JP4623089B2

JP4623089B2 - スクリュー圧縮機

Info

Publication number: JP4623089B2
Application number: JP2007329094A
Authority: JP
Inventors: モハモドアンワーホセイン; 正典増田; 要大塚
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2007-12-20
Filing date: 2007-12-20
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2027-12-20
Also published as: US20100260639A1; CN101903659B; EP2236831A1; WO2009081788A1; US8992195B2; EP2236831B1; CN101903659A; JP2009150314A; EP2236831A4

Description

本発明は、スクリュー圧縮機に関する。

従来より、特許文献１および２に示されるように、螺旋状の溝を有するスクリューロータと、その螺旋状の溝に噛み合う複数の歯を有するゲートロータとを備えたスクリュー圧縮機がある。

このようなスクリュー圧縮機では、スクリューロータをモータで駆動することにより、スクリューロータの一端からケーシング内部に吸入された圧縮媒体が、ケーシングとスクリューロータの溝とゲートロータの歯とによって形成された圧縮室で圧縮され、その後、ゲートロータの歯が溝から外れたときに、高圧ガスがスクリューロータの他端側から吐出するようになっている。
特開２０００−２５７５７８号公報特開２００３−２８６９８６号公報

しかし、上記特許文献１および２に記載されているような従来のスクリュー圧縮機は、いずれもスクリューロータの一端側から吸入して他端側から吐出するので、スクリューロータの高圧側付近に設けられた、スクリューロータとケーシングとの間の高圧側のシール部分であるラビリンスシール等からの圧縮媒体の洩れが発生しており性能低下の原因となっている。

また、スクリューロータにかかる圧力バランスを考えた場合、低圧側から高圧側へ一方向のスラスト荷重がスクリューロータに常時かかるので、スラスト荷重を完全に抑えることが困難な構造になっている。

さらに、スクリュー圧縮機は、通常、容量を大きくしていけば圧縮機効率が向上するが、ある容量レベルを超えると、圧力損失やシール部分における洩れ等が生じるので、圧縮機効率が低下する。したがって、シール部分における圧縮媒体の洩れが原因となって、大容量のスクリュー圧縮機の性能を向上させることが困難になっている。

本発明の課題は、高圧側の洩れおよびスラスト荷重を低減できるスクリュー圧縮機を提供することにある。

第１発明のスクリュー圧縮機は、１本のスクリューロータと、複数のゲートロータと、ケーシングとを備えている。スクリューロータは、外周面に螺旋状の溝を有し、回転自在である。ゲートロータは、スクリューロータの溝に噛み合う複数の歯が放射状に配置されている。ケーシングは、スクリューロータを収納する。螺旋状の溝は、スクリューロータの一端側から他端側に向かって流体を圧縮する第１スクリュー溝と、スクリューロータの他端側から一端側に向かって圧縮する第２スクリュー溝とを有している。第１スクリュー溝および第２スクリュー溝は、スクリューロータの回転軸方向に並んで面対称に配置されている。ケーシングは、吸入口と、吐出口とを有している。吸入口は、スクリューロータの両側付近に形成されている。吸入口は、ケーシング内部に圧縮媒体を吸入する。吐出口は、スクリューロータの第１スクリュー溝と第２スクリュー溝の形成部分の中間付近に形成されている。吐出口は、ケーシング内部で圧縮された圧縮媒体を吐出する。スクリューロータは、中間部分から両端へ向かうにつれて細くなる形状を有している。

ここでは、１本のスクリューロータの螺旋状の溝が、２種類のスクリュー溝、すなわち、スクリューロータの一端側から他端側に向かって流体を圧縮する第１スクリュー溝と、スクリューロータの他端側から一端側に向かって圧縮する第２スクリュー溝とを有している。これにより、従来のスクリューロータ端部のスラスト軸受付近で生じる高圧側の冷媒の漏れを低減でき、高効率・大容量のシングルスクリュー圧縮機をコンパクトに製造することが可能である。

ここでは、吸入口がスクリューロータの両側付近に形成され、吐出口がスクリューロータの第１スクリュー溝と第２スクリュー溝の形成部分の中間付近に形成されている。これにより、スクリューロータの両側に吸入口を設けることによりモータの冷却を容易に行うことが可能である。スクリューロータが収納された空間とは別の空間にモータが収納された圧縮機である開放型圧縮機の場合、両側に吸入口を設けることによりシャフトのシール部分からの圧縮媒体の洩れを低減できる。

ここでは、スクリューロータが中間部分から両端へ向かうにつれて細くなる形状を有しているので、従来のスクリューロータ端部のスラスト軸受付近で生じる高圧側の冷媒の漏れを低減でき、高効率・大容量のシングルスクリュー圧縮機をコンパクトに製造することが可能である。また、第１スクリュー溝および第２スクリュー溝のそれぞれの低圧側から高圧側へ向かう方向へスクリューロータに作用するスラスト荷重を完全に取ることができる。とくに、このような面対称のテーパ状のスクリューロータでは、スラスト荷重を相殺するために、大径側の吐出部分に吐出カット等の切欠きを設ける必要がなくなる。しかも、スクリュー圧縮機は、従来の２段圧縮用のスクリュー圧縮機等と比較して、部品点数を低減でき、製造コストの低減も可能である。

また、第１スクリュー溝および第２スクリュー溝がスクリューロータの回転軸方向に並んで面対称に配置されているので、これにより、従来のスクリューロータ端部のスラスト軸受付近で生じる高圧側の冷媒の漏れを低減でき、高効率・大容量のシングルスクリュー圧縮機を製造することが可能である。また、第１スクリュー溝および第２スクリュー溝のそれぞれの低圧側から高圧側へ向かう方向へスクリューロータに作用するスラスト荷重のバランスを完全に取ることができる。

第２発明の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、複数のゲートロータは、スクリューロータの第１スクリュー溝および第２スクリュー溝に対応して、スクリューロータの回転軸方向に並んで面対称に配置されている。

ここでは、複数のゲートロータが、スクリューロータの第１スクリュー溝および第２スクリュー溝に対応して、スクリューロータの回転軸方向に並んで面対称に配置されているので、従来のスクリューロータ端部のスラスト軸受付近で生じる高圧側の冷媒の漏れを低減でき、高効率・大容量のシングルスクリュー圧縮機を製造することが可能である。また、第１スクリュー溝および第２スクリュー溝のそれぞれの低圧側から高圧側へ向かう方向へスクリューロータに作用するスラスト荷重のバランスを完全に取ることができる。

第３発明の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、両持ち軸受をさらに備えている。両持ち軸受は、スクリューロータの両端にそれぞれ配置されている。

ここでは、スクリューロータの両端にそれぞれ配置された両持ち軸受をさらに備えているので、スクリューロータの中間部分の吸入口または吐出口を共通化でき、小型で高効率・大容量の圧縮機を開発することができる。

第１発明によれば、従来のスクリューロータ端部のスラスト軸受付近で生じる高圧側の冷媒の漏れを低減でき、高効率・大容量のシングルスクリュー圧縮機をコンパクトに製造することができる。

また、スクリューロータの両側に吸入口を設けることによりモータの冷却を容易に行うことが可能である。スクリューロータが収納された空間とは別の空間にモータが収納された圧縮機である開放型圧縮機の場合、両側に吸入口を設けることによりシャフトのシール部分からの圧縮媒体の洩れを低減できる。

また、従来のスクリューロータ端部のスラスト軸受付近で生じる高圧側の冷媒の漏れを低減でき、高効率・大容量のシングルスクリュー圧縮機をコンパクトに製造することが可能である。また、第１スクリュー溝および第２スクリュー溝のそれぞれの低圧側から高圧側へ向かう方向へスクリューロータに作用するスラスト荷重を完全に取ることができる。とくに、このような面対称のテーパ状のスクリューロータでは、スラスト荷重を相殺するために、大径側の吐出部分に吐出カット等の切欠きを設ける必要がなくなる。しかも、スクリュー圧縮機は、従来の２段圧縮用のスクリュー圧縮機等と比較して、部品点数を低減でき、製造コストの低減もできる。

また、従来のスクリューロータ端部のスラスト軸受付近で生じる高圧側の冷媒の漏れを低減でき、高効率・大容量のシングルスクリュー圧縮機を製造することが可能である。また、第１スクリュー溝および第２スクリュー溝のそれぞれの低圧側から高圧側へ向かう方向へスクリューロータに作用するスラスト荷重のバランスを完全に取ることができる。

第２発明によれば、従来のスクリューロータ端部のスラスト軸受付近で生じる高圧側の冷媒の漏れを低減でき、高効率・大容量のシングルスクリュー圧縮機を製造することが可能である。また、第１スクリュー溝および第２スクリュー溝のそれぞれの低圧側から高圧側へ向かう方向へスクリューロータに作用するスラスト荷重のバランスを完全に取ることができる。

第３発明によれば、スクリューロータの中間部分の吸入口または吐出口を共通化でき、小型で高効率・大容量の圧縮機を開発することができる。

つぎに本発明のスクリュー圧縮機の実施形態を図面を参照しながら説明する。

〔第１実施形態〕
＜シングルスクリュー圧縮機１の全体構成＞
図１〜３に示されるシングルスクリュー圧縮機１は、１本のスクリューロータ２と、ケーシング３と、スクリューロータ２の回転軸となるシャフト４と、４個のゲートロータ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄと、スクリューロータ２の中間部分を支持する中間軸受１３とを備えている。ケーシング３は、スクリューロータ２、シャフト４、ゲートロータ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、および中間軸受１３を気密状態で収納する。

また、第１実施形態のスクリュー圧縮機１は、図１に示されるように、中間軸受１３の他にも、シャフト４の両端を支持する軸受１７をさらに備えている。

＜スクリューロータ２の構成＞
スクリューロータ２は、外周面に複数本の螺旋状の溝１１ａ、１１ｂを有している円柱状のロータである。スクリューロータ２は、シャフト４と一体になって、ケーシング３の内部で回転することが可能である。

螺旋状の溝１１ａ、１１ｂは、スクリューロータ２の一端側（図２〜３の右側）から他端側（図２〜３の左側）に向かって流体を圧縮する第１スクリュー溝１１ａと、スクリューロータ２の他端側から一端側に向かって圧縮する第２スクリュー溝１１ｂとを有している。これにより、従来のスクリューロータ端部のスラスト軸受付近で生じる高圧側の冷媒の漏れを低減できる。

また、第１スクリュー溝１１ａおよび第２スクリュー溝１１ｂは、スクリューロータ２の回転軸方向（すなわち、シャフト４の延びる方向）に並んで面対称に配置されている。すなわち、図２〜３において、第１スクリュー溝１１ａおよび第２スクリュー溝１１ｂは、中間軸受１３を挟んで左右対称に形成されている。これにより、従来のスクリューロータ端部のスラスト軸受付近で生じる高圧側の冷媒の漏れを低減でき、高効率・大容量のシングルスクリュー圧縮機を製造することが可能である。また、第１スクリュー溝１１ａおよび第２スクリュー溝１１ｂのそれぞれの低圧側から高圧側へ向かう方向（例えば、スクリューロータ２の両端から中間軸受１３へ向かう方向へ）へスクリューロータ２に作用するスラスト荷重のバランスを完全に取ることができる。

スクリューロータ２は、中間軸受１３によって支持されている。中間軸受１３の外周面は、ケーシング３の円筒部分３ｄの内壁に嵌合されている。

中間軸受１３は、スクリューロータ２における第１スクリュー溝１１ａの形成部分と第２スクリュー溝１１ｂの形成部分との間に配置されている。これにより、１個の中間軸受１３でスクリューロータ２に作用するスラスト荷重を受けることができる。

シャフト４は、スクリューロータ２と結合され、一端がケーシング３外部の駆動用モータ１４に連結されている。また、シャフト４は、ケーシング３内部に固定された軸受１７によって両端支持されている。

＜ゲートロータ５ａ〜５ｄの構成＞
４つのゲートロータ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、いずれも、スクリューロータ２の溝１１ａ、１１ｂに噛み合う複数の歯１２が放射状に配置された回転体であり、ゲートロータシャフト８の回りに回転することが可能である。ゲートロータシャフト８は、ケーシング３の内壁に回転自在に支持されている。ゲートロータ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの歯は、ケーシング３の円筒部分３ｄに形成されたスリット３ｅを通して、スクリューロータ２の溝１１ａ、１１ｂに噛み合っている。

複数のゲートロータ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、スクリューロータ２の第１スクリュー溝１１ａおよび第２スクリュー溝１１ｂに対応して、スクリューロータ２の回転軸方向に並んで面対称に配置されている。

ゲートロータシャフト８は、４つのゲートロータ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄのそれぞれの開口２１に挿入され、各ゲートロータを回転自在に支持する。具体的には、ゲートロータシャフト８には、ゲートロータ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを支持するゲートロータサポート２７がゲートロータシャフト８に対して同軸上に固定されている。ゲートロータサポート２７は、ゲートロータ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄとほぼ相似形であって少し小さい寸法を有している。ゲートロータ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、ゲートロータサポート２７に対して回転できないようにピン２４で固定されている。ゲートロータシャフト８は、スクリューロータ２のシャフト４に対して直交している。

ゲートロータ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの歯１２は、ケーシング３に形成されたスリット３ｅを通して、ケーシング３内部のスクリューロータ２の螺旋状の溝１１と噛み合うことが可能である。４枚のゲートロータ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、スクリューロータ２の回転中心に対して対称であり、かつ、の回転軸方向に並んで面対称に配置されている、
スクリューロータ２が回転すれば、ゲートロータ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの複数の歯１２は、順次複数の溝１１に噛み合うことができる。

ケーシング３は、吸入口１５と、吐出口１６とを有している。吸入口１５は、スクリューロータ２の両側付近に形成されている。吸入口１５は、ケーシング３内部に圧縮媒体を吸入する。図１に示されるケーシング３では、吸入口１５は、ケーシング３の低圧（ＬＰ）のチャンバ部分３ａに一時的に導入された冷媒を、スクリューロータ２が配置されている低圧（ＬＰ）の低圧空間３ｂへ吸入する。低圧のチャンバ部分３ａは、ケーシング３外部から吸気管（図示せず）を介して冷媒ガスが導入される。

高圧（ＨＰ）側である吐出口１６は、スクリューロータ２の第１スクリュー溝１１ａと第２スクリュー溝１１ｂの形成部分の中間付近に形成されている。吐出口１６は、ケーシング３内部の円筒部分３ｄとスクリュー溝１１ａ、１１ｂとゲートロータ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの歯１２とで囲まれて形成された圧縮室で圧縮された圧縮媒体をケーシング３外部へ吐出する。

具体的には、図１に示されるように、ケーシング３におけるスクリューロータ２の両端付近には、ケーシング３内部で圧縮される冷媒を吸入する吸入口１５が、ゲートロータ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄに対応してそれぞれ１個ずつ開口されている。一方、ケーシング３におけるスクリューロータ２の中間付近には、ケーシング３内部で圧縮された冷媒を吐出するための吐出口１６が、スクリューロータ２の上下両側にそれぞれ開口されている。これにより、スクリューロータ２の両側に吸入口１５（吸入ポート）を設けることによりモータ１４の冷却を容易に行うことが可能である。スクリューロータ２が収納された低圧空間３ｂとは別の空間３ａにモータ１４が収納された圧縮機である開放型圧縮機の場合、両側に吸入口１５（吸入ポート）を設けることによりシャフト４のシール部分からの冷媒ガスの洩れを低減できる。

＜シングルスクリュー圧縮機１の動作説明＞
図１〜３に示されるシングルスクリュー圧縮機１は、以下のようにしてガスを圧縮する。

まず、シャフト４がケーシング３外部のモータ１４から回転駆動力を受けると、スクリューロータ２が矢印Ｒ１の方向に回転する。このとき、スクリューロータ２の螺旋状の溝１１ａに噛み合うゲートロータ５ａ、５ｂは、その歯１２が螺旋状の溝１１の内壁に押されることによって、矢印Ｒ２の方向へ回転する。一方、溝１１ａと面対称の螺旋状の溝１１ｂに噛み合うゲートロータ５ｃ、５ｄは、その歯１２が螺旋状の溝１１の内壁に押されることによって、矢印Ｒ３の方向へ回転する。

このとき、スクリューロータ２の上下左右の４箇所では、それぞれ、ケーシング３の円筒部分３ｄの内面と、スクリューロータ２の溝１１ａ、１１ｂと、ゲートロータ５ａ〜５ｄの歯１２とで仕切られて形成された圧縮室の容積が減少する。

ゲートロータ５ａ〜５ｄに対応する４つの圧縮室の容積の減少を利用することによって、ケーシング３の吸入口１５を介してチャンバ部分３ａから低圧空間３ｂへ導入される圧縮前の冷媒は、溝１１と歯１２とが噛み合う直前に圧縮室に導かれ、溝１１と歯１２とが噛み合っている間に圧縮室の容積が減少して冷媒が圧縮され、その後、溝１１と歯１２との噛み合いが外れた直後に、圧縮された冷媒が、スクリューロータ２の上下両側に開口する吐出口１６からケーシング３の外部へ吐出される。

＜第１実施形態の特徴＞
（１）
螺旋状の溝１１ａ、１１ｂは、スクリューロータ２の一端側（図２〜３の右側）から他端側（図２〜３の左側）に向かって流体を圧縮する第１スクリュー溝１１ａと、スクリューロータ２の他端側から一端側に向かって圧縮する第２スクリュー溝１１ｂとを有している。これにより、従来のスクリューロータ２の端部のスラスト軸受付近で生じる高圧側の冷媒の漏れ（とくに、ラビリンスシールからの洩れ）を低減でき、高効率・大容量のシングルスクリュー圧縮機をコンパクトに製造することが可能である。また、第１スクリュー溝１１ａおよび第２スクリュー溝１１ｂのそれぞれの低圧側から高圧側へ向かう方向（例えば、スクリューロータ２の両端から中間軸受１３へ向かう方向へ）へスクリューロータ２に作用するスラスト荷重の偏りを低減することができる。しかも、このような構造のスクリュー圧縮機１では、従来の２段圧縮用のスクリュー圧縮機等と比較して、部品点数を低減でき、製造コストの低減も可能である。

（２）
第１実施形態のスクリュー圧縮機１では、また、第１スクリュー溝１１ａおよび第２スクリュー溝１１ｂは、スクリューロータ２の回転軸方向（すなわち、シャフト４の延びる方向）に並んで面対称に配置されている。すなわち、図２〜３において、第１スクリュー溝１１ａおよび第２スクリュー溝１１ｂは、中間軸受１３を挟んで左右対称に形成されている。これにより、従来のスクリューロータ端部のスラスト軸受付近で生じる高圧側の冷媒ガスの漏れ（とくに、ラビリンスシールからの洩れ）を低減でき、高効率・大容量のシングルスクリュー圧縮機を製造することが可能である。また、第１スクリュー溝１１ａおよび第２スクリュー溝１１ｂのそれぞれの低圧側から高圧側へ向かう方向（例えば、スクリューロータ２の両端から中間軸受１３へ向かう方向へ）へスクリューロータ２に作用するスラスト荷重のバランスを完全に取ることができる。

（３）
第１実施形態のスクリュー圧縮機１では、複数のゲートロータ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、スクリューロータ２の第１スクリュー溝１１ａおよび第２スクリュー溝１１ｂに対応して、スクリューロータ２の回転軸方向に並んで面対称に配置されている。

これにより、従来のスクリューロータ端部のスラスト軸受付近で生じる高圧側の冷媒ガスの漏れ（とくに、ラビリンスシールからの洩れ）を低減でき、高効率・大容量のシングルスクリュー圧縮機を製造することが可能である。また、第１スクリュー溝１１ａおよび第２スクリュー溝１１ｂのそれぞれの低圧側から高圧側へ向かう方向（例えば、スクリューロータ２の両端から中間軸受１３へ向かう方向へ）へスクリューロータ２に作用するスラスト荷重のバランスを完全に取ることができる。

（４）
第１実施形態のスクリュー圧縮機１では、スクリューロータ２における第１スクリュー溝１１ａの形成部分と第２スクリュー溝１１ｂの形成部分との間に配置された中間軸受１３をさらに備えている。これにより、１個の中間軸受１３でスクリューロータ２に作用するスラスト荷重を受けることができ、しかも、スクリューロータ２の支持部分の部品点数が少なくて済む。

（５）
第１実施形態のスクリュー圧縮機１では、吸入口１５がスクリューロータ２の両側付近に形成され、吐出口１６がスクリューロータ２の第１スクリュー溝１１ａと第２スクリュー溝１１ｂの形成部分の中間付近に形成されている。これにより、スクリューロータ２の両側に吸入口１５（吸入ポート）を設けることによりモータ１４の冷却を容易に行うことが可能である。スクリューロータ２が収納された低圧空間３ｂとは別の空間３ａにモータ１４が収納された圧縮機である開放型圧縮機の場合、両側に吸入口１５（吸入ポート）を設けることによりシャフト４のシール部分からの冷媒ガスの洩れを低減できる。

＜第１実施形態の変形例＞
（Ａ）
上記第１実施形態では、吸入口１５がスクリューロータ２の両側付近に形成され、吐出口１６がスクリューロータ２の第１スクリュー溝１１ａと第２スクリュー溝１１ｂの形成部分の中間付近に形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、吸入口１５と吐出口１６と配置を入れ替えてもよい。

すなわち、スクリュー圧縮機１の第１実施形態の変形例では、図４に示されるように、ケーシング３は、スクリューロータ２の両側付近に形成された、ケーシング３内部で圧縮された圧縮媒体を吐出する吐出口１６と、スクリューロータ２の前記第１スクリュー溝１１ａと第２スクリュー溝１１ｂの形成部分の中間付近に形成された、ケーシング３内部に圧縮媒体を吸入する吸入口１５とを有している。その他の構成については、図１〜３に示されるスクリュー圧縮機１の構成と共通している。

このように、吸入口１５がスクリューロータ２の第１スクリュー溝１１ａと第２スクリュー溝１１ｂの形成部分の中間付近に形成され、吐出口１６がスクリューロータ２の両側付近に形成されていることにより、吸入圧損を低減でき、高効率シングルスクリュー圧縮機を製造することが可能になる。

［第２実施形態］
上記第１実施形態では、スクリューロータ２における第１スクリュー溝１１ａの形成部分と第２スクリュー溝１１ｂの形成部分との間に配置された中間軸受１３を備えたスクリュー圧縮機を例にあげて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

第２実施形態のスクリュー圧縮機３１は、図５に示されるように、上記の中間軸受１３の代わりに、スクリューロータ２の両端にそれぞれ配置された両持ち軸受１８ａ、１８ｂをさらに備えている。その他の構成は、第１実施形態のスクリュー圧縮機１と共通している。なお、スクリューロータ２における第１スクリュー溝１１ａの形成部分と第２スクリュー溝１１ｂの形成部分との間には、溝が形成されていない部分１９が若干形成されている。

また、スクリュー圧縮機３１では、吸入口１５がスクリューロータ２の両側付近に形成され、吐出口１６がスクリューロータ２の第１スクリュー溝１１ａと第２スクリュー溝１１ｂの形成部分の中間付近に形成されている。

＜第２実施形態の特徴＞
（１）
第２実施形態のスクリュー圧縮機３１は、スクリューロータ２の両端にそれぞれ配置された両持ち軸受１８ａ、１８ｂをさらに備えているので、スクリューロータ２の中間部分の吸入口１５または吐出口１６を共通化でき、小型で高効率・大容量の圧縮機を開発することができる。

（２）
また、第１実施形態と同様に、第２実施形態のスクリュー圧縮機３１でも、吸入口１５がスクリューロータ２の両側付近に形成され、吐出口１６がスクリューロータ２の第１スクリュー溝１１ａと第２スクリュー溝１１ｂの形成部分の中間付近に形成されているので、スクリューロータ２の両側に吸入口１５（吸入ポート）を設けることによりモータ１４の冷却を容易に行うことが可能である。スクリューロータ２が収納された低圧空間３ｂとは別の空間３ａにモータ１４が収納された圧縮機である開放型圧縮機の場合、両側に吸入口１５（吸入ポート）を設けることによりシャフト４のシール部分からの冷媒ガスの洩れを低減できる。

＜第２実施形態の変形例＞
（Ａ）
上記第２実施形態では、吸入口１５がスクリューロータ２の両側付近に形成され、吐出口１６がスクリューロータ２の第１スクリュー溝１１ａと第２スクリュー溝１１ｂの形成部分の中間付近に形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１実施形態と同様に、吸入口１５と吐出口１６と配置を入れ替えてもよい。

この場合も、図６に示されるように、吸入口１５がスクリューロータ２の第１スクリュー溝１１ａと第２スクリュー溝１１ｂの形成部分の中間付近に形成され、吐出口１６がスクリューロータ２の両側付近に形成されていることにより、吸入圧損を低減でき、高効率シングルスクリュー圧縮機を製造することが可能になる。

［第３実施形態］
上記第１および第２実施形態では円柱状のスクリューロータ２が採用された例が示されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の形状のスクリューロータを採用することができる。

例えば、図７に示される第３実施形態のスクリュー圧縮機５１では、スクリューロータ５２は、中間部分から両端へ向かうにつれて細くなる形状を有しており、面対称の両側テーパ状のスクリューロータを構成している。

また、スクリュー圧縮機５１では、吸入口１５がスクリューロータ２の両側付近に形成され、吐出口１６がスクリューロータ２の第１スクリュー溝１１ａと第２スクリュー溝１１ｂの形成部分の中間付近に形成されている。したがって、面対称の両側テーパ状のスクリューロータ５２の両端の低圧側から、第１スクリュー溝１１ａと第２スクリュー溝１１ｂへ冷媒が導入され、中間部分の最も胴回りが広い部分の高圧側で高圧冷媒が吐出されるので、第１スクリュー溝１１ａ側と第２スクリュー溝１１ｂ側でそれぞれ生じるスラスト荷重が相殺される。

また、第３実施形態のスクリュー圧縮機５１は、図７に示されるように、上記第２実施形態と同様に、スクリューロータ５２の両端にそれぞれ配置された両持ち軸受１８ａ、１８ｂをさらに備えている。その他の構成は、第２実施形態のスクリュー圧縮機３１と共通している。また、スクリューロータ５２における第１スクリュー溝１１ａの形成部分と第２スクリュー溝１１ｂの形成部分との間には、溝が形成されていない部分５３が若干形成されている。

＜第３実施形態の特徴＞
（１）
第３実施形態のスクリュー圧縮機５１では、スクリューロータ５２は、中間部分から両端へ向かうにつれて細くなる形状を有しているので、従来のスクリューロータ端部のスラスト軸受付近で生じる高圧側の冷媒の漏れ（とくに、ラビリンスシールからの洩れ）を低減でき、高効率・大容量のシングルスクリュー圧縮機をコンパクトに製造することが可能である。

（２）
また、第１スクリュー溝１１ａおよび第２スクリュー溝１１ｂのそれぞれの低圧側から高圧側へ向かう方向（例えば、スクリューロータ５２の両端から中間軸受１３へ向かう方向）へスクリューロータ２に作用するスラスト荷重を完全に取ることができる。とくに、このような面対称のテーパ状のスクリューロータ５２では、スラスト荷重を相殺するために、大径側の吐出部分に吐出カット等の切欠きを設ける必要がなくなる。

（３）
しかも、スクリュー圧縮機５１は、従来の２段圧縮用のスクリュー圧縮機等と比較して、部品点数を低減でき、製造コストの低減も可能である。

（４）
また、第１実施形態と同様に、第３実施形態のスクリュー圧縮機５１でも、吸入口１５がスクリューロータ５２の両側付近に形成され、吐出口１６がスクリューロータ２の第１スクリュー溝１１ａと第２スクリュー溝１１ｂの形成部分の中間付近に形成されているので、スクリューロータ５２の両側に吸入口１５（吸入ポート）を設けることによりモータ１４の冷却を容易に行うことが可能である。スクリューロータ５２が収納された低圧空間３ｂとは別の空間３ａにモータ１４が収納された圧縮機である開放型圧縮機の場合、両側に吸入口１５（吸入ポート）を設けることによりシャフト４のシール部分からの冷媒ガスの洩れを低減できる。

本発明は、スクリューロータおよびゲートロータを備えたスクリュー圧縮機について広く適用することが可能である。

本発明の第１実施形態に係わるシングルスクリュー圧縮機の断面図。本発明の第１実施形態に係わるシングルスクリュー圧縮機の主要部分の構成図。図１のスクリューロータおよびゲートロータの配置を示す構成図。本発明の第１実施形態の変形例である、スクリューロータの中間付近から吸入して両側から吐出するスクリュー圧縮機の構成図。本発明の第２実施形態に係わるスクリューロータの両端を支持する両持ち軸受を備えたスクリュー圧縮機の構成図。本発明の第２実施形態の変形例である、スクリューロータの中間付近から吸入して両側から吐出するスクリュー圧縮機の構成図。本発明の第３実施形態に係わる両側が面対称のテーパ形状であるスクリューロータを備えたスクリュー圧縮機の構成図。

１、３１、５１スクリュー圧縮機
２、５２スクリューロータ
３ケーシング
４シャフト
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄゲートロータ
８ゲートロータシャフト
１１ａ第１スクリュー溝
１１ｂ第２スクリュー溝
１２歯
１３中間軸受
１５吸入口
１６吐出口
１８ａ、１８ｂ両持ち軸受

Claims

外周面に螺旋状の溝（１１ａ、１１ｂ）を有する回転自在の１本のスクリューロータ（５２）と、
前記スクリューロータ（５２）の溝（１１ａ、１１ｂ）に噛み合う複数の歯（１２）が放射状に配置された複数のゲートロータ（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）と、
前記スクリューロータ（５２）を収納するケーシング（３）と
を備えており、
前記螺旋状の溝（１１ａ、１１ｂ）は、
前記スクリューロータ（５２）の一端側から他端側に向かって流体を圧縮する第１スクリュー溝（１１ａ）と、
前記スクリューロータ（５２）の他端側から一端側に向かって圧縮する第２スクリュー溝（１１ｂ）と
を有しており、
前記第１スクリュー溝（１１ａ）および第２スクリュー溝（１１ｂ）は、前記スクリューロータ（５２）の回転軸方向に並んで面対称に配置されており、
前記ケーシング（３）は、
前記スクリューロータ（５２）の両側付近に形成された、前記ケーシング（３）内部に圧縮媒体を吸入する吸入口（１５）と、
前記スクリューロータ（５２）の前記第１スクリュー溝（１１ａ）と第２スクリュー溝（１１ｂ）の形成部分の中間付近に形成された、前記ケーシング（５２）内部で圧縮された圧縮媒体を吐出する吐出口（１６）と
を有しており、
前記スクリューロータ（５２）は、中間部分から両端へ向かうにつれて細くなる形状を有している、
スクリュー圧縮機（５１）。
前記複数のゲートロータ（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）は、前記スクリューロータ（５２）の第１スクリュー溝（１１ａ）および第２スクリュー溝（１１ｂ）に対応して、前記スクリューロータ（５２）の回転軸方向に並んで面対称に配置されている、
請求項１に記載のスクリュー圧縮機（５１）。
前記スクリューロータ（５２）の両端にそれぞれ配置された両持ち軸受（１８ａ、１８ｂ）をさらに備えている、
請求項１または２に記載のスクリュー圧縮機（５１）。