(57)【要約】      （修正有）【課題】圧縮効率を向上できるシングルスクリュー圧縮機を提案する。【解決手段】シングルスクリュー圧縮機には、ケーシング１０と、螺旋溝４１が形成される１つのスクリューロータ４０と、スクリューロータに歯合することで螺旋溝４１の内部に圧縮室２３を形成するゲートロータと、圧縮室で圧縮した流体が流れる吐出通路６０とが設けられる。吐出通路は、下流側に向かうにつれて徐々に流路断面積を拡大させる拡大流路６１、６２を含んでいる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング（10）と、
螺旋溝（41）が形成される１つのスクリューロータ（40）と、
前記スクリューロータ（40）に歯合することで前記螺旋溝（41）の内部に圧縮室（23）を形成するゲートロータ（50）と、
前記圧縮室（23）で圧縮した流体が流れる吐出通路（60）とを備えたシングルスクリュー圧縮機であって、
前記吐出通路（60）は、下流側に向かうにつれて徐々に流路断面積を拡大させる拡大流路（61,62）を含んでいることを特徴とするシングルスクリュー圧縮機。
【請求項２】
請求項１において、
前記ケーシング（10）の内部には、前記スクリューロータ（40）の軸方向の一端側に、前記吐出通路（60）の流出端が接続する高圧空間（S2）が形成されることを特徴とするシングルスクリュー圧縮機。
【請求項３】
請求項２において、
前記拡大流路（61,62）は、前記スクリューロータ（40）の外周側に設けられることを特徴とするシングルスクリュー圧縮機。
【請求項４】
請求項３において、
前記スクリューロータ（40）の軸方向にスライド可能に構成されるスライドバルブ（70）をとともに、前記圧縮室（23）と連通可能な可動側吐出通路（61）を有するスライドバルブ（70）を備え、
前記拡大流路は、少なくとも前記可動側吐出通路（61）に形成されることを特徴とするシングルスクリュー圧縮機。
【請求項５】
請求項４において、
前記可動側吐出通路（61）は、前記スライドバルブ（70）を前記スクリューロータ（40）の径方向に貫通し、
前記ケーシング（10）のうち前記スライドバルブ（70）の外周側には、前記可動側吐出通路（61）と連通可能な固定側吐出通路（62）が形成され、
前記拡大流路は、前記可動側吐出通路（61）と前記固定側吐出通路（62）との双方に形成されることを特徴とするシングルスクリュー圧縮機。
【請求項６】
請求項３において、
前記拡大流路（62）は、少なくとも前記ケーシング（10）に形成されることを特徴とするシングルスクリュー圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シングルスクリュー圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、流体を圧縮する圧縮機が知られている。この種の圧縮機として、１つのスクリューロータと、２つのゲートロータとを備えたシングルスクリュー圧縮機がある。
【０００３】
特許文献１に開示のシングルスクリュー圧縮機では、ケーシングの内部にスクリューロータとゲートロータとが収容されている。スクリューロータの螺旋溝にゲートロータが歯合することで、螺旋溝の内部に圧縮室が形成される。電動機によってスクリューロータが回転駆動されると、ゲートロータも回転するとともに、圧縮室の容積が小さくなっていく。これにより、圧縮室の内部で流体が圧縮される。圧縮室で圧縮された流体は、吐出通路を流れた後、ケーシング内の高圧空間に流出する。高圧空間の流体は、例えば吐出管から冷媒回路へ送られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１３２８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示のようなシングルスクリュー圧縮機では、吐出通路の流路断面積が急拡大するような構造を採用することがある。一方、このようにして吐出通路の流路断面が急拡大すると、渦が発生しやすくなる。渦が発生すると吐出直後の流体の運動エネルギーの損失が生じる。つまり、流路断面の急拡大に起因して、圧縮動力の一部を無駄に費やしてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであり、圧縮効率を向上できるシングルスクリュー圧縮機を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、ケーシング（10）と、螺旋溝（41）が形成される１つのスクリューロータ（40）と、前記スクリューロータ（40）に歯合することで前記螺旋溝（41）の内部に圧縮室（23）を形成するゲートロータ（50）と、前記圧縮室（23）で圧縮した流体が流れる吐出通路（60）とを備えたシングルスクリュー圧縮機であって、前記吐出通路（60）は、下流側に向かうにつれて徐々に流路断面積を拡大させる拡大流路（61,62）を含んでいることを特徴とするシングルスクリュー圧縮機である。
【０００８】
第１の発明では、スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）の内部の圧縮室（23）で圧縮された流体が吐出通路（60）へ流出する。吐出通路（60）には、流体の下流側に向かうにつれて徐々に流路断面積が拡大する拡大流路（61,62）が形成される。流体が拡大流路（61,62）を流れると、流体の動圧が緩やかに静圧へと変換されていくため、運動エネルギーを流体の昇圧に利用できる。従って、過圧縮に起因する圧縮動力の損失を低減でき、ひいては圧縮効率を向上できる。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、前記ケーシング（10）の内部には、前記スクリューロータ（40）の軸方向の一端側に、前記吐出通路（60）の流出端が接続する高圧空間（S2）が形成されることを特徴とするシングルスクリュー圧縮機である。
【００１０】
第２の発明では、吐出通路（60）を流出した流体が高圧空間（S2）へ送られる。吐出通路（60）の流体は、高圧空間（S2）へ流出する前に拡大流路（61,62）により運動エネルギーが消費されるため、高圧空間（S2）において流体の運動エネルギーを無駄に消費することもない。
【００１１】
第３の発明は、第２の発明において、前記拡大流路（61,62）は、前記スクリューロータ（40）の外周側に設けられることを特徴とするシングルスクリュー圧縮機である。
【００１２】
第３の発明では、流体は、スクリューロータ（40）の外周側の拡大流路（61,62）を流れた後、スクリューロータ（40）の軸方向の一端側の高圧空間（S2）へ送られる。このため、拡大流路（61,62）の流路長を比較的長く確保できる。この結果、拡大流路（61,62）では、流路面積を拡大させる変化率を小さくできるため、過圧縮を確実に回避するように流体の動圧を静圧へと効率よく変換できる。
【００１３】
第４の発明は、第３の発明において、前記スクリューロータ（40）の軸方向にスライド可能に構成されるスライドバルブ（70）をとともに、前記圧縮室（23）と連通可能な可動側吐出通路（61）を有するスライドバルブ（70）を備え、前記拡大流路は、少なくとも前記可動側吐出通路（61）に形成されることを特徴とするシングルスクリュー圧縮機である。
【００１４】
第４の発明では、スライドバルブ（70）をスクリューロータ（40）の軸方向にスライドさせることでシングルスクリュー圧縮機の運転容量等が可変となる。スライドバルブ（70）には、可動側吐出通路（61）が形成され、少なくとも可動側吐出通路（61）に拡大流路が形成される。このため、圧縮室（23）から吐出された直後の流体の動圧を、スライドバルブ（70）の内部において効率よく静圧へと変換できる。
【００１５】
第５の発明は、第４の発明において、前記可動側吐出通路（61）は、前記スライドバルブ（70）を前記スクリューロータ（40）の径方向に貫通し、前記ケーシング（10）のうち前記スライドバルブ（70）の外周側には、前記可動側吐出通路（61）と連通可能な固定側吐出通路（62）が形成され、前記拡大流路は、前記可動側吐出通路（61）と前記固定側吐出通路（62）との双方に形成されることを特徴とするシングルスクリュー圧縮機である。
【００１６】
第５の発明では、スライドバルブ（70）の可動側吐出通路（61）を流出した流体は、スライドバルブ（70）の外周側の固定側吐出通路（62）を流れた後、高圧空間（S2）へ送られる。本発明では、可動側吐出通路（61）と固定側吐出通路（62）との双方に拡大流路を形成しているため、拡大流路（61,62）の全体としての流路長を長く確保できる。この結果、拡大流路（61,62）では、流路面積を拡大させる変化率を小さくできるため、過圧縮を確実に回避するように流体の動圧を静圧へと効率よく変換できる。
【００１７】
第６の発明は、第３の発明において、前記拡大流路（62）は、少なくとも前記ケーシング（10）に形成されることを特徴とするシングルスクリュー圧縮機である。
【００１８】
第６の発明では、ケーシング（10）におけるスクリューロータ（40）の外周側に拡大流路（61,62）に形成される。この拡大流路（61,62）において、流体の動圧が静圧へと効率良く変換される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、吐出通路（60）に拡大流路（61,62）を形成することで、流体の動圧を緩やかに静圧へと変換できる。このため、流体の圧力が設計圧力を超えることを抑制しつつ、流体の運動エネルギーを流体の昇圧に利用できる。このようにすると、圧縮室（23）の内部での吐出直前の設計圧力を従来よりも低くできるため、圧縮効率の高いシングルスクリュー圧縮機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、実施形態に係るスクリュー圧縮機の概略構成図である。
【図２】図２は、スクリュー圧縮機の要部を示す断面図である。
【図３】図３は、図２におけるIII-III線断面を示す断面図である。
【図４】図４は、スクリュー圧縮機の要部を抜き出して示す斜視図である。
【図５】図５は、スクリュー圧縮機の動作を示す平面図である。図５(Ａ)は吸入行程を、図５(Ｂ)は圧縮行程を、図５(Ｃ)は吐出行程をそれぞれ示している。
【図６】図６は、吐出通路の近傍を拡大した断面図であり、スライドバルブが第１位置である状態を示す。
【図７】図７は、吐出通路の近傍を拡大した断面図であり、スライドバルブが第２位置である状態を示す。
【図８】図８は、実施形態に係るスライドバルブを外周側から視た図である。
【図９】図９は、実施形態に係るスライドバルブを内周側から視た図である。
【図１０】図１０は、実施形態に係るスライドバルブを外周側から視た斜視図である。
【図１１】図１１は、実施形態に係るスライドバルブを内周側から視た斜視図である。
【図１２】図１２は、実施形態に係る固定側吐出通路の形状を表した斜視図である。
【図１３】図１３は、変形例１に係るスライドバルブを外周側から視た図である。
【図１４】図１４は、変形例１に係るスライドバルブを内周側から視た図である。
【図１５】図１５は、変形例１に係るスライドバルブを外周側から視た斜視図である。
【図１６】図１６は、変形例１に係るスライドバルブを内周側から視た斜視図である。
【図１７】図１７は、変形例１に係る固定側吐出通路の外形を示す斜視図である。
【図１８】図１８は、変形例２に係るスクリュー圧縮機の図６に相当する図である。
【図１９】図１９は、変形例２係るスクリュー圧縮機の図６に相当する図である。
【図２０】図２０は、変形例３に係るスクリュー圧縮機のスライドバルブを内周側から視た斜視図である。
【図２１】図２１は、変形例４係るスクリュー圧縮機の図６に相当する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００２２】
〈発明の実施形態〉
本発明の実施形態について説明する。
【００２３】
図１に示すように、スクリュー圧縮機（1）は、シングルスクリュー式の圧縮機である。スクリュー圧縮機（1）は、反密閉型に構成されている。スクリュー圧縮機（1）は、ケーシング（10）と、該ケーシング（10）の内部に設けられる圧縮機構（20）と、該圧縮機構（20）を駆動する電動機（15）を備える。
【００２４】
ケーシング（10）は、横長の円筒状に形成されている。ケーシング（10）の内部空間は、ケーシング（10）の一端側に位置する低圧空間（S1）と、ケーシング（10）の他端側に位置する高圧空間（S2）とに仕切られている。ケーシング（10）には、低圧空間（S1）に連通する吸入管接続部（11）と、高圧空間（S2）に連通する吐出管接続部（12）とが設けられている。図示していないが、チラーシステムなどの冷凍装置が有する冷媒回路の蒸発器から流れてきた低圧ガス冷媒は、吸入管接続部（11）を通って低圧空間（S1）へ流入する。また、圧縮機構（20）から高圧空間（S2）へ吐出された圧縮後の高圧ガス冷媒は、吐出管接続部（12）を通って冷媒回路の凝縮器へ供給される。
【００２５】
ケーシング（10）内では、低圧空間（S1）に電動機（15）が配置され、低圧空間（S1）と高圧空間（S2）の間に圧縮機構（20）が配置されている。圧縮機構（20）の駆動軸（21）は、電動機（15）に連結されている。スクリュー圧縮機（1）の電動機（15）は商用電源（図示せず）に接続されている。電動機（15）は、商用電源から交流を供給されて一定の回転速度で回転する。
【００２６】
また、ケーシング（10）内では、高圧空間（S2）に油分離器（16）が配置されている。油分離器（16）は、圧縮機構（20）から吐出された冷媒から冷凍機油を分離する。高圧空間（S2）における油分離器（16）の下方には、潤滑油である冷凍機油を貯留するための油貯留室（17）が形成されている。油分離器（16）において冷媒から分離された冷凍機油は、下方へ流れ落ちて油貯留室（17）に蓄えられる。
【００２７】
図２及び図３に示すように、圧縮機構（20）は、ケーシング（10）内に形成された円筒壁（30）と、該円筒壁（30）の中に配置された１つのスクリューロータ（40）と、該スクリューロータ（40）に噛み合う２つのゲートロータ（50）とを備えている。円筒壁（30）は、後述する軸受ホルダ（35）と共に、シリンダ部を構成している。スクリューロータ（40）には駆動軸（21）が挿通し、スクリューロータ（40）と駆動軸（21）は、キー（22）によって連結されている。駆動軸（21）はスクリューロータ（40）と同軸上に配置されている。スクリューロータ（40）は、該スクリューロータ（40）の吸入側に配置された電動機（15）によりケーシング（10）内で回転駆動される。
【００２８】
円筒壁（30）の高圧空間（S2）側の端部には、軸受ホルダ（35）が挿入されている。軸受ホルダ（35）は、概ね円筒状に形成されている。軸受ホルダ（35）の外径は、円筒壁（30）の内周面（即ち、スクリューロータ（40）の外周面と摺接する面）の直径と実質的に等しくなっている。軸受ホルダ（35）の外周面のうち後述するスライドバルブ（70）と摺接する部分は、摺接面であるガイド面（37）となっている。軸受ホルダ（35）の内側には、軸受（36）が設けられている。軸受（36）には駆動軸（21）の先端部が挿通しており、この軸受（36）が駆動軸（21）を回転自在に支持している。
【００２９】
図４に示すスクリューロータ（40）は、概ね円柱状に形成された金属製の部材である。スクリューロータ（40）は、円筒壁（30）に回転可能に嵌合しており、その外周面が円筒壁（30）の内周面と油膜を介して摺接する。スクリューロータ（40）の外周部には、スクリューロータ（40）の一端から他端へ向かって螺旋状に延びる螺旋溝（41）が複数（本実施形態では、６本）形成されている。
【００３０】
スクリューロータ（40）の各螺旋溝（41）は、図４における手前側の端部が始端となり、同図における奥側の端部が終端となっている。また、スクリューロータ（40）は、同図における手前側の端部（吸入側の端部）がテーパー状に形成されている。図４に示すスクリューロータ（40）では、テーパー面状に形成されたその手前側の端面に螺旋溝（41）の始端が開口する一方、その奥側の端面に螺旋溝（41）の終端は開口していない。
【００３１】
各ゲートロータ（50）は、樹脂製の部材である。各ゲートロータ（50）には、長方形板状に形成された複数（本実施形態では、１１枚）のゲート（51）が放射状に設けられている。各ゲートロータ（50）は、円筒壁（30）の外側に、スクリューロータ（40）の回転軸に対して軸対称となるように配置されている。各ゲートロータ（50）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。各ゲートロータ（50）は、ゲート（51）が円筒壁（30）の一部を貫通してスクリューロータ（40）の螺旋溝（41）に噛み合うように配置されている。
【００３２】
ゲートロータ（50）は、金属製のロータ支持部材（55）に取り付けられている（図４を参照）。ロータ支持部材（55）は、基部（56）とアーム部（57）と軸部（58）とを備えている。基部（56）は、やや肉厚の円板状に形成されている。アーム部（57）は、ゲートロータ（50）のゲート（51）と同数だけ設けられており、基部（56）の外周面から外側へ向かって放射状に延びている。軸部（58）は、棒状に形成されて基部（56）に立設されている。軸部（58）の中心軸は、基部（56）の中心軸と一致している。ゲートロータ（50）は、基部（56）及びアーム部（57）における軸部（58）とは反対側の面に取り付けられている。各アーム部（57）は、ゲート（51）の背面に当接している。
【００３３】
ゲートロータ（50）が取り付けられたロータ支持部材（55）は、円筒壁（30）に隣接してケーシング（10）内に区画形成されたゲートロータ室（90）に収容されている（図３を参照）。図３におけるスクリューロータ（40）の右側に配置されたロータ支持部材（55）は、ゲートロータ（50）が下端側となる向きで設置されている。一方、同図におけるスクリューロータ（40）の左側に配置されたロータ支持部材（55）は、ゲートロータ（50）が上端側となる向きで設置されている。各ロータ支持部材（55）の軸部（58）は、ゲートロータ室（90）内の軸受ハウジング（91）に軸受（92,93）を介して回転自在に支持されている。なお、各ゲートロータ室（90）は、低圧空間（S1）に連通している。
【００３４】
圧縮機構（20）では、円筒壁（30）の内周面と、スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）と、ゲートロータ（50）のゲート（51）とによって囲まれた空間が圧縮室（23）になる。スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）は、吸入側端部において低圧空間（S1）に開放しており、この開放部分が圧縮機構（20）の吸入口（24）になっている。
【００３５】
スクリュー圧縮機（1）には、圧縮途中のガスの一部を低圧側に戻すアンロード動作を行うことにより運転容量を調節するためのスライドバルブ（70）が設けられている。このスライドバルブ（70）は、スライドバルブ収納部（31）内に設けられている。スライドバルブ収納部（31）は、円筒壁（30）がその周方向の２カ所において径方向外側に膨出した部分であって、吐出側の端部（図２における右端部）から吸入側の端部（同図における左端部）へ向かって延びる概ね半円筒形状に形成されている。これらのスライドバルブ収納部（31）にそれぞれスライドバルブ（70）が１つずつ収容される。
【００３６】
スライドバルブ（70）は、スクリューロータ（40）の軸方向に延びる略円筒状に形成される。厳密には、スライドバルブ（70）は、円柱のうちスクリューロータ（40）の軸心側に近接する部分が軸方向に切除されたような形状をしている（図１０及び図１１を参照）。スライドバルブ（70）は、円筒壁（30）の軸心方向にスライド可能に構成されており、スライドバルブ収納部（31）へ挿入された状態でスクリューロータ（40）の外周面と対面する。
【００３７】
ケーシング（10）内には、円筒壁（30）の外側に連通路（32）が形成されている。連通路（32）は、各スライドバルブ収納部（31）に対応して１つずつ形成されている。連通路（32）は、円筒壁（30）の軸方向へ延びる通路であって、その一端が低圧空間（S1）に開口し、その他端がスライドバルブ収納部（31）の吸入側の端部に開口している。円筒壁（30）のうち連通路（32）の一端（図２における右端）に隣接する部分は、スライドバルブ（70）の先端が当接するシート部（13）を構成している。
【００３８】
スライドバルブ（70）が高圧空間（S2）寄り（図２における駆動軸（21）の軸方向を左右方向とした場合の右側寄り）へスライドすると、スライドバルブ収納部（31）のシート部（13）とスライドバルブ（70）の先端との間に軸方向隙間が形成される。この軸方向隙間は、圧縮室（23）の圧縮途中位置から低圧空間（S1）へ冷媒を戻すためのバイパス通路（33）を、連通路（32）と共に構成している。つまり、バイパス通路（33）は、圧縮室（23）の吸入側である低圧空間（S1）に一端が連通し、圧縮室（23）の圧縮途中位置である円筒壁（30）の内周面に他端が開口可能となっている。スライドバルブ（70）を移動させてバイパス通路（33）の開度を変更すると、圧縮途中から低圧側へ戻る冷媒の流量が変化するので、圧縮機構（20）の容量が変化する。
【００３９】
スクリュー圧縮機（1）には、スライドバルブ（70）をスライド駆動してバイパス通路（33）の開度を調整するためのスライドバルブ駆動機構（80）が設けられている。スライドバルブ（70）とスライドバルブ駆動機構（80）とによりアンロード機構が構成されている。スライドバルブ駆動機構（80）は、ケーシング（10）に固定されたシリンダ（81）と、該シリンダ（81）内に装填されたピストン（82）と、該ピストン（82）のピストンロッド（83）に連結されたアーム（84）と、該アーム（84）とスライドバルブ（70）とを連結する連結ロッド（85）と、アーム（84）を図２の右方向（アーム（84）をケーシング（10）から引き離す方向）に付勢するスプリング（86）とを備えている。
【００４０】
図２に示すスライドバルブ駆動機構（80）では、ピストン（82）の左側空間（ピストン（82）に対してスクリューロータ（40）側に形成される空間）の内圧が、ピストン（82）の右側空間（ピストン（82）に対してアーム（84）側に形成される空間）の内圧よりも高くなっている。そして、スライドバルブ駆動機構（80）は、ピストン（82）の右側空間の内圧（即ち、右側空間内のガス圧）を調節することによって、スライドバルブ（70）の位置を調整するように構成されている。
【００４１】
スクリュー圧縮機（1）の運転中において、スライドバルブ（70）では、その軸方向の一方の端面（低圧空間（S1）側の端面）に圧縮機構（20）の吸入圧が、他方の端面（高圧空間（S2）側の端面）に圧縮機構（20）の吐出圧がそれぞれ作用する。このため、スクリュー圧縮機（1）の運転中において、スライドバルブ（70）には、常にスライドバルブ（70）を低圧空間（S1）側へ押す方向の力が作用する。従って、スライドバルブ駆動機構（80）におけるピストン（82）の左側空間及び右側空間の内圧を変更すると、スライドバルブ（70）を高圧空間（S2）側へ引き戻す方向の力の大きさが変化し、その結果、スライドバルブ（70）の位置が変化する。
【００４２】
〈吐出通路の構成〉
スクリュー圧縮機（1）は、圧縮室（23）で圧縮された冷媒を高圧空間（S2）へ送るための吐出通路（60）を備えている。つまり、吐出通路（60）は、圧縮室（23）から高圧空間（S2）までの冷媒の通路を構成している。吐出通路（60）の構成について図６〜図１２を参照しながら詳細に説明する。
【００４３】
吐出通路（60）は、スクリューロータ（40）の外周側に形成される。本実施形態のスクリュー圧縮機（1）では、２つのスライドバルブ（70）のそれぞれに対応して、１つずつ吐出通路（60）が設けられる。各吐出通路（60）は、螺旋溝（41）内の圧縮室（23）と高圧空間（S2）とを連通させる。各吐出通路（60）は、可動側吐出通路（61）、固定側吐出通路（62）、及び固定側連通溝（63）をそれぞれ含んでいる。
【００４４】
図６〜図１２に示すように、可動側吐出通路（61）は、スライドバルブ（70）の内部に形成される。本実施形態の可動側吐出通路（61）は、スライドバルブ（70）を径方向に直線的に貫通している。可動側吐出通路（61）の流入端は、圧縮室（23）に可動側流入口（61a）を構成している。可動側吐出通路（61）の流出端は、固定側吐出通路（62）に連通可能な可動側流出口（61b）を構成している。
【００４５】
可動側流入口（61a）は、スライドバルブ（70）の内周面（圧縮室（23）側の面）に形成される。本実施形態の可動側流入口（61a）は、螺旋溝（41）の後端部の形状に対応する略三角形状に形成されている。
【００４６】
可動側流出口（61b）は、スライドバルブ（70）の外周面（ケーシング（10）側の面）に形成される。本実施形態の可動側流出口（61b）は、可動側流入口（61a）と相似形であり且つ開口面積が大きい略三角形状である。
【００４７】
可動側吐出通路（61）では、可動側流入口（61a）から可動側流出口（61b）に向かうにつれて、流路断面積が徐々に拡大している。つまり、本実施形態の可動側吐出通路（61）は、下流側に向かうにつれて流路断面積を拡大させる第１拡大流路を構成している。これにより、可動側吐出通路（61）では、冷媒の運度エネルギーが緩やかに冷媒の昇圧に利用される。
【００４８】
図６及び図７に示すように、固定側吐出通路（62）は、ケーシング（10）のうちスライドバルブ（70）の外周側に形成される。固定側吐出通路（62）は、全体として鉤状、ないしＪの字状に形成されている。固定側吐出通路（62）の流入端は、可動側吐出通路（61）と連通可能な固定側流入口（62a）を構成している。固定側吐出通路（62）の流出端は、高圧空間（S2）と連通する固定側流出口（62b）を構成している。
【００４９】
固定側流入口（62a）は、スライドバルブ（70）に面するように、スライドバルブ収納部（31）の内周面に開口している。固定側流入口（62a）は、可動側流出口（61b）と略同一の形状、及び略同一の大きさに形成されている。つまり、固定側流入口（62a）は、可動側流出口（61b）と同じ略三角形状に形成される（図１２を参照）。
【００５０】
図６及び図７に示すように、固定側流出口（62b）は、ケーシング（10）における高圧空間（S2）に面する端面（18）に形成される。固定側流出口（62b）は、可動側流出口（61b）よりも面積が大きい略円形状に形成される。
【００５１】
図１２に示すように、固定側吐出通路（62）では、固定側流入口（62a）の形状（三角形状）が、下流側に向かうにつれて徐々に固定側流出口（62b）の形状（円形状）に近づくように、流路断面の形状が変化していく。また、固定側吐出通路（62）では、固定側流入口（62a）から可動側流出口（61b）に向かうにつれて、流路断面積が徐々に拡大している。つまり、本実施形態の固定側吐出通路（62）は、下流側に向かうにつれて流路断面積を拡大させる第２拡大流路を構成している。これにより、可動側吐出通路（61）では、冷媒の運度エネルギーが緩やかに冷媒の昇圧に利用される。
【００５２】
図６及び図７に示す固定側連通溝（63）は、スライドバルブ収納部（31）の内周面に形成されている。固定側連通溝（63）は、スライドバルブ収納部（31）の内周面を略周方向に延びる円弧状に形成される。固定側連通溝（63）の流入端は圧縮室（23）に常に連通し、固定側連通溝（63）の流出端は固定側吐出通路（62）に常に連通する。つまり、固定側連通溝（63）は、スライドバルブ（70）の位置によらず、圧縮室（23）と高圧空間（S2）とを常に連通させている。
【００５３】
スライドバルブ（70）は、該スライドバルブ（70）の先端がシート部（13）と接触する第１位置（図６の位置）と、該スライドバルブ（70）の先端とシート部（13）との間に軸方向隙間を形成する第２位置（図７の位置）との間をスライドするように構成される。
【００５４】
本実施形態では、スライドバルブ（70）が第１位置になると、可動側流出口（61b）と固定側流入口（62a）とが完全に重なる（図６を参照）。つまり、スライドバルブ（70）が第１位置になると、可動側流出口（61b）及び固定側流入口（62a）の連通する面積が最大になる。スライドバルブ（70）が第２位置になると、固定側流入口（62a）は、スライドバルブ（70）の外周面によって閉塞される。つまり、この状態では、可動側吐出通路（61）と固定側吐出通路（62）とが遮断される。
【００５５】
−運転動作−
スクリュー圧縮機（1）の運転動作について説明する。電動機（15）を起動すると、駆動軸（21）が回転し、それに伴いスクリューロータ（40）が回転駆動される。スクリューロータ（40）の回転に伴ってゲートロータ（50）が回転すると、圧縮機構（20）では、吸入行程、圧縮行程、吐出行程が繰り返される。これらの行程を図５に基づいて説明する。
【００５６】
図５において、ドットを付した圧縮室（23）は、低圧空間（S1）に連通している。また、この圧縮室（23）が形成されている螺旋溝（41）は、同図の下側に位置するゲートロータ（50）のゲート（51）と噛み合わされている。図５(Ａ)において、スクリューロータ（40）が回転すると、このゲート（51）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（23）の容積が拡大する。その結果、低圧空間（S1）の低圧ガス冷媒が吸入口（24）を通じて圧縮室（23）へ吸い込まれる。
【００５７】
スクリューロータ（40）が更に回転すると、図５(Ｂ)の状態となる。同図において、ドットを付した圧縮室（23）は、閉じきり状態となっている。つまり、この圧縮室（23）が形成されている螺旋溝（41）は、同図の上側に位置するゲートロータ（50）のゲート（51）と噛み合わされ、このゲート（51）によって低圧空間（S1）から仕切られている。そして、スクリューロータ（40）の回転に伴ってゲート（51）が螺旋溝（41）の終端へ向かって移動すると、圧縮室（23）の容積が次第に縮小する。その結果、圧縮室（23）内のガス冷媒が圧縮される。
【００５８】
スクリューロータ（40）が更に回転すると、図５(Ｃ)の状態となる。同図において、ドットを付した圧縮室（23）は、吐出通路（60）を介して高圧空間（S2）と連通した状態となっている。そして、スクリューロータ（40）の回転に伴ってゲート（51）が螺旋溝（41）の終端へ向かって移動すると、圧縮された冷媒ガスが圧縮室（23）から高圧空間（S2）へ押し出されてゆく。
【００５９】
次に、スライドバルブ（70）を用いた圧縮機構（20）の容量制御について、図２、図６、及び図７を参照しながら説明する。なお、圧縮機構（20）の容量とは、“単位時間当たりに蒸発器を通過し、吸入管接続部（11）から圧縮機（1）に吸入される冷媒の量”を意味する。この圧縮機構（20）の容量は、スクリュー圧縮機（1）の運転容量と同義である。
【００６０】
〈スライドバルブが第１位置であるときの動作〉
スライドバルブ（70）が図２の左側へ最も押し込まれた状態（第１位置）では、図６に示すようにスライドバルブ（70）が全閉側（吸入側）の移動端に位置する。そして、スライドバルブ（70）の先端面がシート部（13）に押し付けられ、圧縮機構（20）の容量が最大となる。つまり、この状態では、バイパス通路（33）がスライドバルブ（70）によって完全に塞がれ、低圧空間（S1）から圧縮室（23）へ吸入された冷媒ガスの全てが高圧空間（S2）へ吐出される。したがって、この状態では、スクリュー圧縮機（1）の運転容量が最大となる。
【００６１】
スライドバルブ（70）が第１位置になると、圧縮室（23）と可動側吐出通路（61）とが連通すると同時に、可動側吐出通路（61）と固定側吐出通路（62）とが連通する。圧縮室（23）で圧縮された冷媒は、可動側吐出通路（61）を流れる。可動側吐出通路（61）では、その流路断面積が徐々に拡大していくため、冷媒の動圧が緩やかに静圧へと変化されていく。つまり、可動側吐出流路（61）では、流路断面積が急拡大しないため、このような急拡大に起因して冷媒の圧力が急上昇することがない。これにより、冷媒の過圧縮を回避しつつ、冷媒の運動エネルギーを圧力エネルギーとして回収できる。
【００６２】
また、圧縮室（23）の冷媒の一部は、固定側連通溝（63）を流れ、固定側吐出通路（62）へ流れる。固定側吐出通路（62）には、可動側吐出流路（61）を流出した冷媒と、固定側連通溝（63）を流出した冷媒とが合流する。
【００６３】
固定側吐出通路（62）では、その流路断面積が徐々に拡大していくため、冷媒の動圧が緩やかに静圧へと変化されていく。つまり、固定側吐出流路（62）では、流路断面積が急拡大しないため、このような急拡大に起因して冷媒の圧力が急上昇することがない。これにより、冷媒の過圧縮を回避しつつ、冷媒の運動エネルギーを圧力エネルギーとして回収できる。
【００６４】
以上のようにして、吐出通路（60）の全域に亘って運動エネルギーが回収された冷媒は、高圧空間（S2）へ流出する。高圧空間（S2）では、油分離器（16）によって冷媒中の油が分離される。分離された油は、油貯留室（17）に回収される。油が分離された高圧の冷媒は、吐出管を経由して冷媒回路へ送られる。
【００６５】
〈スライドバルブが第２位置であるときの動作〉
スライドバルブ（70）が図２の右側へ退き、スライドバルブ（70）の先端面がシート部（13）から離れる状態（第２位置）になると、円筒壁（30）の内周面にバイパス通路（33）が開口する。この状態において、低圧空間（S1）から圧縮室（23）へ吸入された冷媒ガスは、その一部が圧縮行程途中の圧縮室（23）からバイパス通路（33）を通って低圧空間（S1）へ戻り、残りが最後まで圧縮されて高圧空間（S2）へ吐出される。
【００６６】
そして、スライドバルブ（70）の先端面とスライドバルブ収納部（31）のシート部（13）との間隔が広がると（つまり、円筒壁（30）の内周面におけるバイパス通路（33）の開口面積が拡大すると）、それにつれてバイパス通路（33）を通って低圧空間（S1）へ戻る冷媒の量が増大し、高圧空間（S2）へ吐出される冷媒の量が減少する。また、スライドバルブ（70）の先端面とスライドバルブ収納部（31）のシート部（13）との間隔が広がるほど、冷媒回路の吸入配管から圧縮機（1）に吸入される冷媒の流量が少なくなり、圧縮機構（20）の容量が小さくなる。
【００６７】
スライドバルブ（70）が第２位置になると、圧縮室（23）と可動側吐出通路（61）とが遮断されと同時に、可動側吐出通路（61）と固定側吐出通路（62）とも遮断される。従って、圧縮室（23）で圧縮された冷媒は、固定側連通溝（63）のみに流入し、可動側吐出通路（61）へ送られる。可動側吐出通路（61）では、その流路断面積が徐々に拡大していくため、冷媒の動圧が緩やかに静圧へと変化されていく。つまり、可動側吐出流路（61）では、流路断面積が急拡大しないため、このような急拡大に起因して冷媒の圧力が急上昇することがない。これにより、冷媒の過圧縮を回避しつつ、冷媒の運動エネルギーを圧力エネルギーとして回収できる。以上のようにして、運動エネルギーが回収された冷媒は、高圧空間（S2）へ流出した後、冷媒回路へ送られる。
【００６８】
−実施形態の効果−
上記実施形態では、吐出通路（60）の流路断面積を徐々に拡大するようにしたため、吐出通路（60）で冷媒が過圧縮されるのを回避しつつ、冷媒の運動エネルギーを圧力エネルギーとして回収できる。これにより、圧縮機構（20）では、過圧縮に起因する圧縮動力の損失を低減でき、圧縮効率を向上できる。また、圧縮機構（20）では、吐出直前の冷媒の圧力を冷媒回路の目標の高圧圧力よりも低めに設定できる。
【００６９】
吐出通路（60）では、スライドバルブ（70）の可動側吐出通路（61）と、固定側吐出通路（62）との双方に拡大流路を形成している。そして、これらを繋いで構成した拡大流路は、スクリューロータ（40）の外周側から高圧空間（S2）に迂回するように形成されるため、拡大流路の流路長さを長く確保できる。この結果、特に運転容量が大きい条件（スライドバルブ（70）を第１位置とした動作）において、デフューザ効果を十分に発揮できる。
【００７０】
〈実施形態の変形例〉
上記実施形態については、次のような変形例の構成としてもよい。なお、以下の変形例の構成は、シングルスクリュー圧縮機の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。
【００７１】
〈変形例１〉
図１３〜１７に示す変形例１は、上記実施形態と可動側吐出通路（61）及び固定側吐出通路（62）の構成が異なる。即ち、可動側吐出通路（61）の可動側流入口（61a）は、上記実施形態と同様、三角形状をしている。一方、可動側吐出通路（61）の可動側流出口（61b）は、略円形状に形成されている。可動側吐出通路（61）では、可動側流入口（61a）の形状（三角形状）が、下流側に向かうにつれて徐々に可動側流出口（61b）の形状（円形状）に近づくように、流路断面の形状が変化していく。一方、図１７に示すように、変形例１の固定側吐出通路（62）の固定側流入口（62a）は、可動側流出口（61b）と同じサイズの円形状に形成されている。
【００７２】
変形例１では、比較的流路長が長い固定側吐出通路（62）について、流路断面の形状を全て円形に形成できる。これにより、固定側吐出通路（62）における流路抵抗を低減できる。
【００７３】
〈変形例２〉
図１８に示す変形例２では、可動側吐出通路（61）の流路断面積が全域に亘って一定である。一方、固定側吐出通路（62）は、上記実施形態と同様にして、下流側に向かうにつれて流路断面積が徐々に大きくなっている。つまり、変形例２では、可動側吐出通路（61）と固定側吐出通路（62）のうち、固定側吐出通路（62）だけが拡大流路を構成している。なお、可動側吐出通路（61）と固定側吐出通路（62）のうち可動側吐出通路（61）だけを拡大流路とすることもできる。
【００７４】
〈変形例３〉
図１９に示す変形例３では、吐出通路（60）がスライドバルブ（70）に形成される一方、上記実施形態の固定側吐出通路（62）を有していない。つまり、スライドバルブ（70）には、流入端が圧縮室（23）に連通し、流出端が高圧空間（S2）に連通する可動側吐出通路（61）が形成されている。そして、可動側吐出通路（61）が、スクリューロータ（40）の外周側に形成される拡大流路を構成している。
【００７５】
図２０に示すように、可動側流入口（61a）は、スライドバルブ（70）の内周面に形成される。可動側流入口（61a）は、実施形態と同様、三角形状に形成される。可動側流出口（61b）は、スライドバルブ（70）の後端面に形成される。可動側流出口（61b）は、例えば円形状に形成される。
【００７６】
変形例３においても、スライドバルブ（70）内の吐出通路（60）でデフューザ効果を得ることができ、圧縮効率を向上できる。
【００７７】
〈変形例４〉
図２１に示す変形例４は、スクリュー圧縮機（1）がスライドバルブ（70）を有していない。つまり、スクリューロータ（40）の外周側には、ケーシング（10）の円筒壁（30）のみが形成される。そして、円筒壁（30）には、拡大流路を構成する固定側吐出通路（62）が形成される。固定側吐出通路（62）の固定側流入口（62a）は、圧縮室（23）に連通し、固定側吐出通路（62）の固定側流出口（62b）は、高圧空間（S2）に連通する。
【００７８】
変形例４においても、ケーシング（10）内の吐出通路（60）でデフューザ効果を得ることができ、圧縮効率を向上できる。
【００７９】
〈その他の実施形態〉
上記実施形態、及びそれらの変形例においては、以下のような構成としてもよい。
【００８０】
吐出通路（60）は、必ずしも２つでなくてもよく、１つ又は３つであってもよい。
【００８１】
固定側連通溝（63）の流路断面積を下流側に向かって徐々に拡大させてもよい。つまり、拡大流路を固定側連通溝（63）に形成することもできる。また、固定側連通溝（63）を省略した構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、シングルスクリュー圧縮機について有用である。
【符号の説明】
【００８３】
１０    ケーシング
２３    圧縮室
４０    スクリューロータ
６０    吐出通路
６１    可動側吐出通路（拡大流路）
６２    固定側吐出通路（拡大流路）
７０    スライドバルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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