JP2019007399A

JP2019007399A - Single screw compressor

Info

Publication number: JP2019007399A
Application number: JP2017122940A
Authority: JP
Inventors: 森　一起; Kazuoki Mori; 一起森; 治則宮村; Harunori Miyamura
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2017-06-23
Filing date: 2017-06-23
Publication date: 2019-01-17

Abstract

To provide a single screw compressor that can improve compression efficiency.SOLUTION: A single screw compressor is provided with a casing 10, one screw rotor 40 in which a spiral groove 41 is formed, a gate rotor for forming a compression chamber 23 in the spiral groove 41 by meshing with the screw rotor, and a discharge passage 60 through which fluid compressed in the compression chamber flows. The discharge passage includes expanded flow passages 61 and 62 whose flow passage cross sectional area is gradually expanded as going toward the downstream side.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、シングルスクリュー圧縮機に関する。 The present invention relates to a single screw compressor.

従来より、流体を圧縮する圧縮機が知られている。この種の圧縮機として、１つのスクリューロータと、２つのゲートロータとを備えたシングルスクリュー圧縮機がある。 Conventionally, a compressor for compressing a fluid is known. As this type of compressor, there is a single screw compressor including one screw rotor and two gate rotors.

特許文献１に開示のシングルスクリュー圧縮機では、ケーシングの内部にスクリューロータとゲートロータとが収容されている。スクリューロータの螺旋溝にゲートロータが歯合することで、螺旋溝の内部に圧縮室が形成される。電動機によってスクリューロータが回転駆動されると、ゲートロータも回転するとともに、圧縮室の容積が小さくなっていく。これにより、圧縮室の内部で流体が圧縮される。圧縮室で圧縮された流体は、吐出通路を流れた後、ケーシング内の高圧空間に流出する。高圧空間の流体は、例えば吐出管から冷媒回路へ送られる。 In the single screw compressor disclosed in Patent Document 1, a screw rotor and a gate rotor are accommodated inside a casing. The compression chamber is formed inside the spiral groove by meshing the gate rotor with the spiral groove of the screw rotor. When the screw rotor is rotationally driven by the electric motor, the gate rotor also rotates and the volume of the compression chamber decreases. Thereby, the fluid is compressed inside the compression chamber. The fluid compressed in the compression chamber flows through the discharge passage and then flows out into the high-pressure space in the casing. The fluid in the high pressure space is sent from the discharge pipe to the refrigerant circuit, for example.

特開２０１１−１３２８３４号公報JP 2011-132934 A

特許文献１に開示のようなシングルスクリュー圧縮機では、吐出通路の流路断面積が急拡大するような構造を採用することがある。一方、このようにして吐出通路の流路断面が急拡大すると、渦が発生しやすくなる。渦が発生すると吐出直後の流体の運動エネルギーの損失が生じる。つまり、流路断面の急拡大に起因して、圧縮動力の一部を無駄に費やしてしまうという問題があった。 In a single screw compressor as disclosed in Patent Document 1, a structure in which the flow passage cross-sectional area of the discharge passage is rapidly expanded may be employed. On the other hand, when the flow passage cross section of the discharge passage is rapidly expanded in this manner, vortices are likely to be generated. When the vortex is generated, the kinetic energy of the fluid immediately after discharge is lost. That is, there is a problem that a part of the compression power is wasted due to the rapid expansion of the flow path cross section.

本発明は、このような課題に着目してなされたものであり、圧縮効率を向上できるシングルスクリュー圧縮機を提案することである。 The present invention has been made paying attention to such problems, and proposes a single screw compressor capable of improving the compression efficiency.

第１の発明は、ケーシング（10）と、螺旋溝（41）が形成される１つのスクリューロータ（40）と、前記スクリューロータ（40）に歯合することで前記螺旋溝（41）の内部に圧縮室（23）を形成するゲートロータ（50）と、前記圧縮室（23）で圧縮した流体が流れる吐出通路（60）とを備えたシングルスクリュー圧縮機であって、前記吐出通路（60）は、下流側に向かうにつれて徐々に流路断面積を拡大させる拡大流路（61,62）を含んでいることを特徴とするシングルスクリュー圧縮機である。 According to a first aspect of the present invention, a casing (10), a single screw rotor (40) in which a spiral groove (41) is formed, and the screw rotor (40) are engaged with each other to form an interior of the spiral groove (41). A single screw compressor comprising a gate rotor (50) forming a compression chamber (23) and a discharge passage (60) through which the fluid compressed in the compression chamber (23) flows, wherein the discharge passage (60 ) Is a single screw compressor characterized by including expanded flow passages (61, 62) that gradually enlarge the flow passage cross-sectional area toward the downstream side.

第１の発明では、スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）の内部の圧縮室（23）で圧縮された流体が吐出通路（60）へ流出する。吐出通路（60）には、流体の下流側に向かうにつれて徐々に流路断面積が拡大する拡大流路（61,62）が形成される。流体が拡大流路（61,62）を流れると、流体の動圧が緩やかに静圧へと変換されていくため、運動エネルギーを流体の昇圧に利用できる。従って、過圧縮に起因する圧縮動力の損失を低減でき、ひいては圧縮効率を向上できる。 In the first invention, the fluid compressed in the compression chamber (23) inside the spiral groove (41) of the screw rotor (40) flows out to the discharge passage (60). In the discharge passage (60), there are formed enlarged flow passages (61, 62) whose flow passage cross-sectional area gradually increases toward the downstream side of the fluid. When the fluid flows through the enlarged flow path (61, 62), the dynamic pressure of the fluid is gradually converted into a static pressure, so that the kinetic energy can be used for boosting the fluid. Therefore, loss of compression power due to overcompression can be reduced, and as a result, compression efficiency can be improved.

第２の発明は、第１の発明において、前記ケーシング（10）の内部には、前記スクリューロータ（40）の軸方向の一端側に、前記吐出通路（60）の流出端が接続する高圧空間（S2）が形成されることを特徴とするシングルスクリュー圧縮機である。 In a second aspect based on the first aspect, the casing (10) has a high pressure space in which the outflow end of the discharge passage (60) is connected to one end side in the axial direction of the screw rotor (40). The single screw compressor is characterized in that (S2) is formed.

第２の発明では、吐出通路（60）を流出した流体が高圧空間（S2）へ送られる。吐出通路（60）の流体は、高圧空間（S2）へ流出する前に拡大流路（61,62）により運動エネルギーが消費されるため、高圧空間（S2）において流体の運動エネルギーを無駄に消費することもない。 In the second invention, the fluid that has flowed out of the discharge passage (60) is sent to the high-pressure space (S2). The fluid in the discharge passage (60) consumes kinetic energy in the high-pressure space (S2) before it flows into the high-pressure space (S2), so the kinetic energy is wasted in the high-pressure space (S2). I don't have to.

第３の発明は、第２の発明において、前記拡大流路（61,62）は、前記スクリューロータ（40）の外周側に設けられることを特徴とするシングルスクリュー圧縮機である。 A third invention is the single screw compressor according to the second invention, wherein the enlarged flow path (61, 62) is provided on an outer peripheral side of the screw rotor (40).

第３の発明では、流体は、スクリューロータ（40）の外周側の拡大流路（61,62）を流れた後、スクリューロータ（40）の軸方向の一端側の高圧空間（S2）へ送られる。このため、拡大流路（61,62）の流路長を比較的長く確保できる。この結果、拡大流路（61,62）では、流路面積を拡大させる変化率を小さくできるため、過圧縮を確実に回避するように流体の動圧を静圧へと効率よく変換できる。 In the third invention, the fluid flows through the enlarged flow path (61, 62) on the outer peripheral side of the screw rotor (40) and then is sent to the high-pressure space (S2) on one end side in the axial direction of the screw rotor (40). It is done. For this reason, the flow path length of the expanded flow path (61, 62) can be secured relatively long. As a result, in the enlarged flow paths (61, 62), since the rate of change for expanding the flow path area can be reduced, the dynamic pressure of the fluid can be efficiently converted to a static pressure so as to reliably avoid overcompression.

第４の発明は、第３の発明において、前記スクリューロータ（40）の軸方向にスライド可能に構成されるスライドバルブ（70）をとともに、前記圧縮室（23）と連通可能な可動側吐出通路（61）を有するスライドバルブ（70）を備え、前記拡大流路は、少なくとも前記可動側吐出通路（61）に形成されることを特徴とするシングルスクリュー圧縮機である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the invention, the movable-side discharge passage that is capable of communicating with the compression chamber (23) together with the slide valve (70) configured to be slidable in the axial direction of the screw rotor (40) A single screw compressor comprising a slide valve (70) having (61), wherein the enlarged flow path is formed at least in the movable discharge passage (61).

第４の発明では、スライドバルブ（70）をスクリューロータ（40）の軸方向にスライドさせることでシングルスクリュー圧縮機の運転容量等が可変となる。スライドバルブ（70）には、可動側吐出通路（61）が形成され、少なくとも可動側吐出通路（61）に拡大流路が形成される。このため、圧縮室（23）から吐出された直後の流体の動圧を、スライドバルブ（70）の内部において効率よく静圧へと変換できる。 In the fourth aspect of the invention, the operating capacity of the single screw compressor is variable by sliding the slide valve (70) in the axial direction of the screw rotor (40). In the slide valve (70), a movable discharge passage (61) is formed, and an enlarged flow passage is formed at least in the movable discharge passage (61). For this reason, the dynamic pressure of the fluid immediately after being discharged from the compression chamber (23) can be efficiently converted into a static pressure inside the slide valve (70).

第５の発明は、第４の発明において、前記可動側吐出通路（61）は、前記スライドバルブ（70）を前記スクリューロータ（40）の径方向に貫通し、前記ケーシング（10）のうち前記スライドバルブ（70）の外周側には、前記可動側吐出通路（61）と連通可能な固定側吐出通路（62）が形成され、前記拡大流路は、前記可動側吐出通路（61）と前記固定側吐出通路（62）との双方に形成されることを特徴とするシングルスクリュー圧縮機である。 In a fifth aspect based on the fourth aspect, the movable discharge passage (61) penetrates the slide valve (70) in the radial direction of the screw rotor (40), and the A fixed-side discharge passage (62) capable of communicating with the movable-side discharge passage (61) is formed on the outer peripheral side of the slide valve (70), and the enlarged flow passage is formed by connecting the movable-side discharge passage (61) and the It is a single screw compressor characterized by being formed in both the fixed side discharge passage (62).

第５の発明では、スライドバルブ（70）の可動側吐出通路（61）を流出した流体は、スライドバルブ（70）の外周側の固定側吐出通路（62）を流れた後、高圧空間（S2）へ送られる。本発明では、可動側吐出通路（61）と固定側吐出通路（62）との双方に拡大流路を形成しているため、拡大流路（61,62）の全体としての流路長を長く確保できる。この結果、拡大流路（61,62）では、流路面積を拡大させる変化率を小さくできるため、過圧縮を確実に回避するように流体の動圧を静圧へと効率よく変換できる。 In the fifth invention, the fluid that has flowed out of the movable discharge passage (61) of the slide valve (70) flows through the fixed discharge passage (62) on the outer peripheral side of the slide valve (70), and then the high pressure space (S2 ). In the present invention, since the enlarged flow passages are formed in both the movable discharge passage (61) and the fixed discharge passage (62), the overall flow passage length of the enlarged flow passages (61, 62) is increased. It can be secured. As a result, in the enlarged flow paths (61, 62), since the rate of change for expanding the flow path area can be reduced, the dynamic pressure of the fluid can be efficiently converted to a static pressure so as to reliably avoid overcompression.

第６の発明は、第３の発明において、前記拡大流路（62）は、少なくとも前記ケーシング（10）に形成されることを特徴とするシングルスクリュー圧縮機である。 A sixth invention is the single screw compressor according to the third invention, wherein the enlarged flow path (62) is formed at least in the casing (10).

第６の発明では、ケーシング（10）におけるスクリューロータ（40）の外周側に拡大流路（61,62）に形成される。この拡大流路（61,62）において、流体の動圧が静圧へと効率良く変換される。 In the sixth invention, the enlarged flow path (61, 62) is formed on the outer peripheral side of the screw rotor (40) in the casing (10). In this enlarged flow path (61, 62), the dynamic pressure of the fluid is efficiently converted into a static pressure.

本発明によれば、吐出通路（60）に拡大流路（61,62）を形成することで、流体の動圧を緩やかに静圧へと変換できる。このため、流体の圧力が設計圧力を超えることを抑制しつつ、流体の運動エネルギーを流体の昇圧に利用できる。このようにすると、圧縮室（23）の内部での吐出直前の設計圧力を従来よりも低くできるため、圧縮効率の高いシングルスクリュー圧縮機を提供できる。 According to the present invention, by forming the enlarged flow path (61, 62) in the discharge passage (60), the dynamic pressure of the fluid can be gradually converted into a static pressure. For this reason, the kinetic energy of the fluid can be used for boosting the fluid while suppressing the fluid pressure from exceeding the design pressure. If it does in this way, since the design pressure just before discharge in the inside of a compression chamber (23) can be made lower than before, a single screw compressor with high compression efficiency can be provided.

図１は、実施形態に係るスクリュー圧縮機の概略構成図である。Drawing 1 is a schematic structure figure of a screw compressor concerning an embodiment. 図２は、スクリュー圧縮機の要部を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main part of the screw compressor. 図３は、図２におけるIII-III線断面を示す断面図である。3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 図４は、スクリュー圧縮機の要部を抜き出して示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing an essential part of the screw compressor. 図５は、スクリュー圧縮機の動作を示す平面図である。図５(Ａ)は吸入行程を、図５(Ｂ)は圧縮行程を、図５(Ｃ)は吐出行程をそれぞれ示している。FIG. 5 is a plan view showing the operation of the screw compressor. 5A shows the suction stroke, FIG. 5B shows the compression stroke, and FIG. 5C shows the discharge stroke. 図６は、吐出通路の近傍を拡大した断面図であり、スライドバルブが第１位置である状態を示す。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the discharge passage, showing a state where the slide valve is in the first position. 図７は、吐出通路の近傍を拡大した断面図であり、スライドバルブが第２位置である状態を示す。FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the discharge passage, showing a state where the slide valve is in the second position. 図８は、実施形態に係るスライドバルブを外周側から視た図である。FIG. 8 is a view of the slide valve according to the embodiment as viewed from the outer peripheral side. 図９は、実施形態に係るスライドバルブを内周側から視た図である。FIG. 9 is a view of the slide valve according to the embodiment as viewed from the inner peripheral side. 図１０は、実施形態に係るスライドバルブを外周側から視た斜視図である。FIG. 10 is a perspective view of the slide valve according to the embodiment as viewed from the outer peripheral side. 図１１は、実施形態に係るスライドバルブを内周側から視た斜視図である。FIG. 11 is a perspective view of the slide valve according to the embodiment as viewed from the inner peripheral side. 図１２は、実施形態に係る固定側吐出通路の形状を表した斜視図である。FIG. 12 is a perspective view illustrating the shape of the fixed-side discharge passage according to the embodiment. 図１３は、変形例１に係るスライドバルブを外周側から視た図である。FIG. 13 is a view of the slide valve according to the first modification viewed from the outer peripheral side. 図１４は、変形例１に係るスライドバルブを内周側から視た図である。FIG. 14 is a view of the slide valve according to the first modification viewed from the inner peripheral side. 図１５は、変形例１に係るスライドバルブを外周側から視た斜視図である。FIG. 15 is a perspective view of the slide valve according to the first modification when viewed from the outer peripheral side. 図１６は、変形例１に係るスライドバルブを内周側から視た斜視図である。FIG. 16 is a perspective view of the slide valve according to the first modification when viewed from the inner peripheral side. 図１７は、変形例１に係る固定側吐出通路の外形を示す斜視図である。FIG. 17 is a perspective view illustrating an outer shape of a fixed-side discharge passage according to the first modification. 図１８は、変形例２に係るスクリュー圧縮機の図６に相当する図である。FIG. 18 is a view corresponding to FIG. 6 of the screw compressor according to the second modification. 図１９は、変形例２係るスクリュー圧縮機の図６に相当する図である。FIG. 19 is a view corresponding to FIG. 6 of the screw compressor according to the second modification. 図２０は、変形例３に係るスクリュー圧縮機のスライドバルブを内周側から視た斜視図である。FIG. 20 is a perspective view of a slide valve of a screw compressor according to Modification 3 as viewed from the inner peripheral side. 図２１は、変形例４係るスクリュー圧縮機の図６に相当する図である。FIG. 21 is a view corresponding to FIG. 6 of the screw compressor according to the fourth modification.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the present invention, its application, or its use.

〈発明の実施形態〉
本発明の実施形態について説明する。 <Embodiment of the Invention>
An embodiment of the present invention will be described.

図１に示すように、スクリュー圧縮機（1）は、シングルスクリュー式の圧縮機である。スクリュー圧縮機（1）は、反密閉型に構成されている。スクリュー圧縮機（1）は、ケーシング（10）と、該ケーシング（10）の内部に設けられる圧縮機構（20）と、該圧縮機構（20）を駆動する電動機（15）を備える。 As shown in FIG. 1, the screw compressor (1) is a single screw type compressor. The screw compressor (1) is configured as an anti-sealing type. The screw compressor (1) includes a casing (10), a compression mechanism (20) provided in the casing (10), and an electric motor (15) that drives the compression mechanism (20).

ケーシング（10）は、横長の円筒状に形成されている。ケーシング（10）の内部空間は、ケーシング（10）の一端側に位置する低圧空間（S1）と、ケーシング（10）の他端側に位置する高圧空間（S2）とに仕切られている。ケーシング（10）には、低圧空間（S1）に連通する吸入管接続部（11）と、高圧空間（S2）に連通する吐出管接続部（12）とが設けられている。図示していないが、チラーシステムなどの冷凍装置が有する冷媒回路の蒸発器から流れてきた低圧ガス冷媒は、吸入管接続部（11）を通って低圧空間（S1）へ流入する。また、圧縮機構（20）から高圧空間（S2）へ吐出された圧縮後の高圧ガス冷媒は、吐出管接続部（12）を通って冷媒回路の凝縮器へ供給される。 The casing (10) is formed in a horizontally long cylindrical shape. The internal space of the casing (10) is partitioned into a low pressure space (S1) located on one end side of the casing (10) and a high pressure space (S2) located on the other end side of the casing (10). The casing (10) is provided with a suction pipe connection part (11) communicating with the low pressure space (S1) and a discharge pipe connection part (12) communicating with the high pressure space (S2). Although not shown, the low-pressure gas refrigerant flowing from the evaporator of the refrigerant circuit included in the refrigeration apparatus such as a chiller system flows into the low-pressure space (S1) through the suction pipe connection (11). The compressed high-pressure gas refrigerant discharged from the compression mechanism (20) to the high-pressure space (S2) is supplied to the condenser of the refrigerant circuit through the discharge pipe connection (12).

ケーシング（10）内では、低圧空間（S1）に電動機（15）が配置され、低圧空間（S1）と高圧空間（S2）の間に圧縮機構（20）が配置されている。圧縮機構（20）の駆動軸（21）は、電動機（15）に連結されている。スクリュー圧縮機（1）の電動機（15）は商用電源（図示せず）に接続されている。電動機（15）は、商用電源から交流を供給されて一定の回転速度で回転する。 In the casing (10), the electric motor (15) is disposed in the low pressure space (S1), and the compression mechanism (20) is disposed between the low pressure space (S1) and the high pressure space (S2). The drive shaft (21) of the compression mechanism (20) is connected to the electric motor (15). The electric motor (15) of the screw compressor (1) is connected to a commercial power source (not shown). The electric motor (15) is supplied with alternating current from a commercial power source and rotates at a constant rotational speed.

また、ケーシング（10）内では、高圧空間（S2）に油分離器（16）が配置されている。油分離器（16）は、圧縮機構（20）から吐出された冷媒から冷凍機油を分離する。高圧空間（S2）における油分離器（16）の下方には、潤滑油である冷凍機油を貯留するための油貯留室（17）が形成されている。油分離器（16）において冷媒から分離された冷凍機油は、下方へ流れ落ちて油貯留室（17）に蓄えられる。 In the casing (10), the oil separator (16) is disposed in the high-pressure space (S2). The oil separator (16) separates the refrigerating machine oil from the refrigerant discharged from the compression mechanism (20). Below the oil separator (16) in the high-pressure space (S2), an oil storage chamber (17) for storing refrigeration oil, which is lubricating oil, is formed. The refrigerating machine oil separated from the refrigerant in the oil separator (16) flows down and is stored in the oil storage chamber (17).

図２及び図３に示すように、圧縮機構（20）は、ケーシング（10）内に形成された円筒壁（30）と、該円筒壁（30）の中に配置された１つのスクリューロータ（40）と、該スクリューロータ（40）に噛み合う２つのゲートロータ（50）とを備えている。円筒壁（30）は、後述する軸受ホルダ（35）と共に、シリンダ部を構成している。スクリューロータ（40）には駆動軸（21）が挿通し、スクリューロータ（40）と駆動軸（21）は、キー（22）によって連結されている。駆動軸（21）はスクリューロータ（40）と同軸上に配置されている。スクリューロータ（40）は、該スクリューロータ（40）の吸入側に配置された電動機（15）によりケーシング（10）内で回転駆動される。 As shown in FIGS. 2 and 3, the compression mechanism (20) includes a cylindrical wall (30) formed in the casing (10) and one screw rotor ( 40) and two gate rotors (50) meshing with the screw rotor (40). The cylindrical wall (30) constitutes a cylinder part together with a bearing holder (35) described later. A drive shaft (21) is inserted through the screw rotor (40), and the screw rotor (40) and the drive shaft (21) are connected by a key (22). The drive shaft (21) is arranged coaxially with the screw rotor (40). The screw rotor (40) is rotationally driven in the casing (10) by an electric motor (15) disposed on the suction side of the screw rotor (40).

円筒壁（30）の高圧空間（S2）側の端部には、軸受ホルダ（35）が挿入されている。軸受ホルダ（35）は、概ね円筒状に形成されている。軸受ホルダ（35）の外径は、円筒壁（30）の内周面（即ち、スクリューロータ（40）の外周面と摺接する面）の直径と実質的に等しくなっている。軸受ホルダ（35）の外周面のうち後述するスライドバルブ（70）と摺接する部分は、摺接面であるガイド面（37）となっている。軸受ホルダ（35）の内側には、軸受（36）が設けられている。軸受（36）には駆動軸（21）の先端部が挿通しており、この軸受（36）が駆動軸（21）を回転自在に支持している。 A bearing holder (35) is inserted into the end of the cylindrical wall (30) on the high-pressure space (S2) side. The bearing holder (35) is formed in a substantially cylindrical shape. The outer diameter of the bearing holder (35) is substantially equal to the diameter of the inner peripheral surface of the cylindrical wall (30) (that is, the surface that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the screw rotor (40)). A portion of the outer peripheral surface of the bearing holder (35) that comes into sliding contact with a slide valve (70) described later is a guide surface (37) that is a sliding contact surface. A bearing (36) is provided inside the bearing holder (35). The tip of the drive shaft (21) is inserted through the bearing (36), and the bearing (36) rotatably supports the drive shaft (21).

図４に示すスクリューロータ（40）は、概ね円柱状に形成された金属製の部材である。スクリューロータ（40）は、円筒壁（30）に回転可能に嵌合しており、その外周面が円筒壁（30）の内周面と油膜を介して摺接する。スクリューロータ（40）の外周部には、スクリューロータ（40）の一端から他端へ向かって螺旋状に延びる螺旋溝（41）が複数（本実施形態では、６本）形成されている。 The screw rotor (40) shown in FIG. 4 is a metal member formed in a substantially columnar shape. The screw rotor (40) is rotatably fitted to the cylindrical wall (30), and the outer peripheral surface thereof is in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylindrical wall (30) via an oil film. A plurality (six in this embodiment) of spiral grooves (41) extending spirally from one end to the other end of the screw rotor (40) are formed on the outer periphery of the screw rotor (40).

スクリューロータ（40）の各螺旋溝（41）は、図４における手前側の端部が始端となり、同図における奥側の端部が終端となっている。また、スクリューロータ（40）は、同図における手前側の端部（吸入側の端部）がテーパー状に形成されている。図４に示すスクリューロータ（40）では、テーパー面状に形成されたその手前側の端面に螺旋溝（41）の始端が開口する一方、その奥側の端面に螺旋溝（41）の終端は開口していない。 Each spiral groove (41) of the screw rotor (40) has a front end in FIG. 4 as a start end and a rear end in the same figure as a termination. In addition, the screw rotor (40) has a front end (inhalation end) in a tapered shape in FIG. In the screw rotor (40) shown in FIG. 4, the starting end of the spiral groove (41) is opened at the end surface on the front side formed in a tapered surface, and the end of the spiral groove (41) is at the end surface on the back side. There is no opening.

各ゲートロータ（50）は、樹脂製の部材である。各ゲートロータ（50）には、長方形板状に形成された複数（本実施形態では、１１枚）のゲート（51）が放射状に設けられている。各ゲートロータ（50）は、円筒壁（30）の外側に、スクリューロータ（40）の回転軸に対して軸対称となるように配置されている。各ゲートロータ（50）の軸心は、スクリューロータ（40）の軸心に垂直な平面内にある。各ゲートロータ（50）は、ゲート（51）が円筒壁（30）の一部を貫通してスクリューロータ（40）の螺旋溝（41）に噛み合うように配置されている。 Each gate rotor (50) is a resin member. Each gate rotor (50) is provided with a plurality of (11 in this embodiment) gates (51) formed in a rectangular plate shape in a radial pattern. Each gate rotor (50) is disposed outside the cylindrical wall (30) so as to be axially symmetric with respect to the rotational axis of the screw rotor (40). The axis of each gate rotor (50) is in a plane perpendicular to the axis of the screw rotor (40). Each gate rotor (50) is arranged so that the gate (51) penetrates a part of the cylindrical wall (30) and meshes with the spiral groove (41) of the screw rotor (40).

ゲートロータ（50）は、金属製のロータ支持部材（55）に取り付けられている（図４を参照）。ロータ支持部材（55）は、基部（56）とアーム部（57）と軸部（58）とを備えている。基部（56）は、やや肉厚の円板状に形成されている。アーム部（57）は、ゲートロータ（50）のゲート（51）と同数だけ設けられており、基部（56）の外周面から外側へ向かって放射状に延びている。軸部（58）は、棒状に形成されて基部（56）に立設されている。軸部（58）の中心軸は、基部（56）の中心軸と一致している。ゲートロータ（50）は、基部（56）及びアーム部（57）における軸部（58）とは反対側の面に取り付けられている。各アーム部（57）は、ゲート（51）の背面に当接している。 The gate rotor (50) is attached to a metal rotor support member (55) (see FIG. 4). The rotor support member (55) includes a base portion (56), an arm portion (57), and a shaft portion (58). The base (56) is formed in a slightly thick disk shape. The same number of arms (57) as the gates (51) of the gate rotor (50) are provided and extend radially outward from the outer peripheral surface of the base (56). The shaft portion (58) is formed in a rod shape and is erected on the base portion (56). The central axis of the shaft portion (58) coincides with the central axis of the base portion (56). The gate rotor (50) is attached to a surface of the base portion (56) and the arm portion (57) opposite to the shaft portion (58). Each arm part (57) is in contact with the back surface of the gate (51).

ゲートロータ（50）が取り付けられたロータ支持部材（55）は、円筒壁（30）に隣接してケーシング（10）内に区画形成されたゲートロータ室（90）に収容されている（図３を参照）。図３におけるスクリューロータ（40）の右側に配置されたロータ支持部材（55）は、ゲートロータ（50）が下端側となる向きで設置されている。一方、同図におけるスクリューロータ（40）の左側に配置されたロータ支持部材（55）は、ゲートロータ（50）が上端側となる向きで設置されている。各ロータ支持部材（55）の軸部（58）は、ゲートロータ室（90）内の軸受ハウジング（91）に軸受（92,93）を介して回転自在に支持されている。なお、各ゲートロータ室（90）は、低圧空間（S1）に連通している。 The rotor support member (55) to which the gate rotor (50) is attached is accommodated in a gate rotor chamber (90) defined in the casing (10) adjacent to the cylindrical wall (30) (FIG. 3). See). The rotor support member (55) disposed on the right side of the screw rotor (40) in FIG. 3 is installed in such a direction that the gate rotor (50) is on the lower end side. On the other hand, the rotor support member (55) disposed on the left side of the screw rotor (40) in the figure is installed in such a direction that the gate rotor (50) is on the upper end side. The shaft portion (58) of each rotor support member (55) is rotatably supported by a bearing housing (91) in the gate rotor chamber (90) via bearings (92, 93). Each gate rotor chamber (90) communicates with the low pressure space (S1).

圧縮機構（20）では、円筒壁（30）の内周面と、スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）と、ゲートロータ（50）のゲート（51）とによって囲まれた空間が圧縮室（23）になる。スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）は、吸入側端部において低圧空間（S1）に開放しており、この開放部分が圧縮機構（20）の吸入口（24）になっている。 In the compression mechanism (20), a space surrounded by the inner peripheral surface of the cylindrical wall (30), the spiral groove (41) of the screw rotor (40), and the gate (51) of the gate rotor (50) is compressed. (23) The spiral groove (41) of the screw rotor (40) is open to the low pressure space (S1) at the suction side end, and this open part is the suction port (24) of the compression mechanism (20).

スクリュー圧縮機（1）には、圧縮途中のガスの一部を低圧側に戻すアンロード動作を行うことにより運転容量を調節するためのスライドバルブ（70）が設けられている。このスライドバルブ（70）は、スライドバルブ収納部（31）内に設けられている。スライドバルブ収納部（31）は、円筒壁（30）がその周方向の２カ所において径方向外側に膨出した部分であって、吐出側の端部（図２における右端部）から吸入側の端部（同図における左端部）へ向かって延びる概ね半円筒形状に形成されている。これらのスライドバルブ収納部（31）にそれぞれスライドバルブ（70）が１つずつ収容される。 The screw compressor (1) is provided with a slide valve (70) for adjusting the operating capacity by performing an unloading operation for returning a part of the gas being compressed to the low pressure side. The slide valve (70) is provided in the slide valve storage part (31). The slide valve storage portion (31) is a portion in which the cylindrical wall (30) bulges radially outward at two locations in the circumferential direction from the discharge side end (right end in FIG. 2) to the suction side. It is formed in a substantially semi-cylindrical shape extending toward the end (left end in the figure). One slide valve (70) is accommodated in each of these slide valve accommodating portions (31).

スライドバルブ（70）は、スクリューロータ（40）の軸方向に延びる略円筒状に形成される。厳密には、スライドバルブ（70）は、円柱のうちスクリューロータ（40）の軸心側に近接する部分が軸方向に切除されたような形状をしている（図１０及び図１１を参照）。スライドバルブ（70）は、円筒壁（30）の軸心方向にスライド可能に構成されており、スライドバルブ収納部（31）へ挿入された状態でスクリューロータ（40）の外周面と対面する。 The slide valve (70) is formed in a substantially cylindrical shape extending in the axial direction of the screw rotor (40). Strictly speaking, the slide valve (70) has such a shape that a portion of the cylinder close to the axial center side of the screw rotor (40) is cut off in the axial direction (see FIGS. 10 and 11). . The slide valve (70) is configured to be slidable in the axial direction of the cylindrical wall (30), and faces the outer peripheral surface of the screw rotor (40) while being inserted into the slide valve housing (31).

ケーシング（10）内には、円筒壁（30）の外側に連通路（32）が形成されている。連通路（32）は、各スライドバルブ収納部（31）に対応して１つずつ形成されている。連通路（32）は、円筒壁（30）の軸方向へ延びる通路であって、その一端が低圧空間（S1）に開口し、その他端がスライドバルブ収納部（31）の吸入側の端部に開口している。円筒壁（30）のうち連通路（32）の一端（図２における右端）に隣接する部分は、スライドバルブ（70）の先端が当接するシート部（13）を構成している。 A communication path (32) is formed outside the cylindrical wall (30) in the casing (10). One communication path (32) is formed corresponding to each slide valve storage part (31). The communication passage (32) is a passage extending in the axial direction of the cylindrical wall (30), one end of which opens into the low pressure space (S1), and the other end thereof is an end portion on the suction side of the slide valve storage portion (31). Is open. A portion of the cylindrical wall (30) adjacent to one end (the right end in FIG. 2) of the communication path (32) forms a seat portion (13) with which the tip of the slide valve (70) abuts.

スライドバルブ（70）が高圧空間（S2）寄り（図２における駆動軸（21）の軸方向を左右方向とした場合の右側寄り）へスライドすると、スライドバルブ収納部（31）のシート部（13）とスライドバルブ（70）の先端との間に軸方向隙間が形成される。この軸方向隙間は、圧縮室（23）の圧縮途中位置から低圧空間（S1）へ冷媒を戻すためのバイパス通路（33）を、連通路（32）と共に構成している。つまり、バイパス通路（33）は、圧縮室（23）の吸入側である低圧空間（S1）に一端が連通し、圧縮室（23）の圧縮途中位置である円筒壁（30）の内周面に他端が開口可能となっている。スライドバルブ（70）を移動させてバイパス通路（33）の開度を変更すると、圧縮途中から低圧側へ戻る冷媒の流量が変化するので、圧縮機構（20）の容量が変化する。 When the slide valve (70) slides toward the high-pressure space (S2) (to the right when the axial direction of the drive shaft (21) in FIG. 2 is the left-right direction), the seat portion (13 ) And the tip of the slide valve (70). This axial gap constitutes a bypass passage (33) for returning the refrigerant from the compression middle position of the compression chamber (23) to the low pressure space (S1) together with the communication passage (32). That is, one end of the bypass passage (33) communicates with the low pressure space (S1) on the suction side of the compression chamber (23), and the inner peripheral surface of the cylindrical wall (30) that is in the middle of compression of the compression chamber (23) The other end can be opened. When the opening of the bypass passage (33) is changed by moving the slide valve (70), the flow rate of the refrigerant returning to the low pressure side during the compression changes, so the capacity of the compression mechanism (20) changes.

スクリュー圧縮機（1）には、スライドバルブ（70）をスライド駆動してバイパス通路（33）の開度を調整するためのスライドバルブ駆動機構（80）が設けられている。スライドバルブ（70）とスライドバルブ駆動機構（80）とによりアンロード機構が構成されている。スライドバルブ駆動機構（80）は、ケーシング（10）に固定されたシリンダ（81）と、該シリンダ（81）内に装填されたピストン（82）と、該ピストン（82）のピストンロッド（83）に連結されたアーム（84）と、該アーム（84）とスライドバルブ（70）とを連結する連結ロッド（85）と、アーム（84）を図２の右方向（アーム（84）をケーシング（10）から引き離す方向）に付勢するスプリング（86）とを備えている。 The screw compressor (1) is provided with a slide valve drive mechanism (80) for slidingly driving the slide valve (70) to adjust the opening of the bypass passage (33). The slide valve (70) and the slide valve drive mechanism (80) constitute an unload mechanism. The slide valve drive mechanism (80) includes a cylinder (81) fixed to the casing (10), a piston (82) loaded in the cylinder (81), and a piston rod (83) of the piston (82). 2, a connecting rod (85) for connecting the arm (84) and the slide valve (70), and the arm (84) in the right direction in FIG. And a spring (86) for urging in a direction away from 10).

図２に示すスライドバルブ駆動機構（80）では、ピストン（82）の左側空間（ピストン（82）に対してスクリューロータ（40）側に形成される空間）の内圧が、ピストン（82）の右側空間（ピストン（82）に対してアーム（84）側に形成される空間）の内圧よりも高くなっている。そして、スライドバルブ駆動機構（80）は、ピストン（82）の右側空間の内圧（即ち、右側空間内のガス圧）を調節することによって、スライドバルブ（70）の位置を調整するように構成されている。 In the slide valve drive mechanism (80) shown in FIG. 2, the internal pressure of the left space of the piston (82) (the space formed on the screw rotor (40) side with respect to the piston (82)) is the right side of the piston (82). The internal pressure of the space (the space formed on the arm (84) side with respect to the piston (82)) is higher. The slide valve drive mechanism (80) is configured to adjust the position of the slide valve (70) by adjusting the internal pressure in the right space of the piston (82) (ie, the gas pressure in the right space). ing.

スクリュー圧縮機（1）の運転中において、スライドバルブ（70）では、その軸方向の一方の端面（低圧空間（S1）側の端面）に圧縮機構（20）の吸入圧が、他方の端面（高圧空間（S2）側の端面）に圧縮機構（20）の吐出圧がそれぞれ作用する。このため、スクリュー圧縮機（1）の運転中において、スライドバルブ（70）には、常にスライドバルブ（70）を低圧空間（S1）側へ押す方向の力が作用する。従って、スライドバルブ駆動機構（80）におけるピストン（82）の左側空間及び右側空間の内圧を変更すると、スライドバルブ（70）を高圧空間（S2）側へ引き戻す方向の力の大きさが変化し、その結果、スライドバルブ（70）の位置が変化する。 During the operation of the screw compressor (1), in the slide valve (70), the suction pressure of the compression mechanism (20) is applied to one end face in the axial direction (end face on the low pressure space (S1) side), and the other end face ( The discharge pressure of the compression mechanism (20) acts on the end surface on the high-pressure space (S2) side. For this reason, during the operation of the screw compressor (1), a force in the direction of pressing the slide valve (70) toward the low pressure space (S1) always acts on the slide valve (70). Therefore, when the internal pressure of the left space and the right space of the piston (82) in the slide valve drive mechanism (80) is changed, the magnitude of the force in the direction of pulling the slide valve (70) back to the high pressure space (S2) side changes. As a result, the position of the slide valve (70) changes.

〈吐出通路の構成〉
スクリュー圧縮機（1）は、圧縮室（23）で圧縮された冷媒を高圧空間（S2）へ送るための吐出通路（60）を備えている。つまり、吐出通路（60）は、圧縮室（23）から高圧空間（S2）までの冷媒の通路を構成している。吐出通路（60）の構成について図６〜図１２を参照しながら詳細に説明する。 <Configuration of discharge passage>
The screw compressor (1) includes a discharge passage (60) for sending the refrigerant compressed in the compression chamber (23) to the high-pressure space (S2). That is, the discharge passage (60) forms a refrigerant passage from the compression chamber (23) to the high-pressure space (S2). The configuration of the discharge passage (60) will be described in detail with reference to FIGS.

吐出通路（60）は、スクリューロータ（40）の外周側に形成される。本実施形態のスクリュー圧縮機（1）では、２つのスライドバルブ（70）のそれぞれに対応して、１つずつ吐出通路（60）が設けられる。各吐出通路（60）は、螺旋溝（41）内の圧縮室（23）と高圧空間（S2）とを連通させる。各吐出通路（60）は、可動側吐出通路（61）、固定側吐出通路（62）、及び固定側連通溝（63）をそれぞれ含んでいる。 The discharge passage (60) is formed on the outer peripheral side of the screw rotor (40). In the screw compressor (1) of the present embodiment, one discharge passage (60) is provided corresponding to each of the two slide valves (70). Each discharge passage (60) connects the compression chamber (23) in the spiral groove (41) and the high-pressure space (S2). Each discharge passage (60) includes a movable discharge passage (61), a fixed discharge passage (62), and a fixed communication groove (63).

図６〜図１２に示すように、可動側吐出通路（61）は、スライドバルブ（70）の内部に形成される。本実施形態の可動側吐出通路（61）は、スライドバルブ（70）を径方向に直線的に貫通している。可動側吐出通路（61）の流入端は、圧縮室（23）に可動側流入口（61a）を構成している。可動側吐出通路（61）の流出端は、固定側吐出通路（62）に連通可能な可動側流出口（61b）を構成している。 As shown in FIGS. 6 to 12, the movable-side discharge passage (61) is formed inside the slide valve (70). The movable discharge passage (61) of the present embodiment linearly penetrates the slide valve (70) in the radial direction. The inflow end of the movable discharge passage (61) forms a movable inlet (61a) in the compression chamber (23). The outflow end of the movable discharge passage (61) constitutes a movable discharge port (61b) that can communicate with the fixed discharge passage (62).

可動側流入口（61a）は、スライドバルブ（70）の内周面（圧縮室（23）側の面）に形成される。本実施形態の可動側流入口（61a）は、螺旋溝（41）の後端部の形状に対応する略三角形状に形成されている。 The movable inlet (61a) is formed on the inner peripheral surface (the surface on the compression chamber (23) side) of the slide valve (70). The movable side inflow port (61a) of the present embodiment is formed in a substantially triangular shape corresponding to the shape of the rear end portion of the spiral groove (41).

可動側流出口（61b）は、スライドバルブ（70）の外周面（ケーシング（10）側の面）に形成される。本実施形態の可動側流出口（61b）は、可動側流入口（61a）と相似形であり且つ開口面積が大きい略三角形状である。 The movable side outlet (61b) is formed on the outer peripheral surface of the slide valve (70) (surface on the casing (10) side). The movable side outlet (61b) of the present embodiment has a substantially triangular shape that is similar to the movable side inlet (61a) and has a large opening area.

可動側吐出通路（61）では、可動側流入口（61a）から可動側流出口（61b）に向かうにつれて、流路断面積が徐々に拡大している。つまり、本実施形態の可動側吐出通路（61）は、下流側に向かうにつれて流路断面積を拡大させる第１拡大流路を構成している。これにより、可動側吐出通路（61）では、冷媒の運度エネルギーが緩やかに冷媒の昇圧に利用される。 In the movable discharge passage (61), the flow path cross-sectional area gradually increases from the movable inlet (61a) toward the movable outlet (61b). That is, the movable-side discharge passage (61) of the present embodiment constitutes a first enlarged flow passage that enlarges the flow passage cross-sectional area toward the downstream side. As a result, in the movable discharge passage (61), the kinetic energy of the refrigerant is gently utilized for increasing the pressure of the refrigerant.

図６及び図７に示すように、固定側吐出通路（62）は、ケーシング（10）のうちスライドバルブ（70）の外周側に形成される。固定側吐出通路（62）は、全体として鉤状、ないしＪの字状に形成されている。固定側吐出通路（62）の流入端は、可動側吐出通路（61）と連通可能な固定側流入口（62a）を構成している。固定側吐出通路（62）の流出端は、高圧空間（S2）と連通する固定側流出口（62b）を構成している。 As shown in FIGS. 6 and 7, the fixed-side discharge passage (62) is formed on the outer peripheral side of the slide valve (70) in the casing (10). The fixed-side discharge passage (62) is formed in a bowl shape or a J-shape as a whole. The inflow end of the fixed-side discharge passage (62) constitutes a fixed-side inlet (62a) that can communicate with the movable-side discharge passage (61). The outflow end of the fixed side discharge passage (62) constitutes a fixed side outlet (62b) communicating with the high pressure space (S2).

固定側流入口（62a）は、スライドバルブ（70）に面するように、スライドバルブ収納部（31）の内周面に開口している。固定側流入口（62a）は、可動側流出口（61b）と略同一の形状、及び略同一の大きさに形成されている。つまり、固定側流入口（62a）は、可動側流出口（61b）と同じ略三角形状に形成される（図１２を参照）。 The fixed side inflow port (62a) is open to the inner peripheral surface of the slide valve housing portion (31) so as to face the slide valve (70). The fixed side inlet (62a) is formed in substantially the same shape and the same size as the movable side outlet (61b). In other words, the fixed side inlet (62a) is formed in the same substantially triangular shape as the movable side outlet (61b) (see FIG. 12).

図６及び図７に示すように、固定側流出口（62b）は、ケーシング（10）における高圧空間（S2）に面する端面（18）に形成される。固定側流出口（62b）は、可動側流出口（61b）よりも面積が大きい略円形状に形成される。 As shown in FIG.6 and FIG.7, a fixed side outflow port (62b) is formed in the end surface (18) which faces the high voltage | pressure space (S2) in a casing (10). The fixed side outlet (62b) is formed in a substantially circular shape having a larger area than the movable side outlet (61b).

図１２に示すように、固定側吐出通路（62）では、固定側流入口（62a）の形状（三角形状）が、下流側に向かうにつれて徐々に固定側流出口（62b）の形状（円形状）に近づくように、流路断面の形状が変化していく。また、固定側吐出通路（62）では、固定側流入口（62a）から可動側流出口（61b）に向かうにつれて、流路断面積が徐々に拡大している。つまり、本実施形態の固定側吐出通路（62）は、下流側に向かうにつれて流路断面積を拡大させる第２拡大流路を構成している。これにより、可動側吐出通路（61）では、冷媒の運度エネルギーが緩やかに冷媒の昇圧に利用される。 As shown in FIG. 12, in the fixed-side discharge passage (62), the shape (triangular shape) of the fixed-side inlet (62a) gradually becomes the shape (circular shape) of the fixed-side outlet (62b) toward the downstream side. ) The shape of the cross section of the flow path changes. Further, in the fixed-side discharge passage (62), the flow passage cross-sectional area gradually increases from the fixed-side inlet (62a) toward the movable-side outlet (61b). That is, the fixed-side discharge passage (62) of the present embodiment constitutes a second enlarged flow passage that enlarges the cross-sectional area of the flow passage toward the downstream side. As a result, in the movable discharge passage (61), the kinetic energy of the refrigerant is gently utilized for increasing the pressure of the refrigerant.

図６及び図７に示す固定側連通溝（63）は、スライドバルブ収納部（31）の内周面に形成されている。固定側連通溝（63）は、スライドバルブ収納部（31）の内周面を略周方向に延びる円弧状に形成される。固定側連通溝（63）の流入端は圧縮室（23）に常に連通し、固定側連通溝（63）の流出端は固定側吐出通路（62）に常に連通する。つまり、固定側連通溝（63）は、スライドバルブ（70）の位置によらず、圧縮室（23）と高圧空間（S2）とを常に連通させている。 The fixed side communication groove (63) shown in FIGS. 6 and 7 is formed on the inner peripheral surface of the slide valve storage portion (31). The fixed side communication groove (63) is formed in an arc shape extending substantially in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the slide valve storage portion (31). The inflow end of the fixed side communication groove (63) always communicates with the compression chamber (23), and the outflow end of the fixed side communication groove (63) always communicates with the fixed side discharge passage (62). That is, the fixed-side communication groove (63) always allows the compression chamber (23) and the high-pressure space (S2) to communicate regardless of the position of the slide valve (70).

スライドバルブ（70）は、該スライドバルブ（70）の先端がシート部（13）と接触する第１位置（図６の位置）と、該スライドバルブ（70）の先端とシート部（13）との間に軸方向隙間を形成する第２位置（図７の位置）との間をスライドするように構成される。 The slide valve (70) includes a first position (the position in FIG. 6) where the tip of the slide valve (70) contacts the seat portion (13), a tip of the slide valve (70), and the seat portion (13). It is comprised so that it may slide between the 2nd positions (position of Drawing 7) which form an axial direction gap between.

本実施形態では、スライドバルブ（70）が第１位置になると、可動側流出口（61b）と固定側流入口（62a）とが完全に重なる（図６を参照）。つまり、スライドバルブ（70）が第１位置になると、可動側流出口（61b）及び固定側流入口（62a）の連通する面積が最大になる。スライドバルブ（70）が第２位置になると、固定側流入口（62a）は、スライドバルブ（70）の外周面によって閉塞される。つまり、この状態では、可動側吐出通路（61）と固定側吐出通路（62）とが遮断される。 In the present embodiment, when the slide valve (70) is in the first position, the movable side outlet (61b) and the fixed side inlet (62a) completely overlap (see FIG. 6). That is, when the slide valve (70) is in the first position, the area where the movable side outlet (61b) and the fixed side inlet (62a) communicate with each other is maximized. When the slide valve (70) is in the second position, the fixed side inlet (62a) is blocked by the outer peripheral surface of the slide valve (70). That is, in this state, the movable discharge passage (61) and the fixed discharge passage (62) are blocked.

−運転動作−
スクリュー圧縮機（1）の運転動作について説明する。電動機（15）を起動すると、駆動軸（21）が回転し、それに伴いスクリューロータ（40）が回転駆動される。スクリューロータ（40）の回転に伴ってゲートロータ（50）が回転すると、圧縮機構（20）では、吸入行程、圧縮行程、吐出行程が繰り返される。これらの行程を図５に基づいて説明する。 -Driving action-
The operation of the screw compressor (1) will be described. When the electric motor (15) is started, the drive shaft (21) rotates, and the screw rotor (40) is rotationally driven accordingly. When the gate rotor (50) rotates with the rotation of the screw rotor (40), in the compression mechanism (20), the suction stroke, the compression stroke, and the discharge stroke are repeated. These steps will be described with reference to FIG.

図５において、ドットを付した圧縮室（23）は、低圧空間（S1）に連通している。また、この圧縮室（23）が形成されている螺旋溝（41）は、同図の下側に位置するゲートロータ（50）のゲート（51）と噛み合わされている。図５(Ａ)において、スクリューロータ（40）が回転すると、このゲート（51）が螺旋溝（41）の終端へ向かって相対的に移動し、それに伴って圧縮室（23）の容積が拡大する。その結果、低圧空間（S1）の低圧ガス冷媒が吸入口（24）を通じて圧縮室（23）へ吸い込まれる。 In FIG. 5, the compression chamber (23) to which dots are attached communicates with the low-pressure space (S1). Further, the spiral groove (41) in which the compression chamber (23) is formed meshes with the gate (51) of the gate rotor (50) located on the lower side of the figure. In FIG. 5A, when the screw rotor (40) rotates, the gate (51) relatively moves toward the terminal end of the spiral groove (41), and the volume of the compression chamber (23) increases accordingly. To do. As a result, the low-pressure gas refrigerant in the low-pressure space (S1) is sucked into the compression chamber (23) through the suction port (24).

スクリューロータ（40）が更に回転すると、図５(Ｂ)の状態となる。同図において、ドットを付した圧縮室（23）は、閉じきり状態となっている。つまり、この圧縮室（23）が形成されている螺旋溝（41）は、同図の上側に位置するゲートロータ（50）のゲート（51）と噛み合わされ、このゲート（51）によって低圧空間（S1）から仕切られている。そして、スクリューロータ（40）の回転に伴ってゲート（51）が螺旋溝（41）の終端へ向かって移動すると、圧縮室（23）の容積が次第に縮小する。その結果、圧縮室（23）内のガス冷媒が圧縮される。 When the screw rotor (40) further rotates, the state shown in FIG. In the figure, the compression chamber (23) to which dots are attached is completely closed. That is, the spiral groove (41) in which the compression chamber (23) is formed meshes with the gate (51) of the gate rotor (50) located on the upper side of the figure, and the low pressure space ( It is partitioned from S1). When the gate (51) moves toward the end of the spiral groove (41) as the screw rotor (40) rotates, the volume of the compression chamber (23) gradually decreases. As a result, the gas refrigerant in the compression chamber (23) is compressed.

スクリューロータ（40）が更に回転すると、図５(Ｃ)の状態となる。同図において、ドットを付した圧縮室（23）は、吐出通路（60）を介して高圧空間（S2）と連通した状態となっている。そして、スクリューロータ（40）の回転に伴ってゲート（51）が螺旋溝（41）の終端へ向かって移動すると、圧縮された冷媒ガスが圧縮室（23）から高圧空間（S2）へ押し出されてゆく。 When the screw rotor (40) further rotates, the state shown in FIG. In the figure, the compression chamber (23) with dots is in communication with the high-pressure space (S2) via the discharge passage (60). When the gate (51) moves toward the end of the spiral groove (41) as the screw rotor (40) rotates, the compressed refrigerant gas is pushed out from the compression chamber (23) to the high-pressure space (S2). Go.

次に、スライドバルブ（70）を用いた圧縮機構（20）の容量制御について、図２、図６、及び図７を参照しながら説明する。なお、圧縮機構（20）の容量とは、“単位時間当たりに蒸発器を通過し、吸入管接続部（11）から圧縮機（1）に吸入される冷媒の量”を意味する。この圧縮機構（20）の容量は、スクリュー圧縮機（1）の運転容量と同義である。 Next, capacity control of the compression mechanism (20) using the slide valve (70) will be described with reference to FIGS. 2, 6, and 7. FIG. The capacity of the compression mechanism (20) means “the amount of refrigerant that passes through the evaporator per unit time and is sucked into the compressor (1) from the suction pipe connection (11)”. The capacity of the compression mechanism (20) is synonymous with the operating capacity of the screw compressor (1).

〈スライドバルブが第１位置であるときの動作〉
スライドバルブ（70）が図２の左側へ最も押し込まれた状態（第１位置）では、図６に示すようにスライドバルブ（70）が全閉側（吸入側）の移動端に位置する。そして、スライドバルブ（70）の先端面がシート部（13）に押し付けられ、圧縮機構（20）の容量が最大となる。つまり、この状態では、バイパス通路（33）がスライドバルブ（70）によって完全に塞がれ、低圧空間（S1）から圧縮室（23）へ吸入された冷媒ガスの全てが高圧空間（S2）へ吐出される。したがって、この状態では、スクリュー圧縮機（1）の運転容量が最大となる。 <Operation when the slide valve is in the first position>
When the slide valve (70) is pushed most into the left side in FIG. 2 (first position), as shown in FIG. 6, the slide valve (70) is positioned at the moving end on the fully closed side (suction side). Then, the front end surface of the slide valve (70) is pressed against the seat portion (13), and the capacity of the compression mechanism (20) is maximized. That is, in this state, the bypass passage (33) is completely blocked by the slide valve (70), and all of the refrigerant gas sucked into the compression chamber (23) from the low pressure space (S1) goes to the high pressure space (S2). Discharged. Therefore, in this state, the operating capacity of the screw compressor (1) is maximized.

スライドバルブ（70）が第１位置になると、圧縮室（23）と可動側吐出通路（61）とが連通すると同時に、可動側吐出通路（61）と固定側吐出通路（62）とが連通する。圧縮室（23）で圧縮された冷媒は、可動側吐出通路（61）を流れる。可動側吐出通路（61）では、その流路断面積が徐々に拡大していくため、冷媒の動圧が緩やかに静圧へと変化されていく。つまり、可動側吐出流路（61）では、流路断面積が急拡大しないため、このような急拡大に起因して冷媒の圧力が急上昇することがない。これにより、冷媒の過圧縮を回避しつつ、冷媒の運動エネルギーを圧力エネルギーとして回収できる。 When the slide valve (70) is in the first position, the compression chamber (23) and the movable discharge passage (61) communicate with each other, and the movable discharge passage (61) and the fixed discharge passage (62) communicate with each other. . The refrigerant compressed in the compression chamber (23) flows through the movable side discharge passage (61). In the movable-side discharge passage (61), the flow passage cross-sectional area gradually increases, so that the dynamic pressure of the refrigerant is gradually changed to a static pressure. That is, in the movable discharge channel (61), since the channel cross-sectional area does not rapidly expand, the refrigerant pressure does not rapidly increase due to such rapid expansion. Thereby, the kinetic energy of the refrigerant can be recovered as pressure energy while avoiding overcompression of the refrigerant.

また、圧縮室（23）の冷媒の一部は、固定側連通溝（63）を流れ、固定側吐出通路（62）へ流れる。固定側吐出通路（62）には、可動側吐出流路（61）を流出した冷媒と、固定側連通溝（63）を流出した冷媒とが合流する。 Further, a part of the refrigerant in the compression chamber (23) flows through the fixed side communication groove (63) and flows to the fixed side discharge passage (62). The refrigerant that has flowed out of the movable-side discharge channel (61) and the refrigerant that has flowed out of the fixed-side communication groove (63) join the fixed-side discharge passage (62).

固定側吐出通路（62）では、その流路断面積が徐々に拡大していくため、冷媒の動圧が緩やかに静圧へと変化されていく。つまり、固定側吐出流路（62）では、流路断面積が急拡大しないため、このような急拡大に起因して冷媒の圧力が急上昇することがない。これにより、冷媒の過圧縮を回避しつつ、冷媒の運動エネルギーを圧力エネルギーとして回収できる。 In the fixed-side discharge passage (62), the flow passage cross-sectional area gradually increases, so that the dynamic pressure of the refrigerant is gradually changed to a static pressure. That is, in the fixed-side discharge flow path (62), the flow path cross-sectional area does not rapidly increase, so that the refrigerant pressure does not rapidly increase due to such rapid expansion. Thereby, the kinetic energy of the refrigerant can be recovered as pressure energy while avoiding overcompression of the refrigerant.

以上のようにして、吐出通路（60）の全域に亘って運動エネルギーが回収された冷媒は、高圧空間（S2）へ流出する。高圧空間（S2）では、油分離器（16）によって冷媒中の油が分離される。分離された油は、油貯留室（17）に回収される。油が分離された高圧の冷媒は、吐出管を経由して冷媒回路へ送られる。 As described above, the refrigerant from which the kinetic energy has been recovered over the entire discharge passage (60) flows out into the high-pressure space (S2). In the high pressure space (S2), the oil in the refrigerant is separated by the oil separator (16). The separated oil is collected in the oil storage chamber (17). The high-pressure refrigerant from which the oil has been separated is sent to the refrigerant circuit via the discharge pipe.

〈スライドバルブが第２位置であるときの動作〉
スライドバルブ（70）が図２の右側へ退き、スライドバルブ（70）の先端面がシート部（13）から離れる状態（第２位置）になると、円筒壁（30）の内周面にバイパス通路（33）が開口する。この状態において、低圧空間（S1）から圧縮室（23）へ吸入された冷媒ガスは、その一部が圧縮行程途中の圧縮室（23）からバイパス通路（33）を通って低圧空間（S1）へ戻り、残りが最後まで圧縮されて高圧空間（S2）へ吐出される。 <Operation when the slide valve is in the second position>
When the slide valve (70) is retracted to the right in FIG. 2 and the tip surface of the slide valve (70) is separated from the seat (13) (second position), a bypass passage is formed on the inner peripheral surface of the cylindrical wall (30). (33) opens. In this state, a part of the refrigerant gas sucked into the compression chamber (23) from the low pressure space (S1) passes from the compression chamber (23) in the middle of the compression stroke through the bypass passage (33) to the low pressure space (S1). The rest is compressed to the end and discharged to the high-pressure space (S2).

そして、スライドバルブ（70）の先端面とスライドバルブ収納部（31）のシート部（13）との間隔が広がると（つまり、円筒壁（30）の内周面におけるバイパス通路（33）の開口面積が拡大すると）、それにつれてバイパス通路（33）を通って低圧空間（S1）へ戻る冷媒の量が増大し、高圧空間（S2）へ吐出される冷媒の量が減少する。また、スライドバルブ（70）の先端面とスライドバルブ収納部（31）のシート部（13）との間隔が広がるほど、冷媒回路の吸入配管から圧縮機（1）に吸入される冷媒の流量が少なくなり、圧縮機構（20）の容量が小さくなる。 And when the space | interval of the front end surface of a slide valve (70) and the seat part (13) of a slide valve storage part (31) spreads (that is, opening of the bypass channel (33) in the internal peripheral surface of a cylindrical wall (30)) As the area increases, the amount of refrigerant returning to the low pressure space (S1) through the bypass passage (33) increases accordingly, and the amount of refrigerant discharged to the high pressure space (S2) decreases. In addition, as the distance between the front end surface of the slide valve (70) and the seat portion (13) of the slide valve storage portion (31) increases, the flow rate of the refrigerant drawn into the compressor (1) from the suction pipe of the refrigerant circuit increases. The capacity of the compression mechanism (20) is reduced.

スライドバルブ（70）が第２位置になると、圧縮室（23）と可動側吐出通路（61）とが遮断されと同時に、可動側吐出通路（61）と固定側吐出通路（62）とも遮断される。従って、圧縮室（23）で圧縮された冷媒は、固定側連通溝（63）のみに流入し、可動側吐出通路（61）へ送られる。可動側吐出通路（61）では、その流路断面積が徐々に拡大していくため、冷媒の動圧が緩やかに静圧へと変化されていく。つまり、可動側吐出流路（61）では、流路断面積が急拡大しないため、このような急拡大に起因して冷媒の圧力が急上昇することがない。これにより、冷媒の過圧縮を回避しつつ、冷媒の運動エネルギーを圧力エネルギーとして回収できる。以上のようにして、運動エネルギーが回収された冷媒は、高圧空間（S2）へ流出した後、冷媒回路へ送られる。 When the slide valve (70) is in the second position, the compression chamber (23) and the movable discharge passage (61) are blocked, and at the same time, the movable discharge passage (61) and the fixed discharge passage (62) are also blocked. The Accordingly, the refrigerant compressed in the compression chamber (23) flows only into the fixed side communication groove (63) and is sent to the movable side discharge passage (61). In the movable-side discharge passage (61), the flow passage cross-sectional area gradually increases, so that the dynamic pressure of the refrigerant is gradually changed to a static pressure. That is, in the movable discharge channel (61), since the channel cross-sectional area does not rapidly expand, the refrigerant pressure does not rapidly increase due to such rapid expansion. Thereby, the kinetic energy of the refrigerant can be recovered as pressure energy while avoiding overcompression of the refrigerant. As described above, the refrigerant from which the kinetic energy has been recovered flows out into the high-pressure space (S2) and is then sent to the refrigerant circuit.

−実施形態の効果−
上記実施形態では、吐出通路（60）の流路断面積を徐々に拡大するようにしたため、吐出通路（60）で冷媒が過圧縮されるのを回避しつつ、冷媒の運動エネルギーを圧力エネルギーとして回収できる。これにより、圧縮機構（20）では、過圧縮に起因する圧縮動力の損失を低減でき、圧縮効率を向上できる。また、圧縮機構（20）では、吐出直前の冷媒の圧力を冷媒回路の目標の高圧圧力よりも低めに設定できる。 -Effect of the embodiment-
In the above embodiment, since the flow passage cross-sectional area of the discharge passage (60) is gradually increased, the kinetic energy of the refrigerant is used as pressure energy while avoiding over-compression of the refrigerant in the discharge passage (60). Can be recovered. Thereby, in a compression mechanism (20), the loss of the compression power resulting from overcompression can be reduced, and compression efficiency can be improved. In the compression mechanism (20), the pressure of the refrigerant immediately before discharge can be set lower than the target high pressure of the refrigerant circuit.

吐出通路（60）では、スライドバルブ（70）の可動側吐出通路（61）と、固定側吐出通路（62）との双方に拡大流路を形成している。そして、これらを繋いで構成した拡大流路は、スクリューロータ（40）の外周側から高圧空間（S2）に迂回するように形成されるため、拡大流路の流路長さを長く確保できる。この結果、特に運転容量が大きい条件（スライドバルブ（70）を第１位置とした動作）において、デフューザ効果を十分に発揮できる。 In the discharge passage (60), an enlarged flow passage is formed in both the movable discharge passage (61) and the fixed discharge passage (62) of the slide valve (70). And since the expansion flow path constituted by connecting them is formed to bypass the high-pressure space (S2) from the outer peripheral side of the screw rotor (40), it is possible to ensure a long flow path length of the expansion flow path. As a result, the diffuser effect can be sufficiently exerted particularly under conditions where the operating capacity is large (operation with the slide valve (70) as the first position).

〈実施形態の変形例〉
上記実施形態については、次のような変形例の構成としてもよい。なお、以下の変形例の構成は、シングルスクリュー圧縮機の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。 <Modification of Embodiment>
About the said embodiment, it is good also as a structure of the following modifications. In addition, as long as the structure of the following modified example does not impair the function of a single screw compressor, you may combine or substitute suitably.

〈変形例１〉
図１３〜１７に示す変形例１は、上記実施形態と可動側吐出通路（61）及び固定側吐出通路（62）の構成が異なる。即ち、可動側吐出通路（61）の可動側流入口（61a）は、上記実施形態と同様、三角形状をしている。一方、可動側吐出通路（61）の可動側流出口（61b）は、略円形状に形成されている。可動側吐出通路（61）では、可動側流入口（61a）の形状（三角形状）が、下流側に向かうにつれて徐々に可動側流出口（61b）の形状（円形状）に近づくように、流路断面の形状が変化していく。一方、図１７に示すように、変形例１の固定側吐出通路（62）の固定側流入口（62a）は、可動側流出口（61b）と同じサイズの円形状に形成されている。 <Modification 1>
13 to 17 is different from the above embodiment in the configuration of the movable discharge passage (61) and the fixed discharge passage (62). That is, the movable-side inlet (61a) of the movable-side discharge passage (61) has a triangular shape as in the above embodiment. On the other hand, the movable side outlet (61b) of the movable side discharge passage (61) is formed in a substantially circular shape. In the movable side discharge passage (61), the shape of the movable side inlet (61a) (triangular shape) gradually approaches the shape (circular shape) of the movable side outlet (61b) toward the downstream side. The shape of the road section changes. On the other hand, as shown in FIG. 17, the fixed-side inlet (62a) of the fixed-side discharge passage (62) of Modification 1 is formed in a circular shape having the same size as the movable-side outlet (61b).

変形例１では、比較的流路長が長い固定側吐出通路（62）について、流路断面の形状を全て円形に形成できる。これにより、固定側吐出通路（62）における流路抵抗を低減できる。 In Modification 1, all of the cross-sectional shape of the flow path can be formed in a circular shape for the fixed-side discharge passage (62) having a relatively long flow path length. Thereby, flow path resistance in a fixed side discharge channel (62) can be reduced.

〈変形例２〉
図１８に示す変形例２では、可動側吐出通路（61）の流路断面積が全域に亘って一定である。一方、固定側吐出通路（62）は、上記実施形態と同様にして、下流側に向かうにつれて流路断面積が徐々に大きくなっている。つまり、変形例２では、可動側吐出通路（61）と固定側吐出通路（62）のうち、固定側吐出通路（62）だけが拡大流路を構成している。なお、可動側吐出通路（61）と固定側吐出通路（62）のうち可動側吐出通路（61）だけを拡大流路とすることもできる。 <Modification 2>
In the second modification shown in FIG. 18, the cross-sectional area of the movable discharge passage (61) is constant over the entire area. On the other hand, the fixed-side discharge passage (62) has a channel cross-sectional area that gradually increases toward the downstream side in the same manner as in the above embodiment. That is, in Modification 2, only the fixed-side discharge passage (62) of the movable-side discharge passage (61) and the fixed-side discharge passage (62) constitutes an enlarged flow passage. Note that only the movable-side discharge passage (61) of the movable-side discharge passage (61) and the fixed-side discharge passage (62) can be an enlarged flow passage.

〈変形例３〉
図１９に示す変形例３では、吐出通路（60）がスライドバルブ（70）に形成される一方、上記実施形態の固定側吐出通路（62）を有していない。つまり、スライドバルブ（70）には、流入端が圧縮室（23）に連通し、流出端が高圧空間（S2）に連通する可動側吐出通路（61）が形成されている。そして、可動側吐出通路（61）が、スクリューロータ（40）の外周側に形成される拡大流路を構成している。 <Modification 3>
In Modification 3 shown in FIG. 19, the discharge passage (60) is formed in the slide valve (70), but does not have the fixed-side discharge passage (62) of the above embodiment. That is, the slide valve (70) has a movable discharge passage (61) whose inflow end communicates with the compression chamber (23) and whose outflow end communicates with the high-pressure space (S2). The movable discharge passage (61) forms an enlarged flow passage formed on the outer peripheral side of the screw rotor (40).

図２０に示すように、可動側流入口（61a）は、スライドバルブ（70）の内周面に形成される。可動側流入口（61a）は、実施形態と同様、三角形状に形成される。可動側流出口（61b）は、スライドバルブ（70）の後端面に形成される。可動側流出口（61b）は、例えば円形状に形成される。 As shown in FIG. 20, the movable side inlet (61a) is formed on the inner peripheral surface of the slide valve (70). The movable side inflow port (61a) is formed in a triangular shape as in the embodiment. The movable side outlet (61b) is formed on the rear end face of the slide valve (70). The movable side outlet (61b) is formed in a circular shape, for example.

変形例３においても、スライドバルブ（70）内の吐出通路（60）でデフューザ効果を得ることができ、圧縮効率を向上できる。 Also in the modified example 3, the diffuser effect can be obtained in the discharge passage (60) in the slide valve (70), and the compression efficiency can be improved.

〈変形例４〉
図２１に示す変形例４は、スクリュー圧縮機（1）がスライドバルブ（70）を有していない。つまり、スクリューロータ（40）の外周側には、ケーシング（10）の円筒壁（30）のみが形成される。そして、円筒壁（30）には、拡大流路を構成する固定側吐出通路（62）が形成される。固定側吐出通路（62）の固定側流入口（62a）は、圧縮室（23）に連通し、固定側吐出通路（62）の固定側流出口（62b）は、高圧空間（S2）に連通する。 <Modification 4>
In Modification 4 shown in FIG. 21, the screw compressor (1) does not have a slide valve (70). That is, only the cylindrical wall (30) of the casing (10) is formed on the outer peripheral side of the screw rotor (40). A fixed-side discharge passage (62) that constitutes an enlarged flow path is formed in the cylindrical wall (30). The fixed side inlet (62a) of the fixed side discharge passage (62) communicates with the compression chamber (23), and the fixed side outlet (62b) of the fixed side discharge passage (62) communicates with the high pressure space (S2). To do.

変形例４においても、ケーシング（10）内の吐出通路（60）でデフューザ効果を得ることができ、圧縮効率を向上できる。 Also in the modified example 4, the diffuser effect can be obtained in the discharge passage (60) in the casing (10), and the compression efficiency can be improved.

〈その他の実施形態〉
上記実施形態、及びそれらの変形例においては、以下のような構成としてもよい。 <Other embodiments>
In the said embodiment and those modifications, it is good also as following structures.

吐出通路（60）は、必ずしも２つでなくてもよく、１つ又は３つであってもよい。 The number of discharge passages (60) is not necessarily two, and may be one or three.

固定側連通溝（63）の流路断面積を下流側に向かって徐々に拡大させてもよい。つまり、拡大流路を固定側連通溝（63）に形成することもできる。また、固定側連通溝（63）を省略した構成としてもよい。 The channel cross-sectional area of the fixed side communication groove (63) may be gradually enlarged toward the downstream side. That is, the enlarged flow path can be formed in the fixed side communication groove (63). Further, the fixed side communication groove (63) may be omitted.

本発明は、シングルスクリュー圧縮機について有用である。 The present invention is useful for single screw compressors.

１０ケーシング
２３圧縮室
４０スクリューロータ
６０吐出通路
６１可動側吐出通路（拡大流路）
６２固定側吐出通路（拡大流路）
７０スライドバルブ 10 Casing 23 Compression chamber 40 Screw rotor 60 Discharge passage 61 Movable discharge passage (enlarged flow passage)
62 Fixed-side discharge passage (enlarged flow passage)
70 Slide valve

Claims

A casing (10);
One screw rotor (40) in which a spiral groove (41) is formed;
A gate rotor (50) that forms a compression chamber (23) inside the spiral groove (41) by meshing with the screw rotor (40);
A single screw compressor provided with a discharge passage (60) through which the fluid compressed in the compression chamber (23) flows,
The discharge passage (60) includes an enlarged flow path (61, 62) that gradually expands the flow path cross-sectional area toward the downstream side.

In claim 1,
In the casing (10), a high-pressure space (S2) to which an outflow end of the discharge passage (60) is connected is formed on one end side in the axial direction of the screw rotor (40). Single screw compressor.

In claim 2,
The single screw compressor, wherein the enlarged flow path (61, 62) is provided on an outer peripheral side of the screw rotor (40).

In claim 3,
A slide valve (70) having a slide valve (70) configured to be slidable in the axial direction of the screw rotor (40) and a movable discharge passage (61) capable of communicating with the compression chamber (23) is provided. ,
The single screw compressor, wherein the enlarged flow path is formed at least in the movable discharge passage (61).

In claim 4,
The movable discharge passage (61) passes through the slide valve (70) in the radial direction of the screw rotor (40),
A fixed discharge passage (62) that can communicate with the movable discharge passage (61) is formed on the outer peripheral side of the slide valve (70) in the casing (10).
The single screw compressor, wherein the enlarged flow path is formed in both the movable discharge passage (61) and the fixed discharge passage (62).

In claim 3,
The single screw compressor, wherein the enlarged flow path (62) is formed at least in the casing (10).