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公開番号2024043955
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-02
出願番号2022149214
出願日2022-09-20
発明の名称遠心圧縮機
出願人株式会社豊田自動織機
代理人個人,個人
主分類F04D 29/42 20060101AFI20240326BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】遠心圧縮機の耐久性の向上を図ること。
【解決手段】導入通路56から導入空間61に導入されて、導入空間61からモータ室18内に向かって流れる空気が、絞り部62によって絞られる。よって、導入空間61の圧力がモータ室18内の圧力よりも高くなる。さらに、導入通路56から導入空間61に導入される空気の圧力が、第2インペラ43の背面43aと第2プレート16との間の空隙67の空気の圧力よりも高くなる。その結果、第2インペラ43によって圧縮されて第2吐出室34に吐出される空気の一部が、第2挿通孔26を介してモータ室18内に侵入してしまうことが抑制される。第2インペラ43によって圧縮された空気の一部は、第2吐出室34に吐出された空気の温度よりも低い温度の状態で、導入通路56から導入空間61及び絞り部62を経由してモータ室18内へ導入される。よって、モータ20が効率良く冷却される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
燃料電池スタックに供給される空気を圧縮するインペラを含む回転体と、
前記回転体を回転させるモータと、
前記インペラを収容するインペラ室、前記モータを収容するモータ室、前記インペラ室と前記モータ室とを仕切るとともに前記回転体が挿通される挿通孔が形成されている仕切壁、及び前記インペラによって圧縮された空気が吐出されるとともに前記燃料電池スタックに前記空気を供給する供給流路が接続されている吐出室を有するハウジングと、
前記インペラによって圧縮された空気の一部を、前記吐出室に吐出された空気の温度よりも低い温度の状態で前記モータ室内へ導入する導入通路と、を備え、
前記導入通路から前記モータ室内へ導入される空気により、前記モータを冷却する遠心圧縮機であって、
前記導入通路は、前記仕切壁に形成されており、
前記挿通孔と前記回転体との間に形成されるとともに前記導入通路からの空気が導入される導入空間と、
前記挿通孔と前記回転体との間であって、前記導入空間よりも前記モータ室寄りに形成されるとともに前記導入空間から前記モータ室内に向かって流れる空気を絞る絞り部と、を備え、
前記導入通路から前記導入空間に導入される空気の圧力を、前記インペラの背面と前記仕切壁との間の空隙の空気の圧力よりも高くし、
前記インペラによって圧縮された空気の一部が、前記導入通路から前記導入空間及び前記絞り部を経由して前記モータ室内へ導入されることを特徴とする遠心圧縮機。
続きを表示（約 170 文字）【請求項２】
前記回転体は、前記導入空間と前記空隙との間に隔壁を備え、
前記挿通孔と前記隔壁とによって形成される隔壁隙間は、絞りとして機能することを特徴とする請求項１に記載の遠心圧縮機。
【請求項３】
前記絞り部の流路断面積は、前記隔壁隙間の流路断面積よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の遠心圧縮機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池スタックに供給される空気を圧縮する遠心圧縮機に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に開示されているように、燃料電池スタックに供給される空気を圧縮する遠心圧縮機は、インペラを含む回転体を備えている。インペラは、燃料電池スタックに供給される空気を圧縮する。また、遠心圧縮機は、モータと、ハウジングと、を備えている。モータは、回転体を回転させる。ハウジングは、インペラ室、モータ室、仕切壁、及び吐出室を有している。インペラ室は、インペラを収容する。モータ室は、モータを収容する。仕切壁は、インペラ室とモータ室とを仕切る。吐出室には、インペラによって圧縮された空気が吐出される。吐出室には、燃料電池スタックに空気を供給する供給流路が接続されている。仕切壁には、回転体が挿通される挿通孔が形成されている。
【０００３】
ところで、このような遠心圧縮機においては、遠心圧縮機の耐久性の向上を図るために、モータを冷却することが望まれている。そこで、遠心圧縮機は、インペラによって圧縮された空気の一部を、吐出室に吐出された空気の温度よりも低い温度の状態でモータ室内へ導入する導入通路を備えている場合がある。そして、インペラによって圧縮された空気の一部が、吐出室に吐出された空気の温度よりも低い温度の状態で、導入通路からモータ室内へ導入されることにより、モータが空気によって冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１５－１５５６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような遠心圧縮機においては、インペラによって圧縮されて吐出室に吐出される空気の一部が、インペラの背面と仕切壁との間の空隙に流れ込む場合がある。すると、インペラの背面と仕切壁との間の空隙に流れ込んだ空気が、挿通孔を介してモータ室内に侵入してしまう虞がある。インペラによって圧縮されて吐出室に吐出される空気の温度は高い。したがって、インペラによって圧縮されて吐出室に吐出される空気の一部が、挿通孔を介してモータ室内に侵入してしまうと、モータ室内に侵入した空気によってモータが暖められてしまう。その結果、モータを冷却することが困難となる虞がある。すると、遠心圧縮機の耐久性が低下する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する遠心圧縮機は、燃料電池スタックに供給される空気を圧縮するインペラを含む回転体と、前記回転体を回転させるモータと、前記インペラを収容するインペラ室、前記モータを収容するモータ室、前記インペラ室と前記モータ室とを仕切るとともに前記回転体が挿通される挿通孔が形成されている仕切壁、及び前記インペラによって圧縮された空気が吐出されるとともに前記燃料電池スタックに前記空気を供給する供給流路が接続されている吐出室を有するハウジングと、前記インペラによって圧縮された空気の一部を、前記吐出室に吐出された空気の温度よりも低い温度の状態で前記モータ室内へ導入する導入通路と、を備え、前記導入通路から前記モータ室内へ導入される空気により、前記モータを冷却する遠心圧縮機であって、前記導入通路は、前記仕切壁に形成されており、前記挿通孔と前記回転体との間に形成されるとともに前記導入通路からの空気が導入される導入空間と、前記挿通孔と前記回転体との間であって、前記導入空間よりも前記モータ室寄りに形成されるとともに前記導入空間から前記モータ室内に向かって流れる空気を絞る絞り部と、を備え、前記導入通路から前記導入空間に導入される空気の圧力を、前記インペラの背面と前記仕切壁との間の空隙の空気の圧力よりも高くし、前記インペラによって圧縮された空気の一部が、前記導入通路から前記導入空間及び前記絞り部を経由して前記モータ室内へ導入される。
【０００７】
これによれば、導入通路から導入空間に導入されて、導入空間からモータ室内に向かって流れる空気が、絞り部によって絞られる。これにより、導入空間の圧力がモータ室内の圧力よりも高くなる。さらに、導入通路から導入空間に導入される空気の圧力が、インペラの背面と仕切壁との間の空隙の空気の圧力よりも高くなる。よって、インペラの背面と仕切壁との間の空隙から導入空間に空気が流れ込み難くなる。その結果、インペラによって圧縮されて吐出室に吐出される空気の一部が、挿通孔を介してモータ室内に侵入してしまうことが抑制されている。したがって、インペラによって圧縮されて吐出室に吐出される空気の一部が、挿通孔を介してモータ室内に侵入することで、モータ室内に侵入した空気によってモータが暖められてしまうといった問題が生じ難くなる。そして、インペラによって圧縮された空気の一部が、吐出室に吐出された空気の温度よりも低い温度の状態で、導入通路から導入空間及び絞り部を経由してモータ室内へ導入される。これにより、モータを効率良く冷却することができる。その結果、遠心圧縮機の耐久性の向上を図ることができる。
【０００８】
上記遠心圧縮機において、前記回転体は、前記導入空間と前記空隙との間に隔壁を備え、前記挿通孔と前記隔壁とによって形成される隔壁隙間は、絞りとして機能するとよい。
これによれば、隔壁隙間が絞りとして機能しているため、インペラの背面と仕切壁との間の空隙から導入空間に空気がさらに流れ込み難くなる。その結果、インペラによって圧縮されて吐出室に吐出される空気の一部が、挿通孔を介してモータ室内に侵入してしまうことをさらに抑制し易くすることができる。
【０００９】
上記遠心圧縮機において、前記絞り部の流路断面積は、前記隔壁隙間の流路断面積よりも小さいとよい。
これによれば、例えば、絞り部の流路断面積が、隔壁隙間の流路断面積以上である場合に比べると、導入通路から導入空間に導入される空気の圧力を、インペラの背面と仕切壁との間の空隙の空気の圧力よりも高くし易い。よって、インペラの背面と仕切壁との間の空隙から導入空間に空気がさらに流れ込み難くなる。したがって、インペラによって圧縮されて吐出室に吐出される空気の一部が、挿通孔を介してモータ室内に侵入してしまうことをさらに抑制し易くすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、遠心圧縮機の耐久性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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