(57)【要約】【課題】小流量時と大流量時との双方に好適に対応可能な遠心圧縮機を提供すること。【解決手段】遠心圧縮機１０は、流体が吸入されるハウジング１１と、回転することによってハウジング１１内に吸入された流体を圧縮するインペラ２２とを備えている。ハウジング１１は、インペラ２２が収容されたインペラ室２６と、インペラ２２によって圧縮された流体が吐出される吐出室４１とを有している。ここで、ハウジング１１は、インペラ室２６と吐出室４１とを連通させるものとして、第１ディフューザ流路３０と、当該第１ディフューザ流路３０よりも流路断面積が小さい第２ディフューザ流路５０とを有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が吸入されるハウジングと、
回転することによって、前記流体を圧縮するインペラと、
を備えた遠心圧縮機において、
前記ハウジングは、
前記インペラが収容されたインペラ室と、
前記インペラによって圧縮された流体が流入する吐出室と、
前記インペラ室と前記吐出室とを連通させる第１ディフューザ流路と、
前記インペラ室と前記吐出室とを連通させるものであって、前記第１ディフューザ流路よりも流路断面積が小さい第２ディフューザ流路と、
を有し、
前記遠心圧縮機は、前記第１ディフューザ流路を介する流体の通過を規制可能な第１規制部と、前記第２ディフューザ流路を介する流体の通過を規制可能な第２規制部とを有する切替部を備え、
当該切替部は、前記両規制部によって、前記第２ディフューザ流路よりも前記第１ディフューザ流路に優先的に流体が流れる第１状態と、前記第１ディフューザ流路よりも前記第２ディフューザ流路に優先的に流体が流れる第２状態と、に切り替わることを特徴とする遠心圧縮機。
【請求項２】
前記第１規制部は、前記切替部が前記第２状態である場合、少なくとも前記第１ディフューザ流路の最小流路断面積が、前記第２ディフューザ流路の最小流路断面積よりも小さくなるように前記第１ディフューザ流路を介する流体の通過を規制する請求項１に記載の遠心圧縮機。
【請求項３】
前記第１規制部は、前記第１ディフューザ流路に出没可能であり、
前記第２規制部は、前記第２ディフューザ流路に出没可能であり、
前記第１状態とは、前記第１規制部が前記第１ディフューザ流路に対して没入し、且つ、前記第２規制部が前記第２ディフューザ流路に突出して当該第２ディフューザ流路を介する流体の通過が規制された状態であり、
前記第２状態とは、前記第１規制部が前記第１ディフューザ流路に突出して当該第１ディフューザ流路を介する流体の通過が規制され、且つ、前記第２規制部が前記第２ディフューザ流路に対して没入している状態である請求項１又は請求項２に記載の遠心圧縮機。
【請求項４】
前記切替部は、前記第１状態に対応した第１位置と、前記第２状態に対応した第２位置との間を移動可能であり、
前記第１規制部と前記第２規制部とは、
前記切替部が前記第１位置に配置されている場合には、前記第１規制部が前記第１ディフューザ流路に対して没入し、且つ、前記第２規制部が前記第２ディフューザ流路に突出して当該第２ディフューザ流路を介する流体の通過が規制される一方、
前記切替部が前記第２位置に配置されている場合には、前記第１規制部が前記第１ディフューザ流路に突出して当該第１ディフューザ流路を介する流体の通過が規制され、且つ、前記第２規制部が前記第２ディフューザ流路に対して没入するように、互いの相対位置が規定された状態で連結されている請求項３に記載の遠心圧縮機。
【請求項５】
前記第１ディフューザ流路及び前記第２ディフューザ流路の双方は、位置に応じて流路断面積が変化する流路であり、
前記第２ディフューザ流路の最小流路断面積が前記第１ディフューザ流路の最小流路断面積よりも小さく設定されている請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の遠心圧縮機。
【請求項６】
前記インペラは、基端部から、前記基端部よりも前記流体の吸入側に配置された先端部に向けて縮径した形状であり、
前記第２ディフューザ流路における前記インペラ室と連通する流入口は、前記インペラ室を区画するものであって前記インペラの側方に対向する区画側壁面のうち、前記インペラの前記先端部と前記基端部との中間部位に対向する位置に設けられている請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の遠心圧縮機。
【請求項７】
前記第１ディフューザ流路は、前記インペラの回転軸線方向に互いに対向配置された第１対向壁面及び第２対向壁面によって囲まれた流路であり、
前記第２対向壁面よりも前記インペラの先端側に配置されている前記第１対向壁面と、前記区画側壁面とは滑らかに連続しており、
前記第２ディフューザ流路は、互いに対向配置された第３対向壁面及び第４対向壁面によって囲まれた流路であり、
前記第２ディフューザ流路は、前記流入口から前記吐出室側に向かうに従って、前記第３対向壁面及び前記第４対向壁面の対向距離が徐々に短くなる絞り領域を有している請求項６に記載の遠心圧縮機。
【請求項８】
前記第２ディフューザ流路の流路長は、前記第１ディフューザ流路の流路長よりも短い請求項１〜７のうちいずれか一項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、遠心圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、回転することによって、ハウジング内に吸入される流体を圧縮するインペラを備えた遠心圧縮機が知られている（例えば特許文献１参照）。ハウジングは、例えばインペラが収容されたインペラ室と、ディフューザ流路を介して連通している吐出室とを有している。インペラによって圧縮された流体は、ディフューザ流路を通過することによって更に圧縮されて、吐出室に流入する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０５−６００９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、例えば要求される最大吐出流量に対応させて、ディフューザ流路の流路断面積等が設定される場合、比較的大きな吐出流量が要求される場合である大流量時には、好適に対応できる一方、比較的小さな吐出流量が要求される場合である小流量時には、サージ現象が発生して正常に運転できない場合が生じたり、効率が低下したりする場合がある。
【０００５】
これに対して、例えば特許文献１に示すように、流体を循環させることによりインペラに吸入される流量を増加させるケージングトリートメントを採用することも考えられる。しかしながら、ケージングトリートメントは、その特性上、効率は向上しない。
【０００６】
以上のことから、小流量時と大流量時との双方に対応するための構成には未だ改善の余地がある。
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、その目的は小流量時と大流量時との双方に好適に対応可能な遠心圧縮機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する遠心圧縮機は、流体が吸入されるハウジングと、回転することによって、前記流体を圧縮するインペラと、を備え、前記ハウジングは、前記インペラが収容されたインペラ室と、前記インペラによって圧縮された流体が流入する吐出室と、前記インペラ室と前記吐出室とを連通させる第１ディフューザ流路と、前記インペラ室と前記吐出室とを連通させるものであって、前記第１ディフューザ流路よりも流路断面積が小さい第２ディフューザ流路と、を有し、前記遠心圧縮機は、前記第１ディフューザ流路を介する流体の通過を規制可能な第１規制部と、前記第２ディフューザ流路を介する流体の通過を規制可能な第２規制部とを有する切替部を備え、当該切替部は、前記両規制部によって、前記第２ディフューザ流路よりも前記第１ディフューザ流路に優先的に流体が流れる第１状態と、前記第１ディフューザ流路よりも前記第２ディフューザ流路に優先的に流体が流れる第２状態と、に切り替わることを特徴とする。
【０００８】
かかる構成によれば、切替部の状態を切り替えることにより、優先的に流体が通過するディフューザ流路を、第１ディフューザ流路又は第２ディフューザ流路に切り替えることができる。これにより、例えば大流量時には切替部を第１状態にすることにより、優先的に第２ディフューザ流路よりも流路断面積が大きい第１ディフューザ流路を介して流体を通過させることができ、それを通じて大流量時に好適に対応できる。一方、例えば小流量時には切替部を第２状態にすることにより、優先的に第１ディフューザ流路よりも流路断面積が小さい第２ディフューザ流路を介して流体を通過させることができ、それを通じて小流量時に好適に対応できる。よって、大流量時及び小流量時の双方に好適に対応できる。
【０００９】
上記遠心圧縮機について、前記第１規制部は、前記切替部が前記第２状態である場合、前記第１ディフューザ流路の最小流路断面積が、前記第２ディフューザ流路の最小流路断面積よりも小さくなるように前記第１ディフューザ流路を介する流体の通過を規制するとよい。これにより、切替部が第２状態である場合には、優先的に第２ディフューザ流路に流体を流すことができる。
【００１０】
上記遠心圧縮機について、前記第１規制部は、前記第１ディフューザ流路に出没可能であり、前記第２規制部は、前記第２ディフューザ流路に出没可能であり、前記第１状態とは、前記第１規制部が前記第１ディフューザ流路に対して没入し、且つ、前記第２規制部が前記第２ディフューザ流路に突出して当該第２ディフューザ流路を介する流体の通過が規制された状態であり、前記第２状態とは、前記第１規制部が前記第１ディフューザ流路に突出して当該第１ディフューザ流路を介する流体の通過が規制され、且つ、前記第２規制部が前記第２ディフューザ流路に対して没入している状態であるとよい。かかる構成によれば、第１規制部が第１ディフューザ流路に出没することによって、第１ディフューザ流路を介する流体の通過を制御することができ、第２規制部が第２ディフューザ流路に出没することによって、第２ディフューザ流路を介する流体の通過を制御することができる。これにより、両規制部の位置制御によって、大流量時及び小流量時の双方に好適に対応できる。
【００１１】
上記遠心圧縮機について、前記切替部は、前記第１状態に対応した第１位置と、前記第２状態に対応した第２位置との間を移動可能であり、前記第１規制部と前記第２規制部とは、前記切替部が前記第１位置に配置されている場合には、前記第１規制部が前記第１ディフューザ流路に対して没入し、且つ、前記第２規制部が前記第２ディフューザ流路に突出して当該第２ディフューザ流路を介する流体の通過が規制される一方、前記切替部が前記第２位置に配置されている場合には、前記第１規制部が前記第１ディフューザ流路に突出して当該第１ディフューザ流路を介する流体の通過が規制され、且つ、前記第２規制部が前記第２ディフューザ流路に対して没入するように、互いの相対位置が規定された状態で連結されているとよい。かかる構成によれば、両規制部は、一方の規制部が突出している場合には他方の規制部が没入しているように相対位置が規定された状態で連結されているため、両規制部の双方が突出したり没入したりすることを回避できる。これにより、誤動作の抑制を図ることができる。また、両規制部を個別に制御する必要がないため、制御の容易化を図ることができる。
【００１２】
上記遠心圧縮機について、前記第１ディフューザ流路及び前記第２ディフューザ流路の双方は、位置に応じて流路断面積が変化する流路であり、前記第２ディフューザ流路の最小流路断面積が前記第１ディフューザ流路の最小流路断面積よりも小さく設定されているとよい。かかる構成によれば、両ディフューザ流路は、位置に応じて流路断面積が変化する流路であるため、両ディフューザ流路の設計の自由度の向上を図ることができる。また、この場合であっても、第２ディフューザ流路の最小流路断面積が第１ディフューザ流路の最小流路断面積よりも小さく設定されているため、上述した効果を得ることができる。よって、大流量時及び小流量時の双方に好適に対応可能としつつ、両ディフューザ流路の設計の自由度の向上を図ることができる。
【００１３】
上記遠心圧縮機について、前記インペラは、基端部から、前記基端部よりも前記流体の吸入側に配置された先端部に向けて縮径した形状であり、前記第２ディフューザ流路における前記インペラ室と連通する流入口は、前記インペラ室を区画するものであって前記インペラの側方に対向する区画側壁面のうち、前記インペラの前記先端部と前記基端部との中間部位に対向する位置に設けられているとよい。かかる構成によれば、切替部が第２状態である場合には、インペラ室に吸入された流体は、第２ディフューザ流路の流入口を介して第２ディフューザ流路に流れ込み、第２ディフューザ流路を通って吐出室に流れる。当該流入口は、区画側壁面のうちインペラの中間部位に対向する位置に設けられている。この場合、インペラにおける先端部から中間部位までの部分が流体の圧縮に用いられることとなるため、インペラの先端部から基端部までの全体が用いられる場合と比較して、インペラの効率の向上を図ることができる。これにより、小流量時における効率の向上を図ることができる。
【００１４】
上記遠心圧縮機について、前記第１ディフューザ流路は、前記インペラの回転軸線方向に互いに対向配置された第１対向壁面及び第２対向壁面によって囲まれた流路であり、前記第２対向壁面よりも前記インペラの先端側に配置されている前記第１対向壁面と、前記区画側壁面とは滑らかに連続しており、前記第２ディフューザ流路は、互いに対向配置された第３対向壁面及び第４対向壁面によって囲まれた流路であり、前記第２ディフューザ流路は、前記流入口から前記吐出室側に向かうに従って、前記第３対向壁面及び前記第４対向壁面の対向距離が徐々に短くなる絞り領域を有しているとよい。第１ディフューザ流路を区画する第１対向壁面と区画側壁面とが滑らかに連続している構成においては、インペラ室の流体は第１ディフューザ流路に円滑に流れ込みやすい。一方、第２ディフューザ流路の流入口は、区画側壁面における途中位置、詳細にはインペラの中間部位と対向する位置に設けられているため、流体が流れ込みにくい場合がある。これに対して、本構成によれば、第２ディフューザ流路に絞り領域が設けられていることにより、最小流路断面積を小さくしつつ、第２ディフューザ流路の流入口を大きくすることができるため、流体を第２ディフューザ流路に流れ込み易くすることができる。
【００１５】
上記遠心圧縮機について、前記第２ディフューザ流路の流路長は、前記第１ディフューザ流路の流路長よりも短いとよい。かかる構成によれば、第２ディフューザ流路の流路長が第１ディフューザ流路の流路長よりも短くなっているため、小流量時における効率の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、小流量時と大流量時との双方に好適に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】遠心圧縮機の主要な部分を模式的に示す断面図。
【図２】図１の一部拡大図。
【図３】切替部の斜視図。
【図４】（ａ）は切替部が第１位置に場合の断面図であり、（ｂ）は切替部が第２位置にある場合の断面図。
【図５】別例の第２ディフューザ流路を示す一部断面図。
【図６】別例の第２ディフューザ流路を示す一部断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、遠心圧縮機の一実施形態について説明する。なお、本実施形態では、遠心圧縮機は、燃料電池を有する燃料電池車両に搭載されており、燃料電池に対して空気を供給する空気供給装置に用いられる。
【００１９】
図１に示すように、遠心圧縮機１０は、その外郭を構成するものであって流体（例えば空気）が吸入される吸入口１１ａが形成されたハウジング１１を備えている。ハウジング１１は、例えば互いに組み付けられた２つのパーツ１２，１３を有している。フロントパーツ１２は、例えば軸線方向に貫通したフロント貫通孔１２ａを有する円筒形状のフロント本体部１２ｂを備えている。リアパーツ１３は、略円板形状である。フロントパーツ１２とリアパーツ１３とは、フロント本体部１２ｂの軸線とリアパーツ１３の軸線とが一致する状態で組み付けられている。
【００２０】
フロントパーツ１２は、フロント本体部１２ｂにおけるリアパーツ１３側とは反対側の面１２ｂａから突出形成されたボス１２ｃを有している。ボス１２ｃは、フロント本体部１２ｂのフロント貫通孔１２ａの周縁部から立設している。吸入口１１ａは、ボス１２ｃによって形成された開口であり、フロント貫通孔１２ａと連通している。流体は、吸入口１１ａからハウジング１１内（詳細にはフロント貫通孔１２ａ内）に流入する。
【００２１】
図１に示すように、遠心圧縮機１０は、回転軸２１と、当該回転軸２１に取り付けられたインペラ２２とを備えている。回転軸２１は、回転可能な状態でハウジング１１に支持されている。リアパーツ１３の中央部には、回転軸２１よりも一回り大きいリア貫通孔１３ａが形成されている。回転軸２１は、その軸線方向Ｚがリアパーツ１３の軸線方向と一致した状態でリア貫通孔１３ａに挿通されており、その一部は、リア貫通孔１３ａを介して、フロント貫通孔１２ａ内に突出している。なお、両パーツ１２，１３の軸線及び両貫通孔１２ａ，１３ａの軸線と、回転軸２１の軸線とは一致している。また、インペラ２２の回転軸線と回転軸２１の軸線とは一致している。このため、回転軸２１の軸線方向Ｚとは、インペラ２２の回転軸線方向とも言える。
【００２２】
回転軸２１とリア貫通孔１３ａの内面との間には、回転軸２１が回転可能な状態で回転軸２１とリア貫通孔１３ａとの空間を埋めるシール部材２３が設けられている。当該シール部材２３によって、リアパーツ１３の吸入口１１ａ側と、吸入口１１ａ側とは反対側との間の流体の移動が規制されている。なお、図示は省略するが、リアパーツ１３よりも吸入口１１ａ側とは反対側には、回転軸２１を軸支する機構等が設けられている。
【００２３】
インペラ２２は、回転軸２１と一体的に回転するものであって、その回転軸線方向の基端部２２ａから先端部２２ｂに向けて縮径した形状である。インペラ２２は、インペラ２２の回転軸線方向に延び、且つ、回転軸２１が挿通可能な挿通孔２２ｃを有している。インペラ２２は、回転軸２１におけるフロント貫通孔１２ａ内に突出している部分が挿通孔２２ｃに挿通された状態で、取り付けられている。この場合、インペラ２２は、フロント貫通孔１２ａ内に配置されており、フロント貫通孔１２ａの内壁面２４と、リアパーツ１３におけるインペラ２２の基端部２２ａと対向する基端対向面２５とによって区画されたインペラ室２６に収容されている。つまり、ハウジング１１は、インペラ２２が収容されたインペラ室２６を有している。インペラ室２６と吸入口１１ａとは連通しており、インペラ２２は、その先端部２２ｂが基端部２２ａよりも吸入口１１ａ側に配置された状態でインペラ室２６に収容されている。
【００２４】
図２に示すように、インペラ２２は、例えばオープンインペラであって、基端部２２ａ、先端部２２ｂ及び挿通孔２２ｃを構成する本体部２２ｄと、本体部２２ｄの表面に設けられた複数の羽根２２ｅとを有している。
【００２５】
本体部２２ｄの表面は、先端部２２ｂから基端部２２ａに向かうに従って、回転軸２１の径方向Ｒの外側へ向けて湾曲している。
羽根２２ｅは、本体部２２ｄから回転軸２１の径方向Ｒに延びており、軸線方向Ｚに対して螺旋状となっている。この場合、インペラ２２が回転した場合には、羽根２２ｅの側面（回転軸２１の径方向Ｒにおける先端面）によって、仮想的に周方向に延びたインペラ２２の側面２２ｆが形成される。すなわち、羽根２２ｅの側面がインペラ２２の側面２２ｆを構成する。なお、図示の都合上、各図においては、羽根２２ｅを簡略化して示す。
【００２６】
図２に示すように、インペラ２２の側面２２ｆは、円筒面形状の第１インペラ側面２２ｆａと、第１インペラ側面２２ｆａよりも拡径された円筒面形状の第２インペラ側面２２ｆｂと、両インペラ側面２２ｆａ，２２ｆｂの双方と連続するテーパ形状の中間インペラ側面２２ｆｃとを有している。
【００２７】
フロント貫通孔１２ａは、インペラ２２の形状に対応させて形成されている。詳細には、フロント貫通孔１２ａは、吸入口１１ａ側の開口から途中位置（中間インペラ側面２２ｆｃと対向する位置）までは吸入口１１ａと同一径であり、当該途中位置からリアパーツ１３側の開口に向かうに従って徐々に拡径した形状となっている。換言すれば、インペラ室２６を構成するフロント貫通孔１２ａの内壁面２４は、吸入口１１ａ側に配置されているものであって吸入口１１ａと同一径の円筒面２４ａと、当該円筒面２４ａと滑らかに連続するとともに円筒面２４ａよりもリアパーツ１３側に配置され、リアパーツ１３に向かうに従って拡径した湾曲面２４ｂとを有する。湾曲面２４ｂは、インペラ２２の先端側から基端側に向かうに従って回転軸２１の径方向Ｒの外側に向けて湾曲した面とも言える。
【００２８】
かかる構成において、吸入口１１ａ及び円筒面２４ａの径は、第１インペラ側面２２ｆａよりも一回り大きい径であり、湾曲面２４ｂの拡径態様（湾曲態様）は、中間インペラ側面２２ｆｃの拡径態様（湾曲態様）と同一である。すなわち、インペラ室２６は、インペラ２２よりも一回り大きな円錐台形状となっている。
【００２９】
そして、インペラ２２がインペラ室２６に収容されている状態において、第１インペラ側面２２ｆａと円筒面２４ａとは、回転軸２１の径方向Ｒに一定の間隔を隔てて対向配置され、中間インペラ側面２２ｆｃと湾曲面２４ｂとは、回転軸２１の径方向Ｒに一定の間隔を隔てて対向配置されている。すなわち、フロント貫通孔１２ａの内壁面２４が、インペラ室２６を区画するものであって、インペラ２２の側方に対向している。フロント貫通孔１２ａの内壁面２４が「区画側壁面」に対応する。フロント貫通孔１２ａの内壁面２４は、インペラ２２に対して当該インペラ２２の回転軸線方向（詳細には軸線方向Ｚ）と直交する方向に対向する壁面とも言える。
【００３０】
かかる構成によれば、吸入口１１ａから吸入された流体はインペラ室２６に流入する。そして、インペラ２２が回転することによってインペラ室２６に流入した流体は、インペラ２２の先端側から基端側に向けて流れるとともに圧縮される。
【００３１】
図２に示すように、ハウジング１１には、インペラ２２の回転によって圧縮された流体が流れるディフューザ流路３０が区画されている。ディフューザ流路３０は、全体として環状（詳細には円環状）であって、インペラ室２６に対して回転軸２１の径方向Ｒの外側に設けられている。
【００３２】
ディフューザ流路３０は、フロントパーツ１２とリアパーツ１３とによって区画されている。詳細には、パーツ１２，１３は、ディフューザ流路３０を区画するものとして、軸線方向Ｚに互いに対向配置された対向壁面３１，３２を有している。ディフューザ流路３０は、両対向壁面３１，３２によって囲まれた流路である。本実施形態では、両対向壁面３１，３２の対向距離Ｈ１は、ディフューザ流路３０における回転軸２１の径方向Ｒの位置に関わらず一定となっている。
【００３３】
フロントパーツ１２の第１対向壁面３１は、軸線方向Ｚにおいてリアパーツ１３の第２対向壁面３２及びインペラ２２の基端部２２ａよりもインペラ２２の先端側に配置されている。第１対向壁面３１とインペラ室２６を区画するフロント貫通孔１２ａの内壁面２４（詳細には湾曲面２４ｂ）とは滑らかに連続している。「滑らかに連続」とは、例えば第１対向壁面３１と内壁面２４との間に角や段差が生じないように連続している態様であり、詳細には第１対向壁面３１と内壁面２４との境界付近の接線の傾きが連続的に変化している態様である。
【００３４】
リアパーツ１３の第２対向壁面３２は、軸線方向Ｚにおいて基端対向面２５よりも第１対向壁面３１側に突出しており、第２対向壁面３２と基端対向面２５との間には段差面３３が形成されている。インペラ２２の基端部２２ａは、当該基端部２２ａが第２対向壁面３２よりもインペラ２２の先端側に突出しないように、段差面３３と基端対向面２５とによって区画された凹部に入り込んでいる。この場合、インペラ２２の基端部２２ａと段差面３３とは、所定の間隔を隔てて回転軸２１の径方向Ｒに対向している。
【００３５】
ハウジング１１は、インペラ２２によって圧縮された流体が吐出される吐出室４１を有している。吐出室４１は、ディフューザ流路３０に対して回転軸２１の径方向Ｒの外側に配置されている。吐出室４１とインペラ室２６とはディフューザ流路３０を介して連通している。換言すれば、ディフューザ流路３０とは、インペラ室２６と吐出室４１とを連通させるものとも言える。吐出室４１には、ディフューザ流路３０からの流体が流入する。そして、吐出室４１の流体は、ハウジング１１に設けられた吐出口（図示略）を介して吐出される。
【００３６】
ここで、本実施形態では、ディフューザ流路３０が円環状となっている関係上、ディフューザ流路３０の流路断面積は、外径側である吐出室４１側よりも、内径側であるインペラ室２６側の方が小さくなっている。つまり、本実施形態のディフューザ流路３０は、その位置に応じて流路断面積が変化する流路である。この場合、ディフューザ流路３０の最小流路断面積は、ディフューザ流路３０におけるインペラ室２６と連通する流入口３４の断面積となる。なお、流入口３４は、ディフューザ流路３０の入り口とも言える。ちなみに、ディフューザ流路３０（詳細には流入口３４）と、インペラ２２の側面２２ｆにおける第２インペラ側面２２ｆｂとは、回転軸２１の径方向Ｒに対向している。
【００３７】
図１に示すように、遠心圧縮機１０は、回転軸２１を回転させる電動モータ４２と、電動モータ４２等を制御する制御部４３と、を備えている。制御部４３は、車両に搭載されている車両コントローラ１００からの指令に基づいて、電動モータ４２を制御することにより、回転軸２１の回転を制御する。これにより、インペラ２２の回転を制御することができ、それを通じて遠心圧縮機１０（詳細には吐出室４１）から吐出される流体の流量（以降単に吐出流量という）を制御することができる。
【００３８】
なお、図示は省略するが、ハウジング１１は電動モータ４２が収容されたモータハウジングを有している。モータハウジングとハウジング１１とはユニット化されている。
また、回転軸２１と電動モータ４２とは、電動モータ４２の回転力が回転軸２１に直接伝達される構成であってもよいし、上記回転力が遠心圧縮機１０に設けられた増速機を介して回転軸２１に伝達される構成であってもよい。
【００３９】
ここで、遠心圧縮機１０が吐出できる流量の最大値である最大吐出流量は、インペラ２２の形状、及び、ディフューザ流路３０の最小流路断面積によって決まる。例えば最大吐出流量は、インペラ２２（詳細には羽根２２ｅのスロート部分）での速度が音速に達するチョーク現象の発生閾値となる流量である。
【００４０】
このため、インペラ２２の形状及びディフューザ流路３０の最小流路断面積は、要求される最大吐出流量に対応させて設定されている。詳細には、インペラ２２の軸線方向Ｚの長さ、及び、ディフューザ流路３０の両対向壁面３１，３２の対向距離Ｈ１は、要求される最大吐出流量の流体を吐出することができるように、当該最大吐出流量に対応させて長く設定されている。これにより、遠心圧縮機１０は、要求される最大吐出流量の流体を吐出することができるとともに、例えば吐出流量が最大吐出流量に近い大流量時には比較的高い効率で正常に運転することができる。
【００４１】
一方、要求される最大吐出流量に対応させてインペラ２２の形状及びディフューザ流路３０の最小流路断面積が設定されている構成においては、吐出流量が小さい小流量時には、流動の自励振動であるサージ現象が発生して運転に支障が生じたり、効率が低下したりするといった不都合が生じ得る。
【００４２】
これに対して、本実施形態の遠心圧縮機１０は、小流量時に好適に対応可能な構成を備えている。当該構成について以下に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、以降の説明においては、ディフューザ流路３０を第１ディフューザ流路３０とし、第１ディフューザ流路３０の流入口３４を第１流入口３４とする。
【００４３】
図２に示すように、遠心圧縮機１０のハウジング１１は、第１ディフューザ流路３０とは別に、インペラ室２６と吐出室４１とを連通させる第２ディフューザ流路５０を備えている。第２ディフューザ流路５０は、例えば環状（詳細には円環状）である。第２ディフューザ流路５０は、軸線方向Ｚに互いに対向配置された第３対向壁面５１及び第４対向壁面５２によって囲まれた流路である。
【００４４】
なお、第２ディフューザ流路５０は、全周に亘って形成された完全な環状ではなく、周方向の一部が切り欠かれた形状である。このため、フロント本体部１２ｂにおける第３対向壁面５１を有するパーツと、フロント本体部１２ｂにおける第４対向壁面５２を有するパーツとは、第２ディフューザ流路５０の切欠部分に対応するフロント本体部１２ｂの一部によって連結（一体化）されている。
【００４５】
両ディフューザ流路３０，５０は、インペラ室２６と、当該インペラ室２６よりも回転軸２１の径方向Ｒの外側に配置されている吐出室４１との間に設けられた流路であり、回転軸２１の径方向Ｒに延びている。第２ディフューザ流路５０は、軸線方向Ｚにおいて第１ディフューザ流路３０よりもインペラ２２の先端側に配置されており、両ディフューザ流路３０，５０は、軸線方向Ｚに対向配置されている。また、本実施形態では、第２ディフューザ流路５０の流路長は、第１ディフューザ流路３０の流路長よりも長く設定されている。
【００４６】
第２ディフューザ流路５０におけるインペラ室２６と連通している第２流入口５３は、インペラ室２６を区画するフロント貫通孔１２ａの内壁面２４に設けられている。詳細には、第２流入口５３は、フロント貫通孔１２ａの内壁面２４のうち、インペラ２２の先端部２２ｂと基端部２２ａとの中間部位２２ｇに対向する位置に設けられている。換言すれば、第２流入口５３は、インペラ室２６の中間位置に設けられている。また、流体の流れに着目すれば、第２流入口５３は、第１流入口３４よりも上流側に配置されていると言える。なお、本実施形態では、第２流入口５３は、フロント貫通孔１２ａの内壁面２４の湾曲面２４ｂに設けられている。第２流入口５３が「第２ディフューザ流路の流入口」に対応する。
【００４７】
ちなみに、吐出室４１がインペラ室２６よりも回転軸２１の径方向Ｒの外側に配置されており、インペラ室２６と吐出室４１とを連通させるディフューザ流路３０，５０が環状であることに着目すれば、インペラ室２６と連通する流入口３４，５３は、ディフューザ流路３０，５０の内周端であるとも言える。第２流入口５３は、第１流入口３４よりも、回転軸２１の軸線に近づいた位置に配置されている。
【００４８】
第２ディフューザ流路５０は、第２流入口５３から吐出室４１側に向かうに従って第２ディフューザ流路５０を区画する両対向壁面５１，５２の対向距離Ｈ２が徐々に短くなっている絞り領域５４と、絞り領域５４と連続するものであって上記両対向壁面５１，５２の対向距離Ｈ２が一定の定幅領域５５とを有している。定幅領域５５における両対向壁面５１，５２の対向距離Ｈ２は、当該対向距離Ｈ２の最小距離であり、第１ディフューザ流路３０を区画する両対向壁面３１，３２の対向距離Ｈ１よりも短い。
【００４９】
なお、本実施形態では、絞り領域５４においては、第２ディフューザ流路５０を区画する両対向壁面５１，５２のうちインペラ２２の基端部２２ａに近い第３対向壁面５１が湾曲することによって、上記対向距離Ｈ２が変化している。但し、これに限られず、第４対向壁面５２が湾曲してもよいし、両対向壁面５１，５２の双方が湾曲してもよい。また、絞り領域５４は、吐出室４１側から第２流入口５３に向かうに従って両対向壁面５１，５２の対向距離Ｈ２が徐々に長くなっている広がり領域とも言える。
【００５０】
ここで、第２ディフューザ流路５０は円環状であるため、第２ディフューザ流路５０においては、回転軸２１の径方向Ｒの位置に応じて回転軸２１の軸線からの距離が変動する。また、第２ディフューザ流路５０の絞り領域５４においては、回転軸２１の径方向Ｒの位置に応じて両対向壁面５１，５２の対向距離Ｈ２が変動する。このため、第２ディフューザ流路５０の流路断面積は、位置に応じて変化している。かかる構成において、第２ディフューザ流路５０の最小流路断面積は、第１ディフューザ流路３０の最小流路断面積よりも小さく設定されている。
【００５１】
なお、第２ディフューザ流路５０において最小流路断面積の位置は、位置に応じて変動する上記２つのパラメータに基づいて決まる。つまり、第２ディフューザ流路５０において最小流路断面積の位置は、回転軸２１の軸線からの距離（回転軸２１の径方向Ｒの距離）と、両対向壁面５１，５２の対向距離Ｈ２とによって決まる。
【００５２】
ここで、第２ディフューザ流路５０の最小流路断面積は、要求される吐出流量の最小値である最小吐出流量に対応させて設定されている。詳細には、上記最小流路断面積は、吐出流量が要求される最小吐出流量である場合にサージ現象が発生しないように設定されている。
【００５３】
遠心圧縮機１０は、第２ディフューザ流路５０よりも第１ディフューザ流路３０に優先的に流体が流れる第１状態と、第１ディフューザ流路３０よりも第２ディフューザ流路５０に優先的に流体が流れる第２状態と、に切り替わる切替部６１を備えている。第２状態は、少なくとも第１ディフューザ流路３０の最小流路断面積が、第２ディフューザ流路５０の最小流路断面積よりも小さくなっている状態である。第１状態は、第１ディフューザ流路３０を介する流体の通過が許容され、且つ、第２ディフューザ流路５０を介する流体の通過が規制された状態とも言える。第２状態は、第１ディフューザ流路３０を介する流体の通過が規制され、且つ、第２ディフューザ流路５０を介する流体の通過が許容された状態とも言える。
【００５４】
図２及び図３に示すように、切替部６１は、例えばインペラ室２６の最大径よりも大きい内径を有する円筒形状である。また、ハウジング１１には、切替部６１が収容される収容室６２が形成されている。収容室６２は、切替部６１と同一径を有する円筒形状の空間であって、回転軸２１と同一軸線上に配置されている。収容室６２は、両ディフューザ流路３０，５０の途中位置に配置されており、両ディフューザ流路３０，５０に跨って配置されている。また、収容室６２の軸線方向Ｚの長さは、切替部６１の軸線方向Ｚの長さよりも長く設定されている。切替部６１は、軸線方向Ｚに移動可能な状態で収容室６２に収容されている。
【００５５】
切替部６１は、第１ディフューザ流路３０を介する流体の通過を規制可能な第１規制部７１と、第２ディフューザ流路５０を介する流体の通過を規制可能な第２規制部７２とを備えている。第１規制部７１は、第１ディフューザ流路３０に出没可能であり、第２規制部７２は、第２ディフューザ流路５０に出没可能である。第１規制部７１は円筒形状であって、その軸線方向Ｚの長さは、第１ディフューザ流路３０を塞ぐことができるように当該第１ディフューザ流路３０を区画する両対向壁面３１，３２の対向距離Ｈ１以上に設定されている。同様に、第２規制部７２は円筒形状であって、その軸線方向Ｚの長さは、第２ディフューザ流路５０を塞ぐことができるように当該第２ディフューザ流路５０を区画する両対向壁面５１，５２の対向距離Ｈ２以上に設定されている。
【００５６】
なお、本実施形態では、切替部６１は、定幅領域５５に跨って配置されているため、第２規制部７２の軸線方向Ｚの長さは、定幅領域５５における両対向壁面５１，５２の対向距離Ｈ２以上に設定されているとよい。
【００５７】
更に、図３に示すように、切替部６１は、第１規制部７１と第２規制部７２とを連結している連結部７３を備えている。連結部７３は、切替部６１の周方向に複数（例えば２箇所）設けられている。このため、第１規制部７１と第２規制部７２との間には、流体が通過可能なものであって周方向に延びた隙間７４が形成されている。当該隙間７４の幅（詳細には軸線方向Ｚの長さ）は、第１ディフューザ流路３０を区画する両対向壁面３１，３２の対向距離Ｈ１以上に設定されている。なお、隙間７４の幅は、連結部７３の軸線方向Ｚの長さと同一である。
【００５８】
切替部６１は、第１規制部７１が第１ディフューザ流路３０に対して没入している第１位置と、第２規制部７２が第２ディフューザ流路５０に対して没入している第２位置との間を移動可能となっている。
【００５９】
ここで、図２の実線に示すように、切替部６１が第１位置に配置されている場合、第２規制部７２は、第２ディフューザ流路５０に突出して当該第２ディフューザ流路５０を塞ぐ位置に配置されている。換言すれば、第１規制部７１と第２規制部７２との相対位置は、切替部６１が第１位置に配置されている場合に、第１規制部７１が第１ディフューザ流路３０に没入し、且つ、第２規制部７２が第２ディフューザ流路５０に突出して当該第２ディフューザ流路５０を塞ぐように設定されていると言える。切替部６１が第１位置に配置されている状態が第１状態に対応する。
【００６０】
なお、隙間７４の幅が、第１ディフューザ流路３０を区画する両対向壁面３１，３２の対向距離Ｈ１以上に設定されているため、切替部６１が第１位置に配置されている状況において、第２規制部７２が第１ディフューザ流路３０に突出することはない。
【００６１】
一方、図２の２点鎖線及び図４（ｂ）に示すように、切替部６１が第２位置に配置されている場合、第１規制部７１は、第１ディフューザ流路３０に突出して当該第１ディフューザ流路３０を塞ぐ位置に配置されている。換言すれば、第１規制部７１と第２規制部７２との相対位置は、切替部６１が第２位置に配置されている場合に、第２規制部７２が第２ディフューザ流路５０に没入し、且つ、第１規制部７１が第１ディフューザ流路３０に突出して当該第１ディフューザ流路３０を塞ぐように設定されていると言える。切替部６１が第２位置に配置されている状態が第２状態に対応する。
【００６２】
すなわち、第１規制部７１は、切替部６１が第１位置に配置されている場合には第１ディフューザ流路３０に対して没入している一方、切替部６１が第２位置に配置されている場合には第１ディフューザ流路３０に突出して当該第１ディフューザ流路３０を塞ぐ。第２規制部７２は、切替部６１が第１位置に配置されている場合には第２ディフューザ流路５０に突出して当該第２ディフューザ流路５０を塞ぐ一方、切替部６１が第２位置に配置されている場合には第２ディフューザ流路５０に対して没入している。
【００６３】
なお、切替部６１が第１位置に配置されている場合、第１規制部７１における第２規制部７２と対向する端面は、第２対向壁面３２と面一であってもよいし、第２対向壁面３２よりも凹んだ位置にあってもよい。
【００６４】
更に、上記端面は、第１ディフューザ流路３０を流れる流体の流れに支障が生じない範囲内で、第２規制部７２に向けて突出していてもよい。この場合、第１規制部７１が第１ディフューザ流路３０に突出する際に第１規制部７１が第２対向壁面３２に引っ掛かることを抑制できる。
【００６５】
すなわち、第１ディフューザ流路３０を介する流体の通過が許容される状態とは、第１規制部７１が第１ディフューザ流路３０に対して完全に没入している状態に限られず、第１ディフューザ流路３０を流れる流体の流れに支障が生じない範囲内で第１規制部７１の一部が突出している状態をも含む。第２規制部７２についても同様である。
【００６６】
図２に示すように、遠心圧縮機１０は、切替部６１を、第１位置又は第２位置に移動させる駆動部７５を備えている。制御部４３は、駆動部７５を制御することにより、切替部６１の位置（つまり状態）を制御することができる。
【００６７】
なお、駆動部７５の具体的な構成は任意であるが、例えば制御部４３から信号に応じて、機械的に切替部６１を移動させるアクチュエータであってもよいし、磁力を用いて切替部６１を移動させる電磁駆動装置であってもよい。
【００６８】
また、第１位置は、切替部６１の第１規制部７１が、収容室６２を区画する軸線方向Ｚの一端面と当接する位置であり、第２位置は、切替部６１の第２規制部７２が、収容室６２を区画する軸線方向Ｚの他端面と当接する位置であるとよい。これにより、切替部６１の位置決めが容易なものとなる。
【００６９】
制御部４３は、要求される吐出流量が比較的大きい場合である大流量時には、切替部６１が第１位置に配置される一方、要求される吐出流量が比較的小さい場合である小流量時には、切替部６１が第２位置に配置されるように駆動部７５を制御する。
【００７０】
例えば、制御部４３は、車両コントローラ１００から車両の運転状況に関する情報を取得することにより、車両の運転状況を把握可能に構成されている。そして、制御部４３は、車両の運転状況に基づいて、切替部６１の位置制御を行う。詳細には、一般的に、車両が加速中である場合や上り勾配の道路を運転中である場合等といった高負荷時には、要求される吐出流量が大きいことが想定される。このため、制御部４３は、車両の運転状況が上記のような高負荷時である場合には、切替部６１が第１位置に配置されるように駆動部７５を制御する。
【００７１】
一方、例えば車両がアイドル運転中である場合や、車両の運転モードが通常モードよりも燃費の向上を図ることができる燃費モードである場合等といった低負荷時には、要求される吐出流量が小さいことが想定される。このため、制御部４３は、車両の運転状況が上記のような低負荷時である場合には、切替部６１が第２位置に配置されるように駆動部７５を制御する。
【００７２】
次に本実施形態の作用について説明する。
大流量時には、図４（ａ）に示すように、切替部６１が第１位置に配置される。この場合、切替部６１（詳細には第２規制部７２）によって、第２ディフューザ流路５０を介するインペラ室２６から吐出室４１への流体の通過は規制される一方、第１ディフューザ流路３０を介するインペラ室２６から吐出室４１への流体の通過は許容される。このため、インペラ２２によって圧縮された流体は、第１ディフューザ流路３０を通って吐出室４１に流入する。なお、流体は、第１ディフューザ流路３０を通ることによって、減速されるとともに圧縮される。
【００７３】
一方、小流量時には、図４（ｂ）に示すように、切替部６１が第２位置に配置される。この場合、切替部６１（詳細には第１規制部７１）によって、第１ディフューザ流路３０を介するインペラ室２６から吐出室４１への流体の通過は規制される一方、第２ディフューザ流路５０を介するインペラ室２６から吐出室４１への流体の通過は許容される。このため、インペラ２２によって圧縮された流体は、第２ディフューザ流路５０を通って吐出室４１に流入する。なお、流体は、第２ディフューザ流路５０を通ることによって、減速されるとともに圧縮される。
【００７４】
以上詳述した本実施形態によれば以下の効果を奏する。
（１）遠心圧縮機１０は、流体が吸入されるハウジング１１と、回転することによってハウジング１１内に吸入された流体を圧縮するインペラ２２とを備えている。ハウジング１１は、インペラ２２が収容されたインペラ室２６と、インペラ２２によって圧縮された流体が流入する吐出室４１とを有している。
【００７５】
かかる構成において、ハウジング１１は、インペラ室２６と吐出室４１とを連通させるものとして、第１ディフューザ流路３０と、当該第１ディフューザ流路３０よりも流路断面積が小さい第２ディフューザ流路５０とを有している。そして、遠心圧縮機１０は、第１ディフューザ流路３０を介する流体の通過を規制可能な第１規制部７１と、第２ディフューザ流路５０を介する流体の通過を規制可能な第２規制部７２とを有する切替部６１を備えている。当該切替部６１は、第２ディフューザ流路５０よりも第１ディフューザ流路３０に優先的に流体が流れる第１状態と、第１ディフューザ流路３０よりも第２ディフューザ流路５０に優先的に流体が流れる第２状態と、に切り替わる。
【００７６】
かかる構成によれば、切替部６１の状態を切り替えることにより、流体が優先的に流れるディフューザ流路を、第１ディフューザ流路３０又は第２ディフューザ流路５０に切り替えることができる。第１ディフューザ流路３０と第２ディフューザ流路５０とは、流路断面積が異なっている。このため、例えば大流量時には、切替部６１を第１状態にすることにより、優先的に第２ディフューザ流路５０よりも流路断面積が大きい第１ディフューザ流路３０を介して流体を通過させることができ、それを通じて大流量時（例えば最大吐出流量の流体を吐出する場合）に好適に対応できる。一方、例えば小流量時には、切替部６１を第２状態にすることにより、優先的に第１ディフューザ流路３０よりも流路断面積が小さい第２ディフューザ流路５０を介して流体を通過させることができることができるため、サージ現象の発生を抑制できる。よって、大流量時及び小流量時の双方に好適に対応でき、運転可能範囲の拡大を図ることができる。
【００７７】
特に、本実施形態では、ハウジング１１に、流路断面積が異なる２つのディフューザ流路３０，５０が予め形成されている。これにより、小流量時と大流量時とで使用するディフューザ流路を切り替えることにより、小流量時と大流量時との双方にて効率の向上を図ることができる。
【００７８】
ここで、例えば小流量時に好適に対応するために、例えばインペラに向けて吸入される流体を主流と副流とに分岐させる弁を設けて当該弁の位置を調整したり、角度可変式のガイド翼（ベーン）を設けて当該ガイド翼の角度を調整したりすることも考えられる。しかしながら、このような調整は、状況に応じて最適位置が変動する場合があり得るため、煩雑なものとなり易い。
【００７９】
これに対して、本実施形態では、切替部６１の状態を切り替えるという比較的単純な制御で、小流量時と大流量時との双方に対応できる。よって、比較的容易に、小流量時と大流量時との双方において比較的高い効率を確保することができる。
【００８０】
更に、流路断面積が異なる２つのディフューザ流路３０，５０が予め形成されているため、流路断面積の変動がない。これにより、例えばディフューザ流路上に流路断面積をリニアに変化させる比例制御弁などを設ける構成と比較して、単純な制御で安定した流路断面積を確保することができる。
【００８１】
また、本実施形態では、大流量時には、比較的流路断面積が大きい第１ディフューザ流路３０に優先的に流体を流す構成となっているため、比較的流路断面積が小さい２つのディフューザ流路の双方に均等に流体を流す構成と比較して、効率の向上を図り易い。更に、両ディフューザ流路３０，５０が接続されている吐出室４１は共通しているため、吐出室４１をそれぞれ設ける構成と比較して、構成の簡素化を図ることができる。
【００８２】
（２）両ディフューザ流路３０，５０の双方は、位置に応じて流路断面積が変化する流路である。詳細には、両ディフューザ流路３０，５０は、インペラ室２６と、当該インペラ室２６よりも回転軸２１の径方向Ｒの外側に配置されている吐出室４１との間に設けられた環状の流路である。かかる構成において、第２ディフューザ流路５０の最小流路断面積は、第１ディフューザ流路３０の最小流路断面積よりも小さく設定されている。これにより、（１）の効果を得ることができる。すなわち、位置に応じて流路断面積が変化しているディフューザ流路の性能は最小流路断面積に律速される。
【００８３】
（３）第１規制部７１は、第１ディフューザ流路３０に出没可能であり、第２規制部７２は、第２ディフューザ流路５０に出没可能である。切替部６１の第１状態とは、第１規制部７１が第１ディフューザ流路３０に対して没入し、且つ、第２規制部７２が第２ディフューザ流路５０に突出して当該第２ディフューザ流路５０を介する流体の通過が規制された（詳細には第２規制部７２によって第２ディフューザ流路５０が塞がれた）状態である。第２状態とは、第１規制部７１が第１ディフューザ流路３０に突出して当該第１ディフューザ流路３０を介する流体の通過が規制され（詳細には第１規制部７１によって第１ディフューザ流路３０が塞がれ）、且つ、第２規制部７２が第２ディフューザ流路５０に対して没入している状態である。これにより、切替部６１を用いて、流体が流れるディフューザ経路を切り替えることができる。
【００８４】
特に、本実施形態では、切替部６１を制御する制御部４３としては、規制部７１，７２を没入させるか突出させるかの制御でよいため、位置の微調整が求められる制御と比較して、小流量時と大流量時との双方に対して容易に対応できる。
【００８５】
（４）切替部６１は、第１状態に対応した第１位置と、第２状態に対応した第２位置との間を移動可能である。切替部６１は、第１規制部７１と第２規制部７２とを連結する連結部７３を有しており、当該連結部７３によって、両規制部７１，７２の相対位置が規定されている。そして、両規制部７１，７２の相対位置は、切替部６１が第１位置に配置されている場合には第１状態となる一方、切替部６１が第２位置に配置されている場合には第２状態となるように設定されている。これにより、両規制部７１，７２を個別に制御する必要がないため、制御の簡素化を図ることができる。
【００８６】
また、両規制部７１，７２は、一方の規制部が突出した場合には他方の規制部が没入するように相対位置が設定された状態で連結されているため、両規制部７１，７２が突出したり没入したりする事態が生じにくい。これにより、両ディフューザ流路３０，５０の双方が塞がれたり、開放されたりする事態を抑制できる。
【００８７】
（５）インペラ２２は、その基端部２２ａから、基端部２２ａよりも流体の吸入側に配置された先端部２２ｂに向けて縮径した形状である。第２ディフューザ流路５０におけるインペラ室２６と連通する第２流入口５３は、インペラ室２６を区画するものであってインペラ２２の側方に対向するフロント貫通孔１２ａの内壁面２４のうちインペラ２２の先端部２２ｂと基端部２２ａとの中間部位２２ｇに対向する位置に設けられている。
【００８８】
かかる構成によれば、切替部６１が第２状態である場合には、インペラ室２６に吸入された流体は、第２流入口５３を介して第２ディフューザ流路５０に流れ込み、第２ディフューザ流路５０を通って、吐出室４１に流れる。当該第２流入口５３は、フロント貫通孔１２ａの内壁面２４のうちインペラ２２の先端部２２ｂと基端部２２ａとの中間部位２２ｇに対向する位置に設けられているため、インペラ２２における先端部２２ｂから中間部位２２ｇまでの部分が、流体の圧縮に用いられることとなる。換言すれば、流体が第２流入口５３に流れ込む状態において、インペラ２２は、先端部２２ｂから上記中間部位２２ｇまでの部分のみのインペラと等価となる。これにより、流体が第２流入口５３に流れ込む状態においては、インペラ２２において流体の圧縮に用いられる実効的な部分が小さくなるため、インペラ２２の効率としては向上する。よって、小流量時における効率の向上を図ることができる。
【００８９】
更に詳述すると、一般的に、インペラ２２の軸線方向Ｚの長さが長くなると、大流量に対応し易くなる一方、インペラ２２の効率は低下し易い。そして、本実施形態では、インペラ２２の軸線方向Ｚの長さは、要求される最大吐出流量に対応させて設定されている。このため、小流量時には、インペラ２２の軸線方向Ｚの長さが必要以上に長くなっている。これに対して、本実施形態では、上記のように、第２流入口５３が中間部位２２ｇと対向する位置に配置されているため、インペラ２２の実効的な部分を小さくすることができる。よって、大流量時（最大吐出流量）に対応させてインペラ２２の形状を設定することによる不都合、詳細には小流量時におけるインペラ２２の効率の低下を抑制することができる。
【００９０】
（６）第１ディフューザ流路３０は、インペラ２２の回転軸線方向（すなわち軸線方向Ｚ）に互いに対向配置された第１対向壁面３１及び第２対向壁面３２によって囲まれた流路である。第２対向壁面３２よりもインペラ２２の先端側に配置されている第１対向壁面３１と、フロント貫通孔１２ａの内壁面２４とは滑らかに連続している。これにより、切替部６１が第１状態である場合には、インペラ室２６に吸入された流体は、フロント貫通孔１２ａの内壁面２４及び第１対向壁面３１に沿って流れ易いため、インペラ２２の回転によって圧縮された流体は、比較的円滑に第１ディフューザ流路３０に流れ込む。一方、第２ディフューザ流路５０の第２流入口５３は、フロント貫通孔１２ａの内壁面２４の途中位置に設けられているため、流体が流れ込みにくい場合がある。
【００９１】
これに対して、本実施形態では、第２ディフューザ流路５０は、第２流入口５３から吐出室４１側に向かうに従って、当該第２ディフューザ流路５０を区画する両対向壁面５１，５２の対向距離Ｈ２が徐々に短くなっている絞り領域５４を有している。これにより、小流量時に好適に対応できるように最小流路断面積を小さくしつつ、第２流入口５３を広くすることができるため、流体が第２ディフューザ流路５０に流入し易くすることができる。
【００９２】
（７）環状の第２ディフューザ流路５０の内周端である第２流入口５３は、環状の第１ディフューザ流路３０の内周端である第１流入口３４よりも、回転軸２１に近づいた位置に配置されている。換言すれば、第２ディフューザ流路５０の内径は、第１ディフューザ流路３０の内径よりも短い。これにより、上記内径の違いから、第２流入口５３の流路断面積が第１流入口３４の流路断面積よりも小さくなり易いため、比較的容易に、第２ディフューザ流路５０の最小流路断面積を、第１ディフューザ流路３０の最小流路断面積よりも小さくすることができる。
【００９３】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  第２ディフューザ流路５０の第２流入口５３の位置は、中間部位２２ｇと対向する位置に限られず、任意である。例えば、図５に示すように、第２ディフューザ流路１１０の第２流入口１１１は、インペラ２２の下流側、詳細にはフロント貫通孔１２ａの内壁面２４と第１対向壁面３１との境界付近に設けられていてもよい。この場合、両ディフューザ流路３０，１１０は二叉に分岐しているとも言える。かかる構成によれば、より高圧の流体が第２ディフューザ流路１１０を流れるため、サージ現象の発生を、より抑制することができる。よって、運転可能範囲の更なる拡大を図ることができる。
【００９４】
○  また、実施形態では、第２流入口５３は湾曲面２４ｂに設けられていたが、これに限られない。例えば図６に示すように、第２ディフューザ流路１２０の第２流入口１２１は円筒面２４ａに設けられていてもよい。
【００９５】
○  図６に示すように、第２ディフューザ流路１２０の流路長Ｌ２が第１ディフューザ流路３０の流路長Ｌ１よりも短く設定されていてもよい。この場合、第２ディフューザ流路１２０の流路長Ｌ２が第１ディフューザ流路３０の流路長Ｌ１よりも短い分だけ、小流量時における効率の向上を図ることができる。詳述すると、第２ディフューザ流路１２０の流路長Ｌ２を短くすることにより、サージ現象の発生を抑制できるため、その分だけ第２ディフューザ流路１２０の最小流路断面積を大きくすることができる。よって、小流量時の効率の向上を図ることができる。
【００９６】
特に、大流量時に対応させて、インペラ２２の形状などの各種設計がなされている場合、小流量時における効率が低くなり易い。これに対して、上記別例のように、小流量時に用いる第２ディフューザ流路１２０の流路長Ｌ２を、大流量時に用いられる第１ディフューザ流路３０の流路長Ｌ１よりも短くすることにより、効率が低くなり易い小流量時に好適に対応できる。
【００９７】
また、吐出室４１は、インペラ２２の基端部２２ａから先端部２２ｂに向かうに従って、回転軸２１に張り出した形状となっている。このため、第２ディフューザ流路１２０の第２流入口１２１が内壁面２４（換言すればインペラ室２６における軸線方向Ｚの途中位置）に設けられていることによって、第２ディフューザ流路１２０の流路長Ｌ２を短くし易い。よって、より好適に小流量時における効率の向上を図ることができる。
【００９８】
○  インペラ２２の羽根２２ｅに、第２流入口５３を介して第２ディフューザ流路５０に入り込むリング状の突起が設けられてもよい。この場合、小流量時における効率の向上を図ることができる。なお、本別例においては、フロント本体部１２ｂにおける第３対向壁面５１側のパーツと第４対向壁面５２側のパーツとを連結する連結部（第２ディフューザ流路５０の切欠部分に対応する部分）は、上記突起と干渉しないように吐出室４１側に凹んでいるとよい。
【００９９】
○  両ディフューザ流路の少なくとも一方が、位置に関わらず流路断面積が一定の流路となっていてもよい。例えば、第１ディフューザ流路は、位置に関わらず流路断面積が一定の流路であり、第２ディフューザ流路は、位置に応じて流路断面積が変化する流路であってもよい。この場合、第２ディフューザ流路の最小流路断面積が第１ディフューザ流路の流路断面積よりも小さいとよい。
【０１００】
なお、位置に関わらず流路断面積が一定の第１ディフューザ流路とは、例えば流路断面積が一定となるように、回転軸２１の径方向Ｒの外側に向かうに従って両対向壁面の対向距離が徐々に短くなるように形成された流路等が考えられる。但し、両ディフューザ流路の設計の自由度の観点に着目すれば、両ディフューザ流路は、位置に応じて流路断面積が変化する流路であるとよい。
【０１０１】
○  両ディフューザ流路３０，５０の形状は、環状に限られず任意である。例えば、第２ディフューザ流路は、インペラ室２６から放射状に延びた一定の径を有する貫通孔で構成されてもよい。また、上記貫通孔は、周方向に複数設けられていてもよい。この場合、貫通孔の断面積が第１ディフューザ流路３０の最小流路断面積よりも小さくなっているとよい。また、第２ディフューザ流路を構成する上記貫通孔が複数設けられている構成においては、全貫通孔の断面積の総和が第１ディフューザ流路３０の最小流路断面積よりも小さいとよい。
【０１０２】
また、上記貫通孔は、インペラ室２６と連通する流入口から吐出室４１に向けて徐々に先細りとなった絞り領域を有する構成であってもよい。この場合、絞り領域は、軸線方向Ｚの距離が徐々に短くなる構成であってもよいし、軸線方向Ｚと直交する方向の距離が徐々に短くなる構成であってもよい。
【０１０３】
○  第２規制部は、切替部６１が第２状態である場合に、第１ディフューザ流路３０の最大流路断面積が第２ディフューザ流路５０の最小流路断面積よりも小さくなるように、第１ディフューザ流路３０における流体の流れを規制する構成であってもよい。具体的には、第２規制部は、第１ディフューザ流路３０を全体的に狭める構成であってもよい。
【０１０４】
○  第１規制部７１は、切替部６１が第２位置に配置されている場合に、第１ディフューザ流路３０に突出し、当該第１ディフューザ流路３０を完全に塞ぐ構成に限られず、部分的に塞ぐ構成であってもよい。この場合であっても、第１ディフューザ流路３０を介する流体の通過は、ある程度規制される。要は、第１規制部は、第１ディフューザ流路３０に突出することによって当該第１ディフューザ流路３０を介する流体の通過を規制することができればよい。第２規制部７２についても同様である。
【０１０５】
すなわち、第２規制部７２は、切替部６１が第１位置に配置されている場合には、当該第２規制部７２によって規制された箇所の流路断面積が第２ディフューザ流路５０の最小流路断面積となるように、第２ディフューザ流路５０を介する流体の通過を規制すればよい。一方、第１規制部７１は、切替部６１が第１位置に配置されている場合には、第１ディフューザ流路３０を介する流体の通過を規制していなくてもよいし、第２規制部７２によって規制された箇所の流路断面積よりも広い流路断面積を確保できる範囲内で、第１ディフューザ流路３０を介する流体の通過を規制してもよい。
【０１０６】
同様に、第１規制部７１は、切替部６１が第２位置に配置されている場合、該第１規制部７１による規制箇所の流路断面積が第１ディフューザ流路３０の最小流路断面積となり、且つ、少なくとも該最小流路断面積が第２ディフューザ流路５０の最小流路断面積よりも小さくなるように、第１ディフューザ流路３０を介する流体の通過を規制すればよい。これにより、切替部６１が第２状態である場合には、優先的に第２ディフューザ流路５０に流体を流すことができる。
【０１０７】
一方、第２規制部７２は、切替部６１が第２位置に配置されている場合には、第２ディフューザ流路５０を介する流体の通過を規制していなくてもよいし、第１規制部７１によって規制された箇所の流路断面積よりも広い流路断面積を確保できる範囲内で、第２ディフューザ流路５０を介する流体の通過を規制してもよい。
【０１０８】
換言すれば、第１状態とは、第２ディフューザ流路５０よりも第１ディフューザ流路３０に優先的に流体が流れるように、少なくとも第２規制部７２による規制が行われている状態とも言える。更に、第２状態とは、第１ディフューザ流路３０よりも第２ディフューザ流路５０に優先的に流体が流れるように、少なくとも第１規制部７１による規制が行われている状態とも言える。このように、所望でないディフューザ流路（例えば大流量時では第２ディフューザ流路５０）を介する流体の通過を積極的に規制することにより、所望のディフューザ流路（例えば大流量時では第１ディフューザ流路３０）に優先的に流体を流すことができ、且つ、所望でないディフューザ流路に流体が流れることを抑制できる。
【０１０９】
○  切替部６１の位置や具体的な形状等は任意である。例えば連結部７３を省略して、両規制部７１，７２を個別に制御可能な構成であってもよい。また、切替部は、第１ディフューザ流路３０に設けられた第１制御弁と、第２ディフューザ流路５０に設けられた第２制御弁とを有する構成であってもよい。要は、切替部は、第１状態又は第２状態に切り替わることができれば、その具体的な構成は任意である。
【０１１０】
○  両ディフューザ流路の位置は任意であり、例えば流路断面積が相対的に小さい第２ディフューザ流路がインペラ２２の基端部２２ａ側に配置され、流路断面積が相対的に大きい第１ディフューザ流路がインペラ２２の先端部２２ｂ側に配置されてもよい。
【０１１１】
○  第２流入口５３は第１流入口３４よりも広くてもよいし、狭くてもよい。また、両者は同一の広さであってもよい。
○  インペラ２２の数や形状は任意である。例えば、インペラ２２は、オープンインペラに限られず、羽根２２ｅが連結された環状の側壁を有するクローズドインペラであってもよい。この場合、側壁の表面がインペラ２２の側面２２ｆを構成する。かかる構成においては、側壁における第２流入口５３と対向する部位には、流体が通過可能なスリットが形成されているとよい。また、遠心圧縮機１０は、互いに対向配置された２つのインペラを有する構成であってもよい。
【０１１２】
○  切替部６１の位置を制御するパラメータとしては、車両の運転状況に限られず、任意である。例えば、遠心圧縮機１０が、吐出流量を検出する流量センサを備えている構成においては、制御部４３は、流量センサにより検出された検出流量が予め定められた閾値流量以上である場合には切替部６１が第１位置に配置される一方、上記検出流量が上記閾値流量未満である場合には切替部６１が第２位置に配置されるように駆動部７５を制御してもよい。
【０１１３】
また、例えば制御部４３は、インペラ２２の回転数が予め定められた閾値回転数以上である場合には切替部６１が第１位置に配置される一方、インペラ２２の回転数が上記閾値流量未満である場合には切替部６１が第２位置に配置されるように駆動部７５を制御してもよい。この場合、上記インペラ２２の回転数は、実際の回転数であってもよいし、目標回転数であってもよい。当該目標回転数は、例えば車両コントローラ１００によって決定され、車両コントローラ１００から制御部４３に通知される構成であってもよい。
【０１１４】
○  遠心圧縮機１０の適用対象及び圧縮対象の流体は任意である。例えば、遠心圧縮機１０は空調装置に用いられていてもよく、圧縮対象の流体は冷媒であってもよい。また、遠心圧縮機１０の搭載対象は、車両に限られず任意である。
【０１１５】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる好適な一例について以下に記載する。
（イ）前記インペラが取り付けられた回転軸を備え、前記第１ディフューザ流路及び前記第２ディフューザ流路は、前記インペラ室と当該インペラ室よりも前記回転軸の径方向外側に配置された前記吐出室との間に設けられた環状の流路である請求項１〜８のうちいずれか一項に記載の遠心圧縮機。
【０１１６】
（ロ）前記遠心圧縮機は、燃料電池を有する燃料電池車両に搭載され、当該燃料電池に空気を供給する空気供給装置に用いられるものであって、前記流体は空気である請求項１〜８及び（イ）のうちいずれか一項に記載の遠心圧縮機。
【符号の説明】
【０１１７】
１０…遠心圧縮機、１１…ハウジング、２１…回転軸、２２…インペラ、２２ａ…インペラの基端部、２２ｂ…インペラの先端部、２２ｇ…インペラの中間部位、２４…フロント貫通孔の内壁面（区画側壁面）、２６…インペラ室、３０…ディフューザ流路（第１ディフューザ流路）、３１…第１対向壁面、３２…第２対向壁面、４１…吐出室、４２…電動モータ、５０，１１０，１２０…第２ディフューザ流路、５１…第３対向壁面、５２…第４対向壁面、５３…第２流入口（流入口）、５４…絞り領域、６１…切替部、７１…第１規制部、７２…第２規制部、Ｈ２…第３対向壁面及び第４対向壁面の対向距離、Ｌ１…第１ディフューザ流路の流路長、Ｌ２…第２ディフューザ流路の流路長。
【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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【図６】
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