(57)【要約】【課題】冷媒の吸入時における圧力損失を低減することで、圧縮性能を向上させることができるスクリュー圧縮機の提供。【解決手段】シングルスクリュー圧縮機１は、円筒状のスクリューロータ４０と、ケーシング３０と、ゲートロータ５０とを備えている。スクリューロータ４０は、外周面に螺旋状の溝部４１を有する。溝部４１は、溝部４１の吸入側端部４１ａを含み冷媒の吸入側に位置している第１溝部４２を有している。第１溝部４２は、吸入側端部４１ａを含む第１吸入側溝部４４と、第１吸入側溝部４４よりも冷媒の吐出側に位置する第２吸入側溝部４５とから構成されている。第１溝部４２は、第１吸入側溝部４４と第２吸入側溝部４５との境界近傍において、第１吸入側溝部４４の断面積が、第２吸入側溝部４５の断面積よりも大きくなるように形成されている。第１吸入側溝部４４と第２吸入側溝部４５との境界は、圧縮室の吸入閉じ切り位置Ｐ１から吸入側端部４１ａまでの領域内に位置している。【選択図】図４
2011074852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に螺旋状の溝部（４１）を有する円筒状のスクリューロータ（４０）と、
前記スクリューロータを収容するケーシング（３０）と、
前記スクリューロータに噛合するゲートロータ（５０）と、を備え、
前記溝部は、前記溝部の端部（４２ａ）を含み冷媒の吸入側に位置する吸入側溝部（４２）を有し、
前記吸入側溝部は、
前記端部を含む第１吸入側溝部（４４）と、前記第１吸入側溝部よりも冷媒の吐出側に位置する第２吸入側溝部（４５）とから構成されており、
前記第１吸入側溝部と前記第２吸入側溝部との境界近傍において、前記第１吸入側溝部の断面積が前記第２吸入側溝部の断面積よりも大きくなるように形成されており、
前記境界は、圧縮室（Ｓ３）の吸入閉じ切り位置から前記吸入側溝部の端部までの領域内に位置している、
スクリュー圧縮機（１）。
【請求項２】
前記第１吸入側溝部の溝幅は、前記第２吸入側溝部の溝幅よりも大きい、
請求項１に記載のスクリュー圧縮機。
【請求項３】
前記第１吸入側溝部の溝深さは、前記第２吸入側溝部の溝深さよりも大きい、
請求項１または２に記載のスクリュー圧縮機。
【請求項４】
前記第１吸入側溝部の吸入側の溝深さは、前記第１吸入側溝部の吐出側の溝深さよりも大きい、
請求項１から３のいずれかに記載のスクリュー圧縮機。
【請求項５】
前記第１吸入側溝部の断面積は、吸入側から吐出側に向かうにつれて小さくなる、
請求項１から４のいずれかに記載のスクリュー圧縮機。
【請求項６】
前記第１吸入側溝部の断面積は、一定である、
請求項１から３のいずれかに記載のスクリュー圧縮機。
【請求項７】
前記スクリューロータは、インバータにより制御されるモータによって駆動される、
請求項１から６のいずれかに記載のスクリュー圧縮機。
【請求項８】
前記境界は、前記吸入閉じ切り位置（Ｐ１）にある、
請求項１から７のいずれかに記載のスクリュー圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリュー圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、冷凍機に用いられる圧縮機として、外周面に螺旋状の溝部を有するスクリューロータと、スクリューロータに噛み合うように構成されたゲートロータとを備えるスクリュー圧縮機が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１（特開２００４−３２４６０１号公報）に開示されているスクリュー圧縮機は、圧縮機構と、圧縮機構を収容するケーシングとを備えている。また、圧縮機構は、複数の歯溝（溝部に相当）を有するスクリューロータと、スクリューロータを収容可能な円筒壁と、複数の歯を有するゲートロータとを含む。また、ケーシング内には、低圧の冷媒が導入されるとともに低圧の冷媒を圧縮機構へ案内する低圧空間と、圧縮機構から吐出された高圧の冷媒が流入する高圧空間とが区画形成されている。
【０００４】
このスクリュー圧縮機では、円筒壁の内周面、スクリューロータの歯溝およびゲートロータの歯によって囲まれた空間により、圧縮室が形成されている。また、スクリューロータの歯溝の一方の端部は低圧空間に開放されており、この開放された部分から冷媒が圧縮室に吸入される。
【０００５】
さらに、このスクリュー圧縮機では、ゲートロータの歯がスクリューロータの回転に伴ってスクリューロータの歯溝を移動することで、圧縮室の容積が拡大されたり縮小されたりする。そして、冷媒は、圧縮室の容積が拡大されているときに低圧空間から圧縮室に吸入され、圧縮室の容積が縮小されることで圧縮されて高圧空間に吐出される。このようにして、このスクリュー圧縮機では、冷媒を圧縮している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、スクリュー圧縮機の圧縮性能を向上させるために、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することが望まれている。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することで、圧縮性能を向上させることができるスクリュー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】
【０００８】
第１発明に係るスクリュー圧縮機は、円筒状のスクリューロータと、ケーシングと、ゲートロータとを備えている。スクリューロータは、外周面に螺旋状の溝部を有する。ケーシングは、スクリューロータを収納する。ゲートロータは、スクリューロータに噛合する。また、溝部は、吸入側溝部を有している。吸入側溝部は、溝部の端部を含み、冷媒の吸入側に位置している。また、吸入側溝部は、端部を含む第１吸入側溝部と、第１吸入側溝部よりも冷媒の吐出側に位置する第２吸入側溝部とから構成されている。さらに、吸入側溝部は、第１吸入側溝部と第２吸入側溝部との境界近傍において、第１吸入側溝部の断面積が、第２吸入側溝部の断面積よりも大きくなるように形成されている。また、第１吸入側溝部と第２吸入側溝部との境界は、圧縮室の吸入閉じ切り位置から端部までの領域内に位置している。
【０００９】
第１発明に係るスクリュー圧縮機では、吸入側溝部は、第１吸入側溝部の境界近傍の断面積が、第２吸入側溝部の境界近傍の断面積よりも大きくなるように形成されている。このため、例えば、第１吸入側溝部の断面積が第２吸入側溝部の断面積よりも小さくなるように溝部が形成されている場合と比較して、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができる。
【００１０】
これによって、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することで、圧縮性能を向上させることができる。
【００１１】
第２発明に係るスクリュー圧縮機は、第１発明のスクリュー圧縮機であって、第１吸入側溝部の溝幅は、第２吸入側溝部の溝幅よりも大きい。このため、例えば、第１吸入側溝部の溝幅が第２吸入側溝部の溝幅よりも小さい場合と比較して、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができる。
【００１２】
第３発明に係るスクリュー圧縮機は、第１発明または第２発明のスクリュー圧縮機であって、第１吸入側溝部の溝深さは、第２吸入側溝部の溝深さよりも大きい。このため、例えば、第１吸入側溝部の溝深さが第２吸入側溝部の溝深さよりも小さい場合と比較して、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができる。
【００１３】
なお、ここでいう、第１吸入側溝部の溝深さおよび第２吸入側溝部の溝深さは、それぞれの溝深さに基づいて算出されるそれぞれの平均の溝深さのことである。
【００１４】
第４発明に係るスクリュー圧縮機は、第１発明から第３発明のいずれかのスクリュー圧縮機であって、第１吸入側溝部の吸入側の溝深さは、第１吸入側溝部の吐出側の溝深さよりも大きい。このため、例えば、第１吸入側溝部における吸入側の溝深さが第１吸入側溝部における吐出側の溝深さよりも小さい場合と比較して、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができる。
【００１５】
第５発明に係るスクリュー圧縮機は、第１発明から第４発明のいずれかのスクリュー圧縮機であって、第１吸入側溝部の断面積は、吸入側から吐出側に向かうにつれて小さくなる。このため、このスクリュー圧縮機では、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができる。
【００１６】
第６発明に係るスクリュー圧縮機は、第１発明から第３発明のいずれかのスクリュー圧縮機であって、第１吸入側溝部の断面積は、一定である。このため、例えば、第１吸入側溝部の吸入側と吐出側において断面積が変化する場合と比較して、溝部を容易に形成することができる。
【００１７】
第７発明に係るスクリュー圧縮機は、第１発明から第６発明のいずれかのスクリュー圧縮機であって、スクリューロータは、インバータにより制御されるモータによって駆動される。このため、このスクリュー圧縮機では、スクリューロータの回転速度を調整することができる。
【００１８】
第８発明に係るスクリュー圧縮機は、第１発明から第７発明のいずれかのスクリュー圧縮機であって、第１吸入側溝部と第２吸入側溝部との境界は、圧縮室の吸入閉じ切り位置にある。このため、溝部において、第１吸入側溝部と第２吸入側溝部との境界から圧縮室を形成することができる。
【発明の効果】
【００１９】
第１発明に係るスクリュー圧縮機では、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することで、圧縮性能を向上させることができる。
【００２０】
第２発明に係るスクリュー圧縮機では、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができる。
【００２１】
第３発明に係るスクリュー圧縮機では、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができる。
【００２２】
第４発明に係るスクリュー圧縮機では、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができる。
【００２３】
第５発明に係るスクリュー圧縮機では、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができる。
【００２４】
第６発明に係るスクリュー圧縮機では、溝部を容易に形成することができる。
【００２５】
第７発明に係るスクリュー圧縮機では、スクリューロータの回転速度を調整することができる。
【００２６】
第８発明に係るスクリュー圧縮機では、溝部において第１吸入側溝部と第２吸入側溝部との境界から圧縮室を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係るシングルスクリュー圧縮機の断面図。
【図２】従来のスクリューロータの外観斜視図。
【図３】従来の圧縮機構の概略側面図（ケーシングは省略）。
【図４】本発明の一実施形態に係るシングルスクリュー圧縮機の備えるスクリューロータの外観斜視図。
【図５】スクリューロータの簡略展開図。
【図６】圧縮機構において、（ａ）従来のスクリューロータとゲートロータとが噛み合っている状態を示す部分概略図（ケーシングは省略）、（ｂ）本発明の実施形態に係る圧縮機構のスクリューロータとゲートロータとが噛み合っている状態を示す部分概略図（ケーシングは省略）。
【図７】変形例（Ａ）におけるスクリューロータの外観斜視図。
【図８】圧縮機構において、（ａ）従来のスクリューロータの簡略展開図、（ｂ）変形例（Ａ）のスクリューロータの簡略展開図。
【図９】変形例（Ａ）におけるスクリューロータの外観斜視図。
【図１０】変形例（Ｂ）におけるスクリューロータの外観斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、本発明のスクリュー圧縮機の一実施形態に係るシングルスクリュー圧縮機の断面図である。シングルスクリュー圧縮機は、冷凍機等に用いられる冷凍圧縮用の圧縮機であって、冷凍サイクルを行う冷媒回路に設けられて冷媒を圧縮する機能を有している。
【００２９】
＜シングルスクリュー圧縮機の構成＞
シングルスクリュー圧縮機１は、圧縮機ケーシング２５と、圧縮機ケーシング２５内に収容されている圧縮機構２０とを備えている。
【００３０】
圧縮機ケーシング２５は、図１に示すように、主に、略円筒形状の本体ケーシング部２６と、本体ケーシング部２６の両端に固定されるカバー部２７ａ，２７ｂとから構成されている。また、圧縮機ケーシング２５には、低圧のガス冷媒を圧縮機ケーシング２５の内側に吸入する圧縮機吸入口２１と、圧縮機構２０において圧縮された高圧のガス冷媒を吐出する圧縮機吐出口２２とが設けられている。また、圧縮機ケーシング２５内は、圧縮機吸入口２１から圧縮機構２０へ低圧のガス冷媒を案内する低圧空間Ｓ１と、圧縮機構２０において圧縮された高圧のガス冷媒が流入する高圧空間Ｓ２とに区画されている。
【００３１】
次に、本発明の実施形態に係るシングルスクリュー圧縮機１の備える圧縮機構２０を説明する前に、本発明が為される前の従来の圧縮機構１２０について説明する。
【００３２】
＜従来の圧縮機構の構成＞
図２は、従来の圧縮機構１２０の備えるスクリューロータ１４０の外観斜視図である。図３は、従来の圧縮機構１２０において、ケーシングが省略された状態の圧縮機構１２０の概略側面図である。
【００３３】
従来の圧縮機構１２０は、主に、ケーシングと、スクリューロータ１４０と、ゲートロータ１５０とを備えている。
【００３４】
ケーシングは、略円筒形状の部材であって、スクリューロータ１４０および回転軸１１９を回転可能に収納する。
【００３５】
スクリューロータ１４０は、ケーシングの内側に配置されている。また、スクリューロータ１４０は、回転軸１１９を有しており、駆動モータの駆動によって回転軸１１９を中心に回転する。さらに、スクリューロータ１４０の外周面には、図２に示すように、複数の螺旋状の溝部１４１が設けられている。また、溝部１４１は、溝部１４１において吸入側に近い側の端部（以下、吸入側端部１４１ａという）を含む第１溝部１４２と、溝部１４１において吐出側に近い側の端部（以下、吐出側端部１４１ｂという）を含む第２溝部１４３とから構成されている。さらに、スクリューロータの溝部１４１の幅は、ゲートロータ１５０の歯部１５１の幅と略同一に形成されている。
【００３６】
また、スクリューロータ１４０の溝部１４１の溝深さは、外周面に沿って変化している。具体的には、溝部１４１の溝深さは、ゲートロータ１５０の歯部１５１の先端面が常に接するように、第１溝部１４２の吸入側端部１４１ａ付近および第２溝部１４３の吐出側端部１４１ｂ付近が最も小さく、両端部から中央に向かうに従って大きくなり、中央部が最も大きくなっている。また、溝部１４１の中央部における溝深さは、ゲートロータ１５０の歯部１５１の歯高さと略同一に形成されている。このため、スクリューロータ１４０の断面積は、第１溝部１４２の吸入側端部１４１ａから溝部１４１の中央部に向かって大きくなる。したがって、第１溝部１４２の吸入側端部１４１ａ近傍の断面積は、第１溝部１４２の吸入側端部１４１ａ近傍より吐出側に近い部分の断面積よりも小さくなっている。
【００３７】
さらに、第１溝部１４２には、吸入側端部１４１ａが切り欠かれることによって形成された吸入カット部１４２ａが設けられている。この吸入カット部１４２ａは、圧縮機ケーシング内の低圧空間に開放されており、低圧のガス冷媒を吸入するための吸入口となっている。
【００３８】
ゲートロータ１５０は、円盤状形状を呈しており、合成樹脂によって構成されている。また、ゲートロータ１５０の外周面には、図３に示すように、複数（本実施形態では、１１本）の歯部１５１が放射状に設けられている。さらに、ゲートロータ１５０は、スクリューロータ１４０の回転軸１１９と直交するようにスクリューロータ１４０を挟んで２つ配置されている。具体的には、ゲートロータ１５０は、スクリューロータ１４０の回転軸１１９に対して左右対称に配置されている。また、ゲートロータ１５０は、歯部１５１がケーシングの一部を貫通してスクリューロータ１４０の溝部１４１に噛み合うように配置されている。さらに、ゲートロータ１５０には、その中心に回転軸である従動軸（図示せず）が連結されており、ゲートロータ１５０は、駆動モータの駆動によって従動軸を中心に回転する。このため、スクリューロータ１４０が回転すれば、ゲートロータ１５０の複数の歯部１５１が順次複数の溝部１４１に噛み合うことが可能である。
【００３９】
このような構成によって、圧縮機構１２０では、ケーシングの内周面と、スクリューロータ１４０の溝部１４１と、ゲートロータ１５０の歯部１５１とによって囲まれた空間が、圧縮室になる。また、スクリューロータ１４０が回転軸を中心として図３に示す矢印Ｒ１方向に回転し、スクリューロータ１４０の回転に伴ってゲートロータ１５０が図３に示す矢印Ｒ２方向に回転すると、ゲートロータ１５０の歯部１５１がスクリューロータ１４０の溝部１４１を移動することにより、圧縮室内のガス冷媒が圧縮される。
【００４０】
このようにして、スクリューロータ１４０およびゲートロータ１５０が回転することで、吸入口から圧縮室に低圧空間のガス冷媒が吸入され、吸入された低圧のガス冷媒が圧縮室において圧縮され、圧縮された高圧のガス冷媒が高圧空間に吐出される。
【００４１】
次に、本発明の実施形態に係るシングルスクリュー圧縮機１の備える圧縮機能２０について説明する。
【００４２】
＜本実施形態の圧縮機構の構成＞
図４は、本発明の実施形態に係るシングルスクリュー圧縮機１の備える圧縮機構２０の有するスクリューロータ４０の外観斜視図である。図５は、スクリューロータ４０の簡略展開図である。図６（ａ）は、従来のスクリューロータ１４０とゲートロータ１５０とが噛み合っている状態を示す概略図である。図６（ｂ）は、本発明の実施形態に係るシングルスクリュー圧縮機１の備える圧縮機構２０の有するスクリューロータ４０とゲートロータ５０とが噛み合っている状態を示す概略図である。
【００４３】
圧縮機構２０は、主に、ケーシング３０と、スクリューロータ４０と、ゲートロータ５０とを有している。なお、この圧縮機構２０において、スクリューロータ４０以外の構成については、上述の従来の圧縮機構１２０と同様の構成であるため説明を省略する。
【００４４】
スクリューロータ４０は、略円筒形状を呈しており、ケーシング３０内に収納されている。また、スクリューロータ４０の外周面には、図４に示すように、複数（本実施形態では、６本）の螺旋状の溝部４１が設けられている。さらに、スクリューロータ４０には、その一端部が切り欠かれることによって形成された吸入カット部４２ａが設けられており、溝部４１の一端（吸入側端部４１ａ）は吸入カット部４２ａを含む。なお、吸入カット部４２ａは、圧縮機ケーシング２５内の低圧空間Ｓ１に開放されており、圧縮機構２０における低圧のガス冷媒を吸入するための吸入口となっている。
【００４５】
また、スクリューロータ４０の溝部４１は、図４および図５に示すように、冷媒の吸入側に位置しており吸入カット部４２ａが形成されている吸入側端部４１ａを含む第１溝部４２と、第１溝部４２よりも冷媒の吐出側に位置しており吐出側端部４１ｂを含む第２溝部４３とを備えている。また、第１溝部４２は、吸入側端部４１ａを含む第１吸入側溝部４４と、第１吸入側溝部４４よりも冷媒の吐出側に位置する第２吸入側溝部４５とを有する。さらに、第１吸入側溝部４４と第２吸入側溝部４５とは連続して配置されており、第１吸入側溝部４４と第２吸入側溝部４５との境界が、圧縮室Ｓ３の吸入閉じ切り位置Ｐ１にある。このため、圧縮室Ｓ３は、第１溝部４２の第２吸入側溝部４５および第２溝部４３において形成される。
【００４６】
なお、吸入閉じ切り位置とは、冷媒の吸入工程が完了して圧縮工程が開始される位置であって、具体的には、ゲートロータ５０の歯部５１の歯底と歯側面とが溝部４１の内面に接触しはじめる位置である。また、ゲートロータ５０の歯部５１の歯底と歯側面とは、詳しくは、冷媒を介して溝部４１の内面と接触する。
【００４７】
さらに、本実施形態では、第１吸入側溝部４４と第２吸入側溝部４５との境界が、圧縮室Ｓ３の吸入閉じ切り位置Ｐ１にあるが、これに限定されず、第１吸入側溝部と第２吸入側溝部との境界が、圧縮室の吸入閉じ切り位置から吸入側端部までの領域内に位置していればよい。また、前記境界の位置は、前記領域内において、圧縮室の吸入閉じ切り位置近傍が好ましい。
【００４８】
また、溝部４１は、第１吸入側溝部４４と第２吸入側溝部４５との境界を基準位置とすると、第１吸入側溝部４４における境界近傍の断面積が第２吸入側溝部４５における境界近傍の断面積よりも大きくなるように構成されている。このため、第１溝部４２は、図５に示すように、第１吸入側溝部４４と第２吸入側溝部４５との境界位置である圧縮室Ｓ３の吸入閉じ切り位置Ｐ１に対して、第１吸入側溝部４４についての境界近傍の位置Ｐ１ａにおける第１吸入側溝部４４の断面積が、第２吸入側溝部４５についての境界近傍の位置Ｐ１ｂにおける第２吸入側溝部４５の断面積よりも大きくなっている。
【００４９】
具体的には、第１吸入側溝部４４の溝深さＷ１は、第２吸入側溝部４５の溝深さよりも大きくなるように形成されている（図４および図６（ｂ）参照）。より具体的には、第１吸入側溝部４４の溝深さＷ１に基づいて算出される第１吸入側溝部４４の溝深さの平均値は、第２吸入側溝部４５の溝深さに基づいて算出される第２吸入側溝部４５の溝深さの平均値よりも大きくなるように形成されている。また、第１吸入側溝部４４の溝深さは、吸入側から吐出側に向かうにつれて小さくなる。言い換えると、第１吸入側溝部４４を構成する溝底面は、滑らかに傾斜している。このため、第１吸入側溝部４４における所定部分の断面積が、第１吸入側溝部４４において前記所定部分よりも吐出側に位置する部分の断面積よりも大きくなっている。さらに、第１吸入側溝部４４は、従来のスクリューロータ１４０の溝部１４１において第１吸入側溝部に相当する部分の溝深さＷ２と比較した場合、図６に示すように、その溝深さＷ１が大きくなっている。なお、本実施形態では、第２吸入側溝部４５は、従来のスクリューロータ１４０の溝部１４１において第２吸入側溝部に相当する部分の溝深さと同様の溝深さに形成されている。また、第１溝部４２の溝幅は、従来のスクリューロータ１４０と同様に、ゲートロータ５０の歯部５１の幅と略同一に形成されている。このため、第１吸入側溝部４４の断面積は、従来の従来のスクリューロータ１４０において第１吸入側溝部に相当する部分の断面積よりも大きく、第２吸入側溝部４５の断面積は、従来の従来のスクリューロータ１４０において第２吸入側溝部に相当する部分の断面積と略同一である。
【００５０】
また、本実施形態において、第１吸入側溝部４４を構成する溝底面は、第１吸入側溝部４４の溝深さＷ１が吸入側から吐出側に向かうにつれて小さくなるように滑らかな傾斜を有している。しかし、第１吸入側溝部４４を構成する溝底面の形状はこれに限定されず、第１吸入側溝部において、吸入側の溝深さが吐出側の溝深さよりも大きくなるように第１吸入側溝部が形成されていればよい。例えば、第１吸入側溝部の溝深さが第２吸入側溝部の溝深さよりも大きくなるように、第１吸入側溝部を構成する溝底面が階段状に形成されていてもよい。
【００５１】
また、第２溝部４３の構成は、従来のスクリューロータ１４０の溝部１４１において第２溝部１４３に相当する部分と同様の構成である。具体的には、第２溝部４３の溝幅は、ゲートロータ５０の歯部５１の幅と略同一に形成されている。すなわち、第１溝部４２の溝幅と第２溝部４３の溝幅とは、略同一の大きさを有する。また、第２溝部４３の溝深さは、ゲートロータ５０の歯部５１の先端面が常に接するように、第２溝部４３の吐出側の端部で最も小さく、溝部４１における中央部分、すなわち、第２溝部４３の途中で最も大きくなっている。また、第２溝部４３において溝深さが最も大きい部分の溝深さは、ゲートロータ５０の歯部５１の歯高さと略同一に形成されている。さらに、第２溝部４３は、第２溝部４３において溝深さが最も大きい部分の断面積が第１吸入側溝部４４の断面積よりも大きくなるように構成されている。
【００５２】
なお、本実施形態では、駆動モータ６５は、インバータにより回転数が制御される。このため、本実施形態のシングルスクリュー圧縮機１は、インバータ制御によって、運転容量を可変することが可能である。
【００５３】
＜シングルスクリュー圧縮機の動作説明＞
ケーシング３０外部の駆動モータ６５によって回転軸１９が回転駆動されることで、スクリューロータ４０が図４に示す矢印Ｒ１方向に回転する。また、このとき、駆動モータによって従動軸が回転駆動されることで、スクリューロータ４０の螺旋状の溝部４１に噛み合うゲートロータ５０の歯部５１もまた回転する。このとき、ケーシング３０の内面と、スクリューロータ４０の溝部４１と、ゲートロータ５０の歯部５１とで仕切られて形成された圧縮室Ｓ３の容積が減少する。
【００５４】
この圧縮室Ｓ３の容積の減少を利用することによって、低圧空間Ｓ１から導入される圧縮前の冷媒は溝部４１と歯部５１とが噛み合う直前に圧縮室Ｓ３に導かれ、圧縮室Ｓ３に導かれた冷媒は溝部４１と歯部５１とが噛み合っている間に圧縮室Ｓ３の容積が減少することで圧縮され、圧縮された冷媒は溝部４１と歯部５１との噛み合いが外れた直後に高圧空間Ｓ２に吐出される。
【００５５】
このようにして、シングルスクリュー圧縮機１において、ガス冷媒が圧縮される。
【００５６】
＜特徴＞
（１）
上記実施形態では、第１吸入側溝部４４の断面積が第２吸入側溝部４５の断面積よりも大きくなるように溝部４１が構成されている。すなわち、第１吸入側溝部４４と第２吸入側溝部４５との境界近傍において、位置Ｐ１ａにおける第１吸入側溝部４４の断面積が、位置Ｐ１ｂにおける第２吸入側溝部４５の断面積よりも大きくなるように第１溝部４２が構成されている。このため、例えば、第１吸入側溝部の断面積が第２吸入側溝部の断面積よりも小さい従来のスクリューロータ１４０が採用されている場合と比較して、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができる。
【００５７】
これによって、圧縮性能を向上させることができている。
【００５８】
また、第１吸入側溝部４４の断面積が第２吸入側溝部４５の断面積よりも大きくなるように溝部４１を形成すればよいため、従来の加工機（例えば、５軸加工機）を利用して加工することができる。
【００５９】
（２）
上記実施形態では、第１吸入側溝部４４の溝深さＷ１が、第２吸入側溝部４５の溝深さよりも大きくなるように形成されている。このため、第１吸入側溝部４４の断面積を第２吸入側溝部４５の断面積よりも大きくすることができる。
【００６０】
これによって、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができている。
【００６１】
（３）
上記実施形態では、第１吸入側溝部４４の溝深さは、吸入側から吐出側に向かうにつれて小さくなっている。このため、例えば、第１吸入側溝部の吸入側の溝深さが第１吸入側溝部の吐出側の溝深さよりも小さい場合と比較して、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができる。
【００６２】
（４）
上記実施形態では、駆動モータ６５は、インバータにより回転数が制御される。このため、インバータ制御によって、スクリューロータ４０の回転速度を調整することができる。
【００６３】
また、従来のスクリューロータ１４０と比較して第１吸入側溝部４４の断面積が大きいため、例えば、インバータ制御によって、スクリューロータ４０の回転速度を速くした場合でも、速度の上昇に伴う冷媒の吸入時の圧力損失を低減することができる。
【００６４】
（５）
上記実施形態では、第１吸入側溝部４４と第２吸入側溝部４５との境界が圧縮室Ｓ３の吸入閉じ切り位置Ｐ１となっている。このため、第１溝部４２の第２吸入側溝部４５および第２溝部４３において圧縮室Ｓ３を形成することができる。
【００６５】
＜変形例＞
（Ａ）
上記実施形態では、第１吸入側溝部４４の溝深さＷ１が第２吸入側溝部４５の溝深さよりも大きくなるように形成されることによって、第１吸入側溝部４４の断面積が第２吸入側溝部４５の断面積よりも大きくなるように構成されている。
【００６６】
これに代えて、第１吸入側溝部の溝幅が第２吸入側溝部の溝幅よりも大きくなるように形成されることによって、第１吸入側溝部の断面積が第２吸入側溝部の断面積よりも大きくなるように構成されていてもよい。
【００６７】
また、スクリューロータの溝部において、第１吸入側溝部の溝幅および溝深さが第２吸入側溝部の溝幅および溝深さよりも大きくなるように構成されていてもよい。このようなスクリューロータが圧縮機構に採用されている場合には、従来のスクリューロータが採用されている圧縮機構と比較して、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができる。
【００６８】
これによって、圧縮性能を向上させることができる。
【００６９】
また、図７および図８に示すように、第１吸入側溝部２４４の吸入カット部２４２ａの幅、すなわち、第１吸入側溝部２４４の吸入部溝幅Ｗ３が、従来のスクリューロータ１４０の吸入カット部１４２ａの吸入部溝幅Ｗ４よりも大きくなるように形成されていてもよい。以下に、第１吸入側溝部２４４の吸入部溝幅Ｗ３が、従来のスクリューロータ１４０の吸入カット部１４２ａの吸入部溝幅Ｗ４よりも大きくなるように形成されているスクリューロータ２４０について説明する。
【００７０】
スクリューロータ２４０の溝部２４１は、冷媒の吸入側に位置しており吸入カット部２４２ａを含む第１溝部２４２と、第１溝部２４２よりも冷媒の吐出側に位置する第２溝部２４３とを備えている。
【００７１】
第１溝部２４２は、第１吸入側溝部２４４と、第１吸入側溝部２４４よりも冷媒の吐出側に位置する第２吸入側溝部２４５とを有する。また、第１溝部２４２は、第１吸入側溝部２４４の所定位置における断面積が第２吸入側溝部２４５の所定位置における断面積よりも大きくなるように構成されている。具体的には、第１吸入側溝部２４４の吸入部溝幅Ｗ３が、従来のスクリューロータ１４０の吸入カット部１４２ａの吸入部溝幅Ｗ４よりも大きくなるように形成されている（図７および図８参照）。また、第１吸入側溝部２４４において吸入部溝幅Ｗ３方向に平行な方向の第１吸入側溝部２４４の幅は、吸入側から吐出側に向かうにつれて小さくなり、第１吸入側溝部２４４と第２吸入側溝部２４５との境界近傍において、従来のスクリューロータ１４０の第１吸入側溝部に相当する部分（図８（ａ）において符号１４４で示す部分）と第２吸入側溝部（図８（ａ）において符号１４５で示す部分）に相当する部分との境界近傍の幅と等しくなる。このため、第１吸入側溝部２４４は、従来のスクリューロータ１４０の溝部１４１の第１溝部１４２において第１吸入側溝部に相当する部分と比較した場合、図８に示すように、その幅が大きくなっている。なお、本変形例では、第１溝部２４２の溝深さは、従来のスクリューロータ１４０と同様に、ゲートロータの歯部の先端面が常に接するように形成されている。また、第２吸入側溝部２４５の溝幅は、従来のスクリューロータ１４０と同様に、ゲートロータの歯部の幅と略同一に形成されている。したがって、第１吸入側溝部２４４の断面積は、従来のスクリューロータ１４０の溝部１４１の第１溝部１４２において第１吸入側溝部に相当する部分の断面積よりも大きく、第２吸入側溝部２４５の断面積は、従来の従来のスクリューロータ１４０において第２吸入側溝部に相当する部分の断面積と略同一である。
【００７２】
また、第２溝部２４３の構成は、従来のスクリューロータ１４０の第２溝部１４３と同様の構成である。具体的には、第２溝部２４３の溝幅は、ゲートロータの歯部の幅と略同一に形成されている。また、第２溝部２４３の溝深さは、ゲートロータの歯部の先端面が常に接するように、第２溝部２４３の吐出側の端部で最も小さく、溝部２４１における中央部分、すなわち、第２溝部２４３の途中で最も大きくなっている。また、第２溝部２４３において溝深さが最も大きい部分の溝深さは、ゲートロータの歯部の歯高さと略同一に形成されている。
【００７３】
このような構成によって、このスクリューロータ２４０では、第１吸入側溝部２４４の断面積が第２吸入側溝部２４５の断面積よりも大きくなるように溝部２４１が構成されている。このため、従来のスクリューロータ１４０と比較して、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができる。
【００７４】
これによって、圧縮性能を向上させることができる。
【００７５】
また、スクリューロータ３４０の溝部３４１において、図９に示すように、第１吸入側溝部３４４の溝深さが第２吸入側溝部３４５の溝深さよりも大きくなるように構成されており、かつ、第１吸入側溝部３４４の吸入部溝幅が従来のスクリューロータの吸入部溝幅よりも大きくなるように構成されていてもよい。このようなスクリューロータ３４０が圧縮機構に採用されている場合には、従来のスクリューロータ１４０が採用されている圧縮機構と比較して、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができる。
【００７６】
これによって、圧縮性能を向上させることができる。
【００７７】
なお、図９において、符号３４１は溝部を示し、符号３４２は第１溝部を示し、符号３４３は第２溝部を示している。
【００７８】
（Ｂ）
上記実施形態では、スクリューロータ４０には吸入カット部４２ａが形成されており、第１吸入側溝部４４は、吸入カット部４２ａを含む。
【００７９】
これに代えて、吸入カット部が形成されていなくてもよい。
【００８０】
例えば、図１０に示すように、吸入カット部が形成されていないスクリューロータ４４０において、第１吸入側溝部４４４の溝幅および溝深さが第２吸入側溝部４４５の溝幅および溝深さよりも大きくなるように溝部４４１を形成することによって、第１吸入側溝部４４４の断面積を第２吸入側溝部４４５の断面積よりも大きくすることができる。このため、例えば、第２吸入側溝部４４５の溝幅および溝深さが従来のスクリューロータ１４０の第１溝部１４４において第２吸入側溝部に相当する部分と同様の構成である場合には、従来のスクリューロータ１４０と比較して、第１吸入側溝部４４４の断面積を大きくすることができる。したがって、吸入カット部が形成されていないスクリューロータ４４０においても、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することができる。
【００８１】
これによって、圧縮性能を向上させることができる。
【００８２】
なお、図１０において、符号４４２は第１溝部を示し、符号４４３は第２溝部を示している。
【００８３】
（Ｃ）
上記実施形態では、第１吸入側溝部４４の溝深さは、吸入側から吐出側に向かうにつれて小さくなる。このため、第１吸入側溝部４４において、吸入側の断面積の方が吐出側の断面積よりも大きくなっている。
【００８４】
これに代えて、第１吸入側溝部の断面積が第２吸入側溝部の断面積よりも大きければ、第１吸入側溝部の断面積が一定であってもよい。例えば、第１吸入側溝部の溝深さが所定の溝深さを維持するように構成されており第１吸入側溝部の溝幅が所定の溝幅を維持するように構成されている場合には、第１吸入側溝部の断面積を一定にすることができる。このように第１吸入側溝部の断面積が一定である場合には、例えば、第１吸入側溝部の溝底面が階段状に変化するように形成されている場合と比較して、溝部を容易に形成することができる。
【００８５】
（Ｄ）
上記実施形態では、第１吸入側溝部４４の断面積が第２吸入側溝部４５の断面積よりも大きくなるように溝部４１が形成されているスクリューロータ４０が、インバータによって回転数が制御されるスクリュー圧縮機に適用されているが、インバータにより回転数が制御されない非インバータのスクリュー圧縮機に対しても適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、冷媒の吸入時における圧力損失を低減することで、圧縮性能を向上させることができるため、スクリュー圧縮機への適用が有効である。
【符号の説明】
【００８７】
１      シングルスクリュー圧縮機（スクリュー圧縮機）
３０      ケーシング
４０      スクリューロータ
４１      溝部
４１ａ    吸入側端部（端部）
４２      第１溝部（吸入側溝部）
４４      第１吸入側溝部
４５      第２吸入側溝部
５０      ゲートロータ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８８】
【特許文献１】特開２００４−３２４６０１号公報
【図１】
2011074852.tif 000003
【図２】
2011074852.tif 000004
【図３】
2011074852.tif 000005
【図４】
2011074852.tif 000006
【図５】
2011074852.tif 000007
【図６】
2011074852.tif 000008
【図７】
2011074852.tif 000009
【図８】
2011074852.tif 000010
【図９】
2011074852.tif 000011
【図１０】
2011074852.tif 000012