CN101910640B - 单螺杆式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单螺杆式压缩机。在该单螺杆式压缩机中，由闸转子(50)和闸转子支撑部件(55)构成闸转子组装体(60)。在闸转子组装体(60)中，由闸门支撑部(57)从背面一侧支撑各个闸门(51)。在各个闸门(51)形成有沿厚度方向贯穿闸门(51)的压力导入路(52)。还有，在各个闸门(51)的背面一侧，形成有背压空间(65)。背压空间(65)经由压力导入路(52)与闸门(51)正面一侧的空间连通。为此，背压空间(65)的内压与作用在闸门(51)正面的制冷剂压力大致相等。其结果是能够抑制闸门(51)变形。

Description

单螺杆式压缩机

技术领域

本发明涉及一种提高单螺杆式压缩机的可靠性的方法。

背景技术

迄今为止，使用单螺杆式压缩机作为压缩制冷剂或空气的压缩机。例如，在专利文献1及专利文献2中，公开了一种包括一个螺杆转子和两个闸转子的单螺杆式压缩机。

对该单螺杆式压缩机进行说明。在单螺杆式压缩机中，螺杆转子收纳在壳体内。螺杆转子形成为近似圆柱状，在该螺杆转子的外周部开有多条螺旋槽。闸转子形成为近似平板状，配置在螺杆转子的侧方。在该闸转子中，呈放射状地设置有多个长方形板状闸门(gate)。闸转子是以该闸转子的旋转轴与螺杆转子的旋转轴垂直的状态设置的，闸门与螺杆转子的螺旋槽相啮合。在一般的单螺杆式压缩机中，闸转子形成为树脂制成的平板状，并被安装在具有旋转轴部的金属性支撑部件上。

在该单螺杆式压缩机中，螺杆转子和闸转子收纳在壳体内，由螺杆转子的螺旋槽、闸转子的闸门及壳体的内壁面形成压缩室。若用电动机等驱动螺杆转子旋转，则闸转子随着螺杆转子的旋转而旋转。并且，闸转子的闸门从与该闸门相啮合的螺旋槽的起始端(吸入侧端部)向终止端(喷出侧端部)相对地移动，处于完全封闭状态的压缩室的容积逐渐地缩小。其结果是，压缩室内的流体被压缩。

在处于运转过程中的单螺杆式压缩机中，与螺杆转子的螺旋槽相啮合的闸门的正面一侧成为压缩过程的压缩室(即，已成为完全封闭状态的压缩室)，该闸门的背面一侧成为吸入过程的压缩室(即，与吸入侧连通的压缩室)。并且，已被压缩的流体的压力作用在与螺杆转子的螺旋槽相啮合的闸门的正面，被压缩之前的流体的压力作用在该闸门的背面。因此，力朝着将闸门推向背面一侧的方向作用在与螺杆转子的螺旋槽相啮合的闸门上。另一方面，闸门由支撑部件从该闸门的背面一侧支撑。为此，支撑部件承受住将闸门推向背面一侧的力，闸门便不会因受到压缩室内的流体压力而破损。

专利文献1：日本公开特许公报特开2002-202080号公报

专利文献2：日本公开特许公报特开2001-065481号公报

发明内容

-发明所要解决的技术问题-

如上所述，闸门由支撑部件从该闸门的背面一侧支撑住。也就是说，支撑部件接触各个闸门的背面。然而，在闸门与支撑部件的接触部分，两者并不是完全紧贴在一起的，在两者之间形成有很小的间隙。该闸门与支撑部件之间的间隙与吸入过程的压缩室连通，其内压与压缩之前的流体的压力大致相等。为此，若正被压缩的流体的压力作用在与螺杆转子的螺旋槽相啮合的闸门的正面一侧，则由于闸门的正面一侧和背面一侧的压力差，而有可能使闸门略微变形。

另一方面，为了确保成为完全封闭状态的压缩室的气密性，将闸门的周侧部和螺杆转子的螺旋槽的壁面之间的间隙设为一个极小的值。为此，即使闸门仅略微变形，也有可能导致闸门与螺杆转子直接接触，而使闸门磨损。并且，若闸门磨损的话，则闸门的周侧部与螺杆转子的螺旋槽的壁面之间的间隙就会扩大，压缩室的气密性便会下降，从而导致单螺杆式压缩机的性能下降。

本发明是鉴于所述问题而发明出来的，其目的在于：通过抑制与螺杆转子的螺旋槽相啮合的闸门变形，来减少闸门的磨损，抑制单螺杆式压缩机的性能随时间而下降，使该单螺杆式压缩机的可靠性提高。

-用以解决技术问题的技术方案-

第一方面的发明以下述单螺杆式压缩机为对象，即：该单螺杆式压缩机包括壳体10、螺杆转子40、闸转子50以及闸转子支撑部件55，该螺杆转子40收纳在该壳体10中并被驱动旋转，在该闸转子50中呈放射状地形成有与该螺杆转子40的螺旋槽41啮合的多个平板状闸门51，该闸转子50旋转自如地被该闸转子支撑部件55支撑，所述单螺杆式压缩机对由所述螺杆转子40、所述壳体10及所述闸门51划分而成的压缩室23内的流体进行压缩。其特征在于：在所述闸转子支撑部件55中，设置有从各个所述闸门51的背面一侧支撑各个所述闸门51的闸门支撑部57，由所述闸转子50和所述闸转子支撑部件55构成的闸转子组装体60具有压力导入路52，该压力导入路52用来将各个所述闸门51正面一侧的流体压力导入该闸门51的背面与支撑该闸门51的所述闸门支撑部57之间。

在第一方面的发明中，闸转子50的闸门51与螺杆转子40的螺旋槽41相啮合。若螺杆转子40被驱动而旋转，则与螺杆转子40的螺旋槽41相啮合的闸转子50就会旋转，压缩室23内的流体被压缩。闸转子50由闸转子支撑部件55支撑。在闸转子50的各个闸门51的背面一侧配置有闸转子支撑部件55的闸门支撑部57，各个闸门支撑部57支撑所对应的闸门51。

在第一方面的发明中，闸转子50和闸转子支撑部件55构成闸转子组装体60。在闸转子组装体60中，设置有压力导入路52。就设置在闸转子50里的多个闸门51中的各个闸门51而言，接触闸门51正面的流体压力经由压力导入路52被导入该闸门51与配置在该闸门51背面一侧的闸门支撑部57之间。也就是说，就一个闸门51来看，该闸门51正面一侧的流体压力经由压力导入路52被导入该闸门51与支撑该闸门51的闸门支撑部57之间。在该闸门51与螺杆转子40的螺旋槽41啮合的状态下，位于该闸门51正面一侧的压缩室23内的流体压力被导向该闸门51的背面一侧。为此，在闸转子50的各个闸门51中，与作用在该闸门51正面的流体压力大致相等的流体压力作用在其背面上，将闸门51推向背面一侧的力和将闸门51推向正面一侧的力之差缩小。

第二方面的发明是这样的，在所述第一方面的发明所涉及的单螺杆式压缩机中，其特征在于：所述压力导入路52是通孔，在所述闸转子50的各个闸门51中至少各形成有一个所述通孔，该通孔沿所述闸门51的厚度方向贯穿该闸门51。

在第二方面的发明中，形成在各个闸门51中的至少一个通孔构成压力导入路52。压力导入路52沿着闸门51的厚度方向贯穿该闸门51。就一个闸门51来看，形成在该闸门51中的压力导入路52的一端与该闸门51正面一侧的空间连通，其另一端与该闸门51和支撑该闸门51的闸门支撑部57之间的间隙连通。

第三方面的发明是这样的，在所述第二方面的发明所涉及的单螺杆式压缩机中，其特征在于：所述压力导入路52的开口位于各个所述闸门51的正面中靠所述闸转子50中心的部分。

在第三方面的发明中，压力导入路52的开口位于各个闸门51的正面中靠各个闸门51的基端的部分。在此，在闸门51要脱离螺杆转子40的螺旋槽41的过程中，闸门51的基端部比顶端部先脱离开螺旋槽41。为此，就一个闸门51来看，该闸门51中压力导入路52的开口所在的靠基端的部分在该闸门51要脱离螺杆转子40的螺旋槽41的过程的比较早的时期就脱离开螺旋槽41。也就是说，开口位于该闸门51正面的压力导入路52在该闸门51要脱离螺杆转子40的螺旋槽41的过程的比较早的时期就成为不与该闸门51正面一侧的压缩室23连通的状态。

第四方面的发明是这样的，在所述第二方面的发明所涉及的单螺杆式压缩机中，其特征在于：所述压力导入路52的开口位于各个所述闸门51的正面中所述闸转子50的旋转方向的靠前方的部分。

在第四方面的发明中，压力导入路52的开口位于各个闸门51的正面中闸转子50的旋转方向(即，闸门51的移动方向)的靠前的部分。在此，在闸门51要脱离螺杆转子40的螺旋槽41的过程中，闸门51中的闸转子50的旋转方向的靠前的部分比靠后的部分先脱离开螺旋槽41。为此，就一个闸门51来看，该闸门51中压力导入路52的开口所在的部分(即，闸转子50的旋转方向的靠前的部分)在该闸门51要脱离螺杆转子40的螺旋槽41的过程的比较早的时期就脱离开螺旋槽41。也就是说，开口位于该闸门51正面的压力导入路52在该闸门51要脱离螺杆转子40的螺旋槽41的过程的比较早的时期就成为不与该闸门51正面一侧的压缩室23连通的状态。

第五方面的发明是这样的，在所述第一方面的发明所涉及的单螺杆式压缩机中，其特征在于：在各个所述闸门51和支撑该闸门51的所述闸门支撑部57之间形成有背压空间65，由密封部件66、67将该背压空间65的周围围起来，并且该闸门51正面一侧的流体压力经由所述压力导入路52导入该背压空间65。

在第五方面的发明中，在各个闸门51和配置在该闸门51背面一侧的闸门支撑部57之间形成有背压空间65。就一个闸门51来看，该闸门51正面一侧的流体压力经由压力导入路52导入形成在该闸门51背面一侧的背压空间65。还有，背压空间65的周围由密封部件66、67围起来。密封部件66、67能抑制来自背压空间65内的流体流出。

第六方面的发明是这样的，在所述第五方面的发明所涉及的单螺杆式压缩机中，其特征在于：所述密封部件66、67是沿着所述闸门支撑部57的周缘部设置的。

在第六方面的发明中，沿着闸门支撑部57的周缘部配置有密封部件66、67，该密封部件66、67的内侧成为背压空间65。也就是说，各个闸门51和位于该闸门51背面一侧的闸门支撑部57之间的间隙的大部分成为背压空间65。还有，各个闸门51的背面的大部分面向背压空间65。

第七方面的发明是这样的，在所述第五方面的发明所涉及的单螺杆式压缩机中，其特征在于：将所述密封部件66安装在所述闸门51及所述闸门支撑部57中的一方上，并使该密封部件66与所述闸门51及所述闸门支撑部57中的另一方接触，由此划分出所述背压空间65。

在第七方面的发明中，在闸门51和闸门支撑部57中的一方上安装有密封部件66。在密封部件66安装在闸门51上的情况下，密封部件66与闸门支撑部57接触。另一方面，在密封部件66安装在闸门支撑部57上的情况下，密封部件66与闸门51接触。

-发明的效果-

在本发明中，在闸转子组装体60中设置有压力导入路52，经由压力导入路52将各个闸门51正面一侧的流体压力导入该闸门51和支撑该闸门51的闸门支撑部57的间隙中。为此，在闸转子50的各个闸门51中，将闸门51推向背面一侧的力和将闸门51推向正面一侧的力之差缩小。其结果是，因流体压力起作用而引起的闸门51变形减小，由于闸门51变形而直接与螺杆转子40接触所引起的闸门51磨损减少。

因此，根据本发明，能够减少在单螺杆式压缩机1的运转过程中所产生的闸门51磨损，能够确保压缩室23长期保持高气密性。其结果是，能够抑制单螺杆式压缩机1的性能随运转时间的增加而下降，从而能够提高螺杆式压缩机1的可靠性。

在所述第二方面的发明中，由贯穿闸门51的通孔构成压力导入路52。也就是说，由构造极为简单的通孔来构成压力导入路52。因此，根据该发明，既能够防止单螺杆式压缩机1的构造复杂化，又能够在单螺杆式压缩机1中设置压力导入路52。

在所述第三方面的发明中，压力导入路52的开口位于各个闸门51的正面中靠闸转子50中心的部分。还有，在所述第四方面的发明中，压力导入路52的开口位于各个闸门51的正面中闸转子50的旋转方向的靠前的部分。为此，在第三方面、第四方面的发明中，在该闸门51要脱离螺杆转子40的螺旋槽41的过程中，开口位于闸门51正面的压力导入路52在比较早的时期就成为不与压缩室23连通的状态。

在此，在闸门51要脱离螺杆转子40的螺旋槽41的过程中，闸门51的一部分位于螺旋槽41的内部，其余的部分脱离开螺旋槽41。也就是说，在处于该过程的闸门51中，已在压缩室23内被压缩的流体的压力作用在该闸门51正面的一部分上，比压缩室23内的流体压力小的压力作用在该其余的部分上。为此，若在闸门51中已脱离开螺旋槽41的部分的比例增大后仍将压缩室23内的流体压力继续导向闸门51的背面侧，则闸门51便会被推向正面一侧而产生变形，从而有可能使闸门51接触到与螺杆转子40相邻的壳体10。

相对于此，在所述第三方面、第四方面的发明中，在闸门51要脱离螺杆转子40的螺旋槽41的过程的比较早的时期，设置在该闸门51中的压力导入路52就成为与压缩室23断开的状态。为此，闸门51的背面和与该闸门51相对应的闸门支撑部57之间的间隙的压力便成为与在压力导入路52和压缩室23断开时的压缩室23内的流体压力相等的值，或者成为比该压缩室23内的流体压力略小的值。也就是说，在压力导入路52与压缩室23断开以后，作用在闸门51中已脱离开螺杆转子40的螺旋槽41的部分的背面上的压力低于此时压缩室23内的流体压力。

因此，根据所述第三方面、第四方面的发明，在闸门51要脱离螺杆转子40的螺旋槽41的过程中能够抑制闸门51中已脱离螺旋槽41的部分朝正面一侧产生变形，由此能够防止闸门51和壳体10等接触，并能够确保单螺杆式压缩机1的可靠性。

在所述第五方面的发明中，周围由密封部件66、67围起来的背压空间65形成在各个闸门51的背面一侧，闸门51正面一侧的流体压力被导入该背压空间65中。为此，在闸门51与螺杆转子40的螺旋槽41相啮合的状态下，虽然位于该闸门51正面一侧的压缩室23内的流体的一部分经由压力导入路52流入到背压空间65中，但能够用密封部件66、67抑制流体向背压空间65的外部流出。因此，根据该发明，能够将从压缩室23经由压力导入路52及背压空间65而漏出的流体的量抑制到很低。

在所述第六方面的发明中，密封部件66、67是沿着闸门支撑部57的周缘部配置的，闸门51和闸门支撑部57之间的间隙的大部分成为背压空间65。为此，能够让背压空间65内的流体压力作用在各个闸门51背面的大部分上。也就是说，作用在各个闸门51背面的大部分上的流体压力与作用在其正面的流体压力大致相等。因此，根据该发明，能够充分地缩小将闸门51推向背面一侧的力和将闸门51推向正面一侧的力之差，从而能够确实地使闸门51的变形减小。

在此，在单螺杆式压缩机1的运转过程中，闸转子50和闸转子支撑部件55会产生热膨胀。在一般的单螺杆式压缩机1中，闸转子50的材质与闸转子支撑部件55的材质是不同的，通常两者的热膨胀率也互不相同。为此，若过多地限制闸转子50与闸转子支撑部件55之间的相对移动，则因为两者的热变形量互不相同，所以有可能使闸转子50弯曲而与螺杆转子40接触。

相对于此，在所述第七方面的发明中，密封部件66、67安装在闸门51和闸门支撑部57中的一方上，并与另一方接触。为此，闸转子50和闸转子支撑部件55之间的相对移动几乎没有受到密封部件66、67的阻碍。因此，根据该发明，能够避免过多地限制闸转子50与闸转子支撑部件55之间的相对移动，并能够防止起因于热变形的闸转子50与螺杆转子40的接触，从而能够抑制闸门51的磨损。

附图说明

图1是表示单螺杆式压缩机的主要部分的结构的纵剖视图。

图2是图1中的A-A剖面的横剖视图。

图3是选出单螺杆式压缩机的主要部分加以表示的立体图。

图4是选出单螺杆式压缩机的螺杆转子和闸转子加以表示的立体图。

图5是闸转子的俯视图。

图6是从闸转子的正面一侧所看到的闸转子组装体的俯视图。

图7是图6中的B-B剖面的剖视图。

图8(A)、图8(B)及图8(C)是表示单螺杆式压缩机的压缩机构的动作的俯视图，图8(A)表示吸入冲程，图8(B)表示压缩冲程，图8(C)表示喷出冲程。

图9是表示单螺杆式压缩机的主要部分的水平剖面的概略剖视图。

图10是表示单螺杆式压缩机的主要部分的水平剖面的概略剖视图。

图11是表示单螺杆式压缩机的主要部分的水平剖面的概略剖视图。

图12是表示单螺杆式压缩机的主要部分的水平剖面的概略剖视图。

图13是相当于图7的图，表示实施方式的变形例1的闸转子组装体。

图14是实施方式的变形例2的闸转子的俯视图。

图15是实施方式的变形例2的闸转子的俯视图。

图16是相当于图7的图，表示实施方式的变形例3的闸转子组装体。

图17是相当于图7的图，表示实施方式的变形例4的闸转子组装体。

图18是相当于图7的图，表示实施方式的变形例4的闸转子组装体。

-符号说明-

1单螺杆式压缩机

10壳体

23压缩室

40螺杆转子

41螺旋槽

50闸转子

51闸门

52压力导入路

55闸转子支撑部件

57闸门支撑部

60闸转子组装体

65背压空间

66密封圈(密封部件)

67垫片(密封部件)

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细的说明。

(单螺杆式压缩机的整体结构)

本实施方式的单螺杆式压缩机(下面简称为“螺杆式压缩机”)1是设置在进行制冷循环的制冷剂回路中用来压缩制冷剂的压缩机。

如图1、图2所示，螺杆式压缩机1构成半封闭式压缩机。在该螺杆式压缩机1中，压缩机构20和驱动该压缩机构20的电动机收纳在一个壳体10内。压缩机构20经由驱动轴21与电动机连结起来。在图1中，省略电动机的图示。还有，在壳体10内进行划分而形成有：从制冷剂回路的蒸发器导入低压气态制冷剂并将该低压气态制冷剂导向压缩机构20的低压空间S 1和从压缩机构20喷出的高压气态制冷剂所流入的高压空间S2。

压缩机构20包括：形成在壳体10内的圆筒壁30、配置在该圆筒壁30中的一个螺杆转子40以及与该螺杆转子40啮合的两个闸转子50。驱动轴21插入到螺杆转子40中。螺杆转子40和驱动轴21由销22连结起来。驱动轴21与螺杆转子40同轴配置。驱动轴21的顶端部旋转自如地被位于压缩机构20的高压侧(将图1中的驱动轴21的轴向作为左右方向时的右侧)的轴承支撑部35支撑。该轴承支撑部35经由滚珠轴承36支撑驱动轴21。

如图3、图4所示，螺杆转子40是形成为近似圆柱状的金属制部件。螺杆转子40旋转自如地嵌合在圆筒壁30中，该螺杆转子40的外周面与圆筒壁30的内周面滑动接触。在螺杆转子40的外周部形成有多条(在本实施方式中，为六条)从螺杆转子40的一端向另一端呈螺旋状延伸的螺旋槽41。

螺杆转子40的各条螺旋槽41的位于图4左侧的端部为起始端，而位于该图右侧的端部为终止端。还有，螺杆转子40的位于该图中的左端部(吸入侧端部)形成为锥状。在图4所示的螺杆转子40中，螺旋槽41的起始端在形成为锥面状的该左端面上开口，而螺旋槽41的终止端并没有在其右端面上开口。

闸转子50是形成为稍厚的平板状的树脂制部件。多个(在本实施方式中，为十一个)闸门51呈放射状地设置在闸转子50中。两个闸转子50分别安装在金属制闸转子支撑部件55上(参照图3)。闸转子支撑部件55和安装在该闸转子支撑部件55上的闸转子50构成闸转子组装体60。在下文中，对闸转子组装体60进行详细的说明。

闸转子支撑部件55包括圆板部56、闸门支撑部57和轴部58(参照图3)。圆板部56形成为稍厚的圆板状。设置有数量与闸转子50的闸门51数量相等的闸门支撑部57，该闸门支撑部57从圆板部56的外周部向外侧呈放射状延伸。各个闸门支撑部57沿着所对应的闸门51的背面延伸，并从背面一侧支撑该闸门51。轴部58形成为圆棒状，并竖立地设置在圆板部56上。轴部58的中心轴与圆板部56的中心轴一致。闸转子50安装在圆板部56及闸门支撑部57的与轴部58相反一侧的面上。

闸转子组装体60收纳在经划分而形成在壳体10内的闸转子室90中(参照图2)。闸转子室90是与圆筒壁30相邻的空间，并在夹着螺杆转子40的旋转轴的两侧各形成有一个闸转子室90。在一个闸转子室90中收纳有一个闸转子组装体60。还有，在各个闸转子室90中各设置有一个轴承壳91。在各个闸转子室90中，闸转子支撑部件55的轴部58经由滚珠轴承92、93旋转自如地被轴承壳91支撑住。此外，各个闸转子室90与低压空间S1连通。

配置在图2中螺杆转子40右侧的闸转子组装体60是以使闸转子50成为下端侧的状态(即，闸转子50的正面朝下的状态)设置的。另一方面，配置在图2中螺杆转子40左侧的闸转子组装体60是以使闸转子50成为上端侧的状态(即，闸转子50的正面朝上的状态)设置的。也就是说，在壳体10内，两个闸转子组装体60是以相对于螺杆转子40的旋转轴成为彼此轴对称的状态设置的。还有，各个闸转子组装体60的旋转轴(即，闸转子50及轴部58的轴心)与螺杆转子40的旋转轴垂直。

还有，在壳体10内，闸转子组装体60被配置成为：闸转子50的一部分贯穿圆筒壁30，并且一部分闸门51与螺杆转子40的螺旋槽41啮合。在壳体10的圆筒壁30中，闸转子50所贯穿的部分的壁面构成与闸转子50的正面相对的侧密封面32。该侧密封面32是沿着螺杆转子40的外周在螺杆转子40的轴向上延伸的平面。闸转子50与侧密封面32之间的间隙被设定为一个极小的值(例如40μm以下)。

在压缩机构20中，由圆筒壁30的内周面、螺杆转子40的螺旋槽41及闸转子50的闸门51围成的空间成为压缩室23。螺杆转子40的螺旋槽41在吸入侧端部朝低压空间S1开放，该开放部分成为压缩机构20的吸入口24。

滑阀70作为容量控制机构设置在螺杆式压缩机1中。该滑阀70设置在滑阀收纳部31内，该滑阀收纳部31是圆筒壁30在该圆筒壁30的圆周方向的两个位置朝径向外侧鼓起而形成的。滑阀70的内面构成圆筒壁30的内周面的一部分，并且该滑阀70构成为能够沿圆筒壁30的轴心方向滑动。

若滑阀70朝图1中的右方向(将驱动轴21的轴向作为左右方向时的右方向)滑动，则会在滑阀收纳部31的端面P1与滑阀70的端面P2之间形成轴向间隙。该轴向间隙成为用来使制冷剂从压缩室23返回到低压空间S1的旁通路33。若使滑阀70移动来改变旁通路33的开度，则压缩机构20的容量就会发生变化。还有，在滑阀70中形成有用来使压缩室23和高压空间S2连通的喷出口25。

在所述螺杆式压缩机1中，设置有用来驱动滑阀70滑动的滑阀驱动机构80。该滑阀驱动机构80包括气缸81、活塞82、臂84、连结杆85及弹簧86，该气缸81固定在轴承支撑部35上，该活塞82装在该气缸81内，该臂84与该活塞82的活塞杆83连结，该连结杆85将该臂84和滑阀70连结起来，该弹簧86朝着图1的右方向(使臂84远离壳体10的方向)推压臂84。

在图1所示的滑阀驱动机构80中，活塞82的左侧空间(活塞82的螺杆转子40一侧的空间)的内压高于活塞82的右侧空间(活塞82的臂84一侧的空间)的内压。并且，滑阀驱动机构80构成为：通过调节活塞82的右侧空间的内压(即，右侧空间内的气体压力)，来调整滑阀70的位置。

在螺杆式压缩机1的运转过程中，压缩机构20的吸入压力作用于滑阀70的轴向端面中的一端面上，压缩机构20的喷出压力作用于滑阀70的轴向端面中的另一端面上。为此，在螺杆式压缩机1的运转过程中，将滑阀70向低压空间S1一侧推压的方向上的力总是作用在滑阀70上。因此，若改变滑阀驱动机构80中活塞82的左侧空间及右侧空间的内压，则使滑阀70向高压空间S2一侧返回的方向上的力的大小就会发生变化。其结果是滑阀70的位置产生变化。

(闸转子组装体的结构)

一边参照图3、图5至图7，一边对闸转子组装体60的具体结构进行说明。

如上所述，十一个闸门51呈放射状设置在闸转子50中(参照图5)。具体来说，闸转子50包括一个基部53和十一个闸门51。基部53形成为较宽且扁平的环状(或者扁平的圆环状)，并被配置在闸转子50的中心部。各个闸门51分别形成为近似长方形的板状，并且从基部53的周缘向基部53的半径方向的外侧延伸。十一个闸门51在闸转子50的周向上是以等角度间隔配置的。

在闸转子50的基部53形成有一个销孔54。该销孔54是沿基部53的厚度方向贯穿该基部53的通孔。销孔54是用来插下述固定销61的孔。

还有，在闸转子50中，各个闸门51各形成有一个压力导入路52。也就是说，在闸转子50中，形成有数量与闸门51的数量相等的压力导入路52。各个压力导入路52是沿闸门51的厚度方向贯穿该闸门51的通孔。压力导入路52的直径为例如大约2mm。

在闸转子50中，十一个压力导入路52配置在同一节圆上。还有，在各个闸门51的正面，压力导入路52的开口位于闸门51的靠基端(即，靠闸转子50的中心)的区域。

具体来说，在各个闸门51的正面，压力导入路52的开口位于比闸门51的长度方向(即，闸转子50的径向)的中央更靠向闸门51的基端的部分。也就是说，在各个闸门51的正面，从基部53的外周到压力导入路52的中心为止的距离a1比从压力导入路52的中心到闸门51的顶端(即，闸转子50的外周)为止的距离a2短。还有，在各个闸门51的正面，压力导入路52的开口位于闸门51的宽度方向(即，闸转子50的周向)的中央。也就是说，在各个闸门51的正面，从所述节圆上的压力导入路52的中心到闸门51的前缘(即，闸转子50的旋转方向的前方的侧部)为止的距离b1与从所述节圆上的压力导入路52的中心到闸门51的后缘(即，闸转子50的旋转方向的后方的侧部)为止的距离b2相等。此外，图5中所示的点O是闸转子50的中心。

如上所述，闸转子50安装在闸转子支撑部件55上。具体来说，闸转子支撑部件55的轴部58的一端插入闸转子50的基部53。还有，固定销61插入到闸转子50的销孔54中。固定销61的顶端固定在闸转子支撑部件55的圆板部56上。并且，轴部58嵌入闸转子50的基部53，并使固定销61插入到闸转子50的销孔54中，由此来限制闸转子50相对闸转子支撑部件55进行相对移动。

不过，在闸转子组装体60中，闸转子50相对闸转子支撑部件55的相对移动并未被完全禁止。对该理由进行说明。在螺杆式压缩机1的运转过程中，虽然闸转子50及闸转子支撑部件55都产生热膨胀，但树脂制闸转子50和金属制闸转子支撑部件55的热膨胀率互不相同。为此，若完全禁止闸转子50和闸转子支撑部件55的相对移动，则由于两者的热变形量彼此不同，所以闸转子50有可能弯曲而与螺杆转子40接触。于是，在闸转子组装体60中，允许闸转子50相对闸转子支撑部件55略微进行相对的旋转移动。

亦如图6所示，在闸转子组装体60中，在各个闸门51的背面一侧各设置有一个闸门支撑部57。各个闸门支撑部57的正面(即，与闸门51的背面相向的面)的形状与闸门51的背面相对应，并将闸门51的几乎整个背面都覆盖起来。

如图7所示，在闸转子组装体60中，在闸门51与闸门支撑部57之间设置有密封环66，该密封环66是密封部件。密封环66是形成为比闸门支撑部57的正面小一圈的长方形框状的部件。能够列举出的密封环66的材质有氟树脂等树脂、氟橡胶等橡胶。此外，也可以用橡胶制O型环来代替密封环66。

在各个闸门51的背面一侧，各设置有一个密封环66。具体来说，密封环66嵌入到已形成在闸门支撑部57正面的凹槽59中。该凹槽59的深度比密封环66的高度小。为此，密封环66从闸门支撑部57的正面突出，并接触闸门51的背面。并且，密封环66通过嵌入到闸门支撑部57的凹槽59中并与闸门51接触，从而将下述背压空间65的周围密封起来。

在闸转子组装体60中，在闸门51的背面与闸门支撑部57的正面之间形成有间隙，该间隙中密封环66内侧的部分(即，被密封环66围起来的部分)成为背压空间65。在各个闸门51的背面一侧各形成有一个所述背压空间65，该背压空间65与形成在所对应的闸门51中的压力导入路52连通。

如上所述，密封环66形成为比闸门支撑部57的正面小一圈的长方形框状。也就是说，在各个闸门51的背面一侧，沿着与该闸门51相对的闸门支撑部57的周缘配置有密封环66。为此，形成在闸门51的背面与闸门支撑部57的正面之间的间隙的大部分成为被密封环66围起来的背压空间65，闸门51的背面的大部分面向背压空间65。

-运转动作-

对本实施方式的螺杆式压缩机1的运转动作进行说明。

若启动螺杆式压缩机1中的电动机，则螺杆转子40便随着驱动轴21的旋转而旋转。闸转子50也伴随该螺杆转子40的旋转而进行旋转，压缩机构20反复地完成吸入冲程、压缩冲程及喷出冲程。在此，对图8中用影线表示的压缩室23进行说明。

在图8(A)中，用影线表示的压缩室23与低压空间S1连通。还有，形成有该压缩室23的螺旋槽41与位于该图下侧的闸转子50的闸门51相啮合。螺杆转子40一旋转，该闸门51就朝着螺旋槽41的终止端相对地进行移动，压缩室23的容积便随之增大。其结果是，低压空间S1中的低压气态制冷剂经由吸入口24被吸入到压缩室23中。

若螺杆转子40进一步旋转，便成为图8(B)所示的状态。在该图中，用影线表示的压缩室23处于完全封闭状态。也就是说，形成有该压缩室23的螺旋槽41与位于该图上侧的闸转子50的闸门51相啮合，由该闸门51将该压缩室23与低压空间S1隔开。并且，若闸门51伴随螺杆转子40的旋转而朝螺旋槽41的终止端移动，则压缩室23的容积便逐渐地缩小。其结果是，压缩室23内的气态制冷剂被压缩。

若螺杆转子40进一步旋转，便成为图8(C)所示的状态。在该图中，用影线表示的压缩室23成为经由喷出口25与高压空间S2连通的状态。并且，若闸门51伴随螺杆转子40的旋转而朝螺旋槽41的终止端移动，则已得到压缩的制冷剂气体就从压缩室23逐渐被挤压到高压空间S2中。

如上所述，在本实施方式的闸转子组装体60中，各个闸门51分别形成有压力导入路52，在各个闸门51的背面一侧形成有与压力导入路52连通的背压空间65。为此，在本实施方式的螺杆式压缩机1中，能够抑制与螺杆转子40的螺旋槽41啮合的闸门51产生变形。在下文中，就图9至图12中所示的一个闸门51a来对这一点进行说明。

图9表示已形成在闸门51a中的压力导入路52即将与压缩室23连通之前的状态。也就是说，在该状态下，闸门51a的压力导入路52被圆筒壁30的侧密封面32完全覆盖住。

因为闸转子室90与低压空间S1连通，所以闸门51a的正面与侧密封面32的间隙的压力与低压空间S1内的制冷剂压力几乎相等。已形成在闸门51a背面的背压空间65经由压力导入路52与闸门51a的正面和侧密封面32之间的间隙连通。为此，已形成在闸门51a背面一侧的背压空间65中的压力也与低压空间S1内的制冷剂压力大致相等，另一方面，在图9所示的状态下，闸门51a正面一侧的压缩室23还未成为完全封闭状态，仍与低压空间S1连通。因此，面向闸门51a背面的背压空间65的压力与作用在闸门51a正面上的制冷剂的压力实质上相等，将闸门51a推向背面一侧的力与将闸门51a推向正面一侧的力达到平衡。

若闸转子50从图9所示的状态进行旋转，则闸门51a朝螺杆转子40的螺旋槽41的终止端一侧移动，闸门51a正面一侧的压缩室23便成为完全封闭状态。并且，若闸转子50进一步旋转，则在闸门51a正面一侧的压缩室23内制冷剂被压缩，压缩室23的内压就会逐渐地上升。

图10表示从闸门51a正面一侧的压缩室23成为完全封闭状态的时刻起闸转子50略微进行了旋转的状态。在该状态下，闸门51a正面一侧的压缩室23的内压比低压空间S1内的制冷剂压力高。另一方面，在该状态下，形成在闸门51a中的压力导入路52偏离开侧密封面32后与压缩室23连通。为此，面向闸门51a正面的压缩室23的内压就经由压力导入路52被导入闸门51a背面一侧的背压空间65，背压空间65的内压与压缩室23的内压实质上相等。还有，背压空间65的周围由密封环66围起来，制冷剂几乎没有从闸门51a背面一侧的背压空间65漏到外部。

因此，即使在图10所示的状态下，面向闸门51a背面的背压空间65的内压也与作用在闸门51a正面的制冷剂压力实质上相等，将闸门51a推向背面一侧的力和将闸门51a推向正面一侧的力达到平衡。为此，在面向闸门51a正面的压缩室23成为完全封闭状态，制冷剂在压缩室23内被压缩的过程中，也能够抑制由于压缩室23内的制冷剂压力作用在闸门51a正面上而使闸门51a产生变形。

若闸转子50从图10所示的状态进行旋转，则面向闸门51a正面的压缩室23便逐渐上升，不久压缩室23就会与喷出口25连通，压缩室23内已被压缩的制冷剂便朝喷出口25喷出。在这一期间，闸门51a正面一侧的压缩室23的内压保持为一个较高的值，另一方面，闸门51a脱离开螺杆转子40的螺旋槽41与侧密封面32相对的部分的比例不断地增大。

侧密封面32位于压缩过程及喷出过程中的压缩室23和闸转子室90之间。因为闸转子室90的内压与低压空间S1的内压大致相等，所以闸门51a的正面与侧密封面32的间隙的压力比处于压缩过程的后半段及喷出过程的压缩室23的内压低。还有，在闸门51a的正面和侧密封面32的间隙中，越靠近闸转子室90的部分，压力就越低。为此，若在闸门51a中脱离螺杆转子40的螺旋槽41的部分的比例增大后，继续将压缩室23内的制冷剂压力导入闸门51a背面一侧的背压空间65，则有可能使闸门51a朝正面一侧膨胀而产生变形后接触到侧密封面32。

相对于此，在本实施方式的闸转子组装体60中，在闸门51a的靠基端处形成有压力导入路52。为此，如图11所示，形成在闸门51a中的压力导入路52在闸门51a中脱离螺旋槽41而与侧密封面32相对的部分的比例变得过大之前就与压缩室23断开。此外，图11表示的是形成在闸门51a中的压力导入路52被侧密封面32覆盖而完全与压缩室23断开之后不久的状态。

在闸门51a的压力导入路52完全与压缩室23断开之后，处于压缩过程的后半段及喷出过程的压缩室23内的制冷剂压力继续作用在闸门51a正面的一部分上。另一方面，闸门51a的压力导入路52与压缩室23断开后，暂时被侧密封面32覆盖住。为此，在闸门51a的压力导入路52与压缩室23断开以后，虽然闸门51a背面一侧的背压空间65的内压略有下降，但不会骤然下降到与闸转子室90的内压等同的程度。

也就是说，在闸门51a的压力导入路52由侧密封面32覆盖的期间(即，从图11所示的状态到图12所示的状态为止的期间)，闸门51a背面一侧的背压空间65的内压成为比闸转子室90的内压(即，低压空间S1的内压)高的值。此外，图12表示形成在闸门51a中的压力导入路52即将偏离开侧密封面32而与闸转子室90连通之前的状态。

因此，在闸门51a的压力导入路52完全与压缩室23断开之后，若与闸转子室的内压总是作用在闸门背面上的现有螺杆式压缩机相比，在本实施方式中，将闸门51a推向背面一侧的力与将闸门51a推向正面一侧的力之差缩小，从而能够将闸门51a的变形量抑制到很低。若闸转子50从图12所示的状态进行旋转，则形成在闸门51a中的压力导入路52的口便朝闸转子室90开放，闸门51a背面一侧的背压空间65的内压就与闸转子室90的内压大致相等。此时，闸门51a成为该闸门51a几乎整个已脱离开螺杆转子40的螺旋槽41的状态。

-实施方式的效果-

在本实施方式的螺杆式压缩机1中，在闸转子组装体60中设置压力导入路52，经由压力导入路52将各个闸门51正面一侧的流体压力导入到形成在该闸门51和与该闸门51相对应的闸门支撑部57之间的背压空间65。为此，在闸转子50的各个闸门51中，将闸门51推向背面一侧的力和将闸门51推向正面一侧的力之差缩小。其结果是，因压缩室23内的制冷剂压力起作用而引起的闸门51的变形减小，从而由于闸门51变形而直接与螺杆转子40接触所引起的闸门51的磨损减少。

因此，根据本实施方式，能够减少在螺杆式压缩机1的运转过程中所产生的闸门51磨损，能够确保压缩室23长期保持高气密性。其结果是，能够抑制螺杆式压缩机1的性能随运转时间的增加而下降，从而能够提高螺杆式压缩机1的可靠性。

还有，若与螺杆转子40的螺旋槽41相啮合的闸门51变形，则有可能使螺旋槽41的壁面与闸门51的周缘部之间的间隙扩大，致使压缩室23的气密性下降。相对于此，根据本实施方式，因为与螺杆转子40的螺旋槽41相啮合的闸门51的变形量减少，所以能够使螺旋槽41的壁面与闸门51的周缘部之间的间隙保持为规定的值。因此，能够使压缩室23保持高气密性，从而能够将从处于压缩过程的压缩室23中漏出的制冷剂量抑制到很低，因而能够提高螺杆式压缩机1的性能。

还有，在本实施方式的闸转子组装体60中，压力导入路52的开口位于各个闸门51的正面中靠向基端的部分。为此，与螺杆转子40的螺旋槽41相啮合的闸门51的压力导入路52在该闸门51中脱离开螺旋槽41而与侧密封面32相对的部分的比例变得过大之前就与压缩室23断开。因此，根据本实施方式，能够防止闸门51受到背压空间65的内压而产生变形后与侧密封面32接触的现象发生，并能够防止因与侧密封面32接触所引起的闸门51磨损，能够确保螺杆式压缩机1的可靠性。

还有，在本实施方式的闸转子组装体60中，形成在各个闸门51背面一侧的背压空间65的周围由密封环66围起来。为此，在闸门51与螺杆转子40的螺旋槽41相啮合的状态下，虽然位于该闸门51正面一侧的压缩室23内的制冷剂的一部分会经由压力导入路52流入到背压空间65中，但能够用密封环66抑制制冷剂向背压空间65的外部流出。因此，根据本实施方式，能够将从压缩室23经由压力导入路52及背压空间65漏出的制冷剂量抑制到很低。

还有，在本实施方式的闸转子组装体60中，密封环66是沿着闸门支撑部57的周缘部配置的，闸门51和闸门支撑部57之间的间隙的大部分成为背压空间65。为此，能够让背压空间65的内压作用在各个闸门51背面的大部分上。也就是说，作用在各个闸门51背面的大部分上的制冷剂压力与作用在其正面的制冷剂压力大致相等。因此，根据本实施方式，能够充分地缩小将闸门51推向背面一侧的力和将闸门51推向正面一侧的力之差，从而能够确实地减小闸门51的变形。

在此，树脂制闸转子50和金属制闸转子支撑部件55的热膨胀率互不相同。因此，为了防止由于两者热变形量的不同而引起的闸转子50弯曲，允许闸转子50相对闸转子支撑部件55略微进行相对的旋转移动。这正如上文所叙述的那样。

另一方面，在本实施方式的闸转子组装体60中，密封环66嵌入到形成在闸门支撑部57正面的凹槽59中，而仅与闸门51的背面接触。为此，闸转子50和闸转子支撑部件55之间相对的旋转移动几乎没有受到密封环66的阻碍。因此，根据本实施方式，能够避免过多地限制闸转子50与闸转子支撑部件55之间的相对移动，并能够防止由于热变形而引起的闸转子50与螺杆转子40的接触，从而能够防止闸门51的磨损。

-实施方式的变形例1-

在本实施方式的闸转子组装体60中，如图13所示，也可以通过将垫片67夹在各个闸门51和闸门支撑部57之间，由此在各个闸门51的背面一侧形成背压空间65。本变形例的背压空间65的周围由作为密封部件的垫片67围起来。

-实施方式的变形例2-

在本实施方式的闸转子组装体60中，各个闸门51正面中的压力导入路52的开口位置并不限于图5所示的位置。

例如，如图14所示，在各个闸门51的正面中，压力导入路52的开口可以位于闸转子50的旋转方向的靠前的部分。

具体来说，在图14所示的各个闸门51的正面中，压力导入路52的开口位于比闸门51的长度方向的中央更靠向闸门51顶端的部分。也就是说，在各个闸门51的正面中，从基部53的外周到压力导入路52的中心为止的距离a1比从压力导入路52的中心到闸门51的顶端为止的距离a2长。还有，在图14所示的各个闸门51的正面中，压力导入路52的开口位于比闸门51的宽度方向的中央更靠闸门51前缘的部分。也就是说，在各个闸门51的正面中，从所述节圆上的压力导入路52的中心到闸门51的前缘为止的距离b1比从所述节圆上的压力导入路52的中心到闸门51的后缘为止的距离b2短。

还有，如图15所示，在各个闸门51的正面中，压力导入路52的开口也可以位于闸门51的靠基端且在闸转子50的旋转方向的靠前的部分。

具体来说，在图15所示的各个闸门51的正面中，压力导入路52的开口位于比闸门51的长度方向的中央更靠闸门51的基端的部分。也就是说，在各个闸门51的正面中，从基部53的外周到压力导入路52的中心为止的距离a1比从压力导入路52的中心到闸门51的顶端为止的距离a2短。还有，在图15所示的各个闸门51的正面中，压力导入路52的开口位于比闸门51的宽度方向的中央更靠闸门51前缘的部分。也就是说，在各个闸门51的正面中，从所述节圆上的压力导入路52的中心到闸门51的前缘为止的距离b1比从所述节圆上的压力导入路52的中心到闸门51的后缘为止的距离b2短。

此外，优选将闸门51正面中的压力导入路52的开口位置设定为：在该闸门51正面一侧的压缩室23成为完全封闭状态(即，已与低压空间S1断开的状态)的时刻、或者该压缩室23成为完全封闭状态后尽可能早的时期，使压力导入路52与该压缩室23连通。这是因为压缩室23成为完全封闭状态后，压缩室23的内压会逐渐地上升，所以优选将压缩室23的内压快速地导入到背压空间65中，使压缩室23和背压空间65保持较小的内压差。

还有，优选将闸门51正面中的压力导入路52的开口位置设定为：在不使闸门51与侧密封面32接触的范围内，尽可能长时间地使压力导入路52持续与压缩室23连通。在压力导入路52与压缩室23断开以后，背压空间65的内压与压力导入路52和压缩室23断开时的值大致相等、或者比该值低一些。另一方面，在压缩过程中，当压力导入路52与压缩室23断开以后，压缩室23的内压仍不断地上升。为此，在压力导入路52与压缩室23断开后，背压空间65与压缩室23的内压差会不断地扩大，闸门51的变形量不断地增加。不过，如上所述，若压力导入路52与压缩室23连通的期间过长，则闸门51受到背压空间65的内压就会向正面一侧膨胀，从而有可能使闸门51与侧密封面32接触。因此，优选在不使闸门51与侧密封面32接触的范围内，将闸门51的压力导入路52脱离开压缩室23的时期设定得尽可能晚些。

-实施方式的变形例3-

在本实施方式的闸转子组装体60中，如图16所示，也可以不在闸门支撑部57上，而在闸门51上安装密封环66。在本变形例中，在闸门51的背面形成有凹槽59。密封环66嵌入到闸门51的凹槽59中，并与闸门支撑部57的正面接触。

-实施方式的变形例4-

在本实施方式的闸转子组装体60中，如图17所示，可以在闸门51的背面形成凹部68，用闸门支撑部57覆盖该凹部68，由此来形成背压空间65。还有，如图18所示，也可以在闸门支撑部57的正面形成凹部68，用闸门51覆盖该凹部68，由此来形成背压空间65。

在本变形例的闸转子组装体60中，形成在闸门51或闸门支撑部57中的凹部68的平面形状成为比闸门支撑部57的正面小一圈的长方形。并且，在本变形例的闸转子组装体60中，通过使闸门51与闸门支撑部57接触，从而将背压空间65的周围密封起来。

此外，上述实施方式是本质上优选的示例，但并没有意图对本发明、本发明的应用对象或它的用途范围加以限制。

-产业实用性-

综上所述，本发明对单螺杆式压缩机很有用。

Claims (6)

1.一种单螺杆式压缩机，包括壳体(10)、螺杆转子(40)、闸转子(50)以及闸转子支撑部件(55)，该螺杆转子(40)收纳在该壳体(10)中并被驱动旋转，在该闸转子(50)中呈放射状地形成有与该螺杆转子(40)的螺旋槽(41)啮合的多个平板状闸门(51)，该闸转子(50)旋转自如地被该闸转子支撑部件(55)支撑，所述单螺杆式压缩机对由所述螺杆转子(40)、所述壳体(10)及所述闸门(51)划分而成的压缩室(23)内的流体进行压缩，其特征在于：

在所述闸转子支撑部件(55)中，设置有从各个所述闸门(51)的背面一侧支撑各个所述闸门(51)的闸门支撑部(57)，

由所述闸转子(50)和所述闸转子支撑部件(55)构成的闸转子组装体(60)具有压力导入路(52)，

所述压力导入路(52)是通孔，在所述闸转子(50)的各个闸门(51)中至少各形成有一个所述通孔，该通孔沿所述闸门(51)的厚度方向贯穿该闸门(51)，经由所述压力导入路(52)将各个所述闸门(51)正面一侧的流体压力导入该闸门(51)的背面与支撑该闸门(51)的所述闸门支撑部(57)之间，由此，在闸转子(50)的各个所述闸门(51)中，将所述闸门(51)推向背面一侧的力和将所述闸门(51)推向正面一侧的力之差缩小。

2.根据权利要求1所述的单螺杆式压缩机，其特征在于：

所述压力导入路(52)的开口位于各个所述闸门(51)的正面中靠所述闸转子(50)中心的部分。

3.根据权利要求1所述的单螺杆式压缩机，其特征在于：

所述闸转子(50)的各个闸门(51)中，靠所述闸转子(50)的旋转方向的前方的侧部为该闸门(51)的前缘，

所述压力导入路(52)的开口位于各个所述闸门(51)的正面中比该闸门(51)的宽度方向的中央更靠该闸门(51)的前缘的部分。

4.根据权利要求1所述的单螺杆式压缩机，其特征在于：

在各个所述闸门(51)和支撑该闸门(51)的所述闸门支撑部(57)之间形成有背压空间(65)，由密封部件(66、67)将该背压空间(65)的周围围起来，并且该闸门(51)正面一侧的流体压力经由所述压力导入路(52)导入该背压空间(65)。

5.根据权利要求4所述的单螺杆式压缩机，其特征在于：

所述密封部件(66、67)是沿着所述闸门支撑部(57)的周缘部设置的。

6.根据权利要求4所述的单螺杆式压缩机，其特征在于：

将所述密封部件(66)安装在所述闸门(51)及所述闸门支撑部(57)中的一方上，并使该密封部件(66)与所述闸门(51)及所述闸门支撑部(57)中的另一方接触，由此划分出所述背压空间(65)。

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