JPH06101668A - シングルスクリュー圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ケーシング１の周壁１０の開口端面１１とゲ
ートロータ３の表面３０との間で、起動時等の過渡期に
おいて焼き付きが生じるのを防止できながら、高圧側か
ら低圧側への作動流体の漏れ量を低減して性能の向上を
図る。 【構成】 周壁１０の開口端面１１に、スクリューロー
タ２の軸方向に平行に延び、外周部高圧域に隣接させる
溝４を設けて、この溝４に、頭部に膨出部５０を設けた
シール部材５を移動自由に介装し、その背部に、隙間部
６０ａを介して高圧圧力を導く背圧機構６１を設け、シ
ール部材５とゲートロータ３との接触によりシールを行
い、周壁１０の開口端面１１をシール面に使用せずに、
この開口端面３０とゲートロータ３の表面３０との間に
比較的大きな隙間を確保した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷凍機等に使用するシ
ングルスクリュー圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種圧縮機は、実開平２−９４
３９０号公報に開示され且つ図５に示すように、ケーシ
ングＣに回転自由に内装するスクリューロータＲと、シ
ャフトＳをもち、ケーシングＣの周壁Ｗから内部空間に
突入してスクリューロータＲに係合するゲートロータＧ
とを備え、ゲートロータＧの突入部を受け入れる周壁Ｗ
の開口端面ＰとゲートロータＧの表面Ｆとの間を所定の
シール隙間を介して近接させて、内部に画成する圧縮空
間Ｈから低圧側に作動流体が漏れるのを一定範囲内で抑
制できるようにしている。尚、ＢはシャフトＳの正逆ス
ラスト軸受兼ラジアル軸受、Ｖはラジアル軸受である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、以上のもので
は、周壁Ｗの開口端面ＰとゲートロータＧの表面Ｆとの
間を所定のシール隙間を介して近接させてシールを行う
のみであるから、定常運転時のみならず起動当初等の運
転の過渡期においても、これら面Ｐ，Ｆの間で、過剰な
接触による焼き付き事故が生じるのを回避するため、比
較的大きなシール隙間を確保せざるを得ず、このため、
高圧側から低圧側への作動流体の漏れ量が多い問題があ
る。

【０００４】すなわち、定常運転時に前記した面Ｐ，Ｆ
の間に適正な微小隙間を確保していても、運転の過渡期
においては、ケーシングＣとゲートロータＧのシャフト
Ｓとの間に、これらの熱容量や放熱経路の差異等に基づ
いて比較的大きな温度差がつき、低温のケーシングＣに
対してシャフトＳが高温になる。しかも、シャフトＳは
軸方向に長く、ケーシングＣに対し変形が起こり易い形
状となっている。こうして、ケーシングＣに対してシャ
フトＳが軸方向に大きく延び、定常運転時に確保した適
正なシール隙間が保たれなくなる。この場合、一般に、
シャフトＳは、ゲートロータＧの表面Ｆに対し裏面側に
位置する正逆スラスト軸受兼ラジアル軸受Ｂで軸方向の
動きが拘束されるから、該シャフトＳは、前記した面
Ｐ，Ｆ間を埋めようとする向きに変位し、これら面Ｐ，
Ｆの間で接触による焼き付き事故が発生することにな
る。従って、これら面Ｐ，Ｆ間には、大きな隙間を確保
せざるを得ず、該隙間を通って一旦圧縮した作動流体が
吸入側に漏れて再度圧縮されることになり、損失が大き
くなる問題が起こるのである。

【０００５】又、焼き付きを回避するため、前記面Ｐ，
Ｆ間に無制限に大きな隙間を確保するわけにはいかない
から、シャフトＳの熱変形を見込んだ所定の適当な隙間
を設定する必要があり、その隙間調整がきわめて煩雑と
なる問題もある。

【０００６】本発明の主目的は、ケーシングにおける周
壁の開口端面とゲートロータの表面との間のシール部分
で、定常運転時のみならず過渡運転時においても焼き付
きが生じるのを防止できながら、高圧側から低圧側への
作動流体の漏れ量を低減することができ、性能の向上を
図ると共に、そのシール部分での煩雑な隙間設定を緩和
でき、組付性の向上をも図れるスクリュー圧縮機を提供
する点にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、上記主目的を達
成するため、第一に、ケーシング１に回転自由に内装す
るスクリューロータ２と、シャフト３１をもち、前記ケ
ーシング１の周壁１０から該ケーシング１の内部空間に
突入して前記スクリューロータ２に係合するゲートロー
タ３とを備え、前記スクリューロータ２と、前記ケーシ
ング１の内部空間に突入するゲートロータ３及び前記ケ
ーシング１とで圧縮空間を形成するようにしたシングル
スクリュー圧縮機において、前記ゲートロータ３の突入
部を受け入れ、該ゲートロータ３の表面３０に対向する
前記周壁１０の開口端面１１に、前記スクリューロータ
２の軸方向に平行に延び、該スクリューロータ２の外周
部高圧域に隣接する溝４を設けて、この溝４に、前記ゲ
ートロータ３の表面３０に接触する頭部をもつシール部
材５を、前記シャフト３１の軸方向に移動自由に介装す
ると共に、前記シール部材５の背部に、該シール部材５
を前記ゲートロータ３の表面側に付勢する付勢手段６を
設けた。

【０００８】第二に、上記第一の手段において付勢手段
６の構成の簡易化を図るため、該付勢手段６を、溝４の
底部とスクリューロータ２の外周部高圧域とを連通させ
る連通路６０をもった背圧機構６１で構成した。

【０００９】第三に、上記第二の手段において一層の構
成の簡易化を図るため、連通路６０を、溝４とシール部
材５との間の幅方向に設ける隙間部６０ａで構成した。

【００１０】第四に、上記第一の手段において更に一層
の漏れの低減を図るため、シール部材５の頭部に、スク
リューロータ２と溝４との間に位置する周壁１０におけ
る内方側の開口端面１１ａに対向状に張り出す膨出部５
０を設けた。

【００１１】第五に、上記第四の手段において、膨出部
５０の肉厚を大きく確保してその強度向上を図ると共
に、溝４の部分の破損をも同時に防止するため、周壁１
０における内方側の開口端面１１ａを、溝４の外方に位
置する外方側の開口端面１１ｂに対して低く形成した。

【００１２】

【作用】上記第一の手段により、シール部材５の頭部が
背部からの付勢手段６の付勢によってゲートロータ３の
表面３０に接触し、これらシール部材５とゲートロータ
３との接触により、スクリューロータ２の外周部高圧域
が低圧側に対して遮断され、高圧側から低圧側への作動
流体の漏れを低減することができる。このため、周壁１
０の開口端面１１とゲートロータ３の表面３０との間
を、直接的にシール隙間とする必要がなく、これら周壁
１０の開口端面１１とゲートロータ３の表面３０との間
に比較的大きな隙間を確保することができる。そして、
起動当初等の運転の過渡期において、ケーシング１とゲ
ートロータ３のシャフト３１との間の温度差に基づく熱
変形の差異により、周壁１０の開口端面１１とゲートロ
ータ３の表面３０との隙間が縮小しても、これに応じて
シール部材５はシャフト３１の軸方向に変位して溝４の
内部に逃げ、シール部材５とゲートロータ３との適正な
接触状態が保たれるため、焼き付き事故が発生するのを
回避することができる。又、シール部材５の頭部とゲー
トロータ３の表面３０との接触によりシールを行い、周
壁１０の開口端面１１とゲートロータ３の表面３０との
間をシール隙間にする必要がなくなるため、これら開口
端面１１と表面３０との間の煩雑な隙間設定も不要にす
ることができる。

【００１３】上記第二の手段により、スクリューロータ
２の外周部高圧域から連通路６０を介して溝４の底部に
導く圧力によってシール部材５の背部に背圧を加えるこ
とができ、この連通路６０をもつ背圧機構６１によりシ
ール部材５をゲートロータ３に適正に接触させることが
できる。このため、付勢手段６として特別な部材を用い
る必要がなく、それだけ構成の簡易化が図れる。

【００１４】第三の手段により、溝４とシール部材５と
の間の幅方向に設ける隙間部６０ａを介して溝４の底部
に背圧を導くことができ、特別に、溝４の底部とスクリ
ューロータ２の外周部高圧域との間に周壁１０の内部に
貫通する連通穴を設ける必要がなく、一層の構成の簡易
化が図れる。

【００１５】第四の手段により、膨出部５０がスクリュ
ーロータ２と溝４との間にできてしまう隙間をも埋め、
スクリューロータ２の外周部高圧域から低圧側への漏れ
を一層低減することができる。

【００１６】第五の手段により、膨出部５０を設けて漏
れの一層の低減化が図れながら、この膨出部５０の肉厚
を、内方側の開口端面１１ａを外方側の開口端面１１ｂ
よりも低くした分だけ厚く確保することができ、この膨
出部５０の強度を高めることができると共に、溝４の内
方側の壁部分が低くなるため、該溝４の破損をも防止す
ることができる。

【００１７】

【実施例】図３に示すものは、作動流体にフロン系のガ
スを用い、冷凍機に使用するシングルスクリュー圧縮機
であって、ケーシング１の内部中央部に、外周部に軸方
向に沿ってら旋状に延びる複数のスクリュー溝２０をも
ち、中心部にモータに直結する駆動軸７を結合したスク
リューロータ２を回転自由に配設すると共に、このスク
リューロータ２の左右両側部に、それぞれ、正逆スラス
ト軸受兼ラジアル軸受３２及びラジアル軸受３３を介し
て軸支するシャフト３１をもち、図４に明示するよう
に、ケーシング１の周壁１０から該ケーシング１の内部
空間に突入して外周部に備える複数の歯３ａをスクリュ
ー溝２０に係合させた一対のゲートロータ３を配設した
ものである。

【００１８】そして、前記スクリュー溝２０と、ケーシ
ング１の内部空間に突入するゲートロータ３及びケーシ
ング１とで、外方側の低圧室１２と画成する圧縮空間９
を形成し、この圧縮空間９で、低圧室１２に開放された
低圧の吸入ガスを圧縮するようにしている。尚、図３
中、８は、スクリューロータ２の外周部に付設する容量
制御用のスライド弁である。

【００１９】以上の構成において、図４に示すように、
前記ゲートロータ３の突入部を受け入れ、該ゲートロー
タ３の表面３０に対向する前記周壁１０の開口端面１１
に、前記スクリューロータ２の軸方向に平行に延び、該
スクリューロータ２の外周部高圧域に隣接する溝４を設
ける。

【００２０】そして、図１に明示するように、前記溝４
の内部に、前記ゲートロータ３の表面３０に接触する頭
部をもつシール部材５を、前記シャフト３１の軸方向に
移動自由に介装すると共に、前記シール部材５の背部
に、該シール部材５を前記ゲートロータ３の表面側に付
勢する付勢手段６を設ける。

【００２１】前記付設手段６は、溝４の底部に板バネ等
の弾性体を介装して構成することも可能だが、このもの
では、溝４の底部とスクリューロータ２の外周部高圧域
とを連通させる連通路６０をもった背圧機構６１により
付勢手段６を構成し、構成の簡易化を図っている。

【００２２】更に、溝４の底部に圧力を導くには、溝４
の底部とスクリューロータ２の外周部高圧域との間で周
壁１０に貫通する連通穴を設けて構成することも可能だ
が、このものでは 溝４とシール部材５との間の幅方向
に設ける隙間部６０ａにより連通路６０を構成し、構成
の一層の簡易化を図っている。

【００２３】又、シール部材５の頭部には、スクリュー
ロータ２と溝４との間に位置する周壁１０における内方
側の開口端面１１ａに対向状に張り出す膨出部５０を設
けており、スクリューロータ２と溝４との間に空く隙間
をも埋め、漏れの一層の低減が図れるようにしている。

【００２４】その上、周壁１０における内方側の開口端
面１１ａを、溝４の外方に位置する外方側の開口端面１
１ｂに対して低く形成し、膨出部５０の肉厚を厚く確保
してその強度を高めると共に、溝４の内方側の壁部分を
低くして、該溝４の破損も防止できるようにしている。

【００２５】こうして、以上の構成により、シール部材
５の頭部が背部からの背圧によってゲートロータ３の表
面３０に接触し、これらシール部材５とゲートロータ３
との接触により、スクリューロータ２の外周部高圧域が
低圧側に対して遮断され、高圧側から低圧側へのガス漏
れを低減することができる。このため、周壁１０の開口
端面１１とゲートロータ３の表面３０との間を、直接的
にシール隙間とする必要がなく、これら周壁１０の開口
端面１１とゲートロータ３の表面３０との間に比較的大
きな隙間を確保することができる。

【００２６】そして、起動当初等の運転の過渡期におい
て、ケーシング１とゲートロータ３のシャフト３１との
間の温度差に基づく熱変形の差異により、図２に示すよ
うに周壁１０の開口端面１１とゲートロータ３の表面３
０との隙間が縮小しても、これに応じてシール部材５は
シャフト３１の軸方向に変位して溝４の内部に逃げ、シ
ール部材５とゲートロータ３との適正な接触状態が保た
れるため、焼き付き事故が発生するのを回避することが
できる。

【００２７】又、シール部材５の頭部とゲートロータ３
の表面３０との接触によりシールを行い、周壁１０の開
口端面１１とゲートロータ３の表面３０との間をシール
隙間にする必要がなくなるため、これら開口端面１１と
表面３０との間の煩雑な隙間設定も不要にすることがで
きる。

【００２８】

【発明の効果】以上、請求項１記載の発明によれば、ケ
ーシング１における周壁１０の開口端面１１に、スクリ
ューロータ２の軸方向に平行に延び、該スクリューロー
タ２の外周部高圧域に隣接する溝４を設けて、この溝４
に、ゲートロータ３の表面３０に接触する頭部をもつシ
ール部材５を、ゲートロータ３のシャフト３１の軸方向
に移動自由に介装すると共に、シール部材５の背部に、
該シール部材５をゲートロータ３の表面側に付勢する付
勢手段６を設けたから、周壁１０の開口端面１１とゲー
トロータ３の表面３０との間で、定常運転時のみならず
過渡運転時においても焼き付きが生じるのを防止できな
がら、スクリューロータ２の外周部高圧域から低圧側へ
の作動流体の漏れ量を低減することができ、その性能の
向上を図ることができると共に、シール隙間の煩雑な調
節を緩和でき、組付性の向上をも図れるのである。

【００２９】請求項２記載の発明によれば、付勢手段６
として特別な部材を用いる必要がなく、背圧機構６１に
よりシール部材５をゲートロータ３に適正に接触させる
ことができ、それだけ構成の簡易化が図れる。

【００３０】請求項３記載の発明によれば、溝４とシー
ル部材５との間の幅方向に設ける隙間部６０ａを有効利
用でき、一層の構成の簡易化が図れる。

【００３１】請求項４記載の発明によれば、膨出部５０
によりスリューロータ２と溝４との間に空く隙間をも埋
めることができ、スクリューロータ２の外周部高圧域か
ら低圧側への漏れを一層低減することができる。

【００３２】請求項５記載の発明によれば、膨出部５０
を設けて漏れの一層の低減化が図れながら、この膨出部
５０の肉厚を厚く確保することができ、この膨出部５０
の強度を高めることができると共に、溝４の破損をも防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシングルスクリュー圧縮機の定常
運転時における要部断面図。

【図２】同過渡運転時における要部断面図。

【図３】同圧縮機の全体構造を示す断面図。

【図４】図３におけるＡ，Ａ線で破断した断面図。

【図５】従来のシングルスクリュー圧縮機の部分断面
図。

【符号の説明】

１；ケーシング、１０；周壁、１１；開口端面、２；ス
クリューロータ、３；ゲートロータ、３０；表面、３
１；シャフト、４；溝、５；シール部材、５０；膨出
部、６；付勢手段、６０；連通路、６０ａ；隙間部、６
１；背圧機構

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ケーシング１に回転自由に内装するスクリ
   ューロータ２と、シャフト３１をもち、前記ケーシング
   １の周壁１０から該ケーシング１の内部空間に突入して
   前記スクリューロータ２に係合するゲートロータ３とを
   備え、前記スクリューロータ２と、前記ケーシング１の
   内部空間に突入するゲートロータ３及び前記ケーシング
   １とで圧縮空間を形成するようにしたシングルスクリュ
   ー圧縮機において、前記ゲートロータ３の突入部を受け
   入れ、該ゲートロータ３の表面３０に対向する前記周壁
   １０の開口端面１１に、前記スクリューロータ２の軸方
   向に平行に延び、該スクリューロータ２の外周部高圧域
   に隣接する溝４を設けて、この溝４に、前記ゲートロー
   タ３の表面３０に接触する頭部をもつシール部材５を、
   前記シャフト３１の軸方向に移動自由に介装すると共
   に、前記シール部材５の背部に、該シール部材５を前記
   ゲートロータ３の表面側に付勢する付勢手段６を設けて
   いることを特徴とするシングルスクリュー圧縮機。
2. 【請求項２】付勢手段６が、溝４の底部とスクリューロ
   ータ２の外周部高圧域とを連通させる連通路６０をもっ
   た背圧機構６１から成る請求項１記載のシングルスクリ
   ュー圧縮機。
3. 【請求項３】連通路６０が、溝４とシール部材５との間
   の幅方向に設ける隙間部６０ａから成る請求項２記載の
   シングルスクリュー圧縮機。
4. 【請求項４】シール部材５の頭部に、スクリューロータ
   ２と溝４との間に位置する周壁１０における内方側の開
   口端面１１ａに対向状に張り出す膨出部５０を設けてい
   る請求項１記載のシングルスクリュー圧縮機。
5. 【請求項５】周壁１０における内方側の開口端面１１ａ
   を、溝４の外方に位置する外方側の開口端面１１ｂに対
   して低く形成している請求項４記載のシングルスクリュ
   ー圧縮機。