发电装置制造方法及图纸

在涡旋压缩机中，在公转涡旋部件１的公转涡卷支承圆板１ｂ的一面上直立设置公转涡旋涡卷１ａ，在另一面上连接公转圆板２，在公转圆板２的中心部形成插入偏心轴４ａ的公转轴支孔２ｂ，在公转轴支孔２ｂ的外周部形成插入制约公转涡旋部件１的自转的偏心轴５ｅ的曲柄轴支孔２ａ，由合成树脂使公转涡旋涡卷１ａ和公转涡卷支承圆板１ｂ整体成型，使公转圆板２为金属纱材料，将公转轴支孔２ｂ和曲柄轴支孔２ａ整体成型，由此，抑制公转涡旋部件１的热变形，防止涡卷接触引起的磨耗或机械损失等。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
发电装置
本专利技术涉及使用涡旋压缩机作为空气压缩装置的发电装置。
技术介绍
采用涡轮型空气压缩装置或涡流型空气压缩装置作为供给用于作为发电装置的构成要素的高分子电解质型燃料电池的空气的空气压缩装置。涡轮型空气压缩装置为使涡轮风扇高速旋转，由离心力作用升压的空气压缩装置，组装入家庭用扫除机等，通常以15000-25000转/分的高速旋转动作，所以存在寿命运转时间只有5000小时之短，和噪音大的问题。另外，涡流型空气压缩装置为由沿外周具有多个放射状的槽的旋转圆板产生的紊流剪断作用升压的空气压缩装置，尽管可以产生和圆周速度相比较高的压力，但是存在消耗功率大运转效率低，另外噪音也大的问题。家庭用的高分子电解质型燃料电池，一般来讲从1KW到1.5KW的输出的产品正在开发中，其中空气压缩装置或转换器等副机损失功率为200W左右。另外其中的空气压缩装置的损失功率为100W左右。减少该副机损失功率是对于高分子电解质型燃料电池的最大课题。另外关于寿命，家庭用的高分子电解质型燃料电池往往长年运转，如果没有10年以上的寿命，则很难说合算性。另外，理想寿命最好为8万小时以上，但是从现状的技术看，寿命需要为4万小时。即，作为用于高分子电解质型燃料电池，供给空气的空气压缩装置，希望为如下所述的装置：可以进行与发电功率成正比的最佳静压和风量等的控制，损失功率小，通过使翼低速旋转使寿命时间长且产生噪音小。另一方面，参照图16、图17、图18说明考虑到作为空气压缩装置的利用的涡旋压缩机。图16为表示现有的空气压缩装置的剖视图，图-->17为表示图16所示的空气压缩装置的涡旋啮合状态的图，图18为表示图16所示的空气压缩装置的轴承构成的俯视图。作为图16所示的空气压缩装置的涡旋压缩机的公转涡旋部件101使公转涡旋涡卷(スクロ一ルラツプ)101a直立于公转涡卷支承圆板101b的单面地构成，固定涡旋部件102使固定涡旋涡卷102a直立于固定涡卷支承圆板102b的单面地构成。在固定涡卷支承圆板102b的中心部备有排出压缩气的排出口102c。另外，在公转涡卷支承圆板101b的中心部备有插入驱动轴103的偏心轴103a的公转轴支孔105。驱动轴103在一端具有偏心轴103a，另一端与驱动马达106的转子相连。驱动轴103的偏心轴103a经由2个单列深槽轴承105a、105b旋转自如地设于公转轴支孔105。为了减小单列深槽轴承105b的径向间隙，在偏心轴103a上由盘簧103c沿推力方向向单列深槽轴承105b的外轮施加预压力。另外，单列深槽轴承105a的外轮由压环108和螺栓111固定于公转涡卷支承圆板101b，以便使公转轴支孔105不向轴向移动。另外，为了阻止公转涡旋部件101的自转，以多个曲柄轴104轴支公转涡卷支承圆板101b。在曲柄轴104的公转涡旋部件101侧的轴上嵌合1个单列深槽轴承104b，曲柄轴104经由该轴承104b轴支于公转涡旋部件101。另外在曲柄轴104的公转涡旋部件101的相反侧的轴上嵌合2个单列深槽轴承104a，曲柄轴104经由2个单列深槽轴承104a轴支于公转支承板109。此外，为了防止由于多个曲柄轴104的每个的推力方向尺寸L1的制作误差，而在公转涡卷支承圆板101b内产生多余的内部应力，以盘簧104c向轴向加载曲柄轴104。气体压缩室107形成在公转涡旋涡卷101a和固定涡旋涡卷102a之间，伴随公转涡旋部件101的公转，从外周侧依次向内周侧移动，伴随该移动使压缩空间变窄，压缩了的气体从排出口102c排出。如果驱动轴103由于驱动马达106而旋转，则公转涡旋部件101和驱动轴103一起旋转，但是由于曲柄轴104阻止自转，所以公转涡旋部件101围绕驱动轴103进行公转。在公转涡旋部件101公转时，在公转涡旋部件101的重心上作用有-->离心力P，该离心力P对公转涡卷支承圆板101b产生弯曲力矩M。曲柄轴104由于由盘簧104c的作用可以沿轴向移动，所以不能支承弯曲力矩M。因此，由设在偏心轴103a上的2个单列深槽轴承105a、105b接受该弯曲力矩M。由上可知，为了减小离心力P，公转涡旋部件101往往使用铝一类的质量轻的材料。在这种情况下，由于嵌合于偏心轴103a的单列深槽轴承105a、105b，和嵌合于2个以上曲柄轴104的单列深槽轴承104b的外轮的嵌合面的磨耗强度不足，所以插入铁类环状部件110a、110b。另一方面，为了使公转涡卷支承圆板101b平行于固定涡卷支承圆板102b进行公转，必须使驱动轴103和偏心轴103a保持平行。但是，通常由于公转涡卷支承圆板101b的外形涡卷高度较低，为了支持公转涡旋部件101的离心力P产生的弯曲力矩M，不将单列深槽轴承105a和单列深槽轴承105b的间隔取得较大，另外由于偏心轴103a不能太粗，所以由于弯曲力矩M公转使涡旋部件101弯曲，不仅驱动轴103和偏心轴103a两轴不能保持平行，而且导致产生噪音。因此，为了减小弯曲力矩M，使用铝以上的轻材料作为公转涡旋部件变得重要。因此，现有技术提出了在涡旋部件上采用树脂(例如，特开昭63-85278号、特开昭62-199981号、特开昭61-38187号、特开平5-106402号、特开昭59-79090号)。在其中的特开昭61-38187号公报中，公开了一种涡旋式压缩装置，该涡旋式空气压缩装置备有由合成树脂为主体的材料形成的固体涡旋、由合成树脂形成旋回翼、护板和受到偏心旋转的接受部的旋回涡旋、和由耐磨耗性材料构成的加固材料，其中所述的耐磨耗性材料在形成该旋回涡旋的护板的旋回翼的面的相反侧的背面部和受到偏心旋转的接受部的接受面上，整体接合形成。此外，作为耐磨耗性材料，列举了铝合金等金属。但是，采用上述现有技术的涡旋压缩机作为空气压缩装置的发电装置存在以下课题。首先，由于在涡旋压缩机的公转涡旋部件上使用合成树脂，所以在将金属部件插入其树脂制的旋回涡旋并加固受到偏心旋转的接受部的-->情况下，由于合成树脂和金属部件的线膨胀系数的不同，由插入注射成型时的热和使用时的长年变化，旋回涡旋变形。如果有这样的变形，则不能保持旋回涡旋涡卷和固定涡旋涡卷的间隙一定，产生涡卷接触，同时导致作为机械损失的噪音产生。即，与涡卷接触引起的磨耗和机械损失相关，影响寿命或消耗动力。进而，轴承凸台为合成树脂，在插入注射成型时，由于轴承凸台的存在在树脂上产生收缩(ヒケ)，由于该收缩在旋回涡旋的内侧底面产生凹部，可能导致由死区容积引起的压缩效率的下降。另外，在使公转涡旋涡卷101a和固定涡旋涡卷102a啮合了的状态下，在圆弧的法线方向，即涡卷间设置曲面间隙。另外，在公转涡旋涡卷101a的涡卷前端与固定涡卷支承圆板102b之间、和固定涡旋涡卷102a的涡卷前端与公转涡卷支承圆板101b之间设置前端间隙，但是如果合成树脂制的公转涡旋部件变形，则不能维持规定间隙，从而影响寿命或消耗动力。进而，另外，在需要10kPa以上的排出压力的情况下，存在从法线方向的间隙和前端部的间隙漏出气体的课题。另外，如果在公转涡旋部件上采用合成树脂，则由于施加在公转涡旋部件上的驱动力而变形的问题也随之而来。另外，存在使涡旋部件或壳体等更轻，使空气压缩装置整体轻量化的课题。因此，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电装置，采用涡旋压缩机作为向燃料电池供给氧气的空气压缩装置，其特征为：构成上述涡旋压缩机的公转涡旋部件在公转涡卷支承圆板的一面上直立设置公转涡旋涡卷，在上述公转涡卷支承圆板的另一面上连接公转圆板，在上述公转圆板的中心部形成插入驱动轴端部的偏心轴的公转轴支孔，在上述公转圆板的上述公转轴支孔的外周侧形成插入制约该公转涡旋部件的自转的曲柄轴的偏心轴的多个曲柄轴支孔，由合成树脂使上述公转涡卷支承圆板和上述公转涡旋涡卷成形为一体，使上述公转圆板为金属系材料，将上述公转轴支孔和上述曲柄轴支孔成形为一体。

【技术特征摘要】
JP 2001-12-3 368289/2001;JP 2002-7-15 205089/20021.一种发电装置，采用涡旋压缩机作为向燃料电池供给氧气的空气压缩装置，其特征为：构成上述涡旋压缩机的公转涡旋部件在公转涡卷支承圆板的一面上直立设置公转涡旋涡卷，在上述公转涡卷支承圆板的另一面上连接公转圆板，在上述公转圆板的中心部形成插入驱动轴端部的偏心轴的公转轴支孔，在上述公转圆板的上述公转轴支孔的外周侧形成插入制约该公转涡旋部件的自转的曲柄轴的偏心轴的多个曲柄轴支孔，由合成树脂使上述公转涡卷支承圆板和上述公转涡旋涡卷成形为一体，使上述公转圆板为金属系材料，将上述公转轴支孔和上述曲柄轴支孔成形为一体。2.一种发电装置，采用涡旋压缩机作为向燃料电池供给氧气的空气压缩装置，其特征为：由将固定涡旋涡卷直立设置于固定涡卷支承圆板的一面的固定涡旋部件、将公转涡旋涡卷直立设置于公转涡卷支承圆板的一面的公转涡旋部件、向上述公转涡旋部件传递驱动力的驱动轴、制约公转涡旋部件自转的曲柄轴、和经由轴承保持上述驱动轴，同时经由轴承保持上述曲柄轴的一方的偏心轴的公转支承板构成上述涡旋压缩机，上述固定涡旋部件和覆盖上述固定涡旋涡卷的外周的第1壳体由合成树脂成形为一体，上述公转支承板和与上述第1壳体连接的第2壳体由金属系材料成形为一体，在上述公转涡卷支承圆板的另一面上，连接由金属系材料构成的公转圆板，由上述公转圆板轴支上述驱动轴端部的偏心轴，同...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈山丰治，荻野和郎，加藤务，谷口和宏，
申请(专利权)人：松下环境系统株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]