(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロールと、該固定スクロールとの間に吸入したガスを圧縮する圧縮室を区画する旋回スクロールと、該圧縮室に接しガスを冷却する冷却室を形成するハウジングとを有し、前記旋回スクロールの旋回運動により前記ガスが前記圧縮室の外周側部分に流入するスクロール式圧縮機であって、
前記圧縮室の吐出口と連なり前記冷却室に接しつつ迂回するガス通路を備えるガスクーラを有し、
前記ガス通路は、渦巻き状に形成され、当該渦巻きの中央で前記圧縮室の吐出口と連なり、当該渦巻きの最外周部に前記ガス通路の吐出口が形成され、
前記冷却室は管状の冷却通路であり、該冷却通路と前記ガスクーラのガス通路とは軸方向に対し垂直な方向に交互に配置されていることを特徴とするスクロール式圧縮機。
【請求項２】
前記ガスクーラは、さらに前記圧縮室と反対側に前記ガス通路と接する補助冷却室を備える請求項１に記載のスクロール式圧縮機。
【請求項３】
前記ガスクーラは前記ハウジングと一体的に形成されている請求項１に記載のスクロール式圧縮機。
【請求項４】
前記ガス通路は、ガスの流れを分流させる分流フィンを持つ請求項１に記載のスクロール式圧縮機。
【請求項５】
前記ガス通路は、ガスの流れに乱流を生じさせる杭部を持つ請求項１に記載のスクロール式圧縮機。
【請求項６】
燃料電池用ガスに用いられる請求項１に記載のスクロール式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクロール式圧縮機、より詳しくは燃料電池に供給されるガスなどを圧縮するのに用いられるスクロール式圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧縮機にはねじ式圧縮機、ロータリ式圧縮機、スクロール式圧縮機など種々のものがある。中でもスクロール式圧縮機は小型、軽量であり、振動、騒音も少ないため冷凍用、空調用などに広く用いられている。スクロール式圧縮機では圧縮過程で熱が発生するが、この熱を除去するため従来は、特開平８−２４７０５６号公報に記載されているように、圧縮室の吐出側に冷却室を設置する方法が採られていた。
【０００３】
図１２に従来式のスクロール式圧縮機の軸方向断面図を示す。従来式の圧縮機１００のハウジングは前部ケーシング１０１と、前部ケーシング１０１の吐出側に設置された端板１０２と、前部ケーシング１０１のモータ側に設置された後部ケーシング１０３とからなる。前部ケーシング１０１の中央部には吐出口１０４が形成されており、吐出口１０４には吐出側にしか開かない吐出弁１０８が設置されている。吐出口１０４の吐出側には、端板１０２を貫通するガス通路１１２が形成されている。また前部ケーシング１０１と端板１０２との間には冷却室１２０が形成されている。また前部ケーシング１０１の内壁１０７には渦巻き状の固定スクロール１０５がモータ方向に立設されている。一方、後部ケーシング１０３のモータ側端には、モータ回転軸とつながるクランク状の駆動軸１０９の一端が回転自在に設置されている。また駆動軸１０９の吐出側端には旋回板１１１が回転自在に配設されており、旋回板１１１には渦巻き状の旋回スクロール１１０が吐出方向に立設されている。そして固定スクロール１０５と旋回スクロール１１０とにより仕切られて、圧縮室１０６が外周側から内周側に渦巻き状に形成されている。
【０００４】
モータにより駆動軸１０９が回転し旋回スクロール１１０が旋回すると、圧縮室１０６内の空気などのガスが圧縮されながら固定スクロール１０５の中央側に移動する。この圧縮過程でガスは昇温する。圧縮されたガスは吐出口１０４とガス通路１１２を通って圧縮機外へ吐出される。
【０００５】
冷却水などの冷却用流体は図示しない流入口から冷却室１２０に流入する。冷却室１２０は圧縮室１０６およびガス通路１１２と隣接しているため、圧縮室１０６内の圧縮ガスとガス通路１１２内の吐出ガスとから冷却用流体へ熱が伝達される。熱が伝達され昇温した冷却用流体は、図示しない流出口から圧縮機外に流出する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来式のスクロール式圧縮機では、図１２に示すように、軸方向に直管状に延出する短いガス通路１１２を通って吐出ガスが圧縮機外に吐出されていた。このため、ガス通路１１２を通過する際、吐出ガスが冷却室１２０中の冷却用流体と充分に熱交換を行うことができずガスの温度を充分低下させることができなかった。
【０００７】
吐出ガスの温度が高いと、圧縮機の下流側、すなわちガス通路１１２の出側に耐熱性の低い機器が接続される場合、機器に不具合が生ずるおそれがある。例えば燃料電池用ガスの圧縮にスクロール式圧縮機を用いる場合、圧縮機の下流側には水蒸気交換膜が設置される。この水蒸気交換膜は耐熱性が低いため吐出ガスの温度が高いと不具合が生ずるおそれがある。
【０００８】
また吐出ガスの温度が高いと、密度が小さくなるためガスの質量流量（ｋｇ／ｈｒ）が小さくなる。つまり圧縮効率が小さくなる。吐出ガスの利用方法によっては、単位時間あたりに所定のガス質量を確保することが必要な場合がある。このような場合、所定の質量流量を確保するために圧縮機の仕事量を大きくすると、圧縮機、あるいは圧縮機を駆動するモータを大型化する必要が生じてしまう。
【０００９】
仕事量を変えずに吐出ガスの温度を下げるには、スクロール式圧縮機の下流側に、別途熱交換器を接続する方法も考えられる。しかしこの方法によると熱交換器を設置するためのスペースが別途必要となる。
【００１０】
本発明のスクロール式圧縮機は上記課題に鑑みて完成されたものであり、吐出ガスの温度が低いスクロール式圧縮機を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のスクロール式圧縮機は、固定スクロールと、固定スクロールとの間に吸入したガスを圧縮する圧縮室を区画する旋回スクロールと、圧縮室に接しガスを冷却する冷却室を形成するハウジングとを有し、前記旋回スクロールの旋回運動により前記ガスが前記圧縮室の外周側部分に流入するスクロール式圧縮機であって、圧縮室の吐出口と連なり冷却室に接しつつ迂回するガス通路を備えるガスクーラを有し、前記ガス通路は、渦巻き状に形成され、当該渦巻きの中央で前記圧縮室の吐出口と連なり、当該渦巻きの最外周部に前記ガス通路の吐出口が形成され、前記冷却室は管状の冷却通路であり、該冷却通路と前記ガスクーラのガス通路とは軸方向に対し垂直な方向に交互に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
つまり、本発明のスクロール式圧縮機は吐出ガスを冷却するためのガスクーラを備えるものである。このガスクーラにはハウジングの冷却室と接しながら迂回するガス通路が形成されている。このため吐出ガスと冷却室との接触面積が、従来のようにガス通路を直管状に形成する場合と比較して大きくなる。したがって吐出ガスはガス通路を通る間に冷却室により充分冷却され、吐出ガスの温度が低下する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のスクロール式圧縮機の実施の形態について説明する。なお説明の便宜上、圧縮室の吐出方向を前方、駆動源方向を後方とする。
【００１４】
ガスクーラに形成するガス通路は、例えば、図１に示すように圧縮室４６の前方にＵ字状に冷却室４４が設けられており冷却室４４の中央に吐出口４２が形成されている場合は、吐出口４２から冷却室４４の内周側面に沿って前方に延び、冷却室前端で冷却室４４の前面に沿うようにＬ字状に迂回して延びるように形成することもできる。
【００１５】
なお、ガス通路を、冷却室と接したまま渦巻き状、ジグザグ状などに迂曲させると、さらに吐出ガスと冷却用流体との接触面積が増加するため、より好ましい。またガス通路を、冷却室と接したまま途中で分岐して再度合流するように形成してもよい。
【００１６】
ガス通路の形成方法は特に限定するものではない。例えば迂曲するパイプをガスクーラとして設け、この内部をガス通路としてもよい。また中空円板部材をガスクーラとして設け、内部に隔壁を立設して渦巻き状、ジグザグ状などのガス通路を形成してもよい。
【００１７】
また、ガス通路にガスの流れを分流させる分流フィンを設ける構成とすることもできる。分流フィンを設けると、ガス通路と冷却室との伝熱面積が広くなる。このため冷却効率が上がる。
【００１８】
また分流フィンを設けると、ガス通路におけるガスの流路を自在に変えることができる。すなわちガスの流路長を長くすることも短くすることもできる。ここで、ガスの流路長が長いと、その分ガス通路におけるガスの滞留時間は長くなる。このためガスの冷却効率は上がる。またガス通路における圧力損失は大きくなる。反対に、ガスの流路長が短いと、その分ガス通路におけるガスの滞留時間は短くなる。このためガスの冷却効率は下がる。またガス通路における圧力損失は小さくなる。
【００１９】
したがって本構成によると、分流フィンを適切に配置しガス流路長を変えることにより、ガスの冷却効率および圧力損失を、簡単に調整することができる。またこの場合、分流フィンを、フィン内部に冷却用流体が循環する冷却室を持つ冷却フィンとしてもよい。冷却フィンを設けると、さらにガスの冷却効率は上がる。なおガス通路の長さは、吐出ガスを所望の温度に下げることができるように、適宜調整することができる。
【００２０】
また好ましくは、ガス通路はガスの流れに乱流を生じさせる杭部を持つ構成としてもよい。つまり本構成は、ちょうどパチンコ台の釘のように、ガス通路に杭部を立設するものである。本構成によると、ガスが杭部付近を通過する際に乱流が発生する。そしてガス通路におけるガスの滞留時間が長くなる。このため、よりガスの冷却効率を上げることができる。
【００２１】
冷却室は、圧縮機外部に設けられたポンプ、ラジエター等とつながり冷却回路を構成するものであれば、形状、大きさなどを特に限定するものではない。またガス通路と同様に、冷却効率を向上させるため内部にフィンを立設してもよい。
【００２２】
好ましくは、冷却室を管状の冷却通路として冷却通路とガス通路とが軸方向に対し垂直な方向に交互に配置されている構成とすることができる。つまりこの構成は、冷却通路とガス通路とを互いに対応する渦巻き状やジグザグ状に形成し、軸方向に対して垂直な方向に交互に配置するものである。この構成によると圧縮機の軸方向長さが短くなるため、さらに圧縮機の小型化が可能である。また吐出ガスと冷却用流体との接触面積が大きくなるため、冷却効率が向上する。なお冷却通路の形状、形成方法などは、ガス通路と同様に特に限定するものではない。なおガス通路における吐出ガスの流れを冷却用流体の流れと平行にしその向きを逆にすると、すなわち向流式にすると、冷却効率が向上する。
【００２３】
また好ましくは、ガスクーラは、さらに圧縮室と反対側にガス通路と接する補助冷却室を備える構成とすることができる。つまり、この構成はガス通路の前方にさらに補助冷却室を形成するものである。この構成では、例えば図６に示すようにガス通路９１が冷却室４４の前方に形成されている場合は、ガス通路９１は冷却室４４と補助冷却室８１との間に介在することになる。またガス通路と冷却室が軸方向に対して垂直方向に交互に形成されている場合は、ガス通路を挟んで両側方に冷却室が、前方に補助冷却室が、それぞれ配置されることになる。
【００２４】
この構成によると、ガス通路は冷却室および補助冷却室と接して形成されているため、より吐出ガスの温度を下げることができる。補助冷却室は、例えば通路状に形成してもよい。また冷却効率を向上させるため内部にフィンを立設してもよい。
【００２５】
なお補助冷却室は冷却室と同じ冷却回路とつながっていても、別の冷却回路とつながっていてもよい。冷却回路を共用すると回路の設置スペースを小さくすることができる。この場合吐出ガスの温度変化に対応させて、冷却室から補助冷却室に向かう方向に冷却用流体を流すと冷却効率が向上する。
【００２６】
また、ガスクーラはハウジングと別体であっても一体であってもよい。好ましくは部品数削減のため一体的に形成する方がよい。例えば、上述した冷却通路とガス通路とが軸方向に対して垂直な方向に交互に配置される構成の場合は、中空円板部材の内部に二重渦巻き状の二本の通路ができるように隔壁を立設し、一方をガス通路、他方を冷却通路としてもよい。
【００２７】
また、本発明のスクロール式圧縮機は燃料電池供給用のガスを圧縮するのに特に適している。自動車業界においては燃料電池を駆動源とする電気自動車への期待が高まっている。そして燃料電池に供給するガスの圧縮用として小型で軽量なスクロール式圧縮機が注目されている。
【００２８】
燃料電池においては発電量に応じて所望の質量流量のガスを供給する必要がある。本発明のスクロール式圧縮機によると、圧縮機の吐出ガス、すなわち燃料電池に供給するガスの温度が低いためガスの質量流量も大きい。したがって所望の質量流量のガスを、容易に燃料電池に供給することができる。
【００２９】
また、燃料電池にガスを供給する場合、電池反応前にガスを予め加湿しておく必要がある。このため、前述したように圧縮機の吐出口出側には加湿用の水蒸気交換膜が設置されているが、水蒸気交換膜の耐熱温度は１４０℃程度である。また燃料電池を構成する部材の中には耐熱温度が１００℃程度のものもある。従ってこれらの温度条件を満足できる程度にまで、予め圧縮機でガスを冷却しておく必要がある。本発明のスクロール式圧縮機によると、上記温度条件を満たす程度にまで燃料電池への供給ガスを冷却することができ燃料電池およびこの付帯設備を熱から保護することができる。
【００３０】
さらに、燃料電池では電池反応の副産物として純水が発生するが、この純水を冷却室に供給する冷却用流体として有効利用することができる。
【００３１】
なお、燃料電池に供給するガスには、酸化剤としての空気、酸素などや燃料としての水素などがある。いずれのガスも本発明のスクロール式圧縮機により圧縮することができる。
【００３２】
以上、本発明のスクロール式圧縮機の実施の形態について説明したが、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が通常行いうる種々の変形的、改良的形態で実施することもできる。
【００３３】
【実施例】
以下、本発明のスクロール式圧縮機の実施例について図を参照しながら説明する。なお説明の便宜上、圧縮室の吐出方向を前方、モータ方向を後方とする。
【００３４】
〈実施例１〉
図１に本実施例のスクロール式圧縮機の軸方向断面図を示す。本実施例のスクロール式圧縮機１は燃料電池に酸化剤として供給される空気を圧縮するために使用される。また図示しないモータにより駆動される。本実施例のスクロール式圧縮機１の外殻は、ハウジング２と、ハウジング２の前方に設置されたガスクーラ３とからなる。
【００３５】
ハウジング２は、前面に凹部４０が形成された前部ケーシング４と、前部ケーシング４の後方に設置された後部ケーシング５とからなる。なおこれらの部材はアルミ合金により形成した。
【００３６】
前部ケーシング４の内壁４５には、渦巻き状の固定スクロール４１が後方に延びて立設されている。固定スクロール４１の渦中央部には吐出口４２が形成されており、吐出口４２には吐出方向にしか開かない吐出弁４３が設置されている。また前部ケーシング４の前面の凹部４０とガスクーラ３との間には冷却室４４が形成されている。
【００３７】
図２に図１のＡ−Ａ断面図を示す。図に示すように冷却室４４は吐出口４２の周りを取り囲んでＵ字形に形成されている。冷却室４４の一端には冷却水が流入する流入口４４０が、他端には冷却水が流出する流出口４４１が形成されている。なお、この冷却室４４は冷却回路の一部を構成する。冷却回路には流出口４４１から流出した高温の冷却水を冷却するラジエター（図略）、冷却された冷却水を流入口４４０に流入させるためのポンプ（図略）などが配設されている。冷却回路を循環する冷却水には、燃料電池における電池反応で発生する純水が用いられている。
【００３８】
一方、図１に示すように後部ケーシング５の後端にはボールベアリングを介して駆動軸５０の一端が回転自在に配設されている。この駆動軸５０はクランク状である。駆動軸５０の他端には円板状の旋回板５１がベアリングを介して回転自在に配設されているとともに、駆動軸回転時のバランスを取るためのバランスウェイト５２が配設されている。そして旋回板５１上には旋回スクロール５３が吐出方向に延びて立設されている。なお駆動軸５０の後端は図示しないモータ回転軸と連結されている。また旋回板５１の面上には、対向する前部ケーシング４の内壁４５から延出する固定スクロール４１の端部が当接している。一方旋回スクロール５３の端部は前部ケーシング４の内壁４５に当接している。すなわち、内壁４５と旋回板５１との間に、固定スクロール４１と旋回スクロール５３とがちょうど１８０゜相対回転した位置で交互に重なり合うように配設されている。そして内壁４５、固定スクロール４１、旋回板５１、旋回スクロール５３により圧縮室４６が形成されている。また旋回板５１の外周側にはボールベアリングを介して自転防止軸５４の前端の一方が回転自在に配設されている。自転防止軸５４も駆動軸５０と同様に前端が分岐したクランク状であり、分岐の他方にはバランスウェイト５５が設置されている。また自転防止軸５４の後端はボールベアリングを介して後部ケーシング５に回転自在に配設されている。
【００３９】
ガスクーラ３は、前部ケーシング４の前面に設置されたクーラケーシング６とクーラケーシング６の前端に設置された端板７とからなる。なおこれらの部材はアルミ合金により形成されている。
【００４０】
クーラケーシング６は前方に向かって開口する皿状を呈している。このクーラケーシング６の内部には、渦巻き状に連続する溝６０が形成されている。そして溝６０と端板７との間にガス通路６１が形成されている。図３にクーラケーシング６の正面図を示す。図に示すように、ガス通路６１は中央の吐出口４２と最外周部の通路吐出口６４との間に、渦巻き状に配置されている。
【００４１】
図示しないモータにより駆動軸５０が回転すると回転力が旋回板５１に伝達され、旋回板５１が駆動軸５０を中心として旋回する。そして旋回スクロール５３は固定スクロール４１に沿った軌道旋回運動をする。なお旋回スクロール５３の自転は自転防止軸５４により防止されている。
【００４２】
旋回スクロール５１が旋回運動を開始すると、空気が図示しない空気吸入口から取り入れられ、空気吸入口と接続された圧縮室４６の外周側部分４６０に流入する。圧縮室４６内で空気は固定スクロール４１の渦中央方向に渦巻き状に移動する。この過程で空気の圧縮が行われる。圧縮された空気は渦中央部分４６１に到達し、吐出弁４３を介してガス通路６１に流入する。ガス通路６１内において空気は渦巻き状に外周方向に移動し、最外周部に形成された通路吐出口６４から吐出され、燃料電池に供給される。
【００４３】
冷却水は流入口４４０から冷却室４４に流入し、圧縮室４６内の圧縮中の空気やガス通路６１内の吐出空気の熱を吸収し、流出口４４１から流出する。流出した冷却水はラジエターにより冷却され、ポンプにより再び冷却室４４に流入する。すなわち冷却水は冷却回路内を昇温と降温を繰り返しながら循環している。ただし流出口４４１から流出した冷却水の一部は廃棄され、その分燃料電池で発生した純水が適宜冷却回路に補充されている。
【００４４】
なお本実施例のガスクーラ３は、予め溝６０が形成されたクーラケーシング６を鋳造し、この上から端板７をボルトで螺接することにより作製した。なおクーラケーシング６と端板７との間にはガス通路６１の気密性を確保するため図示しないゴム部材が介装されている。
【００４５】
〈参考例２〉
本実施例のスクロール式圧縮機は、ガス通路にガス流を平行に分流させる分流フィンを立設するものである。その他の構成、および製造方法は実施例１と同様である。図４に本実施例のスクロール式圧縮機のクーラケーシング６の正面図を示す。なお実施例１と対応する部材については同じ符号を用いる。
【００４６】
図に示すように、中央の吐出口４２から外周の通路吐出口６４までの間には、ガス通路６１に沿って延びる分流フィン６５が立設されている。この分流フィン６５により、吐出口４２から吐出された吐出ガスはコース状に分流される。また、本実施例のガス通路６１は、後面側に配置される冷却室４４（図中、点線で示す。）の前面全体と接触するように、広範囲に配置されている。これら分流フィン６５の立設および冷却室４４との接触面積の拡大により、本実施例のガス通路６１の伝熱面積は大きくなる。このため、本実施例のガス通路６１の冷却効率は高くなる。
【００４７】
〈参考例３〉
本実施例のスクロール式圧縮機は、ガス通路にガス流を二手に分流させる分流フィンを立設するものである。その他の構成、および製造方法は実施例１と同様である。図５に本実施例のスクロール式圧縮機のクーラケーシング６の正面図を示す。なお実施例１と対応する部材については同じ符号を用いる。
【００４８】
図に示すように、中央の吐出口４２から外周の通路吐出口６４までの間には、分流フィン６５が配置されている。この分流フィン６５は、吐出口４２から通路吐出口６４までを、左回りに四コース、右回りに四コースの計八コースに区画している。このように、ガス流を二手に分流させると、吐出口４２から通路吐出口６４までのガス流路長が短くなる。このため、例えばガス流を分流させずに渦巻き状にフィンを設けた場合と比較して、圧力損失が小さくなる。
【００４９】
〈参考例４〉
本実施例のスクロール式圧縮機は、ガス通路にガス流を放射状に分流させる分流フィンを立設するものである。その他の構成、および製造方法は実施例６と同様である。図６に本実施例のスクロール式圧縮機のクーラケーシング６の正面図を示す。なお実施例１と対応する部材については同じ符号を用いる。
図に示すように、中央の吐出口４２から外周の通路吐出口６４までの間には、分流フィン６５が散設されている。この分流フィン６５により、吐出口４２から吐出された吐出ガスは、放射状に分流される。このため、本実施例のガス通路６１によると、さらに圧力損失が小さくなる。
【００５０】
〈参考例５〉
本実施例のスクロール式圧縮機は、ガス流に乱流を発生させる杭部をガス通路に配置するものである。その他の構成、および製造方法は実施例６と同様である。図７に本実施例のスクロール式圧縮機のクーラケーシング６の正面図を示す。図に示すように、中央の吐出口４２から外周の通路吐出口６４までの間には、杭部６７が散設されている。この杭部６７により、吐出口４２から吐出された吐出ガスに乱流が発生する。乱流が発生すると、その分吐出ガスのガス通路６１への滞留時間が長くなる。すなわち吐出ガスの冷却時間が長くなる。したがって本実施例によると、ガスの冷却効率が上がる。
【００５１】
〈実施例６〉
本実施例のスクロール式圧縮機は、ガス通路に冷却フィンを設けるものである。図８に本実施例のスクロール式圧縮機の軸方向断面図を示す。なお実施例１と対応する部材については同じ符号を用いる。
【００５２】
本実施例のスクロール式圧縮機１では、ガス通路６１に冷却フィン６２が立設されている。また冷却フィン６２の内部は冷却室４４の一部となっており、冷却水が循環している。すなわち冷却フィン６２の裏側に溝６３が形成されており、この溝６３と前部ケーシング４の凹部４０との間に冷却室４４が形成されている。
【００５３】
本実施例のガスクーラ３は、予め冷却フィン６２を備えるクーラケーシング６を鋳造し、この上から端板７をボルトで螺接することにより作製した。その他の部分の構成は実施例１と同様である。
【００５４】
〈実施例７〉
本実施例のスクロール式圧縮機は、ガスクーラをハウジングと一体的に形成したものである。つまりハウジングにガス通路と冷却通路とを二重渦巻き状に配置したものである。図９に本実施例のスクロール式圧縮機の軸方向断面図を示す。なお実施例１と対応する部材については同じ符号を用いる。
【００５５】
本実施例のスクロール式圧縮機１のハウジング２は、前面に二重渦巻き状の溝４８が形成された前部ケーシング４と、溝４８を覆って前部ケーシング４の前方に設置された端板７と、前部ケーシング４の後方に設置された後部ケーシング５とからなる。
【００５６】
本実施例のスクロール式圧縮機１では、端板７と溝４８との間に軸方向に対して垂直方向に二重渦巻き状の通路が形成される。この通路の一方がガス通路６１であり、他方が冷却通路４７である。冷却水は、前部ケーシング４の外周部に設けられた流入口４７０から冷却通路４７に流入し、渦巻き状に内周方向に移動し、流出口４７１から流出する。一方吐出ガスは、吐出口４２からガス通路６１に流入し、冷却水と反対方向に渦巻き状に外周方向に移動し通路吐出口６４から圧縮機外に吐出され燃料電池に供給される。
【００５７】
本実施例においては、予め溝４８を備える前部ケーシング４を鋳造し、この上から端板７をボルトで螺接することにより、ガス通路６１と冷却通路４７を形成した。なお前部ケーシング４と端板７との間には、ガス通路６１の気密性と冷却通路４７の液密性を確保するため、ゴム部材が介装されている。その他の部分の構成は実施例１と同様である。
【００５８】
〈実施例８〉
本実施例のスクロール式圧縮機はガス通路の前方にさらに補助冷却室を形成するガスクーラを備えるものである。図１０に本実施例のスクロール式圧縮機の軸方向断面図を示す。なお実施例１と対応する部材については同じ符号を用いる。
【００５９】
本実施例のスクロール式圧縮機１のガスクーラ３は、前部ケーシング４の前面に設置されたガス通路ケーシング９と、ガス通路ケーシング９の前面に設置された冷却室ケーシング８と、冷却室ケーシング８の前端に設置された端板７とからなる。
【００６０】
ガス通路ケーシング９は、前方に開口する皿状を呈している。このガス通路ケーシング９には、渦巻き状の溝９０が形成されている。この溝９０と冷却室ケーシング８との間にガス通路９１が形成されている。また冷却室ケーシング８も、前方に開口する皿状を呈している。この冷却室ケーシング８にも、渦巻き状の溝８０が形成されている。そしてこの溝８０と端板７との間に通路状の補助冷却室８１が形成されている。また補助冷却室８１の流入口８１０には、冷却室４４の流出口４４１とつながる連結パイプ８２が接続されている。吐出ガスは、吐出口４２からガス通路９１に流入し、渦巻き状に外周方向に移動し、通路吐出口９４から圧縮機外に吐出され燃料電池に供給される。一方、冷却水は、冷却室４４から流入口８１０を介して補助冷却室８１に流入し、渦巻き状に内周方向に移動し、流出口８１１から圧縮機外に流出する。
【００６１】
本実施例のスクロール式圧縮機のガスクーラ３は、まずガス通路ケーシング９と冷却室ケーシング８をそれぞれ鋳造により成形し、次にガス通路ケーシング９の前面に冷却室ケーシング８をボルトにより螺設し、最後に冷却室ケーシング８の前面に端板７をボルトにより螺設することにより作製した。なおガス通路ケーシング９と冷却室ケーシング８との間、冷却室ケーシング８と端板７との間には、ガス通路９１の気密性と補助冷却室８１の液密性を確保するため、ゴム部材が介装されている。その他の部分の構成は実施例１と同様である。
【００６２】
〈実施例９〉
本実施例のスクロール式圧縮機は、ガス通路の前方にさらに補助冷却室を形成するものである。そして並びに、ガス通路の前面から補助冷却室側に延びる補助冷却フィンと、ガス通路の後面から冷却室側に延びる冷却フィンと、を配置するものである。図１１に本実施例のスクロール式圧縮機の軸方向断面図を示す。なお実施例８と対応する部材については同じ符号を用いる。本実施例のスクロール式圧縮機１のガスクーラ３は、前部ケーシング４の前面に設置されたガス通路ケーシング９と、ガス通路ケーシング９の前面に設置された冷却室ケーシング８と、冷却室ケーシング８の前端に設置された端板７とからなる。
【００６３】
ガス通路ケーシング９は、前方に開口する皿状を呈している。このガス通路ケーシング９の底壁からは、前方に延びる分流フィン９２と、後方に延びる冷却フィン９５と、がそれぞれ立設されている。また冷却室ケーシング８も、前方に開口する皿状を呈している。この冷却室ケーシング８の底壁からは、前方に延びる補助冷却フィン９３と、後方に延びる分流フィン９２と、がそれぞれ立設されている。
【００６４】
そして、ガス通路９１は、前方および後方から延出される分流フィン９２により、コース状に区画されている。また冷却室４４も、前方から延出される冷却フィン９５により、コース状に区画されている。さらに補助冷却室８１も、後方から延出される補助冷却フィン９３により、コース状に区画されている。その他の部分の構成、および製造方法は、参考例４と同様である。
【００６５】
吐出ガスは、吐出口４２からガス通路９１に流入する。そして吐出ガスは、ガス通路９１内を、分流フィン９２により平行に分流されながら通路吐出口９４まで渦巻き状に拡径移動する。その後吐出ガスは、通路吐出口９４から圧縮機外に吐出され燃料電池に供給される。一方冷却水は、冷却室４４を冷却フィン９５により平行に分流されながら移動した後、流入口８１０を介して補助冷却室８１に流入する。そして冷却水は、補助冷却室８１内を補助冷却フィン９３により平行に分流されながら渦巻き状に縮径移動する。その後冷却水は、流出口８１１から圧縮機外に流出する。
【００６６】
本実施例の圧縮機には、分流フィン９２が配置されている。また冷却フィン９５および補助冷却フィン９３も配置されている。このためガス通路９１と、冷却室４４および補助冷却室８１との伝熱面積が広い。したがって、より吐出ガスの冷却効果が高くなる。
【００６７】
なお、本実施例においては補助冷却室８１を配置し、この中に補助冷却フィン９３を挿入した。しかしながら、補助冷却室８１を配置しない形態で実施してもよい。すなわち補助冷却フィン９３を圧縮機前端に解放して立設してもよい。この形態でも、大気に対する伝熱面積が広くなるため、吐出ガスの冷却効率を高めることができる。
【００６８】
【発明の効果】
本発明のスクロール式圧縮機によると、吐出ガスの温度が低いスクロール式圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例１のスクロール式圧縮機の軸方向断面図である。
【図２】  図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】  実施例１のスクロール式圧縮機のクーラケーシングの正面図である。
【図４】  参考例２のスクロール式圧縮機のクーラケーシングの正面図である。
【図５】  参考例３のスクロール式圧縮機のクーラケーシングの正面図である。
【図６】  参考例４のスクロール式圧縮機のクーラケーシングの正面図である。
【図７】  参考例５のスクロール式圧縮機のクーラケーシングの正面図である。
【図８】  実施例６のスクロール式圧縮機の軸方向断面図である。
【図９】  実施例７のスクロール式圧縮機の軸方向断面図である。
【図１０】  実施例８のスクロール式圧縮機の軸方向断面図である。
【図１１】  実施例９のスクロール式圧縮機の軸方向断面図である。
【図１２】  従来式のスクロール式圧縮機の軸方向断面図である。
【符号の説明】
１：スクロール式圧縮機  ２：ハウジング  ３：ガスクーラ
４：前部ケーシング  ５：後部ケーシング  ６：クーラケーシング
７：端板  ８：冷却室ケーシング  ９：ガス通路ケーシング
４０：凹部  ４１：固定スクロール  ４２：吐出口  ４３：吐出弁
４４：冷却室  ４５：内壁  ４６：圧縮室  ４７：冷却通路  ４８：溝
５０：駆動軸  ５１：旋回板  ５２：バランスウェイト
５３：旋回スクロール  ５４：自転防止軸  ５５：バランスウェイト
６０：溝  ６１：ガス通路  ６２：冷却フィン  ６３：溝  ６４：通路吐出口
６５：分流フィン  ６７：杭部  ８１：補助冷却室  ９０：溝
９１：ガス通路  ９２：分流フィン  ９３：補助冷却フィン
９４：通路吐出口  ９５：冷却フィン  ４４０：流入口  ４４１：流出口
４６０：外周側部分  ４６１：渦中央部分  ４７０：流入口  ４７１：流出口
８１０：流入口  ８１１：流出口
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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