WO2020021707A1 - スクリュー圧縮機 - Google Patents

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WO2020021707A1
WO2020021707A1 PCT/JP2018/028273 JP2018028273W WO2020021707A1 WO 2020021707 A1 WO2020021707 A1 WO 2020021707A1 JP 2018028273 W JP2018028273 W JP 2018028273W WO 2020021707 A1 WO2020021707 A1 WO 2020021707A1
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WO
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screw
casing
rotor
slide valve
screw rotor
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PCT/JP2018/028273
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優 木庭
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三菱電機株式会社
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    • F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/24—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves
    • F04C28/26—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves using bypass channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/48—Rotary-piston pumps with non-parallel axes of movement of co-operating members
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    • F04C18/52—Rotary-piston pumps with non-parallel axes of movement of co-operating members the axes being arranged at an angle of 90 degrees of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04C28/10—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by changing the positions of the inlet or outlet openings with respect to the working chamber
    • F04C28/12—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by changing the positions of the inlet or outlet openings with respect to the working chamber using sliding valves
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    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
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    • F04C29/042—Heating; Cooling; Heat insulation by injecting a fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F25B1/04—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with compressor of rotary type
    • F25B1/047—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with compressor of rotary type of screw type

Definitions

  • the present invention relates to a screw compressor used for compressing a refrigerant such as a refrigerator.
  • a screw compressor is known as one type of positive displacement compressor, and is used, for example, as a component of a refrigerant circuit incorporated in a refrigerator or the like.
  • the screw compressor for example, one screw rotor having a spiral tooth groove and two gate rotors having a plurality of gate rotor teeth fitted into the tooth groove of the screw rotor were housed inside a casing.
  • Single screw compressors are known. In the single screw compressor, a plurality of compression chambers are formed by meshing and engaging the tooth grooves of the screw rotor and the gate rotor teeth of the gate rotor.
  • One end of the screw rotor in the rotation axis direction is a refrigerant suction side, and the other end is a discharge side.
  • the interior of the casing is divided into a low-pressure space provided on the suction side of the compression chamber and a high-pressure space provided on the discharge side of the compression chamber.
  • the screw rotor is fixed to a screw shaft that is rotated by a drive unit provided inside the casing.
  • the screw shaft has one shaft end rotatably supported by a bearing housing having a bearing therein, and the other shaft end connected to a drive unit.
  • refrigerant in a low-pressure space is sucked into a compression chamber and compressed, and refrigerant compressed in the compression chamber is discharged to a high-pressure space.
  • Some screw compressors include a pair of slide valves that are arranged in slide grooves formed in the inner cylindrical surface of the casing and that are slidably provided in the rotation axis direction of the screw rotor.
  • the slide valve is provided to slide in the rotation axis direction of the screw rotor and change the discharge start position of the high-pressure gas refrigerant compressed in the compression chamber, thereby changing the discharge opening timing and changing the internal volume ratio.
  • the slide valve includes a valve body facing the screw rotor, and a guide forming a sliding surface facing the outer peripheral surface of the bearing housing.
  • a gap is required between the outer peripheral surface of the screw rotor, the inner cylinder surface of the casing, and the slide valve so that the screw rotor can be driven to rotate.
  • the screw compressor has a problem in that the fluid being compressed leaks from the gap into the adjacent compression chamber, thereby lowering the operating efficiency.
  • the screw compressor In order to suppress a decrease in the operating efficiency of the screw compressor, it is effective to set a small gap between the outer peripheral surface of the screw rotor, the inner cylindrical surface of the casing, and the slide valve to reduce fluid leakage during compression. is there.
  • the screw rotor and the slide valve may thermally expand due to an increase in the temperature of the refrigerant gas compressed in the compression chamber, and the gap between the outer peripheral surface of the screw rotor and the inner cylindrical surface of the casing and the slide valve may be reduced. There is.
  • the screw rotor may rotate in the reverse direction due to the differential pressure in the casing, and when the screw rotor rotates in the reverse direction, the valve of the slide valve may be changed due to an internal pressure change in the compression chamber.
  • the body may fall down to the screw rotor side or rotate in the circumferential direction.
  • the valve body of the slide valve may fall down to the screw rotor side or rotate in the circumferential direction due to a change in pressure acting from the compression chamber. That is, if the gap between the slide valve and the screw rotor is excessively small, the slide valve may come into contact with the screw rotor and cause seizure or the like.
  • Patent Document 1 a step is provided on an arc surface of a slide valve facing a screw rotor, rotation of the slide valve is suppressed by dynamic pressure caused by refrigerant gas blown to the step, and a gap between the slide valve and the screw rotor is provided. Is disclosed.
  • a guide portion of a slide valve is provided with a protrusion which protrudes relatively in a circumferential direction from a valve body portion, and when the slide valve rotates in a circumferential direction, the protrusion is brought into contact with a bearing holder.
  • a structure for avoiding contact between a slide valve and a screw rotor is disclosed.
  • Patent Literature 2 when a deformation such as torsion occurs between the valve body portion and the guide portion of the slide valve, even if the protrusion provided on the guide portion abuts on the bearing holder, the valve is not moved.
  • the gap between the body and the screw rotor may be reduced more than necessary, and the slide valve may come into contact with the screw rotor.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems, and a slide valve and a screw rotor are provided while reducing the gap between the slide valve and the screw rotor as much as possible to suppress a decrease in compressor efficiency.
  • An object of the present invention is to provide a highly reliable screw compressor capable of suppressing contact of the screw compressor.
  • the screw compressor according to the present invention has a casing constituting an outer shell, a screw shaft disposed in the casing and driven to rotate, and a spiral tooth groove on an outer peripheral surface, and is fixed to the screw shaft.
  • a slide valve provided in the groove and configured to be slidable in the rotation axis direction of the screw rotor, and an opposing key groove is formed on an outer surface of the slide valve and an inner surface of the casing. , A common key is inserted into the key groove.
  • the screw compressor according to the present invention has a casing constituting an outer shell, a screw shaft arranged in the casing and driven to rotate, and a spiral tooth groove on an outer peripheral surface, and fixed to the screw shaft.
  • a slide valve provided in the slide groove and slidably movable in the rotation axis direction of the screw rotor, wherein a key groove is formed on one of an outer surface of the slide valve and an inner surface of the casing.
  • a convex portion that fits into the key groove is formed.
  • the screw compressor since the rotation of the slide valve in the circumferential direction is restricted by the key groove and the key or the convex portion, the screw compressor acts on the inner cylindrical surface of the slide valve facing the outer peripheral surface of the screw rotor. Even if the pressure fluctuates, the slide valve does not rotate in the circumferential direction, and contact between the slide valve and the screw rotor can be suppressed. Therefore, the screw compressor can secure the gap between the slide valve and the screw rotor while keeping the gap between the slide valve and the screw rotor as small as possible, while suppressing the decrease in the efficiency of the compressor. A high screw compressor can be realized.
  • FIG. 2 is a sectional view showing an internal structure of the screw compressor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line AA shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing an operation of a compression section of the screw compressor according to Embodiment 1 of the present invention, showing a suction step.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an operation of the compression section of the screw compressor according to Embodiment 1 of the present invention, showing a compression step.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an operation of a compression section of the screw compressor according to Embodiment 1 of the present invention, illustrating a discharge step.
  • FIG. 1 is a sectional view showing the internal structure of the screw compressor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line AA shown in FIG.
  • the screw compressor 100 includes a cylindrical casing 1 forming an outer shell, and a compression unit 2 and a driving unit 3 provided inside the casing 1.
  • the inside of the casing 1 is partitioned into a low-pressure space 10 and a high-pressure space 11.
  • the compression unit 2 includes a screw shaft 4, a screw rotor 5 fixed to the screw shaft 4, a pair of gate rotors 6, a gate rotor support 7, a pair of slide valves 8, A bearing housing 9 having therein a bearing 90 for rotatably supporting the end of the shaft 4.
  • the screw shaft 4 extends in the tube axis direction of the casing 1, and one end of the shaft is rotatably supported by a bearing 90 arranged opposite to the discharge side of the screw rotor 5, and the other end of the shaft is It is connected to the drive unit 3.
  • the screw shaft 4 is rotated by the drive unit 3.
  • the screw rotor 5 has a plurality of spiral tooth grooves 5a on the outer peripheral surface of the cylindrical body as shown in FIG.
  • the screw rotor 5 is fixed to the screw shaft 4 and rotates together with the screw shaft 4 rotated by the driving unit 3.
  • the low-pressure space 10 side in the rotation axis direction is a refrigerant suction side
  • the high-pressure space 11 end is a discharge side.
  • the gate rotor 6 has a plurality of gate rotor teeth 6a that fit into the tooth grooves 5a of the screw rotor 5 formed on an outer peripheral portion, and is arranged so as to sandwich the screw rotor 5 in the radial direction as shown in FIG. ing.
  • the compression section 2 includes a tooth space 5 a of the screw rotor 5 and a gate rotor tooth 6 a of the gate rotor 6 which are engaged with each other to form a compression chamber 20.
  • the screw compressor 100 has a configuration in which two gate rotors 6 are opposed to one screw rotor 5 by being shifted by 180 degrees. Therefore, two compression chambers 20 are formed on the upper side of the screw shaft 4 and on the lower side of the screw shaft 4.
  • the gate rotor support 7 has a plurality of gate rotor support teeth 7 a provided to face the plurality of gate rotor teeth 6 a and supports the gate rotor 6. .
  • the slide valve 8 is provided in a slide groove 12 formed in the inner cylindrical surface of the casing 1, and is configured to be slidable in the rotation axis direction of the screw rotor 5.
  • the slide valve 8 is, for example, an internal volume ratio adjusting valve.
  • the slide valve 8 includes a valve body 80 facing the screw rotor 5 and a guide 81 having a sliding surface facing the outer peripheral surface of the bearing housing 9.
  • the valve portion 80 and the guide portion 81 are connected by a connecting portion 82.
  • a discharge port 8a for the refrigerant compressed in the compression chamber 20 is provided between the valve body 80 and the guide 81.
  • the refrigerant discharged from the discharge port 8a is discharged to the high-pressure space 11 through a discharge gas passage formed on the back side of the guide portion 81.
  • the slide valve 8 is connected to a slide valve driving device 84 via a rod 83 fixed to an end face of the guide portion 81. That is, the slide valve 8 is moved in parallel with the screw shaft 4 by the rod 83 that operates in the axial direction by driving the slide valve driving device 84.
  • the slide valve driving device 84 has, for example, a configuration driven by gas pressure, a configuration driven by hydraulic pressure, or a configuration driven by a motor.
  • the discharge timing of the refrigerant sucked into the compression chamber 20 is adjusted by moving the valve body portion 80 of the slide valve 8 in parallel with the screw shaft 4. More specifically, the slide valve 8 is positioned on the suction side to make the opening of the discharge port 8a earlier, so that the discharge timing can be advanced, and the slide valve 8 is moved to the discharge side to make the opening of the discharge port 8a slower. Thus, the ejection timing can be delayed. That is, the screw compressor 100 operates with a low internal volume ratio when the discharge timing is advanced, and operates with a high internal volume ratio when the discharge timing is delayed.
  • the drive unit 3 is configured by the electric motor 30.
  • the electric motor 30 includes a stator 31 which is fixed in contact with the inside of the casing 1 and has a gap in the radial direction, and a motor rotor 32 rotatably arranged inside the stator 31.
  • the motor rotor 32 is connected to the shaft end of the screw shaft 4 and is arranged on the same axis as the screw rotor 5.
  • the screw compressor 100 rotates the screw rotor 5 by driving the electric motor 30 to rotate the screw shaft 4.
  • the motor 30 is driven by an inverter (not shown) so that the rotation speed is variably driven, and is operated by accelerating and decelerating the rotation speed of the screw shaft 4.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing an operation of the compression section of the screw compressor according to Embodiment 1 of the present invention, showing a suction step.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing an operation of the compression section of the screw compressor according to Embodiment 1 of the present invention, showing a compression step.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an operation of the compression section of the screw compressor according to Embodiment 1 of the present invention, showing a discharge step. 3 to 5, each process will be described with a focus on the compression chamber 20 indicated by hatching of dots.
  • the screw rotor 5 is rotated via the screw shaft 4 by the electric motor 30, so that the gate rotor teeth 6a of the gate rotor 6 constitute the compression chamber 20. It relatively moves in the tooth space 5a.
  • this cycle is repeated with the suction step (FIG. 3), the compression step (FIG. 4) and the discharge step (FIG. 5) as one cycle.
  • FIG. 3 shows the state of the compression chamber 20 during the suction stroke.
  • the screw rotor 5 is driven by the electric motor 30 and rotates in the direction of the solid arrow. Thereby, the volume of the compression chamber 20 is reduced as shown in FIG.
  • the clearance between the outer peripheral surface of the screw rotor 5 and the inner cylindrical surface of the casing 1 and the slide valve 8 is set to be small, and leakage of fluid during compression is reduced. It is effective to reduce it.
  • the screw rotor 5 and the slide valve 8 thermally expand due to a rise in the temperature of the refrigerant gas compressed in the compression chamber 20, and the outer peripheral surface of the screw rotor 5 and the inner cylindrical surface of the casing 1 and the slide valve 8 There is a possibility that the gap between the two will decrease.
  • the screw rotor 5 may rotate in the reverse direction due to the differential pressure in the casing 1, and when the screw rotor 5 rotates in the reverse direction, the screw rotor 5 may rotate due to the change in the internal pressure of the compression chamber 20 or the like.
  • the valve body 80 of the slide valve 8 may fall down toward the screw rotor 5 or rotate in the circumferential direction.
  • the valve body 80 of the slide valve 8 may fall down to the screw rotor 5 side or rotate in the circumferential direction due to a change in the pressure acting from the compression chamber 20 even during normal operation. . That is, if the gap between the slide valve 8 and the screw rotor 5 is too small, the slide valve 8 may come into contact with the screw rotor 5 and cause seizure or the like.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of the screw compressor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the screw compressor 100 according to the first embodiment rectangular key grooves 13 and 14 facing the outer surface of the slide valve 8 and the inner surface of the casing 1 are formed. 13 and 14 have a common key 15 inserted therein.
  • the key 15 is formed in a rectangular shape so as to fit into the rectangular key grooves 13 and 14. That is, the rotation of the slide valve 8 in the circumferential direction is restricted by the key grooves 13 and 14 and the key 15.
  • the rectangular shape of the key grooves 13 and 14 means a shape when the slide valve 8 is viewed in a longitudinal section. Further, a small gap is required between the key grooves 13 and 14 and the key 15 to slide the slide valve 8 in the rotation axis direction. Further, the key groove 13 formed in the slide valve 8 and the key groove 14 formed in the casing 1 have the same shape and the same size, but may have different sizes and shapes.
  • the key groove 13 formed in the slide valve 8 may be formed in the guide portion 81 or may be formed in the valve body portion 80.
  • the key 15 be formed of a material having a smaller linear expansion coefficient than the material of the slide valve 8 and the casing 1.
  • the screw compressor 100 parts around the screw rotor 5 become hot depending on operating conditions, and the casing 1, the slide valve 8 and the key 15 may thermally expand. Even in such a case, since a small gap can be secured between the key 15 and the key grooves 13 and 14, the slide valve 8 can be slid in the rotation axis direction of the screw rotor 5. .
  • the screw compressor 100 includes the casing 1 that forms the outer shell, the screw shaft 4 having one end connected to the driving unit 3 and driven to rotate, and the helical teeth on the outer peripheral surface. It has a groove 5a, a screw rotor 5 fixed to the screw shaft 4, and a plurality of gate rotor teeth 6a that fit into the tooth grooves 5a of the screw rotor 5.
  • the compression chamber 20 is formed together with the casing 1 and the screw rotor 5. It has a gate rotor 6 to be formed, and a slide valve 8 provided slidably in the rotation axis direction of the screw rotor 5 in a slide groove 12 formed in the inner cylindrical surface of the casing 1.
  • Opposite key grooves 13 and 14 are formed between the outer surface of the slide valve 8 and the inner surface of the casing 1, and a common key 15 is inserted into the key grooves 13 and 14.
  • the screw compressor 100 rotates the slide valve 8 in the circumferential direction. Therefore, the contact between the slide valve 8 and the screw rotor 5 can be suppressed. Therefore, the screw compressor 100 can secure the gap between the slide valve 8 and the screw rotor 5 while minimizing the gap between the slide valve 8 and the screw rotor 5 and suppressing the decrease in the efficiency of the compressor. And a highly reliable screw compressor can be realized.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view illustrating a main part of the screw compressor according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the same components as those of the screw compressor 100 described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
  • dovetail-shaped key grooves 16 and 17 facing the outer surface of the slide valve 8 and the inner surface of the casing 1 are formed, and are common to the key grooves 16 and 17.
  • the key 18 is inserted.
  • the key 18 is formed in a dovetail shape on the upper and lower sides of the middle part so as to correspond to the key grooves 16 and 17 having a dovetail shape. That is, in the slide valve 8, the rotation in the circumferential direction and the movement in the radial direction are restricted by the key grooves 16 and 17 and the key 18.
  • the fact that the key grooves 16 and 17 are dovetail-shaped means that the shape when the slide valve 8 is viewed in a longitudinal section is trapezoidal. In addition, a small gap is required between the key grooves 16 and 17 and the key 18 to slide the slide valve 8 in the rotation axis direction.
  • the keyway 16 formed in the slide valve 8 and the keyway 17 formed in the casing 1 have the same shape and the same size, but may have different sizes and shapes. Further, the key groove 16 formed in the slide valve 8 may be formed in the guide portion 81 or may be formed in the valve body portion 80.
  • the key 18 is desirably formed of a material having a smaller linear expansion coefficient than the material of the slide valve 8 and the casing 1.
  • the screw compressor 101 may rotate the slide valve 8 in the circumferential direction. Therefore, the contact between the slide valve 8 and the screw rotor 5 can be suppressed. Therefore, the screw compressor 100 can secure the gap between the slide valve 8 and the screw rotor 5 while minimizing the gap between the slide valve 8 and the screw rotor 5 and suppressing the decrease in the efficiency of the compressor. And a more reliable screw compressor can be realized.
  • FIG. 8 is an enlarged sectional view showing a main part of a screw compressor according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the same components as those of the screw compressor 100 described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
  • the screw compressor 102 according to the third embodiment has a rectangular keyway 14 formed on the inner surface of the casing 1 among the outer surface of the slide valve 8 and the inner surface of the casing 1. Is formed with a rectangular convex portion 15a that fits into the key groove 14 on the outer surface of the key groove 14. That is, the screw compressor 102 according to the third embodiment is characterized in that the key 15 described in the first embodiment is provided integrally with the slide valve 8. Therefore, the screw compressor 102 according to the third embodiment can reduce the number of members by the amount that the key 15 can be omitted, which can contribute to cost reduction and improve product management.
  • the screw compressor 102 since the rotation of the slide valve 8 in the circumferential direction is restricted by the key groove 14 and the projection 15a, the slide valve 8 facing the outer peripheral surface of the screw rotor 5 Even if the pressure acting on the inner cylinder surface fluctuates, the slide valve 8 does not rotate in the circumferential direction, and the contact between the slide valve 8 and the screw rotor 5 can be suppressed. Therefore, the screw compressor 102 can secure the gap between the slide valve 8 and the screw rotor 5 while minimizing the gap between the slide valve 8 and the screw rotor 5 to suppress a decrease in the efficiency of the compressor. And a highly reliable screw compressor can be realized.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a modified example of the screw compressor according to Embodiment 3 of the present invention, in which main parts are enlarged and shown.
  • the screw compressor 102 according to the third embodiment shown in FIG. 9 has a rectangular keyway 13 formed on the outer surface of the slide valve 8 between the outer surface of the slide valve 8 and the inner surface of the casing 1. This is a configuration in which a rectangular convex portion 15b that fits into the key groove 13 is formed.
  • the screw compressor 102 according to the third embodiment shown in FIG. 9 can also achieve the same effects as the configuration shown in FIG.
  • FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view illustrating a main part of a screw compressor according to Embodiment 4 of the present invention. Note that the same components as those of the screw compressors 100 and 101 described in Embodiments 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
  • the screw compressor 103 according to the fourth embodiment has a dovetail-shaped key groove 17 formed on the inner surface of the casing 1 between the outer surface of the slide valve 8 and the inner surface of the casing 1. 8 has a dovetail-shaped convex portion 18a that fits into the key groove 17. That is, the screw compressor 103 according to the fourth embodiment is characterized in that the key 18 described in the second embodiment is provided integrally with the slide valve 8. Therefore, the screw compressor 103 according to the fourth embodiment can reduce the number of members by the amount that the key 18 can be omitted, which can contribute to cost reduction and improve product management.
  • the screw compressor 103 since the slide valve 8 is restricted from rotating in the circumferential direction and moving in the radial direction by the key groove 17 and the convex portion 18a, the outer peripheral surface of the screw rotor 5 Even if the pressure acting on the inner cylinder surface of the opposing slide valve 8 fluctuates, the slide valve 8 does not rotate in the circumferential direction or move in the radial direction, and the slide valve 8 and the screw rotor 5 Contact can be suppressed. Therefore, the screw compressor 103 can secure the gap between the slide valve 8 and the screw rotor 5 while minimizing the gap between the slide valve 8 and the screw rotor 5 to suppress a decrease in the efficiency of the compressor. And a more reliable screw compressor can be realized.
  • FIG. 11 is a modified example of the screw compressor according to Embodiment 4 of the present invention, and is an enlarged cross-sectional view of a main part.
  • the screw compressor 103 according to the fourth embodiment shown in FIG. 11 has a dovetail-shaped key groove 16 formed on the outer surface of the slide valve 8 between the outer surface of the slide valve 8 and the inner surface of the casing 1. In this configuration, a dovetail-shaped convex portion 18b that fits into the key groove 16 is formed.
  • the same effect as the configuration shown in FIG. 10 can be obtained.
  • the present invention has been described based on the embodiment, the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment.
  • the internal configuration of the screw compressor 100 is not limited to the content described above, and may include other components.
  • the screw compressor 100 has been described as an example of a single-stage single screw compressor, but may be a two-stage single screw compressor, for example.
  • the slide valve 8 is not limited to the internal volume ratio adjusting valve, and may be configured to adjust a compression capacity, for example.
  • the number of the gate rotors 6 is not limited to the illustrated two, and may be one.
  • the key groove is not limited to the illustrated rectangular shape or dovetail groove shape, and may have another form. In this case, the key or the projection has a shape corresponding to the key groove.
  • the present invention includes a range of design changes and application variations usually performed by those skilled in the art without departing from the technical idea thereof.

Abstract

スクリュー圧縮機は、外郭を構成するケーシングと、ケーシング内に配置されて回転駆動されるスクリュー軸と、外周面に螺旋状の歯溝を有し、スクリュー軸に固定されたスクリューロータと、スクリューロータの歯溝に嵌り合う複数のゲートロータ歯部を有し、ケーシング及びスクリューロータと共に圧縮室を形成するゲートロータと、ケーシングの内筒面に形成されたスライド溝内に設けられ、スクリューロータの回転軸方向にスライド移動自在に構成されたスライドバルブと、を備えている。スライドバルブの外面とケーシングの内面には、相対するキー溝が形成されており、キー溝に共通のキーが挿入されている。

Description

スクリュー圧縮機
　本発明は、例えば冷凍機等の冷媒圧縮に用いられるスクリュー圧縮機に関するものである。
　スクリュー圧縮機は、特許文献１に開示されているように、容積形圧縮機の一つの形式として知られており、例えば冷凍機等に内蔵された冷媒回路の構成部材として使用されるものである。スクリュー圧縮機としては、例えば螺旋状の歯溝を有する１つのスクリューロータと、スクリューロータの歯溝に嵌り合う複数のゲートロータ歯部を有する２つのゲートロータと、がケーシングの内部に収納されたシングルスクリュー圧縮機が知られている。シングルスクリュー圧縮機は、スクリューロータの歯溝とゲートロータのゲートロータ歯部とが相互に噛み合い係合されて複数の圧縮室が形成されている。スクリューロータは、回転軸方向における一端が冷媒の吸入側であり、他端が吐出側となる。ケーシングの内部は、圧縮室の吸入側に設けられた低圧空間と、圧縮室の吐出側に設けられた高圧空間と、に区画されている。
　スクリューロータは、ケーシングの内部に設けられた駆動部によって回転するスクリュー軸に固定されている。スクリュー軸は、一方の軸端部が内部に軸受を有する軸受ハウジングによって回転自在に支持され、他方の軸端部が駆動部に連結されている。スクリュー圧縮機は、駆動部によって回転するスクリュー軸を介してスクリューロータが回転駆動すると、低圧空間内の冷媒が圧縮室へ吸入されて圧縮され、圧縮室で圧縮された冷媒が高圧空間に吐出される構成である。
　ところで、スクリュー圧縮機には、ケーシングの内筒面に形成されたスライド溝内に配置され、スクリューロータの回転軸方向にスライド移動自在に設けられた一対のスライドバルブを備えたものがある。スライドバルブは、スクリューロータの回転軸方向にスライドし、圧縮室で圧縮された高圧ガス冷媒の吐出開始位置を変更させることで、吐出開口タイミングを変化させて、内部容積比を変更させるために設けられている。このスライドバルブは、スクリューロータに対向する弁体部と、軸受ハウジングの外周面に対向して摺動面を形成するガイド部と、を備えている。
　スクリューロータの外周面と、ケーシングの内筒面及びスライドバルブとの間には、スクリューロータが回転駆動できるための隙間が必要である。しかし、スクリュー圧縮機は、この隙間から圧縮中の流体が隣接する圧縮室に漏れることで、運転効率が低下する問題がある。
　スクリュー圧縮機の運転効率の低下を抑制するためには、スクリューロータの外周面とケーシングの内筒面及びスライドバルブとの隙間を小さく設定し、圧縮中の流体の漏れを少なくすることが有効である。しかし、スクリュー圧縮機は、スクリューロータ及びスライドバルブが圧縮室で圧縮した冷媒ガスの温度の上昇によって熱膨張し、スクリューロータの外周面とケーシングの内筒面及びスライドバルブとの隙間が減少するおそれがある。また、スクリュー圧縮機は、運転を停止させた後にケーシング内の高低差圧によりスクリューロータが逆回転する場合があり、スクリューロータが逆回転すると圧縮室の内圧変化等の影響によって、スライドバルブの弁体部がスクリューロータ側へ倒れ込み、又は周方向へ回転するおそれがある。更に、スクリュー圧縮機は、通常の運転時においても圧縮室から作用する圧力の変化によって、スライドバルブの弁体部がスクリューロータ側へ倒れ込み、又は周方向へ回転する場合がある。つまり、スライドバルブとスクリューロータとの隙間が過度に小さいと、スライドバルブがスクリューロータと接触し、焼き付き等を招くおそれがある。
　例えば特許文献１には、スクリューロータと対向するスライドバルブの円弧面上に段差部を設け、段差部に吹き付けられる冷媒ガスによる動圧でスライドバルブの回転を抑制し、スライドバルブとスクリューロータの隙間を確保する構造が開示されている。
　また、特許文献２には、スライドバルブのガイド部に弁体部よりも周方向に相対的に突出する突起部を設け、スライドバルブが周方向に回転すると突起部を軸受ホルダに当接させて、スライドバルブとスクリューロータの接触を回避する構造が開示されている。
特開２００９－１６８０１１号公報 特開２０１３－６０８７７号公報
　特許文献１の発明では、スライドバルブとスクリューロータの隙間を確保する要素が流体によって作用する動圧であるため、運転条件によって動圧が変化し、確実に隙間を確保できる構成とは言い難い。また、圧縮機停止時にスクリューロータが逆回転する場合などには、段差部に対して意図した動圧が作用せず、スライドバルブとスクリューロータの隙間が必要以上に減少してしまうおそれがある。その結果、スライドバルブがスクリューロータと接触するおそれがある。
　また、特許文献２の発明では、スライドバルブの弁体部とガイド部との間で捩れるような変形が生じた場合、ガイド部に設けた突起部が軸受ホルダに当接したとしても、弁体部とスクリューロータの隙間が必要以上に減少し、スライドバルブとスクリューロータが接触するおそれがある。
　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、スライドバルブとスクリューロータの隙間を可能な限り小さくして圧縮機の効率低下を抑制しつつ、スライドバルブとスクリューロータとの接触を抑制でき、信頼性の高いスクリュー圧縮機を提供することを目的とする。
　本発明に係るスクリュー圧縮機は、外郭を構成するケーシングと、前記ケーシング内に配置されて回転駆動されるスクリュー軸と、外周面に螺旋状の歯溝を有し、前記スクリュー軸に固定されたスクリューロータと、前記スクリューロータの歯溝に嵌り合う複数のゲートロータ歯部を有し、前記ケーシング及び前記スクリューロータと共に圧縮室を形成するゲートロータと、前記ケーシングの内筒面に形成されたスライド溝内に設けられ、前記スクリューロータの回転軸方向にスライド移動自在に構成されたスライドバルブと、を備え、前記スライドバルブの外面と前記ケーシングの内面には、相対するキー溝が形成されており、前記キー溝に共通のキーが挿入されているものである。
　また、本発明に係るスクリュー圧縮機は、外郭を構成するケーシングと、前記ケーシング内に配置されて回転駆動されるスクリュー軸と、外周面に螺旋状の歯溝を有し、前記スクリュー軸に固定されたスクリューロータと、前記スクリューロータの歯溝に嵌り合う複数のゲートロータ歯部を有し、前記ケーシング及び前記スクリューロータと共に圧縮室を形成するゲートロータと、前記ケーシングの内筒面に形成されたスライド溝内に設けられ、前記スクリューロータの回転軸方向にスライド移動自在に構成されたスライドバルブと、を備え、前記スライドバルブの外面と前記ケーシングの内面のうち、一方にキー溝が形成され、他方に前記キー溝に嵌る凸部が形成されているものである。
　本発明に係るスクリュー圧縮機は、スライドバルブがキー溝とキー又は凸部とによって周方向への回転が拘束されているので、スクリューロータの外周面に対向するスライドバルブの内筒面に作用する圧力が変動したとしても、スライドバルブが周方向へ回転することがなく、スライドバルブとスクリューロータとの接触を抑制できる。よって、スクリュー圧縮機は、スライドバルブとスクリューロータの隙間を可能な限り小さくして、圧縮機の効率低下を抑制しつつ、スライドバルブとスクリューロータとの隙間を確保することができ、信頼性の高いスクリュー圧縮機を実現できる。
本発明の実施の形態１に係るスクリュー圧縮機の内部構造を示した断面図である。 図１に示したＡ－Ａ線矢視の断面図である。 本発明の実施の形態１に係るスクリュー圧縮機の圧縮部の動作であって、吸込工程を示した説明図である。 本発明の実施の形態１に係るスクリュー圧縮機の圧縮部の動作であって、圧縮工程を示した説明図である。 本発明の実施の形態１に係るスクリュー圧縮機の圧縮部の動作であって、吐出工程を示した説明図である。 本発明の実施の形態１に係るスクリュー圧縮機の要部を拡大して示した断面図である。 本発明の実施の形態２に係るスクリュー圧縮機の要部を拡大して示した断面図である。 本発明の実施の形態３に係るスクリュー圧縮機の要部を拡大して示した断面図である。 本発明の実施の形態３に係るスクリュー圧縮機の変形例であって、要部を拡大して示した断面図である。 本発明の実施の形態４に係るスクリュー圧縮機の要部を拡大して示した断面図である。 本発明の実施の形態４に係るスクリュー圧縮機の変形例であって、要部を拡大して示した断面図である。
　以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には、同一符号を付して、その説明を適宜省略又は簡略化する。また、各図に記載の構成について、その形状、大きさ、及び配置等は、本発明の範囲内で適宜変更することができる。
　実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１に係るスクリュー圧縮機の内部構造を示した断面図である。図２は、図１に示したＡ－Ａ線矢視の断面図である。実施の形態１に係るスクリュー圧縮機１００では、単段シングルスクリュー圧縮機を例に説明する。スクリュー圧縮機１００は、図１に示すように、外郭を構成する円筒形状のケーシング１と、ケーシング１の内部に設けられた圧縮部２及び駆動部３と、で構成されている。ケーシング１の内部は、低圧空間１０と、高圧空間１１とに区画されている。
　圧縮部２は、図１に示すように、スクリュー軸４と、スクリュー軸４に固定されたスクリューロータ５と、一対のゲートロータ６と、ゲートロータサポート７と、一対のスライドバルブ８と、スクリュー軸４の端部を回転自在に支持する軸受９０を内部に有する軸受ハウジング９と、を備えている。
　スクリュー軸４は、ケーシング１の管軸方向に延びており、一方の軸端部がスクリューロータ５の吐出側に対向して配置された軸受９０によって回転自在に支持され、他方の軸端部が駆動部３に連結されている。スクリュー軸４は、駆動部３によって回転される。
　スクリューロータ５は、図２に示すように、円柱体の外周面に複数の螺旋状の歯溝５ａを有している。スクリューロータ５は、スクリュー軸４に固定されており、駆動部３によって回転するスクリュー軸４と共に回転する。図１に示すように、スクリューロータ５は、回転軸方向における低圧空間１０側が冷媒の吸入側となり、高圧空間１１端が吐出側となる。
　ゲートロータ６は、スクリューロータ５の歯溝５ａに嵌り合う複数のゲートロータ歯部６ａが外周部に形成されており、図１に示すように、スクリューロータ５を径方向に挟むように配置されている。圧縮部２は、スクリューロータ５の歯溝５ａと、ゲートロータ６のゲートロータ歯部６ａが相互に噛み合い係合されて圧縮室２０が形成されている。スクリュー圧縮機１００は、１つのスクリューロータ５に対し、２つのゲートロータ６を１８０度ずらして対向させて配置した構成である。そのため、圧縮室２０は、スクリュー軸４の上側と、スクリュー軸４の下側とで２つ形成されている。ゲートロータサポート７は、図２に示すように、複数のゲートロータ歯部６ａと対向して設けられた複数のゲートロータサポート歯部７ａを有しており、ゲートロータ６を支持するものである。
　スライドバルブ８は、図１に示すように、ケーシング１の内筒面に形成されたスライド溝１２内に設けられ、スクリューロータ５の回転軸方向にスライド移動自在に構成されている。スライドバルブ８は、一例として内部容積比調整弁である。スライドバルブ８は、スクリューロータ５に対向する弁体部８０と、軸受ハウジング９の外周面に対向する摺動面を有するガイド部８１と、を備えている。弁体部８０とガイド部８１とは、連結部８２によって連結されている。弁体部８０とガイド部８１との間には、圧縮室２０で圧縮された冷媒の吐出口８ａが設けられている。吐出口８ａから吐出された冷媒は、ガイド部８１の背面側に形成された吐出ガス通路を通じて高圧空間１１に吐出される。
　スライドバルブ８は、ガイド部８１の端面に固定されたロッド８３を介してスライドバルブ駆動装置８４に接続されている。つまり、スライドバルブ８は、スライドバルブ駆動装置８４の駆動により軸方向に動作するロッド８３によって、スクリュー軸４と並行に移動する。スライドバルブ駆動装置８４は、例えばガス圧で駆動する構成、油圧で駆動する構成、又はモータで駆動する構成等である。
　スクリュー圧縮機１００は、スライドバルブ８の弁体部８０がスクリュー軸４と並行に移動することで、圧縮室２０に吸い込んだ冷媒の吐出タイミングが調整される。具体的には、スライドバルブ８は、吸込側に位置させて吐出口８ａの開口を早くすることで、吐出タイミングを早めることができ、吐出側に移動させて吐出口８ａの開口を遅くすることで、吐出タイミングを遅らせることができる。つまり、スクリュー圧縮機１００は、吐出タイミングを早めると低内部容積比の運転となり、吐出タイミングを遅らせると高内部容積比の運転となる。
　駆動部３は、電動機３０によって構成されている。電動機３０は、ケーシング１の内部に内接して固定され、径方向に隙間を有するステーター３１と、ステーター３１の内側に回転自在に配置されたモータロータ３２と、で構成されている。モータロータ３２は、スクリュー軸４の軸端部に接続されており、スクリューロータ５と同一軸線上に配置されている。スクリュー圧縮機１００は、電動機３０が駆動してスクリュー軸４を回転させることで、スクリューロータ５を回転させる。なお、電動機３０は、図示することは省略したインバータによって回転速度を可変に駆動されており、スクリュー軸４の回転速度を加減速させて運転される。
　次に、図３～図５に基づいて、実施の形態１に係るスクリュー圧縮機１００の動作について説明する。図３は、本発明の実施の形態１に係るスクリュー圧縮機の圧縮部の動作であって、吸込工程を示した説明図である。図４は、本発明の実施の形態１に係るスクリュー圧縮機の圧縮部の動作であって、圧縮工程を示した説明図である。図５は、本発明の実施の形態１に係るスクリュー圧縮機の圧縮部の動作であって、吐出工程を示した説明図である。なお、図３～図５では、ドットのハッチングで示した圧縮室２０に着目して各行程について説明する。
　スクリュー圧縮機１００は、図３～図５に示すように、スクリューロータ５が電動機３０によりスクリュー軸４を介して回転することで、ゲートロータ６のゲートロータ歯部６ａが圧縮室２０を構成する歯溝５ａ内を相対的に移動する。これにより、圧縮室２０内では、吸込工程（図３）、圧縮工程（図４）及び吐出工程（図５）を一サイクルとして、このサイクルを繰り返すようになっている。
　図３は、吸込行程における圧縮室２０の状態を示している。スクリューロータ５が電動機３０により駆動されて実線矢印の方向に回転する。これにより、図４に示すように圧縮室２０の容積が縮小する。
　引き続き、スクリューロータ５が回転すると、図５に示すように、圧縮室２０が吐出口８ａに連通する。これにより、圧縮室２０内で圧縮された高圧の冷媒ガスが吐出口８ａより外部へ吐出される。そして、再びスクリューロータ５の背面で同様の圧縮が行われる。
　ところで、スクリュー圧縮機１００の運転効率の低下を抑制するためには、スクリューロータ５の外周面とケーシング１の内筒面及びスライドバルブ８との隙間を小さく設定し、圧縮中の流体の漏れを少なくすることが有効である。しかし、スクリュー圧縮機１００は、スクリューロータ５及びスライドバルブ８が圧縮室２０で圧縮した冷媒ガスの温度の上昇によって熱膨張し、スクリューロータ５の外周面とケーシング１の内筒面及びスライドバルブ８との隙間が減少するおそれがある。また、スクリュー圧縮機１００は、運転を停止させた後にケーシング１内の高低差圧によりスクリューロータ５が逆回転する場合があり、スクリューロータ５が逆回転すると圧縮室２０の内圧変化等の影響によって、スライドバルブ８の弁体部８０がスクリューロータ５側へ倒れ込み、又は周方向へ回転するおそれがある。更に、スクリュー圧縮機１００は、通常の運転時においても圧縮室２０から作用する圧力の変化によって、スライドバルブ８の弁体部８０がスクリューロータ５側へ倒れ込み、又は周方向へ回転する場合がある。つまり、スライドバルブ８とスクリューロータ５との隙間が過度に小さいと、スライドバルブ８がスクリューロータ５と接触し、焼き付き等を招くおそれがある。
　図６は、本発明の実施の形態１に係るスクリュー圧縮機の要部を拡大して示した断面図である。図６に示すように、実施の形態１に係るスクリュー圧縮機１００では、スライドバルブ８の外面とケーシング１の内面とに相対する矩形状のキー溝１３及び１４が形成されており、該キー溝１３及び１４に共通のキー１５が挿入された構成としている。キー１５は、矩形状のキー溝１３及び１４に嵌るように矩形状で形成されている。つまり、スライドバルブ８は、キー溝１３及び１４と、キー１５によって周方向への回転が拘束されている。
　なお、キー溝１３及び１４が矩形状であるとは、スライドバルブ８を縦断面視した場合における形状をいう。また、キー溝１３及び１４とキー１５との間には、スライドバルブ８を回転軸方向にスライド移動させるために必要となる僅かな隙間が形成されている。また、スライドバルブ８に形成されたキー溝１３と、ケーシング１に形成されたキー溝１４とは、同形同大で構成されているが、異なる大きさ及び形状でもよい。また、スライドバルブ８に形成されたキー溝１３は、ガイド部８１に形成してもよいし、弁体部８０に形成してもよい。
　また、キー１５は、スライドバルブ８及びケーシング１の材質よりも線膨張係数が小さい材質で形成することが望ましい。スクリュー圧縮機１００は、運転条件によってスクリューロータ５の周辺の部品が高温になり、ケーシング１、スライドバルブ８及びキー１５が熱膨張する場合がある。このような場合であっても、キー１５とキー溝１３及び１４との間に僅かな隙間を確保することができるので、スライドバルブ８をスクリューロータ５の回転軸方向にスライド移動させることができる。
　上記したように、実施の形態１に係るスクリュー圧縮機１００は、外郭を構成するケーシング１と、駆動部３に一端が連結されて回転駆動されるスクリュー軸４と、外周面に螺旋状の歯溝５ａを有し、スクリュー軸４に固定されたスクリューロータ５と、スクリューロータ５の歯溝５ａに嵌り合う複数のゲートロータ歯部６ａを有し、ケーシング１及びスクリューロータ５と共に圧縮室２０を形成するゲートロータ６と、ケーシング１の内筒面に形成されたスライド溝１２内にスクリューロータ５の回転軸方向にスライド移動自在に設けられたスライドバルブ８と、を備えている。スライドバルブ８の外面とケーシング１の内面とは、相対するキー溝１３及び１４が形成されており、キー溝１３及び１４に共通のキー１５が挿入されている。
　したがって、実施の形態１に係るスクリュー圧縮機１００は、スクリューロータ５の外周面に対向するスライドバルブ８の内筒面に作用する圧力が変動したとしても、スライドバルブ８が周方向へ回転することがないので、スライドバルブ８とスクリューロータ５との接触を抑制できる。よって、スクリュー圧縮機１００は、スライドバルブ８とスクリューロータ５の隙間を可能な限り小さくして、圧縮機の効率低下を抑制しつつ、スライドバルブ８とスクリューロータ５との隙間を確保することができ、信頼性の高いスクリュー圧縮機を実現できる。
　実施の形態２．
　次に、図７に基づいて、本発明の実施の形態２に係るスクリュー圧縮機１０１を説明する。図７は、本発明の実施の形態２に係るスクリュー圧縮機の要部を拡大して示した断面図である。なお、実施の形態１で説明したスクリュー圧縮機１００と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を適宜省略する。
　実施の形態２に係るスクリュー圧縮機１０１は、スライドバルブ８の外面とケーシング１の内面とに相対するアリ溝形状のキー溝１６及び１７が形成されており、該キー溝１６及び１７に共通のキー１８が挿入された構成である。キー１８は、アリ溝形状のキー溝１６及び１７に対応するように、中間部を境に上下がアリ形状に形成されている。つまり、スライドバルブ８は、キー溝１６及び１７と、キー１８によって周方向への回転と径方向への移動が拘束されている。
　なお、キー溝１６及び１７がアリ溝形状であるとは、スライドバルブ８を縦断面視した場合における形状が、台形状であることを意味する。また、キー溝１６及び１７とキー１８との間には、スライドバルブ８を回転軸方向にスライド移動させるために必要となる僅かな隙間が形成されている。また、スライドバルブ８に形成されたキー溝１６と、ケーシング１に形成されたキー溝１７とは、同形同大で構成されているが、異なる大きさ及び形状でもよい。また、スライドバルブ８に形成されたキー溝１６は、ガイド部８１に形成してもよいし、弁体部８０に形成してもよい。
　なお、実施の形態１で説明したように、キー１８は、スライドバルブ８及びケーシング１の材質よりも線膨張係数が小さい材質で形成することが望ましい。
　よって、実施の形態２に係るスクリュー圧縮機１０１は、スクリューロータ５の外周面に対向するスライドバルブ８の内筒面に作用する圧力が変動したとしても、スライドバルブ８が周方向へ回転したり、径方向へ移動したりすることがないので、スライドバルブ８とスクリューロータ５との接触を抑制できる。よって、スクリュー圧縮機１００は、スライドバルブ８とスクリューロータ５の隙間を可能な限り小さくして、圧縮機の効率低下を抑制しつつ、スライドバルブ８とスクリューロータ５との隙間を確保することができ、より信頼性の高いスクリュー圧縮機を実現できる。
　実施の形態３．
　次に、図８及び図９に基づいて、本発明の実施の形態３に係るスクリュー圧縮機１０２を説明する。図８は、本発明の実施の形態３に係るスクリュー圧縮機の要部を拡大して示した断面図である。なお、実施の形態１で説明したスクリュー圧縮機１００と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を適宜省略する。
　図８に示すように、実施の形態３に係るスクリュー圧縮機１０２は、スライドバルブ８の外面とケーシング１の内面のうち、ケーシング１の内面に矩形状のキー溝１４が形成され、スライドバルブ８の外面にキー溝１４に嵌る矩形状の凸部１５ａが形成された構成である。つまり、実施の形態３のスクリュー圧縮機１０２は、上記実施の形態１で説明したキー１５をスライドバルブ８に一体的に設けた構成を特徴としている。よって、実施の形態３に係るスクリュー圧縮機１０２は、キー１５を省略できる分だけ、部材点数を削減できるので、コスト削減に寄与することができるし、製品管理を向上させることができる。
　なお、実施の形態３のスクリュー圧縮機１０２は、スライドバルブ８がキー溝１４と凸部１５ａによって周方向への回転が拘束されているので、スクリューロータ５の外周面に対向するスライドバルブ８の内筒面に作用する圧力が変動したとしても、スライドバルブ８が周方向へ回転することがなく、スライドバルブ８とスクリューロータ５との接触を抑制できる。よって、スクリュー圧縮機１０２は、スライドバルブ８とスクリューロータ５の隙間を可能な限り小さくして、圧縮機の効率低下を抑制しつつ、スライドバルブ８とスクリューロータ５との隙間を確保することができ、信頼性の高いスクリュー圧縮機を実現できる。
　図９は、本発明の実施の形態３に係るスクリュー圧縮機の変形例であって、要部を拡大して示した断面図である。図９に示す実施の形態３に係るスクリュー圧縮機１０２は、スライドバルブ８の外面とケーシング１の内面のうち、スライドバルブ８の外面に矩形状のキー溝１３が形成され、ケーシング１の内面にキー溝１３に嵌る矩形状の凸部１５ｂが形成された構成である。図９に示す実施の形態３のスクリュー圧縮機１０２においても、図８に示した構成と同様の効果を奏することができる。
　実施の形態４．
　次に、図１０及び図１１に基づいて、本発明の実施の形態４に係るスクリュー圧縮機１０３を説明する。図１０は、本発明の実施の形態４に係るスクリュー圧縮機の要部を拡大して示した断面図である。なお、実施の形態１及び２で説明したスクリュー圧縮機１００及び１０１と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を適宜省略する。
　図１０に示すように、実施の形態４に係るスクリュー圧縮機１０３は、スライドバルブ８の外面とケーシング１の内面のうち、ケーシング１の内面にアリ溝形状のキー溝１７が形成され、スライドバルブ８の外面にキー溝１７に嵌るアリ形状の凸部１８ａが形成された構成である。つまり、実施の形態４のスクリュー圧縮機１０３は、上記実施の形態２で説明したキー１８をスライドバルブ８に一体的に設けた構成を特徴としている。よって、実施の形態４に係るスクリュー圧縮機１０３は、キー１８を省略できる分だけ、部材点数を削減できるので、コスト削減に寄与することができるし、製品管理を向上させることができる。
　なお、実施の形態４のスクリュー圧縮機１０３は、スライドバルブ８がキー溝１７と凸部１８ａによって周方向への回転と径方向への移動が拘束されているので、スクリューロータ５の外周面に対向するスライドバルブ８の内筒面に作用する圧力が変動したとしても、スライドバルブ８が周方向へ回転したり、径方向へ移動したりすることがなく、スライドバルブ８とスクリューロータ５との接触を抑制できる。よって、スクリュー圧縮機１０３は、スライドバルブ８とスクリューロータ５の隙間を可能な限り小さくして、圧縮機の効率低下を抑制しつつ、スライドバルブ８とスクリューロータ５との隙間を確保することができ、より信頼性の高いスクリュー圧縮機を実現できる。
　図１１は、本発明の実施の形態４に係るスクリュー圧縮機の変形例であって、要部を拡大して示した断面図である。図１１に示す実施の形態４に係るスクリュー圧縮機１０３は、スライドバルブ８の外面とケーシング１の内面のうち、スライドバルブ８の外面にアリ溝形状のキー溝１６が形成され、ケーシング１の内面にキー溝１６に嵌るアリ形状の凸部１８ｂが形成された構成である。図１１に示す実施の形態４のスクリュー圧縮機１０３においても、図１０に示した構成と同様の効果を奏することができる。
　以上に本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上述した実施の形態の構成に限定されるものではない。例えば、スクリュー圧縮機１００の内部構成は、上述した内容に限定されるものではなく、他の構成要素を含んでもよい。また、スクリュー圧縮機１００は、単段シングルスクリュー圧縮機を例に説明したが、例えば二段シングルスクリュー圧縮機でもよい。また、スライドバルブ８は、内部容積比調整弁に限定されず、例えば圧縮容量を調整する構成でもよい。また、ゲートロータ６は、図示した２つ構成に限定されず、１つでもよい。また、キー溝は、図示した矩形状又はアリ溝形状に限定されず、他の形態でもよい。この場合、キー又は凸部は、キー溝に対応する形状となる。要するに、本発明は、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更及び応用のバリエーションの範囲を含むものである。
　１　ケーシング、２　圧縮部、３　駆動部、４　スクリュー軸、５　スクリューロータ、５ａ　歯溝、６　ゲートロータ、６ａ　ゲートロータ歯部、７　ゲートロータサポート、７ａ　ゲートロータサポート歯部、８　スライドバルブ、８ａ　吐出口、９　軸受ハウジング、１０　低圧空間、１１　高圧空間、１２　スライド溝、１３、１４　キー溝、１５　キー、１５ａ、１５ｂ　凸部、１６、１７　キー溝、１８　キー、１８ａ、１８ｂ　凸部、２０　圧縮室、３０　電動機、３１　ステーター、３２　モータロータ、８０　弁体部、８１　ガイド部、８２　連結部、８３　ロッド、８４　スライドバルブ駆動装置、９０　軸受、１００～１０３　スクリュー圧縮機。

Claims (4)

  1. 　外郭を構成するケーシングと、
    　前記ケーシング内に配置されて回転駆動されるスクリュー軸と、
    　外周面に螺旋状の歯溝を有し、前記スクリュー軸に固定されたスクリューロータと、
    　前記スクリューロータの歯溝に嵌り合う複数のゲートロータ歯部を有し、前記ケーシング及び前記スクリューロータと共に圧縮室を形成するゲートロータと、
    　前記ケーシングの内筒面に形成されたスライド溝内に設けられ、前記スクリューロータの回転軸方向にスライド移動自在に構成されたスライドバルブと、を備え、
    　前記スライドバルブの外面と前記ケーシングの内面には、相対するキー溝が形成されており、前記キー溝に共通のキーが挿入されている、スクリュー圧縮機。
  2. 　外郭を構成するケーシングと、
    　前記ケーシング内に配置されて回転駆動されるスクリュー軸と、
    　外周面に螺旋状の歯溝を有し、前記スクリュー軸に固定されたスクリューロータと、
    　前記スクリューロータの歯溝に嵌り合う複数のゲートロータ歯部を有し、前記ケーシング及び前記スクリューロータと共に圧縮室を形成するゲートロータと、
    　前記ケーシングの内筒面に形成されたスライド溝内に設けられ、前記スクリューロータの回転軸方向にスライド移動自在に構成されたスライドバルブと、を備え、
    　前記スライドバルブの外面と前記ケーシングの内面のうち、一方にキー溝が形成され、他方に前記キー溝に嵌る凸部が形成されている、スクリュー圧縮機。
  3. 　前記キーは、前記スライドバルブ及び前記ケーシングの材質よりも線膨張係数が小さい材質で形成されている、請求項１に記載のスクリュー圧縮機。
  4. 　前記キー溝は、アリ溝形状である、請求項１～３のいずれか一項に記載のスクリュー圧縮機。
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