WO2008053749A1

WO2008053749A1 - Compresseur

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Publication number: WO2008053749A1
Application number: PCT/JP2007/070643
Authority: WO
Inventors: Kaname Ohtsuka; Takanori Murono
Original assignee: Daikin Industries, Ltd.
Priority date: 2006-11-02
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2008-05-08
Also published as: JP2008115750A; US8192187B2; EP2078863A1; EP2078863A4; CN101529096A; CN101529096B; JP4169068B2; EP2078863B1; US20100003153A1

Description

明細書

圧縮機

技術分野

[0001] この発明は、例えば空気調和機や冷蔵庫等に用いられる圧縮機に関する。

背景技術

[0002] 従来、圧縮機としては、中心軸まわりに回転すると共に中心軸方向の端面に中心軸から径方向外側に螺旋状に延びる複数の溝部を有する円盤状のスクリューロータと、中心軸まわりに回転すると共に外周に周方向に配列される複数の歯部を有するゲートロータとを有し、上記スクリューロータの溝部と上記ゲートロータの歯部とが嚙み合って圧縮室を形成するものがある（特公昭 60— 10161号公報参照）。

[0003] つまり、この圧縮機は、いわゆる、 PP型のシングルスクリュー圧縮機である。「PP型」とは、上記スクリューロータがプレート状に形成され、かつ、上記ゲートロータがプレート状に形成されてレ、ることをレ、う。

[0004] そして、上記スクリューロータ中心軸および上記ゲートロータ中心軸に直交する方向からみて、上記ゲートロータの全ての歯部は、上記スクリューロータ中心軸に重なつている。つまり、上記ゲートロータの歯部は、上記スクリューロータの径方向に沿つて、上記スクリューロータの溝部に嚙み合っている。

[0005] 上記ゲートロータ歯部側面には、上記スクリューロータと上記ゲートロータとの干渉を防ぐために、上記ゲートロータ平面と直交し、かつ上記ゲートロータの歯中心泉の回転方向を含む平面上で、上記ゲートロータ歯部側面と上記スクリューロータ溝壁面とがなす、最大角度と最小角度（以下、最大角度と最小角度がなす角を、上記ゲートロータのエッジ角といい、図 20のエッジ角度 δ 1、 δ 2を参照）が与えられている。発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] しかしながら、上記従来の圧縮機では、上記スクリューロータ中心軸および上記ゲートロータ中心軸に直交する方向からみて、上記ゲートロータの全ての歯部は、上記スクリューロータ中心軸に重なっているので、上記ゲートロータ平面と直交し、かつ上記ゲートロータの歯中心線の回転方向を含む平面上で、上記ゲートロータ歯部側面に対する上記スクリューロータ溝側面とのなす角度は、最大値と最小値との差が大きくなる。

[0007] このため、上記スクリューロータの溝部の側面と嚙み合う上記ゲートロータのシール部分のエッジ角度が鋭くなつて、上記スクリューロータの溝部と上記ゲートロータの歯部との嚙み合い部に存在するブローホール (漏れ隙間）が大きくなつて、圧縮効率が低減していた。

[0008] そこで、この発明の課題は、ブローホールを小さくして圧縮効率を向上する圧縮機を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0009] 上記課題を解決するため、この発明の圧縮機は、

中心軸まわりに回転すると共に中心軸方向の少なくとも一方の端面に中心軸から径方向外側に螺旋状に延びる複数の溝部を有する円盤状のスクリューロータと、中心軸まわりに回転すると共に外周に周方向に配列される複数の歯部を有するゲートロータとを有し、上記スクリューロータの溝部と上記ゲートロータの歯部とが嚙み合つて圧縮室を形成する圧縮機にお!/、て、

上記ゲートロータの歯部と接触する上記スクリューロータの溝部の側面の上記ゲートロータ周方向に対する傾斜角度における上記スクリューロータの径方向外側から内側までの変化幅を、

上記ゲートロータの全ての歯部が上記スクリューロータ中心軸を含む平面に重なつて!/、るときの変化幅に比べて、

小さくしたことを特徴としている。

[0010] この発明の圧縮機によれば、上記ゲートロータの歯部と接触する上記スクリュー口一タの溝部の側面の上記ゲートロータ周方向に対する傾斜角度における上記スクリユーロータの径方向外側から内側までの変化幅を、上記ゲートロータの全ての歯部が上記スクリューロータ中心軸を含む平面に重なっているときの変化幅に比べて、小さくしたので、上記スクリューロータの溝部の側面と嚙み合う上記ゲートロータのシール部分のエッジ角度を鈍くできて、上記スクリューロータの溝部と上記ゲートロータの歯部との嚙み合い部に存在するブローホール (漏れ隙間）を小さくできて、圧縮効率を向上できる。また、上記ゲートロータのシール部分の摩耗を低減できて、耐久性の向上が図れる。

[0011] また、この発明の圧縮機は、

上記スクリューロータ中心軸を含む第 1の平面と、上記スクリューロータ中心軸に直交する第 2の平面と、上記第 1の平面および上記第 2の平面に直交する第 3の平面とに関して、

上記ゲートロータ中心軸は、上記第 3の平面上にあり、

上記ゲートロータの全ての歯部の少なくとも一つは、上記第 3の平面に直交する方向からみて、上記第 1の平面に重ならな!/、ことを特徴として!/、る。

[0012] この発明の圧縮機によれば、上記ゲートロータ中心軸は、上記第 3の平面上にあり、上記ゲートロータの全ての歯部の少なくとも一つは、上記第 3の平面に直交する方向からみて、上記第 1の平面に重ならないので、上記ゲートロータの歯部と接触する上記スクリューロータの溝部の側面を、このスクリューロータの溝部の側面と接触する部分における上記ゲートロータの回転方向（つまり、上記ゲートロータ周方向）に対して、略 90° にできて、上記ゲートロータ回転方向（上記ゲートロータ周方向）と直交する平面に対する上記スクリューロータの溝部の側面の角度（以下、スクリューロータ溝傾斜角度という）の変化幅を、小さくできる。

[0013] したがって、上記スクリューロータの溝部の側面と嚙み合う上記ゲートロータのシール部分のエッジ角度を鈍くできて、上記スクリューロータの溝部と上記ゲートロータの歯部との嚙み合い部に存在するブローホール (漏れ隙間）を小さくできて、圧縮効率を向上できる。また、上記ゲートロータのシール部分の摩耗を低減できて、耐久性の向上が図れる。 [0014] また、一実施形態の圧縮機では、上記第 3の平面に直交する方向からみて、上記ゲートロータの全ての歯部における上記第 1の平面側の端面からなるゲートロータ平面と上記ゲートロータ中心軸との交点と、上記第 1の平面と、の間の距離は、上記ゲートロータの歯部の外径の 0. 05—0. 4倍である。

[0015] この実施形態の圧縮機によれば、上記第 3の平面に直交する方向からみて、上記ゲートロータの全ての歯部における上記第 1の平面側の端面からなるゲートロータ平面と上記ゲートロータ中心軸との交点と、上記第 1の平面と、の間の距離は、上記ゲートロータの歯部の外径の 0. 05—0. 4倍であるので、上記スクリューロータ溝傾斜角度の変化幅を一層小さくできる。

[0016] また、一実施形態の圧縮機では、上記第 3の平面に直交する方向からみて、上記ゲートロータの上記スクリューロータに近い側の歯部力 S、上記ゲートロータの上記スクリューロータに遠い側の歯部よりも、上記スクリューロータ中心軸に近くなるように、上記ゲートロータ中心軸は、上記第 2の平面に対して、 5° 〜30° 傾いている。

[0017] この実施形態の圧縮機によれば、上記第 3の平面に直交する方向からみて、上記ゲートロータの上記スクリューロータに近い側の歯部力 S、上記ゲートロータの上記スクリューロータに遠い側の歯部よりも、上記スクリューロータ中心軸に近くなるように、上記ゲートロータ中心軸は、上記第 2の平面に対して、 5° 〜30° 傾いているので、上記スクリューロータ溝傾斜角度の変化幅を一層小さくできる。

[0018] また、一実施形態の圧縮機では、上記第 1の平面に直交する方向からみて、上記ゲートロータ中心軸と上記スクリューロータ中心軸との間の距離 Lは、上記ゲートロータの外径 Dの 0· 7〜； ! · 2倍である。

[0019] この実施形態の圧縮機によれば、上記第 1の平面に直交する方向からみて、上記ゲートロータ中心軸と上記スクリューロータ中心軸との間の距離 Lは、上記ゲートロータの外径 Dの 0. 7〜； 1. 2倍であるので、上記距離 Lを小さくできて、小型化を図れる

〇

[0020] また、一実施形態の圧縮機では、上記ゲートロータの歯部における上記スクリューロータの溝部に接触するシール部は、曲面状に形成されている。

[0021] この実施形態の圧縮機によれば、上記ゲートロータの歯部における上記スクリューロータの溝部に接触するシール部は、曲面状に形成されているので、上記ゲート口一タの歯部と上記スクリューロータの溝部との嚙み合い部分からの圧縮流体の漏れを減らすことができて、圧縮性能を向上できる。

発明の効果

[0022] この発明の圧縮機によれば、上記ゲートロータの歯部と接触する上記スクリュー口一タの溝部の側面の上記ゲートロータ周方向に対する傾斜角度における上記スクリユーロータの径方向外側から内側までの変化幅を、上記ゲートロータの全ての歯部が上記スクリューロータ中心軸を含む第 1の平面に重なっているときの変化幅に比べて、小さくしたので、ブローホールを小さくできて、圧縮効率を向上できる。

[0023] また、この発明の圧縮機によれば、上記ゲートロータ中心軸は、上記第 3の平面上にあり、上記ゲートロータの全ての歯部の少なくとも一つは、上記第 3の平面に直交する方向からみて、上記第 1の平面に重ならないので、ブローホールを小さくして圧縮効率を向上できる。

図面の簡単な説明

[0024] [図 1]本発明の圧縮機の一実施形態を示す簡略構成図である。

[図 2]圧縮機の一部拡大図である。

[図 3]圧縮機の簡略側面図である。

[図 4]圧縮機の簡略平面図である。

[図 5]圧縮機の拡大平面図である。

[図 6]ゲートロータ中心軸傾き角度 α力 2° であり位置ずれ距離 dが 0Dであるときの、ゲートロータ嚙み合い角度 _γとスクリューロータ溝傾斜角度 /3との関係を示すグラフである。

[図 7]ゲートロータ中心軸傾き角度 αが 12° であり位置ずれ距離 dが 0· 1Dであるときの、ゲートロータ嚙み合い角度 γとスクリューロータ溝傾斜角度 /3との関係を示すグラフである。

[図 8]ゲートロータ中心軸傾き角度 αが 12° であり位置ずれ距離 dが 0· 2Dであるときの、ゲートロータ嚙み合い角度 γとスクリューロータ溝傾斜角度 /3との関係を示すグラフである。 [図 9]ゲートロータ中心軸傾き角度 αが 12° であり位置ずれ距離 dが 0· 3Dであるときの、ゲートロータ嚙み合い角度 γとスクリューロータ溝傾斜角度 /3との関係を示すグラフである。

[図 10]ゲートロータ中心軸傾き角度 αが 0° であり位置ずれ距離 dが 0Dであるときの、ゲートロータ嚙み合い角度 γとスクリューロータ溝傾斜角度との関係を示すグラフである。

[図 11]ゲートロータ中心軸傾き角度 αが 5° であり位置ずれ距離 dが 0Dであるときの、ゲートロータ嚙み合レ、角度 _γとスクリューロータ溝傾斜角度 /3との関係を示すグラフである。

園 12]ゲートロータ中心軸傾き角度 α力 2° であり位置ずれ距離 dが 0Dであるときの、ゲートロータ嚙み合い角度 γとスクリューロータ溝傾斜角度 /3との関係を示すグラフである。

[図 13]ゲートロータ中心軸傾き角度 α力 ¾0° であり位置ずれ距離 dが 0Dであるときの、ゲートロータ嚙み合い角度 γとスクリューロータ溝傾斜角度 /3との関係を示すグラフである。

[図 14]ゲートロータ中心軸傾き角度 αが 0° であり位置ずれ距離 dが 0Dであるときの、ゲートロータ嚙み合い角度 γとスクリューロータ溝傾斜角度 /3との関係を示すグラフである。

[図 15]ゲートロータ中心軸傾き角度 αが 0° であり位置ずれ距離 dが 0· 05Dであるときの、ゲートロータ嚙み合い角度 γとスクリューロータ溝傾斜角度 /3との関係を示すグラフである。

園 16]ゲートロータ中心軸傾き角度 αが 0° であり位置ずれ距離 dが 0. 1Dであるときの、ゲートロータ嚙み合い角度 γとスクリューロータ溝傾斜角度 /3との関係を示すグラフである。

[図 17]ゲートロータ中心軸傾き角度 αが 0° であり位置ずれ距離 dが 0· 15Dであるときの、ゲートロータ嚙み合い角度 γとスクリューロータ溝傾斜角度 /3との関係を示すグラフである。

[図 18]ゲートロータ中心軸傾き角度 αが 0° であり位置ずれ距離 dが 0· 2Dであるときの、ゲートロータ嚙み合い角度 γとスクリューロータ溝傾斜角度 13との関係を示すグラフである。

[図 19]ゲートロータ中心軸傾き角度 αが 0° であり位置ずれ距離 dが 0. 3Dであるときの、ゲートロータ嚙み合い角度 _γとスクリューロータ溝傾斜角度 /3との関係を示すグラフである。

[図 20]圧縮機の拡大断面図である。

[図 21]スクリューロータの溝部の数量が 3個で、ゲートロータの歯部の数量が 12個であるときの、位置ずれ距離 dと漏れ影響度との関係を示すグラフである。

[図 22]スクリューロータの溝部の数量が 6個で、ゲートロータの歯部の数量が 12個であるときの、位置ずれ距離 dと漏れ影響度との関係を示すグラフである。

発明を実施するための最良の形態

[0025] 以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

[0026] 図 1は、この発明の圧縮機の一実施形態である簡略構成図を示している。図 2は、圧縮機の一部拡大図を示している。図 1と図 2に示すように、この圧縮機は、中心軸 1 aまわりに回転すると共に中心軸 l a方向の端面に中心軸 laから径方向外側に螺旋状に延びる複数の溝部 10を有する円盤状のスクリューロータ 1と、中心軸 2aまわりに回転すると共に外周に周方向に配列される複数の歯部 20を有する円盤状のゲートロータ 2とを有し、上記スクリューロータ 1の溝部 10と上記ゲートロータ 2の歯部 20とが嚙み合って圧縮室 30を形成する。

[0027] つまり、この圧縮機は、いわゆる、 PP型のシングルスクリュー圧縮機である。「PP型」とは、上記スクリューロータ 1がプレート状に形成され、かつ、上記ゲートロータ 2がプレート状に形成されていることをいう。この圧縮機は、例えば空気調和機や冷蔵庫等に用いられる。

[0028] 上記スクリューロータ 1の両端面のそれぞれに、上記溝部 10が形成されている。上記ゲートロータ 2は、上記スクリューロータ 1の各端面に、二つずっ配設されている。そして、上記スクリューロータ 1が、上記スクリューロータ中心軸 laまわりを矢印方向に回転すると、上記溝部 10と上記歯部 20との嚙み合いによって、上記ゲートロータ 2は、追従して上記ゲートロータ中心軸 2aまわりを矢印方向に回転する。 [0029] 上記スクリューロータ 1の端面には、上記スクリューロータ中心軸 laから径方向外側に螺旋状に延びる複数のねじ山 12が設けられ、上記隣り合うねじ山 12, 12の間に、上記溝部 10が形成される。一つの上記溝部 10には、一つの上記歯部 20が嚙み合い、上記溝部 10の側面 11に、上記歯部 20の側面（つまり、シール部）が接触して、上記圧縮室 30をシールしつつ、上記歯部 20が、上記溝部 10の上記側面 11によつて、回転される。

[0030] 上記スクリューロータ 1の端面には、上記ゲートロータ 2が回転できる溝を有する（図示しない）ケーシングが取り付けられている。上記溝部 10、上記歯部 20および上記ケーシングによって閉塞された空間力上記圧縮室 30となる。

[0031] 上記ケーシングには、上記スクリューロータ 1の外周側で上記溝部 10に連通する（図示しない）吸入ポートが設けられている。上記ケーシングには、上記スクリューロータ 1の中心側で上記溝部 10に連通する（図示しない）吐出ポートが設けられている。

[0032] この圧縮機の作用を説明すると、上記吸入ポートから上記溝部 10に導入された冷媒ガスなどの流体は、上記スクリューロータ 1および上記ゲートロータ 2の回転によつて上記圧縮室 30の容積が縮小されることで、上記圧縮室 30で圧縮される。そして、圧縮された流体は、上記吐出ポートから吐出される。

[0033] 図 3の簡略側面図、および、図 4の簡略平面図に示すように、上記スクリューロータ中心軸 laを含む第 1の平面 S 1と、上記スクリューロータ中心軸 laに直交する第 2の平面 S2と、上記第 1の平面 S1および上記第 2の平面 S2の二つの平面に直交する第 3の平面 S3とを定義する。上記第 2の平面 S2は、上記スクリューロータ 1の軸方向端面に一致している。図 3は、図 2の矢印 A方向からみた図であり、図 4は、図 2の矢印 B 方向からみた図である。

[0034] 上記ゲートロータ中心軸 2aは、上記第 3の平面 S3上にある。上記ゲートロータ 2の全ての歯部 20は、上記第 3の平面 S3に直交する方向からみて、上記第 1の平面 S1 に重ならない。

[0035] 上記第 3の平面 S3に直交する方向からみて、上記ゲートロータ 2の全ての歯部 20 における上記第 1の平面 S1側の端面からなるゲートロータ平面 SGと上記ゲートロータ中心軸 2aとの交点 Pと上記第 1の平面 S 1との間の距離 d (以下、位置ずれ距離 dという）は、上記ゲートロータ 2の歯部 20の外径 Dの 0· 05—0. 4倍である（0· 05D≤d ≤0. 4D)。

[0036] 上記第 3の平面 S3に直交する方向からみて、上記ゲートロータ 2の上記スクリューロータ 1に近い側の歯部 20力上記ゲートロータ 2の上記スクリューロータ 1に遠い側の歯部 20よりも、上記スクリューロータ中心軸 laに近くなるように、上記ゲートロータ中心軸 2aは、上記第 2の平面 S2に対して、傾いている。上記ゲートロータ中心軸 2a の傾き角度 αは、 5° 〜30° である。このとき、上記歯部 20の上記溝部 10の嚙み合い深さは、上記ゲートロータ 2の外径 Dの 0. 2倍である。

[0037] 上記第 1の平面 S1に直交する方向からみて、上記ゲートロータ中心軸 2aと上記スクリューロータ中心軸 laとの間の距離 L (以下、軸間距離 Lという）は、上記ゲートロータ 2の外径 Dの 0· 7〜； ! · 2倍である（0. 7D≤L≤1. 2D)。

[0038] 上記ゲートロータ平面 SGにおいて、上記溝部 10に嚙み合っている上記歯部 20の中心泉が、上記スクリューロータ 1の軸方向端面（上記第 2の平面 S2)に平行である基準線に対して、成す角度を、ゲートロータ嚙み合い角度 γといい、上記歯部 20の中心線 (リード側とアンリード側との中間）は、上記第 2の平面 S2と平行な位置の嚙み合い始め側から、計られる。

[0039] 図 5の拡大平面図に、上記ゲートロータ 2の歯部 20において、上記スクリューロータ

1の溝部 10に嚙み合う部分の、上記ゲートロータ 2の嚙み合い最小径、中間径および最大径を示す。また、上記歯部 20において、上記ゲートロータ 2の回転方向下流側の側面を、リーディング側側面 20aとし、上記ゲートロータ 2の回転方向上流側の側面を、アンリーディング側側面 20bとする。

[0040] 次に、図 6〜図 9に、上記ゲートロータ中心軸 2aの傾き角度 α (図 3参照）を 12° とし、上記位置ずれ距離 d (図 3参照）を 0D、 0. 1D、 0. 2D、 0. 3Dと変化したときの、ゲートロータ嚙み合い角度 _γ (図 4参照）とスクリューロータ溝傾斜角度 /3との関係を示す。上記リーディング側側面 20aおよび上記アンリーディング側側面 20b (図 5参照 )のそれぞれの上記ゲートロータ 2の嚙み合い最大径および中間径（図 5参照）について、示す。上記スクリューロータ 1の溝部 10の数量は、 3個で、上記ゲートロータ 2 の歯部 20の数量は、 12個である。 [0041] ここで、スクリューロータ溝傾斜角度 βとは、図 20に示すように、上記スクリューロータ 1の溝部 10の側面 11と接触する部分における（矢印 RGにて示す）上記ゲートロータ 2の回転方向（つまり、上記ゲートロータ 2周方向）と直交する平面 Stに対する上記スクリューロータ 1の溝部 10の側面 11の角度 /3をいう。なお、上記スクリューロータ溝傾斜角度 0を、上記平面 Stを基準として、ゲートロータ回転方向（矢印 RG方向）側を、正の値（+方向）で示し、ゲートロータ回転方向（矢印 RG方向）の反対側を、負の値（-方向）で示す。

[0042] 図 6は、上記位置ずれ距離 dが 0Dであるときを示し、上記リーディング側側面 20a および上記アンリーディング側側面 20bのそれぞれの上記ゲートロータ 2の嚙み合い最大径および中間径について、スクリューロータ溝傾斜角度 βの変化幅が大きくなつている。

[0043] 図 7は、上記位置ずれ距離 dが 0. 1Dであるときを示し、図 6に示すスクリューロータ溝傾斜角度 0の変化幅よりも、スクリューロータ溝傾斜角度 0の変化幅が小さくなつている。

[0044] 図 8は、上記位置ずれ距離 dが 0· 2Dであるときを示し、図 7に示すスクリューロータ溝傾斜角度 0の変化幅よりも、スクリューロータ溝傾斜角度 0の変化幅が小さくなつている。

[0045] 図 9は、上記位置ずれ距離 dが 0. 3Dであるときを示し、図 6に示すスクリューロータ溝傾斜角度 0の変化幅よりも、スクリューロータ溝傾斜角度 0の変化幅が小さくなつている。

[0046] また、図 10〜図 13に、上記位置ずれ距離 dを 0Dとし、上記ゲートロータ中心軸 2a の傾き角度 αを 0° 、 5° 、 12° 、 20° と変化したときの、ゲートロータ嚙み合い角度 γとスクリューロータ溝傾斜角度 βとの関係を示す。他の条件は、図 6〜図 9と同じである。

[0047] 図 10は、上記ゲートロータ中心軸 2aの傾き角度 αが 0° であるときを示し、図 11は、上記ゲートロータ中心軸 2aの傾き角度 αが 5° であるときを示し、図 12は、上記ゲートロータ中心軸 2aの傾き角度 α力 2° であるときを示し、図 13は、上記ゲートロータ中心軸 2aの傾き角度 α力 ¾0° であるときを示し、上記ゲートロータ中心軸 2aの傾き角度 αが大きくなるにしたがって、スクリューロータ溝傾斜角度 /3の変化幅は、小さくなつている。

[0048] つまり、図 11〜図 13では、上記ゲートロータ 2の全ての歯部 20の少なくとも一つが、上記第 1の平面 S1に、重なっていないので、図 10に示す上記ゲートロータ 2の全ての歯部 20が上記第 1の平面 S1に重なっている場合に比べて、スクリューロータ溝傾斜角度 0の変化幅を、小さくできる。

[0049] また、図 14〜図 19に、上記ゲートロータ中心軸 2aの傾き角度 αを 0° とし、上記位置ずれ £巨離 dを 0D、 0. 05D、 0. 1D、 0. 15D、 0. 2D、 0. 3Dと変ィ匕したときの、ゲ一トロータ嚙み合い角度 γとスクリューロータ溝傾斜角度 /3との関係を示す。他の条件は、図 6〜図 9と同じである。

[0050] 図 14は、上記位置ずれ距離 dを 0Dであるときを示し、図 15は、上記位置ずれ距離 dを 0. 05Dであるときを示し、図 16は、上記位置ずれ距離 dを 0. 1Dであるときを示し、図 17は、上記位置ずれ距離 dを 0. 15Dであるときを示し、図 18は、上記位置ずれ距離 dを 0. 2Dであるときを示し、図 19は、上記位置ずれ距離 dを 0. 3Dであるときを示し、上記位置ずれ距離 dが 0Dよりも大きいと、スクリューロータ溝傾斜角度 /3の変化幅は、小さくなつている。

[0051] つまり、図 15〜図 19では、上記ゲートロータ 2の全ての歯部 20力上記第 1の平面 S 1に、重なっていないので、図 14に示す上記ゲートロータ 2の全ての歯部 20が上記第 1の平面 S1に重なっている場合に比べて、スクリューロータ溝傾斜角度 /3の変化幅を、小さくできる。

[0052] 図 20の拡大断面図に示すように、上記ゲートロータ 2の歯部 20における上記スクリユーロータ 1の溝部 10に接触するシール部 21a, 21bは、曲面状に形成されている。

[0053] つまり、上記歯部 20のリーディング側側面 20aに、リーディング側シール部 21aが形成され、上記歯部 20のアンリーディング側側面 20bに、アンリーディング側シール部 21bが形成されている。

[0054] 上記スクリューロータ 1は、下向きの矢印 RS方向に、移動し、上記ゲートロータ 2は

、左向きの矢印 RG方向に、移動する。

[0055] 上記スクリューロータ 1の溝部 10と上記ゲートロータ 2の歯部 20との嚙み合い部に、ノ、ツチングにて示すブローホール (漏れ隙間） 40, 50が存在する。

[0056] つまり、上記リーディング側シール部 21aよりも、上記スクリューロータ 1の移動方向上流側 (ハッチングにて示す上記圧縮室 30側）に、（ハッチングにて示す）リーデイング側ブローホール 40が存在し、上記アンリーディング側シール部 21bよりも、上記スクリューロータ 1の移動方向上流側（上記圧縮室 30側）に、（ハッチングにて示す）ァンリーディング側ブローホール 50が存在する。

[0057] 上記圧縮室 30にて圧縮される流体力上記ブローホール 40, 50を通って、（仮想線に示す）上記ケーシング 3の外側に漏れ出す。

[0058] そして、図 21と図 22に、上記位置ずれ距離 d (図 3参照）と、漏れ影響度との関係を示す。このとき、上記ゲートロータ中心軸 2aを傾けないで（ α =0° )、上記位置ずれ距離 dのみ， 0D〜0. 4Dの間で、変化させている。上記リーディング側ブローホール 40 (図 20参照）の漏れ影響度、上記アンリーディング側ブローホール 50 (図 20参照）の漏れ影響度、および、上記リーディング側ブローホール 40と上記アンリーディング側ブローホール 50とを合計した漏れ影響度について、示す。ここで、漏れ影響度とは、上記リーディング側ブローホール 40および上記アンリーディング側ブローホール 50 のそれぞれの面積を漏れ量に補正し、上記位置ずれ距離 dが（従来と同じ） 0Dであるときを 100としたときの度合!/、を示す。

[0059] 図 21は、上記スクリューロータ 1の溝部 10の数量が 3個で、上記ゲートロータ 2の歯部 20の数量が 12個であるときの漏れ影響度を示す。上記位置ずれ距離 dを大きくすると、漏れ影響度が小さくなつており、圧縮効率が向上する。

[0060] 図 22は、上記スクリューロータ 1の溝部 10の数量が 6個で、上記ゲートロータ 2の歯部 20の数量が 12個であるときの漏れ影響度を示す。上記位置ずれ距離 dを大きくすると、漏れ影響度が小さくなつており、圧縮効率が向上する。

[0061] 上記構成の圧縮機によれば、上記ゲートロータ中心軸 2aは、上記第 3の平面 S3上にあり、上記ゲートロータ 2の全ての歯部 20の少なくとも一つは、上記第 3の平面 S3 に直交する方向からみて、上記第 1の平面 S1に重ならないので、上記ゲートロータ 2 の歯部 20と接触する上記スクリューロータ 1の溝部 10の側面 11を、図 20に示すように、上記スクリューロータ 1の溝部 10の側面 11に接触する上記ゲートロータ 2の歯部 20の（矢印 RG似て示す）回転方向（つまり、上記ゲートロータ 2周方向）に対して、略

90° にできて、上記スクリューロータ溝傾斜角度 /3の変化幅を、小さくできる。

[0062] 具体的に述べると、本発明の上記ゲートロータ 2の位置ずれや傾きを使わない場合

(従来技術)では、吸入から吐出までにおける上記スクリューロータ溝傾斜角度 0の振れ幅は、上記リーディング側側面 20aで 16. 0。となり、上記アンリーディング側側面 20bで 15. 6° となる。これに対して、従来技術と同形状 (ゲートロータ歯数、スクリユーロータ溝数、ゲートロータ径、軸間距離、ゲートロータ歯幅、吸入カット角）の圧縮機で、本発明の上記ゲートロータ 2の位置ずれや傾きを用いた場合、上記リーデイング側側面 20aで 6. 5° となり、上記アンリーディング側側面 20bで 13. 8° となる。

[0063] 言い換えると、上記ゲートロータ 2の歯部 20と接触する上記スクリューロータ 1の溝部 10の側面 11の上記ゲートロータ 2周方向に対する傾斜角度における上記スクリュ一ロータ 1の径方向外側から内側までの変化幅を、上記ゲートロータ 2の全ての歯部 20が上記スクリューロータ中心軸 laを含む第 1の平面 S1に重なっているときの変化幅に比べて、小さくしている。なお、「ゲートロータ 2周方向」とは、言い換えると、上記スクリューロータ 1の溝部 10の側面 11に接触する上記ゲートロータ 2の歯部 20の回転方向である。また、「スクリューロータ 1の径方向外側から内側までの変化幅」とは、上記ゲートロータ 2の歯部 20に同時に接触する上記スクリューロータ 1の径方向外側から内側まで全ての上記溝部 10の傾斜角度の変化幅を!/、う。

[0064] したがって、上記スクリューロータ 1の溝部 10の側面と嚙み合う上記ゲートロータ 2 のシール部分のエッジ角度 δ 1 , δ 2 (図 20参照）を鈍くできて、上記スクリューロータ 1の溝部 10と上記ゲートロータ 2の歯部 20との嚙み合い部に存在するブローホール（漏れ隙間）を小さくできて、圧縮効率を向上できる。また、上記ゲートロータ 2のシール部分の摩耗を低減できて、耐久性の向上が図れる。

[0065] つまり、本発明では、 ΡΡ型シングルスクリュー圧縮機において、上記ゲートロータ 2 の歯部 20と接触する上記スクリューロータ 1の溝部 10の側面の角度は、上記スクリュ一ロータ 1に対する上記ゲートロータ 2の位置をずらせることにより、変化するということを見出した。

[0066] また、上記第 3の平面 S3に直交する方向からみて、上記位置ずれ距離 dは、上記ゲートロータ 2の歯部 20の外径 Dの 0. 05〜0. 4倍であるので、上記スクリューロータ溝傾斜角度 βの変化幅を一層小さくできる。

[0067] また、上記第 3の平面 S3に直交する方向からみて、上記ゲートロータ 2の上記スクリユーロータ 1に近い側の歯部 20力 S、上記ゲートロータ 2の上記スクリューロータ 1に遠い側の歯部 20よりも、上記スクリューロータ中心軸 laに近くなるように、上記ゲート口ータ中心軸 2aは、上記第 2の平面 S2に対して、 5° 〜30° 傾いているので、上記スクリューロータ溝傾斜角度 0の変化幅を一層小さくできる。

[0068] つまり、 PP型シングルスクリュー圧縮機では、上記ゲートロータ 2と嚙み合う上記スクリューロータ 1の速度は、外周部と中心部では、大きな差がある。特に、上記スクリュ一ロータ 1の中心部では、上記スクリューロータ 1の回転速度に対して、上記ゲート口ータ 2の回転速度が相対的に大きくなつて、上記スクリューロータ溝傾斜角度 /3が大きぐ変化する。

[0069] これを解決するために、上記スクリューロータ 1と上記ゲートロータ 2との軸間距離 L を大きくして、上記スクリューロータ 1の外周部と中心部での上記スクリューロータ 1の速度変化を小さくすることが考えられるが、上記スクリューロータ 1の外径が大きくなり、圧縮機の最大径が大きくなる問題がある。

[0070] そこで、上記ゲートロータ中心軸 2aを、上記スクリューロータ中心軸 laに直交する平面に対して、 5° 〜30° 傾けることで、上記スクリューロータ 1の外径を大きくしないで、上記スクリューロータ溝傾斜角度 0の変化幅を小さくできる。

[0071] また、上記第 1の平面 S1に直交する方向からみて、上記ゲートロータ中心軸 2aと上記スクリューロータ中心軸 laとの間の距離 Lは、上記ゲートロータ 2の外径 Dの 0. 7〜 1. 2倍であるので、上記距離 Lを小さくできて、小型化を図れる。

[0072] 言い換えると、上記スクリューロータ溝傾斜角度 βの振れ幅を小さくできるので、上記距離 Lを小さくしても、上記ゲートロータ 2と上記スクリューロータ 1の接触角の変化幅を抑制できて、圧縮効率を維持したまま、小型化を図れる。

[0073] また、上記ゲートロータ 2の歯部 20における上記スクリューロータ 1の溝部 10に接触するシール部 21a, 21bは、曲面状に形成されているので、上記ゲートロータ 2の歯部 20と上記スクリューロータ 1の溝部 10との嚙み合い部分からの圧縮流体の漏れを減らすことができて、圧縮性能を向上できる。

[0074] 言い換えると、上記スクリューロータ溝傾斜角度 βの振れ幅を小さくできるので、上記ゲートロータ 2の上記シール部 21a, 21bを曲面状に形成できる。具体的に述べると、エンドミルにより上記スクリューロータ 1の溝部 10を加工し、エンドミルにより上記ゲ一トロータ 2の歯部 20のシーノレ部 21a, 21bを曲面状に形成したとき、上記シール部 21 a, 21bは、上記ゲートロータ 2の歯部 20の厚みを厚くすることなぐ上記傾斜角度の最大値および最小値に対応できる。

[0075] なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記スクリューロータ 1 の一方の端面のみに上記溝部 10を設けてもよい。また、上記ゲートロータ 2の数量の増減は自由である。また、上記ゲートロータ 2の歯部 20における上記スクリューロータ 1の溝部 10に接触するシール部 21a, 21bは、鋭角状に形成されていてもよい。また、上記スクリューロータ 1および上記ゲートロータ 2の回転方向は、それぞれ、逆になつてもよい。

Claims

請求の範囲

[1] 中心軸（la)まわりに回転すると共に中心軸（la)方向の少なくとも一方の端面に中心軸（la)から径方向外側に螺旋状に延びる複数の溝部（10)を有する円盤状のスクリューロータ（1)と、中心軸（2a)まわりに回転すると共に外周に周方向に配列される複数の歯部（20)を有するゲートロータ（2)とを有し、上記スクリューロータ（1)の溝部 (10)と上記ゲートロータ（2)の歯部（20)とが嚙み合って圧縮室（30)を形成する圧縮機において、

上記ゲートロータ（2)の歯部（20)と接触する上記スクリューロータ（1)の溝部（10) の側面（11)の上記ゲートロータ（2)周方向に対する傾斜角度における上記スクリュ一ロータ（ 1 )の径方向外側から内側までの変化幅を、

上記ゲートロータ（2)の全ての歯部（20)が上記スクリューロータ中心軸（la)を含む平面（S 1)に重なっているときの変化幅に比べて、

小さくしたことを特徴とする圧縮機。

[2] 中心軸（la)まわりに回転すると共に中心軸（la)方向の少なくとも一方の端面に中心軸（la)から径方向外側に螺旋状に延びる複数の溝部（10)を有する円盤状のスクリューロータ（1)と、中心軸（2a)まわりに回転すると共に外周に周方向に配列される複数の歯部（20)を有するゲートロータ（2)とを有し、上記スクリューロータ（1)の溝部 (10)と上記ゲートロータ（2)の歯部（20)とが嚙み合って圧縮室（30)を形成する圧縮機において、

上記スクリューロータ中心軸（l a)を含む第 1の平面（S 1)と、上記スクリューロータ中心軸（la)に直交する第 2の平面（S2)と、上記第 1の平面（S 1)および上記第 2の平面（S2)に直交する第 3の平面（S3)とに関して、

上記ゲートロータ中心軸（2a)は、上記第 3の平面（S3)上にあり、

上記ゲートロータ（2)の全ての歯部（20)の少なくとも一つは、上記第 3の平面（S3) に直交する方向からみて、上記第 1の平面（S 1)に重ならないことを特徴とする圧縮機。

[3] 請求項 2に記載の圧縮機において、

上記第 3の平面（S3)に直交する方向からみて、上記ゲートロータ（2)の全ての歯部（20)における上記第 1の平面（SI)側の端面からなるゲートロータ平面（SG)と上記ゲートロータ中心軸（2a)との交点（P)と、上記第 1の平面（S1)と、の間の距離 (d) は、上記ゲートロータ（2)の歯部（20)の外径（D)の 0· 05—0. 4倍であることを特徴とする圧縮機。

請求項 2に記載の圧縮機において、

上記第 3の平面（S3)に直交する方向からみて、上記ゲートロータ（2)の上記スクリユーロータ）に近レ、側の歯部 (20) ヽ上記ゲートロータ（2)の上記スクリューロータ (1)に遠レ、側の歯部 (20)よりも、上記スクリューロータ中心軸（la)に近くなるように、上記ゲートロータ中心軸（2a)は、上記第 2の平面（S2)に対して、 5° 〜30° 傾いて Vヽることを特徴とする圧縮機。

請求項 2に記載の圧縮機において、

上記第 1の平面（S1)に直交する方向からみて、上記ゲートロータ中心軸（2a)と上記スクリューロータ中心軸（la)との間の距離（Uは、上記ゲートロータ（2)の外径（D )の 0· 7〜； ! · 2倍であることを特徴とする圧縮機。

請求項 2に記載の圧縮機において、

上記ゲートロータ（2)の歯部（20)における上記スクリューロータ（1)の溝部（10)に接触するシール部（21a, 21b)は、曲面状に形成されていることを特徴とする圧縮機