JP2023075741A - 遠心圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】スラスト軸受に対する冷却性能を向上させること。
【解決手段】シールプレート１７は、シールプレート１７の内部に冷却ガス通路Ｇ１を有している。空気は、第１スラスト軸受６０及び第２スラスト軸受６１を冷却しつつも、冷却ガス通路Ｇ１を流れることによりシールプレート１７も冷却する。さらには、シールプレート１７は、シールプレート１７の内部に冷却水通路Ｗ１を有している。冷却水通路Ｗ１を流れる冷却水は、シールプレート１７を冷却する。したがって、コンプレッサインペラ３４によって圧縮された空気の熱がシールプレート１７を介してスラスト軸受収容室Ｓ２に収容された第１スラスト軸受６０及び第２スラスト軸受６１に伝わり難くなる。よって、空気によって第１スラスト軸受６０及び第２スラスト軸受６１が効率良く冷却される。さらには、第１スラスト軸受６０及び第２スラスト軸受６１の熱が冷却水通路Ｗ１を流れる冷却水に放熱される。
【選択図】図２

Description

本発明は、遠心圧縮機に関する。

遠心圧縮機としては、例えば特許文献１に記載のものがある。遠心圧縮機は、回転軸と、コンプレッサインペラと、を備えている。コンプレッサインペラは、回転軸に取り付けられている。コンプレッサインペラは、回転軸と一体的に回転する。コンプレッサインペラは、流体を圧縮する。遠心圧縮機のハウジングには、回転軸及びコンプレッサインペラが収容されている。また、遠心圧縮機は、スラスト軸受を備えている。スラスト軸受は、回転軸をスラスト方向で回転可能に支持する。

ハウジングは、インペラ室と、スラスト軸受収容室と、を有している。インペラ室には、コンプレッサインペラが収容されている。スラスト軸受収容室には、スラスト軸受が収容されている。また、ハウジングは、インペラ室とスラスト軸受収容室とを隔てる隔壁を有している。

特開２０１９－１２７８９８号公報

ところで、コンプレッサインペラによって圧縮された流体は、圧縮される前よりも温度が高くなる。そして、圧縮された流体の熱が、隔壁を介してスラスト軸受収容室に収容されたスラスト軸受に伝わると、スラスト軸受の温度が高くなるため、スラスト軸受の耐久性が悪化してしまう。したがって、スラスト軸受に対する冷却性能を向上させることが求められている。

上記課題を解決する遠心圧縮機は、回転軸と、前記回転軸に取り付けられるとともに前記回転軸と一体的に回転することで流体を圧縮するコンプレッサインペラと、前記回転軸及び前記コンプレッサインペラを収容するハウジングと、前記回転軸をスラスト方向で回転可能に支持するスラスト軸受と、を備え、前記ハウジングは、前記コンプレッサインペラが収容されるインペラ室と、前記スラスト軸受が収容されるスラスト軸受収容室と、前記インペラ室と前記スラスト軸受収容室とを隔てる隔壁と、を有し、前記隔壁は、前記隔壁の内部に、前記スラスト軸受を冷却するための冷却ガスが流れる冷却ガス通路と、前記隔壁を冷却するための冷却水が流れる冷却水通路と、を有している。

これによれば、隔壁が、隔壁の内部に、冷却ガス通路を有している。したがって、冷却ガスは、スラスト軸受を冷却しつつも、冷却ガス通路を流れることにより隔壁も冷却することができる。さらには、隔壁が、隔壁の内部に、冷却水通路を有しているため、冷却水によって隔壁をさらに冷却することができる。したがって、コンプレッサインペラによって圧縮された流体の熱が隔壁を介してスラスト軸受収容室に収容されたスラスト軸受に伝わり難くなる。よって、冷却ガスによってスラスト軸受を効率良く冷却することができる。さらには、スラスト軸受の熱が冷却水通路を流れる冷却水に放熱される。したがって、スラスト軸受に対する冷却性能を向上させることができる。

上記遠心圧縮機において、前記冷却水通路は、前記冷却ガス通路よりも前記回転軸の径方向外側に位置するとよい。
これによれば、冷却水通路が冷却ガス通路よりも回転軸の径方向内側に位置する場合に比べて、冷却水通路の表面積を増大させることができる。したがって、隔壁を効率良く冷却することができる。そのため、コンプレッサインペラによって圧縮された流体の熱が隔壁を介してスラスト軸受収容室に収容されたスラスト軸受にさらに伝わり難くなる。さらには、スラスト軸受の熱が冷却水通路を流れる冷却水にさらに放熱され易くなる。その結果、スラスト軸受の冷却性をさらに向上させることができる。

この発明によれば、スラスト軸受に対する冷却性能を向上させることができる。

実施形態における遠心圧縮機を示す側断面図である。 遠心圧縮機の一部分を拡大して示す側断面図である。 シールプレートを示す正面図である。

以下、遠心圧縮機を具体化した一実施形態を図１～図３にしたがって説明する。本実施形態の遠心圧縮機は、燃料電池車に搭載されている。
＜遠心圧縮機１０の全体構成＞
図１に示すように、遠心圧縮機１０は、ハウジング１１を備えている。ハウジング１１は、金属材料製であり、例えば、アルミニウム製である。ハウジング１１は、モータハウジング１２、コンプレッサハウジング１３、タービンハウジング１４、第１プレート１５、第２プレート１６、及びシールプレート１７を有している。

モータハウジング１２は、筒状である。モータハウジング１２は、板状の端壁１２ａと、周壁１２ｂと、を有している。周壁１２ｂは、端壁１２ａの外周部から筒状に延びている。第１プレート１５は、モータハウジング１２の周壁１２ｂの開口側の端部に連結されている。第１プレート１５は、モータハウジング１２の周壁１２ｂの開口を閉塞している。そして、モータハウジング１２の端壁１２ａ及び周壁１２ｂと第１プレート１５とによって、モータ室Ｓ１が区画されている。モータ室Ｓ１は、電動モータ４０を収容する。

図２に示すように、第１プレート１５におけるモータハウジング１２とは反対側の端面１５ａには、第１凹部１５ｃ及び第２凹部１５ｄが形成されている。第１凹部１５ｃ及び第２凹部１５ｄは、円孔状である。第１凹部１５ｃの内径は、第２凹部１５ｄの内径よりも大きい。第１凹部１５ｃの軸心と第２凹部１５ｄの軸心とは一致している。第１凹部１５ｃの内周面１５ｅは、端面１５ａと第１凹部１５ｃの底面１５ｆとを接続している。第２凹部１５ｄの内周面１５ｇは、第１凹部１５ｃの底面１５ｆと第２凹部１５ｄの底面１５ｈとを接続している。

第１プレート１５は、第１軸受保持部２０を有している。第１軸受保持部２０は、円筒状である。第１軸受保持部２０は、第１プレート１５の端面１５ｂの中央部から電動モータ４０に向けて突出している。第１軸受保持部２０は、第１プレート１５を貫通して第２凹部１５ｄの底面１５ｈに開口している。第１軸受保持部２０の軸心は、第１凹部１５ｃの軸心及び第２凹部１５ｄと一致している。

図１に示すように、モータハウジング１２は、第２軸受保持部２１を有している。第２軸受保持部２１は、円筒状である。第２軸受保持部２１は、モータハウジング１２の端壁１２ａの内面１２１ａの中央部から電動モータ４０に向けて突出している。第２軸受保持部２１の内側は、モータハウジング１２の端壁１２ａを貫通して端壁１２ａの外面１２２ａに開口している。第１軸受保持部２０の軸心と第２軸受保持部２１の軸心とは一致している。

第２プレート１６は、モータハウジング１２の端壁１２ａの外面１２２ａに連結されている。第２プレート１６の中央部にはシャフト挿通孔１６ａが形成されている。シャフト挿通孔１６ａは、第２軸受保持部２１の内側に連通している。シャフト挿通孔１６ａの軸心は、第２軸受保持部２１の軸心と一致している。

図２に示すように、シールプレート１７の中央部にはシャフト挿通孔１７ａが形成されている。シャフト挿通孔１７ａの軸心は、第１軸受保持部２０の軸心と一致している。シールプレート１７は、ボルトＢ１が挿通可能なボルト挿通孔１７ｈを複数有している。複数のボルト挿通孔１７ｈは、シールプレート１７の外周部においてシャフト挿通孔１７ａの周囲に間隔を置いて配置されている。なお、図２では、複数のボルト挿通孔１７ｈのうち、１つのボルト挿通孔１７ｈを図示している。各ボルト挿通孔１７ｈは、円孔状である。そして、シールプレート１７は、第１凹部１５ｃに嵌め込まれた状態で、各ボルト挿通孔１７ｈに挿通されたボルトＢ１が第１プレート１５にそれぞれねじ込まれることによって第１プレート１５に取り付けられている。シールプレート１７は、第２凹部１５ｄの開口を閉塞している。そして、シールプレート１７における第１プレート１５寄りの端面１７ｂと、第１プレート１５の第２凹部１５ｄとによって、スラスト軸受収容室Ｓ２が区画されている。

コンプレッサハウジング１３は、筒状である。コンプレッサハウジング１３は、円孔状の吸入口１３ａを有している。コンプレッサハウジング１３は、吸入口１３ａの軸心が、シールプレート１７のシャフト挿通孔１７ａ、及び第１軸受保持部２０の軸心と一致した状態で第１プレート１５の端面１５ａに連結されている。吸入口１３ａは、コンプレッサハウジング１３における第１プレート１５とは反対側の端面に開口している。

コンプレッサハウジング１３とシールプレート１７との間には、インペラ室１３ｂと、吐出室１３ｃと、第１ディフューザ流路１３ｄと、が形成されている。したがって、シールプレート１７は、インペラ室１３ｂとスラスト軸受収容室Ｓ２とを隔てる隔壁として機能している。インペラ室１３ｂは、吸入口１３ａに連通している。吐出室１３ｃは、インペラ室１３ｂの周囲で吸入口１３ａの軸心周りに延びている。第１ディフューザ流路１３ｄは、インペラ室１３ｂと吐出室１３ｃとを連通している。インペラ室１３ｂは、シールプレート１７のシャフト挿通孔１７ａに連通している。

図１に示すように、タービンハウジング１４は、筒状である。タービンハウジング１４は、円孔状の吐出口１４ａを有している。タービンハウジング１４は、吐出口１４ａの軸心が、第２プレート１６のシャフト挿通孔１６ａの軸心、及び第２軸受保持部２１の軸心と一致した状態で第２プレート１６におけるモータハウジング１２とは反対側の端面１６ｂに連結されている。吐出口１４ａは、タービンハウジング１４における第２プレート１６とは反対側の端面に開口している。

タービンハウジング１４と第２プレート１６の端面１６ｂとの間には、タービン室１４ｂと、吸入室１４ｃと、第２ディフューザ流路１４ｄと、が形成されている。タービン室１４ｂは、吐出口１４ａに連通している。吸入室１４ｃは、タービン室１４ｂの周囲で吐出口１４ａの軸心周りに延びている。第２ディフューザ流路１４ｄは、タービン室１４ｂと吸入室１４ｃとを連通している。タービン室１４ｂは、シャフト挿通孔１６ａに連通している。

＜回転体Ａ１の構成＞
遠心圧縮機１０は、回転体Ａ１を備えている。回転体Ａ１は、回転軸３０と、第１支持部３１と、第２支持部３２と、支持プレート３３と、を有している。したがって、遠心圧縮機１０は、回転軸３０を備えている。回転軸３０、第１支持部３１、第２支持部３２、及び支持プレート３３は、ハウジング１１内に収容されている。

回転軸３０は、回転軸３０の軸線方向がモータハウジング１２の軸線方向に一致した状態で、ハウジング１１内に収容されている。回転軸３０の第１端部３０ａは、モータ室Ｓ１から第１軸受保持部２０の内側、スラスト軸受収容室Ｓ２、及びシャフト挿通孔１７ａを通過して、インペラ室１３ｂ内に突出している。回転軸３０の第２端部３０ｂは、モータ室Ｓ１から第２軸受保持部２１の内側、及びシャフト挿通孔１６ａを通過して、タービン室１４ｂ内に突出している。

シールプレート１７のシャフト挿通孔１７ａと回転軸３０との間には、第１シール部材２２が設けられている。第１シール部材２２は、インペラ室１３ｂからモータ室Ｓ１に向かう空気の洩れを抑制する。第２プレート１６のシャフト挿通孔１６ａと回転軸３０との間には、第２シール部材２３が設けられている。第２シール部材２３は、タービン室１４ｂからモータ室Ｓ１に向かう空気の洩れを抑制する。第１シール部材２２及び第２シール部材２３は、例えば、シールリングである。

第１支持部３１は、回転軸３０の外周面３００における第１端部３０ａ寄りの部位に設けられている。第１支持部３１は、第１軸受保持部２０の内側に配置されている。第１支持部３１は、回転軸３０に一体的に形成されている。第１支持部３１は、回転軸３０の外周面３００から突出している。

第２支持部３２は、回転軸３０の外周面３００における第２端部３０ｂ寄りの部位に設けられている。第２支持部３２は、第２軸受保持部２１の内側に配置されている。第２支持部３２は、回転軸３０の外周面３００から環状に突出した状態で、回転軸３０の外周面３００に固定されている。第２支持部３２は、回転軸３０と一体的に回転可能である。

支持プレート３３は、スラスト軸受収容室Ｓ２に収容されている。支持プレート３３は、回転軸３０の外周面３００から径方向外側へ環状に突出した状態で、回転軸３０の外周面３００に固定されている。したがって、支持プレート３３は、回転軸３０とは別体である。支持プレート３３は、回転軸３０と一体的に回転可能である。

＜コンプレッサインペラ３４について＞
遠心圧縮機１０は、コンプレッサインペラ３４を備えている。コンプレッサインペラ３４は、回転軸３０の軸線方向の第１端部３０ａに取り付けられている。コンプレッサインペラ３４は、回転軸３０における支持プレート３３よりも第１端部３０ａ寄りに配置されている。コンプレッサインペラ３４は、インペラ室１３ｂに収容されている。したがって、ハウジング１１は、コンプレッサインペラ３４が収容されるインペラ室１３ｂを有している。よって、ハウジング１１は、回転軸３０及びコンプレッサインペラ３４を収容する。したがって、遠心圧縮機１０は、回転軸３０及びコンプレッサインペラ３４を収容するハウジング１１を備えている。コンプレッサインペラ３４は、回転軸３０と一体的に回転する。

＜タービンホイール３５について＞
遠心圧縮機１０は、タービンホイール３５を備えている。タービンホイール３５は、回転軸３０の第２端部３０ｂに取り付けられている。タービンホイール３５は、回転軸３０における第２支持部３２よりも第２端部３０ｂ寄りに配置されている。タービンホイール３５は、タービン室１４ｂに収容されている。タービンホイール３５は、回転軸３０と一体的に回転する。

＜電動モータ４０の構成＞
電動モータ４０は、筒状のロータ４１及び筒状のステータ４２を備えている。ロータ４１は、回転軸３０に固定されている。ステータ４２は、ハウジング１１に固定されている。ロータ４１は、ステータ４２の径方向内側に配置されるとともに回転軸３０と一体的に回転する。ロータ４１は、回転軸３０に止着された円筒状のロータコア４１ａと、ロータコア４１ａに設けられた図示しない複数の永久磁石と、を有している。ステータ４２は、ロータ４１を取り囲んでいる。ステータ４２は、モータハウジング１２の周壁１２ｂの内周面１２１ｂに固定された円筒状のステータコア４３と、ステータコア４３に巻回されたコイル４４と、を有している。回転軸３０は、図示しないバッテリからコイル４４に電流が流れることによって、ロータ４１と一体的に回転する。したがって、電動モータ４０は、回転軸３０を回転させる。電動モータ４０は、回転軸３０の軸線方向において、コンプレッサインペラ３４とタービンホイール３５との間に配置されている。

＜第１ラジアル軸受５０及び第２ラジアル軸受５１について＞
遠心圧縮機１０は、第１ラジアル軸受５０及び第２ラジアル軸受５１を備えている。第１ラジアル軸受５０は、円筒状である。第１ラジアル軸受５０は、第１軸受保持部２０に保持されている。第２ラジアル軸受５１は、円筒状である。第２ラジアル軸受５１は、第２軸受保持部２１に保持されている。第１ラジアル軸受５０及び第２ラジアル軸受５１は、回転軸３０をラジアル方向でハウジング１１に対して回転可能に支持する。なお、「ラジアル方向」とは、回転軸３０の軸線方向に対して直交する方向である。

＜第１スラスト軸受６０及び第２スラスト軸受６１について＞
図２に示すように、遠心圧縮機１０は、スラスト軸受としての第１スラスト軸受６０及び第２スラスト軸受６１を備えている。第１スラスト軸受６０及び第２スラスト軸受６１は、支持プレート３３をスラスト方向でハウジング１１に対して回転可能に支持する。なお、「スラスト方向」とは、回転軸３０の軸線方向に対して平行な方向である。

第１スラスト軸受６０及び第２スラスト軸受６１は、スラスト軸受収容室Ｓ２に収容されている。したがって、ハウジング１１は、第１スラスト軸受６０及び第２スラスト軸受６１が収容されるスラスト軸受収容室Ｓ２を有している。第１スラスト軸受６０及び第２スラスト軸受６１は、支持プレート３３を挟み込むように配置されている。第１スラスト軸受６０は、支持プレート３３に対してコンプレッサインペラ３４側に配置されている。第２スラスト軸受６１は、支持プレート３３に対してコンプレッサインペラ３４とは反対側に配置されている。第１スラスト軸受６０は、第１スラスト軸受本体部６０ａと、第１ベース部６０ｂと、を有している。第１ベース部６０ｂは、円板状である。第１ベース部６０ｂには、回転軸３０が貫通する第１貫通孔６０ｃが形成されている。第２スラスト軸受６１は、第２スラスト軸受本体部６１ａと、第２ベース部６１ｂと、を有している。第２ベース部６１ｂは、円板状である。第２ベース部６１ｂには、回転軸３０が貫通する第２貫通孔６１ｃが形成されている。

＜燃料電池システム１について＞
図１に示すように、上記構成の遠心圧縮機１０は、燃料電池車に搭載された燃料電池システム１の一部を構成している。燃料電池システム１は、遠心圧縮機１０の他に、燃料電池スタック１００と、供給流路Ｌ１と、吐出流路Ｌ２と、分岐流路Ｌ３と、を備えている。燃料電池スタック１００は、複数の電池セルから構成されている。なお、説明の都合上、各電池セルの図示は省略している。供給流路Ｌ１は、吐出室１３ｃと燃料電池スタック１００とを接続する。吐出流路Ｌ２は、燃料電池スタック１００と吸入室１４ｃとを接続する。

回転軸３０がロータ４１と一体的に回転すると、コンプレッサインペラ３４及びタービンホイール３５が回転軸３０と一体的に回転する。すると、吸入口１３ａから吸入された空気がインペラ室１３ｂ内でコンプレッサインペラ３４によって圧縮されるとともに第１ディフューザ流路１３ｄを通過して吐出室１３ｃから吐出される。したがって、コンプレッサインペラ３４は、回転軸３０と一体的に回転することで空気を圧縮する。

そして、吐出室１３ｃから吐出された空気は、供給流路Ｌ１を介して燃料電池スタック１００に供給される。燃料電池スタック１００に供給された空気は、燃料電池スタック１００を発電するために使用される。その後、燃料電池スタック１００を通過する空気は、燃料電池スタック１００の排気として吐出流路Ｌ２へ吐出される。燃料電池スタック１００の排気は、吐出流路Ｌ２を介して吸入室１４ｃに吸入される。吸入室１４ｃに吸入される燃料電池スタック１００の排気は、第２ディフューザ流路１４ｄを通じてタービン室１４ｂに導入される。タービンホイール３５は、タービン室１４ｂに導入された燃料電池スタック１００の排気により回転する。回転軸３０は、電動モータ４０の駆動による回転に加え、燃料電池スタック１００の排気により回転するタービンホイール３５の回転によっても回転する。そして、燃料電池スタック１００の排気によるタービンホイール３５の回転により回転軸３０の回転が補助される。タービン室１４ｂを通過した排気は、吐出口１４ａから外部へ吐出される。

＜冷却ガス通路Ｇ１、及び冷却ガス通路Ｇ１を流れる空気について＞
図２及び図３に示すように、シールプレート１７の端面１７ｂの中央部には、凹部１７ｃが形成されている。凹部１７ｃは、円孔状である。凹部１７ｃの開口の大部分は、第２ベース部６１ｂによって閉塞されている。そして、シールプレート１７の凹部１７ｃと第２ベース部６１ｂとによって、冷却ガス通路Ｇ１が区画されている。冷却ガス通路Ｇ１とスラスト軸受収容室Ｓ２とは、第２ベース部６１ｂの第２貫通孔６１ｃと回転軸３０との間を介して連通している。

シールプレート１７には、連通孔１７ｅと、接続通路Ｇ２と、が形成されている。連通孔１７ｅは、円孔状である。連通孔１７ｅは、シールプレート１７の端面１７ｂに開口している。接続通路Ｇ２は、凹部１７ｃと連通孔１７ｅとを接続している。接続通路Ｇ２は、冷却ガス通路Ｇ１から回転軸３０の径方向外側に向かって延びている。

また、第１プレート１５には、貫通孔１５ｉが形成されている。貫通孔１５ｉは、第１プレート１５を厚み方向に貫通している。連通孔１７ｅの軸心と貫通孔１５ｉの軸心とは一致している。貫通孔１５ｉの一端は、連通孔１７ｅに連通している。貫通孔１５ｉの他端は、モータ室Ｓ１に連通している。したがって、連通孔１７ｅは、貫通孔１５ｉを介してモータ室Ｓ１に連通している。このように、冷却ガス通路Ｇ１は、接続通路Ｇ２、連通孔１７ｅ、貫通孔１５ｉを介してモータ室Ｓ１に連通している。

冷却ガス通路Ｇ１には、第１スラスト軸受６０及び第２スラスト軸受６１を冷却するための冷却ガスが流れる。具体的には、第１プレート１５には、第１流路７１が形成されている。第１流路７１は、回転軸３０の径方向に延びている。第１流路７１の一端は、第１プレート１５の外面に開口している。第１流路７１の他端は、スラスト軸受収容室Ｓ２に連通している。また、第２プレート１６には、第２流路７２が形成されている。第２流路７２は、回転軸３０の径方向に延びている。第２流路７２の一端は、第２プレート１６の外面に開口している。第２流路７２の他端は、シャフト挿通孔１６ａにおける第２シール部材２３よりもモータハウジング１２寄りの部位に連通している。

さらに、分岐流路Ｌ３は、供給流路Ｌ１から分岐している。分岐流路Ｌ３は、供給流路Ｌ１と第１流路７１とを接続する。分岐流路Ｌ３の途中には、インタークーラＲ１が設けられている。インタークーラＲ１は、分岐流路Ｌ３を流れる空気を冷却する。

第１流路７１には、コンプレッサインペラ３４によって圧縮されて燃料電池スタック１００に向かって供給流路Ｌ１を流れる空気の一部が分岐流路Ｌ３を介して流入される。なお、第１流路７１に流入される空気は、分岐流路Ｌ３を流れる途中でインタークーラＲ１によって冷却されている。第１流路７１に流入した空気は、スラスト軸受収容室Ｓ２に流入し、第１スラスト軸受６０及び第２スラスト軸受６１を冷却する。したがって、第１スラスト軸受６０及び第２スラスト軸受６１を冷却するための冷却ガスは、コンプレッサインペラ３４によって圧縮された空気の一部である。

そして、スラスト軸受収容室Ｓ２内の空気は、第２ベース部６１ｂの第２貫通孔６１ｃと回転軸３０との間を介して冷却ガス通路Ｇ１内に流れ込む。冷却ガス通路Ｇ１内に流れ込んだ空気は、接続通路Ｇ２を通過して連通孔１７ｅ及び貫通孔１５ｉを介してモータ室Ｓ１内に流れ込む。

電動モータ４０は、モータ室Ｓ１内に流れ込んだ空気によって冷却される。また、モータ室Ｓ１内に流れ込んだ空気の一部は、第１ラジアル軸受５０と第１支持部３１との間に流れ込み、第１ラジアル軸受５０を冷却する。さらに、モータ室Ｓ１内に流れ込んだ空気は、例えば、ロータ４１とステータ４２との間を通過して第２ラジアル軸受５１と第２支持部３２との間に流れ込み、第２ラジアル軸受５１を冷却する。続いて、第２ラジアル軸受５１と第２支持部３２との間を通過した空気は、シャフト挿通孔１６ａ及び第２流路７２を介してハウジング１１の外部へ排出される。

＜冷却水通路Ｗ１について＞
シールプレート１７の端面１７ｂには、溝１７ｄが形成されている。溝１７ｄは、シールプレート１７の端面１７ｂにおいて、凹部１７ｃよりも回転軸３０の径方向外側で凹部１７ｃを取り囲むように回転軸３０の周方向へ延びている。溝１７ｄは、シャフト挿通孔１７ａの軸心周りを蛇行している。具体的には、溝１７ｄは、シャフト挿通孔１７ａの軸心に近づくように延びる部位と、シャフト挿通孔１７ａの軸心から遠ざかるように延びる部位と、が交互に連続するように形成されている。溝１７ｄは、各ボルト挿通孔１７ｈに対して回転軸３０の径方向内側を通過するように回転軸３０の周方向に延びている。溝１７ｄの第１端１７０ｄ、及び溝１７ｄの第２端１７１ｄは、溝１７ｄがシールプレート１７の周方向のほぼ全域に亘って延びるように配置されている。溝１７ｄの開口は、第１プレート１５によって閉塞されている。そして、溝１７ｄと第１プレート１５の第１凹部１５ｃの底面１５ｆとによって冷却水通路Ｗ１が区画されている。よって、冷却水通路Ｗ１は、冷却ガス通路Ｇ１よりも回転軸３０の径方向外側に位置する。なお、シールプレート１７の端面１７ｂと第１プレート１５の第１凹部１５ｃの底面１５ｆとの間には、冷却水通路Ｗ１を流れる冷却水の洩れを抑制する図示しないシール部材が設けられている。

図１に示すように、遠心圧縮機１０は、冷却水ジャケット１２ｃを備えている。冷却水ジャケット１２ｃは、モータハウジング１２の周壁１２ｂに形成されている。冷却水ジャケット１２ｃは、周壁１２ｂの周方向の全周に亘って延びている。

図２に示すように、冷却水通路Ｗ１の第１端は、接続冷却水通路Ｗ２を介して冷却水ジャケット１２ｃに接続されている。また、冷却水通路Ｗ１の第２端は、接続冷却水通路Ｗ３を介して冷却水ジャケット１２ｃに接続されている。

冷却水ジャケット１２ｃには、図示しない外部流路の第１端と第２端とが接続されている。外部流路には、冷却水（ＬＬＣ）が流れている。また、外部流路には、図示しないラジエータが設けられている。外部流路を流れる冷却水は、ラジエータを通過する際に、外気と熱交換されることで冷却される。よって、冷却水は、外部流路、冷却水ジャケット１２ｃ、接続冷却水通路Ｗ２、冷却水通路Ｗ１、接続冷却水通路Ｗ３、及び冷却水ジャケット１２ｃ、の順に流れることによって循環している。したがって、冷却水通路Ｗ１には、冷却水が流れる。冷却水通路Ｗ１を流れる冷却水は、シールプレート１７を冷却する。よって、シールプレート１７は、シールプレート１７の内部に、第１スラスト軸受６０及び第２スラスト軸受６１を冷却するための冷却ガスが流れる冷却ガス通路Ｇ１と、シールプレート１７を冷却するための冷却水が流れる冷却水通路Ｗ１と、を有している。

＜作用＞
次に、本実施形態の作用について説明する。
シールプレート１７は、シールプレート１７の内部に、冷却ガス通路Ｇ１を有している。空気は、第１スラスト軸受６０及び第２スラスト軸受６１を冷却しつつも、冷却ガス通路Ｇ１を流れることによりシールプレート１７も冷却する。さらには、シールプレート１７は、シールプレート１７の内部に、冷却水通路Ｗ１を有している。冷却水通路Ｗ１を流れる冷却水は、シールプレート１７を冷却する。したがって、コンプレッサインペラ３４によって圧縮された空気の熱がシールプレート１７を介してスラスト軸受収容室Ｓ２に収容された第１スラスト軸受６０及び第２スラスト軸受６１に伝わり難くなる。よって、空気によって第１スラスト軸受６０及び第２スラスト軸受６１が効率良く冷却される。さらには、第１スラスト軸受６０及び第２スラスト軸受６１の熱が冷却水通路Ｗ１を流れる冷却水に放熱される。

＜効果＞
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）シールプレート１７が、シールプレート１７の内部に、冷却ガス通路Ｇ１を有している。したがって、空気は、第１スラスト軸受６０及び第２スラスト軸受６１を冷却しつつも、冷却ガス通路Ｇ１を流れることによりシールプレート１７も冷却することができる。さらには、シールプレート１７が、シールプレート１７の内部に、冷却水通路Ｗ１を有しているため、冷却水によってシールプレート１７をさらに冷却することができる。したがって、コンプレッサインペラ３４によって圧縮された空気の熱がシールプレート１７を介してスラスト軸受収容室Ｓ２に収容された第１スラスト軸受６０及び第２スラスト軸受６１に伝わり難くなる。よって、空気によって第１スラスト軸受６０及び第２スラスト軸受６１を効率良く冷却することができる。さらには、第１スラスト軸受６０及び第２スラスト軸受６１の熱が冷却水通路Ｗ１を流れる冷却水に放熱される。したがって、第１スラスト軸受６０及び第２スラスト軸受６１に対する冷却性能を向上させることができる。

（２）冷却水通路Ｗ１は、冷却ガス通路Ｇ１よりも回転軸３０の径方向外側に位置している。これによれば、冷却水通路Ｗ１が冷却ガス通路Ｇ１よりも回転軸３０の径方向内側に位置する場合に比べて、冷却水通路Ｗ１の表面積を増大させることができる。したがって、シールプレート１７を効率良く冷却することができる。そのため、コンプレッサインペラ３４によって圧縮された流体の熱がシールプレート１７を介してスラスト軸受収容室Ｓ２に収容された第１スラスト軸受６０及び第２スラスト軸受６１にさらに伝わり難くなる。さらには、第１スラスト軸受６０及び第２スラスト軸受６１の熱が冷却水通路Ｗ１を流れる冷却水にさらに放熱され易くなる。その結果、第１スラスト軸受６０及び第２スラスト軸受６１の冷却性をさらに向上させることができる。

＜変更例＞
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

○ 実施形態において、冷却水通路Ｗ１は、冷却ガス通路Ｇ１よりも径方向内側に配置されていてもよい。
○ 実施形態において、溝１７ｄは、蛇行していなくてもよい。要は、溝１７ｄの形状は、特に限定されない。

○ 実施形態において、冷却水通路Ｗ１を流れる冷却水は、冷却水ジャケット１２ｃを流れる冷却水とは別の冷却水であってもよい。要は、冷却水通路Ｗ１への冷却水の流し方は特に限定されるものではない。

○ 実施形態において、冷却ガス通路Ｇ１には、スラスト軸受収容室Ｓ２において第１スラスト軸受６０及び第２スラスト軸受６１を冷却した後の空気が流れ込む構成であったが、これに限らない。例えば、冷却ガス通路Ｇ１を流れた後の空気がスラスト軸受収容室Ｓ２に流れ込んで、第１スラスト軸受６０及び第２スラスト軸受６１を冷却する構成であってもよい。

○ 実施形態において、冷却ガス通路Ｇ１には、コンプレッサインペラ３４によって圧縮された空気の一部が、冷却ガス通路Ｇ１を流れる冷却ガスとして流入されたが、これに限らず、コンプレッサインペラ３４によって圧縮された空気とは別の空気であってもよい。

○ 実施形態において、遠心圧縮機１０は、タービンホイール３５を備えていない構成であってもよい。
○ 実施形態において、遠心圧縮機１０は、タービンホイール３５に代えて、コンプレッサインペラを備えている構成であってもよい。つまり、回転軸３０の両端部にコンプレッサインペラが取り付けられており、一方のコンプレッサインペラによって圧縮された流体が、他方のコンプレッサインペラによって再び圧縮されるような構成であってもよい。

○ 実施形態において、例えば、エンジンを駆動源とする遠心圧縮機１０であってもよい。
○ 実施形態において、遠心圧縮機１０は、燃料電池車に搭載されていなくてもよく、例えば、車両空調装置に用いられ、流体としての冷媒を圧縮するものであってもよい。また、遠心圧縮機１０は、車両に搭載されるものに限定されるものではない。

１０…遠心圧縮機、１１…ハウジング、１３ｂ…インペラ室、１７…隔壁であるシールプレート、３０…回転軸、３４…コンプレッサインペラ、６０…スラスト軸受としての第１スラスト軸受、６１…スラスト軸受としての第２スラスト軸受、Ｇ１…冷却ガス通路、Ｓ２…スラスト軸受収容室、Ｗ１…冷却水通路。

Claims (2)

1. 回転軸と、
   前記回転軸に取り付けられるとともに前記回転軸と一体的に回転することで流体を圧縮するコンプレッサインペラと、
   前記回転軸及び前記コンプレッサインペラを収容するハウジングと、
   前記回転軸をスラスト方向で回転可能に支持するスラスト軸受と、を備え、
   前記ハウジングは、
   前記コンプレッサインペラが収容されるインペラ室と、
   前記スラスト軸受が収容されるスラスト軸受収容室と、
   前記インペラ室と前記スラスト軸受収容室とを隔てる隔壁と、を有し、
   前記隔壁は、
   前記隔壁の内部に、前記スラスト軸受を冷却するための冷却ガスが流れる冷却ガス通路と、前記隔壁を冷却するための冷却水が流れる冷却水通路と、を有している遠心圧縮機。
2. 前記冷却水通路は、前記冷却ガス通路よりも前記回転軸の径方向外側に位置する請求項１に記載の遠心圧縮機。

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