JP2008150976A - スクロール流体機械 - Google Patents

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A & A Kenkyusho Kk
RICCHISUTOON KK
RichStone Ltd Japan
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A & A Kenkyusho Kk
RICCHISUTOON KK
RichStone Ltd Japan
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Abstract

【課題】旋回スクロールの重量が大きくならないようにし、しかも流体機械本体から吐出される圧縮流体の圧力の低下を防止する。
【解決手段】回転軸７に偏心して回転可能に旋回軸１０を支持し、ピンクランク１４等からなる自転防止装置を設け、ケーシング１に固定スクロール１８を固定し、旋回軸１０に旋回スクロール１９を取り付け、旋回軸１０の中心軸方向に冷却用穴２３を設け、旋回軸１０の端部に冷却用穴２３と連通する接続管２４、２５を設け、接続管２４、２５に可撓性を有するホース２６、２７の端部を接続する。
【選択図】 図１

Description

本発明は空気圧縮機、真空ポンプ、冷媒ガス圧縮機、酸素吸入機用圧縮機等として用いられるスクロール流体機械に関するものである。
特許文献１には、モータの回転軸に旋回軸を偏心して回転可能に支持し、旋回軸に旋回スクロールを取り付け、旋回軸とケーシングとの間にオルダム継手を有する自転防止装置を設けたスクロール流体機械が記載されている。
特開昭６３−１３８１８０号公報
しかし、このようなスクロール流体機械においては、旋回スクロールの熱が旋回軸を介してモータのロータに伝わるから、ロータが高温となり、ロータの磁石の磁力が弱くなり、モータが正常に作動しなくなって、流体機械本体から吐出される圧縮流体の圧力が低下してしまう。
そこで、旋回スクロールに冷却手段を設けることが考えられるが、この場合には旋回スクロールの重量が大きくなり、旋回スクロールに作用する遠心力も大きくなる。
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、旋回スクロールの重量が大きくならず、しかも流体機械本体から吐出される圧縮流体の圧力が低下することがないスクロール流体機械を提供することを目的とする。
この目的を達成するため、本発明においては、モータと、上記モータの回転軸に偏心して回転可能に支持された旋回軸と、上記旋回軸の自転を防止する自転防止装置と、上記モータのケーシングに取り付けられた固定スクロールと、上記旋回軸に取り付けられた旋回スクロールとを有するスクロール流体機械において、上記旋回軸の内部に上記旋回軸を冷却する冷却手段を設ける。
この場合、上記冷却手段として上記旋回軸に上記旋回軸の中心軸方向に設けられた冷却用穴を用いてもよい。
また、上記冷却手段として上記旋回軸に上記旋回軸の中心軸方向に設けられ、かつその材料の熱伝導率が上記旋回軸の材料の熱伝導率よりも高い熱伝導体を用いてもよい。
また、上記冷却手段として上記旋回軸に上記旋回軸の中心軸方向に設けられたヒートパイプを用いてもよい。
本発明に係るスクロール流体機械においては、旋回軸の内部に旋回軸を冷却する冷却手段を設けているから、旋回スクロールの重量が大きくならず、しかも流体機械本体から吐出される圧縮流体の圧力が低下することがない。
また、冷却手段として旋回軸に旋回軸の中心軸方向に設けられた冷却用穴を用いたときには、安価に製造することができる。
また、冷却手段として旋回軸に旋回軸の中心軸方向に設けられかつその材料の熱伝導率が旋回軸の材料の熱伝導率よりも高い熱伝導体を用いたときには、安価に製造することができる。
また、冷却手段として旋回軸に旋回軸の中心軸方向に設けられたヒートパイプを用いたときには、効率良く旋回軸を冷却することができる。
図１は本発明に係るスクロール流体機械を示す概略断面図、図２は図１の拡大Ａ−Ａ断面図である。図に示すように、ケーシング１にステータ２が固定され、ケーシング１に軸受支え３、４が固定され、軸受支え３、４に軸受５、６を介して回転軸７が回転可能に支持されている。すなわち、ケーシング１に回転軸７が回転可能に支持されている。また、回転軸７にロータ８が固定され、ケーシング１、ステータ２、回転軸７、ロータ８等によりモータ９が構成されている。また、回転軸７に軸受１１、１２を介して旋回軸１０が回転可能に支持され、回転軸７の中心線と旋回軸１０の中心線とは偏っている。すなわち、旋回軸１０は回転軸７に偏心して回転可能に支持されている。また、旋回軸１０の一方端部すなわち旋回スクロール１９（説明後述）が取り付けられる端部とは反対側の端部に旋回板１３が固定され、軸受支え４（ケーシング１）と旋回板１３との間に３個のピンクランク１４が設けられている。このピンクランク１４のクランク本体１５には軸１６、１７が設けられ、軸１６の中心線と軸１７の中心線とは偏心しており、この偏心量は回転軸７の中心線と旋回軸１０の中心線との偏心量と等しい。また、ピンクランク１４の軸１６は軸受支え４に軸受（図示せず）を介して回転可能に支持され、ピンクランク１４の軸１７は旋回板１２に軸受（図示せず）を介して回転可能に支持されている。そして、旋回板１２、ピンクランク１４等により旋回軸１０の偏心旋回を許容しかつ旋回軸１０の自転を防止する自転防止装置が構成されている。また、モータ９、旋回軸１０、自転防止装置等により偏心旋回駆動装置が構成されている。また、ケーシング１に固定スクロール１８が固定され、固定スクロール１８には渦巻状のラップが設けられている。また、旋回軸１０に旋回スクロール１９が取り付けられ、旋回スクロール１９には固定スクロール１８のラップと同一形状のラップが設けられ、旋回スクロール１９のラップと固定スクロール１８のラップとが重なり合っており、複数の圧縮室２０が形成され、固定スクロール１８に吸入管２１が接続され、固定スクロール１８に吐出管２２が接続され、吸入管２１、吐出管２２は圧縮室２０に連通しており、固定スクロール１８、旋回スクロール１９等により流体機械本体が構成されている。また、旋回軸１０に冷却手段である冷却用穴２３が設けられ、冷却用穴２３は旋回軸１０の中心軸方向に設けられている。また、旋回軸１０の図１紙面上方の端部に冷却用穴２３と連通する接続管２４が設けられ、旋回軸１０の図１紙面下方の端部に冷却用穴２３と連通する接続管２５が設けられ、接続管２４、２５に可撓性を有するホース２６、２７の端部が接続されている。
図１、図２に示したスクロール流体機械においては、モータ９のステータ２の巻線に通電すると、ロータ８、回転軸７が回転し、旋回軸１０は回転軸７の中心線を中心として偏心旋回するが、自転防止装置が設けられているから、旋回軸１０は自転しない。このため、旋回スクロール１９がケーシング１、固定スクロール１８に対して回転せずに偏心旋回するから、旋回スクロール１９と固定スクロール１８との間に形成された圧縮室２０が徐々に縮小する。したがって、空気等の被圧縮流体は吸入管２１から吸引され、圧縮室２０で圧縮されて吐出管２２から吐出される。また、ホース２６、２７を介して冷却用穴２３内に冷却液体または冷却気体を流せば、旋回軸１０を冷却することができる。なお、旋回軸１０は偏心旋回するが自転せず、また接続管２４、２５に可撓性を有するホース２６、２７の端部が接続されているから、接続管２４、２５からホース２６、２７の端部が外れることがなく、確実に冷却用穴２３内に冷却液体または冷却気体を流すことができる。
このようなスクロール流体機械においては、旋回軸１０に冷却用穴２３を設けており、旋回スクロール１９に冷却手段を設けていないから、旋回スクロール１９の重量が大きくならない。また、冷却用穴２３を用いて旋回軸１０を冷却することができるから、旋回スクロール１９の熱が旋回軸１０を介してモータ９のロータ８に伝わるのを防止することができるので、ロータ８が高温とならない。このため、モータ９が正常に作動するから、流体機械本体の吐出管２２から吐出される圧縮流体の圧力が低下することがない。また、冷却手段として旋回軸１０に中心軸方向に設けられた冷却用穴２３を用いているから、安価に製造することができる。
図３は本発明に係る他のスクロール流体機械を示す概略断面図である。図に示すように、旋回軸１０に冷却手段である熱伝導体３１が設けられ、熱伝導体３１は旋回軸１０の中心軸方向に設けられている。また、熱伝導体３１の材料の熱伝導率は旋回軸１０の材料の熱伝導率よりも高く、熱伝導体３１の材料の熱伝導率をアルミニウムの熱伝導率の２倍以上にするのが望ましい。また、熱伝導体３１の一方の端部は旋回スクロール１９と接しており、また熱伝導体３１の一方の端部はケーシング１に設けられた開口部３２を貫通している。また、熱伝導体３１の開口部３２を貫通した端部を冷却する装置、たとえば熱伝導体３１の開口部３２を貫通した端部に向かって風を送るファン、熱伝導体３１の開口部３２を貫通した端部を水の循環によって冷却する装置などが設けられている。
このようなスクロール流体機械においては、旋回軸１０に熱伝導体３１を設けており、旋回スクロール１９に冷却手段を設けていないから、旋回スクロール１９の重量が大きくならない。また、熱伝導体３１を用いて旋回軸１０を冷却することができるから、旋回スクロール１９の熱が旋回軸１０を介してモータ９のロータ８に伝わるのを防止することができるので、ロータ８が高温とならない。このため、モータ９が正常に作動するから、流体機械本体の吐出管２２から吐出される圧縮流体の圧力が低下することがない。また、冷却手段として旋回軸１０に中心軸方向に設けられた熱伝導体３１を用いているから、安価に製造することができる。
なお、上述実施の形態においては、冷却手段として冷却用穴２３、熱伝導体３１を用いたが、冷却手段として旋回軸に中心軸方向に設けられたヒートパイプを用いることができ、この場合には効率良く旋回軸を冷却することができる。また、上述実施の形態においては、ピンクランク１４を有する自転防止装置を用いたが、他の自転防止装置を用いてもよい。
本発明に係るスクロール流体機械を示す概略断面図である。 図１の拡大Ａ−Ａ断面図である。 本発明に係る他のスクロール流体機械を示す概略断面図である。
符号の説明
１…ケーシング
２…ステータ
７…回転軸
８…ロータ
９…モータ
１０…旋回軸
１３…旋回板
１４…ピンクランク
１８…固定スクロール
１９…旋回スクロール
２３…冷却用穴
３１…熱伝導体

Claims (4)

  1. モータと、上記モータの回転軸に偏心して回転可能に支持された旋回軸と、上記旋回軸の自転を防止する自転防止装置と、上記モータのケーシングに取り付けられた固定スクロールと、上記旋回軸に取り付けられた旋回スクロールとを有するスクロール流体機械において、上記旋回軸の内部に上記旋回軸を冷却する冷却手段を設けたことを特徴とするスクロール流体機械。
  2. 上記冷却手段が上記旋回軸に上記旋回軸の中心軸方向に設けられた冷却用穴であることを特徴とする請求項１に記載のスクロール流体機械。
  3. 上記冷却手段が上記旋回軸に上記旋回軸の中心軸方向に設けられた熱伝導体であり、上記熱伝導体の材料の熱伝導率が上記旋回軸の材料の熱伝導率よりも高いことを特徴とする請求項１に記載のスクロール流体機械。
  4. 上記冷却手段が上記旋回軸に上記旋回軸の中心軸方向に設けられたヒートパイプであることを特徴とする請求項１に記載のスクロール流体機械。
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