JP2002106485A - Motor type scroll compressor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はスクロール圧縮機、
より詳しくは燃料電池に供給するガスを圧縮するモータ
一体型スクロール圧縮機に関する。The present invention relates to a scroll compressor,
More specifically, the present invention relates to a motor-integrated scroll compressor that compresses gas supplied to a fuel cell.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、自動車業界においては、石油資源
節約の要請から電気自動車への期待が高まっている。電
気自動車の駆動源として燃料電池は、エネルギ変換効率
が高く、反応生成物も水、二酸化炭素等の無害物のみと
環境にも優しいため、今後の需要の拡大が期待されてい
る。燃料電池に供給されるガスを圧縮する圧縮機として
は、小型化、軽量化が可能なスクロール圧縮機が適して
いる。2. Description of the Related Art In recent years, in the automobile industry, demand for petroleum resources has increased expectations for electric vehicles. Fuel cells as driving sources for electric vehicles have high energy conversion efficiency and are environmentally friendly with only harmless products such as water and carbon dioxide, so that demand is expected to increase in the future. As a compressor for compressing gas supplied to the fuel cell, a scroll compressor that can be reduced in size and weight is suitable.
【0003】また、スクロール圧縮機の仕事量は小さい
方が好ましいため、特開平8−247056号公報に記
載されているスクロール圧縮機のように、高圧室の周囲
に冷却水を循環させる冷却室を設置し、高圧空気の昇温
を抑制する方法が採られていた。Further, since it is preferable that the work amount of the scroll compressor is small, a cooling chamber for circulating cooling water around a high-pressure chamber, such as a scroll compressor described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-247056, is used. The method of installing and suppressing the temperature rise of the high-pressure air has been adopted.
【0004】図2に従来式のスクロール圧縮機の軸方向
断面図を示す。従来式の圧縮機のハウジング1は、小径
側端面に凹部を備える前部ケーシング2と、前部ケーシ
ング2の小径側端面に設置された端板20と、前部ケー
シング2の大径側端に設置された後部ケーシング3とか
らなる。FIG. 2 shows an axial sectional view of a conventional scroll compressor. A housing 1 of a conventional compressor includes a front casing 2 having a concave portion on a small-diameter side end face, an end plate 20 installed on the small-diameter side end face of the front casing 2, and a large-diameter end of the front casing 2. And a rear casing 3 installed.
【0005】前部ケーシング2の大径側には、固定スク
ロール21が軸方向に形成されている。また、固定スク
ロール21の外周側には吸入部22が、内周側には吐出
部23がそれぞれ形成されている。吐出部23の前方に
は吐出弁24および高圧室25が形成されている。後部
ケーシング3の小径側端には、クランク状の駆動軸30
の一端が回転自在に配設されている。駆動軸30の他端
には旋回スクロール31が軸方向に形成されている旋回
板32が回転自在に配設されている。On the large diameter side of the front casing 2, a fixed scroll 21 is formed in the axial direction. Further, a suction portion 22 is formed on the outer peripheral side of the fixed scroll 21 and a discharge portion 23 is formed on the inner peripheral side. A discharge valve 24 and a high-pressure chamber 25 are formed in front of the discharge section 23. A crank-shaped drive shaft 30 is provided at the small-diameter end of the rear casing 3.
Is rotatably arranged at one end. At the other end of the drive shaft 30, a revolving plate 32 having a revolving scroll 31 formed in the axial direction is rotatably disposed.
【0006】駆動軸30が回転し旋回スクロール31が
旋回すると、固定スクロール21と旋回スクロール31
とに挟まれた空間が圧縮されながら吐出部23側に移動
するため、その空間を形成する空気は徐々に圧縮されて
いく。吐出部23に到達した空気は吐出弁24、高圧室
25を介し、吐出口20aから圧縮機外へ吐出される。When the drive shaft 30 rotates and the orbiting scroll 31 orbits, the fixed scroll 21 and the orbiting scroll 31 are rotated.
Since the space between the two moves toward the discharge unit 23 while being compressed, the air forming the space is gradually compressed. The air that has reached the discharge part 23 is discharged from the discharge port 20a to the outside of the compressor via the discharge valve 24 and the high-pressure chamber 25.
【0007】冷却水は図示しない冷却水流入口から冷却
室26に流入する。冷却室26は高圧室25と隣接して
いる。このため、冷却水は高圧室中の高圧空気からの伝
熱により昇温する。昇温した冷却水は図示しない冷却水
流出口から圧縮機外に流出する。従来式のスクロール圧
縮機においては、以上のようにして吐出ガスである高圧
空気を冷却していた。The cooling water flows into the cooling chamber 26 from a cooling water inlet (not shown). The cooling chamber 26 is adjacent to the high-pressure chamber 25. Therefore, the temperature of the cooling water rises due to heat transfer from the high-pressure air in the high-pressure chamber. The heated cooling water flows out of the compressor from a cooling water outlet (not shown). In the conventional scroll compressor, the high-pressure air as the discharge gas is cooled as described above.
【0008】一方、このスクロール圧縮機には駆動手段
としてのモータ等が別途必要である。圧縮機とモータを
一体化したモータ一体型スクロール圧縮機によると、モ
ータを含めた圧縮システム全体の小型化が可能となる。
このため、スペース的制約の多い燃料電池供給ガス用の
圧縮機として、モータ一体型スクロール圧縮機は特に適
している。モータ一体型スクロール圧縮機においては、
モータ部においても高速回転するロータ等から発生した
熱を除去する必要がある。このため従来は、高圧空気を
冷却する冷却室とは別にモータ部にもファン等の冷却手
段が設けられていた。On the other hand, this scroll compressor requires a motor or the like as a driving means separately. According to the motor-integrated scroll compressor in which the compressor and the motor are integrated, it is possible to reduce the size of the entire compression system including the motor.
For this reason, a scroll compressor integrated with a motor is particularly suitable as a compressor for gas supplied from a fuel cell, which has many space restrictions. In a motor-integrated scroll compressor,
It is necessary to remove the heat generated from the rotor rotating at a high speed in the motor section as well. For this reason, conventionally, a cooling unit such as a fan is provided in the motor unit separately from the cooling chamber for cooling the high-pressure air.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】燃料電池に供給される
ガス、すなわち圧縮機の吐出ガスは、ある程度加湿され
ていることが必要である。このため、圧縮機部の吐出口
付近には吐出ガスを加湿するための水蒸気交換膜が設置
されている。この水蒸気交換膜の耐熱温度は140℃程
度である。従って、吐出ガスの温度をこの温度以下にす
る必要がある。吐出ガスの冷却という観点のみからは、
従来式の冷却室を有する圧縮機を燃料電池用として用い
ることも考えられる。The gas supplied to the fuel cell, that is, the discharge gas of the compressor, needs to be humidified to some extent. For this reason, a steam exchange membrane for humidifying the discharge gas is installed near the discharge port of the compressor section. The heat-resistant temperature of this steam exchange membrane is about 140 ° C. Therefore, it is necessary to keep the temperature of the discharge gas below this temperature. Only from the viewpoint of cooling the discharge gas,
It is also conceivable to use a compressor having a conventional cooling chamber for a fuel cell.
【0010】ところが、従来式のモータ一体型スクロー
ル圧縮機を燃料電池用として用いる場合、以下の問題点
がある。燃料電池に供給するガス、すなわち圧縮機の吐
出ガスは、質量流量が多いほど電池に供給するガス質量
が増えるため好ましい。しかし、従来式のスクロール圧
縮機の冷却室は、前部ケーシングの端面に形成されてい
るため、端面外周側から圧縮機に吸入されるガスが、熱
交換後の冷却水により暖められるおそれがある。However, when a conventional motor-integrated scroll compressor is used for a fuel cell, there are the following problems. The gas supplied to the fuel cell, that is, the discharge gas of the compressor, is preferably large in mass flow rate because the mass of gas supplied to the cell increases. However, since the cooling chamber of the conventional scroll compressor is formed on the end face of the front casing, the gas sucked into the compressor from the outer peripheral side of the end face may be heated by the cooling water after the heat exchange. .
【0011】吸入ガスが暖められ体積が増えると密度は
小さくなるが、体積流量は一定である。このため、吸入
ガスの質量流量は減少し、必然的に吐出ガスの質量流量
も減少する。すなわち、冷却室を端面に形成した従来式
の圧縮機には、電池に供給するガス質量が減少する。[0011] As the intake gas is warmed and the volume increases, the density decreases, but the volume flow is constant. For this reason, the mass flow rate of the suction gas decreases, and the mass flow rate of the discharge gas necessarily decreases. That is, in the conventional compressor in which the cooling chamber is formed on the end face, the gas mass supplied to the battery is reduced.
【0012】また、上述したように従来式のモータ一体
型スクロール圧縮機は、モータ部の冷却手段と高圧空気
の冷却手段(冷却室)とが別々に設けられている。Further, as described above, the conventional motor-integrated scroll compressor is provided with cooling means for the motor section and cooling means (cooling chamber) for high-pressure air separately.
【0013】本発明者は、圧縮後の吐出ガスが供給され
る高圧室をハウジングのモータ側に設け、高圧室とモー
タ部とに隣接して冷却手段としての冷却室を一つだけ設
けることにより、吐出ガスの質量流量の減少を抑制し、
また吐出ガスの冷却とモータ部の冷却を単一の冷却手段
で行うことができるとの知見を得た。The present inventor has provided a high-pressure chamber to which the compressed discharge gas is supplied on the motor side of the housing, and provided only one cooling chamber as cooling means adjacent to the high-pressure chamber and the motor section. , Suppressing the decrease in the mass flow rate of the discharge gas,
Further, it has been found that cooling of the discharge gas and cooling of the motor unit can be performed by a single cooling unit.
【0014】本発明のモータ一体型スクロール圧縮機は
上記知見に基づき完成されたものであり、吐出ガスの質
量流量が減少するのを防止し、また吐出ガスおよびモー
タ部の冷却を単一の冷却室で行うことを課題とする。The motor-integrated scroll compressor of the present invention has been completed on the basis of the above-mentioned knowledge, and prevents the mass flow rate of the discharge gas from being reduced. The task is to perform in a room.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のモータ一体型スクロール圧縮機は、ハウジ
ングと、該ハウジングに固定された固定スクロールと該
ハウジング内において該固定スクロールに偏心して設置
され該固定スクロールに沿った軌道旋回運動をする旋回
スクロールと、該ハウジング内に設置され該旋回スクロ
ールを駆動するモータ部とを有するモータ一体型スクロ
ール圧縮機において、前記ハウジングは、前記モータ部
の外周側に隣接して設けられ冷却用流体が供給される冷
却室と、該冷却室の外周側に隣接して設けられ前記固定
スクロール及び前記旋回スクロールで圧縮された圧縮ガ
スが供給される高圧室とを有することを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, a motor-integrated scroll compressor according to the present invention is provided with a housing, a fixed scroll fixed to the housing, and eccentrically mounted in the housing within the housing. And a motor-integrated scroll compressor having an orbiting scroll for orbiting along the fixed scroll, and a motor installed in the housing to drive the orbiting scroll, wherein the housing has an outer periphery of the motor. A cooling chamber provided adjacent to the side and supplied with a cooling fluid, and a high-pressure chamber provided adjacent to the outer peripheral side of the cooling chamber and supplied with the compressed gas compressed by the fixed scroll and the orbiting scroll. It is characterized by having.
【0016】つまり、本発明のモータ一体型スクロール
圧縮機は、圧縮ガスが供給される高圧室をモータ部の外
周側に設置し、また冷却用流体が供給される冷却室を高
圧室の内周側に設置することを特徴とする。すなわち、
モータ径方向に、内周側からモータ部、冷却室、高圧室
が輪状に設置されている。That is, in the motor-integrated scroll compressor according to the present invention, the high-pressure chamber to which the compressed gas is supplied is provided on the outer peripheral side of the motor section, and the cooling chamber to which the cooling fluid is supplied is the inner periphery of the high-pressure chamber. It is characterized by being installed on the side. That is,
In the radial direction of the motor, a motor unit, a cooling chamber, and a high-pressure chamber are installed in a ring shape from the inner peripheral side.
【0017】本発明の圧縮機においては、高圧室および
冷却室はモータ部外周側に設置され、またガスの吸入口
は圧縮機部側に設けられているため、冷却室内の昇温後
の冷却用流体により圧縮機部に吸入されるガスが暖めら
れるおそれがない。このため電池に供給するガスの質量
流量の減少を抑制することができる。また、単一の冷却
室によりガスとモータ部とを冷却することができ効率的
である。In the compressor of the present invention, the high-pressure chamber and the cooling chamber are provided on the outer peripheral side of the motor section, and the gas suction port is provided on the compressor section side. There is no possibility that the gas sucked into the compressor unit is heated by the working fluid. For this reason, a decrease in the mass flow rate of the gas supplied to the battery can be suppressed. Further, the gas and the motor section can be cooled by a single cooling chamber, which is efficient.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明のモータ一体型スク
ロール圧縮機の実施の形態について説明する。図1は本
実施形態のモータ一体型スクロール圧縮機の軸方向断面
図である。本実施形態のモータ一体型スクロール圧縮機
のハウジング1は、アルミ合金製で底面の中央に吐出口
20aを有する椀状の前部ケーシング2と、アルミ合金
製で前部ケーシング2の開口端に設置され、小径部と、
端部に凹部3aを備える大径部と、小径部と大径部との
間を仕切る円板状の仕切部3bとから形成される円筒状
の後部ケーシング3と、アルミ合金製で後部ケーシング
3の大径部の内周側に開口端が嵌挿され設置され、外周
面にリング状の凹部4aおよびリング状の凸部4bを連
続して備え、底面の中央に孔を備える椀状のモータケー
シング4と、アルミ合金製でモータケーシング4の底面
の孔を覆うように設置された底板41とからなる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a scroll compressor with an integrated motor according to the present invention will be described. FIG. 1 is an axial sectional view of a motor-integrated scroll compressor according to the present embodiment. The housing 1 of the motor-integrated scroll compressor according to the present embodiment is made of an aluminum alloy and has a bowl-shaped front casing 2 having a discharge port 20a at the center of the bottom surface, and is made of an aluminum alloy and installed at an open end of the front casing 2. And a small diameter part,
A cylindrical rear casing 3 formed of a large-diameter portion having a concave portion 3a at an end portion, and a disk-shaped partition portion 3b partitioning between the small-diameter portion and the large-diameter portion; An open end is inserted and fitted on the inner peripheral side of the large-diameter portion of the above, a ring-shaped concave portion 4a and a ring-shaped convex portion 4b are continuously provided on the outer peripheral surface, and a bowl-shaped motor having a hole in the center of the bottom surface It comprises a casing 4 and a bottom plate 41 made of an aluminum alloy and installed so as to cover a hole on the bottom surface of the motor casing 4.
【0019】高圧室25は、後部ケーシング3の大径部
の内周側にモータケーシング4を設置する際、後部ケー
シング3の大径部に形成された凹部3aを、モータケー
シング4の外周面に形成された凸部4bが覆うことによ
り形成される。When the motor casing 4 is installed on the inner peripheral side of the large-diameter portion of the rear casing 3, the high-pressure chamber 25 is provided with a recess 3 a formed in the large-diameter portion of the rear casing 3 on the outer peripheral surface of the motor casing 4. It is formed by covering the formed convex portion 4b.
【0020】高圧室25と前部ケーシング2の吐出口2
0aとの間には、高圧ガス路6が配設されている。高圧
ガス路6は、鋼製であって吐出孔20aに配設された筒
状のエルボ60と、一端がエルボ60に螺設された鋼管
61と、鋼製であって一端に鋼管61が螺設された筒状
のエルボ62と、一端がエルボ62に螺設された鋼管6
3と、鋼製であって一端に鋼管63が螺設され他端が後
部ケーシング3の大径部に嵌合され高圧室25に貫通す
るエルボ64とからなる。また、大径部には高圧室25
に貫通する鋼製の吐出管80が嵌挿されている。High pressure chamber 25 and discharge port 2 of front casing 2
0a, a high-pressure gas path 6 is provided. The high-pressure gas path 6 is made of steel and has a cylindrical elbow 60 disposed at the discharge hole 20a, a steel pipe 61 having one end screwed to the elbow 60, and a steel pipe 61 formed of steel and having one end screwed. A tubular elbow 62 provided and a steel pipe 6 having one end screwed to the elbow 62
And an elbow 64 made of steel and having a steel pipe 63 screwed at one end and a large diameter portion of the rear casing 3 fitted at the other end and penetrating through the high-pressure chamber 25. The high pressure chamber 25
A discharge pipe 80 made of steel penetrating through is inserted.
【0021】また、後部ケーシング3の大径部の内周側
にモータケーシング4を設置する際、後部ケーシング3
の大径部の内周面が、モータケーシング4の凹部4aを
覆い、リング状の冷却室26が形成される。モータケー
シング4の凸部4bには、冷却室26に貫通する鋼製の
流入管70と流出管71が嵌挿されている。When the motor casing 4 is installed on the inner peripheral side of the large diameter portion of the rear casing 3, the rear casing 3
The inner peripheral surface of the large-diameter portion covers the concave portion 4a of the motor casing 4, and a ring-shaped cooling chamber 26 is formed. A steel inflow pipe 70 and an outflow pipe 71 penetrating through the cooling chamber 26 are fitted into the protrusions 4 b of the motor casing 4.
【0022】なお、本形態のモータ一体型スクロール圧
縮機における、圧縮機部の構造は、端板20が無いこ
と、冷却室26および高圧室25がモータ部5の外周側
に設けられていること、駆動軸30がモータ部5まで延
出していること、後部ケーシング3の形状が異なること
以外は、図2に示した従来式のスクロール圧縮機と同様
である。The structure of the compressor section in the motor-integrated scroll compressor of the present embodiment is such that the end plate 20 is not provided, and the cooling chamber 26 and the high-pressure chamber 25 are provided on the outer peripheral side of the motor section 5. 2 is the same as the conventional scroll compressor shown in FIG. 2 except that the drive shaft 30 extends to the motor unit 5 and the shape of the rear casing 3 is different.
【0023】モータケーシング4の内周側には、モータ
ケーシング4の内周面に設置されたリング状のステータ
50と、ステータ50の図示しないスリットに巻回され
た巻線51と、ステータ50の内周方向に設置され磁石
製であってリング状のロータ52と、ロータ52の中央
に設置された駆動軸30の一部と、駆動軸30をモータ
ケーシング4の底部に回転自在に設置するボールベアリ
ングとを備えるモータ部5が配設されている。On the inner peripheral side of the motor casing 4, a ring-shaped stator 50 installed on the inner peripheral surface of the motor casing 4, a winding 51 wound around a slit (not shown) of the stator 50, A ring-shaped rotor 52 made of magnet and installed in the inner circumferential direction, a part of the drive shaft 30 installed at the center of the rotor 52, and a ball for rotatably installing the drive shaft 30 on the bottom of the motor casing 4. A motor unit 5 including a bearing is provided.
【0024】本実施形態のモータ一体型スクロール圧縮
機におけるガスである空気の流れについて説明する。固
定スクロール21、旋回スクロール31により圧縮され
た空気は、吐出部23から吐出弁24を介して高圧ガス
路6に流入する。高圧ガス路6を通って、空気はリング
状に形成された高圧室25に流入する。高圧室25中を
循環した空気は吐出管80から圧縮機外に吐出される。The flow of air as gas in the motor-integrated scroll compressor of this embodiment will be described. The air compressed by the fixed scroll 21 and the orbiting scroll 31 flows into the high-pressure gas passage 6 from the discharge part 23 via the discharge valve 24. The air flows into the ring-shaped high-pressure chamber 25 through the high-pressure gas passage 6. The air circulated in the high-pressure chamber 25 is discharged from the discharge pipe 80 to the outside of the compressor.
【0025】本実施形態のモータ一体型スクロール圧縮
機における冷却用流体である水の流れについて説明す
る。流入管70から冷却室26に流入した水は、リング
状の冷却室26内を循環する。この際、冷却室26の外
周側に配置された高圧室25中の圧縮空気や、冷却室2
6の内周側に配設されたモータ部5から水へ熱が伝達さ
れる。熱が伝達され昇温した水は流出管71から圧縮機
外に流出する。図示しないが、圧縮機外においては、加
熱された水を冷却するラジエター、水を圧送するための
ポンプが配設されており、ラジエターにて冷却された水
は再度流入管70から圧縮機内に流入する。The flow of water, which is a cooling fluid, in the motor-integrated scroll compressor of this embodiment will be described. Water flowing into the cooling chamber 26 from the inflow pipe 70 circulates in the ring-shaped cooling chamber 26. At this time, the compressed air in the high-pressure chamber 25 arranged on the outer peripheral side of the cooling chamber 26 or the cooling chamber 2
Heat is transmitted from the motor unit 5 disposed on the inner peripheral side of the tube 6 to the water. The water whose temperature has been transferred and the temperature has risen flows out of the compressor through the outflow pipe 71. Although not shown, a radiator for cooling the heated water and a pump for pumping the water are provided outside the compressor, and the water cooled by the radiator flows into the compressor again from the inflow pipe 70. I do.
【0026】本実施形態においては、ハウジングは、前
部ケーシング2、後部ケーシング3、モータケーシング
4、底板41により形成されている。本実施形態のよう
にハウジングを複数の部材を連結して形成する形態の
他、単一の部材により一体的に形成する形態で実施する
こともできる。また、固定スクロール21は前部ケーシ
ング2の境界面2aに形成されハウジングに固定されて
いるが、別途、固定スクロールを備える部材をハウジン
グ内に設置する形態も、固定スクロールをハウジングに
固定する形態の一つである。In the present embodiment, the housing is formed by the front casing 2, the rear casing 3, the motor casing 4, and the bottom plate 41. In addition to the form in which the housing is formed by connecting a plurality of members as in the present embodiment, the housing can also be embodied as a single member integrally formed. Further, the fixed scroll 21 is formed on the boundary surface 2a of the front casing 2 and fixed to the housing. Alternatively, a member provided with the fixed scroll may be separately provided in the housing, or the fixed scroll may be fixed to the housing. One.
【0027】また、本実施形態においては、圧縮機部に
て圧縮するガスとして空気を用いたが、ガスの種類は特
に限定しない。圧縮機部の気密性を更に高める処置を施
せば、燃料電池に使用される燃料である水素ガス等を用
いることもできる。In this embodiment, air is used as the gas to be compressed in the compressor section, but the type of gas is not particularly limited. If measures are taken to further increase the airtightness of the compressor section, hydrogen gas or the like, which is the fuel used in the fuel cell, can be used.
【0028】冷却室の大きさ、形状は特に限定するもの
ではない。例えば冷却室内に放熱フィンを設ける態様で
実施すると、伝熱面積が広がるため冷却効率が向上す
る。また、伝熱面積をさらに広くするため、冷却室と高
圧室との仕切り壁や冷却室とモータ部との仕切り壁を波
状に加工した形態で実施することもできる。The size and shape of the cooling chamber are not particularly limited. For example, when the cooling fin is provided in a cooling chamber, the heat transfer area is widened, so that the cooling efficiency is improved. Further, in order to further increase the heat transfer area, the partition wall between the cooling chamber and the high-pressure chamber and the partition wall between the cooling chamber and the motor unit may be processed in a wavy shape.
【0029】また、本実施形態においては、冷却室は、
後部ケーシング3にモータケーシング4を嵌挿して設置
することにより形成されている。本実施形態のように冷
却室を形成すると、より簡便に冷却室を形成することが
できる。また、圧縮機とは別に内部に冷却室を有する部
材を作製し、これをモータケーシングに設置する形態で
実施することもできる。冷却室壁に継ぎ目がないため、
より液密性に優れた形態となる。この場合、冷却室を内
部に有する部材は、ハウジングの一部を構成することに
なる。In the present embodiment, the cooling chamber is
The motor casing 4 is formed by fitting the motor casing 4 into the rear casing 3. When the cooling chamber is formed as in the present embodiment, the cooling chamber can be formed more easily. Alternatively, a member having a cooling chamber inside may be manufactured separately from the compressor, and the member may be installed in the motor casing. Because there is no seam in the cooling room wall,
The form is more excellent in liquid tightness. In this case, the member having the cooling chamber inside constitutes a part of the housing.
【0030】また、冷却室を形成する材料についても特
に限定しない。本実施形態においてはアルミ合金製の部
材により冷却室を形成した。アルミ合金を使うと熱伝達
性がよいため冷却効果が高い。ただし、他の鋳鉄等を用
いる形態で実施することもできる。The material for forming the cooling chamber is not particularly limited. In the present embodiment, the cooling chamber is formed by a member made of an aluminum alloy. The use of an aluminum alloy has a good cooling effect because of good heat transfer. However, the present invention can be implemented in a form using other cast iron or the like.
【0031】また、本実施形態においては、水を冷却用
流体として用いたが冷却用流体の種類は特に限定しな
い。設備を腐食させず、使用環境温度において液体であ
るものを適宜選択すればよい。なお、流体に用いる水と
して燃料電池で発生する純水を利用する形態もある。In this embodiment, water is used as the cooling fluid, but the type of the cooling fluid is not particularly limited. What is necessary is to select suitably what is liquid at use environment temperature, without corroding equipment. There is also a form in which pure water generated in a fuel cell is used as water used as a fluid.
【0032】また、本実施形態においては、圧縮機専用
の冷却回路を用いたが、自動車等に搭載された他の装置
を冷却するための冷却回路に、冷却室を追加設置する形
態で実施することもできる。冷却回路を別途設置する必
要がないため、スペース的、コスト的に優れた形態とな
る。また、冷却回路を形成せず、使用後の冷却用流体を
廃棄する形態もある。回路を形成しない分、装置が単純
化されるため、スペース的に優れた形態となる。In the present embodiment, a cooling circuit dedicated to the compressor is used. However, a cooling circuit is additionally provided in a cooling circuit for cooling other devices mounted on an automobile or the like. You can also. Since there is no need to separately install a cooling circuit, the form is excellent in space and cost. There is also a form in which a cooling fluid after use is discarded without forming a cooling circuit. Since the circuit is not formed, the device is simplified, so that the space is excellent.
【0033】また、本実施形態においては高圧ガス路は
複数の鋼管およびエルボから形成したが、高圧ガス路を
単一の部材により一体的に形成する形態もある。単一の
部材により高圧ガス路を形成すると、より気密性を確保
しやすい形態となる。また、本実施形態においては、高
圧ガス路をハウジングの外部に設置したが、ハウジング
内部に設置する形態もある。ハウジング内部に設置する
と、自動車等に搭載された他の装置と高圧ガス路との接
触を防ぐことができるため、より信頼性の高い実施形態
となる。また、スペース的にも優れた実施形態となる。In the present embodiment, the high-pressure gas path is formed from a plurality of steel pipes and elbows. However, there is a mode in which the high-pressure gas path is integrally formed by a single member. When the high-pressure gas path is formed by a single member, the air-tightness is easily secured. Further, in the present embodiment, the high-pressure gas path is installed outside the housing, but there is also a mode in which the high-pressure gas path is installed inside the housing. When installed inside the housing, it is possible to prevent contact between the high-pressure gas path and other devices mounted on an automobile or the like, so that a more reliable embodiment is achieved. Further, the embodiment is excellent in space.
【0034】また、モータの種類、内部配置等も特に限
定するものではない。本実施形態においては、インバー
タ式モータを使用したが、直流モータをそのまま使用す
る形態もある。また、モータ部におけるロータ、ステー
タの形状、巻線、磁石の配置等についても特に限定する
ものではない。本実施形態においては、ステータ側に巻
線が、ロータ側に磁石が配置されているモータを使用し
たが、逆の配置、すなわちステータ側に磁石が、ロータ
側に巻線が配置されているモータを使用する形態もあ
る。The type and internal arrangement of the motor are not particularly limited. In the present embodiment, the inverter type motor is used, but there is also a mode in which a DC motor is used as it is. Further, the shape of the rotor and the stator, the windings, the arrangement of the magnets, and the like in the motor section are not particularly limited. In the present embodiment, the motor in which the windings are arranged on the stator side and the magnets are arranged on the rotor side is used, but the motor is arranged in the opposite arrangement, that is, the magnets are arranged on the stator side and the windings are arranged on the rotor side. There is also a form using.
【0035】また、本実施形態においては圧縮機部の旋
回スクロールの駆動軸が、そのままモータ回転軸となっ
ているが、旋回スクロール駆動軸とモータ回転軸を別々
に配置し、両者間に回転伝達機構を設ける形態で実施す
ることもできる。この場合は、モータ回転軸と回転伝達
機構と旋回スクロール駆動軸とから本発明における駆動
軸が構成されることになる。モータ回転軸と旋回スクロ
ール駆動軸との回転数を変えたい場合は、回転伝達機構
に回転数変換機構を設ける形態で実施することもでき
る。In this embodiment, the drive shaft of the orbiting scroll of the compressor unit is the motor rotation shaft as it is. However, the orbiting scroll drive shaft and the motor rotation shaft are separately arranged, and the rotation is transmitted between the two. It can also be implemented in a form in which a mechanism is provided. In this case, the drive shaft in the present invention is constituted by the motor rotation shaft, the rotation transmission mechanism, and the orbiting scroll drive shaft. When it is desired to change the rotation speed of the motor rotation shaft and the orbiting scroll drive shaft, the rotation transmission mechanism may be provided with a rotation speed conversion mechanism.
【0036】[0036]
【発明の効果】本発明のモータ一体型スクロール圧縮機
は、高圧室および冷却室をハウジングのモータ部外周側
に設けたことにより、すなわち冷却室を高圧室とモータ
部との間に設置したことにより、圧縮機から吐出される
吐出ガスの質量流量の減少を抑制することができる圧縮
機となる。また、単一の冷却室により吐出ガスおよびモ
ータ部を冷却することができる圧縮機となる。According to the scroll compressor of the present invention, the high-pressure chamber and the cooling chamber are provided on the outer peripheral side of the motor section of the housing, that is, the cooling chamber is provided between the high-pressure chamber and the motor section. Accordingly, the compressor can suppress a decrease in the mass flow rate of the discharge gas discharged from the compressor. Further, the compressor can cool the discharge gas and the motor section by a single cooling chamber.
【図1】 本発明のモータ一体型スクロール圧縮機の軸
方向断面図である。FIG. 1 is an axial cross-sectional view of a motor-integrated scroll compressor of the present invention.
【図2】 従来式のスクロール圧縮機の軸方向断面図で
ある。FIG. 2 is an axial sectional view of a conventional scroll compressor.
1:ハウジング 2:前部ケーシング 20:端板 2
1:固定スクロール 22:吸入部 23:吐出部 24:吐出弁 25:高
圧室 26:冷却室 3:後部ケーシング 30:駆動軸 31:旋回スクロ
ール 32:旋回板 33:旋回軸 4:モータケーシング 41:底板
5:モータ部 50:ステータ 51:巻線 52:ロータ 6:高圧
ガス路 70:流入管 71:流出管 80:吐出管1: Housing 2: Front casing 20: End plate 2
1: fixed scroll 22: suction part 23: discharge part 24: discharge valve 25: high pressure chamber 26: cooling chamber 3: rear casing 30: drive shaft 31: revolving scroll 32: revolving plate 33: revolving shaft 4: motor casing 41: Bottom plate
5: Motor unit 50: Stator 51: Winding 52: Rotor 6: High-pressure gas path 70: Inflow pipe 71: Outflow pipe 80: Discharge pipe
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3H029 AA02 AA16 AB02 BB12 BB32 CC02 CC07 CC09 CC22 CC48 3H039 AA02 AA12 BB08 BB13 CC01 CC26 CC32 CC33 CC50 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3H029 AA02 AA16 AB02 BB12 BB32 CC02 CC07 CC09 CC22 CC48 3H039 AA02 AA12 BB08 BB13 CC01 CC26 CC32 CC33 CC50
Claims (1)
た固定スクロールと該ハウジング内において該固定スク
ロールに偏心して設置され該固定スクロールに沿った軌
道旋回運動をする旋回スクロールと、該ハウジング内に
設置され該旋回スクロールを駆動するモータ部とを有す
るモータ一体型スクロール圧縮機において、 前記ハウジングは、前記モータ部の外周側に隣接して設
けられ冷却用流体が供給される冷却室と、該冷却室の外
周側に隣接して設けられ前記固定スクロール及び前記旋
回スクロールで圧縮された圧縮ガスが供給される高圧室
とを有することを特徴とするモータ一体型スクロール圧
縮機。1. A housing, a fixed scroll fixed to the housing, an orbiting scroll installed in the housing to be eccentric to the fixed scroll and orbiting along the fixed scroll, and installed in the housing. A motor-integrated scroll compressor having a motor unit for driving the orbiting scroll, wherein the housing is provided adjacent to an outer peripheral side of the motor unit, and a cooling chamber to which a cooling fluid is supplied; A motor-integrated scroll compressor, comprising: a high-pressure chamber provided adjacent to an outer peripheral side and supplied with the compressed gas compressed by the fixed scroll and the orbiting scroll.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100386522C (en) * | 2006-05-22 | 2008-05-07 | 南京奥特佳冷机有限公司 | Constant pressure hermetic scroll compressor for vehicle |
CN100549413C (en) * | 2003-03-13 | 2009-10-14 | 株式会社丰田自动织机 | Piston compressor |
JP2021522443A (en) * | 2018-05-04 | 2021-08-30 | エア・スクエアード・インコーポレイテッドAir Squared,Inc. | Liquid cooling of fixed scroll and swivel scroll compressors, expanders, or vacuum pumps |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4686919B2 (en) * | 2001-01-26 | 2011-05-25 | 株式会社豊田自動織機 | Scroll compressor |
US7605326B2 (en) * | 2003-11-24 | 2009-10-20 | Anderson Christopher M | Solar electrolysis power co-generation system |
JP4085969B2 (en) * | 2003-11-27 | 2008-05-14 | 株式会社豊田自動織機 | Electric roots type compressor |
JP5286108B2 (en) * | 2009-03-02 | 2013-09-11 | 株式会社日立産機システム | Scroll type fluid machine |
US11047389B2 (en) | 2010-04-16 | 2021-06-29 | Air Squared, Inc. | Multi-stage scroll vacuum pumps and related scroll devices |
US9611852B2 (en) * | 2013-03-29 | 2017-04-04 | Agilent Technology, Inc. | Thermal/noise management in a scroll pump |
US10208753B2 (en) | 2013-03-29 | 2019-02-19 | Agilent Technologies, Inc. | Thermal/noise management in a scroll pump |
GB2512649A (en) * | 2013-04-05 | 2014-10-08 | Univ Warwick | Device |
DE102015220128B4 (en) | 2015-10-15 | 2018-12-06 | Handtmann Systemtechnik Gmbh & Co. Kg | Compressor device, drive device, motor vehicle |
US10865793B2 (en) | 2016-12-06 | 2020-12-15 | Air Squared, Inc. | Scroll type device having liquid cooling through idler shafts |
US20200025199A1 (en) | 2018-07-17 | 2020-01-23 | Air Squared, Inc. | Dual drive co-rotating spinning scroll compressor or expander |
US11067080B2 (en) | 2018-07-17 | 2021-07-20 | Air Squared, Inc. | Low cost scroll compressor or vacuum pump |
US11530703B2 (en) | 2018-07-18 | 2022-12-20 | Air Squared, Inc. | Orbiting scroll device lubrication |
JP7547030B2 (en) * | 2019-02-12 | 2024-09-09 | ナブテスコ株式会社 | Dust-proofing method for air compressors and motors |
US11473572B2 (en) | 2019-06-25 | 2022-10-18 | Air Squared, Inc. | Aftercooler for cooling compressed working fluid |
US11898557B2 (en) | 2020-11-30 | 2024-02-13 | Air Squared, Inc. | Liquid cooling of a scroll type compressor with liquid supply through the crankshaft |
US11885328B2 (en) | 2021-07-19 | 2024-01-30 | Air Squared, Inc. | Scroll device with an integrated cooling loop |
-
2000
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-
2001
- 2001-09-21 DE DE10146554A patent/DE10146554A1/en not_active Withdrawn
- 2001-09-24 US US09/961,910 patent/US20020039534A1/en not_active Abandoned
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100549413C (en) * | 2003-03-13 | 2009-10-14 | 株式会社丰田自动织机 | Piston compressor |
CN100386522C (en) * | 2006-05-22 | 2008-05-07 | 南京奥特佳冷机有限公司 | Constant pressure hermetic scroll compressor for vehicle |
JP2021522443A (en) * | 2018-05-04 | 2021-08-30 | エア・スクエアード・インコーポレイテッドAir Squared,Inc. | Liquid cooling of fixed scroll and swivel scroll compressors, expanders, or vacuum pumps |
JP7042364B2 (en) | 2018-05-04 | 2022-03-25 | エア・スクエアード・インコーポレイテッド | Liquid cooling of fixed scroll and swivel scroll compressors, expanders, or vacuum pumps |
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