JP2008008268A - スクロール式流体機械 - Google Patents

Abstract

【課題】 冷却を行った後の温かい排出風が流入開口からケーシング内に還流するのを防止し、冷却効率を向上させる。
【解決手段】 固定スクロール３Ａの裏面側には、ケーシング１内に冷却風を流入させる流入開口２７，２８を設け、この冷却風によってケーシング１内の部品を冷却する。また、この冷却風をケーシング１の流出口３１Ａから冷却風通路３３Ａに向けて流通させることにより、固定スクロール３Ａを裏面側から冷却する。この場合、固定スクロール３Ａの裏面側には、流入開口２７と冷却風通路３３Ａとの間を仕切る排出風ガイド３４を設ける。これにより、冷却風通路３３Ａから排出される温かい排出風が流入開口２７に還流するのを防止できるので、ケーシング１内には、流入開口２７，２８等から温度の低い空気を安定的に流入させることができ、冷却効率を高めることができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、例えば空気、冷媒等の圧縮機や真空ポンプ等に用いて好適なスクロール式流体機械に関する。

一般に、スクロール式流体機械としては、旋回スクロールを固定スクロールに対して旋回運動させることにより、例えば空気等を圧縮するようにしたスクロール式空気圧縮機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−９７７６号公報

この種の従来技術によるスクロール式空気圧縮機は、ケーシングと、該ケーシングに設けられた固定スクロールと、該固定スクロールと対面する位置で前記ケーシング内に旋回可能に設けられた旋回スクロールとを有している。そして、固定スクロールと旋回スクロールとは、それぞれ鏡板の表面中央に渦巻状のラップ部が立設され、これらのラップ部間には複数の圧縮室が画成されている。

また、固定スクロールと旋回スクロールとの間には、旋回スクロールの自転を防止するために各スクロールの鏡板を外径側で連結する複数個の自転防止機構が設けられている。さらに、ケーシング内には、自転防止機構の他にも、旋回スクロールを旋回運動させるモータ、回転軸、軸受等の部品が収容されている。

一方、従来技術では、ケーシング内に冷却風を供給するために、固定スクロールの外径側に複数の流入開口を設ける構成としている。これらの流入開口は、例えば自転防止機構とラップ部との間に形成された円弧状の貫通孔や、自転防止機構の周囲に形成された複数の貫通孔等によって構成され、それぞれ固定スクロールの裏面側に開口している。

そして、圧縮機の運転時には、回転軸によって旋回スクロールを旋回運動させつつ、冷却ファンを回転駆動することにより、固定スクロールの流入開口からケーシング内に冷却風を流入させ、この冷却風によってモータ、回転軸、軸受、自転防止機構等の部品を冷却するようにしている。この場合、ケーシング内の部品を冷却した冷却風は、ケーシングに設けられた流出口から外部に流出する。

また、ケーシングの外側には、ダクト部品等を用いて冷却風通路が設けられている。この冷却風通路は、ケーシングの流出口から固定スクロールの裏面側まで延び、その流出口は固定スクロールの裏面に沿った位置に開口している。そして、ケーシングから流出した冷却風は、さらに冷却風通路を流れることによって固定スクロールを冷却した後に、温度が上昇した排出風となって冷却風通路の流出口から外部に流出する。

ところで、上述した従来技術では、固定スクロールの流入開口からケーシング内に冷却風を流入させることにより、ケーシング内の部品を冷却すると共に、さらにこの冷却風を冷却風通路に沿って固定スクロールの裏面側に流通させることにより、固定スクロールも冷却する構成としている。

しかし、流入開口と冷却風通路の流出口とは、何れも固定スクロールの裏面側に開口しているため、冷却風通路から排出された排出風の一部は、流入開口からケーシング内へと再び流入することがある。

このため、従来技術では、ケーシング内でモータ、回転軸、軸受、自転防止機構等の部品を冷却し、さらに冷却風通路内で固定スクロールを冷却することによって温まった排出風が、再びケーシング内に還流して冷却を行うことになり、圧縮機全体の冷却効率や耐熱性が低下するという問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、固定スクロールの流入開口からケーシング内に向けて低い温度の冷却風を安定的に流入させることができ、部品を冷却した後の温かい排出風を外部へと円滑に排出できると共に、冷却効率や耐熱性を向上できるようにしたスクロール式流体機械を提供することにある。

上述した課題を解決するために本発明は、ケーシングと、該ケーシングに設けられ鏡板の表面に渦巻状のラップ部が立設された固定スクロールと、該固定スクロールと軸方向で対面して前記ケーシング内に旋回可能に設けられ鏡板の表面に該固定スクロールのラップ部と重なり合うラップ部が立設された旋回スクロールと、前記固定スクロールと旋回スクロールとを前記各鏡板の外径側で連結し前記旋回スクロールの自転を防止する自転防止機構と、該自転防止機構の近傍に位置して前記固定スクロールに設けられ前記ケーシング内に冷却風を流入させる流入開口と、前記ケーシングに設けられ該流入開口から前記ケーシング内に流入した冷却風を外部に流出させる流出口と、前記固定スクロールの裏面側に設けられ該流出口から流出した冷却風が流通する冷却風通路とを備えたスクロール式流体機械に適用される。

そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記固定スクロールの裏面側には、前記冷却風通路から排出された排出風を前記流入開口から遮断する排出風ガイドを設ける構成としたことにある。

また、請求項２の発明によると、前記排出風ガイドは前記流入開口を取囲む筒状体として形成する構成としている。

また、請求項３の発明によると、前記固定スクロールの裏面側には前記冷却風通路内に向けて突出する冷却フィンを設け、前記排出風ガイドは前記冷却フィンよりも軸方向に大きく突出させる構成としている。

さらに、請求項４の発明によると、前記排出風ガイドは、前記冷却風通路から排出された排出風を前記流入開口を挟んで２方向に分岐させる構成としている。

請求項１の発明によれば、例えばケーシング内で冷却ファン等を作動させることにより、固定スクロールの流入開口からケーシング内に冷却風を流入させることができ、この冷却風によってケーシング内の部品を冷却することができる。また、ケーシングの流出口から流出した冷却風を、冷却風通路によって固定スクロールの裏面側に流通させることができ、これによって固定スクロールを冷却した後に、温度が上昇した排出風を外部に排出することができる。

この場合、流入開口と冷却風通路とは、何れも固定スクロールの裏面側に開口しているが、これらの間には排出風ガイドを配置しているので、流入開口からケーシング内に流入する低い温度の冷却風と、冷却風通路から外部に排出される温かい排出風との間を排出風ガイドによって仕切ることができる。このため、冷却を行った後の温かい排出風が冷却風通路から排出されたとしても、この排出風を排出風ガイドによって流入開口から遮断することができる。

従って、温かい排出風を外部へと円滑に排出することができ、この排出風が流入開口からケーシング内に還流するのを確実に防止することができる。これにより、ケーシング内には、低い温度の冷却風を流入開口から安定的に流入させることができ、冷却効率や耐熱性を向上させることができる。

また、請求項２の発明によれば、筒状の排出風ガイドによって流入開口の全周を取囲むことができる。これにより、排出風ガイドは、冷却風通路から排出される排出風に対して流入開口を確実に遮蔽することができる。また、排出風ガイドを筒状にすることにより、その内周側を通じて外部の低温な冷却風を流入開口に安定的に供給することができる。

また、請求項３の発明によれば、排出風ガイドを、冷却フィンよりも軸方向に大きく突出させることができる。これにより、温かい排出風が冷却フィンに沿って流通しつつ、冷却風通路から排出されるときには、この排出風の流れを排出風ガイドの外側面に衝突させることができ、排出風が排出風ガイドを乗越えて流入開口に流れ込むのを確実に防止することができる。

さらに、請求項４の発明によれば、冷却風通路から排出される排出風を排出風ガイドの外側面に沿って流入開口の左，右両側へとスムーズに分岐させることができ、これによって排出風を固定スクロールの外側へと速やかに放出することができる。この結果、排出風が排出風ガイドに衝突する位置で乱流となったり、これによって固定スクロールの裏面側に温度の高い空気が滞留するのを防止でき、冷却効率を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態によるスクロール式流体機械について、添付図面を参照して詳細に説明する。

ここで、図１ないし図６は第１の実施の形態を示し、本実施の形態では、ツインラップ型のスクロール式空気圧縮機を例に挙げて述べる。

図中、１はスクロール式空気圧縮機の外枠を構成する略筒状のケーシングで、該ケーシング１は、図２に示す如く、軸方向の両側に離間して設けられた有底筒状の外側ケース１Ａ，１Ｂと、これらの外側ケース１Ａ，１Ｂの間を連結する筒状の中間ケース１Ｃとによって構成されている。

ここで、一方の外側ケース１Ａは、後述の固定スクロール３Ａ、旋回スクロール１７Ａ等と共に低圧側の圧縮部２Ａを構成し、他方の外側ケース１Ｂは、固定スクロール３Ｂ、旋回スクロール１７Ｂ等と共に高圧側の圧縮部２Ｂを構成している。この場合、低圧側と高圧側の圧縮部２Ａ，２Ｂは互いにほぼ同一の構成要素を有しているので、以下の説明では、低圧側の構成要素に符号「Ａ」を付して説明し、高圧側の構成要素については、符号「Ｂ」を付して説明すると共に、低圧側と重複する説明を省略するものとする。

３Ａはケーシング１の外側ケース１Ａに設けられた低圧側の固定スクロールで、該固定スクロール３Ａは、図３、図５に示す如く、軸線Ｏ1−Ｏ1を中心として略円板状に形成された鏡板４Ａと、該鏡板４Ａの表面中央に立設された渦巻状のラップ部５Ａと、鏡板４Ａの外周側から軸方向に突出し、該ラップ部５Ａを径方向外側から取囲む略三角形状の筒部６Ａと、該筒部６Ａの一部を構成して鏡板４Ａから径方向外向きに突出し、外側ケース１Ａに取付けられる例えば３個のフランジ部７とによって構成されている。

ここで、鏡板４Ａの裏面には、冷却風（または排出風）の流れ方向（図３中の矢示Ａ4方向）に沿って上，下方向に延びる複数の冷却フィン８Ａが立設されている。この場合、一部の冷却フィン８Ａは後述の冷却風通路３３Ａ内に配置され、フランジ部７の端面７ａを基準として所定の突出寸法Ｌ1（図４参照）だけ軸方向に突出している。また、冷却フィン８Ａの上端側は、排出風の流れ方向の下流となり、後述する流入開口２７の近傍まで延びている。

また、各フランジ部７には、図５に示す如く、後述の補助クランク２４を取付ける例えば３個の取付孔７ｂが１２０°程度の間隔で設けられている。さらに、固定スクロール３Ａには、図１に示す如く、鏡板４Ａの外径側に開口し圧縮空気を吸込む２箇所の吸込口９Ａと、鏡板４Ａの中央（内径側）に開口し圧縮空気を吐出する吐出口１０Ａとが設けられている。

一方、３Ｂはケーシング１の外側ケース１Ｂに設けられた高圧側の固定スクロールで、該固定スクロール３Ｂは、図２に示す如く、低圧側の固定スクロール３Ａとほぼ同様に、鏡板４Ｂ、ラップ部５Ｂ、筒部６Ｂ、冷却フィン８Ｂ、吸込口（図示せず）、吐出口１０Ｂ等を有している。

そして、低圧側の吐出口１０Ａは、後述の冷却器３５、配管（図示せず）等を介して高圧側の吸込口に接続され、高圧側の吐出口１０Ｂは、冷却器３５、他の配管等を介して外部の空気タンク等に接続されている。これにより、空気圧縮機は、サイレンサ等を介して吸込口９Ａから吸込んだ空気を圧縮部２Ａ，２Ｂによって２段階で圧縮する構成となっている。

１１はケーシング１の中間ケース１Ｃ内に設けられたモータ、１２は該モータ１１によって回転駆動される段付円筒状の回転軸を示している。この場合、回転軸１２は、ケーシング１内に軸線Ｏ1−Ｏ1を中心として設けられ、軸方向の両側が回転軸受１３Ａ，１３Ｂによって回転可能に支持されている。

また、回転軸１２の一端側には、略円筒状の偏心ブッシュ１４Ａが固定されている。ここで、偏心ブッシュ１４Ａの内周側は、その一部が軸線Ｏ1−Ｏ1から偏心して形成され、この偏心部位には、後述の連結軸１５が偏心軸受１６Ａを介して回転可能に嵌合されている。一方、回転軸１２の他端側には、他の偏心ブッシュ１４Ｂが取付けられている。

１５は回転軸１２内に相対回転可能に設けられた段付円柱状の連結軸で、該連結軸１５は、偏心軸受１６Ａ，１６Ｂを介して偏心ブッシュ１４Ａ，１４Ｂの内周側に回転可能に取付けられている。これにより、連結軸１５は、回転軸１２等の軸線Ｏ1−Ｏ1から寸法δだけ偏心した軸線Ｏ2−Ｏ2を中心として回転する。

また、連結軸１５の両端側は回転軸１２から軸方向に突出し、これらの突出端側には後述の旋回スクロール１７Ａ，１７Ｂが連結されている。そして、連結軸１５は、回転軸１２が回転するときに、旋回スクロール１７Ａ，１７Ｂと一緒に旋回運動するものである。

１７Ａはケーシング１の外側ケース１Ａ内に旋回可能に設けられた低圧側の旋回スクロールを示し、該旋回スクロール１７Ａは、固定スクロール３Ａと軸方向で対面している。そして、旋回スクロール１７Ａは、図３、図６に示す如く、軸線Ｏ2−Ｏ2を中心として略円板状に形成された鏡板１８Ａと、該鏡板１８Ａの表面中央に立設された渦巻状のラップ部１９Ａと、鏡板１８Ａの裏面中央に立設された筒状のボス部２０Ａと、固定スクロール３Ａの各フランジ部７に対応する位置で鏡板１８Ａの外周側に突設された例えば３個の突出部２１（１個のみ図示）とによって大略構成されている。

ここで、鏡板１８Ａの裏面側には、複数の冷却フィン２２Ａが立設されている。また、ラップ部１９Ａは、固定スクロール３Ａのラップ部５Ａと例えば１８０度だけずらして重なり合うように配設され、これらのラップ部５Ａ，１９Ａ間には複数の圧縮室２３Ａが画成されている。また、ボス部２０Ａは、連結軸１５の一端側に回転を規制した状態で固定されている。さらに、各突出部２１には、補助クランク２４が取付けられる取付孔２１ａがそれぞれ設けられている。

一方、１７Ｂは高圧側の旋回スクロールで、該旋回スクロール１７Ｂは、図２に示す如く、低圧側の旋回スクロール１７Ａとほぼ同様に、鏡板１８Ｂ、ラップ部１９Ｂ、ボス部２０Ｂ、冷却フィン２２Ｂ等を有し、固定スクロール３Ｂとの間に複数の圧縮室２３Ｂを画成している。

２４は旋回スクロール１７Ａ，１７Ｂの自転を防止する例えば３個の自転防止機構としての補助クランクを示している。この補助クランク２４は、図３、図６に示す如く、固定スクロール３Ａの各フランジ部７と旋回スクロール１７Ａの各突出部２１との間にそれぞれ配設され、例えば１２０°程度の間隔をもって互いに周方向に離間している。

また、補助クランク２４は、例えばクランク状に屈曲したクランクピン２４ａと、該クランクピン２４ａの軸方向一側を固定スクロール３Ａの取付孔７ｂ内に回転可能に支持する例えば２個の軸受２４ｂと、クランクピン２４ａの軸方向他側を旋回スクロール１７Ａの取付孔２１ａ内に回転可能に支持する他の軸受２４ｃ等とによって構成されている。

そして、各補助クランク２４は、例えば固定スクロール３Ａの上側、左側及び右側にそれぞれ配置され、固定スクロール３Ａと旋回スクロール１７Ａとを鏡板４Ａ，１８Ａの径方向外側で互いに連結している。これにより、補助クランク２４は、低圧側の旋回スクロール１７Ａの自転を防止すると共に、連結軸１５を介して高圧側の旋回スクロール１７Ｂの自転も防止している。

次に、空気圧縮機の冷却構造について説明すると、まず２５Ａは回転軸１２の軸方向一側に設けられた低圧側の冷却ファンを示している。

この冷却ファン２５Ａは、図２に示す如く、例えば遠心ファン等によって構成され、偏心ブッシュ１４Ａの外周側に固定されると共に、ケーシング１の外側ケース１Ａ内で旋回スクロール１７Ａの裏面側に配置されている。また、外側ケース１Ａ内には、旋回スクロール１７Ａと冷却ファン２５Ａとの間に環状の仕切板２６Ａが設けられている。

そして、低圧側の冷却ファン２５Ａは、モータ１１によって回転軸１２と一緒に回転駆動されることにより、図３中の矢示Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ａ4に示すように冷却風を発生するものである。即ち、冷却ファン２５Ａは、流入開口２７，２８等からケーシング１内に冷却風を吸込み、この冷却風を流出口３１Ａからケーシング１の外側（冷却風通路３３Ａ、冷却器３５等）に向けて流出させる。

これにより、冷却ファン２５Ａは、外側ケース１Ａ内の各部品（例えば軸受１３Ａ，１６Ａ、旋回スクロール１７Ａ、補助クランク２４等）と、固定スクロール３Ａ、冷却器３５とを冷却する構成となっている。

一方、高圧側の圧縮部２Ｂにも同様に、偏心ブッシュ１４Ｂの外周側に固定された冷却ファン２５Ｂと、環状の仕切板２６Ｂとが配設され、高圧側の冷却ファン２５Ｂは、図２中の矢示Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3に示すように冷却風を発生する構成となっている。

２７は例えば上側の補助クランク２４の近傍に位置して固定スクロール３Ａに設けられた流入開口を示している。この流入開口２７は、図３中の矢示Ａ1に示すように、外部の空気をケーシング１の外側ケース１Ａ内に冷却風として流入させるものであり、固定スクロール３Ａのうちラップ部５Ａよりも外径側の部位に形成されている。

ここで、流入開口２７は、図１、図６に示す如く、固定スクロール３Ａのラップ部５Ａと補助クランク２４との間を仕切る位置で鏡板４Ａの周方向に沿って延びた円弧状の固定側通気孔２７ａと、補助クランク２４を取囲んで複数個配置された他の固定側通気孔２７ｂとによって構成されている。そして、これらの固定側通気孔２７ａ，２７ｂは、固定スクロール３Ａを軸方向に貫通する複数の貫通孔によって形成され、固定スクロール３Ａの表面と裏面とに開口している。

この場合、円弧状の固定側通気孔２７ａは、少なくとも一部が後述の旋回側通気孔２９を介して外側ケース１Ａ内に連通しており、この連通状態は旋回スクロール１７Ａの旋回運動時にも保持される。また、固定側通気孔２７ａは、固定スクロール３Ａの中央部から補助クランク２４に至る径方向の熱伝導経路の断面積を減少させることにより、圧縮運転時に鏡板４Ａから補助クランク２４への熱伝導を抑える断熱空間としての機能も有している。

また、他の固定側通気孔２７ｂは、補助クランク２４を取囲む位置に冷却風を流通させることにより、クランクピン２４ａ、軸受２４ｂ，２４ｃ等を効率よく冷却する構成となっている。

さらに、流入開口２７は、後述の冷却風通路３３Ａから排出される排出風の流れ方向（図１中の矢示Ａ4方向）に配置されている。このため、流入開口２７の周囲には後述の排出風ガイド３４が設けられている。

２８，２８は例えば左，右の補助クランク２４の近傍で固定スクロール３Ａにそれぞれ設けられた他の流入開口を示している。これらの流入開口２８は、図１に示す如く、上側の流入開口２７とほぼ同様に、円弧状の固定側通気孔２８ａと、補助クランク２４を取囲む複数の固定側通気孔２８ｂとによってそれぞれ構成されている。

２９は旋回スクロール１７Ａの外径側に設けられた例えば３個の旋回側通気孔（１個のみ図示）で、該各旋回側通気孔２９は、図３に示す如く、流入開口２７，２８の固定側通気孔２７ａ，２８ａから外側ケース１Ａ内に冷却風を流入させるものである。この場合、旋回側通気孔２９は、各固定側通気孔２７ａ，２８ａとほぼ同様に、円弧状の貫通孔として形成され、旋回スクロール１７Ａの中央部から補助クランク２４への熱伝導を抑える機能も有している。

３０Ａは例えば各補助クランク２４の近傍で外側ケース１Ａの外周側にそれぞれ設けられた流入口（１個のみ図示）で、これらの流入口３０Ａは、図３に示す如く、仕切板２６Ａよりも旋回スクロール１７Ａに近い位置に開口し、矢示Ａ2に示すように外側ケース１Ａ内に冷却風を流入させるものである。

３１Ａは外側ケース１Ａの外周側に設けられた上，下の流出口で、これらの流出口３１Ａは、仕切板２６Ａよりも旋回スクロール１７Ａから離れた位置で外側ケース１Ａの上側と下側とに開口している。そして、外側ケース１Ａ内の冷却風は、図３中の矢示Ａ3に示す如く、冷却ファン２５Ａの内周側に吸込まれて外周側から吹出すことにより、上側の流出口３１Ａから冷却器３５に向けて流出すると共に、下側の流出口３１Ａから冷却風通路３３Ａ内に流出する。

３２Ａは低圧側の外側ケース１Ａと固定スクロール３Ａとにわたって設けられたダクトを示し、３３Ａは該ダクト３２Ａを用いて低圧側の圧縮部２Ａに設けられた冷却風通路を示している。

ここで、冷却風通路３３Ａは、図３に示す如く、外側ケース１Ａの下側の流出口３１Ａから固定スクロール３Ａの裏面側まで延びる略Ｌ字状の空間として形成されている。また、冷却風通路３３Ａの下流側は、固定スクロール３Ａの裏面に沿って垂直方向に延びており、その上端部は、固定スクロール３Ａのほぼ裏面中央で開口する排気口３３ａとなっている。

そして、下側の流出口３１Ａから流出した冷却風は、図３中の矢示Ａ4に示すように、冷却風通路３３Ａ内を固定スクロール３Ａの裏面に沿って上向きに流通し、これによって固定スクロール３Ａを冷却した後に、排気口３３ａから外部に排出される。一方、高圧側の圧縮部２Ｂも同様に、流入口３０Ｂ、流出口３１Ｂ、ダクト３２Ｂ、冷却風通路３３Ｂ等を有している。

次に、３４は固定スクロール３Ａの裏面側に設けられた排出風ガイドを示している。この排出風ガイド３４は、冷却風通路３３Ａから排出された排出風を流入開口２７から遮断し、離れた位置に導くことにより、各部品を冷却した後の温かい排出風が流入開口２７に還流するのを防止するものである。ここで、排出風ガイド３４は、図１、図４に示す如く、例えば軸方向の両側が開口した筒状体として形成され、例えば固定スクロール３Ａのフランジ部７の端面７ａに取付けられている。

また、排出風ガイド３４は、固定スクロール３Ａの裏面側に開口する３個の流入開口２７，２８のうち、冷却風通路３３Ａの排気方向に位置する流入開口２７の周囲に配置されている。そして、排出風ガイド３４は、流入開口２７の固定側通気孔２７ａ，２７ｂを全周にわたって取囲む位置に設けられ、流入開口２７と冷却風通路３３Ａとの間を仕切る位置に突設されている。

また、排出風ガイド３４は、図４に示すようにフランジ部７の端面７ａから軸方向に突出し、その突出寸法Ｌ2は、下記数１に示す如く、端面７ａの位置を基準とした冷却フィン８Ａの突出寸法Ｌ1よりも大きな寸法値に設定されている。

即ち、排出風ガイド３４は、固定スクロール３Ａの冷却フィン８Ａよりも大きく軸方向に突出している。これにより、排出風が冷却フィン８Ａに沿って流通しつつ、冷却風通路３３Ａから流入開口２７の周囲に向けて矢示Ａ4方向に排出されるときには、この排出風の流れを排出風ガイド３４の外周面に衝突させることができ、温かい排出風が排出風ガイド３４を乗越えて流入開口２７に流れ込むのを確実に防止することができる。

さらに、排出風ガイド３４は、冷却風通路３３Ａから排出される排出風に対して、排出風の流れが通過する正面の位置に配置され、この流れの幅方向中間部に突設されている。このため、排出風を排出風ガイド３４の外周面に沿って流入開口２７の左，右両側へとスムーズに分岐させることができ、これによって排出風を固定スクロール３Ａの外側へと速やかに放出することができる。

なお、図２において、３５はケーシング１の上側に設けられた冷却器で、該冷却器３５は、例えば低圧側の圧縮部２Ａから高圧側の圧縮部２Ｂに向けて吐出される中間圧の圧縮空気と、圧縮部２Ｂから吐出される高圧の圧縮空気とを冷却するものである。

本実施の形態によるツインラップ型のスクロール式空気圧縮機は、上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。

まず、モータ１１の作動時には、回転軸１２が軸線Ｏ1−Ｏ1を中心として回転駆動されると、この回転は回転軸１２内に偏心状態で取付けられた連結軸１５を介して旋回スクロール１７Ａ，１７Ｂに伝達される。これにより、旋回スクロール１７Ａ，１７Ｂは、補助クランク２４によって自転が防止された状態で、連結軸１５と共に旋回運動を行う。

この結果、低圧側の圧縮部２Ａは、サイレンサ等を介して吸込口９Ａから外気を吸込みつつ、この空気を各圧縮室２３Ａ内で順次圧縮し、吐出口１０Ａから中間圧の圧縮空気を吐出する。そして、この中間圧の圧縮空気は、高圧側の圧縮部２Ｂに吸込まれて圧縮されることにより、高圧の圧縮空気となって吐出口１０Ｂから吐出され、空気タンク等に貯留される。

また、圧縮機の運転時には、モータ１１によって回転軸１２と一緒に冷却ファン２５Ａ，２５Ｂが回転駆動される。これにより、低圧側の圧縮部２Ａでは、外部の空気が排出風ガイド３４の内周側を通じて流入開口２７に吸込まれ、この空気は、図３中の矢示Ａ1に示すように、冷却風となって流入開口２７から外側ケース１Ａ内に流入する。また、外側ケース１Ａ内には、矢示Ａ2等に示す如く、他の流入開口２８や流入口３０Ａからも冷却風が流入する。

そして、これらの冷却風は、軸受１３Ａ，１６Ａ、旋回スクロール１７Ａ、補助クランク２４等を冷却した後に、仕切板２６Ａの内周側を通って冷却ファン２５Ａに吸込まれ、冷却ファン２５Ａの外周側から吹出される。これにより、冷却風は、矢示Ａ3に示すように、上，下の流出口３１Ａから冷却器３５と冷却風通路３３Ａに向けてそれぞれ流出する。

さらに、冷却風通路３３Ａ内に流入した冷却風は、各冷却フィン８Ａに沿って流れることにより、固定スクロール３Ａを冷却し、その後に排出風となって冷却風通路３３Ａの排気口３３ａから排出される。このとき、温度が上昇した排出風は、図１に示す如く、排出風ガイド３４によって流入開口２７の左，右両側に分岐されるので、排出風を流入開口２７から遮断することができる。

一方、高圧側の冷却ファン２５Ｂも、図２に示す如く、低圧側の場合とほぼ同様に、外側ケース１Ｂの流入口３０Ｂから冷却風を矢示Ｂ1方向に吸込み、この冷却風を上，下の流出口３１Ｂから矢示Ｂ2方向に流出させることにより、冷却風通路３３Ｂ内にも冷却風を矢示Ｂ3方向に流通させる。これにより、固定スクロール３Ｂ、軸受１３Ｂ，１６Ｂ、旋回スクロール１７Ｂ等を効率よく冷却することができる。

かくして、本実施の形態によれば、固定スクロール３Ａの裏面側には、流入開口２７と冷却風通路３３Ａとの間を仕切る位置に排出風ガイド３４を設ける構成としている。このため、低圧側の圧縮部２Ａでは、ケーシング１内で冷却ファン２５Ａを作動させることにより、固定スクロール３Ａの流入開口２７，２８等からケーシング１内に冷却風を流入させることができ、この冷却風によって軸受１３Ａ，１６Ａ、旋回スクロール１７Ａ、補助クランク２４等の部品を効率よく冷却することができる。

また、この冷却風を、ケーシング１の流出口３１Ａから冷却風通路３３Ａに流出させることができ、固定スクロール３Ａの冷却フィン８Ａに沿って冷却風を流通させることができる。これにより、固定スクロール３Ａも効率よく冷却することができ、その後に温まった排出風を冷却風通路３３Ａの排気口３３ａから外部に排出することができる。

この場合、流入開口２７と冷却風通路３３Ａとは、何れも固定スクロール３Ａの裏面側に開口しており、しかも流入開口２７は、冷却風通路３３Ａから排出された排出風に対して、排出風の流れが通過する正面の位置に形成されている。

しかし、流入開口２７と冷却風通路３３Ａとの間には、排出風ガイド３４を配置しているので、流入開口２７からケーシング１内に流入する低い温度の冷却風と、冷却風通路３３Ａから外部に排出される温かい排出風との間を排出風ガイド３４によって仕切る（遮断する）ことができる。このため、冷却を行った後の温かい排出風が冷却風通路３３Ａから排出されたとしても、この排出風を排出風ガイド３４によって流入開口２７から離れた位置に導くことができる。

従って、排出風を外部へと円滑に排出することができ、この排出風が流入開口２７からケーシング１内に還流するのを確実に防止することができる。これにより、ケーシング１内には、低い温度の冷却風を流入開口２７等から安定的に流入させることができ、冷却効率や耐熱性を向上させることができる。

この場合、排出風ガイド３４を筒状体として形成しているので、この排出風ガイド３４によって流入開口２７の各固定側通気孔２７ａ，２７ｂを全周にわたって取囲むことができる。これにより、排出風ガイド３４は、冷却風通路３３Ａからの排出風に対して流入開口２７を確実に遮蔽することができる。また、排出風ガイド３４を筒状にすることにより、その内周側を通じて外部の低温な冷却風を流入開口２７に安定的に供給することができる。

また、排出風ガイドの突出寸法Ｌ2を、固定スクロール３Ａの冷却フィン８Ａの突出寸法Ｌ1よりも大きな寸法値に設定したので、排出風ガイド３４を、冷却フィン８Ａよりも軸方向に大きく突出させることができる。これにより、排出風が冷却フィン８Ａに沿って流通しつつ、冷却風通路３３Ａから排出されるときには、この排出風の流れを排出風ガイド３４の外側面に衝突させることができ、排出風が排出風ガイド３４を乗越えて流入開口２７に流れ込むのを確実に防止することができる。

さらに、本実施の形態では、排出風ガイド３４を、冷却風通路３３Ａから排出される排出風に対して、排出風の流れが通過する正面の位置に突設し、流れの幅方向中間部に配置している。このため、排出風を排出風ガイド３４の外周面に沿って流入開口２７の左，右両側へとスムーズに分岐させつつ、これを固定スクロール３Ａの外側へと速やかに放出することができる。この結果、固定スクロール３Ａの裏面側に温度の高い空気が滞留するのを防止でき、冷却効率をより高めることができる。

次に、図７は本発明による第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、排出風ガイドに分流形成部を設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

４１は固定スクロール３Ａの裏面側に設けられた排出風ガイドで、該排出風ガイド４１は、第１の実施の形態とほぼ同様に、軸方向の両側が開口した筒状体によって形成され、流入開口２７の固定側通気孔２７ａ，２７ｂを取囲む位置、即ち流入開口２７と冷却風通路３３Ａとの間を仕切る位置に配置されている。

しかし、排出風ガイド４１には、流入開口２７側から冷却風通路３３Ａの排気口３３ａに向けて突出する略三角形状の分流形成部４１Ａが設けられている。この分流形成部４１Ａは、冷却風通路３３Ａから排出される排出風の流れ（図７中の矢示Ａ4方向）に対し、この流れと逆方向に向けて流れの幅方向中間部に突出している。

そして、分流形成部４１Ａは、矢示Ａ4方向に流通する排出風の流れを、流入開口２７を挟んで２方向へとスムーズに分岐させるものである。これにより、圧縮機の運転時には、冷却風通路３３Ａから排出される温かい排出風を固定スクロール３Ａの外側へと速やかに流出させることができ、この排出風が固定スクロール３Ａの裏面側に滞留するのを防止することができる。

かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、排出風ガイド４１に略三角形状の分流形成部４１Ａを設けているので、冷却風通路３３Ａからの排出風を、分流形成部４１Ａに沿って流入開口２７の左，右両側へとスムーズに分岐させることができる。

この結果、温かい排出風を固定スクロール３Ａの外側に向けて放出し易くすることができ、排出風が排出風ガイド４１に衝突する位置で乱流となったり、これによって排出風ガイド４１の近傍に温度の高い空気が滞留するのを確実に防止することができる。

次に、図８は本発明による第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、排出風ガイドを非筒状体によって構成したことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

５１は固定スクロール３Ａの裏面側に設けられた排出風ガイドで、該排出風ガイド５１は、例えば略Ｖ字状に屈曲した板材等によって形成され、流入開口２７と冷却風通路３３Ａとの間を仕切る位置（流入開口２７を冷却風通路３３Ａ側から取囲む位置）に配置されている。そして、排出風ガイド５１には、前記第２の実施の形態とほぼ同様に、流入開口２７側から冷却風通路３３Ａの排気口３３ａに向けて突出する略三角形状の分流形成部５１Ａが設けられている。

かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１，第２の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、例えば略Ｖ字状の板材等によって排出風ガイド５１を形成することができ、その部品形状や加工・形成作業を簡略化することができる。

なお、前記各実施の形態では、流入開口２７を、固定スクロール３Ａのラップ部５Ａと補助クランク２４との間に位置する円弧状の固定側通気孔２７ａと、補助クランク２４を取囲む複数個の固定側通気孔２７ｂとによって構成し、両方の通気孔２７ａ，２７ｂを排出風ガイド３４，４１，５１によって取囲むものとした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば固定側通気孔２７ａ，２７ｂのうち何れか一方の通気孔のみが設けられた圧縮機に適用し、この通気孔のみを排出風ガイドによって取囲む構成としてもよい。

また、実施の形態では、自転防止機構として補助クランク２４を用いる構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えばボールカップリング等からなる他の自転防止機構を用いる構成としてもよい。

さらに、実施の形態では、スクロール式流体機械として２つの圧縮部２Ａ，２Ｂを有するツインラップ式のスクロール式空気圧縮機を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば１つの圧縮部のみを有するスクロール式空気圧縮機に適用してもよく、さらには冷媒を圧縮する冷媒圧縮機、真空ポンプ等を含めて他のスクロール式流体機械に適用してもよい。

本発明の第１の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機を示す外観図である。 空気圧縮機を図１中の矢示II−II方向からみた縦断面図である。 図２中の低圧側圧縮部を拡大して示す拡大断面図である。 排出風ガイド等を示す図３中の要部拡大断面図である。 固定スクロールを単体で示す外観図である。 各スクロール、排出風ガイド等を組立てる前の状態で示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機を示す外観図である。 本発明の第３の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機を示す外観図である。

符号の説明

１ ケーシング
３Ａ，３Ｂ 固定スクロール
４Ａ，４Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ 鏡板
５Ａ，５Ｂ，１９Ａ，１９Ｂ ラップ部
７ フランジ部
７ａ 端面
８Ａ，８Ｂ 冷却フィン
９Ａ 吸込口
１０Ａ，１０Ｂ 吐出口
１１ モータ
１２ 回転軸
１５ 連結軸
１７Ａ，１７Ｂ 旋回スクロール
２３Ａ，２３Ｂ 圧縮室
２４ 補助クランク（自転防止機構）
２５Ａ，２５Ｂ 冷却ファン
２７，２８ 流入開口
２７ａ，２７ｂ，２８ａ，２８ｂ 固定側通気孔
２９ 旋回側通気孔
３１Ａ，３１Ｂ 流出口
３３Ａ，３３Ｂ 冷却風通路
３３ａ 排気口
３４，４１，５１ 排出風ガイド
４１Ａ，５１Ａ 分流形成部

Claims (4)

1. ケーシングと、該ケーシングに設けられ鏡板の表面に渦巻状のラップ部が立設された固定スクロールと、該固定スクロールと軸方向で対面して前記ケーシング内に旋回可能に設けられ鏡板の表面に該固定スクロールのラップ部と重なり合うラップ部が立設された旋回スクロールと、前記固定スクロールと旋回スクロールとを前記各鏡板の外径側で連結し前記旋回スクロールの自転を防止する自転防止機構と、該自転防止機構の近傍に位置して前記固定スクロールに設けられ前記ケーシング内に冷却風を流入させる流入開口と、前記ケーシングに設けられ該流入開口から前記ケーシング内に流入した冷却風を外部に流出させる流出口と、前記固定スクロールの裏面側に設けられ該流出口から流出した冷却風が流通する冷却風通路とを備えたスクロール式流体機械において、
   前記固定スクロールの裏面側には、前記冷却風通路から排出された排出風を前記流入開口から遮断する排出風ガイドを設ける構成としたことを特徴とするスクロール式流体機械。
2. 前記排出風ガイドは前記流入開口を取囲む筒状体として形成してなる請求項１に記載のスクロール式流体機械。
3. 前記固定スクロールの裏面側には前記冷却風通路内に向けて突出する冷却フィンを設け、前記排出風ガイドは前記冷却フィンよりも軸方向に大きく突出させる構成としてなる請求項１または２に記載のスクロール式流体機械。
4. 前記排出風ガイドは、前記冷却風通路から排出された排出風を前記流入開口を挟んで２方向に分岐させる構成としてなる請求項１，２または３に記載のスクロール式流体機械。

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