(57)【要約】【課題】翼を通過する酸化剤ガスが小流量であって、且つ吐出圧力が高いときのサージングの発生を抑制すること。【解決手段】本発明者は、ハブ側後縁ａ２の翼角度βの絶対値が、ハブ側前縁ａ１の翼角度βの絶対値よりも小さくなっていると、翼を通過する空気が小流量であるとき、翼を通過する空気の流れに逆流が生じるサージングが発生し易いことを見出した。特に、翼を通過する空気が小流量であるときに吐出圧力が高いと、サージングが発生し易い。そこで、ハブ側後縁ａ２の翼角度βの絶対値を、ハブ側前縁ａ１の翼角度βの絶対値よりも大きくした。これによれば、空気が小流量であって、且つ吐出圧力が高いときの燃料電池用遠心圧縮機の作動領域が拡大する。【選択図】図４
2020165325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と一体的に回転するハブ、及び前記ハブの周方向に配列された複数の翼を有するとともに燃料電池スタックに供給される酸化剤ガスを圧縮するインペラと、
前記ハブに対向配置されるとともに前記インペラを収容するインペラ室を形成するシュラウドと、を備え、
前記翼と子午線とがなす角度のうち小さい角度を翼角度とすると、
前記翼の前記ハブ側の翼角度の絶対値は、前記翼のハブ側前縁とハブ側後縁との間で極小となり、
前記翼の前記シュラウド側の翼角度の絶対値は、前記翼のシュラウド側前縁とシュラウド側後縁との間で極小となり、
前記翼の前記ハブ側の翼角度の絶対値は、前記ハブ側前縁と前記ハブ側後縁との間において常に前記翼の前記シュラウド側の翼角度の絶対値以下であり、
前記シュラウド側後縁の翼角度の絶対値は、前記シュラウド側前縁の翼角度の絶対値よりも小さくなっている燃料電池用遠心圧縮機であって、
前記ハブ側後縁の翼角度の絶対値は、前記ハブ側前縁の翼角度の絶対値よりも大きくなっていることを特徴とする燃料電池用遠心圧縮機。
【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酸化剤ガスを圧縮する燃料電池用遠心圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料ガスである水素と酸化剤ガスである空気に含まれる酸素とを化学反応させて発電を行う燃料電池スタックを備える燃料電池システムを搭載した車両が実用化されている。例えば特許文献１に開示されているように、燃料電池システムは、燃料電池スタックに供給される空気を圧縮する燃料電池用遠心圧縮機を備えている。
【０００３】
燃料電池用遠心圧縮機は、空気を圧縮するインペラを備えている。インペラは、回転軸と一体的に回転するハブ、及びハブの周方向に配列された複数の翼を有している。また、燃料電池用遠心圧縮機は、ハブに対向配置されるとともにインペラを収容するインペラ室を形成するシュラウドを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１４４５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、燃料電池システムにおいては、例えば、燃料電池スタックに空気が過剰に供給されると、燃料電池スタック内の湿度は低下する。かといって、燃料電池スタックに供給される空気が小流量の場合であっても、燃料電池スタックに供給される空気の圧力が低いと、燃料電池スタック内の湿度は低下し易くなる。燃料電池スタック内の湿度の低下は、燃料電池スタックの発電効率の低下を招く。したがって、燃料電池スタックの発電効率を維持するためには、燃料電池スタックに供給される空気が小流量であるときに、燃料電池スタックに供給される空気の圧力が高いことが要求される。
【０００６】
しかしながら、燃料電池用遠心圧縮機では、翼を通過する空気が小流量であるとき、翼を通過する空気の流れに逆流が生じるサージングが発生するという問題がある。特に、翼を通過する空気が小流量であるときに吐出圧力が高いと、サージングが発生し易い。サージングが発生すると、燃料電池用遠心圧縮機の運転が不安定になってしまう。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、翼を通過する酸化剤ガスが小流量であって、且つ吐出圧力が高いときのサージングの発生を抑制することができる燃料電池用遠心圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する燃料電池用遠心圧縮機は、回転軸と一体的に回転するハブ、及び前記ハブの周方向に配列された複数の翼を有するとともに燃料電池スタックに供給される酸化剤ガスを圧縮するインペラと、前記ハブに対向配置されるとともに前記インペラを収容するインペラ室を形成するシュラウドと、を備え、前記翼と子午線とがなす角度のうち小さい角度を翼角度とすると、前記翼の前記ハブ側の翼角度の絶対値は、前記翼のハブ側前縁とハブ側後縁との間で極小となり、前記翼の前記シュラウド側の翼角度の絶対値は、前記翼のシュラウド側前縁とシュラウド側後縁との間で極小となり、前記翼の前記ハブ側の翼角度の絶対値は、前記ハブ側前縁と前記ハブ側後縁との間において常に前記翼の前記シ
ュラウド側の翼角度の絶対値以下であり、前記シュラウド側後縁の翼角度の絶対値は、前記シュラウド側前縁の翼角度の絶対値よりも小さくなっている燃料電池用遠心圧縮機であって、前記ハブ側後縁の翼角度の絶対値は、前記ハブ側前縁の翼角度の絶対値よりも大きくなっている。
【０００９】
インペラの翼は、翼と子午線とがなす角度のうち小さい角度を翼角度とすると、一般的に、翼のハブ側の翼角度の絶対値は、翼のハブ側前縁とハブ側後縁との間で極小となり、翼のシュラウド側の翼角度の絶対値は、翼のシュラウド側前縁とシュラウド側後縁との間で極小となる。そして、翼のハブ側の翼角度の絶対値は、ハブ側前縁とハブ側後縁との間において常に翼のシュラウド側の翼角度の絶対値以下であり、シュラウド側後縁の翼角度の絶対値は、シュラウド側前縁の翼角度の絶対値よりも小さくなっている。
【００１０】
本発明者は、このように設計された翼において、ハブ側後縁の翼角度の絶対値が、ハブ側前縁の翼角度の絶対値よりも小さくなっていると、翼を通過する酸化剤ガスが小流量であるとき、翼を通過する酸化剤ガスの流れに逆流が生じるサージングが発生し易いことを見出した。特に、翼を通過する酸化剤ガスが小流量であるときに吐出圧力が高いと、サージングが発生し易い。そこで、ハブ側後縁の翼角度の絶対値を、ハブ側前縁の翼角度の絶対値よりも大きくした。これによれば、酸化剤ガスが小流量であって、且つ吐出圧力が高いときの燃料電池用遠心圧縮機の作動領域を拡大することができる。したがって、翼を通過する酸化剤ガスが小流量であって、且つ吐出圧力が高いときのサージングの発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、翼を通過する酸化剤ガスが小流量であって、且つ吐出圧力が高いときのサージングの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態における燃料電池システムの概略構成図。
【図２】燃料電池用遠心圧縮機の一部分を示す側断面図。
【図３】インペラの子午面形状を示す図。
【図４】翼角度と無次元子午線長さとの関係を示すグラフ。
【図５】燃料電池用遠心圧縮機の圧力比と流量との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、燃料電池用遠心圧縮機を具体化した一実施形態を図１〜図５にしたがって説明する。本実施形態の燃料電池用遠心圧縮機は、例えば、燃料電池車などの車両に搭載される燃料電池システムに用いられる。
【００１４】
図１に示すように、燃料電池システム１０は、燃料電池スタック１１と、酸化剤ガスである空気を圧縮する燃料電池用遠心圧縮機１２と、を備えている。燃料電池スタック１１には、燃料電池用遠心圧縮機１２によって圧縮された空気が供給される。燃料電池スタック１１は、例えば、複数のセルを有している。各セルは、酸素極と、水素極と、両極の間に配置された電解質膜とが積層されて構成されている。そして、燃料電池スタック１１は、燃料ガスである水素と空気に含まれる酸素とを化学反応させて発電を行う。
【００１５】
燃料電池スタック１１は、図示しない走行用モータに電気的に接続されている。走行用モータは、燃料電池スタック１１により発電された電力を電力源として駆動する。走行用モータの動力は、図示しない動力伝達機構を介して車軸に伝達され、車両は、アクセルペダルのアクセル開度に応じた車速で走行する。
【００１６】
燃料電池スタック１１は、空気が供給される供給口１１ａと、空気が排出ガスとして排出される排出口１１ｂと、供給口１１ａと排出口１１ｂとを接続する接続流路１１ｃと、を有している。接続流路１１ｃでは、供給口１１ａから供給された空気が排出口１１ｂに向けて流れる。
【００１７】
燃料電池用遠心圧縮機１２は、ハウジング１３と、ハウジング１３内に収容される回転軸１４と、ハウジング１３内に収容されるとともに回転軸１４を回転させる電動モータ１５と、を備えている。電動モータ１５は、図示しないバッテリから電力が供給されることにより駆動して回転軸１４を回転させる。
【００１８】
また、燃料電池用遠心圧縮機１２は、空気を圧縮するために回転するインペラ１６を備えている。インペラ１６は、回転軸１４の一端部に連結されている。そして、インペラ１６は、回転軸１４が回転することにより、回転軸１４と一体的に回転する。燃料電池用遠心圧縮機１２では、インペラ１６が回転することにより圧縮動作が行われる。
【００１９】
ハウジング１３は、空気が吸入される吸入口１３ａと、空気が吐出される吐出口１３ｂと、を有している。また、燃料電池システム１０は、圧縮機用流路１７を備えている。圧縮機用流路１７は、例えば、配管等で構成されている。圧縮機用流路１７の一端は大気に開放されており、圧縮機用流路１７の他端は吸入口１３ａに接続されている。そして、外部からの空気が圧縮機用流路１７を流れて吸入口１３ａに吸入される。燃料電池用遠心圧縮機１２は、吸入口１３ａから吸入された空気を圧縮する。そして、燃料電池用遠心圧縮機１２にて圧縮された空気は吐出口１３ｂから吐出される。
【００２０】
燃料電池システム１０は、燃料電池用遠心圧縮機１２と燃料電池スタック１１とを接続する供給流路１８を備えている。供給流路１８は、例えば、配管等で構成されている。供給流路１８の一端は吐出口１３ｂに接続されるとともに、供給流路１８の他端は供給口１１ａに接続されている。そして、吐出口１３ｂから吐出された空気は、供給流路１８を流れて供給口１１ａに供給される。
【００２１】
燃料電池システム１０は、燃料電池スタック１１から排出される排出ガスによって回転するタービンホイール１９を有するタービン２０を備えている。タービン２０は、タービンハウジング２２を有している。タービン２０は、タービンハウジング２２内に形成されるタービン室２３を有している。タービン室２３は、タービンホイール１９を収容する。
【００２２】
タービンハウジング２２は、排出ガスが導入される導入口２２ａと、タービン室２３を通過した排出ガスが排出される排出口２２ｂと、を有している。また、燃料電池システム１０は、燃料電池スタック１１とタービン２０とを接続する排出流路２４を備えている。排出流路２４は、例えば、配管等で構成されている。排出流路２４の一端は排出口１１ｂに接続されるとともに、排出流路２４の他端は導入口２２ａに接続されている。そして、排出口１１ｂから排出された排出ガスは、排出流路２４を流れて導入口２２ａに導入される。
【００２３】
タービン２０は、タービン室２３と排出流路２４とを繋ぐとともに排出流路２４を流れる排出ガスをタービン室２３に導入する導入流路２５を有している。導入流路２５は、タービンハウジング２２内に形成されるとともに、導入口２２ａとタービン室２３とを連通する。よって、導入流路２５は、導入口２２ａを介して排出流路２４に接続されている。タービンホイール１９は、燃料電池スタック１１から排出されて、排出流路２４、導入口２２ａ、及び導入流路２５を介してタービン室２３に導入される排出ガスにより回転する。
【００２４】
燃料電池システム１０では、タービンホイール１９が回転することにより、排出ガスの排気エネルギーが機械的エネルギーとして取り出され、タービンホイール１９と接続されている図示しないモータが発電機として機能してモータに回生電力が発生する。そして、モータに発生した回生電力が、図示しないバッテリに蓄電され、例えば、走行用モータの電力源として用いられる。
【００２５】
タービン２０は、導入流路２５の流路断面積を調整して燃料電池スタック１１に供給される空気の圧力を調整する圧力調整弁２６を有している。圧力調整弁２６は、例えば、タービンホイール１９の外周の位置に周方向に複数配列されるノズルベーンと、複数のノズルベーンを回動させる回動機構部と、を有している。そして、回動機構部によって複数のノズルベーンが回動することにより、導入流路２５の流路断面積が調整される。
【００２６】
燃料電池スタック１１は、制御装置３０を備えている。制御装置３０は、電動モータ１５と電気的に接続されている。そして、制御装置３０は、電動モータ１５の駆動を制御する。また、制御装置３０は、圧力調整弁２６と電気的に接続されている。制御装置３０は、アクセルペダルの操作態様等に基づいて燃料電池スタック１１に要求される要求発電量を算出し、その要求発電量に基づいて、圧力調整弁２６の目標開度を導出する。制御装置３０は、圧力調整弁２６の開度が、導出された目標開度となるように圧力調整弁２６の開度を制御する。そして、制御装置３０により圧力調整弁２６の開度が制御されることにより、燃料電池スタック１１に供給される空気の圧力が調整される。なお、圧力調整弁２６の開度は、複数のノズルベーンの回動角度である。そして、燃料電池スタック１１に供給される空気の圧力が調整されることにより、燃料電池スタック１１内の湿度が調整される。燃料電池スタック１１内の湿度は、燃料電池スタック１１の発電を効率良く行うために、予め定められた所望の湿度に調整される。
【００２７】
図２に示すように、ハウジング１３は、吸入口１３ａを有する有底円筒状のコンプレッサハウジング３１と、コンプレッサハウジング３１の開口を閉塞する円板状のベアリングハウジング３２と、を有している。コンプレッサハウジング３１内には、インペラ１６を収容するインペラ室３３が形成されている。インペラ室３３は、吸入口１３ａに連通している。回転軸１４の一端部は、ベアリングハウジング３２を貫通してインペラ室３３内に突出している。回転軸１４は、軸受３２ａを介してベアリングハウジング３２に回転可能に支持されている。吸入口１３ａは、回転軸１４の軸線方向に延びている。
【００２８】
コンプレッサハウジング３１は、インペラ１６によって圧縮された空気が吐出される吐出室３４と、インペラ室３３と吐出室３４とを連通するディフューザ流路３５と、を有している。ディフューザ流路３５は、インペラ室３３よりも回転軸１４の径方向外側に配置されており、インペラ１６（インペラ室３３）の周囲で環状に形成されている。吐出室３４は、ディフューザ流路３５よりも回転軸１４の径方向外側に配置された環状である。インペラ１６によって圧縮された空気は、ディフューザ流路３５を通過することによって、さらに圧縮されて吐出室３４に吐出される。そして、吐出室３４内の空気は、吐出口１３ｂから供給流路１８に吐出されて、供給流路１８及び供給口１１ａを介して燃料電池スタック１１に供給される。したがって、インペラ１６は、燃料電池スタック１１に供給される空気を圧縮する。
【００２９】
図３に示すように、インペラ１６は、回転軸１４と一体的に回転するハブ４１、及びハブ４１の周方向に配列された複数の翼４２を有している。ハブ４１は、回転軸１４の一端部に取り付けられている。ハブ４１は、吸入口１３ａ側に位置する前端部から後端部に向かうにつれて外径が拡径していく略円錐形状であり、回転軸１４の軸線に向けて凹む湾曲面である表面を有している。複数の翼４２は、ハブ４１の表面に周方向に等間隔置きで配置されている。ハブ４１が、前端部から後端部に向かうにつれて外径が拡径していくため
、ハブ４１の周方向で隣り合う翼４２同士の間隔は、ハブ４１の前端部から後端部に向かうにつれて徐々に広くなっていく。
【００３０】
燃料電池用遠心圧縮機１２は、インペラ室３３を形成するシュラウド５０を備えている。本実施形態において、シュラウド５０は、コンプレッサハウジング３１の一部である。シュラウド５０は、ハブ４１に対向配置されるとともにハブ４１の表面に沿って延びている。シュラウド５０は、複数の翼４２を取り囲んでいる。そして、ハブ４１の周方向で隣り合う一対の翼４２、ハブ４１、及びシュラウド５０によって翼間通路５１が区画されている。
【００３１】
図３は、翼４２の子午面形状を示している。翼４２は、ハブ４１側の子午線であるハブ側子午線Ｌ１と、シュラウド５０側の子午線であるシュラウド側子午線Ｌ２と、を含んで形成されている。なお、翼４２の子午面とは、ハブ側子午線Ｌ１、シュラウド側子午線Ｌ２、及び回転軸１４の軸線を通過する縦断面である。そして、ハブ側子午線Ｌ１の前端が、翼４２のハブ側前縁ａ１となり、ハブ側子午線Ｌ１の後端が、翼４２のハブ側後縁ａ２となる。また、シュラウド側子午線Ｌ２の前端が、翼４２のシュラウド側前縁ｂ１となり、シュラウド側子午線Ｌ２の後端が、翼４２のシュラウド側後縁ｂ２となる。ハブ側前縁ａ１とシュラウド側前縁ｂ１とを結ぶ縁は、翼４２の前縁４２ａである。ハブ側後縁ａ２とシュラウド側後縁ｂ２とを結ぶ縁は、翼４２の後縁４２ｂである。
【００３２】
翼４２のハブ側後縁ａ２からハブ側前縁ａ１までの回転軸１４の軸線方向での距離Ｌｈは、翼４２のハブ側後縁ａ２からシュラウド側前縁ｂ１までの回転軸１４の軸線方向での距離Ｌｓよりも長い。
【００３３】
翼４２は、ハブ側子午線Ｌ１によってハブ４１側の形状が決定され、シュラウド側子午線Ｌ２によってシュラウド５０側の形状が決定され、全体として３次元形状となる。ハブ側子午線Ｌ１は、翼４２とハブ側子午線Ｌ１とがなす角度である翼角度βで数値化される曲線である。また、シュラウド側子午線Ｌ２は、翼４２とシュラウド側子午線Ｌ２とがなす角度である翼角度βで数値化される曲線である。本実施形態では、翼４２とハブ側子午線Ｌ１とがなす角度のうち小さい角度、又は翼４２とシュラウド側子午線Ｌ２とがなす角度のうち小さい角度をそれぞれ翼角度βとする。
【００３４】
図４では、翼４２の翼角度βを縦軸に示し、無次元子午線長さＳを横軸に示している。翼角度βは、負の値である。
ハブ側子午線Ｌ１の翼角度βは、翼４２のハブ側前縁ａ１とハブ側後縁ａ２との間で極大値ａＭＡＸとなっている。したがって、翼４２のハブ４１側の翼角度βの絶対値は、翼４２のハブ側前縁ａ１とハブ側後縁ａ２との間で極小となる。ハブ側子午線Ｌ１の翼角度βは、ハブ側子午線Ｌ１の中間点ＣＴよりもハブ側前縁ａ１寄りで極大値ａＭＡＸとなっている。
【００３５】
シュラウド側子午線Ｌ２の翼角度βは、翼４２のシュラウド側前縁ｂ１とシュラウド側後縁ｂ２との間で極大値ｂＭＡＸとなっている。したがって、翼４２のシュラウド５０側の翼角度βの絶対値は、翼４２のシュラウド側前縁ｂ１とシュラウド側後縁ｂ２との間で極小となる。シュラウド側子午線Ｌ２の翼角度βは、シュラウド側子午線Ｌ２の中間点ＣＴよりもシュラウド側後縁ｂ２寄りで極大値ｂＭＡＸとなっている。
【００３６】
ハブ側子午線Ｌ１の翼角度βは、ハブ側前縁ａ１とハブ側後縁ａ２との間において常にシュラウド側子午線Ｌ２の翼角度β以上になっている。したがって、翼４２のハブ４１側の翼角度βの絶対値は、ハブ側前縁ａ１とハブ側後縁ａ２との間において常に翼４２のシュラウド５０側の翼角度βの絶対値以下である。
【００３７】
シュラウド側後縁ｂ２の翼角度βは、シュラウド側前縁ｂ１の翼角度βよりも大きくなっている。したがって、シュラウド側後縁ｂ２の翼角度βの絶対値は、シュラウド側前縁ｂ１の翼角度βの絶対値よりも小さくなっている。シュラウド側前縁ｂ１の翼角度βは、シュラウド側子午線Ｌ２の翼角度βでの最小値ｂＭＩＮとなっている。
【００３８】
ハブ側後縁ａ２での翼角度βとシュラウド側後縁ｂ２での翼角度βとは一致している。ハブ側後縁ａ２の翼角度βは、ハブ側子午線Ｌ１の翼角度βでの最小値ａＭＩＮとなっている。ハブ側後縁ａ２の翼角度βは、ハブ側前縁ａ１の翼角度βよりも小さくなっている。したがって、ハブ側後縁ａ２の翼角度βの絶対値は、ハブ側前縁ａ１の翼角度βの絶対値よりも大きくなっている。
【００３９】
シュラウド側前縁ｂ１からシュラウド側子午線Ｌ２の翼角度βが極大値となる部位までのシュラウド側子午線Ｌ２の長さＸ１は、ハブ側前縁ａ１からハブ側子午線Ｌ１の翼角度βが極大値となる部位までのハブ側子午線Ｌ１の長さＸ２の２倍以上になっている。
【００４０】
次に、本実施形態の作用について説明する。
インペラ１６の翼４２は、翼４２のハブ４１側の翼角度βの絶対値は、翼４２のハブ側前縁ａ１とハブ側後縁ａ２との間で極小となり、翼４２のシュラウド５０側の翼角度βの絶対値は、翼４２のシュラウド側前縁ｂ１とシュラウド側後縁ｂ２との間で極小となる。そして、翼４２のハブ４１側の翼角度βの絶対値は、ハブ側前縁ａ１とハブ側後縁ａ２との間において常に翼４２のシュラウド５０側の翼角度βの絶対値以下であり、シュラウド側後縁ｂ２の翼角度βの絶対値は、シュラウド側前縁ｂ１の翼角度βの絶対値よりも小さくなっている。
【００４１】
本発明者は、このように設計された翼４２において、ハブ側後縁ａ２の翼角度βの絶対値が、ハブ側前縁ａ１の翼角度βの絶対値よりも小さくなっていると、翼４２（翼間通路５１）を通過する空気が小流量であるとき、翼４２を通過する空気の流れに逆流が生じるサージングが発生し易いことを見出した。特に、翼４２を通過する空気が小流量であるときに吐出圧力が高いと、サージングが発生し易い。そこで、本実施形態では、ハブ側後縁ａ２の翼角度βの絶対値を、ハブ側前縁ａ１の翼角度βの絶対値よりも大きくした。
【００４２】
図５に示すように、本実施形態におけるサージングが発生しない限界点を線で結んだサージラインＬ１１は、図５において二点鎖線で示す比較例のサージラインＬ１２よりも小流量側へ移動している。ここで、図５では、ハブ側後縁ａ２の翼角度βの絶対値が、ハブ側前縁ａ１の翼角度βの絶対値よりも小さくなっている場合のサージラインＬ１２を比較例として示している。
【００４３】
このように、燃料電池用遠心圧縮機１２の作動領域が、図５において斜線で示す領域Ａ１分だけ拡大するため、翼４２を通過する空気が小流量であって、且つ吐出圧力が高いときの燃料電池用遠心圧縮機１２の作動領域が拡大する。したがって、翼４２を通過する空気が小流量であって、且つ吐出圧力が高いときのサージングの発生が抑制される。
【００４４】
燃料電池システム１０においては、例えば、燃料電池スタック１１に空気が過剰に供給されると、燃料電池スタック１１内の湿度は低下する。かといって、燃料電池スタック１１に供給される空気が小流量の場合であっても、燃料電池スタック１１に供給される空気の圧力が低いと、燃料電池スタック１１内の湿度は低下し易くなる。燃料電池スタック１１内の湿度の低下は、燃料電池スタック１１の発電効率の低下を招く。したがって、燃料電池スタック１１の発電効率を維持するためには、燃料電池スタック１１に供給される空気が小流量であるときに、燃料電池スタック１１に供給される空気の圧力が高いことが要
求される。
【００４５】
このとき、本実施形態の燃料電池用遠心圧縮機１２では、翼４２を通過する空気が小流量であって、且つ吐出圧力が高いときの燃料電池用遠心圧縮機１２の作動領域が拡大しており、翼４２を通過する空気が小流量であって、且つ吐出圧力が高いときのサージングの発生が抑制される。したがって、燃料電池スタック１１に供給される空気が小流量であるときに、燃料電池スタック１１に供給される空気の圧力を高くすることが可能となり、燃料電池スタック１１の発電効率が維持される。
【００４６】
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）本発明者は、このように設計された翼４２において、ハブ側後縁ａ２の翼角度βの絶対値が、ハブ側前縁ａ１の翼角度βの絶対値よりも小さくなっていると、翼４２を通過する空気が小流量であるとき、翼４２を通過する空気の流れに逆流が生じるサージングが発生し易いことを見出した。特に、翼４２を通過する空気が小流量であるときに吐出圧力が高いと、サージングが発生し易い。そこで、本実施形態では、ハブ側後縁ａ２の翼角度βの絶対値を、ハブ側前縁ａ１の翼角度βの絶対値よりも大きくした。これによれば、空気が小流量であって、且つ吐出圧力が高いときの燃料電池用遠心圧縮機１２の作動領域を拡大することができる。したがって、翼４２を通過する空気が小流量であって、且つ吐出圧力が高いときのサージングの発生を抑制することができる。
【００４７】
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。
【００４８】
○  実施形態において、ハブ側子午線Ｌ１の翼角度βは、例えば、ハブ側子午線Ｌ１の中間点ＣＴよりもハブ側後縁ａ２寄りで極大値ａＭＡＸとなっていてもよい。
○  実施形態において、ハブ側子午線Ｌ１の翼角度βは、例えば、ハブ側子午線Ｌ１の中間点ＣＴで極大値ａＭＡＸとなっていてもよい。
【００４９】
○  実施形態において、シュラウド側子午線Ｌ２の翼角度βは、例えば、シュラウド側子午線Ｌ２の中間点ＣＴよりもシュラウド側前縁ｂ１寄りで極大値ｂＭＡＸとなっていてもよい。
【００５０】
○  実施形態において、シュラウド側子午線Ｌ２の翼角度βは、例えば、シュラウド側子午線Ｌ２の中間点ＣＴで極大値ｂＭＡＸとなっていてもよい。
○  実施形態において、ハブ側後縁ａ２での翼角度βとシュラウド側後縁ｂ２での翼角度βとが一致していなくてもよく、ハブ側後縁ａ２での翼角度βが、シュラウド側後縁ｂ２での翼角度βよりも大きくてもよい。つまり、ハブ側後縁ａ２での翼角度βの絶対値が、シュラウド側後縁ｂ２での翼角度βの絶対値よりも小さくてもよい。要は、翼４２のハブ４１側の翼角度βの絶対値が、ハブ側前縁ａ１とハブ側後縁ａ２との間において常に翼４２のシュラウド５０側の翼角度βの絶対値以下であればよい。
【００５１】
○  実施形態において、翼４２のハブ側後縁ａ２からハブ側前縁ａ１までの回転軸１４の軸線方向での距離Ｌｈと、翼４２のハブ側後縁ａ２からシュラウド側前縁ｂ１までの回転軸１４の軸線方向での距離Ｌｓとが同じであってもよい。
【００５２】
○  実施形態において、翼４２のハブ側後縁ａ２からハブ側前縁ａ１までの回転軸１４の軸線方向での距離Ｌｈが、翼４２のハブ側後縁ａ２からシュラウド側前縁ｂ１までの回転軸１４の軸線方向での距離Ｌｓよりも短くてもよい。
【００５３】
○  実施形態において、シュラウド側前縁ｂ１からシュラウド側子午線Ｌ２の翼角度βが極大値となる部位までのシュラウド側子午線Ｌ２の長さＸ１が、ハブ側前縁ａ１からハブ側子午線Ｌ１の翼角度βが極大値となる部位までのハブ側子午線Ｌ１の長さＸ２の２倍以上でなくてもよい。
【００５４】
○  実施形態において、シュラウド５０は、コンプレッサハウジング３１の一部であったが、これに限らず、シュラウドがコンプレッサハウジング３１とは別部材であってもよい。
【００５５】
○  実施形態において、酸化剤ガスとしては、酸素を含むガスであれば任意である。
○  実施形態において、燃料電池用遠心圧縮機１２は、燃料電池車などの車両に搭載される燃料電池システム１０に用いられるものではなくてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
ａ１…ハブ側前縁、ａ２…ハブ側後縁、ｂ１…シュラウド側前縁、ｂ２…シュラウド側後縁、１１…燃料電池スタック、１２…燃料電池用遠心圧縮機、１４…回転軸、１６…インペラ、３３…インペラ室、４１…ハブ、４２…翼、５０…シュラウド。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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