CN101688534A - 单螺杆压缩机及其组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供可以容易地调整螺杆转子和外壳之间的间隙的单螺杆压缩机。单螺杆压缩机(1)具有螺杆转子(2)和收容螺杆转子(2)的外壳(3)。螺杆转子(2)在外周面具有多条螺旋状的槽(6)。螺杆转子(2)是外径随着从吸入侧向排出侧去而增大的圆锥形状的转子。外壳(3)具有具有圆筒状内孔的外筒部件(21)和内筒部件(22)。将内筒部件(22)固定在外筒部件(21)的内部。内筒部件(22)具有与螺杆转子(2)的圆锥状外周面对置的圆锥状内面。

Description

单螺杆压缩机及其组装方法

技术领域

本发明涉及单螺杆压缩机及其组装方法。

背景技术

至今，已经提出了用于压缩冷冻机的制冷剂等的压缩介质的种种压缩机的方案，但是其中单螺杆压缩机，振动，噪声小，可靠性高是众所周知的。

专利文献1记载的单螺杆压缩机具有在外周面具有多条螺旋状的槽的圆筒状的螺杆转子、一边与螺杆转子啮合一边旋转的至少1个的闸转子、和收容螺杆转子的外壳。将制冷剂等的压缩介质送到在外壳内部旋转的螺杆转子的螺旋状的槽中，在由螺旋状的槽、闸转子的齿和外壳包围的空间内部进行压缩，从外壳的排出口排出。

又，如专利文献2中记载的那样，存在着具有外径从吸入侧向排出侧变化的圆锥形状或逆圆锥形状的螺杆转子、和一面与螺杆转子的螺旋状的槽啮合一面旋转的小齿轮的单螺杆压缩机。即便在这种专利文献2记载的单螺杆压缩机中，也将制冷剂等的压缩介质送到在外壳内部旋转的螺杆转子的螺旋状的槽中，在由螺旋状的槽、小齿轮的齿和外壳包围的空间内部中进行压缩，从外壳的排出口排出。

专利文献1：日本特开2002-202080号公报

专利文献2：美国再发行专利第30400号公报

发明内容

但是，在上述专利文献2记载的圆锥形状的螺杆转子的情形中，存在着使螺杆转子和小齿轮(闸转子)的位置重合，并且调整螺杆转子和外壳之间的间隙的作业困难这样的问题。因此，要维持精度和提高生产率是困难的。

在本发明中，将提供可以容易地调整螺杆转子和外壳之间的间隙的单螺杆压缩机作为课题。

第1发明的单螺杆压缩机具有螺杆转子和收容螺杆转子的外壳。螺杆转子在外周面具有多条螺旋状的槽。螺杆转子是外径随着从吸入侧向排出侧去而增大的圆锥形状的螺杆转子。外壳具有具有圆筒状内孔的外筒部件和内筒部件。将内筒部件固定在外筒部件的内部。内筒部件具有与螺杆转子的圆锥状外周面对置的圆锥状内面。

这里，因为收容螺杆转子的外壳具有具有圆筒状内孔的外筒部件和固定在外筒部件的内部，具有与螺杆转子的圆锥状外周面对置的圆锥状内面的内筒部件，所以可以容易地调整螺杆转子的外周面和外壳的内周面的间隙，能够减少制冷剂等的压缩介质从间隙的泄漏。

第2发明的单螺杆压缩机是第1发明的单螺杆压缩机，进一步具有突出部和垫片。突出部从内筒部件的端部向径外方向突出。在外筒部件的端面和突出部的端面之间夹持着垫片。

这里，因为进一步具有从内筒部件的端部向径外方向突出的突出部和夹持在外筒部件的端面和突出部的端面之间的垫片，所以只要一面从外部目视一面通过垫片调整外筒部件和内筒部件之间的相对位置，就能够容易并高精度地调整外筒部件内部中的内筒部件和螺杆转子的间隙。

第3发明的单螺杆压缩机是第1发明的单螺杆压缩机，至少内筒部件的圆锥状内周面涂敷着树脂。

这里，因为至少内筒部件的圆锥状内周面涂敷着树脂，所以通过当最初使螺杆转子旋转时削减树脂，能够自动地进行最佳的间隙调整。

第4发明的单螺杆压缩机是第1发明到第3发明中任何一个的单螺杆压缩机，内筒部件由线膨胀系数比外筒部件小的材料制造。

这里，因为内筒部件由线膨胀系数比外筒部件小的材料制造，所以可以抑制由于外壳的热膨胀引起的泄漏。

第5发明的单螺杆压缩机是第1发明到第4发明中任何一个的单螺杆压缩机，通过钎焊结合将外筒部件和内筒部件结合起来。

这里，因为通过钎焊结合将外筒部件和内筒部件结合起来，所以能够一面将螺杆转子的外周面和外壳的内周面的间隙维持在预定范围内一面高精度地固定内筒部件，而且可以抑制发生压缩介质的泄漏。

第6发明的单螺杆压缩机的组装方法是如下的单螺杆压缩机的组装方法，该单螺杆压缩机具有，具有在外周面中具有多条螺旋状的槽，外径随着从吸入侧向排出侧去而增大的圆锥形状的螺杆转子、具有与螺杆转子的螺旋状的槽啮合的多个齿的闸转子、和收容螺杆转子的外壳，外壳具有，具有圆筒状内孔的外筒部件和固定在外筒部件的内部，具有与螺杆转子的圆锥状外周面对置的圆锥状内面的内筒部件。该组装方法包含啮合调整工序、对位工序和结合工序。在啮合调整工序中，调整螺杆转子和闸转子的啮合。对位工序使螺杆转子的圆锥状外周面和外壳的内筒部件的圆锥状内周面的相对对准位置。结合工序将外壳的外筒部件和内筒部件结合成一体。

这里，单螺杆压缩机的组装方法包含调整螺杆转子和闸转子的啮合的啮合调整工序、使螺杆转子的圆锥状外周面和外壳的内筒部件的圆锥状内周面的相对对准位置的对位工序、和将外壳的外筒部件和内筒部件结合成一体的结合工序。因此，可以一面容易调整螺杆转子的外周面和外壳的内周面的间隙一面进行组装。结果，大幅度地提高了作业效率，而且能够减少压缩介质从间隙的泄漏。

如果根据第1发明，则容易调整螺杆转子的外周面和外壳的内周面的间隙，能够减少制冷剂等的压缩介质从间隙的泄漏。

如果根据第2发明，则能够容易并高精度地调整外筒部件内部中的内筒部件和螺杆转子的间隙。

如果根据第3发明，则能够自动地进行最佳的间隙调整。

如果根据第4发明，则能够抑制由于外壳的热膨胀引起的泄漏。

如果根据第5发明，则能够一面将螺杆转子的外周面和外壳的内周面的间隙维持在预定范围内一面高精度地固定内筒部件，能够抑制压缩介质的泄漏。

如果根据第6发明，则一面容易调整螺杆转子的外周面和外壳的内周面的间隙一面进行组装，因此，大幅度地提高了作业效率，能够减少压缩介质从间隙的泄漏。

附图说明

图1是与本发明的第1实施方式有关的单螺杆压缩机的构成图。

图2是图1的螺杆转子和闸转子的正面图。

图3是图1的螺杆转子和闸转子的立体图。

图4是图1的单螺杆压缩机的IV-IV线剖面图。

图5是图1的单螺杆压缩机的V-V线剖面图。

图6是与本发明的第2实施方式有关的单螺杆压缩机的图1的IV-IV线对应的切断面的剖面图。

图7是与本发明的第2实施方式有关的单螺杆压缩机的图1的V-V线对应的切断面的剖面图。

附图标记

1单螺杆压缩机

2螺杆转子

3外壳

4轴

5闸转子

6螺旋状的槽

7主圆锥部分

8逆圆锥部分

10排出口

21外筒部件

22内筒部件

24垫片

31树脂层

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的单螺杆压缩机的实施方式。

[第1实施方式]

<单螺杆压缩机1的构成>

图1～图5所示的第1实施方式的单螺杆压缩机1，具有螺杆转子2、收容螺杆转子2的外壳3、成为螺杆转子2的旋转轴的轴4、闸转子5、止推轴承13和垫片24。

螺杆转子2是在外周面具有多条螺旋状的槽6、外径随着从吸入侧端部A向排出侧端部C去(更具体地说，最大外径部分B)而增大的圆锥形状的转子。螺杆转子2与轴4成为一体，可以在外壳3的内部旋转。螺杆转子2，由止推轴承13沿轴向从排出侧向吸入侧的方向支持着。

另外，螺杆转子2，在具有螺旋状的槽6的外周面上，具有从吸入侧端部A到排出侧的最大外径部分B为止外径圆锥状地增大的主圆锥部分7、和外径在最大外径部分B的下游侧逆圆锥状地减小的逆圆锥部分8。

外壳3是自由旋转地收容螺杆转子2和轴4的筒状部件。外壳3具有具有圆筒状内孔的外筒部件21和内筒部件22。

内筒部件22是固定在外筒部件21的内部、具有与螺杆转子2的圆锥状的外周面对置的圆锥状内周面部9的筒状部件。圆锥状内周面部9，内径部分地圆锥状变化，在与螺杆转子2的主圆锥部分7的外周面之间空出预定的间隙。

外筒部件21和内筒部件22都由金属材料制造。内筒部件22由线膨胀系数比外筒部件21小的材料制造。因此，可以抑制压缩机工作中的内筒部件22的热膨胀，这样一来，能够抑制内筒部件22和螺杆转子2的外周面之间的间隙扩大，能够防止发生制冷剂等的压缩介质的泄漏。

例如，外筒部件21，由灰铸铁和球墨铸铁等金属材料制造，另一方面，内筒部件22，通过由线膨胀系数比外筒部件21小的材料的不锈钢等的金属材料制造，能够抑制内筒部件22和螺杆转子2的外周面之间的间隙扩大，能够防止发生制冷剂等的压缩介质泄漏。

在内筒部件22的外侧的端部，具有向径外方向突出的突出部23。突出部23的内侧的端面23a与外筒部件21的外侧的端面21a对置。

垫片24是由金属薄板等制作的开孔的圆板状的垫片。可以预先准备好每个的厚度相差10微米的多个垫片，选择适当厚度的垫片作为垫片24。夹在外筒部件21的端面21a和突出部23的端面23a之间地配置垫片24。因此，能够调整外筒部件21和内筒部件22之间的相对位置。结果，能够调整外筒部件21的内部中的内筒部件22和螺杆转子2的外周面的间隙。

在滑动内筒部件22调整了间隙后，通过钎焊结合使内筒部件22相对于外筒部件21固定。

另外，在与外壳3中的逆圆锥部分8对置的地方，在外壳3内部开出用于排出压缩了的制冷剂的排出口10。

闸转子5是具有与螺杆转子2的槽6啮合的多个齿12的旋转体，可以围绕与作为螺杆转子2的旋转轴的轴4大致正交的旋转轴(未图示)旋转。闸转子5的齿12，通过在外壳3中形成的缝隙14，可以与外壳3内部的螺杆转子2的螺旋状的槽6啮合。

螺杆转子2具有的槽6的个数为6条，闸转子5具有的齿12的个数为11个。因为槽6的个数6和齿12的个数11相互为素数，所以当该单螺杆压缩机1工作时，多个齿12能够轮流地与多个槽6啮合。

<单螺杆压缩机1的组装方法的说明>

用下列工序组装单螺杆压缩机1。

在组装前的状态中，将闸转子5自由旋转地支持在外壳3外部的旋转轴(未图示)上。闸转子5的齿12，通过外壳3的外筒部件21的外周面的缝隙14，突出到外筒部件21的内部。

首先，将螺杆转子2插入到外壳3的外筒部件内部，由止推轴承13支持着。在该状态中，调整螺杆转子2和闸转子5的啮合(啮合调整工序)。在该啮合调整工序中，以达到预定深度的方式调整螺杆转子2的槽6和闸转子5的齿12的啮合深度，以能够与螺杆转子2的旋转联动地使闸转子5平滑地旋转的方式进行调整。

其次，进行作为螺杆转子2的圆锥状的外周面即主圆锥部分7和外壳3的内筒部件22的圆锥状内周面部9的相对位置对准(定位工序)。这时，通过将垫片24夹在外筒部件21的端面21a和突出部23的端面23a之间，能够一面从外部目视一面调整外筒部件21和内筒部件22之间的相对位置。因此，能够调整外筒部件21内部中的内筒部件22和螺杆转子2的外周面的间隙。

然后，通过钎焊结合将外壳3的外筒部件21和内筒部件22结合成一体(结合工序)。

通过这样地组装，可以一面容易地调整螺杆转子的外周面和外壳内周面的间隙一面进行组装，大幅度地提高了作业效率，而且能够减少压缩介质从间隙的泄漏。

<单螺杆压缩机1的动作说明>

当轴4从外壳3外部的电动机(未图示)接受旋转驱动力时，螺杆转子2沿箭头R1(请参照图2～3)的方向旋转。这时，与螺杆转子2的螺旋状的槽6啮合的闸转子5，通过它的齿12按压在螺旋状的槽6的内壁上，沿箭头R2的方向旋转。这时，由外壳3的内面、螺杆转子2的槽6和闸转子5的齿12隔出并形成的压缩室的容积减少。

通过利用该容积的减少，在槽6和齿12啮合前，将从外壳3的吸入侧开口15导入的压缩前的制冷剂F1(请参照图1)导入到压缩室，在槽6和齿12啮合期间压缩室的容积减少而制冷剂被压缩，此后，在槽6和齿12的啮合脱离后，从排出口10排出压缩了的制冷剂F2(请参照图1)。

这时，在主圆锥部分7中制冷剂沿轴向从吸入侧端部A向排出侧端部C推压螺杆转子2的力由于制冷剂从排出侧端部C向吸入侧端部A推回逆圆锥部分8的力而减小。因此，可以减少作用于螺杆转子2的轴向负荷。

此外，以作用于螺杆转子2的轴向负荷不沿前后方向(图2的端部A→C方向和C→A方向)变动的方式，以制冷剂推压主圆锥部分7的力总是比制冷剂推压逆圆锥部分8的力大的方式，设计主圆锥部分7和逆圆锥部分8。

<第1实施方式的特征>

(1)

第1实施方式的单螺杆压缩机1，收容螺杆转子2的外壳3具有：具有圆筒状内孔的外筒部件21和固定在外筒部件21内部中，具有作为与螺杆转子2的圆锥状外周面对置的圆锥状内面即圆锥状内周面部9的内筒部件22，所以容易调整螺杆转子2的外周面和外壳3的内周面的间隙，能够减少制冷剂等的压缩介质从间隙的泄漏。而且，因为是容易调整间隙的构造，所以可以缩短组装时间，降低成本。

(2)

第1实施方式的单螺杆压缩机1，通过将垫片24夹持在外筒部件21的端面21a和突出部23的端面23a之间，能够一面从外部目视一面调整外筒部件21和内筒部件22之间的相对位置。因此，能够容易并高精度地调整外筒部件21内部中的内筒部件22和螺杆转子2外周面的间隙。结果，能够确实地防止发生制冷剂等的压缩介质的泄漏。

(3)

在第1实施方式中，因为内筒部件22由线膨胀系数比外筒部件21小的材料制造，所以可以抑制发生由外筒部件21的热膨胀引起的制冷剂泄漏。

(4)

在第1实施方式中，因为通过钎焊结合将外筒部件21和内筒部件22结合起来，所以能够一面将螺杆转子2的外周面和外壳3的内周面的间隙维持在预定范围内一面高精度地固定内筒部件22，而且难以发生制冷剂等的压缩介质的泄漏。

(5)

第1实施方式中的单螺杆压缩机1的组装方法包含调整螺杆转子2和闸转子5的啮合的啮合调整工序、使螺杆转子2的圆锥状外周面和外壳3的内筒部件22的圆锥状内周面的相对对准位置的对位工序、和将外壳3的外筒部件21和内筒部件22结合成一体的结合工序。因此，可以一面容易地调整螺杆转子2的外周面和外壳3的内周面的间隙一面进行组装，大幅度地提高了作业效率，而且，能够减少压缩介质从间隙泄漏。

<第1实施方式的变形例>

(A)

此外，在第1实施方式中，通过将垫片24夹持在外筒部件21的端面21a和突出部23的端面23a之间，调整外筒部件21内部中的内筒部件22和螺杆转子2的外周面的间隙，但是本发明不限定于此，也可以代替垫片24用其它的调整部件(例如，螺丝等)，在将内筒部件22固定在外筒部件21上前一面从外部目视一面调整内筒部件22的相对位置。这时，也能够容易地调整螺杆转子2的外周面和外壳3的内周面的间隙。能够减少制冷剂等的压缩介质从间隙泄漏。

(B)

在上述第1实施方式中，通过钎焊结合将外筒部件21和内筒部件22结合起来，但是本发明不限定于此，如果能够不发生压缩介质泄漏地牢固地结合起来，则也可以采用其它的结合方法，例如熔接等的方法。

(C)

在上述第1实施方式中，表示了内筒部件22是线膨胀系数比外筒部件21小的材料的例子，但是本发明不限定于此。作为第1实施方式的变形例，例如，即便在用线膨胀系数与外筒部件21相同的材料制造内筒部件22的情形中，也可以通过外筒部件21的热膨胀抑制制冷剂泄漏的发生。

(D)

在上述第1实施方式的图1～4中，描绘了具有1个闸转子的单螺杆压缩机1，但是本发明不限定于此，实际上不限于1个，也可以是具有多个闸转子的构成。即便在具有多个闸转子的情形中，如上述第1实施方式那样，通过滑动内筒部件22，也能够容易地调整螺杆转子2的外周面和外壳3的内周面的间隙。

(E)

在上述第1实施方式中，将外壳作成具有外筒部件和内筒部件的筒状部件，但是本发明不限定于此，如果具有固定内筒部件的圆筒状内孔，则可以不管外筒部件的形状。例如也可以采用内藏电动机的形状。

[第2实施方式]

下面，作为本发明的其它实施方式，说明能够调整在外筒部件21的内部中的内筒部件22和螺杆转子2的外周面的间隙的其它构成。

在第2实施方式的单螺杆压缩机1中，省略了上述第1实施方式的突出部23和垫片24，代替它们，如图6～7所示，至少用树脂涂敷作为内筒部件22的圆锥状内周面即圆锥状内周面部9，形成树脂层31。

树脂层31由氟树脂等的合成树脂构成。

树脂层31的厚度形成为完全掩埋了螺杆转子2的外周面和内筒部件22的圆锥状内周面部9的间隙的厚度。

其它的构成与第1实施方式的单螺杆压缩机1的构成相同。

<第2实施方式的特征>

(1)

在第2实施方式中，因为至少用树脂涂敷内筒部件22的圆锥状内周面部9而形成了树脂层31，所以在组装了单螺杆压缩机1后，通过当最初使螺杆转子2旋转时由螺杆转子2的外周面削减树脂层31，可以自动地进行最佳的间隙调整。因此，可以进行微小间隙的调整，能够减少制冷剂等的压缩介质的泄漏。

(2)

另外，直到最初使螺杆转子2旋转为止，螺杆转子2处于由其与外壳3的间隙的树脂层31固定的状态中，所以当出厂和保管单螺杆压缩机1的制品时，能够用树脂层31保护螺杆转子2的表面。

<第2实施方式的变形例>

(A)

在第2实施方式中，只在内筒部件22的圆锥状内周面部9上形成树脂层31，但是本发明不限定于此。在本发明中，要是至少用树脂涂敷圆锥状内周面部9而形成了树脂层31，则也可以用树脂涂敷整个内筒部件22。这时，通过当最初使螺杆转子2旋转时由螺杆转子2的外周面削减树脂层31，可以自动地进行最佳的间隙调整。因此，可以进行微小间隙的调整，能够减少制冷剂等的压缩介质的泄漏。

(B)

另外，也可以将第2实施方式的发明应用于第1实施方式的发明中。

本发明可以应用于单螺杆压缩机。特别适合于内藏在冷机和热泵等中的螺旋压缩机。也能够应用于可变容量型的压缩机。

Claims (6)

1.一种单螺杆压缩机(1)，其特征在于：

具有，

在外周面具有多条螺旋状的槽(6)，外径随着从吸入侧向排出侧去而增大的圆锥状的螺杆转子(2)；和

收容所述螺杆转子(2)的外壳(3)，

所述外壳(3)具有，

具有圆筒状的内孔的外筒部件(21)；和

固定在所述外筒部件(21)的内部，具有圆锥状的内面的内筒部件(22)，所述圆锥状的内面与所述螺杆转子(2)的圆锥状的外周面相对。

2.如权利要求1所述的单螺杆压缩机(1)，其特征在于，进一步具有：

从所述内筒部件(22)的端部向径向外方突出的突出部(23)；和

夹在所述外筒部件(21)的端面与所述突出部(23)的端面之间的垫片(24)。

3.如权利要求1所述的单螺杆压缩机(1)，其特征在于：

至少所述内筒部件(22)的圆锥状的内周面上涂敷有树脂。

4.如权利要求1～3中任何一项所述的单螺杆压缩机(1)，其特征在于：

所述内筒部件(22)由线膨胀系数比所述外筒部件(21)小的材料制造。

5.如权利要求1～4中任何一项所述的单螺杆压缩机(1)，其特征在于：

所述外筒部件(21)和内筒部件(22)通过钎焊结合。

6.一种单螺杆压缩机的组装方法，所述单螺杆压缩机具有，

在外周面具有多条螺旋状的槽(6)，外径随着从吸入侧向排出侧去而增大的圆锥状的螺杆转子(2)；

具有与所述螺杆转子(2)的螺旋状的槽啮合的多个齿的闸转子(5)；和

收容所述螺杆转子(2)的外壳(3)，

所述外壳(3)具有，

具有圆筒状的内孔的外筒部件(21)；和

固定在所述外筒部件(21)的内部，具有圆锥状的内面的内筒部件(22)，所述圆锥状的内面与所述螺杆转子(2)的圆锥状的外周面相对，

所述单螺杆压缩机(1)的组装方法的特征在于，包含：

调整所述螺杆转子(2)与所述闸转子(5)的啮合的啮合调整工序；

将所述螺杆转子(2)的圆锥状的外周面与所述外壳(3)的内筒部件(22)的圆锥状的内周面的相对位置对准的对位工序；和

将所述外壳(3)的外筒部件(21)和内筒部件(22)结合为一体的结合工序。

Images