CN102362074B - 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，闸转子(50)上的闸(51)与螺杆转子(40)上的螺旋槽(41)相啮合。在覆盖螺杆转子(40)的外周面的圆筒壁(30)上形成有吸入用开口(36)。当螺杆转子(40)旋转时，形成吸入过程中的流体室(23a)的螺旋槽(41a)从吸入用开口(36)向圆筒壁(30)移动。进到形成吸入过程中的流体室(23a)的螺旋槽(41a)里来的闸(51a)把该流体室(23a)和低压空间隔开。圆筒壁(30)的开口侧缘部(37)形成为：在闸(51a)把吸入过程中的流体室(23a)和低压空间(S1)隔开以前被圆筒壁(30)覆盖那样的形状。

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效率的技术措施。

背景技术

目前，螺杆式压缩机是对制冷剂或空气进行压缩的压缩机中之一。例如，专利文献1中公开有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。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个螺旋槽。各个螺旋槽朝着螺杆转子的外周面敞开，各个螺旋槽的始端朝着螺杆转子的一个端面敞开。闸转子形成为近似平板状，布置在螺杆转子的两侧。多个长方形板状的闸放射状地设置在该闸转子上。闸转子设置成其转轴与螺杆转子的转轴正交，闸与螺杆转子上的螺旋槽相啮合。

在该单螺杆式压缩机中，螺杆转子和闸转子装在壳体内，壳体内还形成有压缩前的低压流体会流入其中的低压空间。当由电动机等驱动螺杆转子旋转时，闸转子便随着螺杆转子的旋转而旋转。闸转子上的闸从螺旋槽的始端(吸入侧的端部)朝着终端(喷出侧的端部)相对移动。

在低压流体被吸入由螺杆转子的螺旋槽形成的流体室的吸入过程中，低压流体从螺杆转子的外周面一侧和端面一侧流向流体室。之后，覆盖螺杆转子的外周面的壳体的隔离壁部(内筒)和已进入螺旋槽内的闸把流体室和低压空间隔开。在流体室内的流体被压缩的压缩过程中，闸从螺旋槽的始端朝着终端相对移动，流体室的容积减小，流体室内的流体被压缩。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本公开特许公报特开平06－042474号公报

发明内容

－发明要解决的技术问题－

如上所述，在单螺杆式压缩机中，在吸入过程中低压流体从螺杆转子的外周面一侧和端面一侧流入螺旋槽内，在压缩过程中由壳体的隔离壁部和闸把螺旋槽和低压空间隔开。现有的单螺杆式压缩机没有考虑以下两个时刻的先后问题，即壳体的隔离壁部把螺旋槽和低压空间隔开的时刻与闸把螺旋槽和低压空间隔开的时刻。一般情况下，壳体的隔离壁部和闸同时把螺旋槽和低压空间隔开。

这里，在单螺杆式压缩机的运转过程中，螺杆转子在旋转。因此，如果壳体的隔离壁部把流体室和低压空间隔开的时刻拖后，离心力就会作用于已流入吸入过程中的流体室的低压气体，从流体室向螺杆转子的外周方向流出的低压流体的量就会增加。其结果是，流入流体室后被压缩的流体的量有可能减少，也就有可能导致单螺杆式压缩机的效率下降。

本发明正是为解决上述问题而完成的。其目的在于：增加单螺杆式压缩机中流入流体室后被压缩的流体的量，从而提高单螺杆式压缩机的工作效率。

－用以解决技术问题的技术方案－

第一方面的发明以单螺杆式压缩机为对象。其包括螺杆转子40、闸转子50以及壳体10，在该螺杆转子40上形成有朝着该螺杆转子40的外周面敞开并形成流体室23的多个螺旋槽41，在该闸转子50上放射状地形成有与该螺杆转子40上的螺旋槽41啮合的多个闸51，该壳体10中装有该螺杆转子40和该闸转子50。所述螺杆转子40旋转时，与该螺杆转子40上的螺旋槽41啮合的闸51从该螺旋槽41的始端朝着终端相对移动，由该螺旋槽41形成的流体室23内的流体被压缩；在所述壳体10内部设置有低压空间S1和隔离壁部，被吸入该壳体10内的压缩前的低压流体流入该低压空间S1且该低压空间S1与朝着所述螺杆转子40的端面敞开的所述螺旋槽41的始端连通；该隔离壁部覆盖所述螺杆转子40的外周面以把由所述螺旋槽41形成的流体室23和所述低压空间S1隔开；在所述隔离壁部，形成有用以让所述螺杆转子40的外周面的一部分暴露在所述低压空间S1的吸入用开口36；关于正处于低压流体从所述低压空间S1流入的吸入过程中的流体室23a，形成该流体室23a的螺旋槽41a从面对所述吸入用开口36并与所述低压空间S1连通的位置移动到该螺旋槽41a整体被所述隔离壁部覆盖的位置以后，已进入该螺旋槽41a的所述闸51a把该正处于低压流体从所述低压空间S1流入的吸入过程中的流体室23a和所述低压空间S1隔开。

在第一方面的发明中，螺杆转子40和闸转子50装在壳体10内。壳体10内形成有低压空间S1。低压空间S1与朝着螺杆转子40的端面敞开的螺旋槽41的始端连通。低压空间S1内的低压流体从螺杆转子40的端面一侧(即螺旋槽41的始端侧)流入吸入过程中的螺旋槽41里。在隔离壁部形成有吸入用开口36。在形成吸入过程中的流体室23的螺旋槽41在面对吸入用开口36之位置的状态下，低压流体不仅从螺杆转子40的端面一侧流入该吸入过程中的流体室23，还从螺杆转子40的外周面一侧流入该吸入过程中的流体室23。

在第一方面的发明中，螺杆转子40旋转时，形成在螺杆转子40上的螺旋槽41就移动。形成吸入过程中的流体室23的螺旋槽41从面对吸入用开口36的位置向被隔离壁部覆盖的位置移动。在该螺旋槽41成为被隔离壁部覆盖的状态后不久的那段时间内，流体继续从形成该流体室23的螺旋槽41的始端侧流向吸入过程中的流体室23。之后，覆盖形成该流体室23的螺旋槽41的隔离壁部和进到形成该流体室23的螺旋槽41里来的闸51把吸入过程中的流体室23和低压空间S1隔开。螺杆转子40进一步旋转，闸51移动时，和低压空间S1隔开的流体室23的容积减少，该流体室23内的流体被压缩。

第二方面的发明是这样的，在上述第一方面的发明中，所述螺杆转子40的外周面中被相邻的两个螺旋槽41所夹的部分，成为与所述隔离壁部的内周面35滑动接触而对相邻的两个螺旋槽41之间进行密封的周向密封面45；所述周向密封面45的周向缘中位于所述螺杆转子40的旋转方向之前方的部分成为该周向密封面45的前缘46；在所述隔离壁部的内周面35，面对所述吸入用开口36的开口侧缘部37与所述周向密封面45的前缘46平行。

在第二方面的发明中，螺杆转子40旋转时，周向密封面45从面对吸入用开口36的位置朝着隔离壁部移动。在该状态下，低压流体从螺杆转子40的外周面一侧流向由位于比周向密封面45还靠近螺杆转子40的旋转方向之前方(亦即周向密封面45的前缘46一侧)的螺旋槽41形成的流体室23。当周向密封面45的前缘46越过隔离壁部的内周面35的开口侧缘部37时，位于该周向密封面45的前缘46一侧的螺旋槽41便被隔离壁部覆盖，隔离壁部把由该螺旋槽41形成的吸入过程中的流体室23和低压空间S1隔开。

在第二方面的发明的隔离壁部，其内周面35的开口侧缘部37形成为与周向密封面45的前缘46平行的形状。因此，在周向密封面45的前缘46即将与隔离壁部的内周面35的开口侧缘部37重合以前，成为螺杆转子40的螺旋槽41的开口部中面对吸入用开口36的那部分开口部在从螺旋槽41的始端到终端全长上全部朝着低压空间S1敞开的状态。

第三方面的发明是这样的，在上述第一或第二方面的发明中，在所述隔离壁部，面对所述吸入用开口36的开口侧壁面38成为朝向所述螺杆转子40的外周面一侧的斜面。

在第三方面的发明中，流入吸入过程中的流体室23的低压流体从螺杆转子40的端面一侧朝着吸入用开口36流入，之后朝着螺杆转子40的轴心方向改变方向流入流体室23。此时，流入流体室23的低压流体中的一部分撞到隔离壁部的开口侧壁面38后流入流体室23。在该发明中，隔离壁部的开口侧壁面38成为朝向螺杆转子40的外周面一侧的斜面。因此，撞到隔离壁部的开口侧壁面38的低压流体沿着已成为斜面的开口侧壁面38流动，其流动方向朝着螺杆转子40的轴心一侧平稳地改变。

第四方面的发明是这样的，在上述第一到第三方面任一方面的发明中，该单螺杆式压缩机包括：驱动所述螺杆转子40旋转的电动机15和用来改变供向所述电动机15的交流电的频率的变频器100；该单螺杆式压缩机构成为：通过改变所述变频器100的输出频率调节所述螺杆转子40的转速。

第四方面的发明中，交流电经变频器100供给驱动螺杆转子40的电动机15。改变变频器100的输出频率时，电动机15的转速就变化，被电动机15驱动的螺杆转子40的转速也变化。当螺杆转子40的转速变化时，被吸入单螺杆式压缩机1被压缩后又被喷出的流体的质量流量就变化。亦即，若螺杆转子40的转速变化，单螺杆式压缩机1的工作排量就变化。

－发明的效果－

本发明的单螺杆式压缩机1中，吸入过程中的流体室23首先被隔离壁部覆盖，之后进到螺旋槽41的闸51把该流体室23和低压空间S1隔开。也就是说，在本发明中，在较早的时候，覆盖形成该流体室23的螺旋槽41的隔离壁部便把吸入过程中的流体室23和低压空间S1隔开。

在吸入过程中的流体室23被隔离壁部覆盖的状态下，即使螺杆转子40旋转所引起的离心力作用于流体室23内的流体，隔离壁部也会阻止来自流体室23的流体流出。因此，根据本发明，能够减少受离心力的影响而从流体室23向螺杆转子40的外周一侧漏出去的流体的量，从而能够增加吸入过程中被吸入流体室23的流体的量。其结果是，能够使单螺杆式压缩机1的工作效率提高。

在本发明的单螺杆式压缩机1中，即使在吸入过程中的流体室23成为被隔离壁部覆盖的状态以后，闸51也会朝着形成该流体室23的螺旋槽41的始端挺进。在闸51朝着螺旋槽41的始端挺进的过程中，低压流体也会被闸51朝着由螺旋槽41形成的流体室23推去。在本发明的单螺杆式压缩机1中，在闸51朝着吸入过程中的流体室23挤入低压流体的那一时刻，隔离壁部把吸入过程中的流体室23和低压空间S1隔开了。因此，由闸51被挤向流体室23的低压流体不会朝着螺杆转子40的外周一侧漏出去，而是留在流体室23内。因此，根据本发明，即使闸51朝着流体室23挤入低压流体，也能够使流入吸入过程中的流体室23的低压流体的量增加，从而能够使单螺杆式压缩机1的工作效率提高。

在上述第二方面的发明中，隔离壁部的内周面35的开口侧缘部37与周向密封面45的前缘46平行。因此，在周向密封面45的前缘46即将与隔离壁部的内周面35的开口侧缘部37重合之前，成为螺杆转子40的螺旋槽41的开口部中面对吸入用开口36的那部分开口部整体保持着在从其始端到终端全长上向低压空间S1敞开的状态。因此，根据该发明，能够在周向密封面45的前缘46即将与隔离壁部的内周面35的开口侧缘部37重合之前，将形成吸入过程中的流体室23的螺旋槽41中面对吸入用开口36的部分的开口面积保持得尽可能大，从而能够减小在低压流体从低压空间S1流入吸入过程中的流体室23之际的压力损失。

在上述第三方面的发明中，隔离壁部的开口侧壁面38为朝向螺杆转子40的外周面一侧的斜面。因此，由为斜面的开口侧壁面38向螺杆转子40的轴心一侧平稳地改变撞到隔离壁部的开口侧壁面38的低压流体的流动方向。因此，根据该发明，能够抑制流入吸入过程中的流体室23的低压流体的流动紊乱，从而能够减小在低压流体从低压空间S1流入吸入过程中的流体室23之际的压力损失。

上述第四方面的发明中，交流电经变频器100供向驱动螺杆转子40的电动机15。因此，如果改变变频器100的输出频率，螺杆转子40的转速会变化，单螺杆式压缩机1的工作排量会变化。

这里，与例如不经变频器100直接从商用电源向电动机15供电的情况相比，能够通过改变变频器100的输出频率来改变工作排量的单螺杆式压缩机1存在螺杆转子40的转速设定在较高值上的情况。如果螺杆转子40的转速提高，作用在吸入过程中的流体室23内的流体的离心力就增大，从流体室23朝螺杆转子40的外周一侧漏出去的流体的量就有可能增多。

相对于此，在上述第四方面的发明中，首先，隔离壁部把形成吸入过程中的流体室23的螺旋槽41和低压空间S1隔开。之后，进到螺旋槽41里来的闸51把形成吸入过程中的流体室23和低压空间S1隔开。覆盖形成吸入过程中的流体室23的螺旋槽41的隔离壁部在较早的时候便把该流体室23和低压空间S1隔开。因此，在螺杆转子40的转速可能被设定为较高值的第四方面的发明的单螺杆式压缩机1中，也能够将受离心力的影响而从流体室23朝着螺杆转子40的外周一侧漏出去的流体的量抑制得较低，从而能够将单螺杆式压缩机1的工作效率保持得较高。

螺杆转子40的转速越高，闸51的移动速度也越快。闸51的移动速度越高，在闸51进入螺旋槽41的过程中，从吸入过程中的流体室23朝螺旋槽41的始端侧漏出去的流体的量就越少。也就是说，螺杆转子40的转速越高，被闸51挤入吸入过程中的流体室23的低压流体的量就越多。因此，在第四方面的发明的单螺杆式压缩机1中，即使在螺杆转子40的转速设定为较高值的情况下，也能够充分确保流向流体室23的低压流体的量，从而能够将单螺杆式压缩机1的工作效率保持得较高。

附图说明

图1是单螺杆式压缩机的概略结构图。

图2是显示单螺杆式压缩机的主要部分之结构的纵向剖视图。

图3是显示图2中的A－A剖面的剖视图。

图4是取单螺杆式压缩机的主要部分并进行显示的立体图。

图5是概略的一部分的剖视图，显示从上方看到的单螺杆式压缩机的主要部分之状态。

图6(A)、图6(B)以及图6(C)是螺杆转子和圆筒壁的张开图，图6(A)示出了吸入过程中的流体室从吸入用开口暴露的状态；图6(B)示出了仅由圆筒壁把吸入过程中的流体室和低压空间隔开的状态；图6(C)示出了圆筒壁和闸双方把吸入过程中的流体室和低压空间隔开的状态。

图7是显示图5中的B－B剖面的剖视图。

图8(A)、图8(B)以及图8(C)是表示单螺杆式压缩机的压缩机构的工作情况的俯视图，图8(A)表示吸入过程，图8(B)表示压缩过程，图8(C)表示喷出过程。

图9(A)、图9(B)以及图9(C)是实施方式的变形例中的螺杆转子和圆筒壁的展开图。图9(A)示出了吸入过程中的流体室从吸入用开口暴露的状态；图9(B)示出了仅由圆筒壁把吸入过程中的流体室和低压空间隔开的状态；图9(C)示出了圆筒壁和闸双方把吸入过程中的流体室和低压空间隔开的状态。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式做详细说明。

(发明的第一实施方式)

本实施方式的单螺杆式压缩机1(以下简称为螺杆式压缩机)设置在进行制冷循环的制冷剂回路中，对制冷剂进行压缩。

〈螺杆式压缩机的整体结构〉

如图1所示，在螺杆式压缩机1中，压缩机构20和驱动它的电动机15装在一个壳体10内。该螺杆式压缩机1构成为半密闭型。

壳体10形成为圆筒状，横向设置。壳体10的内部空间被划分为位于壳体10一侧的低压空间S1和壳体10另一侧的高压空间S2。在壳体10上设置有与低压空间S1连通的吸入口11和与高压空间S2连通的喷出口12。从制冷剂回路中的蒸发器流进来的低压气态制冷剂(即低压流体)通过吸入口11流入低压空间S1。从压缩机构20喷向高压空间S2的压缩后的高压气态制冷剂则通过喷出口12供向制冷剂回路中的冷凝器。

在壳体10内，电动机15布置在低压空间S1，压缩机构20布置在低压空间S1和高压空间S2之间。压缩机构20的驱动轴21与电动机15相连结。油气分离器16布置在高压空间S2。油气分离器16自从压缩机构20喷出的制冷剂中将冷冻机油分离出来。

在螺杆式压缩机1上设置有变频器100。变频器100，其输入侧连接商用电源101，其出力侧连接电动机15。变频器100调节从商用电源101输入的交流电的频率，并将转换为规定频率的交流电供给电动机15。

如图2、图3所示，压缩机构20包括：形成在壳体10内的圆筒壁30、布置在该圆筒壁30中的一个螺杆转子40以及与该螺杆转子40相啮合的两个闸转子50。

圆筒壁30设置成覆盖螺杆转子40的外周面。该圆筒壁30构成隔离壁部，圆筒壁30的详情后述。

驱动轴21插在螺杆转子40中。螺杆转子40和驱动轴21由键22连结。驱动轴21的轴心和螺杆转子40的轴心一致。驱动轴21的端部由位于压缩机构20的高压一侧(设图1中驱动轴21的轴向为左右方向时的右侧)的轴承保持架60支撑而能够自由旋转。该轴承保持架60经滚珠轴承61支撑驱动轴21。

如图4、图5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能够旋转地插入圆筒壁30中。在螺杆转子40上形成有从螺杆转子40的一端向另一端螺旋状延伸的多个螺旋槽41(本实施方式中为6个)。螺旋槽41朝着螺杆转子40的外周面敞开，形成流体室23。

就螺杆转子40上的各个螺旋槽41而言，图5中各螺旋槽41的左端为始端；该图中的右端为终端。此外，该图中螺杆转子40的左端部(吸入侧端部)形成为锥面。在图5所示的螺杆转子40中，螺旋槽41的始端朝着螺杆转子40的形成为锥面状的左端面敞开。另一方面，螺旋槽41的终端却不朝着螺杆转子40的右端面敞开。各螺旋槽41中，位于螺杆转子40的旋转方向之前方的侧壁面成为前方壁面42，位于螺杆转子40的旋转方向之后方的侧壁面成为后方壁面43。

螺杆转子40的外周面中被相邻的两个螺旋槽41所夹的那部分外周面构成周向密封面45。周向密封面45的周向缘中位于螺杆转子40的旋转方向之前方的部分成为前缘46，位于螺杆转子40的旋转方向之后方的部分成为后缘47。螺杆转子40的外周面中，与螺旋槽41的终端相邻的部分构成轴向密封面48。该轴向密封面48是顺着螺杆转子40的端面形成的圆周面。

如上所述，螺杆转子40插入在圆筒壁30中。螺杆转子40的周向密封面45和轴向密封面48与圆筒壁30的内周面35滑动接触。

此外，螺杆转子40的周向密封面45和轴向密封面48与圆筒壁30的内周面35并非物理接触，在二者间设有为让螺杆转子40平稳旋转所需的最小限度的间隙。由冷冻机油形成的油膜形成在螺杆转子40的周向密封面45和轴向密封面48与圆筒壁30的内周面35之间，流体室23的气密性由该油膜确保。

各个闸转子50是形成为长方形板状的多个(本实施方式中为11个)闸51放射状设置而成的树脂制部件。各个闸转子50布置在圆筒壁30的外侧，相对于螺杆转子40的转轴轴对称。也就是说，在本实施方式的螺杆式压缩机1中，两个闸转子50绕螺杆转子40的旋转中心轴以等角度间隔(本实施方式中间隔为180°)布置着。各个闸转子50的轴心与螺杆转子40的轴心垂直。各个闸转子50配置为：闸51穿过圆筒壁30的一部分，与螺杆转子40的螺旋槽41啮合。

与螺杆转子40上的螺旋槽41啮合的闸51的两侧部分与螺旋槽41的前方壁面42或后方壁面43滑动接触，该闸51的顶端部与螺旋槽41的底壁面44滑动接触。此外，在与螺旋槽41啮合的闸51和螺杆转子40之间设有为让螺杆转子40平稳旋转所需的最小限度的间隙。由冷冻机油形成的油膜形成在与螺旋槽41啮合的闸51和螺杆转子40之间，流体室23的气密性由该油膜确保。

闸转子50安装在金属制转子支撑部件55上(参照图3、图4)。转子支撑部件55包括基部56、臂部57以及轴部58。基部56形成为厚度较厚的圆板状。臂部57的设置数量与闸转子50的闸51的设置数量相等，该臂部57呈放射状地从基部56的外周面对外侧延伸。轴部58形成为棒状且立设于基部56。轴部58的中心轴与基部56的中心轴相一致。闸转子50安装在基部56和臂部57的与轴部58相反一侧的面上。各个臂部57与闸51的背面紧密接触。

已装上了闸转子50的转子支撑部件55装在闸转子室90内(参照图3)，对壳体10内部空间进行划分而形成该闸转子室90，该闸转子室90与圆筒壁30相邻。布置在图3中螺杆转子40右侧的转子支撑部件55布置成闸转子50位于下端一侧。另一方面，布置在该图3中螺杆转子40左侧的转子支撑部件55布置成闸转子50位于上端一侧。各个转子支撑部件55的轴部58经滚珠轴承92、93由闸转子室90内的轴承壳91支撑，能够自由旋转。此外，各个闸转子室90与低压空间S1连通。

在螺杆式压缩机1中设置有滑阀70作容量控制机构。该滑阀70设置在滑阀收纳部31内，滑阀收纳部31是圆筒壁30在其圆周方向上两个地方朝径向外侧鼓起而形成的，滑阀70的内表面构成圆筒壁30的内周面的一部分，且构成为能够沿圆筒壁30的轴向滑动。

当滑阀70朝着靠近高压空间S2的方向滑动(设图2中驱动轴21的轴向为左右方向时靠近右侧)时，会在滑阀收纳部31的端面P1和滑阀70的端面P2之间形成轴向间隙。该轴向间隙成为用以让制冷剂从流体室23返回低压空间S1的旁路通路33。当使滑阀70移动而改变旁路通路33的开度时，压缩机构20的容量就会变化。在滑阀70上形成有用以使流体室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包括汽缸81、活塞82、臂84、连结杆85以及弹簧86。该汽缸81固定在轴承保持架60上；活塞82装在该汽缸81内；该臂84与该活塞82的活塞杆83相连结；该连结杆85连结该臂84和滑阀70；该弹簧86向图2中的右方(使臂84远离壳体10的方向)推压臂84。

在图2所示的滑阀驱动机构80中，活塞82的左侧空间(活塞82的靠近螺杆转子40一侧的空间)的内压比活塞82的右侧空间(活塞82的靠近臂84一侧的空间)的内压高。滑阀驱动机构80构成为：通过对活塞82的右侧空间的内压(即右侧空间内的气态制冷剂的压力)进行调节来调整滑阀70的位置。

在螺杆式压缩机1的运转过程中，压缩机构20的吸入压力作用在滑阀70的一个轴向端面上，压缩机构20的喷出压力作用在滑阀70的另一个轴向端面上。因此，在螺杆式压缩机1的运转过程中，向低压空间S1一侧推压滑阀70之方向上的力总是作用在滑阀70上。因此，如果改变滑阀驱动机构80中活塞82的左侧空间和右侧空间的内压，则将滑阀70拉回高压空间S2一侧之方向上的力的大小就会变化。其结果是滑阀70的位置发生变化。

参照图5～图7对圆筒壁30做详细说明。

如图5所示，圆筒壁30上形成有用来让螺杆转子40的外周面的一部分暴露在低压空间S1的吸入用开口36。该吸入用开口36是一个形状为在圆筒壁30的周向上的宽度从图5中螺杆转子40的左端朝着右端逐渐变窄的开口。此外，图5中，示出了形成在圆筒壁30中覆盖螺杆转子40上侧的那部分圆筒壁上的吸入用开口36，在圆筒壁30中覆盖螺杆转子40下侧的那部分圆筒壁也形成有吸入用开口36(参照图3)。形成在圆筒壁30中覆盖螺杆转子40下侧那部分圆筒壁上的吸入用开口36的形状为：与形成在圆筒壁30中覆盖螺杆转子40上侧的那部分圆筒壁上的吸入用开口36相对于螺杆转子40的转轴轴对称。

圆筒壁30的内周面35中面对吸入用开口36的缘部成为开口侧缘部37。如图6所示，圆筒壁30的内周面35的开口侧缘部37呈描绘与螺杆转子40的周向密封面45的前缘46平行的曲线之形状。该开口侧缘部37全长与周向密封面45的前缘46平行。也就是说，该开口侧缘部37呈能够全长与伴随着螺杆转子40旋转而移动的周向密封面45的前缘46重合的形状(参照图6(B))。对该开口侧缘部37的位置进行设定，保证在开口侧缘部37与周向密封面45a的前缘46a重合之时刻，进入与该前缘46a相邻的螺旋槽41a来的闸51a尚未与螺旋槽41a的后方壁面43a接触的状态(参照图6(B))。

如图7所示，圆筒壁30中，面对吸入用开口36的壁面(亦即从其内周面35的开口侧缘部37朝圆筒壁30的外周一侧延伸的壁面)为开口侧壁面38。该开口侧壁面38为朝向螺杆转子40一侧的斜面。也就是说，该开口侧壁面38为随着从该图的左侧向右侧前进逐渐靠近螺杆转子40那样的斜面。

－工作情况－

说明螺杆式压缩机1是如何工作的。

螺杆式压缩机1中的电动机15一启动，螺杆转子40便随着驱动轴21旋转而旋转。闸转子50也伴随该螺杆转子40的旋转而旋转，压缩机构20反复进行吸入过程、压缩过程以及喷出过程。在此，着重对图8中用黑点阴影表示的流体室23进行说明。

在图8(A)中，用黑点阴影表示的流体室23与低压空间S1连通。而且，形成该流体室23的螺旋槽41与位于该图下侧的闸转子50的闸51啮合。螺杆转子40旋转时，该闸51向螺旋槽41的终端相对移动，流体室23的容积随之增大。其结果是，低压空间S1的低压气态制冷剂被吸入流体室23。

螺杆转子40进一步旋转，成为图8(B)所示的状态。在该图中，用黑点阴影表示的流体室23处于完全封闭状态。也就是说，已形成了该流体室23的螺旋槽41与位于该图上侧的闸转子50的闸51啮合，该闸51把螺旋槽41和低压空间S1隔开。之后，当闸51伴随着螺杆转子40的旋转而向螺旋槽41的终端相对移动时，流体室23的容积逐渐缩小。其结果是，流体室23内的气态制冷剂被压缩。

螺杆转子40进一步旋转，成为图8(C)所示的状态。在该图中，用黑点阴影表示的流体室23处于经喷出口25与高压空间S2连通的状态。之后，当闸51伴随螺杆转子40的旋转向螺旋槽41的终端相对移动时，已压缩的制冷剂气体便逐渐被从流体室23内压向高压空间S2。

参照图6对低压气态制冷剂流入流体室23的吸入过程进行详细的说明。这里，着重说明形成吸入过程中的流体室23a的一个螺旋槽41a。

图6(A)示出的是螺旋槽41a的一部分被圆筒壁30覆盖，剩余部分面对吸入用开口36的状态。闸51a从螺旋槽41a的始端一侧进到该螺旋槽41a中来。该闸51a仅与螺旋槽41a的前方壁面42a和底壁面44a滑动接触，尚未与螺旋槽41a的后方壁面43a滑动接触。

在图6(A)所示的状态下，由螺旋槽41a形成的吸入过程中的流体室23a，在螺杆转子40的外周面一侧和端面一侧两侧与低压空间S1连通。在该状态下，低压气态制冷剂从螺杆转子40的外周面一侧和端面一侧两侧流向流体室23a。

螺杆转子40从图6(A)所示的状态旋转，成为图6(B)所示的状态。在图6(B)所示的状态下，与螺旋槽41a相邻的周向密封面45a的前缘46a和圆筒壁30的内周面35的开口侧缘部37重合。在成为图6(B)所示之状态的那一时刻，形成吸入过程中的流体室23a的螺旋槽41a全部被圆筒壁30覆盖。也就是说，在该时刻，流体室23a的在螺杆转子40的外周面一侧的开口部完全被圆筒壁30堵住，圆筒壁30把该开口部和低压空间S1隔开。

在该图6(B)所示的状态下，不断进入螺旋槽41a里来的闸51a与图6(A)所示的状态一样，尚未与螺旋槽41a的后方壁面43a滑动接触。因此，圆筒壁30把吸入过程中的流体室23a的在螺杆转子40的外周面一侧的开口部和低压空间S1隔开。另一方面，在螺杆转子40的端面一侧的该开口部依然是与低压空间S1连通的状态。在该状态下，低压气态制冷剂仅从螺杆转子40的端面一侧流向流体室23a。

螺杆转子40从图6(B)所示的状态旋转，成为图6(C)所示的状态。在图6(C)所示的状态下，周向密封面45a的前缘46a通过圆筒壁30的内周面35的开口侧缘部37。圆筒壁30的内周面35的开口侧缘部37位于周向密封面45a的前缘46a和后缘47a之间。

已进入螺旋槽41a里来的闸51a在成为图6(C)所示之状态的那一时刻，开始与螺旋槽41a的后方壁面43a滑动接触。也就是说，在成为图6(C)所示之状态的那一时刻，闸51a与螺旋槽41a的前方壁面42a、后方壁面43a以及底壁面44a都滑动接触，闸51a把流体室23a和低压空间S1隔开。其结果是，在成为图6(C)所示之状态的那一时刻，流体室23a成为圆筒壁30和闸51a二者把它和低压空间S1隔开的封闭空间，吸入过程结束。

这样，在本实施方式的螺杆式压缩机1中，在形成吸入过程中的流体室23a的螺旋槽41a从面对吸入用开口36的位置朝着被圆筒壁30覆盖的位置移动，把该流体室23a和低压空间S1隔开以后，再由进入形成吸入过程中的流体室23a的螺旋槽41a里来的闸51a把该流体室23a和低压空间S1隔开。在该螺杆式压缩机1中，对圆筒壁30的内周面35的开口侧缘部37的形状进行了设定，保证在闸51a把吸入过程中的流体室23a和低压空间S1隔开以前，由圆筒壁30把该流体室23a和低压空间S1隔开。

这里，在本实施方式的螺杆式压缩机1中，来自商用电源101的交流电经变频器100供向驱动螺杆转子40的电动机15。如果改变变频器100的输出频率，电动机15的转速变化，由电动机15驱动的螺杆转子40的转速也变化。如果螺杆转子40的转速变化，被吸入螺杆式压缩机1被压缩后又被喷出的制冷剂的质量流量就变化。也就是说，如果螺杆转子40的转速变化，螺杆式压缩机1的工作排量就变化。

变频器100的输出频率的调节范围如下：该频率的下限值被设定为比从商用电源101供来的交流电的频率(例如60Hz)低的值(例如30Hz)，该频率的上限值被设定为比从商用电源101供来的交流电的频率高的值(例如120Hz)。因此，与将来自商用电源101的交流电直接供给电动机15的情况相比，本实施方式的螺杆式压缩机1中的螺杆转子40的转速在低值与高值之间变化。

－实施方式的效果－

本实施方式的单螺杆式压缩机1中，吸入过程中的流体室23a首先被圆筒部30a覆盖，之后进到螺旋槽41的闸51a把该流体室23a和低压空间S1隔开。也就是说，在该螺杆式压缩机1中，在较早的时候，覆盖形成该流体室23a的螺旋槽41的圆筒部30a便把吸入过程中的流体室23a和低压空间S1隔开。

在吸入过程中的流体室23a被圆筒部30a覆盖的状态下，即使螺杆转子40旋转所引起的离心力作用于流体室23a内的气态制冷剂，圆筒部30a也会阻止来自流体室23a的气态制冷剂流出。因此，根据本实施方式，能够减少受离心力的影响而从流体室23a向螺杆转子40的外周一侧漏出去的气态制冷剂的量，从而能够增加被吸入吸入过程中的流体室23a的气态制冷剂的量。其结果是，能够使单螺杆式压缩机1的工作效率提高。

在本实施方式的螺杆式压缩机1中，即使在吸入过程中的流体室23a被圆筒部30a覆盖的状态以后，闸51a也会朝着形成该流体室23a的螺旋槽41的始端挺进。在闸51a朝着螺旋槽41的始端挺进的过程中，低压气态制冷剂也会被闸51a朝着由螺旋槽41形成的流体室23a推去。在本实施方式的单螺杆式压缩机1中，在闸51a朝着吸入过程中的流体室23a挤入低压气态制冷剂的那一时刻，圆筒部30a把吸入过程中的流体室23a和低压空间S1隔开了。因此，由闸51a被挤向流体室23a的低压气态制冷剂不会朝着螺杆转子40的外周一侧漏出去，而是留在流体室23a内。因此，根据本实施方式，即使闸51a朝着流体室23a挤入低压气态制冷剂，也能够使流入吸入过程中的流体室23a的低压气态制冷剂的量增加，从而能够使单螺杆式压缩机1的工作效率提高。

在本实施方式的螺杆式压缩机1中，圆筒部30a的内周面35的开口侧缘部37与周向密封面45的前缘46平行。因此，在周向密封面45的前缘46即将与圆筒部30a的内周面35的开口侧缘部37重合之前，成为螺杆转子40的螺旋槽41的开口部中面对吸入用开口36的那部分开口部保持着在从其始端到终端全长上向低压空间S1敞开的状态。因此，根据该实施方式，能够在周向密封面45的前缘46即将与圆筒部30a的内周面35的开口侧缘部37重合之前，将形成吸入过程中的流体室23a的螺旋槽41中面对吸入用开口36的部分的开口面积保持得尽可能大，从而能够减小在低压气态制冷剂从低压空间S1流入吸入过程中的流体室23a之际的压力损失。

在本实施方式的螺杆式压缩机1中，圆筒部30a的开口侧壁面38成为朝向螺杆转子40的外周面一侧的斜面。因此，由成为斜面的开口侧壁面38向螺杆转子40的轴心一侧平稳地改变撞到圆筒部30a的开口侧壁面38的低压气态制冷剂的流动方向。因此，根据该实施方式，能够抑制流入吸入过程中的流体室23a的低压气态制冷剂的流动紊乱，从而能够减小在低压气态制冷剂从低压空间S1流入吸入过程中的流体室23a之际的压力损失。

在本实施方式的螺杆式压缩机1中，交流电经变频器100供向驱动螺杆转子40的电动机15。因此，如果改变变频器100的输出频率，螺杆转子40的转速会变化，单螺杆式压缩机1的工作排量会变化。

这里，与例如从商用电源直接向电动机15供电的情况相比，能够通过改变变频器100的输出频率来改变工作排量的单螺杆式压缩机1存在螺杆转子40的转速设定在较高值上的情况。如果螺杆转子40的转速提高，作用在吸入过程中的流体室23a内的气态制冷剂的离心力就增大，从流体室23a朝螺杆转子40的外周一侧漏出去的气态制冷剂的量就有可能增多。

相对于此，在本实施方式的螺杆式压缩机1中，首先，圆筒部30a把形成吸入过程中的流体室23a的螺旋槽41和低压空间S1隔开。之后，进到螺旋槽41里来的闸51a把形成吸入过程中的流体室23a和低压空间S1隔开。覆盖形成吸入过程中的流体室23a的螺旋槽41的圆筒部30a在较早的时候便把该流体室23a和低压空间S1隔开。因此，在螺杆转子40的转速可能被设定为较高值的第四方面的实施方式的单螺杆式压缩机1中，也能够将受离心力的影响而从流体室23a朝着螺杆转子40的外周一侧漏出去的气态制冷剂的量抑制得较低，从而能够将单螺杆式压缩机1的工作效率保持得较高。

螺杆转子40的转速越高，闸51a的移动速度也越快。闸51a的移动速度越高，在闸51a进入螺旋槽41的过程中，从吸入过程中的流体室23a朝螺旋槽41的始端侧漏出去的气态制冷剂的量就少。也就是说，螺杆转子40的转速越高，被闸51a挤入吸入过程中的流体室23a的低压气态制冷剂的量就越多。因此，在第四方面的实施方式的单螺杆式压缩机1中，即使在螺杆转子40的转速设定为较高值的情况下，也能够充分确保流向流体室23a的低压气态制冷剂的量，从而能够将单螺杆式压缩机1的工作效率保持得较高。

－实施方式的变形例－

如图9所示，在本实施方式的螺杆式压缩机1中，圆筒壁30的内周面35的开口侧缘部37的形状可以与螺杆转子40的周向密封面45的前缘46的形状(亦即与周向密封面45的前缘46不平行的形状)不同。在本变形例中，也是如图9(B)所示，在形成吸入过程中的流体室23a的螺旋槽41a全部被圆筒壁30覆盖的那一时刻，不断地进入螺旋槽41a的闸51a仅与螺旋槽41a的前方壁面42a和底壁面44a滑动接触，与螺旋槽41a的后方壁面43a不接触。因此，在本变形例中，也是圆筒壁30把吸入过程中的流体室23a和低压空间S1隔开以后，再由闸51a把吸入过程中的流体室23a和低压空间S1隔开。

此外，以下实施方式仅仅是本质上的优选示例而已，并无限制本发明、本发明的使用对象或本发明的用途等意图。

-产业实用性-

综上所述，本发明对单螺杆式压缩机很有用。

－符号说明－

1－单螺杆式压缩机；10－壳体；15－电动机；23－流体室；30－圆筒壁(隔离壁部)；35－内周面；36－吸入用开口；37－开口侧缘部；38－开口侧壁面；40－螺杆转子；41－螺旋槽；45－周向密封面；46－前缘；50－闸转子；51－闸；100－变频器；S1－低压空间。

Claims (4)

1.一种单螺杆式压缩机，包括螺杆转子(40)、闸转子(50)以及壳体(10)，在该螺杆转子(40)上形成有朝着该螺杆转子(40)的外周面敞开并形成流体室(23)的多个螺旋槽(41)，在该闸转子(50)上放射状地形成有与该螺杆转子(40)上的螺旋槽(41)啮合的多个闸(51)，该壳体(10)中装有该螺杆转子(40)和该闸转子(50)，其特征在于：

所述螺杆转子(40)旋转时，与该螺杆转子(40)上的螺旋槽(41)啮合的闸(51)从该螺旋槽(41)的始端朝着终端相对移动，由该螺旋槽(41)形成的流体室(23)内的流体被压缩；

在所述壳体(10)内部设置有低压空间(S1)和隔离壁部，被吸入该壳体(10)内的压缩前的低压流体流入该低压空间(S1)且该低压空间(S1)与朝着所述螺杆转子(40)的端面敞开的所述螺旋槽(41)的始端连通；该隔离壁部覆盖所述螺杆转子(40)的外周面以将由所述螺旋槽(41)形成的流体室(23)与所述低压空间(S1)隔开；

在所述隔离壁部形成有用以让所述螺杆转子(40)的外周面的一部分暴露在所述低压空间(S1)的吸入用开口(36)；

关于正处于低压流体从所述低压空间(S1)流入的吸入过程中的流体室(23a)，形成该流体室(23a)的螺旋槽(41a)从面对所述吸入用开口(36)并与所述低压空间(S1)连通的位置移动到该螺旋槽(41a)整体被所述隔离壁部覆盖的位置以后，已进入该螺旋槽(41a)的所述闸(51a)把该正处于低压流体从所述低压空间(S1)流入的吸入过程中的流体室(23a)和所述低压空间(S1)隔开。

2.根据权利要求1所述的单螺杆式压缩机，其特征在于：

所述螺杆转子(40)的外周面中被相邻的两个螺旋槽(41)所夹的那部分外周面，成为与所述隔离壁部的内周面(35)滑动接触而对相邻的两个螺旋槽(41)之间进行密封的周向密封面(45)；

所述周向密封面(45)的周向缘中位于所述螺杆转子(40)的旋转方向之前方的那部分周向缘成为该周向密封面(45)的前缘(46)；

在所述隔离壁部的内周面(35)，面对所述吸入用开口(36)的开口侧缘部(37)与所述周向密封面(45)的前缘(46)平行。

3.根据权利要求1或2所述的单螺杆式压缩机，其特征在于：

在所述隔离壁部，面对所述吸入用开口(36)的开口侧壁面(38)为朝向所述螺杆转子(40)的外周面一侧的斜面。

4.根据权利要求1所述的单螺杆式压缩机，其特征在于：

该单螺杆式压缩机包括：驱动所述螺杆转子(40)旋转的电动机(15)和用来改变供向所述电动机(15)的交流电的频率的变频器(100)；

该单螺杆式压缩机构成为：能够通过改变所述变频器(100)的输出频率调节所述螺杆转子(40)的转速。