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Title:
SCREW COMPRESSOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/081788
Kind Code:
A1
Abstract:
A screw compressor in which a medium leakage on the high-pressure side and a thrust load are reduced. The screw compressor (1) has a screw rotor (2, 52) and a plurality of gate rotors (5a, 5b, 5c, 5d). The screw rotor (2, 52) is rotatable and has a helical groove (11a, 11b) in the outer peripheral surface of the screw rotor. The gate rotors (5a, 5b, 5c, 5d) have teeth (12) arranged in a radial pattern and engaging with the groove (11a, 11b) of the screw rotor (2, 52). The helical groove (11a, 11b) has the first screw groove (11a) for compressing fluid from one end side to the other end side of the screw rotor (2, 52) and the second groove (11b) for compressing the fluid from the other end side to the one end side of screw rotor (2, 52).

Inventors:
HOSSAIN, Mohammod Anwar (Sakai Plant DAIKIN INDUSTRIES, LTD., 12, Chikkou-Shinmachi 3-cho, Nishi-ku, Sakai-sh, Osaka 31, 5928331, JP)
ホセイン モハモド アンワー (〒31 大阪府堺市西区築港新町3丁12番地 ダイキン工業株式会社 堺製作所 臨海工場内 Osaka, 5928331, JP)
MASUDA, Masanori (Sakai Plant DAIKIN INDUSTRIES, LTD., 1304, Kanaoka-cho, Kita-ku, Sakai-sh, Osaka 11, 5918511, JP)
Application Number:
JP2008/072808
Publication Date:
July 02, 2009
Filing Date:
December 16, 2008
Export Citation:
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Assignee:
DAIKIN INDUSTRIES, LTD. (Umeda Center Building, 4-12 Nakazaki-Nishi 2-Chome, Kita-ku, Osaka-sh, Osaka 23, 5308323, JP)
ダイキン工業株式会社 (〒23 大阪府大阪市北区中崎西2丁目4番12号梅田センタービル Osaka, 5308323, JP)
HOSSAIN, Mohammod Anwar (Sakai Plant DAIKIN INDUSTRIES, LTD., 12, Chikkou-Shinmachi 3-cho, Nishi-ku, Sakai-sh, Osaka 31, 5928331, JP)
ホセイン モハモド アンワー (〒31 大阪府堺市西区築港新町3丁12番地 ダイキン工業株式会社 堺製作所 臨海工場内 Osaka, 5928331, JP)
International Classes:
F04C18/52; F04C23/00
Foreign References:
JPH0399888U1991-10-18
JPS60249689A1985-12-10
JPS60187785A1985-09-25
JP2001153074A2001-06-05
JP2000257578A2000-09-19
JP2003286986A2003-10-10
Other References:
See also references of EP 2236831A4
Attorney, Agent or Firm:
SHINJYU GLOBAL IP (South Forest Bldg, 1-4-19 Minamimori-machi,Kita-ku, Osaka-sh, Osaka 54, 5300054, JP)
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Claims:
 外周面に螺旋状の溝(11a、11b)を有する回転自在のスクリューロータ(2、52)と、
 前記スクリューロータ(2、52)の溝(11a、11b)に噛み合う複数の歯(12)が放射状に配置された複数のゲートロータ(5a、5b、5c、5d)と
を備えており、
 前記螺旋状の溝(11a、11b)は、
前記スクリューロータ(2、52)の一端側から他端側に向かって流体を圧縮する第1スクリュー溝(11a)と、
前記スクリューロータ(2、52)の他端側から一端側に向かって圧縮する第2スクリュー溝(11b)と
を有している、
スクリュー圧縮機(1、31、51)。
 前記第1スクリュー溝(11a)および第2スクリュー溝(11b)は、前記スクリューロータ(2、52)の回転軸方向に並んで面対称に配置されている、
請求項1に記載のスクリュー圧縮機(1、31、51)。
 前記複数のゲートロータ(5a、5b、5c、5d)は、前記スクリューロータ(2、52)の第1スクリュー溝(11a)および第2スクリュー溝(11b)に対応して、前記スクリューロータ(2、52)の回転軸方向に並んで面対称に配置されている、
請求項2に記載のスクリュー圧縮機(1、31、51)。
 前記スクリューロータ(2)における第1スクリュー溝(11a)の形成部分と第2スクリュー溝(11b)の形成部分との間に配置された中間軸受(13)をさらに備えている、
請求項1から3のいずれかに記載のスクリュー圧縮機(1)。
 前記スクリューロータ(2、52)の両端にそれぞれ配置された両持ち軸受(18a、18b)をさらに備えている、
請求項1から3のいずれかに記載のスクリュー圧縮機(31、51)。
 前記スクリューロータ(2、52)を収納するケーシング(3)をさらに備えており、
 前記ケーシング(3)は、
 前記スクリューロータ(2、52)の両側付近に形成された、前記ケーシング(3)内部に圧縮媒体を吸入する吸入口(15)と、
 前記スクリューロータ(2、52)の前記第1スクリュー溝(11a)と第2スクリュー溝(11b)の形成部分の中間付近に形成された、前記ケーシング(2、52)内部で圧縮された圧縮媒体を吐出する吐出口(16)と
を有している、
請求項1から5のいずれかに記載のスクリュー圧縮機(1、31、51)。
 前記スクリューロータ(2)を収納するケーシング(3)をさらに備えており、
 前記ケーシング(3)は、
 前記スクリューロータ(2)の両側付近に形成された、前記ケーシング(3)内部で圧縮された圧縮媒体を吐出する吐出口(16)と、
 前記スクリューロータ(2)の前記第1スクリュー溝(11a)と第2スクリュー溝(11b)の形成部分の中間付近に形成された、前記ケーシング(2)内部に圧縮媒体を吸入する吸入口(15)と
を有している、
請求項1から5のいずれかに記載のスクリュー圧縮機(1、31)。
 前記スクリューロータ(52)は、中間部分から両端へ向かうにつれて細くなる形状を有している、
請求項1から3および請求項6から7に記載のスクリュー圧縮機(51)。
Description:
スクリュー圧縮機

 本発明は、スクリュー圧縮機に関する。

 従来より、特許文献1および2に示されるよ に、螺旋状の溝を有するスクリューロータ 、その螺旋状の溝に噛み合う複数の歯を有 るゲートロータとを備えたスクリュー圧縮 がある。
 このようなスクリュー圧縮機では、スクリ ーロータをモータで駆動することにより、 クリューロータの一端からケーシング内部 吸入された圧縮媒体が、ケーシングとスク ューロータの溝とゲートロータの歯とによ て形成された圧縮室で圧縮され、その後、 ートロータの歯が溝から外れたときに、高 ガスがスクリューロータの他端側から吐出 るようになっている。

特開2000-257578号公報

特開2003-286986号公報

 しかし、上記特許文献1および2に記載され いるような従来のスクリュー圧縮機は、い れもスクリューロータの一端側から吸入し 他端側から吐出するので、スクリューロー の高圧側付近に設けられた、スクリューロ タとケーシングとの間の高圧側のシール部 であるラビリンスシール等からの圧縮媒体 洩れが発生しており性能低下の原因となっ いる。
 また、スクリューロータにかかる圧力バラ スを考えた場合、低圧側から高圧側へ一方 のスラスト荷重がスクリューロータに常時 かるので、スラスト荷重を完全に抑えるこ が困難な構造になっている。
 さらに、スクリュー圧縮機は、通常、容量 大きくしていけば圧縮機効率が向上するが ある容量レベルを超えると、圧力損失やシ ル部分における洩れ等が生じるので、圧縮 効率が低下する。したがって、シール部分 おける圧縮媒体の洩れが原因となって、大 量のスクリュー圧縮機の性能を向上させる とが困難になっている。

 本発明の課題は、高圧側の洩れおよびス スト荷重を低減できるスクリュー圧縮機を 供することにある。

 第1発明のスクリュー圧縮機は、スクリュ ーロータと、複数のゲートロータとを備えて いる。スクリューロータは、外周面に螺旋状 の溝を有し、回転自在である。ゲートロータ は、ゲートロータは、スクリューロータの溝 に噛み合う複数の歯が放射状に配置されてい る。螺旋状の溝は、スクリューロータの一端 側から他端側に向かって流体を圧縮する第1 クリュー溝と、スクリューロータの他端側 ら一端側に向かって圧縮する第2スクリュー とを有している。

 ここでは、スクリューロータの螺旋状の が、2種類のスクリュー溝、すなわち、スク リューロータの一端側から他端側に向かって 流体を圧縮する第1スクリュー溝と、スクリ ーロータの他端側から一端側に向かって圧 する第2スクリュー溝とを有している。これ より、従来のスクリューロータ端部のスラ ト軸受付近で生じる高圧側の冷媒の漏れを 減でき、高効率・大容量のシングルスクリ ー圧縮機をコンパクトに製造することが可 である。

 第2発明のスクリュー圧縮機は、第1発明の クリュー圧縮機であって、第1スクリュー溝 よび第2スクリュー溝は、スクリューロータ の回転軸方向に並んで面対称に配置されてい る。
 ここでは、第1スクリュー溝および第2スク ュー溝がスクリューロータの回転軸方向に んで面対称に配置されているので、これに り、従来のスクリューロータ端部のスラス 軸受付近で生じる高圧側の冷媒の漏れを低 でき、高効率・大容量のシングルスクリュ 圧縮機を製造することが可能である。また 第1スクリュー溝および第2スクリュー溝のそ れぞれの低圧側から高圧側へ向かう方向へス クリューロータに作用するスラスト荷重のバ ランスを完全に取ることができる。

 第3発明のスクリュー圧縮機は、第2発明の クリュー圧縮機であって、複数のゲートロ タは、スクリューロータの第1スクリュー溝 よび第2スクリュー溝に対応して、スクリュ ーロータの回転軸方向に並んで面対称に配置 されている。
 ここでは、複数のゲートロータが、スクリ ーロータの第1スクリュー溝および第2スク ュー溝に対応して、スクリューロータの回 軸方向に並んで面対称に配置されているの 、従来のスクリューロータ端部のスラスト 受付近で生じる高圧側の冷媒の漏れを低減 き、高効率・大容量のシングルスクリュー 縮機を製造することが可能である。また、 1スクリュー溝および第2スクリュー溝のそれ ぞれの低圧側から高圧側へ向かう方向へスク リューロータに作用するスラスト荷重のバラ ンスを完全に取ることができる。

 第4発明のスクリュー圧縮機は、第1発明か 第3発明のいずれかのスクリュー圧縮機であ て、中間軸受をさらに備えている。中間軸 は、スクリューロータにおける第1スクリュ ー溝の形成部分と第2スクリュー溝の形成部 との間に配置されている。
 ここでは、スクリューロータにおける第1ス クリュー溝の形成部分と第2スクリュー溝の 成部分との間に配置された中間軸受をさら 備えているので、1個の中間軸受でスクリュ ロータに作用するスラスト荷重を受けるこ ができ、しかも、スクリューロータの支持 分の部品点数が少なくて済む。

 第5発明のスクリュー圧縮機は、第1発明か 第3発明のいずれかのスクリュー圧縮機であ て、両持ち軸受をさらに備えている。両持 軸受は、スクリューロータの両端にそれぞ 配置されている。
 ここでは、スクリューロータの両端にそれ れ配置された両持ち軸受をさらに備えてい ので、スクリューロータの中間部分の吸入 または吐出口を共通化でき、小型で高効率 大容量の圧縮機を開発することができる。

 第6発明のスクリュー圧縮機は、第1発明 ら第5発明のいずれかのスクリュー圧縮機で って、スクリューロータを収納するケーシ グをさらに備えている。ケーシングは、吸 口と、吐出口とを有している。吸入口は、 クリューロータの両側付近に形成されてい 。吸入口は、ケーシング内部に圧縮媒体を 入する。吐出口は、スクリューロータの第1 スクリュー溝と第2スクリュー溝の形成部分 中間付近に形成されている。吐出口は、ケ シング内部で圧縮された圧縮媒体を吐出す 。

 ここでは、吸入口がスクリューロータの 側付近に形成され、吐出口がスクリューロ タの第1スクリュー溝と第2スクリュー溝の 成部分の中間付近に形成されている。これ より、スクリューロータの両側に吸入口を けることによりモータの冷却を容易に行う とが可能である。スクリューロータが収納 れた空間とは別の空間にモータが収納され 圧縮機である開放型圧縮機の場合、両側に 入口を設けることによりシャフトのシール 分からの圧縮媒体の洩れを低減できる。

 第7発明のスクリュー圧縮機は、第1発明か 第5発明のいずれかのスクリュー圧縮機であ て、スクリューロータを収納するケーシン をさらに備えている。ケーシングは、吐出 と、吸入口とを有している。吐出口は、ス リューロータの両側付近に形成されている 吐出口は、ケーシング内部で圧縮された圧 媒体を吐出する。吸入口は、スクリューロ タの第1スクリュー溝と第2スクリュー溝の 成部分の中間付近に形成されている。吸入 は、ケーシング内部に圧縮媒体を吸入する
 ここでは、吸入口がスクリューロータの第1 スクリュー溝と第2スクリュー溝の形成部分 中間付近に形成され、吐出口がスクリュー ータの両側付近に形成されていることによ 、吸入圧損を低減でき、高効率シングルス リュー圧縮機を製造することが可能になる

 第8発明のスクリュー圧縮機は、第1発明か 第3発明および第6発明から第7発明のいずれ のスクリュー圧縮機であって、スクリュー ータは、中間部分から両端へ向かうにつれ 細くなる形状を有している。
 ここでは、スクリューロータが中間部分か 両端へ向かうにつれて細くなる形状を有し いるので、従来のスクリューロータ端部の ラスト軸受付近で生じる高圧側の冷媒の漏 を低減でき、高効率・大容量のシングルス リュー圧縮機をコンパクトに製造すること 可能である。また、第1スクリュー溝および 第2スクリュー溝のそれぞれの低圧側から高 側へ向かう方向へスクリューロータに作用 るスラスト荷重を完全に取ることができる とくに、このような面対称のテーパ状のス リューロータでは、スラスト荷重を相殺す ために、大径側の吐出部分に吐出カット等 切欠きを設ける必要がなくなる。しかも、 クリュー圧縮機は、従来の2段圧縮用のスク ュー圧縮機等と比較して、部品点数を低減 き、製造コストの低減も可能である。

 第1発明によれば、従来のスクリューロータ 端部のスラスト軸受付近で生じる高圧側の冷 媒の漏れを低減でき、高効率・大容量のシン グルスクリュー圧縮機をコンパクトに製造す ることができる。
 第2発明によれば、従来のスクリューロータ 端部のスラスト軸受付近で生じる高圧側の冷 媒の漏れを低減でき、高効率・大容量のシン グルスクリュー圧縮機を製造することが可能 である。また、第1スクリュー溝および第2ス リュー溝のそれぞれの低圧側から高圧側へ かう方向へスクリューロータに作用するス スト荷重のバランスを完全に取ることがで る。
 第3発明によれば、従来のスクリューロータ 端部のスラスト軸受付近で生じる高圧側の冷 媒の漏れを低減でき、高効率・大容量のシン グルスクリュー圧縮機を製造することが可能 である。また、第1スクリュー溝および第2ス リュー溝のそれぞれの低圧側から高圧側へ かう方向へスクリューロータに作用するス スト荷重のバランスを完全に取ることがで る。

 第4発明によれば、1個の中間軸受でスクリ ーロータに作用するスラスト荷重を受ける とができ、しかも、スクリューロータの支 部分の部品点数が少なくて済む。
 第5発明によれば、スクリューロータの中間 部分の吸入口または吐出口を共通化でき、小 型で高効率・大容量の圧縮機を開発すること ができる。
 第6発明によれば、これにより、スクリュー ロータの両側に吸入口を設けることによりモ ータの冷却を容易に行うことが可能である。 スクリューロータが収納された空間とは別の 空間にモータが収納された圧縮機である開放 型圧縮機の場合、両側に吸入口を設けること によりシャフトのシール部分からの圧縮媒体 の洩れを低減できる。
 第7発明によれば、吸入圧損を低減でき、高 効率シングルスクリュー圧縮機を製造するこ とができる。

 第8発明によれば、従来のスクリューロー タ端部のスラスト軸受付近で生じる高圧側の 冷媒の漏れを低減でき、高効率・大容量のシ ングルスクリュー圧縮機をコンパクトに製造 することが可能である。また、第1スクリュ 溝および第2スクリュー溝のそれぞれの低圧 から高圧側へ向かう方向へスクリューロー に作用するスラスト荷重を完全に取ること できる。とくに、このような面対称のテー 状のスクリューロータでは、スラスト荷重 相殺するために、大径側の吐出部分に吐出 ット等の切欠きを設ける必要がなくなる。 かも、スクリュー圧縮機は、従来の2段圧縮 用のスクリュー圧縮機等と比較して、部品点 数を低減でき、製造コストの低減もできる。

本発明の第1実施形態に係わるシングル スクリュー圧縮機の断面図。 本発明の第1実施形態に係わるシングル スクリュー圧縮機の主要部分の構成図。 図1のスクリューロータおよびゲートロ ータの配置を示す構成図。 本発明の第1実施形態の変形例である、 スクリューロータの中間付近から吸入して両 側から吐出するスクリュー圧縮機の構成図。 本発明の第2実施形態に係わるスクリュ ーロータの両端を支持する両持ち軸受を備え たスクリュー圧縮機の構成図。 本発明の第2実施形態の変形例である、 スクリューロータの中間付近から吸入して両 側から吐出するスクリュー圧縮機の構成図。 本発明の第3実施形態に係わる両側が面 対称のテーパ形状であるスクリューロータを 備えたスクリュー圧縮機の構成図。

符号の説明

1、31、51 スクリュー圧縮機
2、52 スクリューロータ
3 ケーシング
4 シャフト
5a、5b、5c、5d ゲートロータ
8 ゲートロータシャフト
11a 第1スクリュー溝
11b 第2スクリュー溝
12 歯
13 中間軸受
15 吸入口
16 吐出口
18a、18b 両持ち軸受

 つぎに本発明のスクリュー圧縮機の実施形 を図面を参照しながら説明する。
〔第1実施形態〕
<シングルスクリュー圧縮機1の全体構成>
 図1~3に示されるシングルスクリュー圧縮機1 は、1本のスクリューロータ2と、ケーシング3 と、スクリューロータ2の回転軸となるシャ ト4と、4個のゲートロータ5a、5b、5c、5dと、 クリューロータ2の中間部分を支持する中間 軸受13とを備えている。ケーシング3は、スク リューロータ2、シャフト4、ゲートロータ5a 5b、5c、5d、および中間軸受13を気密状態で収 納する。
 また、第1実施形態のスクリュー圧縮機1は 図1に示されるように、中間軸受13の他にも シャフト4の両端を支持する軸受17をさらに えている。
<スクリューロータ2の構成>
 スクリューロータ2は、外周面に複数本の螺 旋状の溝11a、11bを有している円柱状のロータ である。スクリューロータ2は、シャフト4と 体になって、ケーシング3の内部で回転する ことが可能である。

 螺旋状の溝11a、11bは、スクリューロータ2の 一端側(図2~3の右側)から他端側(図2~3の左側) 向かって流体を圧縮する第1スクリュー溝11a 、スクリューロータ2の他端側から一端側に 向かって圧縮する第2スクリュー溝11bとを有 ている。これにより、従来のスクリューロ タ端部のスラスト軸受付近で生じる高圧側 冷媒の漏れを低減できる。
 また、第1スクリュー溝11aおよび第2スクリ ー溝11bは、スクリューロータ2の回転軸方向( すなわち、シャフト4の延びる方向)に並んで 対称に配置されている。すなわち、図2~3に いて、第1スクリュー溝11aおよび第2スクリ ー溝11bは、中間軸受13を挟んで左右対称に形 成されている。これにより、従来のスクリュ ーロータ端部のスラスト軸受付近で生じる高 圧側の冷媒の漏れを低減でき、高効率・大容 量のシングルスクリュー圧縮機を製造するこ とが可能である。また、第1スクリュー溝11a よび第2スクリュー溝11bのそれぞれの低圧側 ら高圧側へ向かう方向(例えば、スクリュー ロータ2の両端から中間軸受13へ向かう方向へ )へスクリューロータ2に作用するスラスト荷 のバランスを完全に取ることができる。

 スクリューロータ2は、中間軸受13によって 持されている。中間軸受13の外周面は、ケ シング3の円筒部分3dの内壁に嵌合されてい 。
 中間軸受13は、スクリューロータ2における 1スクリュー溝11aの形成部分と第2スクリュ 溝11bの形成部分との間に配置されている。 れにより、1個の中間軸受13でスクリューロ タ2に作用するスラスト荷重を受けることが きる。
 シャフト4は、スクリューロータ2と結合さ 、一端がケーシング3外部の駆動用モータ14 連結されている。また、シャフト4は、ケー ング3内部に固定された軸受17によって両端 持されている。
<ゲートロータ5a~5dの構成>
 4つのゲートロータ5a、5b、5c、5dは、いずれ 、スクリューロータ2の溝11a、11bに噛み合う 複数の歯12が放射状に配置された回転体であ 、ゲートロータシャフト8の回りに回転する ことが可能である。ゲートロータシャフト8 、ケーシング3の内壁に回転自在に支持され いる。ゲートロータ5a、5b、5c、5dの歯は、 ーシング3の円筒部分3dに形成されたスリッ 3eを通して、スクリューロータ2の溝11a、11b 噛み合っている。

 複数のゲートロータ5a、5b、5c、5dは、スク ューロータ2の第1スクリュー溝11aおよび第2 クリュー溝11bに対応して、スクリューロー 2の回転軸方向に並んで面対称に配置されて る。
 ゲートロータシャフト8は、4つのゲートロ タ5a、5b、5c、5dのそれぞれの開口21に挿入さ 、各ゲートロータを回転自在に支持する。 体的には、ゲートロータシャフト8には、ゲ ートロータ5a、5b、5c、5dを支持するゲートロ タサポート27がゲートロータシャフト8に対 て同軸上に固定されている。ゲートロータ ポート27は、ゲートロータ5a、5b、5c、5dとほ ぼ相似形であって少し小さい寸法を有してい る。ゲートロータ5a、5b、5c、5dは、ゲートロ タサポート27に対して回転できないように ン24で固定されている。ゲートロータシャフ ト8は、スクリューロータ2のシャフト4に対し て直交している。

 ゲートロータ5a、5b、5c、5dの歯12は、ケーシ ング3に形成されたスリット3eを通して、ケー シング3内部のスクリューロータ2の螺旋状の 11と噛み合うことが可能である。4枚のゲー ロータ5a、5b、5c、5dは、スクリューロータ2 回転中心に対して対称であり、かつ、の回 軸方向に並んで面対称に配置されている、
 スクリューロータ2が回転すれば、ゲートロ ータ5a、5b、5c、5dの複数の歯12は、順次複数 溝11に噛み合うことができる。
 ケーシング3は、吸入口15と、吐出口16とを している。吸入口15は、スクリューロータ2 両側付近に形成されている。吸入口15は、ケ ーシング3内部に圧縮媒体を吸入する。図1に されるケーシング3では、吸入口15は、ケー ング3の低圧(LP)のチャンバ部分3aに一時的に 導入された冷媒を、スクリューロータ2が配 されている低圧(LP)の低圧空間3bへ吸入する 低圧のチャンバ部分3aは、ケーシング3外部 ら吸気管(図示せず)を介して冷媒ガスが導入 される。

 高圧(HP)側である吐出口16は、スクリューロ タ2の第1スクリュー溝11aと第2スクリュー溝1 1bの形成部分の中間付近に形成されている。 出口16は、ケーシング3内部の円筒部分3dと クリュー溝11a、11bとゲートロータ5a、5b、5c 5dの歯12とで囲まれて形成された圧縮室で圧 された圧縮媒体をケーシング3外部へ吐出す る。
 具体的には、図1に示されるように、ケーシ ング3におけるスクリューロータ2の両端付近 は、ケーシング3内部で圧縮される冷媒を吸 入する吸入口15が、ゲートロータ5a、5b、5c、5 dに対応してそれぞれ1個ずつ開口されている 一方、ケーシング3におけるスクリューロー タ2の中間付近には、ケーシング3内部で圧縮 れた冷媒を吐出するための吐出口16が、ス リューロータ2の上下両側にそれぞれ開口さ ている。これにより、スクリューロータ2の 両側に吸入口15(吸入ポート)を設けることに りモータ14の冷却を容易に行うことが可能で ある。スクリューロータ2が収納された低圧 間3bとは別の空間3aにモータ14が収納された 縮機である開放型圧縮機の場合、両側に吸 口15(吸入ポート)を設けることによりシャフ 4のシール部分からの冷媒ガスの洩れを低減 できる。
<シングルスクリュー圧縮機1の動作説明>
 図1~3に示されるシングルスクリュー圧縮機1 は、以下のようにしてガスを圧縮する。

 まず、シャフト4がケーシング3外部のモー 14から回転駆動力を受けると、スクリューロ ータ2が矢印R1の方向に回転する。このとき、 スクリューロータ2の螺旋状の溝11aに噛み合 ゲートロータ5a、5bは、その歯12が螺旋状の 11の内壁に押されることによって、矢印R2の 向へ回転する。一方、溝11aと面対称の螺旋 の溝11bに噛み合うゲートロータ5c、5dは、そ の歯12が螺旋状の溝11の内壁に押されること よって、矢印R3の方向へ回転する。
 このとき、スクリューロータ2の上下左右の 4箇所では、それぞれ、ケーシング3の円筒部 3dの内面と、スクリューロータ2の溝11a、11b 、ゲートロータ5a~5dの歯12とで仕切られて形 成された圧縮室の容積が減少する。
 ゲートロータ5a~5dに対応する4つの圧縮室の 積の減少を利用することによって、ケーシ グ3の吸入口15を介してチャンバ部分3aから 圧空間3bへ導入される圧縮前の冷媒は、溝11 歯12とが噛み合う直前に圧縮室に導かれ、 11と歯12とが噛み合っている間に圧縮室の容 が減少して冷媒が圧縮され、その後、溝11 歯12との噛み合いが外れた直後に、圧縮され た冷媒が、スクリューロータ2の上下両側に 口する吐出口16からケーシング3の外部へ吐 される。
<第1実施形態の特徴>
(1)
 螺旋状の溝11a、11bは、スクリューロータ2の 一端側(図2~3の右側)から他端側(図2~3の左側) 向かって流体を圧縮する第1スクリュー溝11a 、スクリューロータ2の他端側から一端側に 向かって圧縮する第2スクリュー溝11bとを有 ている。これにより、従来のスクリューロ タ2の端部のスラスト軸受付近で生じる高圧 の冷媒の漏れ(とくに、ラビリンスシールか らの洩れ)を低減でき、高効率・大容量のシ グルスクリュー圧縮機をコンパクトに製造 ることが可能である。また、第1スクリュー 11aおよび第2スクリュー溝11bのそれぞれの低 圧側から高圧側へ向かう方向(例えば、スク ューロータ2の両端から中間軸受13へ向かう 向へ)へスクリューロータ2に作用するスラス ト荷重の偏りを低減することができる。しか も、このような構造のスクリュー圧縮機1で 、従来の2段圧縮用のスクリュー圧縮機等と 較して、部品点数を低減でき、製造コスト 低減も可能である。
(2)
 第1実施形態のスクリュー圧縮機1では、ま 、第1スクリュー溝11aおよび第2スクリュー溝 11bは、スクリューロータ2の回転軸方向(すな ち、シャフト4の延びる方向)に並んで面対 に配置されている。すなわち、図2~3におい 、第1スクリュー溝11aおよび第2スクリュー溝 11bは、中間軸受13を挟んで左右対称に形成さ ている。これにより、従来のスクリューロ タ端部のスラスト軸受付近で生じる高圧側 冷媒ガスの漏れ(とくに、ラビリンスシール からの洩れ)を低減でき、高効率・大容量の ングルスクリュー圧縮機を製造することが 能である。また、第1スクリュー溝11aおよび 2スクリュー溝11bのそれぞれの低圧側から高 圧側へ向かう方向(例えば、スクリューロー 2の両端から中間軸受13へ向かう方向へ)へス リューロータ2に作用するスラスト荷重のバ ランスを完全に取ることができる。
(3)
 第1実施形態のスクリュー圧縮機1では、複 のゲートロータ5a、5b、5c、5dは、スクリュー ロータ2の第1スクリュー溝11aおよび第2スクリ ュー溝11bに対応して、スクリューロータ2の 転軸方向に並んで面対称に配置されている

 これにより、従来のスクリューロータ端部 スラスト軸受付近で生じる高圧側の冷媒ガ の漏れ(とくに、ラビリンスシールからの洩 れ)を低減でき、高効率・大容量のシングル クリュー圧縮機を製造することが可能であ 。また、第1スクリュー溝11aおよび第2スクリ ュー溝11bのそれぞれの低圧側から高圧側へ向 かう方向(例えば、スクリューロータ2の両端 ら中間軸受13へ向かう方向へ)へスクリュー ータ2に作用するスラスト荷重のバランスを 完全に取ることができる。
(4)
 第1実施形態のスクリュー圧縮機1では、ス リューロータ2における第1スクリュー溝11aの 形成部分と第2スクリュー溝11bの形成部分と 間に配置された中間軸受13をさらに備えてい る。これにより、1個の中間軸受13でスクリュ ーロータ2に作用するスラスト荷重を受ける とができ、しかも、スクリューロータ2の支 部分の部品点数が少なくて済む。
(5)
 第1実施形態のスクリュー圧縮機1では、吸 口15がスクリューロータ2の両側付近に形成 れ、吐出口16がスクリューロータ2の第1スク ュー溝11aと第2スクリュー溝11bの形成部分の 中間付近に形成されている。これにより、ス クリューロータ2の両側に吸入口15(吸入ポー )を設けることによりモータ14の冷却を容易 行うことが可能である。スクリューロータ2 収納された低圧空間3bとは別の空間3aにモー タ14が収納された圧縮機である開放型圧縮機 場合、両側に吸入口15(吸入ポート)を設ける ことによりシャフト4のシール部分からの冷 ガスの洩れを低減できる。
<第1実施形態の変形例>
(A)
 上記第1実施形態では、吸入口15がスクリュ ロータ2の両側付近に形成され、吐出口16が クリューロータ2の第1スクリュー溝11aと第2 クリュー溝11bの形成部分の中間付近に形成 れているが、本発明はこれに限定されるも ではなく、吸入口15と吐出口16と配置を入れ 替えてもよい。

 すなわち、スクリュー圧縮機1の第1実施形 の変形例では、図4に示されるように、ケー ング3は、スクリューロータ2の両側付近に 成された、ケーシング3内部で圧縮された圧 媒体を吐出する吐出口16と、スクリューロ タ2の前記第1スクリュー溝11aと第2スクリュ 溝11bの形成部分の中間付近に形成された、 ーシング3内部に圧縮媒体を吸入する吸入口1 5とを有している。その他の構成については 図1~3に示されるスクリュー圧縮機1の構成と 通している。
 このように、吸入口15がスクリューロータ2 第1スクリュー溝11aと第2スクリュー溝11bの 成部分の中間付近に形成され、吐出口16がス クリューロータ2の両側付近に形成されてい ことにより、吸入圧損を低減でき、高効率 ングルスクリュー圧縮機を製造することが 能になる。
[第2実施形態]
 上記第1実施形態では、スクリューロータ2 おける第1スクリュー溝11aの形成部分と第2ス クリュー溝11bの形成部分との間に配置された 中間軸受13を備えたスクリュー圧縮機を例に げて説明したが、本発明はこれに限定され ものではない。

 第2実施形態のスクリュー圧縮機31は、図5に 示されるように、上記の中間軸受13の代わり 、スクリューロータ2の両端にそれぞれ配置 された両持ち軸受18a、18bをさらに備えている 。その他の構成は、第1実施形態のスクリュ 圧縮機1と共通している。なお、スクリュー ータ2における第1スクリュー溝11aの形成部 と第2スクリュー溝11bの形成部分との間には 溝が形成されていない部分19が若干形成さ ている。
 また、スクリュー圧縮機31では、吸入口15が スクリューロータ2の両側付近に形成され、 出口16がスクリューロータ2の第1スクリュー 11aと第2スクリュー溝11bの形成部分の中間付 近に形成されている。
<第2実施形態の特徴>
 (1)
 第2実施形態のスクリュー圧縮機31は、スク ューロータ2の両端にそれぞれ配置された両 持ち軸受18a、18bをさらに備えているので、ス クリューロータ2の中間部分の吸入口15または 吐出口16を共通化でき、小型で高効率・大容 の圧縮機を開発することができる。
(2)
 また、第1実施形態と同様に、第2実施形態 スクリュー圧縮機31でも、吸入口15がスクリ ーロータ2の両側付近に形成され、吐出口16 スクリューロータ2の第1スクリュー溝11aと 2スクリュー溝11bの形成部分の中間付近に形 されているので、スクリューロータ2の両側 に吸入口15(吸入ポート)を設けることにより ータ14の冷却を容易に行うことが可能である 。スクリューロータ2が収納された低圧空間3b とは別の空間3aにモータ14が収納された圧縮 である開放型圧縮機の場合、両側に吸入口15 (吸入ポート)を設けることによりシャフト4の シール部分からの冷媒ガスの洩れを低減でき る。
<第2実施形態の変形例>
(A)
 上記第2実施形態では、吸入口15がスクリュ ロータ2の両側付近に形成され、吐出口16が クリューロータ2の第1スクリュー溝11aと第2 クリュー溝11bの形成部分の中間付近に形成 れているが、本発明はこれに限定されるも ではなく、第1実施形態と同様に、吸入口15 吐出口16と配置を入れ替えてもよい。

 この場合も、図6に示されるように、吸入口 15がスクリューロータ2の第1スクリュー溝11a 第2スクリュー溝11bの形成部分の中間付近に 成され、吐出口16がスクリューロータ2の両 付近に形成されていることにより、吸入圧 を低減でき、高効率シングルスクリュー圧 機を製造することが可能になる。
[第3実施形態]
 上記第1および第2実施形態では円柱状のス リューロータ2が採用された例が示されてい が、本発明はこれに限定されるものではな 、種々の形状のスクリューロータを採用す ことができる。
 例えば、図7に示される第3実施形態のスク ュー圧縮機51では、スクリューロータ52は、 間部分から両端へ向かうにつれて細くなる 状を有しており、面対称の両側テーパ状の クリューロータを構成している。

 また、スクリュー圧縮機51では、吸入口15が スクリューロータ2の両側付近に形成され、 出口16がスクリューロータ2の第1スクリュー 11aと第2スクリュー溝11bの形成部分の中間付 近に形成されている。したがって、面対称の 両側テーパ状のスクリューロータ52の両端の 圧側から、第1スクリュー溝11aと第2スクリ ー溝11bへ冷媒が導入され、中間部分の最も 回りが広い部分の高圧側で高圧冷媒が吐出 れるので、第1スクリュー溝11a側と第2スクリ ュー溝11b側でそれぞれ生じるスラスト荷重が 相殺される。
 また、第3実施形態のスクリュー圧縮機51は 図7に示されるように、上記第2実施形態と 様に、スクリューロータ52の両端にそれぞれ 配置された両持ち軸受18a、18bをさらに備えて いる。その他の構成は、第2実施形態のスク ュー圧縮機31と共通している。また、スクリ ューロータ52における第1スクリュー溝11aの形 成部分と第2スクリュー溝11bの形成部分との には、溝が形成されていない部分53が若干形 成されている。
<第3実施形態の特徴>
(1)
 第3実施形態のスクリュー圧縮機51では、ス リューロータ52は、中間部分から両端へ向 うにつれて細くなる形状を有しているので 従来のスクリューロータ端部のスラスト軸 付近で生じる高圧側の冷媒の漏れ(とくに、 ビリンスシールからの洩れ)を低減でき、高 効率・大容量のシングルスクリュー圧縮機を コンパクトに製造することが可能である。
(2)
 また、第1スクリュー溝11aおよび第2スクリ ー溝11bのそれぞれの低圧側から高圧側へ向 う方向(例えば、スクリューロータ52の両端 ら中間軸受13へ向かう方向)へスクリューロ タ2に作用するスラスト荷重を完全に取るこ ができる。とくに、このような面対称のテ パ状のスクリューロータ52では、スラスト 重を相殺するために、大径側の吐出部分に 出カット等の切欠きを設ける必要がなくな 。
(3)
 しかも、スクリュー圧縮機51は、従来の2段 縮用のスクリュー圧縮機等と比較して、部 点数を低減でき、製造コストの低減も可能 ある。
(4)
 また、第1実施形態と同様に、第3実施形態 スクリュー圧縮機51でも、吸入口15がスクリ ーロータ52の両側付近に形成され、吐出口16 がスクリューロータ2の第1スクリュー溝11aと 2スクリュー溝11bの形成部分の中間付近に形 成されているので、スクリューロータ52の両 に吸入口15(吸入ポート)を設けることにより モータ14の冷却を容易に行うことが可能であ 。スクリューロータ52が収納された低圧空 3bとは別の空間3aにモータ14が収納された圧 機である開放型圧縮機の場合、両側に吸入 15(吸入ポート)を設けることによりシャフト4 のシール部分からの冷媒ガスの洩れを低減で きる。

 本発明は、スクリューロータおよびゲー ロータを備えたスクリュー圧縮機について く適用することが可能である。