(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行な二軸をそれぞれの中心として回転する一対のスクリュー型ロータを相互に噛み合わせることにより、それらのスクリュー型ロータとハウジングの内面との間に形成される移動空間を利用して流体を圧縮するスクリュー型コンプレッサにおいて、
平行な前記二軸によって形成される第１の平面に対して前記平行な二軸の中間において直交する２つの第２の平面の間であって、しかも前記ハウジングの外側に付加的な空間を形成すると共に、前記付加的な空間に前記移動空間において圧縮されて外部へ吐出される流体のための消音器兼冷却器を設けて、この消音器兼冷却器を前記移動空間の吐出側端部と吐出通路との間に接続すると共に、この消音器兼冷却器にそれを強制的に冷却する冷却媒体を供給するように構成していて、
高圧流体が供給される燃料電池に使用され、前記高圧流体を冷却媒体として前記付加的な空間に設けられた前記消音器兼冷却器へ供給して膨張させることによって、前記移動空間において圧縮されて吐出される流体を冷却することを特徴とするスクリュー型コンプレッサ。
【請求項２】
請求項１において、前記消音器兼冷却器が、前記付加的な空間の一側に形成された入口側空間と、前記付加的な空間の他側に形成された出口側空間と、前記入口側空間と前記出口側空間との間を接続する複数個の熱交換用流路とを備えていることを特徴とするスクリュー型コンプレッサ。
【請求項３】
請求項２において、前記熱交換用流路に、前記消音器兼冷却器を通って流れる圧縮された流体の放熱を促進するためのフィンが取り付けられていることを特徴とするスクリュー型コンプレッサ。
【請求項４】
請求項１において、前記消音器兼冷却器が、前記付加的な空間の一側に形成された入口側空間と、前記付加的な空間の他側に形成された出口側空間と、前記入口側空間と前記出口側空間との間を直接に連通させる直通流路と、前記入口側空間と前記出口側空間との間の空間に所定の通路を残してこの空間を仕切る１枚以上の仕切り板を設けることによって形成された蛇行する迂回流路とを備えていることを特徴とするスクリュー型コンプレッサ。
【請求項５】
請求項１において、前記消音器兼冷却器が、前記付加的な空間内に少なくともこの空間を覆うカバーと接するように取り付けられた多孔質の金属部材からなることを特徴とするスクリュー型コンプレッサ。
【請求項６】
請求項５において、前記多孔質の金属部材が発泡金属からなることを特徴とするスクリュー型コンプレッサ。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかにおいて、少なくとも前記消音器兼冷却器を囲むカバーに、放熱を促進するためのフィンが取り付けられていることを特徴とするスクリュー型コンプレッサ。
【請求項８】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記消音器兼冷却器に向かって何らかの冷却媒体を強制的に吹き付ける手段が設けられていることを特徴とするスクリュー型コンプレッサ。
【請求項９】
請求項１ないし６のいずれかにおいて、少なくとも前記消音器兼冷却器を囲むカバーに、熱を吸収する冷却媒体の通路が設けられていることを特徴とするスクリュー型コンプレッサ。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかにおいて、前記冷却媒体が水であることを特徴とするスクリュー型コンプレッサ。
【請求項１１】
請求項１０において、燃料電池に使用され、この燃料電池における反応の結果として生成される水を冷却水として利用するように構成されていることを特徴とするスクリュー型コンプレッサ。
【請求項１２】
請求項１ないし９のいずれかにおいて、前記冷却媒体が空気であることを特徴とするスクリュー型コンプレッサ。
【請求項１３】
平行な二軸をそれぞれの中心として回転する一対のスクリュー型ロータを相互に噛み合わせることにより、それらのスクリュー型ロータとハウジングの内面との間に形成される移動空間を利用して流体を圧縮するスクリュー型コンプレッサにおいて、
平行な前記二軸によって形成される１つの平面に対して直交すると共に、前記二軸をそれぞれ含む二平面の間であって、しかも前記ハウジングの外側の空間に、一対の前記スクリュー型ロータを囲む前記ハウジングに設けられた吐出ポートに吐出流体が流通するようにボリュームと放熱部を含む消音器を配置し、該消音器を囲むようにカバーを配置して、該カバー内に冷却媒体を供給するように構成していて、
高圧流体が供給される燃料電池に使用され、前記高圧流体を冷却媒体として前記カバー内に設けられた前記ボリュームと放熱部を含む消音器へ供給して膨張させることによって、前記移動空間において圧縮されて吐出される流体を冷却することを特徴とするスクリュー型コンプレッサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数個のスクリュー型ロータを噛み合わせて構成するスクリュー型コンプレッサに係り、特にスクリュー型コンプレッサに付設される消音器兼冷却器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平１０−８２３８５号公報にスクリュー型コンプレッサから発生する騒音を低減させるための消音器の構造が記載されている。この従来技術の特徴は、平行な二軸をそれぞれの中心として回転する一対のスクリュー型ロータを相互に噛み合わせることによって、それらのスクリュー型ロータとハウジングとの間に形成されて移動する空間を利用して流体を圧縮するスクリュー型コンプレッサにおいて、平行な二本のロータ軸によって形成される第１の平面に対して、二本のロータ軸の中間において直交する第２の平面の付近において、ハウジングの外側に形成される谷間を埋めるようにサイレンサ室を形成すると共に、このサイレンサ室を前述の移動空間の吸入側端部と吸入通路との間、或いは移動空間の吐出側端部と吐出通路との間に接続することにより、外部から移動空間へ吸入されるか、或いは移動空間において圧縮されて外部へ吐出される流体のための消音器を構成する点にある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この従来技術は、スクリュー型コンプレッサのハウジングに必然的にできるデッドスペースを利用することによって、体格が大型化することを抑えながら消音器を付設することができるという点で優れている。しかしながら、消音器を設けることによってハウジングの表面のかなり広い部分が二重構造となるので、ハウジングからの放熱が悪くなるのと、ハウジングの一部である消音器の中を圧縮されて高温となった流体が流れる結果、コンプレッサの圧縮比が大きい場合には、吐出される流体の温度が非常に高くなるばかりでなく、消音器を含むハウジングの温度も上昇するので、ハウジングが熱膨張をしてスクリュー型ロータとの間のクリアランスが変化するため、コンプレッサの効率や信頼性の低下を招く。
【０００４】
また、燃料電池を搭載している電気自動車等においては燃料電池へ空気を供給するためにエアコンプレッサを使用するが、燃料電池本体内の反応温度や耐熱性の面から、コンプレッサから吐出される空気の温度は、空気が燃料電池へ流入する前に、インタークーラのような熱交換器によって所定の温度範囲まで冷却する必要がある。通常、このような熱交換器は大きい体格を有するので、燃料電池式の電気自動車では限られたスペースにインタークーラを搭載する必要から、補機類を小型化することが大きな課題になっている。
本発明は、従来技術における前述のような問題に鑑み、新規な手段によってそれらの問題を解消することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、この課題を解決するための手段として特許請求の範囲の請求項１に記載されたスクリュー型コンプレッサを提供する。
【０００６】
本発明においては、平行な二軸によって形成される第１の平面に対して平行な二軸の中間において直交する２つの第２の平面の間であって、しかもハウジングの外側に付加的な空間を形成すると共に、この付加的な空間に消音作用のある熱交換器を設けて、それを、スクリュー型コンプレッサのスクリュー型ロータの周囲に移動する空間として形成される作動空間の吐出側端部と吐出通路との間に接続することにより、スクリュー型ロータによって圧縮されて吐出される流体のための消音器兼冷却器を構成し、これに冷却媒体を供給することにより、単なる消音器のみならず冷却器としても作動するようにすると共に、スクリュー型コンプレッサを高圧流体が供給される燃料電池に使用し、高圧流体を冷却媒体として付加的な空間に設けられた消音器兼冷却器へ供給して膨張させることによって、移動空間において圧縮されて吐出される流体を冷却するようにした点に特徴がある。
【０００７】
この消音器兼冷却器は、スクリュー型コンプレッサのハウジングに対する付加的な空間の一側に形成された入口側空間と、付加的な空間の他側に形成された出口側空間と、入口側空間と出口側空間とを接続する複数個の熱交換用流路を備えるものとすることができる。スクリュー型ロータによって圧縮された空気のような流体は、この熱交換用流路を流れる間に冷却媒体によって冷却されると共に消音される。また、この熱交換用流路の外部或いは内部には、この熱交換用流路を通って流れる圧縮された流体の放熱を促進するためのフィンを取り付けることができる。
【０００８】
この消音器兼冷却器の１つの態様においては、付加的な空間の一側に形成された入口側空間と、付加的な空間の他側に形成された出口側空間と、入口側空間と出口側空間との間を直接に連通させる直通流路と、入口側空間と出口側空間との間の空間を仕切る１枚以上の仕切り板によって形成された蛇行する迂回流路とを備えていることができる。この場合は、入口側空間から分流して直通流路を流れる流体の脈動と、同じく迂回流路を流れる流体の脈動との間に半波長の位相差を与えることにより、出口側空間において２つの流れが合流する時に脈動を相殺させて消滅させることができる。
【０００９】
他の態様においては、消音器兼冷却器内に、少なくともカバーのような周囲の壁と接するように多孔質の金属部材を設けることができる。この場合は、多孔質の金属部材をスクリュー型コンプレッサから吐出される空気のような流体が透過する時に、流体の流れの脈動のエネルギーを多孔質の金属部材によって吸収させて熱に変換すると共に、圧縮された流体が有する熱も多孔質の金属部材によって吸収して、更に、多孔質の金属部材を冷却する冷却媒体によって熱を外部へ放出させることができる。この多孔質の金属部材として、所謂発泡金属を使用することができる。
【００１０】
本発明においては、少なくとも消音器兼冷却器を設けた付加的な空間を囲むカバーに熱交換用のフィンを設けて放熱を促進することができる。また、消音器兼冷却器に向かって直接に、冷却水や冷却空気のような冷却媒体を強制的に吹き付ける手段を設けることもできる。付加的な空間を囲むカバーの内部に通路を設けて、それに熱を吸収する冷却媒体を流してもよい。この冷却媒体として冷却水や空気等を利用することができる。
【００１１】
本発明の他の態様においては、平行な二軸によって形成される一つの平面に対して直交すると共に、二軸をそれぞれ含む二平面の間で、しかもハウジングの外側の空間に、一対のロータを囲むハウジングに設けられた吐出ポートに吐出流体が流通するようにボリューム（所定の容積を有する空間）と放熱部を含む消音器を配置し、該消音器を囲むようにカバーを配置して、該カバー内に冷却媒体を供給するように構成すると共に、スクリュー型コンプレッサを高圧流体が供給される燃料電池に使用し、高圧流体を冷却媒体としてカバーに設けられたボリュームと放熱部を含む消音器へ供給して膨張させることによって、移動空間において圧縮されて吐出される流体を冷却するようにしてもよい。この態様によっても、特許請求の範囲の請求項１に記載されたスクリュー型コンプレッサと同様の作用効果を得ることができる。
【００１２】
本発明のスクリュー型コンプレッサは、燃料電池のシステムに好適に使用することができる。即ち、燃料電池における反応の結果として生成される水を、圧縮された流体のための冷却媒体として利用するとか、液化水素のような高圧流体が供給される燃料電池においては、高圧流体を膨張させる際に得られる冷熱を利用することによって、スクリュー型コンプレッサから圧縮されて吐出される空気のような流体を冷却することができるので、システム内で無駄になるエネルギーを活用して、外部から冷却媒体を供給する必要をなくすことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、添付の図面を参照しながら、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。図１及び図２に本発明のスクリュー型コンプレッサの第１実施例を示す。図に示す１は一対のスクリュー型ロータであって、それらは平行な２本の中心軸線上において回転することができるように、ハウジング１０によって図示しない軸受を介して軸支されると共に、ロータ１同士が噛み合う部分１ａにおいて軸方向のシール領域を形成する。また、それぞれのロータ１の外周面と、それらに対向しているハウジング１０の内周面との間には微小なクリアランスが形成されるので、そのクリアランスのシール作用によって、それぞれのスクリュー型ロータ１の螺子溝は一周毎に実質的に閉じられて作動空間を形成する。従って、一対のロータ１が噛み合った状態で相互に所定の反対方向に回転すると、作動空間が軸方向に移動する移動空間となるので、移動空間はハウジング１０に開口している吸入ポート２に近いロータ１の吸入側端部において流体を吸入すると共に、吐出ポート３に近い吐出側端部に向かって流体を圧送するポンプ作用をすることになる。
【００１４】
平行な一対のスクリュー型ロータ１のそれぞれの中心軸線１ｃを通る１つの平面に対して直交すると共に、それぞれの中心軸線１ｃを通る２つの平面の間であって、しかもハウジング１０の外側に、１つの付加的な空間を形成するようにカバー１０ａを取り付ける。そして、カバー１０ａ内の付加的な空間の一側を、吐出ポート３に接続する入口側空間４とすると共に、この付加的な空間の他側を、カバー１０ａに開口する吐出口１０ｄに接続する出口側空間５として、カバー１０ａ内の付加的な空間に消音器兼冷却器６を形成する。この部分は一対のスクリュー型ロータ１によってハウジング１０の一部に谷間が形成される位置であると共に、ロータ１を駆動する図示しないモータの形状からデッドスペースとなる部分でもある。この位置に消音器兼冷却器６を構成することによって、スクリュー型コンプレッサの体格が増大するのを比較的に小さく抑えることができる。
【００１５】
第１実施例における消音器兼冷却器６は、入口側空間４と出口側空間５との間を接続する複数本の熱交換用チューブ７を備えている。従って、吸入ポート２から流入して、一対のスクリュー型ロータ１とハウジング１０の内面との間に移動空間として形成される作動空間によって圧縮された後に、吐出ポート３からカバー１０ａ内の付加的な空間へ流入する空気のような流体は、入口側空間４と出口側空間５、更には熱交換用チューブ７内の絞られた熱交換用の流路７ａを流れる間に効果的な消音作用を受けて吐出脈動が平滑化される。
【００１６】
更に、熱交換用チューブ７の外側には多数の熱交換用フィン８が取り付けられてチューブ７の間に形成された冷却水路９に突出している。図２に示すように、カバー１０ａの一側には冷却水供給ポート１１が開口していて、外部から低温の冷却水を冷却水路９の一端へ導入すると共に、カバー１０ａの他側には冷却水排出ポート１２が開口していて、冷却水路９内を通過した冷却水を外部へ導出するようになっている。従って、吐出ポート３から複数本の熱交換用チューブ７内の流路７ａを通って吐出口１０ｄへ流れる圧縮された流体は、消音器兼冷却器６によって前述のように消音作用を受けるのと同時に、強力な冷却作用をも受けることになる。
【００１７】
冷却作用の強さは冷却水路９へ供給される冷却水の流量によって調節することができる。従って、冷却水の流量を制御することによって吐出される流体の温度を任意の値まで低下させることができるだけでなく、コンプレッサの圧縮比が大きくて圧縮された流体の温度が高い場合でも、消音器兼冷却器６を含むハウジング１０の温度を十分に低下させることができるため、ハウジング１０が熱膨張をしてスクリュー型ロータ１との間のクリアランスが増加することによりコンプレッサの効率が低下することを避けることができる。また、それによってスクリュー型コンプレッサの信頼性が高くなる。
【００１８】
更に、このスクリュー型コンプレッサを、燃料電池を搭載している電気自動車に使用する場合には、燃料電池へ供給される空気の温度を消音器兼冷却器６によって任意の高さまで低下させることができるので、燃料電池本体内の温度を反応に最適な値に維持することが容易になる。言うまでもなく、過熱による劣化等の問題も避けることができる。更に、消音器兼冷却器６を、ハウジング１０のデッドスペースを利用して設けることができるので、消音器兼冷却器６を含めてスクリュー型コンプレッサの体格が比較的に小さくなることから、電気自動車においても搭載が容易になる。
【００１９】
図３及び図４に本発明の第１実施例のスクリュー型コンプレッサについての具体例を示す。図３は全体構成を分解斜視図として、図４はその一部である消音器兼冷却器６を部分的に切断した斜視図として示している。この具体例は基本的に第１実施例と同様な構成を有するので、図１及び図２に示した第１実施例のスクリュー型コンプレッサと対応する部分については、図３及び図４においても同じ参照符号を付すことによって重複する詳細な説明を省略する。なお、消音器兼冷却器６における４ａは入口側空間４に形成された流入ポートであって、これはハウジング１０に形成された吐出ポート３に整合している。同様に、５ａは出口側空間５に形成された流出ポートであって、カバー１０ａに形成された吐出口１０ｄと整合している。図３及び図４に示した具体的な構造のスクリュー型コンプレッサが第１実施例のそれと同様な作用効果を奏することは言うまでもない。
【００２０】
第１実施例とその具体例においては、消音器兼冷却器６において、圧縮された空気のような流体が熱交換用チューブ７の内部を流れると共に、冷却水が熱交換フィン８に接触するように熱交換用チューブ７の外側の冷却水路９を流れるようになっているが、この関係を反対にして、冷却水が熱交換用チューブ７の内部を通過するようにすると共に、その外側を圧縮された空気のような流体が熱交換フィン８に接触して流れるようにしてもよい。更に、カバー１０ａの外側に図示しない多数のフィンを設けて、消音器兼冷却器６内の熱の一部をカバー１０ａから直接に通風のような冷却媒体、即ち、流れる空気によって外部へ放熱するように構成してもよい。
【００２１】
図５に本発明の第２実施例を示す。第２実施例の特徴は消音器兼冷却器１７の具体的な構造にあるので、消音器兼冷却器１７を除くスクリュー型コンプレッサ本体の構成は図１から図３に示す第１実施例のそれと同様なものであってよい。従って、図５に示す第２実施例の要部のみを示す消音器兼冷却器１７の構造は、前述の第１実施例における消音器兼冷却器６の対応部分に置き代わり得るものである。この場合の冷却媒体は、消音器兼冷却器１７に冷却水通路等を設けて流してもよいが、消音器兼冷却器１７の図示しないカバーに熱交換用のフィンを取り付けて、通風によって冷却してもよい。
【００２２】
第２実施例における消音器兼冷却器１７は、入口側空間４と出口側空間５との間に形成された空間（何らかのカバーによってハウジング１０に対する付加的な空間として形成された内部空間そのものであってもよいし、入口側空間４及び出口側空間５を形成する容器と一体化された容器の内部空間であってもよい。）を複数個の部分に区画するような仕切り板１３を備えている。そして入口側空間４と出口側空間５との間に１本の直通流路１４が仕切り板１３を貫通する１本以上の貫通管１４ａによって構成されていると共に、それぞれの仕切り板１３に千鳥状に開口としての迂回流路１５が１個ずつ設けられている。なお、迂回流路１５は仕切り板１３の開口として形成する他に、仕切り板１３の一端部におけるカバーとの隙間によって形成してもよい。
【００２３】
第２実施例における消音器兼冷却器１７の消音器としての作用効果は、入口側空間４において分流して直通流路１４を流れる一部の流体の脈動と、迂回流路１５を蛇行して流れる他の一部の流体の脈動を、それら２つのの流れが合流する出口側空間５において干渉させることによって消滅させることである。従って、これら２つの流れの脈動が出口側空間５において半波長だけの差を生じるように、直通流路１４の長さと、迂回流路１５の全長を設定することによって、出口側空間５において２つの流れの脈動が相殺されて同時に消滅する。
【００２４】
このように、スクリュー型ロータ１によって圧縮された流体が流れる流路は２つに分岐しているが、いずれの流れも貫通管１４ａや仕切り板１３等に接触するので、圧縮された流体が有する熱は貫通管１４ａや仕切り板１３等に与えられ、消音器兼冷却器１７の図示しないカバーやハウジング１０の表面から通風によって、或いは壁の内部に設けられた冷却水通路によって外部へ放熱される。通風による場合は、放熱を促進するために、消音器兼冷却器１７のカバーやハウジング１０の表面に熱交換用のフィンを設けることが望ましい。
【００２５】
図６に本発明の第３実施例を示す。第３実施例の特徴も消音器兼冷却器１８の具体的な構造にある。第３実施例の場合も、消音器兼冷却器１８を除くスクリュー型コンプレッサ本体の構成は、図１から図３に示す第１実施例のそれと同様なものであってよい。従って、図６に示す第３実施例の要部のみの構造は、第１実施例における消音器兼冷却器６や、第２実施例における消音器兼冷却器１７の対応部分に置き代わり得るものである。
【００２６】
第３実施例における消音器兼冷却器１８の特徴は、入口側空間４と出口側空間５との間に形成された空間に、発泡金属１６のような多孔質の金属部材が設けられていることである。発泡金属１６はカバーのような周囲の金属製の容器と接触していて、熱を容器の壁面を介してカバーやハウジング１０へ伝達することができる。スクリュー型ロータ１によって圧縮された空気のような流体は、入口側空間４から出口側空間５へ流れるときに細かく分流して発泡金属１６の内部の連続気泡を伝って透過するが、その際に脈動のエネルギーによって発泡金属１６を部分的に加振するので、脈動のエネルギーが熱に変化して脈動が減衰する。それによって消音効果が得られる。
【００２７】
このように発泡金属１６内で発生する熱以外の、スクリュー型ロータ１によって圧縮された時から流体が有する熱は、発泡金属１６の微小な連続気泡を透過する間に発泡金属１６に効率よく伝達される。そして、消音器兼冷却器１８の図示しないカバーやハウジング１０等の表面から外部へ放熱される。この場合も、放熱フィン或いは冷却水通路等がカバーに設けられていることが望ましい。なお、発泡金属１６に代わるものとして、スチールウールを適度の密度に押し固めたものも使用することができる。
【００２８】
図７に、本発明の第４実施例として、スクリュー型コンプレッサを車両等に搭載される燃料電池のシステムに適用した場合の１つのシステム構成を示す。参照符号２１がスクリュー型コンプレッサであって、それによって加圧されると共に温度が上昇した空気（Ｏ2 ）を、その吐出ポート２２から消音器兼冷却器２３へ流入させることによって所定の温度まで冷却した後に燃料電池（ＦＣ）２４内へ供給する。燃料電池２４には空気とは別の系統から燃料としての水素（Ｈ2 ）が供給されていて、空気との反応によって電力を発生する。
【００２９】
この際に燃料電池２４内の反応によって生成される水（Ｈ2 Ｏ）は水排出ポート２５から、熱交換器でもある前述の消音器兼冷却器２３を通過して外部へ排出される。従って、消音器兼冷却器２３を通過する時に、この排出水が冷却水としてコンプレッサ２１からの圧縮された空気を冷却するので、外部から冷却水等の冷却媒体を供給しなくても、コンプレッサ２１によって圧縮されて燃料電池２４へ供給される空気を、燃料電池２４の内部で生成されて外部へ捨てられる水を活用して冷却することができる。そして、冷却と同時に圧縮された空気の脈動も消音器兼冷却器２３によって吸収されるので、コンプレッサ２１によって発生する振動や騒音が低減される。なお、消音器兼冷却器２３の構造や取り付け位置は第１実施例における消音器兼冷却器６のそれと同様なものでよい。
【００３０】
図８に、本発明の第５実施例としてのスクリュー型コンプレッサの要部となる消音器兼冷却器３１とその付属部分を示す。消音器兼冷却器３１そのものは前述の第１実施例における消音器兼冷却器６と概ね同様なものであって同様な位置に取り付けられるが、第５実施例の消音器兼冷却器３１においては、第１実施例の消音器兼冷却器６のように冷却水路９へ冷却水を流通させるのではなく、消音器兼冷却器３１に対向して冷却水噴射ノズル３４を設けて、これに冷却水のような冷却媒体を加圧して供給することにより、冷却水を消音器兼冷却器３１の熱交換フィン８を含む全面に向かって噴射するという方法をとっている。もっとも、冷却水を加圧しないで、消音器兼冷却器３１の熱交換用チューブ７や熱交換フィン８の表面へ単に滴下させるか、或いは流下させるだけでもよい。また、冷却水として、前述の第４実施例のように、燃料電池の内部で生成されて捨てられる水を利用してもよい。
【００３１】
言うまでもなく、第５実施例においても、図示しないスクリュー型コンプレッサにおいて圧縮された空気は、入口側空間４の流入ポート３２から消音器兼冷却器３１内へ流入し、出口側空間５の流出ポート３３から外部へ流出する間に冷却されると共に消音される。
【００３２】
第５実施例においては、冷却水の気化熱によって消音器兼冷却器３１を冷却するので、少量の水によって大量の熱を除去することができることから、設備を小型化することができるという利点がある。また、第５実施例の消音器兼冷却器３１においては、大気に連通している部分へ冷却水や冷却空気等の冷却媒体が供給されることになるので、カバー内に冷却水のような冷却媒体が溜まったままになることがないから、このスクリュー型コンプレッサを低温の環境において使用しても凍結などの問題が生じない。
【００３３】
図９に、本発明の第６実施例として、スクリュー型コンプレッサを車両等に搭載される燃料電池のシステムに適用した場合の、第４実施例とは異なるシステムの構成を示す。参照符号４１が本発明のスクリュー型コンプレッサであって、同じく４２が本発明の要部としての消音器兼冷却器である。消音器兼冷却器４２の構造は前述の第１実施例における消音器兼冷却器６と同様なものでよい。スクリュー型コンプレッサ４１から吐出される圧縮された空気は消音器兼冷却器４２を通過する時に冷却されると同時に消音される。後述のようにして所定の温度まで冷却された空気は燃料電池４３の空気極側４４へ供給される。
【００３４】
これとは別に、燃料電池４３の水素極側４５には燃料としての水素が供給されるが、常温常圧における水素は密度が低いので高圧まで加圧して液化させた状態で高圧水素ボンベ４６に貯蔵されている。従って、水素を燃料電池４３へ供給する前に大気圧程度の低圧まで減圧して膨張させる必要があるので、例えば、キャピラリチューブのような絞りを通過させて膨張させる。この時に気化して膨張する水素が気化熱を周囲から奪うので周囲の温度が低下する。第６実施例においてはこの現象を利用している。即ち、液化水素が流れるキャピラリチューブと、その上流側及び下流側の所定の範囲の流路を前述の消音器兼冷却器４２内に設けることによって、コンプレッサ４１から吐出される空気を冷却する。
【００３５】
このように、第６実施例においては、スクリュー型コンプレッサ４１が燃料電池４３の空気供給システムに使用される場合に、同じ燃料電池４３へ供給される水素の供給システムを利用して、スクリュー型コンプレッサによって圧縮された空気の温度を調整することができるので、外部の手段を使用する必要もなく、同じシステム内で発生して通常は無駄になる冷熱を活用することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のスクリュー型コンプレッサを示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における横断側面図である。
【図３】図１に示すスクリュー型コンプレッサの詳細な構造を示す分解斜視図である。
【図４】図３の一部である消音器兼冷却器を拡大して示す斜視図である。
【図５】第２実施例の要部として消音器兼冷却器の構成を示す斜視図である。
【図６】第３実施例の要部として消音器兼冷却器の構成を示す斜視図である。
【図７】第４実施例としてスクリュー型コンプレッサを含む燃料電池のシステムを示すシステム構成図である。
【図８】第５実施例の要部として消音器兼冷却器と関連する構成を示す斜視図である。
【図９】第６実施例としてスクリュー型コンプレッサを含む燃料電池のシステムを示すシステム構成図である。
【符号の説明】
１…一対のロータ
２…吸入ポート
３…吐出ポート
４…入口側空間
５…出口側空間
６，１７，１８，２３，３１，４２…消音器兼冷却器
７…熱交換用チューブ
８…熱交換用フィン
９…冷却水路
１０…ハウジング
１０ａ…カバー
１３…仕切り板
１４…直通流路
１５…迂回流路
１６…発泡金属
２１，４１…スクリュー型コンプレッサ
２４，４３…燃料電池
３４…冷却水噴射ノズル
４６…高圧水素ボンベ
【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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