WO2017141768A1 - スクリュー圧縮機 - Google Patents

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WO2017141768A1
WO2017141768A1 PCT/JP2017/004387 JP2017004387W WO2017141768A1 WO 2017141768 A1 WO2017141768 A1 WO 2017141768A1 JP 2017004387 W JP2017004387 W JP 2017004387W WO 2017141768 A1 WO2017141768 A1 WO 2017141768A1
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WO
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passage
outer peripheral
inner peripheral
discharge
compression mechanism
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PCT/JP2017/004387
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English (en)
French (fr)
Inventor
治則 宮村
広道 上野
Original Assignee
ダイキン工業株式会社
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    • F04C2250/10Geometry of the inlet or outlet
    • F04C2250/102Geometry of the inlet or outlet of the outlet

Definitions

  • the present invention relates to a screw compressor.
  • screw compressors equipped with a compression mechanism having a screw rotor and a gate rotor are known.
  • Patent Document 1 discloses this type of screw compressor.
  • the plurality of gates of the gate rotor mesh with the spiral groove of the screw rotor, and the screw rotor is accommodated in the cylinder portion.
  • a compression chamber for compressing fluid is defined between the screw rotor, the gate, and the cylinder portion.
  • the fluid compressed by the compression mechanism flows into the high-pressure space after flowing through the discharge passage.
  • the discharge passage is formed along the outer peripheral surface of the cylinder portion. That is, the high-temperature fluid discharged from the compression mechanism is guided to the high-pressure space after heating the cylinder portion. If it carries out like this, due to the difference in the thermal expansion characteristic of a screw rotor and a cylinder part, it can prevent that the internal peripheral surface of a cylinder part and the rotating screw rotor contact, and can avoid the seizure of a screw rotor by extension.
  • the discharge passage described in Patent Document 1 includes a first passage in which a discharge port of the compression mechanism opens and a second passage on the downstream side of the first passage.
  • the first passage and the second passage are arranged in the circumferential direction along the inner peripheral surface of the outer peripheral wall portion of the casing, and extend in the axial direction of the cylinder portion.
  • the fluid discharged from the compression mechanism flows out to the first passage through the discharge port, and then flows in the axial direction of the cylinder portion so as to go to the suction side (low pressure space side) of the compression mechanism.
  • the fluid that has flowed out of the first passage changes direction in the circumferential direction of the cylinder portion, and then flows into the second passage.
  • the fluid in the second passage flows in the axial direction of the cylinder portion so as to go to the discharge side (discharge space side) of the compression mechanism, and is guided to the high-pressure space.
  • the inventors of the present application have found a problem that noise is increased due to the pulsation of the fluid compressed by the compression mechanism in such a conventional discharge passage.
  • fluid pulsation also referred to as discharge pulsation
  • the first passage is formed along the inner peripheral surface of the outer peripheral wall portion of the casing while opening at the discharge port. For this reason, the sound caused by the pulsation generated in the first passage is easily transmitted to the outside through the casing, and there is a problem that the noise increases due to this. Such a problem becomes more prominent as the compression mechanism is increased in size and speed.
  • the present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to provide a screw compressor that can reduce noise caused by fluid pulsation in the discharge passage while heating the cylinder portion with fluid. is there.
  • a first invention is directed to a screw compressor, and includes a casing (11) including an outer peripheral wall portion (65), a screw rotor (40) in which a spiral groove (41) is formed, and the spiral groove (41).
  • a compression mechanism having a gate rotor (50) including a plurality of meshing gates (54) and a cylinder part (31) for accommodating the screw rotor (40) and disposed inside the outer peripheral wall part (65) (30), a discharge passage (70) through which the fluid compressed by the compression mechanism (30) flows is formed inside the outer peripheral wall portion (65), and the discharge passage (70)
  • An inner peripheral side passage (71) extending in the axial direction of the cylinder portion (31) along the outer peripheral surface of the cylinder portion (31), and along the inner peripheral side passage (71) and the outer peripheral wall portion (65).
  • An outer peripheral side passage (75) extending in the axial direction of the cylinder portion (31), and the fluid compressed by the compression mechanism (30) Further, it is characterized in that it is configured to flow in the order of the inner peripheral side passage (71) and the outer peripheral side passage (75).
  • the fluid compressed by the compression mechanism (30) first flows through the inner peripheral passage (71).
  • the inner peripheral passage (71) is formed along the outer peripheral surface of the cylinder part (31).
  • a cylinder part (31) can be heated with the comparatively high temperature fluid immediately after being compressed.
  • contact between the inner peripheral surface of the cylinder part (31) and the rotating screw rotor (40) due to the difference in thermal expansion characteristics between the screw rotor (40) and the cylinder part (31) can be prevented.
  • seizure of the screw rotor (40) can be avoided.
  • the outer peripheral side passage (75) is formed around the inner peripheral side passage (71), and is separated from the outer peripheral wall portion (65) of the casing (11) as compared with the conventional example. For this reason, the noise resulting from the pulsation of the fluid flowing through the inner peripheral side passage (71) is not easily transmitted to the outside of the casing (11).
  • the outer peripheral passage (75) is located downstream of the inner peripheral passage (71). For this reason, the discharge pulsation of the fluid flowing through the outer peripheral side passage (75) is smaller than the discharge pulsation of the fluid flowing through the inner peripheral side passage (71). Therefore, even if the outer peripheral side passage (75) is formed along the casing (11), the noise transmitted to the outside of the casing (11) due to the fluid pulsation in the outer peripheral side passage (75) is not so great.
  • the fluid flowing through the inner peripheral passage (71) and the fluid flowing through the outer peripheral passage (75) are in opposite directions.
  • a communication path (73) that communicates the downstream end of the inner circumferential path (71) and the upstream end of the outer circumferential path (75).
  • the direction of the fluid flowing through the inner peripheral side passage (71) and the direction of the fluid flowing through the outer peripheral side passage (75) are opposite. For this reason, the fluid that has flowed out of the inner peripheral passage (71) flows into the outer peripheral passage (75) in a U-turn manner. As a result, the pulsation of the fluid flowing through the outer peripheral passage (75) is further attenuated.
  • the third invention is characterized in that, in the first or second invention, the entire outer peripheral surface of the inner peripheral passage (71) is surrounded by the outer peripheral passage (75).
  • the entire area of the inner peripheral passage (71) is located away from the casing (11), the sound accompanying the pulsation of the fluid in the inner peripheral passage (71) is transmitted to the outside of the casing (11). It is possible to effectively suppress transmission.
  • the noise caused by the pulsation of the fluid can be reduced by interposing the outer peripheral side passage (75) between the inner peripheral side passage (71) and the outer peripheral wall portion (65) of the casing (11). Can be reduced.
  • the discharge pulsation of the fluid flowing in the outer peripheral side passage (75) can be effectively attenuated, and noise can be further reduced.
  • the outer periphery side passage (75) covers the entire area of the inner periphery side passage (71), so that noise to the outside of the casing (11) can be further reduced.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a screw compressor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the vicinity of the compression mechanism in the screw compressor.
  • FIG. 3 is a perspective view of the main part of the compression mechanism as viewed from above.
  • FIG. 4 is a perspective view of the main part of the compression mechanism as viewed from the side.
  • FIG. 5 is an enlarged view of the vicinity of the discharge passage in FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 5 and illustrates the structure of the casing.
  • FIG. 7 (A) is a schematic plan view showing the suction stroke of the screw compressor
  • FIG. 7 (B) is a schematic plan view showing the compression stroke of the screw compressor
  • FIG. It is a schematic plan view which shows the discharge stroke of a screw compressor.
  • the screw compressor (10) shown in FIG. 1 is connected to a refrigerant circuit of a refrigeration apparatus, for example.
  • the refrigerant discharged from the screw compressor circulates to perform a refrigeration cycle.
  • the screw compressor (10) includes a casing (11), an electric motor (20), a drive shaft (23), a compression mechanism (30), and a slide valve mechanism (60). Yes.
  • the casing (11) shown in FIG. 1 is composed of a horizontally long semi-sealed container made of metal.
  • the casing (11) has a casing body (12), a suction side cover (13), and a discharge side cover (14).
  • the opening part of the suction side cover part (13) is fixed to one end in the longitudinal direction of the casing body part (12) (the left end part in FIG. 1).
  • the opening part of the discharge side cover part (14) is fixed to the other end in the longitudinal direction of the casing body part (12) (the right end part in FIG. 1).
  • the suction part (13a) to which the suction pipe is connected is formed on the upper part of the suction side cover part (13).
  • the suction part (13a) is connected to a low-pressure gas line of the refrigerant circuit.
  • the low-pressure refrigerant sucked into the screw compressor (10) flows through the suction part (13a).
  • a discharge part (14a) is formed in the upper part of the discharge side cover part (14).
  • the discharge part (14a) is connected to the high-pressure gas line of the refrigerant circuit.
  • the high-pressure refrigerant after being compressed by the screw compressor (10) flows through the discharge part (14a).
  • a low-pressure space (S1) (also referred to as a suction space) is formed on the front side (left side in FIG. 1) of the compression mechanism (30). Low-pressure refrigerant sucked into the compression mechanism (30) flows through the low-pressure space (S1).
  • the low pressure space (S1) is provided with a filter (16) that captures foreign matter in the low pressure refrigerant.
  • a high-pressure space (S2) (also referred to as a discharge space) is formed on the rear side (right side in FIG. 1) of the compression mechanism (30).
  • the high-pressure refrigerant discharged from the compression mechanism (30) flows through the high-pressure space (S2).
  • a demister (17) for separating oil from the high pressure refrigerant is provided in the high pressure space (S2) in the high pressure space (S2).
  • an oil reservoir part (19) is formed in the lower part of the high pressure space (S2).
  • the oil reservoir (19) stores oil for lubricating sliding portions such as the compression mechanism (30) and the bearing portions (24, 25, 27).
  • the oil in the oil reservoir (19) is supplied to these sliding portions via an oil passage (not shown) formed in the discharge side partition (15).
  • the casing body (12) includes a substantially cylindrical outer peripheral wall (65) formed so as to surround the compression mechanism (30). That is, the compression mechanism (30) is disposed inside the outer peripheral wall portion (65).
  • the electric motor (20) is disposed in the low pressure space (S1).
  • the electric motor (20) includes a stator (21) and a rotor (22).
  • the stator (21) is fixed to the inner peripheral surface of the casing body (12).
  • a rotor (22) passes through the stator (21) in a rotatable manner.
  • a drive shaft (23) is fixed to the center of the rotor (22).
  • the drive shaft (23) extends in the horizontal direction along the longitudinal direction of the casing (11).
  • One end portion (left end portion in FIG. 1) of the drive shaft (23) is rotatably supported by a first bearing portion (24) such as a roller bearing.
  • the other end portion (the right end portion in FIG. 1) of the drive shaft (23) is rotatably supported by a second bearing portion (25) such as a ball bearing.
  • the compression mechanism (30) includes a cylinder part (31), a screw rotor (40), and two gate rotors (50).
  • a compression chamber (35) for compressing fluid is formed between the cylinder part (31), the screw rotor (40), and the gate rotor (50).
  • the cylinder part (31) constitutes a partition wall for partitioning the compression chamber (35).
  • the cylinder part (31) is formed between the electric motor (20) and the discharge side partition part (15).
  • a substantially cylindrical space for accommodating the screw rotor (40) is formed inside the cylinder part (31).
  • the cylinder part (31) is formed with a valve housing part (32) for housing the slide valve (61).
  • the screw rotor (40) shown in FIG. 1, FIG. 3, FIG. 4, etc. is accommodated in the cylinder part (31).
  • the outer peripheral surface of the screw rotor (40) is opposed to the inner peripheral surface of the cylinder part (31) through a minute clearance.
  • a plurality (six in this example) of spiral grooves (41) are formed on the outer periphery of the screw rotor (40).
  • Each spiral groove (41) extends spirally from the front end (left end in FIG. 1) in the axial direction of the screw rotor (40) toward the rear end (right end in FIG. 1).
  • a taper part (42) is formed at the front end of the screw rotor (40).
  • the taper portion (42) forms an annular inclined surface whose outer diameter increases toward the rear.
  • a disc portion (43) is formed at the rear end of the screw rotor (40).
  • the disc portion (43) is formed in a disc shape extending radially outward from the axis of the screw rotor (40).
  • the starting end of the spiral groove (41) extends to the taper part (42).
  • a portion of the spiral groove (41) corresponding to the tapered portion (42) constitutes the suction port (44).
  • the suction port (44) communicates with the low pressure space (S1).
  • the terminal end of the spiral groove (41) extends to the front of the disc part (43).
  • the terminal end of the spiral groove (41) opens outward in the radial direction and communicates with the discharge port (45) formed in the cylinder part (31) (see FIG. 1).
  • Each gate rotor (50) includes one shaft (51), one base (52), a plurality of arms (53), and a plurality of gates (54).
  • the periphery of the shaft (51) and the base (52) is substantially the same pressure as the low-pressure space (S1).
  • the shaft (51) is rotatably supported by a pair of bearing portions (27, 27) (gate side bearing portion) in a state extending in the vertical direction (see FIG. 2).
  • the axis of the shaft (51) is in a plane perpendicular to the axis of the screw rotor (40).
  • the base portion (52) is integrally formed at the end portion adjacent to the screw rotor (40) among the axial end portions of the shaft (51).
  • the base (52) is formed in a disk shape coaxial with the shaft (51).
  • the outer diameter of the base (52) is larger than the outer diameter of the shaft (51).
  • the plurality of arms (53) extend radially outward from the outer peripheral surface of the base (52).
  • the intervals in the circumferential direction of the plurality of arms (53) are equal to each other.
  • the number of arms (53) in this example is 11, the number of arms (53) is not limited to this.
  • the plurality of gates (54) are included in an integral resin member fixed to the base.
  • a plurality of gates (54) are formed on the surface of each arm (53).
  • the plurality of gates (54) extend radially like the plurality of arms (53).
  • the width and outer peripheral diameter of each gate (54) are larger than the width and outer peripheral diameter of each arm (53), respectively.
  • the plurality of gates (54) are arranged radially around the base (52).
  • Each gate (54) penetrates a part of cylinder part (31) (refer to Drawing 2), and is constituted so that it may mesh with spiral groove (41) of screw rotor (40).
  • a compression chamber (35) is formed between the screw rotor (40), the gate (54), and the cylinder part (31).
  • the slide valve mechanism (60) has a slide valve (61) and a drive mechanism (62).
  • the slide valve (61) is accommodated in a valve accommodating portion (32) formed by bulging in the radial direction at two locations of the cylinder portion (31).
  • the slide valve (61) is configured to be slidable in the axial direction (front-rear direction) of the cylinder portion (31).
  • the inner peripheral surface of the slide valve (61) constitutes a part of the inner peripheral surface of the cylinder part (31).
  • the drive mechanism (62) is connected to the slide valve (61).
  • the drive mechanism (62) is configured to adjust the position of the slide valve (61) via the rod, for example, by changing the rotation angle of a vane motor (not shown).
  • a discharge passage (70) is formed in the casing (11).
  • the discharge passage (70) is formed between the suction side partition (36), the discharge side partition (15), the cylinder (31), and the outer peripheral wall (65) of the casing body (12). Is done.
  • the suction side partition wall (36) is formed between the low pressure space (S1) and the discharge passage (70).
  • the suction-side partition wall (36) is composed of an annular plate member that extends from the inner peripheral surface of the outer peripheral wall (65) of the casing main body (12) to the outer peripheral surface of the cylinder (31).
  • the discharge-side partition wall (15) is a plate member formed between the discharge passage (70) and the high-pressure space (S2).
  • the discharge-side partition wall (15) is formed with a high-pressure communication path (18) that connects the discharge path (70) and the high-pressure space (S2).
  • the discharge passage (70) is configured to heat the cylinder part (31) with a high-temperature and high-pressure fluid (refrigerant) flowing inside the discharge passage (70).
  • the discharge passage (70) includes two inner peripheral passages (71), two communication passages (73), and two outer peripheral passages (75).
  • the discharge passage (70) is configured so that the refrigerant compressed by the compression mechanism (30) flows in order through the inner peripheral passage (71), the communication passage (73), and the outer peripheral passage (75).
  • the two inner peripheral passages (71) are formed along the outer peripheral surface of the cylinder part (31).
  • the two inner peripheral passages (71) are a first inner peripheral passage (71a) formed above the cylinder portion (31) and a second inner peripheral passage formed below the cylinder portion (31). (71b).
  • the first inner peripheral side passage (71a) and the second inner peripheral side passage (71b) are configured in a symmetrical arrangement and shape with the axis of the cylinder portion (31) as the center.
  • the inner peripheral passage (71) has a cross section (passage cross section) perpendicular to the axis of the cylinder part (31), for example, formed in a substantially arc shape.
  • the inner peripheral side passage (71) extends in the axial direction of the cylinder part (31) from the discharge side partition part (15) to the suction side partition part (36). Thereby, almost the entire outer peripheral surface of the cylinder part (31) is surrounded by the inner peripheral passage (71).
  • a discharge port (45) is opened in each inner peripheral passage (71).
  • the refrigerant compressed in the compression chamber (35) flows directly into the inner peripheral passage (71). That is, the refrigerant immediately after being discharged flows through the inner peripheral passage (71). For this reason, in the inner peripheral side passage (71), the discharge pulsation of this refrigerant becomes relatively large.
  • Communication passages (73) are opened at portions of the inner passage (71) near the low pressure space (S1) (suction side partition wall portion (36)). Thereby, in the inner peripheral side passage (71), the refrigerant compressed in the compression chamber (35) flows in the axial direction of the cylinder portion (31) from the discharge side of the compression mechanism (30) toward the suction side. . Since the inner peripheral side passage (71) is located upstream of the discharge passage (70), the temperature of the refrigerant is the highest. That is, the discharge passage (70) is configured to heat the cylinder part (31) with a relatively high temperature refrigerant.
  • the two communication passages (73) are formed in the vicinity of the suction side partition wall portion (36).
  • the two communication paths (73) are composed of a first communication path (73a) formed above the cylinder part (31) and a second communication path (73b) formed below the cylinder part (31). Composed.
  • the first communication passage (73a) is formed between one end (the left end in FIG. 5) of each of the first inner peripheral passage (71a) and the first outer peripheral passage (75a).
  • the first communication passage (73a) communicates the first inner peripheral passage (71a) and the first outer peripheral passage (75a). That is, the outflow end of the first inner peripheral passage (71a), the first communication passage (73a), and the inflow end of the first outer peripheral passage (75a) are continuous in the radial direction of the cylinder portion (31).
  • the second communication passage (73b) is formed between one end (the left end in FIG. 5) of each of the second inner peripheral passage (71b) and the second outer peripheral passage (75b).
  • the second communication passage (73b) connects the second inner peripheral passage (71b) and the second outer peripheral passage (75b). That is, the outflow end of the second inner peripheral passage (71b), the second communication passage (73b), and the inflow end of the second outer peripheral passage (75b) are continuous in the radial direction of the cylinder portion (31).
  • the two outer peripheral passages (75) are formed along the inner peripheral surface of the outer peripheral wall (65) of the casing body (12). That is, the outer peripheral side passage (75) is formed between the inner peripheral side passage (71) and the outer peripheral wall portion (65). A cylindrical partition wall (37) is formed between the outer peripheral side passage (75) and the inner peripheral side passage (71).
  • the two outer peripheral passages (75) are formed below the first outer peripheral passage (75a) formed above the first inner peripheral passage (71a) and below the second inner peripheral passage (71b). It comprises the second outer peripheral passage (75b).
  • the first outer peripheral side passage (75a) and the second outer peripheral side passage (75b) are configured in a symmetrical arrangement and shape around the axis of the cylinder part (31).
  • the outer peripheral side passage (75) has a cross section (passage cross section) perpendicular to the axis of the cylinder portion (31), for example, formed in a substantially arc shape.
  • the radial width of the outer peripheral passage (75) is preferably smaller than the radial width of the inner peripheral passage (71).
  • the outer peripheral side passage (75) extends in the axial direction of the cylinder part (31) from the discharge side partition part (15) to the suction side partition part (36). Thereby, the whole outer peripheral surface of the inner peripheral passage (71) is surrounded by the outer peripheral passage (75) (see FIG. 6).
  • Communication passages (73) are opened in portions near the low-pressure space (S1) (suction side partition wall portion (36)) of each outer peripheral passage (75).
  • S1 low-pressure space
  • the refrigerant after flowing out of the inner peripheral side passage (71) flows into the outer peripheral side passage (75). For this reason, the refrigerant discharge pulsation is smaller in the outer peripheral side passage (75) than in the inner peripheral side passage (71).
  • the high-pressure communication path (18) is formed, for example, at the upper end of the discharge-side partition wall (15) and communicates with the first outer peripheral path (75a).
  • the high-pressure communication path (18) may have an arc shape that extends over the entire cross-section of the first outer peripheral side path (75a), for example.
  • a plurality of high-pressure communication passages (18) continuing to the first outer peripheral passage (75a) may be formed in the discharge-side partition wall portion (15). In this way, the total passage area of the high-pressure communication passage (18) can be expanded, and the pressure loss in the discharge passage (70) can be reduced.
  • the refrigerant flowing out of the communication passage (73) flows in the axial direction of the cylinder portion (31) from the suction side to the discharge side of the compression mechanism (30). That is, in the discharge passage (70), the direction of the refrigerant flowing through the inner peripheral side passage (71) is opposite to the direction of the refrigerant flowing through the outer peripheral side passage (75). For this reason, in the discharge passage (70), the refrigerant makes a U-turn across the communication passage (73). Thereby, the damping effect of the discharge pulsation of the refrigerant flowing to the outer peripheral side passage (75) is increased.
  • the compression chamber (35) (strictly speaking, the suction chamber) with shading communicates with the low pressure space (S1).
  • the spiral groove (41) corresponding to the compression chamber (35) meshes with the gate (54) of the gate rotor (50).
  • the gate (54) relatively moves toward the terminal end of the spiral groove (41), and the volume of the compression chamber (35) increases accordingly.
  • the low-pressure refrigerant in the low-pressure space (S1) is sucked into the compression chamber (35) through the suction port (44).
  • the compression stroke shown in FIG. 7 (B) is performed.
  • the shaded compression chamber (35) is completely closed. That is, the spiral groove (41) corresponding to the compression chamber (35) is partitioned from the low pressure space (S1) by the gate (54).
  • the gate (54) approaches the end of the spiral groove (41) as the screw rotor (40) rotates, the volume of the compression chamber (35) gradually decreases. As a result, the refrigerant in the compression chamber (35) is compressed.
  • the discharge stroke shown in FIG. 7 (C) is performed.
  • the shaded compression chamber (35) (strictly, the discharge chamber) communicates with the discharge passage (70) through the discharge port (45).
  • the gate (54) approaches the end of the spiral groove (41) as the screw rotor (40) rotates, the compressed refrigerant is pushed out from the compression chamber (35) to the discharge passage (70).
  • the slide valve mechanism (60) adjusts the position of the slide valve (61), the flow rate of refrigerant (circulation amount of refrigerant) sent from the compression mechanism (30) to the high-pressure space (S2) is adjusted.
  • the electric motor (20) is an inverter drive type
  • the compression ratio of the compression mechanism (30) may be adjusted by adjusting the position of the slide valve (61).
  • the compressed high-temperature and high-pressure refrigerant flows out from the discharge port (45) to the inner peripheral passage (71). Due to intermittent discharge of the refrigerant from the discharge port (45), the refrigerant discharge pulsation becomes relatively large in the inner peripheral passage (71).
  • an outer peripheral passage (75) is formed around the inner peripheral passage (71), and the inner peripheral passage (71) does not face the outer peripheral wall (65) of the casing body (12). Therefore, it is possible to suppress the discharge pulsation in the inner peripheral side passage (71) from being transmitted to the outside of the casing (11), and it is possible to suppress an increase in noise due to the discharge pulsation.
  • the refrigerant that has flowed out into the inner peripheral passage (71) flows from the discharge side of the compression mechanism (30) to the suction side along the outer peripheral surface of the cylinder part (31).
  • the refrigerant flowing through the inner peripheral passage (71) is a relatively high-temperature refrigerant immediately after being compressed. For this reason, a cylinder part (31) can be heated efficiently. This can prevent the inner peripheral surface of the cylinder part (31) from contacting the rotating screw rotor (40) due to the difference in thermal expansion characteristics between the screw rotor (40) and the cylinder part (31). .
  • the fluid that has flowed out of the inner peripheral passage (71) flows through the outer peripheral passage (75) through the communication passage (73).
  • the outer peripheral side passage (75) is located downstream of the inner peripheral side passage (71) and is relatively far from the discharge port (45). For this reason, the discharge pulsation of the refrigerant in the outer peripheral passage (75) does not become so large. Therefore, it is possible to suppress an increase in noise outside the casing (11).
  • the refrigerant in the inner peripheral passage (71) flows into the outer peripheral passage (75) in a U-turn. For this reason, the discharge pulsation of the refrigerant flowing into the outer peripheral side passage (75) can be attenuated, and the noise outside the casing (11) can be further reduced.
  • the refrigerant that has flowed through the outer peripheral side passage (75) joins at the outflow portion (77), and then flows out into the high-pressure space (S2) through the high-pressure communication passage (18).
  • the refrigerant that has flowed into the high-pressure space (S2) passes through the demister (17) to separate the oil, and is then discharged to the outside of the casing (11) through the discharge portion (14a).
  • the oil separated by the demister (17) is stored in the oil reservoir (19).
  • the discharge passage (70) since the refrigerant makes a U-turn, the discharge pulsation of the fluid flowing in the outer peripheral passage (75) can be attenuated, and noise can be further reduced.
  • the outer peripheral side passage (75) covers the entire area of the inner peripheral side passage (71), whereby noise to the outside of the casing (11) can be further reduced.
  • the discharge passage (70) has two inner peripheral passages (71a, 71b), two communication passages (73a, 73b), and two outer peripheral passages (75a, 75b). There may be one or three or more.
  • the inner passage (71) and the outer passage (75) do not necessarily have the refrigerant flow in the opposite direction of 180 °.
  • the refrigerant turns in the discharge passage (70) at an angle smaller than 180 °. Also good.
  • the outer peripheral side passage (75) may cover only a part of the outer peripheral surface of the inner peripheral side passage (71).
  • the present invention is useful for screw compressors.

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Abstract

ケーシング(11)の内部には、圧縮機構(30)で圧縮された流体が流れる吐出通路(70)が形成される。吐出通路(70)は、シリンダ部(31)の外周面に沿ってシリンダ部(31)の軸方向に延びる内周側通路(71)と、内周側通路(71)及び外周壁部(65)に沿ってシリンダ部(31)の軸方向に延びる外周側通路(75)とを含み、圧縮機構(30)で圧縮された流体が、内周側通路(71)、外周側通路(75)を順に流れるように構成される。

Description

スクリュー圧縮機
  本発明は、スクリュー圧縮機に関する。
  従来より、スクリューロータとゲートロータとを有する圧縮機構を備えたスクリュー圧縮機が知られている。
  特許文献1には、この種のスクリュー圧縮機が開示されている。この圧縮機では、スクリューロータの螺旋溝にゲートロータの複数のゲートが噛み合うとともに、スクリューロータがシリンダ部に収容される。これにより、スクリューロータ、ゲート、及びシリンダ部の間に流体を圧縮する圧縮室が区画される。
  この圧縮機では、圧縮機構で圧縮された流体が、吐出通路を流れた後に高圧空間へ流出する。吐出通路は、シリンダ部の外周面に沿って形成される。つまり、圧縮機構から吐出された高温の流体は、シリンダ部を加熱した後に高圧空間へ導かれる。こうすると、スクリューロータとシリンダ部の熱膨張特性の相違に起因して、シリンダ部の内周面と回転中のスクリューロータとが接触することを防止でき、ひいてはスクリューロータの焼き付きを回避できる。
特開2013-253543号公報
  特許文献1に記載の吐出通路は、厳密には、圧縮機構の吐出口が開口する第1通路と、第1通路の下流側の第2通路とを含んでいる。第1通路及び第2通路は、ケーシングの外周壁部の内周面に沿って周方向に配列されるとともに、シリンダ部の軸方向に延びている。圧縮機構から吐出された流体は、吐出口を介して第1通路へ流出し、その後、圧縮機構の吸入側(低圧空間側)に向かうようにシリンダ部の軸方向へ流れる。第1通路を流出した流体は、シリンダ部の周方向に向きを変えた後、第2通路へ流入する。第2通路の流体は、圧縮機構の吐出側(吐出空間側)に向かうようにシリンダ部の軸方向へ流れ、高圧空間へ導かれる。
  本願発明者は、このような従来例の吐出通路では、圧縮機構で圧縮された流体の脈動に起因して騒音が大きくなってしまうという課題をみいだした。具体的に、上述した第1通路は、圧縮機構で圧縮された直後の流体が流れるため、流体の脈動(吐出脈動ともいう)が大きくなり易い。この第1通路は、吐出口に開口するとともにケーシングの外周壁部の内周面に沿って形成される。このため、第1通路で発生した脈動に起因する音は、ケーシングを介して外部へ伝わり易く、このことに起因して騒音が大きくなってしまうという問題があった。このような問題は、圧縮機構を大型化及び高速化すればするほど顕著となる。
  本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、シリンダ部を流体で加熱しつつ、吐出通路での流体の脈動に起因する騒音を低減できるスクリュー圧縮機を提供することである。
  第1の発明は、スクリュー圧縮機を対象とし、外周壁部(65)を含むケーシング(11)と、螺旋溝(41)が形成されたスクリューロータ(40)と、該螺旋溝(41)に噛み合う複数のゲート(54)を含むゲートロータ(50)と、上記スクリューロータ(40)を収容するシリンダ部(31)とを有し、上記外周壁部(65)の内側に配置される圧縮機構(30)とを備え、上記外周壁部(65)の内側には、上記圧縮機構(30)で圧縮された流体が流れる吐出通路(70)が形成され、上記吐出通路(70)は、上記シリンダ部(31)の外周面に沿って該シリンダ部(31)の軸方向に延びる内周側通路(71)と、該内周側通路(71)及び上記外周壁部(65)に沿って該シリンダ部(31)の軸方向に延びる外周側通路(75)とを含み、上記圧縮機構(30)で圧縮された流体が、上記内周側通路(71)、外周側通路(75)を順に流れるように構成されることを特徴とする。
  第1の発明では、圧縮機構(30)で圧縮された流体が、まず、内周側通路(71)を流れる。内周側通路(71)は、シリンダ部(31)の外周面に沿って形成される。このため、圧縮された直後の比較的高温の流体によってシリンダ部(31)を加熱できる。この結果、スクリューロータ(40)とシリンダ部(31)の熱膨張特性の相違に起因してシリンダ部(31)の内周面と回転中のスクリューロータ(40)とが接触することを防止でき、ひいてはスクリューロータ(40)の焼き付きを回避できる。
  内周側通路(71)は、その周囲に外周側通路(75)が形成されており、従来例と比較してケーシング(11)の外周壁部(65)から離れている。このため、内周側通路(71)を流れる流体の脈動に起因する騒音は、ケーシング(11)の外部へ伝わりにくい。
  内周側通路(71)を流出した流体は、外周側通路(75)を流れる。外周側通路(75)は、内周側通路(71)の下流側に位置する。このため、外周側通路(75)を流れる流体の吐出脈動は、内周側通路(71)を流れる流体の吐出脈動よりも小さい。従って、外周側通路(75)をケーシング(11)に沿って形成したとしても、外周側通路(75)の流体の脈動に起因してケーシング(11)の外部へ伝わる騒音はさほど大きくならない。
  第2の発明は、第1の発明において、上記吐出通路(70)は、上記内周側通路(71)を流れる流体と、上記外周側通路(75)を流れる流体とが逆向きとなるように構成され、上記内周側通路(71)の下流端と上記外周側通路(75)の上流端とを連通させる連通路(73)を含んでいることを特徴とする。
  第2の発明では、内周側通路(71)を流れる流体の向きと、外周側通路(75)を流れる流体の向きとが、逆向きとなる。このため、内周側通路(71)を流出した流体は、Uターンするようにして外周側通路(75)へ流入する。この結果、外周側通路(75)を流れる流体の脈動が更に減衰する。
  第3の発明は、第1又は第2の発明において、上記内周側通路(71)の外周面の全域が上記外周側通路(75)に囲まれることを特徴とする。
  第3の発明では、内周側通路(71)の全域がケーシング(11)と離れた位置となるため、内周側通路(71)の流体の脈動に伴う音がケーシング(11)の外部へ伝わることを効果的に抑制できる。
  第1の発明によれば、内周側通路(71)とケーシング(11)の外周壁部(65)の間に外周側通路(75)を介在させることで、流体の脈動に起因する騒音を低減できる。
  比較的高温の流体が流れる内周側通路(71)が、シリンダ部(31)の外周面に沿って形成されるため、流体によるシリンダ部(31)を加熱する効果が向上する。これにより、スクリューロータ(40)の焼き付きを効果的に回避できる。
  第2の発明によれば、吐出通路(70)において流体がUターンするため、外周側通路(75)を流れる流体の吐出脈動を効果的に減衰でき、騒音を更に低減できる。
  第3の発明によれば、内周側通路(71)の全域を外周側通路(75)が覆うことで、ケーシング(11)の外部への騒音を更に低減できる。
図1は、本発明の実施形態に係るスクリュー圧縮機の構成を示す縦断面図である。 図2は、スクリュー圧縮機における圧縮機構の付近の横断面図である。 図3は、圧縮機構の要部を上側から視た斜視図である。 図4は、圧縮機構の要部を側方から視た斜視図である。 図5は、図1において吐出通路の付近を拡大したものである。 図6は、図5のVI-VI断面図であり、ケーシングの構造を図示したものである。 図7(A)は、スクリュー圧縮機の吸込行程を示す概略の平面図であり、図7(B)は、スクリュー圧縮機の圧縮行程を示す概略の平面図であり、図7(C)は、スクリュー圧縮機の吐出行程を示す概略の平面図である。
  以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
  図1に示すスクリュー圧縮機(10)は、例えば冷凍装置の冷媒回路に接続される。冷媒回路では、スクリュー圧縮機から吐出された冷媒が循環することで冷凍サイクルが行われる。
  図1及び図2に示すように、スクリュー圧縮機(10)は、ケーシング(11)、電動機(20)、駆動軸(23)、圧縮機構(30)、及びスライドバルブ機構(60)を備えている。
  〔ケーシング〕
  図1に示すケーシング(11)は、金属製の横長の半密閉容器で構成される。ケーシング(11)は、ケーシング本体部(12)と、吸入側カバー部(13)と、吐出側カバー部(14)とを有している。吸入側カバー部(13)の開放部は、ケーシング本体部(12)の長手方向の一端(図1の左側の端部)に固定される。吐出側カバー部(14)の開放部は、ケーシング本体部(12)の長手方向の他端(図1の右側の端部)に固定される。
  吸入側カバー部(13)の上部には、吸入管が接続される吸入部(13a)が形成される。吸入部(13a)は、冷媒回路の低圧ガスラインに接続される。吸入部(13a)には、スクリュー圧縮機(10)に吸入される低圧冷媒が流れる。吐出側カバー部(14)の上部には、吐出部(14a)が形成される。吐出部(14a)は、冷媒回路の高圧ガスラインに接続される。吐出部(14a)には、スクリュー圧縮機(10)で圧縮された後の高圧冷媒が流れる。
  ケーシング(11)の内部では、圧縮機構(30)の前側(図1における左側)に低圧空間(S1)(吸入空間ともいう)が形成される。低圧空間(S1)には、圧縮機構(30)へ吸入される低圧冷媒が流れる。低圧空間(S1)には、この低圧冷媒中の異物を補足するフィルタ(16)が設けられる。
  ケーシング(11)の内部では、圧縮機構(30)の後側(図1における右側)に高圧空間(S2)(吐出空間ともいう)が形成される。高圧空間(S2)には、圧縮機構(30)から吐出された高圧冷媒が流れる。高圧空間(S2)には、高圧冷媒から油を分離するためのデミスタ(17)が設けられる。
  吐出側カバー部(14)には、高圧空間(S2)の下部に油溜部(19)が形成される。油溜部(19)には、圧縮機構(30)や各軸受部(24,25,27)等の摺動部を潤滑するための油が貯留される。油溜部(19)の油は、吐出側隔壁部(15)に形成された油通路(図示省略)を介して、これらの摺動部へ供給される。
  ケーシング本体部(12)は、圧縮機構(30)を囲むように形成される略筒状の外周壁部(65)を含んでいる。つまり、圧縮機構(30)は、外周壁部(65)の内側に配置される。
    〔電動機及び駆動軸〕
  電動機(20)は、低圧空間(S1)に配置される。電動機(20)は、ステータ(21)とロータ(22)とを備えている。ステータ(21)は、ケーシング本体部(12)の内周面に固定される。ステータ(21)の内部には、ロータ(22)が回転可能に貫通している。ロータ(22)の中心部には、駆動軸(23)が固定される。
  駆動軸(23)は、ケーシング(11)の長手方向に沿って水平方向に延びている。駆動軸(23)の一端部(図1における左側端部)は、例えばコロ軸受等の第1軸受部(24)に回転可能に支持される。駆動軸(23)の他端部(図1における右側端部)は、例えば玉軸受等の第2軸受部(25)に回転可能に支持される。
  〔圧縮機構〕
  圧縮機構(30)は、シリンダ部(31)、スクリューロータ(40)、及び2つのゲートロータ(50)を備えている。圧縮機構(30)では、シリンダ部(31)と、スクリューロータ(40)と、ゲートロータ(50)との間に流体(冷媒)を圧縮するための圧縮室(35)が形成される。
   [シリンダ部]
  シリンダ部(31)は、圧縮室(35)を区画するための隔壁を構成している。シリンダ部(31)は、電動機(20)と吐出側隔壁部(15)の間に形成される。シリンダ部(31)の内部には、スクリューロータ(40)を収容する略円柱状の空間が形成される。また、シリンダ部(31)には、スライドバルブ(61)を収容するバルブ収容部(32)が形成される。
   [スクリューロータ]
  図1、図3、図4等に示すスクリューロータ(40)は、シリンダ部(31)の内部に収容されている。スクリューロータ(40)の外周面は、シリンダ部(31)の内周面と微小なクリアランスを介して対向している。スクリューロータ(40)の外周部には、複数本(本例では6本)の螺旋溝(41)が形成される。各螺旋溝(41)は、スクリューロータ(40)の軸方向の前端(図1における左側の端部)から後端(図1における右側の端部)に向かって螺旋状に延びている。
  スクリューロータ(40)の前端には、テーパ部(42)が形成される。テーパ部(42)は、後方に向かうにつれて外径が大きくなる環状の傾斜面を構成している。スクリューロータ(40)の後端には、円板部(43)が形成される。円板部(43)は、スクリューロータ(40)の軸心から径方向外方へ延出する円板状に形成される。
  螺旋溝(41)の始端はテーパ部(42)まで延びている。螺旋溝(41)のうちテーパ部(42)に対応する部分が吸入口(44)を構成する。吸入口(44)は、低圧空間(S1)と連通する。螺旋溝(41)の終端は円板部(43)の手前まで延びている。螺旋溝(41)の終端は、径方向外方に向かって開口し、シリンダ部(31)に形成された吐出口(45)と連通している(図1を参照)。
   [ゲートロータ]
  図2、図3、図4等に示す2つのゲートロータ(50)は、スクリューロータ(40)の両側に1つずつ配置される。各ゲートロータ(50)は、スクリューロータ(40)の軸心を基準に互いに線対称な関係となるように配置される。各ゲートロータ(50)は、1つのシャフト(51)と、1つの基部(52)と、複数のアーム(53)と、複数のゲート(54)とを備えている。シャフト(51)及び基部(52)の周囲は、低圧空間(S1)と概ね同じ圧力となっている。
  シャフト(51)は、上下方向に延びた状態で一対の軸受部(27,27)(ゲート側軸受部)に回転可能に支持される(図2を参照)。シャフト(51)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。
  基部(52)は、シャフト(51)の軸方向の両端部のうちスクリューロータ(40)と隣接する方の端部に一体に形成される。基部(52)は、シャフト(51)と同軸の円板状に形成される。基部(52)の外径はシャフト(51)の外径よりも大きい。
  複数のアーム(53)は、基部(52)の外周面から径方向外方へ放射状に延びている。複数のアーム(53)の周方向の間隔は互いに等しい。本例のアーム(53)の本数は11本であるが、アーム(53)の本数はこれに限られない。
  複数のゲート(54)は、基部に固定された一体の樹脂性部材に含まれている。複数のゲート(54)は、各アーム(53)の表面に形成される。複数のゲート(54)は、複数のアーム(53)と同様に放射状に延びている。各ゲート(54)の幅及び外周径は、各アーム(53)の幅及び外周径よりもそれぞれ大きい。複数のゲート(54)は、基部(52)の周囲に放射状に配列される。各ゲート(54)は、シリンダ部(31)の一部を貫通し(図2を参照)、スクリューロータ(40)の螺旋溝(41)に噛み合うように構成される。圧縮機構(30)では、スクリューロータ(40)とゲート(54)とシリンダ部(31)との間に圧縮室(35)が形成される。
   [スライドバルブ機構]
  スライドバルブ機構(60)は、スライドバルブ(61)と駆動機構(62)とを有している。スライドバルブ(61)は、シリンダ部(31)の2箇所において径方向に膨出して形成されるバルブ収容部(32)に収容される。スライドバルブ(61)は、シリンダ部(31)の軸心方向(前後方向)にスライド可能に構成される。スライドバルブ(61)の内周面は、シリンダ部(31)の内周面の一部を構成する。
  駆動機構(62)は、スライドバルブ(61)と連結している。駆動機構(62)は、例えばベーンモータ(図示省略)の回転角度を変化させることで、ロッドを介してスライドバルブ(61)の位置を調節するように構成される。
 〈吐出通路〉
  図1、図2、図5、及び図6に示すように、ケーシング(11)の内部には、吐出通路(70)が形成される。吐出通路(70)は、吸入側隔壁部(36)と、吐出側隔壁部(15)と、シリンダ部(31)と、ケーシング本体部(12)の外周壁部(65)との間に形成される。
  吸入側隔壁部(36)は、低圧空間(S1)と吐出通路(70)との間に形成される。吸入側隔壁部(36)は、ケーシング本体部(12)の外周壁部(65)の内周面からシリンダ部(31)の外周面に亘って延びる環状の板部材で構成される。
  吐出側隔壁部(15)は、吐出通路(70)と高圧空間(S2)との間に形成される板部材である。吐出側隔壁部(15)は、吐出通路(70)と高圧空間(S2)とを連通させる高圧連通路(18)が形成される。
  吐出通路(70)は、その内部を流れる高温・高圧の流体(冷媒)によってシリンダ部(31)を加熱するように構成される。吐出通路(70)は、2つの内周側通路(71)と、2つの連通路(73)と、2つの外周側通路(75)とを含んでいる。吐出通路(70)は、圧縮機構(30)で圧縮された冷媒が、内周側通路(71)、連通路(73)、及び外周側通路(75)を順に流れるように構成される。
  〔内周側通路〕
  2つの内周側通路(71)は、シリンダ部(31)の外周面に沿うように形成される。2つの内周側通路(71)は、シリンダ部(31)の上方に形成される第1内周側通路(71a)と、シリンダ部(31)の下方に形成される第2内周側通路(71b)とで構成される。第1内周側通路(71a)と第2内周側通路(71b)とは、シリンダ部(31)の軸心を中心として対称な配置・形状で構成される。
  内周側通路(71)は、シリンダ部(31)の軸心に直角な断面(通路断面)が、例えば略円弧状に形成される。内周側通路(71)は、吐出側隔壁部(15)から吸入側隔壁部(36)に亘って、シリンダ部(31)の軸方向に延びている。これにより、シリンダ部(31)の外周面のほぼ全域が、内周側通路(71)によって囲まれている。
  各内周側通路(71)には、それぞれ吐出口(45)が開口している。内周側通路(71)には、圧縮室(35)で圧縮された冷媒が直に流入する。つまり、内周側通路(71)には、吐出された直後の冷媒が流れる。このため、内周側通路(71)では、この冷媒の吐出脈動が比較的大きくなる。
  内周側通路(71)の低圧空間(S1)(吸入側隔壁部(36))寄りの部分には、それぞれ連通路(73)が開口している。これにより、内周側通路(71)では、圧縮室(35)で圧縮された後の冷媒が、圧縮機構(30)の吐出側から吸入側に向かってシリンダ部(31)の軸方向に流れる。内周側通路(71)は、吐出通路(70)の上流側に位置するため、冷媒の温度が最も高い。つまり、吐出通路(70)は、比較的高温の冷媒によってシリンダ部(31)を加熱するように構成される。
  〔連通路〕
  2つの連通路(73)は、吸入側隔壁部(36)の近傍に形成される。2つの連通路(73)は、シリンダ部(31)の上側に形成される第1連通路(73a)と、シリンダ部(31)の下側に形成される第2連通路(73b)とで構成される。
  第1連通路(73a)は、第1内周側通路(71a)と第1外周側通路(75a)とのそれぞれの一端(図5の左端)の間に形成される。第1連通路(73a)は、第1内周側通路(71a)と第1外周側通路(75a)とを連通させる。つまり、第1内周側通路(71a)の流出端、第1連通路(73a)、第1外周側通路(75a)の流入端が、シリンダ部(31)の径方向に連続している。
  第2連通路(73b)は、第2内周側通路(71b)と第2外周側通路(75b)とのそれぞれの一端(図5の左端)の間に形成される。第2連通路(73b)は、第2内周側通路(71b)と第2外周側通路(75b)とを連通させる。つまり、第2内周側通路(71b)の流出端、第2連通路(73b)、第2外周側通路(75b)の流入端が、シリンダ部(31)の径方向に連続している。
  〔外周側通路〕
  2つの外周側通路(75)は、ケーシング本体部(12)の外周壁部(65)の内周面に沿うように形成される。つまり、外周側通路(75)は、内周側通路(71)と外周壁部(65)の間に形成される。外周側通路(75)と内周側通路(71)との間には、筒状隔壁部(37)が形成されている。
  2つの外周側通路(75)は、第1内周側通路(71a)の上方に形成される第1外周側通路(75a)と、第2内周側通路(71b)の下方に形成される第2外周側通路(75b)とで構成される。第1外周側通路(75a)と第2外周側通路(75b)とは、シリンダ部(31)の軸心を中心として対称な配置・形状で構成される。
  外周側通路(75)は、シリンダ部(31)の軸心に直角な断面(通路断面)が、例えば略円弧状に形成される。外周側通路(75)の径方向の幅は、内周側通路(71)の径方向の幅よりも小さくするのが好ましい。外周側通路(75)は、吐出側隔壁部(15)から吸入側隔壁部(36)に亘って、シリンダ部(31)の軸方向に延びている。これにより、内周側通路(71)の外周面の全域が、外周側通路(75)によって囲まれている(図6を参照)。
  各外周側通路(75)の低圧空間(S1)(吸入側隔壁部(36))寄りの部分には、それぞれ連通路(73)が開口している。外周側通路(75)には、内周側通路(71)を流出した後の冷媒が流入する。このため、外周側通路(75)では、内周側通路(71)と比較して冷媒の吐出脈動が小さくなる。
  2つの外周側通路(75)の高圧空間(S2)(吐出側隔壁部(15))寄りの部分は、流出部(77)においてに合流している。つまり、2つの外周側通路(75)の流出部(77)は、連続する空間を構成している。2つの外周側通路(75)の流出部(77)は、高圧連通路(18)を介して高圧空間(S2)と連通している。図6に示すように、高圧連通路(18)は、例えば吐出側隔壁部(15)の上端部に形成され、第1外周側通路(75a)と連通している。高圧連通路(18)は、例えば第1外周側通路(75a)の通路断面の全域に亘るような円弧状であってもよい。また、第1外周側通路(75a)に連続する複数の高圧連通路(18)を吐出側隔壁部(15)に形成してもよい。このようにすると、高圧連通路(18)の総通路面積を拡大でき、吐出通路(70)の圧力損失を低減できる。
  外周側通路(75)では、連通路(73)を流出した冷媒が、圧縮機構(30)の吸入側から吐出側に向かってシリンダ部(31)の軸方向に流れる。つまり、吐出通路(70)では、内周側通路(71)を流れる冷媒の方向と、外周側通路(75)を流れる冷媒の方向とが逆向きとなっている。このため、吐出通路(70)では、連通路(73)の前後に亘って冷媒がUターンする。これにより、外周側通路(75)へ流れる冷媒の吐出脈動の減衰効果が増大する。
 〈運転動作〉
  スクリュー圧縮機(10)の運転動作について説明する。電動機(20)が駆動されると、駆動軸(23)及びスクリューロータ(40)が回転する。スクリューロータ(40)が回転すると、螺旋溝(41)に歯合するゲートロータ(50)が回転する。これにより、圧縮機構(30)では、吸込行程、圧縮行程、及び吐出行程が連続的に繰り返し行われる。これらの行程について、図7を参照しながら説明する。
  図7(A)に示す吸込行程では、網掛けを付した圧縮室(35)(厳密には吸込室)が低圧空間(S1)に連通する。この圧縮室(35)に対応する螺旋溝(41)は、ゲートロータ(50)のゲート(54)と歯合している。スクリューロータ(40)が回転すると、ゲート(54)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(35)の容積が拡大する。その結果、低圧空間(S1)の低圧冷媒が吸入口(44)を通じて圧縮室(35)へ吸い込まれる。
  スクリューロータ(40)が更に回転すると、図7(B)に示す圧縮行程が行われる。圧縮行程では、網掛けを付した圧縮室(35)が閉じきり状態となる。つまり、この圧縮室(35)に対応する螺旋溝(41)は、ゲート(54)によって低圧空間(S1)から仕切られる。スクリューロータ(40)の回転に伴いゲート(54)が螺旋溝(41)の終端へ近づいていくと、圧縮室(35)の容積が徐々に小さくなっていく。その結果、圧縮室(35)内の冷媒が圧縮される。
  スクリューロータ(40)が更に回転すると、図7(C)に示す吐出行程が行われる。吐出行程では、網掛けを付した圧縮室(35)(厳密には吐出室)が吐出口(45)を介して吐出通路(70)と連通する。スクリューロータ(40)の回転に伴いゲート(54)が螺旋溝(41)の終端へ近づいていくと、圧縮された冷媒が圧縮室(35)から吐出通路(70)へ押し出されていく。
  スライドバルブ機構(60)がスライドバルブ(61)の位置を調節すると、圧縮機構(30)から高圧空間(S2)へ送られる冷媒の流量(冷媒の循環量)が調節される。なお、例えば電動機(20)がインバータ駆動式であれば、スライドバルブ(61)の位置を調節して圧縮機構(30)の圧縮比を調節するものであってもよい。
  圧縮室(35)からは、圧縮された後の高温高圧の冷媒が、吐出口(45)から内周側通路(71)へ流出する。吐出口(45)から断続的に冷媒が吐出されることに起因して、内周側通路(71)では、冷媒の吐出脈動が比較的大きくなる。しかし、内周側通路(71)の周囲には外周側通路(75)が形成され、内周側通路(71)はケーシング本体部(12)の外周壁部(65)に面していない。従って、内周側通路(71)での吐出脈動がケーシング(11)の外部まで伝わることが抑制され、この吐出脈動に起因して騒音が大きくなるのを抑制できる。
  内周側通路(71)に流出した冷媒は、シリンダ部(31)の外周面に沿って、圧縮機構(30)の吐出側から吸入側へと流れる。内周側通路(71)を流れる冷媒は、圧縮された直後の比較的高温の冷媒である。このため、シリンダ部(31)を効率良く加熱できる。こうすると、スクリューロータ(40)とシリンダ部(31)の熱膨張特性の相違に起因してシリンダ部(31)の内周面と回転中のスクリューロータ(40)とが接触することを防止できる。
  内周側通路(71)を流出した流体は、連通路(73)を介して外周側通路(75)を流れる。外周側通路(75)は、内周側通路(71)よりも下流側に位置し、吐出口(45)から比較的遠い位置にある。このため、外周側通路(75)での冷媒の吐出脈動はさほど大きくならない。従って、ケーシング(11)の外部の騒音が大きくなることを抑制できる。
  内周側通路(71)の冷媒は、Uターンするようにして外周側通路(75)へ流入する。このため、外周側通路(75)へ流入した冷媒の吐出脈動を減衰させることができ、ケーシング(11)の外部の騒音を更に低減できる。
  外周側通路(75)を流れた冷媒は、流出部(77)において合流した後、高圧連通路(18)を通じて高圧空間(S2)へ流出する。高圧空間(S2)に流入した冷媒は、デミスタ(17)を通過して油が分離された後、吐出部(14a)を介してケーシング(11)の外部へ吐出される。デミスタ(17)で分離された油は、油溜部(19)に貯留される。
 -実施形態の効果-
  上記実施形態によれば、内周側通路(71)とケーシング(11)の外周壁部(65)との間に外周側通路(75)を介在させることで、冷媒の脈動に起因する騒音を低減できる。
  また、比較的高温の冷媒が流れる内周側通路(71)が、シリンダ部(31)の外周面に沿って形成されるため、流体によるシリンダ部(31)を加熱する効果が向上する。これにより、スクリューロータ(40)の焼き付きを効果的に回避できる。
  吐出通路(70)においては、冷媒がUターンするため、外周側通路(75)を流れる流体の吐出脈動を減衰でき、騒音を更に低減できる。内周側通路(71)の全域を外周側通路(75)が覆うことで、ケーシング(11)の外部への騒音を更に低減できる。
 《その他の実施形態》
  吐出通路(70)は、2つの内周側通路(71a,71b)、2つの連通路(73a,73b)、2つの外周側通路(75a,75b)を有しているが、これらの通路は1つ又は3つ以上であってもよい。
  内周側通路(71)と外周側通路(75)とは、必ずしも冷媒の流れが180°反対向きでなくてもよく、吐出通路(70)において冷媒が180°より小さい角度でターンする構成としてもよい。
  外周側通路(75)は、内周側通路(71)の外周面の一部のみを覆う構成としてもよい。
  以上説明したように、本発明は、スクリュー圧縮機について有用である。
     10   スクリュー圧縮機
     11   ケーシング
     30   圧縮機構
     31   シリンダ部
     40   スクリューロ
     41   螺旋溝
     50   ゲートロータ
     54   ゲート
     65   外周壁部
     70   吐出通路
     71   内周側通路
     73   連通路
     75   外周側通路

Claims (3)

  1.   スクリュー圧縮機であって、
      外周壁部(65)を含むケーシング(11)と、
      螺旋溝(41)が形成されたスクリューロータ(40)と、該螺旋溝(41)に噛み合う複数のゲート(54)を含むゲートロータ(50)と、上記スクリューロータ(40)を収容するシリンダ部(31)とを有し、上記外周壁部(65)の内側に配置される圧縮機構(30)とを備え、
      上記外周壁部(65)の内側には、上記圧縮機構(30)で圧縮された流体が流れる吐出通路(70)が形成され、
      上記吐出通路(70)は、
       上記シリンダ部(31)の外周面に沿って該シリンダ部(31)の軸方向に延びる内周側通路(71)と、該内周側通路(71)及び上記外周壁部(65)に沿って該シリンダ部(31)の軸方向に延びる外周側通路(75)とを含み、上記圧縮機構(30)で圧縮された流体が、上記内周側通路(71)、外周側通路(75)を順に流れるように構成される
      ことを特徴とするスクリュー圧縮機。
  2.   請求項1において、
      上記吐出通路(70)は、上記内周側通路(71)を流れる流体と、上記外周側通路(75)を流れる流体とが逆向きとなるように構成され、上記内周側通路(71)の下流端と上記外周側通路(75)の上流端とを連通させる連通路(73)を含んでいる
      ことを特徴とするスクリュー圧縮機。
  3.   請求項1又は2において、
      上記内周側通路(71)の外周面の全域が上記外周側通路(75)に囲まれる
      ことを特徴とするスクリュー圧縮機。
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