向における他方側に形成された第５の内側開口と、前記軸受ハウジングの外面に形成された第５の外側開口とを有する空気排出孔と、を有し、
　前記多段電動遠心圧縮機は、前記空気導入孔に空気を送出するように構成された、又は前記空気排出孔から空気を吸引するように構成された空気導入ラインをさらに備える、
請求項１乃至１２の何れか１項に記載の多段電動遠心圧縮機。