CN115803531A - 多级电动离心压缩机 - Google Patents

Abstract

一种多级电动离心压缩机(1)，其构成为通过电动马达(10)驱动设置在旋转轴的两端的叶轮，该多级电动离心压缩机具备：旋转轴(3)；低压级叶轮(4)，其设置在旋转轴的一侧；高压级叶轮(5)，其设置在旋转轴的另一侧；高压级壳体(7)，其容纳所述高压级叶轮；连接配管(8)，其用于将被低压级叶轮压缩后的压缩气体供给到高压级壳体；高压级壳体具有高压级入口开口(71)，该高压级入口开口朝向相对于旋转轴的轴线(CA)交叉的方向开口，连接配管包括与高压级入口开口连接的高压级侧连接部(81)。

Description

多级电动离心压缩机

技术领域

本公开涉及一种多级电动离心压缩机，其构成为通过电动马达驱动设置在旋转轴两端的叶轮。

背景技术

在利用搭载于车体的燃料电池发电并利用电动机的动力行驶的燃料电池车中，存在搭载电动离心压缩机的情况。电动离心压缩机通过向燃料电池供给压缩空气来提高燃料电池的效率。在电动离心压缩机中，有阶段性地压缩气体(例如空气)的体积的多级电动离心压缩机。

多级电动离心压缩机构成为，通过设置在通过电动马达驱动而旋转的旋转轴的一侧的低压级叶轮，将气体压缩至第一压力，通过设置在上述旋转轴的另一侧的高压级叶轮，将被低压级叶轮压缩的压缩空气压缩至比第一压力高的第二压力(例如专利文献1)。

专利文献1所记载的多级电动离心压缩机具备容纳低压级叶轮的低压级壳体和容纳高压级叶轮的高压级壳体。高压级壳体具有朝向旋转轴的轴线方向开口的入口开口。被低压级叶轮压缩后的压缩空气通过上述入口开口导入到高压级壳体的内部，被高压级叶轮进一步压缩。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2015-155696号公报

发明内容

发明要解决的课题

为了满足燃料电池车的要求性能(低流量且高压力)，需要提高多级电动离心压缩机的电动马达的输出和空气压缩比。为了提高多级电动离心压缩机的电动马达的输出和空气压缩比，多级电动离心压缩机的构造变得复杂，存在多级电动离心压缩机大型化的倾向。因此，需要实现多级电动离心压缩机的小型化。

鉴于上述情况，本公开的至少一个实施方式的目的在于提供一种多级电动离心压缩机，该多级电动离心压缩机能够实现多级电动离心压缩机的小型化。

用于解决问题的方案

本公开的多级电动离心压缩机是构成为通过电动马达驱动设置在旋转轴的两端的叶轮的多级电动离心压缩机，所述多级电动离心压缩机具备：

所述旋转轴；

低压级叶轮，其设置在所述旋转轴的一侧；

高压级叶轮，其设置在所述旋转轴的另一侧；

高压级壳体，其容纳所述高压级叶轮；

连接配管，其用于将被所述低压级叶轮压缩后的压缩气体供给到所述高压级壳体；

所述高压级壳体具有高压级入口开口，该高压级入口开口朝向与所述旋转轴的轴线交叉的方向开口，

所述连接配管包括与所述高压级入口开口连接的高压级侧连接部。

发明效果

根据本发明的至少一个实施方式，提供一种能够实现小型化以及轻量化的多级电动离心压缩机。

附图说明

图1是概略地示出本公开的一个实施方式的多级电动离心压缩机的结构的概略结构图。

图2是概略地示从轴向的高压级侧观察的图1所示的连接配管的高压级连接部以及高压级壳体截面的概略剖视图。

图3是用于说明图1所示的连接配管的高压级连接部的形状的说明图。

图4是概略地示出本公开的一个实施方式的多级电动离心压缩机中的连接配管附近的概略图。

图5是概略地示出本公开的一个实施方式的多级电动离心压缩机的结构的概略结构图。

图6是概略地示出从轴向的高压级侧观察的图5所示的高压级壳体截面的概略剖视图。

图7是概略地示出本公开的一个实施方式的多级电动离心压缩机中的高压级壳体附近的概略图。

图8是概略地示出本公开的一个实施方式的多级电动离心压缩机的结构的概略结构图。

图9是图8中的高压级侧套筒附近的概略剖视图。

图10是概略地示出本公开的一个实施方式的多级电动离心压缩机的结构的概略结构图。

图11是图10中的高压级侧套筒附近的概略剖视图。

图12是概略地示出本公开的一个实施方式的多级电动离心压缩机的结构的概略结构图。

图13是概略地示出本公开的一个实施方式的多级电动离心压缩机的结构的概略结构图

具体实施方式

以下，参照附图对本公开的几个实施方式进行说明。但是，作为实施方式记载的或附图所示的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等并不是将本公开的范围限定于此的意思，只不过是说明例。

例如，表示“在某一方向”、“沿着某一方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或“同轴”等相对或绝对的配置的表达不仅严密地表示这样的配置，还表示存在公差、或者能够获得相同功能程度的角度或距离而相对地位移的状态。

例如，表示“相同”、“相等”以及“均质”等事物为相等的状态的表达不仅表示严格相等的状态，还表示存在公差、或者能够获得相同功能的程度的差的状态。

例如，表示四边形状或圆筒形状等形状的表达不仅表示几何学的严格意义上的四边形状或圆筒形状等形状，在能够获得相同效果的范围内，还表示包含凹凸部或倒角部等的形状。

另一方面，“具备”、“包括”或“具有”一个构成要素这样的表达并不是排除其他构成要素存在的排他性表达。

需要说明的是，对于相同的结构，存在标注相同的附图标记并省略说明的情况。

(多级电动离心压缩机)

图1是概略地示出本公开的一个实施方式的多级电动离心压缩机的结构的概略结构图。在图1中，概略地示出了多级电动离心压缩机1的沿着旋转轴3的轴线CA的截面。

如图1所示，本公开几个实施方式的多级电动离心压缩机1构成为通过电动马达10驱动设置在旋转轴3的两端的叶轮(低压级叶轮4、高压级叶轮5)。

如图1所示，多级电动离心压缩机1至少具备：旋转轴3；低压级叶轮4，其设置在旋转轴3的一侧(图1中右侧)；高压级叶轮5，其设置在旋转轴3的另一侧(图1中左侧)；低压级壳体6，其构成为容纳低压级叶轮4；高压级壳体7，其构成为容纳高压级叶轮5；连接配管8，其用于将被低压级叶轮4压缩后的压缩气体供给到高压级壳体7。

以下，如图1所示，将旋转轴3的轴线CA延伸的方向设为轴向X，将与轴线CA正交的方向设为径向Y。将轴向X中的、将相对于高压级叶轮5低压级叶轮4所在的一侧(图1中右侧)设为低压级侧XL，将与低压级侧XL的相反侧(图1中左侧)设为高压级侧XH。

(电动马达)

搭载于多级电动离心压缩机1的电动马达10包括作为转子的旋转体11和作为定子的马达定子12。旋转体11至少包括旋转轴3和安装在旋转轴3的外周的转子组件13。转子组件13包括永磁体14。马达定子12包括马达线圈(定子线圈)121，构成为通过从未图示的电源供给的电力来产生使搭载有永磁体14的旋转体11旋转的磁场。当旋转体11通过马达定子12产生的磁场(电动马达10产生的动力)旋转时，安装在旋转轴3的叶轮(低压级叶轮4以及高压级叶轮5)连动地旋转。

多级电动离心压缩机1通过使低压级叶轮4旋转，对导入到低压级壳体6的内部的气体进行压缩，并将该气体加压至第一压力。加压至第一压力的压缩气体通过连接配管8被引导至高压级壳体7的内部。多级电动离心压缩机1通过使高压级叶轮5旋转，进一步压缩导入到高压级壳体7的内部的压缩气体，并将该压缩气体加压至比第一压力高的第二压力。

多级电动离心压缩机1还具备：转子组件13，其安装在旋转轴3；马达定子12，其以包围转子组件13的外周的方式配置；至少一个轴承15，其能够旋转地支承旋转轴3；至少一个轴承壳体16，其构成为容纳至少一个轴承15；定子壳体17，其构成为容纳电动马达10(马达定子12)。至少一个轴承壳体16和定子壳体17配置在轴向X的低压级壳体6和高压级壳体7之间。定子壳体17在轴向X方向上与至少一个轴承壳体16邻接地配置。马达定子12在定子壳体17的内部支承于定子壳体17。

(轴承、轴承壳体)

在图示的实施方式中，至少一个轴承15包括：低压级侧轴承15A，其配置在轴向X的低压级叶轮4与转子组件13之间；高压级侧轴承15B，其配置在轴向X的高压级叶轮5与转子组件13之间。至少一个轴承壳体16包括：低压级侧轴承壳体16A，其构成为容纳低压级侧轴承15A；高压级侧轴承壳体16B，其构成为容纳高压级侧轴承15B。低压级侧轴承15A被形成在低压级侧轴承壳体16A的内部的轴承支承面161支承。高压级侧轴承15B被形成在高压级侧轴承壳体16B的内部的轴承支承面162支承。

低压级侧轴承壳体16A配置在比低压级壳体6更靠高压级侧XH、且比定子壳体17更靠低压级侧XL。低压级侧轴承壳体16A例如通过紧固螺栓等紧固部件与在轴向X上与低压级侧轴承壳体16A邻接配置的低压级壳体6或定子壳体17机械连结。高压级侧轴承壳体16B配置在比高压级壳体7更靠低压级侧XL、且比定子壳体17更靠高压级侧XH。高压级侧轴承壳体16B例如通过紧固螺栓等紧固部件与在轴向X上与高压级侧轴承壳体16B邻接地配置的高压级壳体7或定子壳体17机械连结。

(套筒)

在图示的实施方式中，多级电动离心压缩机1还具备：低压级侧套筒18A，其在轴向X方向的低压级叶轮4与低压级侧轴承15A之间，安装在旋转轴3的外周；高压级侧套筒18B，其在轴向X方向的高压级叶轮5与高压级侧轴承15B之间，安装在旋转轴3的外周；加压弹簧19，其对高压级侧轴承15B向低压级侧XL侧施力。上述旋转体11还包括低压级侧套筒18A和高压级侧套筒18B。

低压级侧轴承壳体16A具有：内表面(套筒对置面)163，其与低压级侧套筒18A的外周面相对；卡止面164，其从轴承支承面161的低压级侧XL的端部朝向径向的内侧延伸，供低压级侧轴承15A卡止。内表面163形成为直径比轴承支承面161小。高压级侧轴承壳体16B具有：内表面(套筒对置面)165，其与高压级侧套筒18A的外周面相对；卡定面166，其从轴承支承面162的高压级侧XH的端部朝向径向的内侧延伸。内表面165形成为直径比轴承支承面162小。上述的加压弹簧19配置在卡止面166与高压级侧轴承15B之间，对高压级侧轴承15B施加规定的加压。

(低压级壳体、低压级叶轮)

如图1所示，低压级壳体6形成有用于从低压级壳体6的外部将气体导入到内部的低压级入口开口61和用于从低压级壳体6的内部将气体排出到外部的低压级出口开口62。在低压级壳体6的内部，形成有用于将从低压级入口开口61导入到低压级壳体6的内部的气体向低压级叶轮4引导的供给流路63、和用于将通过了低压级叶轮4的气体向低压级出口开口62引导的涡旋流路64。在图示的实施方式中，低压级入口开口61朝向轴向X的低压级侧XL开口。低压级出口开口62朝向与轴线CA交叉(例如，正交)的方向开口。

在图1所示的实施方式中，低压级叶轮4具有与旋转轴3的一侧机械连结的轮毂41和设置在轮毂41的外周面42的多个叶轮叶片43。低压级叶轮4能够以旋转轴3的轴线CA为中心与旋转轴3一体地旋转。低压级叶轮4由构成为将沿着轴向X从低压级侧XL输送的气体向径向Y的外侧引导的离心式叶轮构成。多个叶轮叶片43的前端44分别与低压级壳体6的弯曲成凸状的护罩面65之间形成有间隙(clearance)。

在图1所示的实施方式中，低压级壳体6通过与其他部件(在图示例中为低压级侧轴承壳体16A)组合，形成能够旋转地容纳低压级叶轮4的低压级叶轮室66。低压级叶轮室66与位于气体的流动方向的上游侧的供给流路63、以及位于气体的流动方向的下游侧的涡旋流路64连通。涡旋流路64具有包围低压级叶轮4的径向Y的外侧的涡旋形状。护罩面65划定低压级叶轮室66的一部分。

(高压级壳体、高压级叶轮)

如图1所示，高压级壳体7形成有用于从高压级壳体7的外部将气体导入到内部的高压级入口开口71和用于从高压级壳体7的内部将气体排出到外部的高压级出口开口72。在高压级壳体7的内部，形成有用于将从高压级入口开口71导入到高压级壳体7的内部的气体向高压级叶轮5引导的供给流路73、和用于将通过了高压级叶轮5的气体向高压级出口开口72引导的涡旋流路74。在图示的实施方式中，高压级出口开口71以及高压级出口开口72各自朝向与轴线CA交叉(例如正交)的方向开口。

在图1所示的实施方式中，高压级叶轮5具有与旋转轴3的另一侧机械连结的轮毂51和设置在轮毂51的外周面52的多个叶轮叶片53。高压级叶轮5能够以旋转轴3的轴线CA为中心与旋转轴3一体地旋转。高压级叶轮5由构成为将沿着轴向X从高压级侧XH输送的气体向径向Y的外侧引导的离心式叶轮构成。多个叶轮叶片53的前端54分别与高压级壳体7的弯曲成凸状的护罩面75之间形成有间隙(clearance)。

在图1所示的实施方式中，高压级壳体7通过与其他部件(在图示例中为高压级侧轴承壳体16B)组合，形成能够旋转地容纳高压级叶轮5的高压级叶轮室76。高压级叶轮室76与位于气体的流动方向的上游侧的供给流路73、以及位于气体的流动方向的下游侧的涡旋流路74连通。涡旋流路74具有包围高压级叶轮5的径向Y的外侧的涡旋形状。护罩面75划定高压级叶轮室76的一部分。

从低压级壳体6的外部通过低压级入口开口61被引导至供给流路63的气体(例如空气)在供给流路63中流到高压级侧XH之后，被输送至低压级叶轮4，通过低压级叶轮4的旋转而被压缩并加压至第一压力。通过了低压级叶轮4的压缩气体(例如压缩空气)在朝向径向Y的外侧流过涡旋流路64之后，从低压级出口开口62排出到低压级壳体6的外部。

(连接配管)

如图1所示，连接配管8形成为沿其长边方向延伸的管状，至少包括与上述高压级入口开口71连接的高压级侧连接部81和与低压级出口开口62连接的低压级侧连接部82。在图示的实施方式中，高压级侧连接部81以及低压级侧连接部82分别沿着相对于旋转轴3的轴线CA交叉(在图示例中为正交)的方向延伸。连接配管8还包括：中间部83，其沿着旋转轴的轴线CA延伸；低压级侧弯曲部84，其具有连接低压级侧连接部82和中间部83的弯曲形状；高压级侧弯曲部85，其具有连接高压级侧连接部81和中间部83的弯曲形状。在图1中，连接配管8中的各部分的边界以双点划线表示。连接配管8中的各部分可以由单独的部件构成，也可以由单一材料一体地形成。

从低压级壳体6的低压级出口开口62排出的压缩气体在连接配管8中从低压级侧连接部82朝向高压级侧连接部81流动之后，通过高压级壳体7的高压级入口开口71而被引导至供给流路73。被引导至供给流路73的压缩气体被输送至高压级叶轮5，通过高压级叶轮5的旋转被压缩而被加压至比第一压力高的第二压力。通过了高压级叶轮5的压缩气体在朝向径向Y的外侧流过涡旋流路74之后，从高压级出口开口72排出到高压级壳体7的外部。

在图示的实施方式中，多级电动离心压缩机1由燃料电池车用的多级电动离心压缩机构成。因此，多级电动离心压缩机1还具备用于将被高压级叶轮5压缩后的压缩气体供给到燃料电池20的压缩气体供给管路21。燃料电池20例如由固体氧化物型燃料电池(SOFC)构成，具有空气极201、燃料极202、设置在空气极201以及燃料极202之间的固体电解质203。从高压级壳体7的高压级出口开口72排出的压缩气体通过连接高压级出口开口72和燃料电池20的空气极201的压缩气体供给管路21供给到燃料电池20。需要说明的是，本公开也可以应用于燃料电池车辆以外的多级电动离心压缩机，例如，内燃机用的多级电动离心压缩机，该多级电动离心压缩机对输送到发动机等内燃机的燃烧气体进行加压。即，压缩气体供给管路21也可以构成为连接高压级壳体7的高压级出口开口72和未图示的内燃机。

如图1所示，几个实施方式的多级电动离心压缩机1至少具备：旋转轴3；低压级叶轮4，其设置在旋转轴3的一侧(低压级侧XL)；高压级叶轮5，其设置在旋转轴3的另一侧(高压级侧XH)；高压级壳体7，其容纳高压级叶轮5；连接配管8，其用于将被低压级叶轮4压缩后的压缩气体供给到高压级壳体7。上述的高压级壳体7具有朝向相对于旋转轴3的轴线CA交叉(例如，正交)的方向开口的高压级入口开口71。上述的连接配管8包括与高压级入口开口71连接的高压级侧连接部81。

根据以上结构，在高压级壳体7，高压级入口开口71朝向与旋转轴3的轴线CA交叉的方向开口，在该高压级入口开口71连接有连接配管8的高压级侧连接部81。因此，被低压级叶轮4压缩后的压缩气体通过连接配管8从高压级壳体7的外周侧(径向Y的外侧)供给到高压级壳体7的内部。在这种情况下，与压缩气体沿着旋转轴3的轴向X被导入至高压级壳体7的情况相比，能够缩短连接配管8和高压级壳体7的上述轴向X上的长度。由此，能够缩短多级电动离心压缩机1的上述轴方向X上的长度，因此能够实现多级电动离心压缩机1的小型化以及轻量化。

图2是概略地示出从轴向的高压级侧观察的图1所示的连接配管的高压级连接部以及高压级壳体截面的概略剖视图。图3是用于说明图1所示的连接配管的高压级连接部的形状的说明图。

在几个实施方式中，如图3所示，上述的高压级侧连接部81的流路截面(例如流路截面813、814)沿着与旋转轴3的轴线CA正交的方向具有长边方向LD，且包括形成在长边方向LD的两端侧的凸弯曲部811、812。

在图示的实施方式中，如图2所示，上述的高压级侧连接部81具有随着朝向高压级入口开口71侧而其流路截面积变大的扩大区域EA。该扩大区域EA由高压级侧连接部81的内壁面810划定。在图2所示的实施方式中，高压级侧连接部81与高压级入口开口71连接的一侧为扩大区域EA的终点P2，与上述一侧的相反侧为扩大区域EA的起点P1。上述流路截面813是扩大区域EA的始点P1处的流路截面，上述流路截面814是扩大区域EA的终点P2处的流路截面。

根据上述结构，高压级侧连接部81的流路截面沿着与旋转轴3的轴线CA正交的方向具有长边方向LD，且包括形成在长边方向LD的两端侧的凸弯曲部811、812。在这种情况下，由于高压级侧连接部81的流路截面为沿着长边方向LD延伸的椭圆形状，因此能够抑制高压级侧连接部81在旋转轴3的轴向X上变大，并且增大高压级侧连接部81的流路面积。通过增大高压级侧连接部81的流路面积，能够将所需量的压缩气体供给到高压级壳体7。另外，由于高压级侧连接部81的流路截面为长圆形状，因此与假设上述流路截面为矩形等多边形状的情况相比，能够抑制流经高压级侧连接部中81的压缩气体的压力损失。

在几个实施方式中，如图3所示，上述的高压级侧连接部81的流路截面(例如，流路截面813、814)沿着旋转轴3的轴线CA具有短边方向SD。在这种情况下，通过将高压级侧连接部81的流路截面形成为沿着轴线CA具有短边方向SD的形状，能够缩短高压级侧连接部81在旋转轴3的轴向X上的长度，进而能够实现多级电动离心压缩机1的小型化以及轻量化。

在几个实施方式中，如图3所示，上述高压级侧连接部81的流路截面(例如，流路截面813、814)还包括将一对凸弯曲部811、812的端部彼此连接的直线部815。直线部815在长边方向LD上具有规定的长度L1，其短边方向SD上的长度相等。在这种情况下，高压级侧连接部81的流路截面包括直线部815，由此能够使在高压级侧连接部81中流动的压缩气体的、朝向高压级入口开口71侧的速度成分增大，因此能够使压缩气体从高压级入口开口71顺畅地流入高压级叶轮5。由此，能够降低高压级侧连接部81与高压级入口开口71的连接部中的压缩气体的压力损失。

在图示的实施方式中，如图2、图3所示，上述的高压级侧连接部81的流路截面形成为长边方向LD的长度随着朝向高压级入口开口71侧而变大。在图示的实施方式中，流路截面814(扩大区域EA的终点P2)的长边方向LD的长度比流路截面813(扩大区域EA的起点P1)的长边方向LD的长度大。与此相对，从扩大区域EA的始点P1到终点P2，短边方向SD的长度的变动少，长边方向LD的长度变大，从而流路截面积扩大。

根据上述结构，通过将高压级侧连接部81的流路截面形成为长边方向的长度随着朝向高压级入口开口71侧而变大，能够使沿着高压级侧连接部81的内壁面810流动的压缩气体直接沿着高压级壳体7的划定供给流路73的内壁面77流动。通过使压缩气体沿着高压级壳体7的内壁面77流动，能够抑制压缩气体从内壁面77剥离，因此能够降低高压级壳体7的供给流路73中的压缩气体的压力损失。

在几个实施方式中，如图2所示，上述的高压级入口开口71形成在划定供给流路73的外周侧的内周壁面772。上述的高压级侧连接部81的内壁面810与高压级壳体7的内周壁面772平滑地连接。在此，“平滑地连接”是指在内壁面77与内周壁面772的边界未形成角部，而是带有弧度。在图示的实施方式中，内壁面810具有凸弯曲形状。需要说明的是，为了降低高压级侧连接部81与高压级入口开口71的连接部中的压缩气体的压力损失，优选尽可能增大与内周壁面772的内壁面77连接的部分的曲率。根据上述结构，高压级侧连接部81的内壁面810与高压级壳体7的内周壁面772平滑地连接，因此能够降低高压级侧连接部81与高压级入口开口71的连接部中的压缩气体的压力损失。

在几个实施方式中，如图3所示，上述的高压级侧连接部81的流路截面形成为凸弯曲部811、812的最大曲率随着朝向高压级入口开口71侧而变大。在图示的实施方式中，流路截面814(扩大区域EA的终点P2)中的凸弯曲部811、812的最大曲率R2比流路截面813(扩大区域EA的起点P1)中的凸弯曲部811、812的最大曲率R1大。在图示的实施方式中，流路截面813中的凸弯曲部811、812的分别形成为，从与直线部815的连接端到长边方向LD的一端，其曲率相等。与此相对，流路截面814中的凸弯曲部811、812的每一个形成为，随着从与直线部815的连接端816、818朝向长边方向LD的一端817、819，其曲率变大。在某个实施方式中，最大曲率R2是最大曲率R1的两倍以上。

根据上述结构，通过将高压级侧连接部81的流路截面形成为凸弯曲部811、812的最大曲率随着朝向高压级入口开口71侧而变大，能够将在高压级侧连接部81中流动的压缩气体顺畅地引导至高压级入口开口71。由此，能够降低高压级侧连接部81与高压级入口开口71的连接部中的压缩气体的压力损失。

在几个实施方式中，如图1所示，上述的连接配管8包括上述的高压级侧连接部81、上述的低压级侧连接部82、上述的中间部83、上述的低压级侧弯曲部84和上述的高压级侧弯曲部85。而且，至少低压级侧连接部82的流路截面形成为圆形状。在图示的实施方式中，不仅低压级侧连接部82，而且低压级侧连接部82以及中间部83各自的流路截面也形成为圆形状。另外，在高压级侧弯曲部85中，流路截面从圆形状转变为长圆形状。

从低压级壳体6输送到连接配管(8)的压缩气体具有回旋成分。根据上述结构，通过使连接配管8中的至少低压级侧连接部82的流路截面为圆形状，能够降低在连接配管8中流动的具有回旋成分的压缩气体的压力损失。需要说明的是，通过使低压级侧连接部82和中间部83的流路截面为圆形状，能够进一步降低在连接配管8中流动的具有回旋成分的压缩气体的压力损失。

图4是概略地示出本公开的一个实施方式的多级电动离心压缩机中的连接配管的附近的概略图。在图4中，概略地示出了多级电动离心压缩机1的沿着旋转轴3的轴线CA的截面。

在几个实施方式中，如图4所示，上述的多级电动离心压缩机1还具备冷却装置86，该冷却装置86构成为在连接配管8内的压缩气体与用于冷却上述压缩气体的冷却液(例如，冷却水)之间进行热交换。被低压级叶轮4压缩后的压缩气体在被冷却装置86冷却之后，被供给到高压级叶轮5。

在图示的实施方式中，冷却装置86包括使作为冷却介质的冷却液循环的冷却液循环管路861、构成为输送冷却液的冷却液循环泵862、构成为对冷却液进行冷却的散热器863。冷却液循环管路861具有在连接配管8内的压缩气体与冷却液之间进行热交换的热交换部864。冷却液循环泵862配置在冷却液循环管路861中的比热交换部864的更靠冷却液的流动方向的上游侧，将冷却液输送至下游侧。散热器863配置在冷却液循环管路861中的比热交换部864更靠冷却液的流动方向的上游侧，对通过与压缩气体的热交换而升温的冷却液进行冷却。由此，热交换部864中的冷却液的温度比作为热交换对象的连接配管8内的压缩气体的温度低。需要说明的是，冷却装置86只要能够在连接配管8内的压缩气体与冷却液之间进行热交换即可，并不限定于图示的实施方式。

根据上述结构，通过冷却装置86中的连接配管8内的压缩气体与冷却液的热交换，在连接配管8中流动的压缩气体被冷却。通过利用冷却装置86使输送到高压级叶轮5的压缩气体的温度较低，能够抑制通过高压级叶轮5后的压缩气体的高温化。由此，能够实现多级电动离心压缩机1的高压级中的压缩比的提高。另外，通过抑制通过高压级叶轮5后的压缩气体的高温化，能够抑制存在于面向高压级叶轮5的背面57的空间24中的气体的高温化，因此能够降低从高压级叶轮5的背面57向轴承15(特别是高压级侧润滑脂封入轴承15B)的输入热量。由此，能够抑制轴承15因热而劣化，因此能够提高轴承15的寿命以及耐久性。

在几个实施方式中，如图1所示，上述的高压级壳体7包括内壁面77，该内壁面77划定用于将从高压级入口开口71供给的压缩气体引导至高压级叶轮5的供给流路73。该内壁面77包括划定供给流路73的与高压级叶轮5的相反侧(高压级侧XH)的内端壁面771和划定供给流路73的外周侧(径向Y的外侧)的内周壁面772。上述的高压级壳体7还包括从内端壁面771朝向高压级叶轮5突出的引导凸部78。在图示的实施方式中，引导凸部78的外周面形成为凹弯曲状。

根据上述结构，通过从内端壁面771朝向高压级叶轮5突出的引导凸部78，能够将在高压级壳体7的供给流路73中流动的压缩气体引导至高压级叶轮5。例如，能够通过使沿着内端壁面771朝向径向Y的内侧流动的压缩气体的流动沿着引导凸部78的外周面而弯曲，从而改变为朝向轴向X的低压级侧XL的流动。在这种情况下，能够通过引导凸部78，沿着轴向将压缩气体导入到高压级叶轮5，因此与假设从径向的外侧将压缩气体导入到高压级叶轮5的情况相比，能够提高多级电动离心压缩机1的效率。

图5是概略地示出本公开的一个实施方式的多级电动离心压缩机的结构的概略结构图。图6是概略地示出从轴向的高压级侧观察的图5所示的高压级壳体截面的概略剖视图。在图5中，概略地示出了多级电动离心压缩机1的沿着旋转轴3的轴线CA的截面。

在几个实施方式中，如图5所示，上述的内周壁面772具有形成有高压级入口开口71的入口侧内周壁面773、和位于与高压级入口开口71的相反侧的相反侧内周壁面774。上述的高压级壳体7包括从相反侧内周壁面774突出的回旋防止板79。

如图6所示，在从轴向X的高压级侧XH观察高压级壳体7的截面中，将通过高压级入口开口71的中心P3和旋转轴3的轴线CA的基准线RL与相反侧内周壁面774的交点P4的位置设为0°位置，将以上述轴线CA为中心的顺时针方向设为正方向，将上述正方向上的旋转轴3相对于上述0°位置的周方向的角度定义为θ。上述的回旋防止板79的最靠近轴线CA的前端791存在于-90°≤θ≤90°的范围。在图示的实施方式中，回旋防止板79具有宽度尺寸以随着朝向前端791而变小的方式倾斜的外表面(倾斜面)792。

在图6中，将高压级叶轮5的前缘55的尖端56图示为相当于高压级叶轮5的入口。如图6所示，通过使在供给流路73中沿着内周壁面772向顺时针方向或逆时针方向中的任一方向流动的压缩气体的流动沿着回旋防止板79的外表面792而弯曲，能够改变为朝向高压级叶轮5的入口的流动。假设在高压级壳体7不包含回旋防止板79的情况下，在供给流路73中沿顺时针方向沿着内周壁面772流动的压缩气体与在供给流路73中沿逆时针方向沿着内周壁面772流动的压缩气体碰撞，因此存在导致供给流路73中的压力损失的可能。

根据上述结构，通过回旋防止板79，能够抑制在高压级壳体7的供给流路73中朝向旋转轴3的周向上的一个方向流动的压缩气体与在供给流路73中朝向与上述周向上的上述一个方向的相反方向流动的压缩气体碰撞。另外，通过回旋防止板79，将沿着相反侧内周壁面774流动的压缩气体引导至高压级叶轮5所处的径向的内侧，由此能够将从高压级入口开口71流入的压缩气体顺畅地引导至高压级叶轮5。由此，能够降低高压级壳体7的供给流路73中的压缩气体的压力损失。

在几个实施方式中，如图6所示，上述的回旋防止板79的前端791与高压级叶轮5的前缘55的尖端56(相当于高压级叶轮5的入口)相比位于更靠旋转轴3的外周侧。

假设回旋防止板79的前端791与高压级叶轮5的前缘55的尖端56相比位于更靠旋转轴3的内周侧，则被回旋防止板79引导而导入高压级叶轮5的压缩气体的、朝向径向的内侧的速度成分变大，因此存在高压级叶轮5中的压缩效率降低的可能。根据上述结构，回旋防止板79的前端791与高压级叶轮5的前缘55的尖端56相比位于更靠旋转轴3的外周侧，因此能够使被回旋防止板79引导而导入高压级叶轮5的压缩气体的、朝向径向的内侧的速度成分变小。由此，能够抑制高压级叶轮5中的压缩效率的降低。

如图6所示，在从轴向X的高压级侧XH观察高压级壳体7的截面中，将回旋防止板79的前端791距旋转轴3的轴线CA的距离定义为L2，将尖端56的半径(距轴线CA的长度)定义为R3。如果上述L2过大，则从回旋防止板79的相反侧内周壁面774突出的突出长度变小，因此难以通过回旋防止板79改变压缩气体的流动。另外，如果上述L2过小，则如上所述，被回旋防止板79引导而导入高压级叶轮5的压缩气体的、朝向径向的内侧的速度成分变大，因此高压级叶轮5中的压缩效率有可能降低。因此，上述L2优选满足1.5R3≤L2≤2.5R3的条件。

以下几个实施方式的多级电动离心压缩机1的每一个都能够独立实施。例如，也能够应用于高压级入口开口71朝向轴向X的高压级侧XH开口的多级电动离心压缩机等。需要说明的是，以下的几个实施方式的多级电动离心压缩机1的每一个可以组合彼此的结构，也可以组合上述的几个实施方式的多级电动离心压缩机1的结构。

(润滑脂封入轴承)

图7是概略地示出本公开的一个实施方式的多级电动离心压缩机中的高压级壳体的附近的概略图。图8是概略地示出本公开的一个实施方式的多级电动离心压缩机的结构的概略结构图。图9是图8中的高压级侧套筒附近的概略剖视图。图10是概略地示出本公开的一个实施方式的多级电动离心压缩机的结构的概略结构图。图11是图10中的高压级侧套筒附近的概略剖视图。在图7、图8以及图10中，概略地示出了多级电动离心压缩机1的沿着旋转轴3的轴线CA的截面，省略了上述的连接配管8。

如图5、图8、图10所示，几个实施方式的多级电动离心压缩机5具备：旋转轴3；低压级叶轮4，其设置在旋转轴3的一侧(低压级侧XL)；高压级叶轮5，其设置在旋转轴3的另一侧(高压级侧XH)；至少一个轴承15，其能够旋转地支承旋转轴3，并且配置在高压级叶轮5与所述低压级叶轮4之间；轴承壳体16，其容纳至少一个轴承15。至少一个轴承15包括配置在高压级叶轮5和电动马达10(转子组件13)之间的高压级侧润滑脂封入轴承15B。换言之，上述的高压级侧轴承15B由预先封入润滑脂的润滑脂封入式轴承构成。在图示的实施方式中，轴承壳体16包括容纳高压级侧润滑脂封入轴承15B的高压级侧轴承壳体16B。

根据上述结构，多级电动离心压缩机1具备预先封入有润滑脂的高压级侧润滑脂封入轴承15B。在这种情况下，由于不需要将润滑脂供给到高压级侧润滑脂封入轴承15B，因此能够简化高压级侧润滑脂封入轴承15B周围的部件(例如，高压级侧轴承壳体16B)的结构，进而能够实现多级电动离心压缩机1的小型化以及轻量化。

在几个实施方式的多级电动离心压缩机1中，如图5、图8、图10所示，上述至少一个轴承15还包括上述的高压级侧润滑脂封入轴承15B、配置在低压级叶轮4与电动马达10(转子组件13)之间的低压级侧润滑脂封入轴承15A。换言之，上述的低压级侧轴承15A由预先封入有润滑脂的润滑脂封入式轴承构成。在图示的实施方式中，轴承壳体16包括上述的高压级侧轴承壳体16B和容纳低压级侧润滑脂封入轴承15A的低压级侧轴承壳体16A。

根据上述结构，多级电动离心压缩机1具备预先封入有润滑脂的低压级侧润滑脂封入轴承15A。在这种情况下，由于不需要将润滑脂供给到低压级侧润滑脂封入轴承15A，因此能够简化低压级侧润滑脂封入轴承15A周围的部件(例如，低压级侧轴承壳体16A)的结构，进而能够实现多级电动离心压缩机1的小型化以及轻量化。

为了抑制高压级侧润滑脂封入轴承15B和低压级侧润滑脂封入轴承15A因热导致的劣化，优选设置用于抑制热从高压级叶轮5和低压级叶轮4的背面向这些轴承15A、15B传递的机构。

(轴承壳体的冷却通路)

在几个实施方式中，如图5所示，上述的轴承壳体16(高压级侧轴承壳体16B)在旋转轴3的轴向X上具有形成在高压级侧润滑脂封入轴承15B与高压级叶轮5之间的冷却通路91。在图示的实施方式中，冷却通路91位于高压级侧套筒18B的外周侧。冷却通路91沿着旋转轴3的周向延伸。冷却通路91在沿着与轴线CA正交的方向的截面上可以形成为环状，也可以形成为圆弧状。需要说明的是，在图示的实施方式中，在冷却通路91中填充有气体(例如空气)，但也可以在冷却通路91中填充冷却水。多级电动离心压缩机1也可以具备用于将冷却水供给到冷却通路91的未图示的冷却水供给管路。

根据上述结构，轴承壳体16(高压级侧轴承壳体16B)在旋转轴3的轴向X上具有形成在高压级侧润滑脂封入轴承15B与高压级叶轮5之间的冷却通路91。因此，通过冷却通路91，能够抑制热从高压级叶轮5的背面57向高压级侧润滑脂封入轴承15B传递。由此，能够抑制高压级侧润滑脂封入轴承15B因热而劣化，因此能够提高高压级侧润滑脂封入轴承15B的寿命以及耐久性。

需要说明的是，冷却通路91的径向Y的内侧端优选位于高压级侧轴承壳体16B的内表面165的附近。由此，能够有效地抑制来自存在于面向高压级叶轮5和高压级叶轮5的背面57的空间24中的气体的热通过高压级侧套筒18B、形成在高压级侧套筒18B的外周面181(参照图9)与上述内表面165之间的间隙25(参照图9)传递到高压级侧轴承壳体16B。

上述的冷却通路也可以形成在低压级侧。在几个实施方式中，如图5所示，上述的轴承壳体16(低压级侧轴承壳体16A)在旋转轴3的轴向X上具有形成在低压级侧润滑脂封入轴承15A与低压级叶轮4之间的冷却通路92。在图示的实施方式中，冷却通路92位于低压级侧润滑脂封入轴承15A的外周侧。冷却通路92沿着旋转轴3的周向延伸。冷却通路92在沿着与轴线CA正交的方向的截面上可以形成为环状，也可以形成为圆弧状。需要说明的是，在图示的实施方式中，在冷却通路92中填充有气体(例如，空气)，但也可以在冷却通路92中填充冷却水。多级电动离心压缩机1也可以具备用于将冷却水供给到冷却通路92的未图示的冷却水供给管路。

根据上述结构，轴承壳体16(低压级侧轴承壳体16A)在旋转轴3的轴向X上具有形成在低压级侧润滑脂封入轴承15A与低压级叶轮4之间的冷却通路92。因此，通过冷却通路92，能够抑制热从低压级叶轮4的背面57向高压级侧润滑脂封入轴承15A传递。由此，能够抑制低压级侧润滑脂封入轴承15A因热而劣化，因此能够提高低压级侧润滑脂封入轴承15A的寿命以及耐久性。

(高压级壳体的冷却通路)

在几个实施方式中，如图7所示，上述的高压级壳体7具有形成在比高压级叶轮5更靠回旋轴3的外周侧的高压级侧冷却通路70。在高压级侧冷却通路70中，流通比高压级壳体7低温的热介质(例如冷却液)，热从供给到高压级壳体7内的高压级叶轮5的压缩气体经由高压级壳体7移动到高压级侧冷却通路70。在图示的实施方式中，高压级侧冷却通路70形成在形成涡旋流路64的径向的内侧的面与护罩面65之间。

在图7所示的实施方式中，高压级侧冷却通路70形成为沿着旋转轴3的周向延伸的环状。需要说明的是，高压级侧冷却通路70也可以形成为沿着旋转轴3的周向延伸的圆弧状。高压级壳体7还具有用于使冷却液流入高压级侧冷却通路70的入口通路701和用于从高压级侧冷却通路70排出冷却液的出口通路702。入口通路701将形成在高压级壳体7的外表面的冷却液导入口703和高压级侧冷却通路70以冷却液能够流通的方式连接。出口通路702将形成在高压级壳体7的外表面的冷却液排出口704和高压级侧冷却通路70以冷却液能够流通的方式连接。

另外，在图7所示的实施方式中，多级电动离心压缩机1具备：冷却液供给管路705，其用于将冷却液输送至高压级侧冷却通路70；冷却液贮存装置(冷却液贮存罐)706，其构成为贮存冷却液；冷却液循环泵707，其构成为将冷却液输送至冷却液供给管路705中的下游侧。冷却液贮存装置706与冷却液供给管路705中的冷却液循环泵707相比配置在更靠上游侧。冷却液供给管路705的下游端与入口通路701的冷却液导入口703连接。通过冷却液循环泵707将冷却液输送至冷却液供给管路705中的下游侧，冷却液通过入口通路701流入高压级侧冷却通路70。流入高压级侧冷却通路70的冷却液在沿着旋转轴3的周向流过高压级侧冷却通路70之后，通过出口通路702，从冷却液排出口704排出到高压级壳体7的外部。需要说明的是，也可以构成为，将从冷却液排出口704排出到高压级壳体7的外部的冷却液用热交换器等冷却后，再次通过入口通路701流入高压级侧冷却通路70。

根据上述结构，通过高压级侧冷却通路70，能够冷却供给到高压级壳体7内的高压级叶轮5的压缩气体，能够抑制通过高压级叶轮5后的压缩气体的高温化。由此，能够实现多级电动离心压缩机1的高压级中的压缩比的提高。另外，通过抑制通过高压级叶轮5后的压缩气体的高温化，能够抑制存在于面向高压级叶轮5的背面57的空间24中的气体的高温化，因此能够降低从高压级叶轮5的背面57向轴承15(例如高压级侧润滑脂封入轴承15B)的输入热量。由此，能够抑制轴承15因热导致的劣化，因此能够提高轴承15的寿命以及耐久性。

(压力释放孔)

在几个实施方式中，如图8所示，上述的高压级侧轴承壳体16B(轴承壳体16)具有第一压力释放孔93。第一压力释放孔93具有：第一内侧开口931，其形成在与包括旋转轴3的旋转体11的外周面相对的高压级侧轴承壳体16B的内表面165；第一外侧开口932，其形成在高压级侧轴承壳体16B的外表面168。第一内侧开口931形成在旋转轴3的轴向X的高压级侧润滑脂封入轴承15B与高压级叶轮5之间。

如图9所示，在高压级叶轮5的背面57和与该背面57相对的高压级侧轴承壳体16B的高压级侧面167之间形成有空间24。另外，在高压级侧套筒18B的外周面181和与该外周面181相对的高压级侧轴承壳体16B的内表面165之间形成有间隙25。该间隙25与空间24连通。

在图示的实施方式中，如图9所示，在高压级侧套筒18B的外周面181，具有供第一密封部件(例如，环状的密封环)22嵌合的第一环状槽182和供第二密封部件(例如，环状的密封环)23嵌合的第二环状槽183。第二环状槽183与第一环状槽182相比形成在更靠轴向X的低压级侧XL(图9中右侧)。第一密封部件22以及第二密封部件23各自的外表面与高压段侧套筒18B的外周面181抵接，将上述间隙25分割成多个。另外，在图示的实施方式中，第一内侧开口931位于轴向X的第一环状槽182和第二环状槽183之间。

当高压级叶轮5旋转时，存在于上述空间24中的气体升温、升压。如果存在于上述空间24中的气体通过间隙25而流到高压级侧润滑脂封入轴承15B，则存在高压级侧润滑脂封入轴承15B因热导致劣化的可能。

根据上述结构，高压级侧轴承壳体16B(轴承壳体16)具有第一压力释放孔93，该第一压力释放孔93具有形成在上述内表面165的第一内侧开口931和形成在上述外表面168的第一外侧开口932。第一内侧开口931形成在旋转轴3的轴向X中的、高压级侧润滑脂封入轴承15B与高压级叶轮5之间。在这种情况下，能够使来自面向高压级叶轮5的背面57的空间24的压力泄漏通过第一压力释放孔93流到高压级侧轴承壳体16B(轴承壳体16)的外部。在图示例中，利用与存在于高压级侧轴承壳体16B的外部的空气的压力差，将从上述空间24漏出到第一密封部件22和第二密封部件23所划分的间隙25中的高温高压的气体通过第一内侧开口931引导至第一压力释放孔93，并从第一外侧开口932排出到高压级侧轴承壳体16B的外部。在这种情况下，能够抑制来自面向高压级叶轮5的背面57的空间24的压力泄漏流到高压级侧润滑脂封入轴承15B。由此，能够抑制高压级侧润滑脂封入轴承15B因热导致的劣化，因此能够提高高压级侧润滑脂封入轴承15B的寿命以及耐久性。

上述的压力释放孔也可以形成在低压级侧。在几个实施方式中，如图8所示，上述的低压级侧轴承壳体16A(轴承壳体16)具有第二压力释放孔94。第二压力释放孔94具有：第二内侧开口941，其形成在与包括旋转轴3的旋转体11的外周面(在图示例中，为低压级侧套筒18A的外周面184)相对的高压级侧轴承壳体16B的内表面163；第二外侧开口942，其形成在低压级侧轴承壳体16A的外表面169。第二内侧开口941形成在旋转轴3的轴向X的低压级侧润滑脂封入轴承15A与高压级叶轮5之间。第二内侧开口941与第一内侧开口931同样，也可以在轴向X上形成在安装于低压级侧套筒18A的两个密封部件之间。

根据上述结构，低压级侧轴承壳体16A(轴承壳体16)具有第二压力释放孔94，该第二压力释放孔94具有形成在上述内表面163的第二内侧开口941和形成在上述外表面169的第二外侧开口942。第二内侧开口941形成在旋转轴3的轴向上的、低压级侧润滑脂封入轴承15A与低压级叶轮4之间。在这种情况下，能够通过第二压力释放孔94使来自面向低压级叶轮4的背面57的空间的压力泄漏流到低压级侧轴承壳体16A(轴承壳体16)的外部。在这种情况下，能够抑制来自面向低压级叶轮4的背面的空间的压力泄漏流到低压级侧润滑脂封入轴承15A。由此，能够抑制低压级侧润滑脂封入轴承15A因热导致的劣化，因此能够提高低压级侧润滑脂封入轴承15A的寿命以及耐久性。

需要说明的是，在其他几个实施方式中，也可以从第一压力释放孔93或第二压力释放孔94强制抽吸。例如，多级电动离心压缩机1也可以具备未图示的负压源、以及将第一压力释放孔93或第二压力释放孔94的至少一方与上述负压源连接的配管。

(压力施加孔)

在几个实施方式中，如图10所示，上述的高压级侧轴承壳体16B(轴承壳体16)具有第一压力施加孔95。第一压力施加孔95具有：第三内侧开口951，其形成在与包括旋转轴3的旋转体11的外周面181相对的高压级侧轴承壳体16B的内表面165；第三外侧开口952，其形成在高压级侧轴承壳体16B的外表面168。第三内侧开口951形成在旋转轴3的轴向X的高压级侧润滑脂封入轴承15B与高压级叶轮5之间。上述的多级电动离心压缩机1具备压力导入管路26，该压力导入管路26构成为将来自压力源(例如，压缩气体供给管路21或稳压罐27)的压力导入至第三内侧开口951。

如图11所示，在高压级叶轮5的背面57和与该背面57相对的高压级侧轴承壳体16B的高压级侧面167之间形成有空间24。另外，在高压级侧套筒18B的外周面181和与该外周面181相对的高压级侧轴承壳体16B的内表面165之间形成有间隙25。该间隙25与空间24连通。

在图示的实施方式中，如图11所示，在高压级侧套筒18B的外周面181，具有供第一密封部件(例如，环状的密封环)22嵌合的第一环状槽182和供第二密封部件(例如，环状的密封环)23嵌合的第二环状槽183。第二环状槽183形成在比第一环状槽182更靠轴向X的低压级侧XL(图11中右侧)。第一密封部件22以及第二密封部件23各自的外表面与高压段侧套筒18B的外周面181抵接，将上述间隙25分割成多个。另外，在图示的实施方式中，第三内侧开口951位于轴向X的第一环状槽182和第二环状槽183之间。

在图示的实施方式中，压力导入管路26构成为，将压力从压缩气体供给管路21以及稳压罐27分别导入至第三外侧开口952。稳压罐27内的气体由于压缩机28而与空间24相比成为高压。压力导入管路26具备：第一配管261，其一侧与压缩气体供给管路21的分支部211连接，另一侧与第三外侧开口连接；第二配管262，其一侧与第一配管261连接，另一侧与稳压罐27连接；切换装置263，其构成为能够将向第三外侧开口952的压力的供给源切换为压缩气体供给管路21或稳压罐27中的任一方。切换装置263可以是如图10所示那样的、设置在第一配管261与第二配管262的连接部的三通阀，也可以是设置在第一配管261的比与第二配管262的连接部更靠上游侧、以及第二配管262的每一个的阀(例如开闭阀)。需要说明的是，在其他几个实施方式中，压力导入管路26也可以包括配管，该配管的一侧与稳压罐27连接，另一侧与第三外侧开口连接，构成为将压力仅从稳压罐27导入到第三外侧开口952。通过从压缩气体供给管路21将压力导入至第三外侧开口952，能够减小稳压罐27的容量。

如上所述，当高压级叶轮5旋转时，存在于上述空间24中的气体升温、升压。如果存在于上述空间24中的气体通过间隙25而流到高压级侧润滑脂封入轴承15B，则存在高压级侧润滑脂封入轴承15B因热导致劣化的可能。

根据上述结构，高压级侧轴承壳体16B(轴承壳体16)具有第一压力施加孔95，该第一压力施加孔93具有形成在上述内表面165的第三内侧开口951和形成在上述外表面168的第三外侧开口952。第三内侧开口951形成在旋转轴3的轴向的、高压级侧润滑脂封入轴承15B与高压级叶轮5之间。多级电动离心压缩机1具备上述压力导入管路26。在这种情况下，通过压力导入管路26将来自上述压力源的压力导入至第三外侧开口952，由此，能够使形成在上述外周面181与上述165之间的间隙25内的压力比面向高压级叶轮5的背面57的空间24内的压力高。通过使间隙25内的压力比空间24内的压力高，能够抑制来自面向高压级叶轮5的背面57的空间24的压力泄漏。由此，能够抑制高压级侧润滑脂封入轴承15B因热导致的劣化，因此能够提高高压级侧润滑脂封入轴承15B的寿命以及耐久性。

另外，通过使间隙25内的压力比容纳高压级侧润滑脂封入轴承15B的空间内的压力高，能够抑制高压级侧润滑脂封入轴承15B内封入的润滑脂通过上述间隙25或空间24而漏出到压缩气体流动的流路。由此，能够抑制润滑脂混入到被多级电动离心压缩机1压缩后的压缩气体，因此多级电动离心压缩机1能够向燃料电池20等供给清洁的压缩气体。

在图示的实施方式中，如图10所示，上述的高压级侧轴承壳体16B(轴承壳体16)具有第三压力释放孔96。第三压力释放孔96具有：内侧开口961，其与上述轴承支承面162中的高压级侧润滑脂封入轴承15B相比在更靠高压级侧(图中左侧)形成；外侧开口962，其形成在高压级侧轴承壳体16B的外表面168。内侧开口961面向在高压级侧套筒18B与高压级侧润滑脂封入轴承15B之间形成的空间。根据上述结构，利用与存在于高压级侧轴承壳体16B的外部的空气的压力差，将从第一密封部件22和第二密封部件23所划分的间隙25漏出到在高压级侧套筒18B和高压级侧润滑脂封入轴承15B之间形成的空间中的高压的气体通过内侧开口961引导至第三压力释放孔96，并能够从外侧开口962排出到高压级侧轴承壳体16B的外部。在这种情况下，能够抑制来自间隙25的压力泄漏流到高压级侧润滑脂封入轴承15B。

上述的压力施加孔也可以形成在低压级侧。在几个实施方式中，如图10所示，上述的低压级侧轴承壳体16A(轴承壳体16)具有第二压力施加孔97。第二压力施加孔97具有：内侧开口971，其形成在与包括旋转轴3的旋转体11的外周面(在图示例中，为低压级侧套筒18A的外周面184)相对的高压级侧轴承壳体16B的内表面163；外侧开口972，其形成在低压级侧轴承壳体16A的外表面169。内侧开口971形成在旋转轴3的轴向X的低压级侧润滑脂封入轴承15A与低压级叶轮4之间。内侧开口971与第三内侧开口951同样，也可以在轴向X上形成在安装于低压级侧套筒18A的两个密封部件之间。

另外，多级电动离心压缩机1还具备压力导入管路29，该压力导入管路26构成为将来自压力源(例如，压缩气体供给管路21或稳压罐27)的压力导入至外侧开口972。在图示的实施方式中，压力导入管路29与上述的压力导入管路26共用一部分设备(配管或阀)。即，压力导入管路29具备：第三配管291，其一侧与第一配管261中的、位于与第二配管262的连接部和第三外侧开口952之间的分支部264连接，另一侧与外侧开口972连接；减压阀292，其设置在第三左配管291上。需要说明的是，在其他几个实施方式中，压力导入管路29也可以不与压力导入管路26共享设备。

根据上述结构，低压级侧轴承壳体16A(轴承壳体16)具有第二压力施加孔97，该第二压力施加孔93具有形成在上述内表面163的内侧开口971和形成在上述外表面169的外侧开口972。内侧开口971形成在旋转轴3的轴向的、低压级侧润滑脂封入轴承15A与低压级叶轮4之间。多级电动离心压缩机1具备上述压力导入管路29。在这种情况下，通过压力导入管路29将来自上述压力源的压力导入至外侧开口972，由此，能够使面向上述内表面163的间隙内的压力比面向低压级叶轮的背面的空间内的压力高。由此，能够抑制来自面向低压级叶轮的背面的空间的压力泄漏，进而能够提高高压级侧润滑脂封入轴承15B的寿命以及耐久性。

另外，通过使面向上述内表面163的间隙内的压力比容纳低压级侧润滑脂封入轴承15A的空间内的压力高，能够抑制低压级侧润滑脂封入轴承15A内封入的润滑脂漏出到压缩气体流动的流路。由此，能够抑制润滑脂混入到被多级电动离心压缩机1压缩后的压缩气体，因此多级电动离心压缩机1能够向燃料电池20等供给清洁的压缩气体。

在图示的实施方式中，如图11所示，上述的低压级侧轴承壳体16A(轴承壳体16)还具有第四压力释放孔98。第四压力释放孔98具有：内侧开口981，其与上述轴承支承面161中的比低压级侧润滑脂封入轴承15A相比形成在更靠低压级侧(图中右侧)；外侧开口982，其形成在低压级侧轴承壳体16A的外表面169。内侧开口981面向在低压级侧套筒18A与低压级侧润滑脂封入轴承15A之间形成的空间。根据上述结构，利用与存在于低压级侧轴承壳体16A的外部的空气的压力差，使从面向上述内表面163的间隙漏出到在低压级侧套筒18A和低压级侧润滑脂封入轴承15A之间形成的空间中的高压的气体通过内侧开口981而引导至第四压力释放孔98，并能够从外侧开口982排出到低压级侧轴承壳体16A的外部。在这种情况下，能够抑制来自面向上述内表面163的间隙的压力泄漏流到低压级侧润滑脂封入轴承15A。

(电动马达的气冷机构)

图12以及图13各自是概略地示出本公开的一个实施方式的多级电动离心压缩机的结构的概略结构图。在图12以及图13中，概略地示出了多级电动离心压缩机1的沿着旋转轴3的轴线CA的截面中的相对于轴线CA为一侧的截面(半截面)。

在几个实施方式中，如图12、图13所示，上述的定子壳体17具有形成容纳电动马达10(马达定子12以及转子组件13)的马达容纳部170的内表面(内周面)171。轴承壳体16具有用于将空气输送到马达容纳部170的空气导入孔30和用于从马达容纳部170将上述空气排出到轴承壳体16的外部的空气排出孔31。多级电动离心压缩机1还具备空气导入管路32，该空气导入管路32构成为将空气送出到空气导入孔30，或者构成为从空气排出孔31抽吸空气。

空气导入孔30具有：第四内侧开口34，其形成在面向马达容纳部170的轴承壳体16的内表面33；第四外侧开口35，其形成在轴承壳体16的外表面168。空气排出孔31具有：第五内侧开口37，其形成在面向马达容纳部170的轴承壳体16的内表面36；第五外侧开口38，其形成在轴承壳体16的外表面169。形成有第五内侧开口37的内表面36相对于形成有第四内侧开口34的内表面33隔着电动马达10位于旋转轴3的轴向的相反侧。第四内侧开口34与电动马达10相比形成在更靠旋转轴3的轴向X的一侧(在图示例中为高压级侧XH)，第五内侧开口37与电动马达10相比形成在更靠旋转轴3的轴向X的另一侧(在图示例中为低压级侧XL)。在图示例中，内表面33以及内表面36分别沿着径向延伸。

在图示的实施方式中，空气导入孔30在高压级侧轴承壳体16B形成，空气排出孔31在低压级侧轴承壳体16A形成。在马达容纳部170中被定子壳体17支承的马达定子12在与转子组件13之间具有间隙170A。上述的马达容纳部170包括间隙170A。另外，多级电动离心压缩机1具备：气体压缩机321(例如电风扇)，其构成为从入口侧朝向出口侧吹送空气；电力供给源322，其构成为向气体压缩机321供给电力。气体压缩机321例如通过由从电力供给源322供给的电力驱动的风扇马达旋转驱动旋转风扇，由此从入口侧朝向出口侧吹送空气。

在图12所示的实施方式中，空气导入管路32(32A)构成为将空气送出至空气导入孔30。如图12所示，空气导入管路32(32A)包括对马达容纳部170进行冷却的空气所流通的气体通路323，该气体通路323的一侧与气体压缩机321的出口侧连接、另一侧与第四外侧开口35连接。

在这种情况下，通过驱动气体压缩机321，从气体压缩机321的入口侧导入的空气在气体通路323中从一侧被引导至另一侧之后，通过空气导入孔30被输送至马达容纳部170。输送到马达容纳部170的空气在马达容纳部170中从高压级侧XH向低压级侧XL流动并通过上述间隙170A之后，通过空气排出孔31排出到轴承壳体16的外部。需要说明的是，从空气排出孔31的第五外侧开口38排出到轴承壳体16的外部的空气也可以向大气开放。

在图13所示的实施方式中，空气导入管路32(32B)构成为从空气排出孔31抽吸空气。如图13所示，空气导入管路32(32B)包括对马达容纳部170进行冷却的空气所流通的气体通路324，该气体通路324的一侧与气体压缩机321的入口侧连接、另一侧与第五外侧开口38连接。

在这种情况下，通过驱动气体压缩机321，轴承壳体16外部的空气被从第四外侧开口35抽吸到空气导入孔30内。被抽吸到空气导入孔30内的空气通过气体压缩机321的抽吸力被输送到马达容纳部170，在马达容纳部170中从高压级侧XH流向低压级侧XL并通过上述间隙170A之后，通过空气排出孔31排出到轴承壳体16的外部。

根据上述结构，通过空气导入管路32，空气从第四外侧开口35通过空气导入孔30被强制导入至马达容纳部170。另外，通过空气导入线32，空气从马达容纳部170通过空气排出孔31被强制排出到轴承壳体16的外部。空气排出孔31的第五内侧开口37相对于空气导入孔30的第四内侧开口34隔着电动马达10而位于旋转轴3的轴向的相反侧。由此，能够将空气从马达容纳部170的一侧强制地向另一侧吹送。容纳在马达容纳部170中的电动马达10通过与空气的热交换而散热，从而被冷却(被气冷)。利用空气来冷却作为热源的电动马达10的转子组件13或马达线圈121，由此能够抑制轴承15(例如高压级侧润滑脂封入轴承15B)的温度上升。由此，能够抑制轴承15因热导致的劣化，因此能够提高轴承15的寿命以及耐久性。

需要说明的是，在上述的实施方式中，空气导入孔30形成在高压级侧轴承壳体16B，空气排出孔31形成在低压级侧轴承壳体16A，但也可以使空气导入孔30形成在低压级侧轴承壳体16A，使空气排出孔31形成在高压级侧轴承壳体16B。高压级侧轴承壳体16B与低压级侧轴承壳体16A相比热的影响大，因此需要有效地冷却高压级侧XH。因此，优选将空气导入孔30形成在高压级侧轴承壳体16B，以使用于冷却电动马达10的空气的流动方向的上游侧成为高压级侧XH。

本公开不限定于上述的实施方式，还包括对上述实施方式施加了变形的方式、和将这些方式适当组合的方式。

上述的几个实施方式所记载的内容例如可以如以下这样理解。

1)本公开的至少一个实施方式的多级电动离心压缩机(1)是构成为通过电动马达(10)驱动设置在旋转轴(3)的两端的叶轮(低压级叶轮4以及高压级叶轮5)的多级电动离心压缩机(1)，该多级电动离心压缩机(1)具备：

所述旋转轴(3)；

低压级叶轮(4)，其设置在所述旋转轴(3)的一侧；

高压级叶轮(5)，其设置在所述旋转轴(3)的另一侧；

高压级壳体(7)，其容纳所述高压级叶轮(5)；

连接配管(8)，其用于将被所述低压级叶轮(4)压缩后的压缩气体供给到所述高压级壳体(7)；

所述高压级壳体(7)具有高压级入口开口(71)，该高压级入口开口(71)朝向相对于所述旋转轴(3)的轴线(CA)交叉的方向开口，

所述连接配管(8)包括与所述高压级入口(71)连接的高压级侧连接部(81)。

根据上述1)的结构，在高压级壳体(7)，高压级入口开口(71)朝向相对于旋转轴(3)的轴线(CA)交叉的方向开口，在该高压级入口开口(71)连接有连接配管(8)的高压级侧连接部(81)。因此，被低压级叶轮(4)压缩后的压缩气体通过连接配管(8)从高压级壳体(7)的外周侧供给到高压级壳体(7)的内部。在这种情况下，与压缩气体沿着旋转轴(3)的轴向被导入至高压级壳体(7)的情况相比，能够缩短连接配管(8)和高压级壳体(7)的上述轴向上的长度。由此，能够缩短多级电动离心压缩机(1)的上述轴方向上的长度，因此能够实现多级电动离心压缩机(1)的小型化以及轻量化。

2)在几个实施方式中，如上述1)所述的多级电动离心压缩机(1)，

所述高压级侧连接部(81)的流路截面沿着与所述旋转轴(3)的所述轴线(CA)正交的方向具有长边方向(LD)，且包括形成在所述长边方向LD的两端侧的凸弯曲部(811、812)。

根据上述2)的结构，高压级侧连接部(81)的流路截面沿着与旋转轴(3)的轴线(CA)正交的方向具有长边方向(LD)，且包括形成在长边方向(LD)的两端侧的凸弯曲部(811、812)。在这种情况下，由于高压级侧连接部(81)的流路截面为沿着长边方向(LD)延伸的椭圆形状，因此能够抑制高压级侧连接部(81)在旋转轴(3)的轴向上变大，并且增大高压级侧连接部(81)的流路面积。通过增大高压级侧连接部(81)的流路面积，能够将所需量的压缩气体供给到高压级壳体(7)。另外，由于高压级侧连接部(81)的流路截面为长圆形状，因此能够抑制在高压级侧连接部中(81)流动的压缩气体的压力损失。

3)在几个实施方式中，如上述2)所述的多级电动离心压缩机(1)，

所述高压级侧连接部(81)的所述流路截面沿着所述旋转轴(3)的所述轴线(CA)具有短边方向(SD)。

根据上述3)的结构，通过将高压级侧连接部(81)的流路截面形成为沿着轴线(CA)具有短边方向(SD)的形状，能够缩短高压级侧连接部(81)在旋转轴(3)的轴向上的长度，进而能够实现多级电动离心压缩机(1)的小型化以及轻量化。

4)在几个实施方式中，如上述2)或3)所述的多级电动离心压缩机(1)，

所述高压级侧连接部(81)的所述流路截面形成为所述长边方向的长度随着朝向所述高压级入口开口(71)侧而变大。

根据上述4)的结构，通过将高压级侧连接部(81)的流路截面形成为长边方向的长度随着朝向高压级入口开口(71)侧而变大，能够使沿着高压级侧连接部(81)的内壁面(810)流动的压缩气体直接沿着高压级壳体(7)的划定供给流路(73)的内壁面(77)流动。通过使压缩气体沿着高压级壳体(7)的内壁面(77)流动，能够抑制压缩气体从内壁面(77)剥离，因此能够降低高压级壳体(7)的供给流路(73)中的压缩气体的压力损失。

5)在几个实施方式中，如上述4)所述的多级电动离心压缩机(1)，

所述高压级侧连接部(81)的所述流路截面形成为所述凸弯曲部(811、812)的最大曲率随着朝向所述高压级入口开口(71)侧而变大。

根据上述5)结构，通过将高压级侧连接部(81)的流路截面形成为凸弯曲部(811、812)的最大曲率随着朝向高压级入口开口(71)侧而变大，能够将在高压级侧连接部(81)中流动的压缩气体顺畅地引导至高压级入口开口(71)。由此，能够降低高压级侧连接部(81)与高压级入口开口(71)的连接部中的压缩气体的压力损失。

6)在几个实施方式中，如上述2)～5)中任一项所述的多级电动离心压缩机(1)，

具备低压级壳体(6)，其容纳所述低压级叶轮(4)，

所述低压级壳体(6)具有低压级入口开口(62)，该低压级入口开口(62)朝向相对于所述旋转轴(3)的所述轴线(CA)交叉的方向开口，

所述连接配管(8)包括：

低压级侧连接部(82)，其与所述低压级出口开口(62)连接；

中间部(83)，其沿着所述旋转轴(3)的所述轴线(CA)延伸；

低压级侧弯曲部(84)，其具有连接所述低压级侧连接部(82)和所述中间部(83)的弯曲形状；

高压级侧弯曲部(85)，其具有连接所述高压级侧连接部(81)和所述中间部(83)的弯曲形状；

至少所述低压级侧连接部(82)的流路截面形成为圆形状。

根据上述6)的结构，通过使连接配管(8)中的至少低压级侧连接部(82)的流路截面为圆形状，能够降低在连接配管(8)中流动的具有回旋成分的压缩气体的压力损失。

7)在几个实施方式中，如上述2)～6)中任一项所述的多级电动离心压缩机(1)，

还具备冷却装置(86)，其构成为在所述连接配管8内的所述压缩气体与用于冷却所述压缩气体的冷却液之间进行热交换。

根据上述7)的结构，通过冷却装置(86)中的连接配管(8)内的压缩气体与冷却液的热交换，在连接配管(8)中流动的压缩气体被冷却。通过使输送到高压级叶轮(5)的压缩气体的温度较低，能够抑制通过高压级叶轮(5)后的压缩气体的高温化。由此，能够实现多级电动离心压缩机(1)的高压级中的压缩比的提高。另外，通过抑制通过高压级叶轮(5)后的压缩气体的高温化，能够抑制存在于面向高压级叶轮(5)的背面(57)的空间(24)中的气体的高温化，因此能够降低从高压级叶轮(5)的背面(57)向轴承(15，特别是高压级侧润滑脂封入轴承15B)的输入热量。由此，能够抑制轴承(15)因热导致的劣化，因此能够提高轴承(15)的寿命以及耐久性。

8)在几个实施方式中，如上述1)～7)中任一项所述的多级电动离心压缩机(1)，

所述高压级壳体(7)包括：

内壁面(77)，其划定用于将从所述高压级入口开口(71)供给的所述压缩气体引导至所述高压级叶轮(5)的供给流路(73)，所述内壁面(77)包括：内端壁面(771)，其划定所述供给流路(73)的与所述高压级叶轮(5)的相反侧；以及内周壁面(772)，其划定所述供给流路的外周侧；

引导凸部(78)，其从所述内端壁面(771)朝向所述高压级叶轮(5)突出。

根据上述8)的结构，通过从内端壁面(771)朝向高压级叶轮(5)突出的引导凸部(78)，能够将在高压级壳体(7)的供给流路(73)中流动的压缩气体引导至高压级叶轮(5)。在这种情况下，能够通过引导凸部(78)，沿着轴向将压缩气体导入到高压级叶轮(5)，因此与假设从径向的外侧将压缩气体导入到高压级叶轮(5)的情况相比，能够提高多级电动离心压缩机(1)的效率。

9)在几个实施方式中，如上述8)所述的多级电动离心压缩机(1)，

所述内周壁面(772)具有形成有所述高压级入口开口(71)的入口侧内周壁面(773)、和位于与所述高压级入口开口(71)的相反侧的相反侧内周壁面(774)，

所述高压级壳体(7)包括从所述相反侧内周壁面(774)突出的回旋防止板(79)。

根据上述9)的结构，通过回旋防止板(79)，能够抑制在高压级壳体(7)的供给流路(73)中朝向旋转轴(3)的周向上的一个方向流动的压缩气体与在供给流路(73)中朝向与上述周向上的上述一个方向的相反方向流动的压缩气体碰撞。另外，通过回旋防止板(79)，将沿着相反侧内周壁面(774)流动的压缩气体引导至高压级叶轮(5)所处的径向的内侧，由此能够将从高压级入口开口(71)流入的压缩气体顺畅地引导至高压级叶轮(5)。由此，能够降低高压级壳体(7)的供给流路(73)中的压缩气体的压力损失。

10)在几个实施方式中，如上述9)所述的多级电动离心压缩机(1)，

所述回旋防止板(79)的前端(791)与所述高压级叶轮(5)的前缘(55)的尖端(56)相比位于所述旋转轴(3)的外周侧。

假设回旋防止板(79)的前端(791)与高压级叶轮(5)的前缘(55)的尖端(56)相比位于旋转轴(3)的内周侧，则被回旋防止板(79)引导而导入高压级叶轮(5)的压缩气体的、朝向径向的内侧的速度成分变大，因此存在高压级叶轮(5)中的压缩效率降低的可能。根据上述10)的结构，回旋防止板(79)的前端(791)与高压级叶轮(5)的前缘(55)的尖端(56)相比位于旋转轴(3)的外周侧，因此能够使被回旋防止板(79)引导而导入高压级叶轮(5)的压缩气体的、朝向径向的内侧的速度成分变小。由此，能够抑制高压级叶轮(5)中的压缩效率的降低。

11)在几个实施方式中，如上述1)～10)中任一项所述的多级电动离心压缩机(1)，具备：

至少一个轴承(15)，其能够旋转地支承所述旋转轴(3)，并且配置在所述高压级叶轮(5)与所述低压级叶轮(4)之间；

轴承壳体(16)，其容纳所述至少一个轴承(15)；

所述至少一个轴承(15)包括配置在所述高压级叶轮(5)和所述电动马达(10)之间的高压级侧润滑脂封入轴承(15B)，

所述轴承壳体(16)在所述旋转轴(3)的轴向上具有形成在所述高压级侧润滑脂封入轴承(15B)与所述高压级叶轮(5)之间的冷却通路(91)。

根据上述11)的结构，多级电动离心压缩机(1)具备预先封入有润滑脂的高压级侧润滑脂封入轴承(15B)。在这种情况下，由于不需要将润滑脂供给到高压级侧润滑脂封入轴承(15B)，因此能够简化高压级侧润滑脂封入轴承(15B)周围的部件(例如，高压级侧轴承壳体16B)的结构，进而能够实现多级电动离心压缩机(1)的小型化以及轻量化。

另外，根据上述11)的结构，轴承壳体(16)具有在旋转轴(3)的轴向上形成在高压级侧润滑脂封入轴承(15B)与高压级叶轮(5)之间的冷却通路(91)。因此，通过冷却通路(91)，能够抑制热从高压级叶轮(5)的背面(57)向高压级侧润滑脂封入轴承(15B)传递。由此，能够抑制高压级侧润滑脂封入轴承(15B)因热导致的劣化，因此能够提高高压级侧润滑脂封入轴承(15B)的寿命以及耐久性。

12)在几个实施方式中，如上述1)～11)中任一项所述的多级电动离心压缩机(1)，

所述高压级壳体(7)具有与所述高压级叶轮(5)相比形成在所述旋转轴(3)的外周侧的高压级侧冷却通路(70)。

根据上述12)的结构，通过高压级侧冷却通路(70)，能够对供给到高压级壳体(7)内的高压级叶轮(5)的压缩气体进行冷却，能够抑制通过高压级叶轮(5)后的压缩气体的高温化。由此，能够实现多级电动离心压缩机(1)的高压级中的压缩比的提高。另外，通过抑制通过高压级叶轮(5)后的压缩气体的高温化，能够抑制存在于面向高压级叶轮(5)的背面(57)的空间(24)中的气体的高温化，因此能够降低从高压级叶轮(5)的背面(57)向轴承(15，例如高压级侧润滑脂封入轴承15B)的输入热量。由此，能够抑制轴承(15)因热导致的劣化，因此能够提高轴承(15)的寿命以及耐久性。

13)在几个实施方式中，如上述1)～12)中任一项所述的多级电动离心压缩机(1)，具备：

至少一个轴承(15)，其可旋转地支承所述旋转轴(3)，并且配置在所述高压级叶轮(5)与所述低压级叶轮(4)之间；

轴承壳体(16)，其容纳所述至少一个轴承(15)；

所述至少一个轴承(15)包括配置在所述高压级叶轮(5)和所述电动马达(10)之间的高压级侧润滑脂封入轴承(15B)，

所述轴承壳体(16)具有第一压力释放孔(93)，该第一压力释放孔(93)具有：第一内侧开口(931)，其形成在与包括所述旋转轴(3)的旋转体(11)的外周面(181)相对的所述轴承壳体(16)的内表面(165)，并形成在所述旋转轴(3)的轴向的所述高压级侧润滑脂封入轴承(15B)和所述高压级叶轮(5)之间；第一外侧开口(932)，其形成在所述轴承壳体(16)的外表面(168)。

根据上述13)的结构，轴承壳体(16)具有第一压力释放孔(93)，该第一压力释放孔(93)具有形成在上述内表面(165)的第一内侧开口(931)和形成在上述外表面(168)的第一外侧开口(932)。第一内侧开口(931)形成在旋转轴(3)的轴向的、高压级侧润滑脂封入轴承(15B)与高压级叶轮(5)之间。在这种情况下，能够抑制来自面向高压级叶轮(5)的背面(57)的空间(24)的压力泄漏流到高压级侧润滑脂封入轴承(15B)。由此，能够抑制高压级侧润滑脂封入轴承(15B)因热导致的劣化，因此能够提高高压级侧润滑脂封入轴承(15B)的寿命以及耐久性。

14)在几个实施方式中，如上述13)所述的多级电动离心压缩机(1)，

所述至少一个轴承(15)还包括配置在所述低压级叶轮(4)和所述电动马达(10)之间的低压级侧润滑脂封入轴承(15A)，

所述轴承壳体(16)具有第二压力释放孔(94)，该第二压力释放孔(94)具有：第二内侧开口(941)，其形成在与包括所述旋转轴(3)的旋转体(11)的外周面(184)相对的所述轴承壳体(16)的内表面(163)，并形成在所述旋转轴(3)的轴向的所述低压级侧润滑脂封入轴承(15A)和所述低压级叶轮(4)之间；第一外侧开口(942)，其形成在所述轴承壳体(16)的外表面(169)。

根据上述14)的结构，多级电动离心压缩机(1)具备预先封入有润滑脂的低压级侧润滑脂封入轴承(15A)。在这种情况下，由于不需要将润滑脂供给到低压级侧润滑脂封入轴承(15A)，因此能够简化低压级侧润滑脂封入轴承(15A)周围的部件(例如，低压级侧轴承壳体16A)的结构，进而能够实现多级电动离心压缩机(1)的小型化以及轻量化。

根据上述14)的结构，轴承壳体(16)具有第二压力释放孔(94)，该第二压力释放孔(93)具有形成在上述内表面(163)的第二内侧开口(941)和形成在上述外表面(169)的第二外侧开口(942)。第二内侧开口(163)形成在旋转轴(3)的轴向的、低压级侧润滑脂封入轴承(15A)与低压级叶轮(4)之间。在这种情况下，能够使来自面向低压级叶轮(4)的背面的空间的压力泄漏通过第二压力释放孔(94)流到轴承壳体(16)的外部。在这种情况下，能够抑制来自面向低压级叶轮(4)的背面的空间的压力泄漏流到低压级侧润滑脂封入轴承(15A)。由此，能够抑制低压级侧润滑脂封入轴承(15A)因热导致的劣化，因此能够提高低压级侧润滑脂封入轴承(15A)的寿命以及耐久性。

15)在几个实施方式中，如上述1)～12)中任一项所述的多级电动离心压缩机(1)，具备：

至少一个轴承(15)，其能够旋转地支承所述旋转轴(3)，并且配置在所述高压级叶轮(5)与所述低压级叶轮(4)之间；

轴承壳体(16)，其容纳所述至少一个轴承(15)；

所述至少一个轴承(15)包括配置在所述高压级叶轮(5)和所述电动马达(10)之间的高压级侧润滑脂封入轴承(15B)，

所述轴承壳体(16)具有第一压力施加孔(95)，该第一压力施加孔(93)具有：第三内侧开口(951)，其形成在与包括所述旋转轴(3)的旋转体(11)的外周面(181)相对的所述轴承壳体(16)的内表面(165)，并形成在所述旋转轴(3)的轴向的所述高压级侧润滑脂封入轴承(15B)和所述高压级叶轮(5)之间；第三外侧开口(932)，其形成在所述轴承壳体(16)的外表面(168)，

所述多级电动离心压缩机(1)还具备压力导入管路(26)，该压力导入管路(26)构成为将来自压力源(例如，压缩气体供给管路21或稳压罐27)的压力导入至所述第三外侧开口(95)。

根据上述15)的结构，轴承壳体(16)具有第一压力施加孔(95)，该第一压力施加孔(95)具有形成在上述内表面(165)的第三内侧开口(951)和形成在上述外表面(168)的第三外侧开口(952)。第三内侧开口(951)形成在旋转轴(3)的轴向的、高压级侧润滑脂封入轴承(15B)与高压级叶轮(5)之间。多级电动离心压缩机(1)具备上述压力导入管路(26)。在这种情况下，通过压力导入管路(26)将来自上述压力源的压力导入至第三外侧开口(95)，由此，能够使形成在上述外周面(181)与上述(165)之间的间隙(25)内的压力比面向高压级叶轮(5)的背面(57)的空间(24)内的压力高。通过使间隙(25)内的压力比空间(24)内的压力高，能够抑制来自面向高压级叶轮(5)的背面(57)的空间(24)的压力泄漏。由此，能够抑制高压级侧润滑脂封入轴承(15B)因热导致的劣化，因此能够提高高压级侧润滑脂封入轴承(15B)的寿命以及耐久性。

另外，通过使间隙(25)内的压力比容纳高压级侧润滑脂封入轴承(15B)的空间内的压力高，能够抑制高压级侧润滑脂封入轴承(15B)内封入的润滑脂通过上述间隙(25)或空间(24)而漏出到压缩气体流动的流路。由此，能够抑制润滑脂混入到被多级电动离心压缩机(1)压缩后的压缩气体，因此多级电动离心压缩机(1)能够将清洁的压缩气体供给到燃料电池(20)等。

16)在几个实施方式中，如上述1)～12)中任一项所述的多级电动离心压缩机(1)，具备：

至少一个轴承(15)，其能够旋转地支承所述旋转轴(3)，并且配置在所述高压级叶轮(5)与所述低压级叶轮(4)之间；

轴承壳体(16)，其容纳所述至少一个轴承(15)；

定子壳体(17)，其具有内表面(171)，该内表面(171)形成容纳所述电动马达(10)的马达容纳部(170)，所述定子壳体(17)与所述轴承壳体(16)邻接地配置；

所述轴承壳体(16)具有：

空气导入孔(30)，其具有：第四内侧开口(34)，该第四内侧开口(34)在面向所述马达容纳部(170)的所述轴承壳体(16)的内表面(30)形成，并与所述电动马达(10)相比在更靠所述旋转轴(3)的轴向的一侧形成；第四外侧开口(35)，其在所述轴承壳体(16)的外表面(168)形成；

空气排出孔(31)，其具有：第五内侧开口(37)，该第五内侧开口(37)形成在面向所述马达容纳部(170)的所述轴承壳体(16)的内表面(30)，并与所述电动马达(10)相比在更靠所述旋转轴(3)的轴向的另一侧形成；第五外侧开口(38)，其形成在所述轴承壳体(16)的外表面(169)；

所述多级电动离心压缩机(1)还具备空气导入管路(32)，该空气导入管路(32)构成为将空气送出到所述空气导入孔(30)，或者构成为从所述空气排出孔(31)抽吸空气。

根据上述16)的结构，通过空气导入管路(32)，空气从第四外侧开口(35)通过空气导入孔(30)被强制导入至马达容纳部(170)。另外，通过空气导入管路(32)，空气从马达容纳部(170)通过空气排出孔(31)被强制排出到轴承壳体(16)的外部。空气排出孔(31)的第五内侧开口(37)相对于空气导入孔(30)的第四内侧开口(34)隔着电动马达(10)而位于旋转轴(3)的轴向的相反侧。由此，能够将空气从马达容纳部(170)的一侧强制地向另一侧吹送。容纳在马达容纳部(170)中的电动马达(10)通过与空气的热交换而散热，从而被冷却(被气冷)。利用空气来冷却作为热源的电动马达(10)的转子组件(13)或马达线圈(121)，由此能够抑制轴承(15，例如高压级侧润滑脂封入轴承15B)的温度上升。由此，能够抑制轴承(15)因热导致的劣化，因此能够提高轴承(15)的寿命以及耐久性。

附图标记说明

1 多级电动离心压缩机

3 旋转轴

4 低压级叶轮

41 轮毂

42 外周面

43 叶轮叶片

44 前端

5 高压级叶轮

51 轮毂

52 外周面

53 叶轮叶片

54 前端

6 低压级壳体

61 低压级入口开口

62 低压级出口开口

63 供给流路

64 涡旋流路

65 护罩面

66 低压级叶轮室

7 高压级壳体

70 高压级侧冷却通路

71 高压级入口开口

72 高压级出口开口

73 供给流路

74 涡旋流路

75 护罩面

76 高压级叶轮室

8 连接配管

81 高压级侧连接部

82 低压级侧连接部

83 中间部

84 低压级侧弯曲部

85 高压级侧弯曲部

86 冷却装置

10 电动马达

11 旋转体

12 马达定子

13 转子组件

14 永磁体

15 轴承

15A 低压级侧轴承

15B 高压级侧轴承

16 轴承壳体

16A 低压级侧轴承壳体

16B 高压级侧轴承壳体

161、162 轴承支承面

163、165 内表面

164、166 卡止面

17 定子壳体

18A 低压级侧套筒

18B 高压级侧套筒

19 加压弹簧

20 燃料电池

201 空气极

202 燃料极

203 固体电解质

21 压缩气体供给管路

22 第一密封部件

23 第二密封部件

24 空间

25 间隙

26、29 压力导入管路

27 稳压罐

28 压缩机

CA (旋转轴的)轴线

CB (高压级侧连接部的)轴线

X 轴向

XH (轴向的)高压级侧

XL (轴向的)低压级侧

Y 径向

Claims (16)

1.一种多级电动离心压缩机，该多级电动离心压缩机构成为通过电动马达驱动设置在旋转轴的两端的叶轮，所述多级电动离心压缩机的特征在于，具备：

所述旋转轴；

低压级叶轮，其设置在所述旋转轴的一侧；

高压级叶轮，其设置在所述旋转轴的另一侧；

高压级壳体，其容纳所述高压级叶轮；

连接配管，其用于将被所述低压级叶轮压缩后的压缩气体向所述高压级壳体供给；

所述高压级壳体具有高压级入口开口，该高压级入口开口朝向相对于所述旋转轴的轴线交叉的方向开口，

所述连接配管包括与所述高压级入口开口连接的高压级侧连接部。

2.根据权利要求1所述的多级电动离心压缩机，其中，

所述高压级侧连接部的流路截面沿着与所述旋转轴的所述轴线正交的方向具有长边方向，且包括形成在所述长边方向的两端侧的凸弯曲部。

3.根据权利要求2所述的多级电动离心压缩机，其中，

所述高压级侧连接部的所述流路截面沿着所述旋转轴的所述轴线具有短边方向。

4.根据权利要求2或3所述的多级电动离心压缩机，其中，

所述高压级侧连接部的所述流路截面形成为所述长边方向的长度随着朝向所述高压级入口开口侧而变大。

5.根据权利要求4所述的多级电动离心压缩机，其中，

所述高压级侧连接部的所述流路截面形成为所述凸弯曲部的最大曲率随着朝向所述高压级入口开口侧而变大。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的多级电动离心压缩机，其中，

具备容纳所述低压级叶轮的低压级壳体，

所述低压级壳体具有低压级出口开口，该低压级出口开口朝向相对于所述旋转轴的所述轴线交叉的方向开口，

所述连接配管包括：

低压级侧连接部，其与所述低压级出口开口连接；

中间部，其沿着所述旋转轴的所述轴线延伸；

低压级侧弯曲部，其具有连接所述低压级侧连接部和所述中间部的弯曲形状；

高压级侧弯曲部，其具有连接所述高压级侧连接部和所述中间部的弯曲形状；

至少所述低压级侧连接部的流路截面形成为圆形状。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的多级电动离心压缩机，其中，

还具备冷却装置，该冷却装置构成为在所述连接配管内的所述压缩气体与用于冷却所述压缩气体的冷却液之间进行热交换。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的多级电动离心压缩机，其中，所述高压级壳体包括：

内壁面，其划定用于将从所述高压级入口开口供给的所述压缩气体向所述高压级叶轮引导的供给流路，所述内壁面包括：内端壁面，其划定所述供给流路的与所述高压级叶轮的相反侧；以及内周壁面，其划定所述供给流路的外周侧；

引导凸部，其从所述内端壁面朝向所述高压级叶轮突出。

9.根据权利要求8所述的多级电动离心压缩机，其中，

所述内周壁面具有形成有所述高压级入口开口的入口侧内周壁面、和位于所述高压级入口开口的相反侧的相反侧内周壁面，

所述高压级壳体包括从所述相反侧内周壁面突出的回旋防止板。

10.根据权利要求9所述的多级电动离心压缩机，其中，

所述回旋防止板的前端与所述高压级叶轮的前缘的尖端相比位于所述旋转轴的外周侧。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的多级电动离心压缩机，其中，

具备：至少一个轴承，其能够旋转地支承所述旋转轴，并且配置在所述高压级叶轮与所述低压级叶轮之间；

轴承壳体，其容纳所述至少一个轴承；

所述至少一个轴承包括配置在所述高压级叶轮和所述电动马达之间的高压级侧润滑脂封入轴承，

所述轴承壳体具有在所述旋转轴的轴向上形成在所述高压级侧润滑脂封入轴承与所述高压级叶轮之间的冷却通路。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的多级电动离心压缩机，其中，

所述高压级壳体具有形成在比所述高压级叶轮更靠所述旋转轴的外周侧的高压级侧冷却通路。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的多级电动离心压缩机，其中，

具备：至少一个轴承，其能够旋转地支承所述旋转轴，并且配置在所述高压级叶轮与所述低压级叶轮之间；

轴承壳体，其容纳所述至少一个轴承；

所述至少一个轴承包括配置在所述高压级叶轮和所述电动马达之间的高压级侧润滑脂封入轴承，

所述轴承壳体具有第一压力释放孔，该第一压力释放孔具有：第一内侧开口，其形成在与包括所述旋转轴的旋转体的外周面相对的所述轴承壳体的内表面，并形成在所述旋转轴的轴向的所述高压级侧润滑脂封入轴承和所述高压级叶轮之间；第一外侧开口，其形成在所述轴承壳体的外表面。

14.根据权利要求13所述的多级电动离心压缩机，其中，

所述至少一个轴承还包括配置在所述低压级叶轮和所述电动马达之间的低压级侧润滑脂封入轴承，

所述轴承壳体具有第二压力释放孔，该第二压力释放孔具有：第二内侧开口，其形成在与包括所述旋转轴的旋转体的外周面相对的所述轴承壳体的内表面，并形成在所述旋转轴的轴向的所述低压级侧润滑脂封入轴承和所述低压级叶轮之间；第二外侧开口，其形成在所述轴承壳体的外表面。

15.根据权利要求1至12中任一项所述的多级电动离心压缩机，其中，

具备：至少一个轴承，其能够旋转地支承所述旋转轴，并且配置在所述高压级叶轮与所述低压级叶轮之间；

轴承壳体，其容纳所述至少一个轴承；

所述至少一个轴承包括配置在所述高压级叶轮和所述电动马达之间的高压级侧润滑脂封入轴承，

所述轴承壳体具有第一压力施加孔，该第一压力施加孔具有：第三内侧开口，其形成在与包括所述旋转轴的旋转体的外周面相对的所述轴承壳体的内表面，并形成在所述旋转轴的轴向的所述高压级侧润滑脂封入轴承和所述高压级叶轮之间；第三外侧开口，其形成在所述轴承壳体的外表面，

所述多级电动离心压缩机还具备压力导入管路，该压力导入管路构成为将来自压力源的压力导入至所述第三外侧开口。

16.根据权利要求1至12中任一项所述的多级电动离心压缩机，其中，

具备：至少一个轴承，其能够旋转地支承所述旋转轴，并且配置在所述高压级叶轮与所述低压级叶轮之间；

轴承壳体，其容纳所述至少一个轴承；

定子壳体，其具有内表面，该内表面形成容纳所述电动马达的马达容纳部，所述定子壳体与所述轴承壳体邻接地配置；

所述轴承壳体具有：

空气导入孔，其具有：第四内侧开口，该第四内侧开口形成在面向所述马达容纳部的所述轴承壳体的内表面，并形成在比所述电动马达更靠所述旋转轴的轴向的一侧；第四外侧开口，其形成在所述轴承壳体的外表面；

空气排出孔，其具有：第五内侧开口，该第五内侧开口形成在面向所述马达容纳部的所述轴承壳体的内表面，并形成在比所述电动马达更靠所述旋转轴的轴向的另一侧；第五外侧开口，其形成在所述轴承壳体的外表面；

所述多级电动离心压缩机还具备空气导入管路，该空气导入管路构成为将空气送出到所述空气导入孔，或者构成为从所述空气排出孔抽吸空气。

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