JP2011074852A - Screw compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スクリュー圧縮機に関する。 The present invention relates to a screw compressor.
従来より、冷凍機に用いられる圧縮機として、外周面に螺旋状の溝部を有するスクリューロータと、スクリューロータに噛み合うように構成されたゲートロータとを備えるスクリュー圧縮機が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a screw compressor including a screw rotor having a spiral groove on an outer peripheral surface and a gate rotor configured to mesh with the screw rotor is known as a compressor used in a refrigerator.
例えば、特許文献1(特開2004−324601号公報)に開示されているスクリュー圧縮機は、圧縮機構と、圧縮機構を収容するケーシングとを備えている。また、圧縮機構は、複数の歯溝(溝部に相当)を有するスクリューロータと、スクリューロータを収容可能な円筒壁と、複数の歯を有するゲートロータとを含む。また、ケーシング内には、低圧の冷媒が導入されるとともに低圧の冷媒を圧縮機構へ案内する低圧空間と、圧縮機構から吐出された高圧の冷媒が流入する高圧空間とが区画形成されている。 For example, a screw compressor disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-324601) includes a compression mechanism and a casing that houses the compression mechanism. The compression mechanism includes a screw rotor having a plurality of tooth grooves (corresponding to groove portions), a cylindrical wall that can accommodate the screw rotor, and a gate rotor having a plurality of teeth. A low-pressure refrigerant is introduced into the casing, and a low-pressure space that guides the low-pressure refrigerant to the compression mechanism and a high-pressure space into which the high-pressure refrigerant discharged from the compression mechanism flows are partitioned.
このスクリュー圧縮機では、円筒壁の内周面、スクリューロータの歯溝およびゲートロータの歯によって囲まれた空間により、圧縮室が形成されている。また、スクリューロータの歯溝の一方の端部は低圧空間に開放されており、この開放された部分から冷媒が圧縮室に吸入される。 In this screw compressor, a compression chamber is formed by the space surrounded by the inner peripheral surface of the cylindrical wall, the tooth groove of the screw rotor, and the teeth of the gate rotor. One end of the tooth groove of the screw rotor is opened to the low pressure space, and the refrigerant is sucked into the compression chamber from the opened portion.
さらに、このスクリュー圧縮機では、ゲートロータの歯がスクリューロータの回転に伴ってスクリューロータの歯溝を移動することで、圧縮室の容積が拡大されたり縮小されたりする。そして、冷媒は、圧縮室の容積が拡大されているときに低圧空間から圧縮室に吸入され、圧縮室の容積が縮小されることで圧縮されて高圧空間に吐出される。このようにして、このスクリュー圧縮機では、冷媒を圧縮している。 Furthermore, in this screw compressor, the teeth of the gate rotor move along the tooth grooves of the screw rotor as the screw rotor rotates, so that the volume of the compression chamber is expanded or reduced. Then, the refrigerant is sucked into the compression chamber from the low pressure space when the volume of the compression chamber is enlarged, and is compressed and discharged to the high pressure space by reducing the volume of the compression chamber. In this way, the screw compressor compresses the refrigerant.
ところで、スクリュー圧縮機の圧縮性能を向上させるために、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することが望まれている。 By the way, in order to improve the compression performance of the screw compressor, it is desired to reduce the pressure loss when the refrigerant is sucked.
そこで、本発明の課題は、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することで、圧縮性能を向上させることができるスクリュー圧縮機を提供することにある。 Then, the subject of this invention is providing the screw compressor which can improve compression performance by reducing the pressure loss at the time of the suction | inhalation of a refrigerant | coolant.
第1発明に係るスクリュー圧縮機は、円筒状のスクリューロータと、ケーシングと、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部を有する。ケーシングは、スクリューロータを収納する。ゲートロータは、スクリューロータに噛合する。また、溝部は、吸入側溝部を有している。吸入側溝部は、溝部の端部を含み、冷媒の吸入側に位置している。また、吸入側溝部は、端部を含む第1吸入側溝部と、第1吸入側溝部よりも冷媒の吐出側に位置する第2吸入側溝部とから構成されている。さらに、吸入側溝部は、第1吸入側溝部と第2吸入側溝部との境界近傍において、第1吸入側溝部の断面積が、第2吸入側溝部の断面積よりも大きくなるように形成されている。また、第1吸入側溝部と第2吸入側溝部との境界は、圧縮室の吸入閉じ切り位置から端部までの領域内に位置している。 The screw compressor which concerns on 1st invention is provided with the cylindrical screw rotor, the casing, and the gate rotor. The screw rotor has a spiral groove on the outer peripheral surface. The casing houses the screw rotor. The gate rotor meshes with the screw rotor. Further, the groove portion has a suction side groove portion. The suction side groove includes the end of the groove and is located on the refrigerant suction side. In addition, the suction side groove portion includes a first suction side groove portion including an end portion, and a second suction side groove portion positioned on the refrigerant discharge side with respect to the first suction side groove portion. Further, the suction-side groove is formed so that the cross-sectional area of the first suction-side groove is larger than the cross-sectional area of the second suction-side groove near the boundary between the first suction-side groove and the second suction-side groove. ing. In addition, the boundary between the first suction side groove and the second suction side groove is located in the region from the suction closed position to the end of the compression chamber.
第1発明に係るスクリュー圧縮機では、吸入側溝部は、第1吸入側溝部の境界近傍の断面積が、第2吸入側溝部の境界近傍の断面積よりも大きくなるように形成されている。このため、例えば、第1吸入側溝部の断面積が第2吸入側溝部の断面積よりも小さくなるように溝部が形成されている場合と比較して、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができる。 In the screw compressor according to the first aspect of the invention, the suction side groove is formed such that the cross-sectional area near the boundary of the first suction side groove is larger than the cross-sectional area near the boundary of the second suction side groove. For this reason, for example, compared with the case where the groove is formed so that the cross-sectional area of the first suction-side groove is smaller than the cross-sectional area of the second suction-side groove, the pressure loss during the suction of the refrigerant is reduced. be able to.
これによって、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することで、圧縮性能を向上させることができる。 Thereby, the compression performance can be improved by reducing the pressure loss during the suction of the refrigerant.
第2発明に係るスクリュー圧縮機は、第1発明のスクリュー圧縮機であって、第1吸入側溝部の溝幅は、第2吸入側溝部の溝幅よりも大きい。このため、例えば、第1吸入側溝部の溝幅が第2吸入側溝部の溝幅よりも小さい場合と比較して、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができる。 A screw compressor according to a second invention is the screw compressor of the first invention, wherein the groove width of the first suction side groove is larger than the groove width of the second suction side groove. For this reason, for example, compared with the case where the groove width of the 1st suction side groove part is smaller than the groove width of the 2nd suction side groove part, the pressure loss at the time of the suction | inhalation of a refrigerant | coolant can be reduced.
第3発明に係るスクリュー圧縮機は、第1発明または第2発明のスクリュー圧縮機であって、第1吸入側溝部の溝深さは、第2吸入側溝部の溝深さよりも大きい。このため、例えば、第1吸入側溝部の溝深さが第2吸入側溝部の溝深さよりも小さい場合と比較して、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができる。 A screw compressor according to a third invention is the screw compressor of the first invention or the second invention, wherein the groove depth of the first suction side groove portion is larger than the groove depth of the second suction side groove portion. For this reason, for example, compared with the case where the groove depth of the 1st suction side groove part is smaller than the groove depth of the 2nd suction side groove part, the pressure loss at the time of the suction | inhalation of a refrigerant | coolant can be reduced.
なお、ここでいう、第1吸入側溝部の溝深さおよび第2吸入側溝部の溝深さは、それぞれの溝深さに基づいて算出されるそれぞれの平均の溝深さのことである。 Here, the groove depth of the first suction side groove portion and the groove depth of the second suction side groove portion are the average groove depths calculated based on the respective groove depths.
第4発明に係るスクリュー圧縮機は、第1発明から第3発明のいずれかのスクリュー圧縮機であって、第1吸入側溝部の吸入側の溝深さは、第1吸入側溝部の吐出側の溝深さよりも大きい。このため、例えば、第1吸入側溝部における吸入側の溝深さが第1吸入側溝部における吐出側の溝深さよりも小さい場合と比較して、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができる。 A screw compressor according to a fourth invention is the screw compressor according to any one of the first to third inventions, wherein the suction side groove depth of the first suction side groove portion is the discharge side of the first suction side groove portion. Greater than the groove depth. For this reason, for example, the pressure loss during the suction of the refrigerant can be reduced as compared with the case where the suction side groove depth in the first suction side groove portion is smaller than the discharge side groove depth in the first suction side groove portion. it can.
第5発明に係るスクリュー圧縮機は、第1発明から第4発明のいずれかのスクリュー圧縮機であって、第1吸入側溝部の断面積は、吸入側から吐出側に向かうにつれて小さくなる。このため、このスクリュー圧縮機では、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができる。 A screw compressor according to a fifth aspect is the screw compressor according to any one of the first to fourth aspects, wherein the cross-sectional area of the first suction side groove portion decreases from the suction side toward the discharge side. For this reason, in this screw compressor, the pressure loss at the time of suction | inhalation of a refrigerant | coolant can be reduced.
第6発明に係るスクリュー圧縮機は、第1発明から第3発明のいずれかのスクリュー圧縮機であって、第1吸入側溝部の断面積は、一定である。このため、例えば、第1吸入側溝部の吸入側と吐出側において断面積が変化する場合と比較して、溝部を容易に形成することができる。 A screw compressor according to a sixth aspect of the present invention is the screw compressor according to any one of the first to third aspects, wherein the cross-sectional area of the first suction side groove is constant. For this reason, for example, the groove portion can be easily formed as compared with the case where the cross-sectional area changes between the suction side and the discharge side of the first suction side groove portion.
第7発明に係るスクリュー圧縮機は、第1発明から第6発明のいずれかのスクリュー圧縮機であって、スクリューロータは、インバータにより制御されるモータによって駆動される。このため、このスクリュー圧縮機では、スクリューロータの回転速度を調整することができる。 A screw compressor according to a seventh aspect is the screw compressor according to any one of the first to sixth aspects, wherein the screw rotor is driven by a motor controlled by an inverter. For this reason, in this screw compressor, the rotational speed of the screw rotor can be adjusted.
第8発明に係るスクリュー圧縮機は、第1発明から第7発明のいずれかのスクリュー圧縮機であって、第1吸入側溝部と第2吸入側溝部との境界は、圧縮室の吸入閉じ切り位置にある。このため、溝部において、第1吸入側溝部と第2吸入側溝部との境界から圧縮室を形成することができる。 A screw compressor according to an eighth aspect of the present invention is the screw compressor according to any one of the first to seventh aspects, wherein the boundary between the first suction side groove and the second suction side groove is the suction closing of the compression chamber. In position. For this reason, in the groove part, a compression chamber can be formed from the boundary between the first suction side groove part and the second suction side groove part.
第1発明に係るスクリュー圧縮機では、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することで、圧縮性能を向上させることができる。 In the screw compressor according to the first aspect of the present invention, the compression performance can be improved by reducing the pressure loss during the suction of the refrigerant.
第2発明に係るスクリュー圧縮機では、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができる。 In the screw compressor according to the second aspect of the present invention, it is possible to reduce the pressure loss when the refrigerant is sucked.
第3発明に係るスクリュー圧縮機では、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができる。 In the screw compressor according to the third aspect of the invention, it is possible to reduce the pressure loss during the suction of the refrigerant.
第4発明に係るスクリュー圧縮機では、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができる。 In the screw compressor according to the fourth aspect of the invention, it is possible to reduce the pressure loss during the suction of the refrigerant.
第5発明に係るスクリュー圧縮機では、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができる。 In the screw compressor according to the fifth aspect of the present invention, it is possible to reduce the pressure loss when the refrigerant is sucked.
第6発明に係るスクリュー圧縮機では、溝部を容易に形成することができる。 In the screw compressor according to the sixth aspect of the invention, the groove can be easily formed.
第7発明に係るスクリュー圧縮機では、スクリューロータの回転速度を調整することができる。 In the screw compressor according to the seventh aspect of the invention, the rotational speed of the screw rotor can be adjusted.
第8発明に係るスクリュー圧縮機では、溝部において第1吸入側溝部と第2吸入側溝部との境界から圧縮室を形成することができる。 In the screw compressor according to the eighth aspect of the invention, the compression chamber can be formed at the groove portion from the boundary between the first suction side groove portion and the second suction side groove portion.
図1は、本発明のスクリュー圧縮機の一実施形態に係るシングルスクリュー圧縮機の断面図である。シングルスクリュー圧縮機は、冷凍機等に用いられる冷凍圧縮用の圧縮機であって、冷凍サイクルを行う冷媒回路に設けられて冷媒を圧縮する機能を有している。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a single screw compressor according to an embodiment of the screw compressor of the present invention. The single screw compressor is a compressor for refrigeration compression used in a refrigerator or the like, and is provided in a refrigerant circuit that performs a refrigeration cycle and has a function of compressing a refrigerant.
<シングルスクリュー圧縮機の構成>
シングルスクリュー圧縮機1は、圧縮機ケーシング25と、圧縮機ケーシング25内に収容されている圧縮機構20とを備えている。
<Configuration of single screw compressor>
The
圧縮機ケーシング25は、図1に示すように、主に、略円筒形状の本体ケーシング部26と、本体ケーシング部26の両端に固定されるカバー部27a,27bとから構成されている。また、圧縮機ケーシング25には、低圧のガス冷媒を圧縮機ケーシング25の内側に吸入する圧縮機吸入口21と、圧縮機構20において圧縮された高圧のガス冷媒を吐出する圧縮機吐出口22とが設けられている。また、圧縮機ケーシング25内は、圧縮機吸入口21から圧縮機構20へ低圧のガス冷媒を案内する低圧空間S1と、圧縮機構20において圧縮された高圧のガス冷媒が流入する高圧空間S2とに区画されている。
As shown in FIG. 1, the
次に、本発明の実施形態に係るシングルスクリュー圧縮機1の備える圧縮機構20を説明する前に、本発明が為される前の従来の圧縮機構120について説明する。
Next, before explaining the
<従来の圧縮機構の構成>
図2は、従来の圧縮機構120の備えるスクリューロータ140の外観斜視図である。図3は、従来の圧縮機構120において、ケーシングが省略された状態の圧縮機構120の概略側面図である。
<Configuration of conventional compression mechanism>
FIG. 2 is an external perspective view of the
従来の圧縮機構120は、主に、ケーシングと、スクリューロータ140と、ゲートロータ150とを備えている。
The
ケーシングは、略円筒形状の部材であって、スクリューロータ140および回転軸119を回転可能に収納する。
The casing is a substantially cylindrical member and accommodates the
スクリューロータ140は、ケーシングの内側に配置されている。また、スクリューロータ140は、回転軸119を有しており、駆動モータの駆動によって回転軸119を中心に回転する。さらに、スクリューロータ140の外周面には、図2に示すように、複数の螺旋状の溝部141が設けられている。また、溝部141は、溝部141において吸入側に近い側の端部(以下、吸入側端部141aという)を含む第1溝部142と、溝部141において吐出側に近い側の端部(以下、吐出側端部141bという)を含む第2溝部143とから構成されている。さらに、スクリューロータの溝部141の幅は、ゲートロータ150の歯部151の幅と略同一に形成されている。
The
また、スクリューロータ140の溝部141の溝深さは、外周面に沿って変化している。具体的には、溝部141の溝深さは、ゲートロータ150の歯部151の先端面が常に接するように、第1溝部142の吸入側端部141a付近および第2溝部143の吐出側端部141b付近が最も小さく、両端部から中央に向かうに従って大きくなり、中央部が最も大きくなっている。また、溝部141の中央部における溝深さは、ゲートロータ150の歯部151の歯高さと略同一に形成されている。このため、スクリューロータ140の断面積は、第1溝部142の吸入側端部141aから溝部141の中央部に向かって大きくなる。したがって、第1溝部142の吸入側端部141a近傍の断面積は、第1溝部142の吸入側端部141a近傍より吐出側に近い部分の断面積よりも小さくなっている。
Further, the groove depth of the
さらに、第1溝部142には、吸入側端部141aが切り欠かれることによって形成された吸入カット部142aが設けられている。この吸入カット部142aは、圧縮機ケーシング内の低圧空間に開放されており、低圧のガス冷媒を吸入するための吸入口となっている。
Further, the
ゲートロータ150は、円盤状形状を呈しており、合成樹脂によって構成されている。また、ゲートロータ150の外周面には、図3に示すように、複数(本実施形態では、11本)の歯部151が放射状に設けられている。さらに、ゲートロータ150は、スクリューロータ140の回転軸119と直交するようにスクリューロータ140を挟んで2つ配置されている。具体的には、ゲートロータ150は、スクリューロータ140の回転軸119に対して左右対称に配置されている。また、ゲートロータ150は、歯部151がケーシングの一部を貫通してスクリューロータ140の溝部141に噛み合うように配置されている。さらに、ゲートロータ150には、その中心に回転軸である従動軸(図示せず)が連結されており、ゲートロータ150は、駆動モータの駆動によって従動軸を中心に回転する。このため、スクリューロータ140が回転すれば、ゲートロータ150の複数の歯部151が順次複数の溝部141に噛み合うことが可能である。
The
このような構成によって、圧縮機構120では、ケーシングの内周面と、スクリューロータ140の溝部141と、ゲートロータ150の歯部151とによって囲まれた空間が、圧縮室になる。また、スクリューロータ140が回転軸を中心として図3に示す矢印R1方向に回転し、スクリューロータ140の回転に伴ってゲートロータ150が図3に示す矢印R2方向に回転すると、ゲートロータ150の歯部151がスクリューロータ140の溝部141を移動することにより、圧縮室内のガス冷媒が圧縮される。
With such a configuration, in the
このようにして、スクリューロータ140およびゲートロータ150が回転することで、吸入口から圧縮室に低圧空間のガス冷媒が吸入され、吸入された低圧のガス冷媒が圧縮室において圧縮され、圧縮された高圧のガス冷媒が高圧空間に吐出される。
Thus, by rotating the
次に、本発明の実施形態に係るシングルスクリュー圧縮機1の備える圧縮機能20について説明する。
Next, the
<本実施形態の圧縮機構の構成>
図4は、本発明の実施形態に係るシングルスクリュー圧縮機1の備える圧縮機構20の有するスクリューロータ40の外観斜視図である。図5は、スクリューロータ40の簡略展開図である。図6(a)は、従来のスクリューロータ140とゲートロータ150とが噛み合っている状態を示す概略図である。図6(b)は、本発明の実施形態に係るシングルスクリュー圧縮機1の備える圧縮機構20の有するスクリューロータ40とゲートロータ50とが噛み合っている状態を示す概略図である。
<Configuration of compression mechanism of this embodiment>
FIG. 4 is an external perspective view of the
圧縮機構20は、主に、ケーシング30と、スクリューロータ40と、ゲートロータ50とを有している。なお、この圧縮機構20において、スクリューロータ40以外の構成については、上述の従来の圧縮機構120と同様の構成であるため説明を省略する。
The
スクリューロータ40は、略円筒形状を呈しており、ケーシング30内に収納されている。また、スクリューロータ40の外周面には、図4に示すように、複数(本実施形態では、6本)の螺旋状の溝部41が設けられている。さらに、スクリューロータ40には、その一端部が切り欠かれることによって形成された吸入カット部42aが設けられており、溝部41の一端(吸入側端部41a)は吸入カット部42aを含む。なお、吸入カット部42aは、圧縮機ケーシング25内の低圧空間S1に開放されており、圧縮機構20における低圧のガス冷媒を吸入するための吸入口となっている。
The
また、スクリューロータ40の溝部41は、図4および図5に示すように、冷媒の吸入側に位置しており吸入カット部42aが形成されている吸入側端部41aを含む第1溝部42と、第1溝部42よりも冷媒の吐出側に位置しており吐出側端部41bを含む第2溝部43とを備えている。また、第1溝部42は、吸入側端部41aを含む第1吸入側溝部44と、第1吸入側溝部44よりも冷媒の吐出側に位置する第2吸入側溝部45とを有する。さらに、第1吸入側溝部44と第2吸入側溝部45とは連続して配置されており、第1吸入側溝部44と第2吸入側溝部45との境界が、圧縮室S3の吸入閉じ切り位置P1にある。このため、圧縮室S3は、第1溝部42の第2吸入側溝部45および第2溝部43において形成される。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
なお、吸入閉じ切り位置とは、冷媒の吸入工程が完了して圧縮工程が開始される位置であって、具体的には、ゲートロータ50の歯部51の歯底と歯側面とが溝部41の内面に接触しはじめる位置である。また、ゲートロータ50の歯部51の歯底と歯側面とは、詳しくは、冷媒を介して溝部41の内面と接触する。
The suction closed position is a position at which the refrigerant suction process is completed and the compression process is started. Specifically, the tooth bottom 51 and the tooth side surface of the
さらに、本実施形態では、第1吸入側溝部44と第2吸入側溝部45との境界が、圧縮室S3の吸入閉じ切り位置P1にあるが、これに限定されず、第1吸入側溝部と第2吸入側溝部との境界が、圧縮室の吸入閉じ切り位置から吸入側端部までの領域内に位置していればよい。また、前記境界の位置は、前記領域内において、圧縮室の吸入閉じ切り位置近傍が好ましい。
Furthermore, in the present embodiment, the boundary between the first
また、溝部41は、第1吸入側溝部44と第2吸入側溝部45との境界を基準位置とすると、第1吸入側溝部44における境界近傍の断面積が第2吸入側溝部45における境界近傍の断面積よりも大きくなるように構成されている。このため、第1溝部42は、図5に示すように、第1吸入側溝部44と第2吸入側溝部45との境界位置である圧縮室S3の吸入閉じ切り位置P1に対して、第1吸入側溝部44についての境界近傍の位置P1aにおける第1吸入側溝部44の断面積が、第2吸入側溝部45についての境界近傍の位置P1bにおける第2吸入側溝部45の断面積よりも大きくなっている。
Further, the
具体的には、第1吸入側溝部44の溝深さW1は、第2吸入側溝部45の溝深さよりも大きくなるように形成されている(図4および図6(b)参照)。より具体的には、第1吸入側溝部44の溝深さW1に基づいて算出される第1吸入側溝部44の溝深さの平均値は、第2吸入側溝部45の溝深さに基づいて算出される第2吸入側溝部45の溝深さの平均値よりも大きくなるように形成されている。また、第1吸入側溝部44の溝深さは、吸入側から吐出側に向かうにつれて小さくなる。言い換えると、第1吸入側溝部44を構成する溝底面は、滑らかに傾斜している。このため、第1吸入側溝部44における所定部分の断面積が、第1吸入側溝部44において前記所定部分よりも吐出側に位置する部分の断面積よりも大きくなっている。さらに、第1吸入側溝部44は、従来のスクリューロータ140の溝部141において第1吸入側溝部に相当する部分の溝深さW2と比較した場合、図6に示すように、その溝深さW1が大きくなっている。なお、本実施形態では、第2吸入側溝部45は、従来のスクリューロータ140の溝部141において第2吸入側溝部に相当する部分の溝深さと同様の溝深さに形成されている。また、第1溝部42の溝幅は、従来のスクリューロータ140と同様に、ゲートロータ50の歯部51の幅と略同一に形成されている。このため、第1吸入側溝部44の断面積は、従来の従来のスクリューロータ140において第1吸入側溝部に相当する部分の断面積よりも大きく、第2吸入側溝部45の断面積は、従来の従来のスクリューロータ140において第2吸入側溝部に相当する部分の断面積と略同一である。
Specifically, the groove depth W1 of the first suction
また、本実施形態において、第1吸入側溝部44を構成する溝底面は、第1吸入側溝部44の溝深さW1が吸入側から吐出側に向かうにつれて小さくなるように滑らかな傾斜を有している。しかし、第1吸入側溝部44を構成する溝底面の形状はこれに限定されず、第1吸入側溝部において、吸入側の溝深さが吐出側の溝深さよりも大きくなるように第1吸入側溝部が形成されていればよい。例えば、第1吸入側溝部の溝深さが第2吸入側溝部の溝深さよりも大きくなるように、第1吸入側溝部を構成する溝底面が階段状に形成されていてもよい。
In the present embodiment, the bottom surface of the groove constituting the first
また、第2溝部43の構成は、従来のスクリューロータ140の溝部141において第2溝部143に相当する部分と同様の構成である。具体的には、第2溝部43の溝幅は、ゲートロータ50の歯部51の幅と略同一に形成されている。すなわち、第1溝部42の溝幅と第2溝部43の溝幅とは、略同一の大きさを有する。また、第2溝部43の溝深さは、ゲートロータ50の歯部51の先端面が常に接するように、第2溝部43の吐出側の端部で最も小さく、溝部41における中央部分、すなわち、第2溝部43の途中で最も大きくなっている。また、第2溝部43において溝深さが最も大きい部分の溝深さは、ゲートロータ50の歯部51の歯高さと略同一に形成されている。さらに、第2溝部43は、第2溝部43において溝深さが最も大きい部分の断面積が第1吸入側溝部44の断面積よりも大きくなるように構成されている。
The configuration of the
なお、本実施形態では、駆動モータ65は、インバータにより回転数が制御される。このため、本実施形態のシングルスクリュー圧縮機1は、インバータ制御によって、運転容量を可変することが可能である。
In the present embodiment, the rotational speed of the
<シングルスクリュー圧縮機の動作説明>
ケーシング30外部の駆動モータ65によって回転軸19が回転駆動されることで、スクリューロータ40が図4に示す矢印R1方向に回転する。また、このとき、駆動モータによって従動軸が回転駆動されることで、スクリューロータ40の螺旋状の溝部41に噛み合うゲートロータ50の歯部51もまた回転する。このとき、ケーシング30の内面と、スクリューロータ40の溝部41と、ゲートロータ50の歯部51とで仕切られて形成された圧縮室S3の容積が減少する。
<Operation description of single screw compressor>
When the
この圧縮室S3の容積の減少を利用することによって、低圧空間S1から導入される圧縮前の冷媒は溝部41と歯部51とが噛み合う直前に圧縮室S3に導かれ、圧縮室S3に導かれた冷媒は溝部41と歯部51とが噛み合っている間に圧縮室S3の容積が減少することで圧縮され、圧縮された冷媒は溝部41と歯部51との噛み合いが外れた直後に高圧空間S2に吐出される。
By utilizing the decrease in the volume of the compression chamber S3, the refrigerant before compression introduced from the low pressure space S1 is guided to the compression chamber S3 immediately before the
このようにして、シングルスクリュー圧縮機1において、ガス冷媒が圧縮される。
In this way, the gas refrigerant is compressed in the
<特徴>
(1)
上記実施形態では、第1吸入側溝部44の断面積が第2吸入側溝部45の断面積よりも大きくなるように溝部41が構成されている。すなわち、第1吸入側溝部44と第2吸入側溝部45との境界近傍において、位置P1aにおける第1吸入側溝部44の断面積が、位置P1bにおける第2吸入側溝部45の断面積よりも大きくなるように第1溝部42が構成されている。このため、例えば、第1吸入側溝部の断面積が第2吸入側溝部の断面積よりも小さい従来のスクリューロータ140が採用されている場合と比較して、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができる。
<Features>
(1)
In the above embodiment, the
これによって、圧縮性能を向上させることができている。 Thereby, the compression performance can be improved.
また、第1吸入側溝部44の断面積が第2吸入側溝部45の断面積よりも大きくなるように溝部41を形成すればよいため、従来の加工機(例えば、5軸加工機)を利用して加工することができる。
Further, since the
(2)
上記実施形態では、第1吸入側溝部44の溝深さW1が、第2吸入側溝部45の溝深さよりも大きくなるように形成されている。このため、第1吸入側溝部44の断面積を第2吸入側溝部45の断面積よりも大きくすることができる。
(2)
In the above embodiment, the groove depth W1 of the first
これによって、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができている。 Thereby, the pressure loss at the time of suction | inhalation of a refrigerant | coolant can be reduced.
(3)
上記実施形態では、第1吸入側溝部44の溝深さは、吸入側から吐出側に向かうにつれて小さくなっている。このため、例えば、第1吸入側溝部の吸入側の溝深さが第1吸入側溝部の吐出側の溝深さよりも小さい場合と比較して、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができる。
(3)
In the above-described embodiment, the groove depth of the first suction
(4)
上記実施形態では、駆動モータ65は、インバータにより回転数が制御される。このため、インバータ制御によって、スクリューロータ40の回転速度を調整することができる。
(4)
In the above embodiment, the rotational speed of the
また、従来のスクリューロータ140と比較して第1吸入側溝部44の断面積が大きいため、例えば、インバータ制御によって、スクリューロータ40の回転速度を速くした場合でも、速度の上昇に伴う冷媒の吸入時の圧力損失を低減することができる。
Further, since the cross-sectional area of the first
(5)
上記実施形態では、第1吸入側溝部44と第2吸入側溝部45との境界が圧縮室S3の吸入閉じ切り位置P1となっている。このため、第1溝部42の第2吸入側溝部45および第2溝部43において圧縮室S3を形成することができる。
(5)
In the above embodiment, the boundary between the first
<変形例>
(A)
上記実施形態では、第1吸入側溝部44の溝深さW1が第2吸入側溝部45の溝深さよりも大きくなるように形成されることによって、第1吸入側溝部44の断面積が第2吸入側溝部45の断面積よりも大きくなるように構成されている。
<Modification>
(A)
In the above embodiment, the first suction
これに代えて、第1吸入側溝部の溝幅が第2吸入側溝部の溝幅よりも大きくなるように形成されることによって、第1吸入側溝部の断面積が第2吸入側溝部の断面積よりも大きくなるように構成されていてもよい。 Instead, the first suction side groove is formed so that the groove width of the first suction side groove is larger than the groove width of the second suction side groove. You may be comprised so that it may become larger than an area.
また、スクリューロータの溝部において、第1吸入側溝部の溝幅および溝深さが第2吸入側溝部の溝幅および溝深さよりも大きくなるように構成されていてもよい。このようなスクリューロータが圧縮機構に採用されている場合には、従来のスクリューロータが採用されている圧縮機構と比較して、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができる。 Further, in the groove portion of the screw rotor, the groove width and the groove depth of the first suction side groove portion may be configured to be larger than the groove width and the groove depth of the second suction side groove portion. When such a screw rotor is employed in the compression mechanism, pressure loss during refrigerant suction can be reduced as compared with a compression mechanism employing a conventional screw rotor.
これによって、圧縮性能を向上させることができる。 Thereby, compression performance can be improved.
また、図7および図8に示すように、第1吸入側溝部244の吸入カット部242aの幅、すなわち、第1吸入側溝部244の吸入部溝幅W3が、従来のスクリューロータ140の吸入カット部142aの吸入部溝幅W4よりも大きくなるように形成されていてもよい。以下に、第1吸入側溝部244の吸入部溝幅W3が、従来のスクリューロータ140の吸入カット部142aの吸入部溝幅W4よりも大きくなるように形成されているスクリューロータ240について説明する。
As shown in FIGS. 7 and 8, the width of the suction cut
スクリューロータ240の溝部241は、冷媒の吸入側に位置しており吸入カット部242aを含む第1溝部242と、第1溝部242よりも冷媒の吐出側に位置する第2溝部243とを備えている。
The
第1溝部242は、第1吸入側溝部244と、第1吸入側溝部244よりも冷媒の吐出側に位置する第2吸入側溝部245とを有する。また、第1溝部242は、第1吸入側溝部244の所定位置における断面積が第2吸入側溝部245の所定位置における断面積よりも大きくなるように構成されている。具体的には、第1吸入側溝部244の吸入部溝幅W3が、従来のスクリューロータ140の吸入カット部142aの吸入部溝幅W4よりも大きくなるように形成されている(図7および図8参照)。また、第1吸入側溝部244において吸入部溝幅W3方向に平行な方向の第1吸入側溝部244の幅は、吸入側から吐出側に向かうにつれて小さくなり、第1吸入側溝部244と第2吸入側溝部245との境界近傍において、従来のスクリューロータ140の第1吸入側溝部に相当する部分(図8(a)において符号144で示す部分)と第2吸入側溝部(図8(a)において符号145で示す部分)に相当する部分との境界近傍の幅と等しくなる。このため、第1吸入側溝部244は、従来のスクリューロータ140の溝部141の第1溝部142において第1吸入側溝部に相当する部分と比較した場合、図8に示すように、その幅が大きくなっている。なお、本変形例では、第1溝部242の溝深さは、従来のスクリューロータ140と同様に、ゲートロータの歯部の先端面が常に接するように形成されている。また、第2吸入側溝部245の溝幅は、従来のスクリューロータ140と同様に、ゲートロータの歯部の幅と略同一に形成されている。したがって、第1吸入側溝部244の断面積は、従来のスクリューロータ140の溝部141の第1溝部142において第1吸入側溝部に相当する部分の断面積よりも大きく、第2吸入側溝部245の断面積は、従来の従来のスクリューロータ140において第2吸入側溝部に相当する部分の断面積と略同一である。
The
また、第2溝部243の構成は、従来のスクリューロータ140の第2溝部143と同様の構成である。具体的には、第2溝部243の溝幅は、ゲートロータの歯部の幅と略同一に形成されている。また、第2溝部243の溝深さは、ゲートロータの歯部の先端面が常に接するように、第2溝部243の吐出側の端部で最も小さく、溝部241における中央部分、すなわち、第2溝部243の途中で最も大きくなっている。また、第2溝部243において溝深さが最も大きい部分の溝深さは、ゲートロータの歯部の歯高さと略同一に形成されている。
The configuration of the
このような構成によって、このスクリューロータ240では、第1吸入側溝部244の断面積が第2吸入側溝部245の断面積よりも大きくなるように溝部241が構成されている。このため、従来のスクリューロータ140と比較して、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができる。
With this configuration, in the
これによって、圧縮性能を向上させることができる。 Thereby, compression performance can be improved.
また、スクリューロータ340の溝部341において、図9に示すように、第1吸入側溝部344の溝深さが第2吸入側溝部345の溝深さよりも大きくなるように構成されており、かつ、第1吸入側溝部344の吸入部溝幅が従来のスクリューロータの吸入部溝幅よりも大きくなるように構成されていてもよい。このようなスクリューロータ340が圧縮機構に採用されている場合には、従来のスクリューロータ140が採用されている圧縮機構と比較して、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができる。
Further, in the
これによって、圧縮性能を向上させることができる。 Thereby, compression performance can be improved.
なお、図9において、符号341は溝部を示し、符号342は第1溝部を示し、符号343は第2溝部を示している。
In FIG. 9,
(B)
上記実施形態では、スクリューロータ40には吸入カット部42aが形成されており、第1吸入側溝部44は、吸入カット部42aを含む。
(B)
In the above embodiment, the
これに代えて、吸入カット部が形成されていなくてもよい。 Instead of this, the suction cut portion may not be formed.
例えば、図10に示すように、吸入カット部が形成されていないスクリューロータ440において、第1吸入側溝部444の溝幅および溝深さが第2吸入側溝部445の溝幅および溝深さよりも大きくなるように溝部441を形成することによって、第1吸入側溝部444の断面積を第2吸入側溝部445の断面積よりも大きくすることができる。このため、例えば、第2吸入側溝部445の溝幅および溝深さが従来のスクリューロータ140の第1溝部144において第2吸入側溝部に相当する部分と同様の構成である場合には、従来のスクリューロータ140と比較して、第1吸入側溝部444の断面積を大きくすることができる。したがって、吸入カット部が形成されていないスクリューロータ440においても、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができる。
For example, as shown in FIG. 10, in the
これによって、圧縮性能を向上させることができる。 Thereby, compression performance can be improved.
なお、図10において、符号442は第1溝部を示し、符号443は第2溝部を示している。
In addition, in FIG. 10, the code |
(C)
上記実施形態では、第1吸入側溝部44の溝深さは、吸入側から吐出側に向かうにつれて小さくなる。このため、第1吸入側溝部44において、吸入側の断面積の方が吐出側の断面積よりも大きくなっている。
(C)
In the above embodiment, the groove depth of the first suction
これに代えて、第1吸入側溝部の断面積が第2吸入側溝部の断面積よりも大きければ、第1吸入側溝部の断面積が一定であってもよい。例えば、第1吸入側溝部の溝深さが所定の溝深さを維持するように構成されており第1吸入側溝部の溝幅が所定の溝幅を維持するように構成されている場合には、第1吸入側溝部の断面積を一定にすることができる。このように第1吸入側溝部の断面積が一定である場合には、例えば、第1吸入側溝部の溝底面が階段状に変化するように形成されている場合と比較して、溝部を容易に形成することができる。 Alternatively, as long as the cross-sectional area of the first suction side groove is larger than the cross-sectional area of the second suction side groove, the cross-sectional area of the first suction side groove may be constant. For example, when the groove depth of the first suction side groove portion is configured to maintain a predetermined groove depth, and the groove width of the first suction side groove portion is configured to maintain a predetermined groove width. The cross-sectional area of the first suction side groove can be made constant. Thus, when the cross-sectional area of the first suction side groove is constant, for example, the groove is easier than the case where the bottom surface of the first suction side groove is formed to change stepwise. Can be formed.
(D)
上記実施形態では、第1吸入側溝部44の断面積が第2吸入側溝部45の断面積よりも大きくなるように溝部41が形成されているスクリューロータ40が、インバータによって回転数が制御されるスクリュー圧縮機に適用されているが、インバータにより回転数が制御されない非インバータのスクリュー圧縮機に対しても適用可能である。
(D)
In the above embodiment, the rotational speed of the
本発明は、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することで、圧縮性能を向上させることができるため、スクリュー圧縮機への適用が有効である。 Since the present invention can improve the compression performance by reducing the pressure loss at the time of sucking the refrigerant, the application to the screw compressor is effective.
1 シングルスクリュー圧縮機(スクリュー圧縮機)
30 ケーシング
40 スクリューロータ
41 溝部
41a 吸入側端部(端部)
42 第1溝部(吸入側溝部)
44 第1吸入側溝部
45 第2吸入側溝部
50 ゲートロータ
1 Single screw compressor (screw compressor)
30
42 1st groove part (suction side groove part)
44 First
Claims (8)
前記スクリューロータを収容するケーシング(30)と、
前記スクリューロータに噛合するゲートロータ(50)と、を備え、
前記溝部は、前記溝部の端部(42a)を含み冷媒の吸入側に位置する吸入側溝部(42)を有し、
前記吸入側溝部は、
前記端部を含む第1吸入側溝部(44)と、前記第1吸入側溝部よりも冷媒の吐出側に位置する第2吸入側溝部(45)とから構成されており、
前記第1吸入側溝部と前記第2吸入側溝部との境界近傍において、前記第1吸入側溝部の断面積が前記第2吸入側溝部の断面積よりも大きくなるように形成されており、
前記境界は、圧縮室(S3)の吸入閉じ切り位置から前記吸入側溝部の端部までの領域内に位置している、
スクリュー圧縮機(1)。 A cylindrical screw rotor (40) having a spiral groove (41) on the outer peripheral surface;
A casing (30) for housing the screw rotor;
A gate rotor (50) meshing with the screw rotor,
The groove portion includes an inlet side groove portion (42) that is located on the refrigerant suction side including the end portion (42a) of the groove portion,
The suction side groove is
A first suction side groove portion (44) including the end portion, and a second suction side groove portion (45) located closer to the refrigerant discharge side than the first suction side groove portion,
In the vicinity of the boundary between the first suction side groove and the second suction side groove, the cross section of the first suction side groove is larger than the cross section of the second suction side groove,
The boundary is located in a region from the suction closing position of the compression chamber (S3) to the end of the suction side groove,
Screw compressor (1).
請求項1に記載のスクリュー圧縮機。 The groove width of the first suction side groove is larger than the groove width of the second suction side groove.
The screw compressor according to claim 1.
請求項1または2に記載のスクリュー圧縮機。 The groove depth of the first suction side groove is greater than the groove depth of the second suction side groove.
The screw compressor according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれかに記載のスクリュー圧縮機。 A groove depth on the suction side of the first suction side groove portion is larger than a groove depth on the discharge side of the first suction side groove portion;
The screw compressor according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から4のいずれかに記載のスクリュー圧縮機。 The cross-sectional area of the first suction side groove is reduced from the suction side toward the discharge side.
The screw compressor according to any one of claims 1 to 4.
請求項1から3のいずれかに記載のスクリュー圧縮機。 A cross-sectional area of the first suction side groove is constant;
The screw compressor according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から6のいずれかに記載のスクリュー圧縮機。 The screw rotor is driven by a motor controlled by an inverter.
The screw compressor according to any one of claims 1 to 6.
請求項1から7のいずれかに記載のスクリュー圧縮機。 The boundary is at the suction closed position (P1).
The screw compressor according to any one of claims 1 to 7.
Priority Applications (2)
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CN102338091A (en) * | 2011-10-17 | 2012-02-01 | 西安交通大学 | Enveloping tooth profile surface for meshing pair of single-screw compressor |
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- 2009-09-30 JP JP2009228096A patent/JP2011074852A/en active Pending
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2010
- 2010-09-28 WO PCT/JP2010/066773 patent/WO2011040389A1/en active Application Filing
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