(57)【要約】【課題】ケーシングとゲートロータとの間の隙間寸法を予め大きくすることなく、ゲートロータとケーシングとの接触を抑制することが可能になる、シングルスクリュー圧縮機の提供。【解決手段】外周面に螺旋状の溝部が形成されているスクリューロータ４０と、歯５１がスクリューロータ４０の溝部に噛み合うゲートロータ５０と、ゲートロータ５０の回転軸となるゲートロータシャフト５２と、スクリューロータ収容空間Ｓ３とゲートロータシャフト収容空間とを区切る壁部３３を有している圧縮機構ケーシング３０と、を備える。壁部３３には、スクリューロータ収容空間Ｓ３とゲートロータシャフト収容空間とを連通させる連通穴３４が形成されている。圧縮機構ケーシング３０の熱膨張率と、ゲートロータシャフト５２の熱膨張率とは異なる。【選択図】図２
2013204453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に螺旋状の溝部（４１）が形成されるスクリューロータ（４０）と、
複数の歯（５１）を有し、前記歯が前記溝部に噛み合うゲートロータ（５０）と、
前記ゲートロータに挿入され、前記ゲートロータの回転軸となるゲートロータシャフト（５２）と、
前記スクリューロータを収容するスクリューロータ収容空間（Ｓ３）と、前記ゲートロータシャフトを収容するゲートロータシャフト収容空間（Ｓ４）とを区切る壁部（３３）を有し、前記壁部に、前記歯を前記スクリューロータ収容空間に挿入するために前記スクリューロータ収容空間と前記ゲートロータシャフト収容空間とを連通させる連通穴（３４）が形成されている、ケーシング（３０）と、
を備え、
前記ケーシングの熱膨張率と前記ゲートロータシャフトの熱膨張率とは、異なる、
シングルスクリュー圧縮機（１）。
【請求項２】
前記ケーシングの前記連通穴を形成する連通穴形成面（３４ａ）と前記ゲートロータの軸方向の端面（５０ａ）との間の隙間（Ｃ）の隙間寸法（Ｄ１）は、前記スクリューロータの直径（Ｄ２）の１０００分の１以下である、
請求項１に記載のシングルスクリュー圧縮機。
【請求項３】
前記ゲートロータシャフトの熱膨張率は、前記ケーシングの熱膨張率よりも小さい、
請求項１又は２に記載のシングルスクリュー圧縮機。
【請求項４】
前記ゲートロータシャフトの熱膨張率は、前記ケーシングの熱膨張率の半分以下である、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の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、冷凍装置に採用される圧縮機として、例えば、特許文献１（特開２０１０−１９６５８２号公報）に開示のように、主として、外周面に複数の溝が形成されるスクリューロータと、複数の歯がスクリューロータの溝に噛み合うように構成されたゲートロータと、を有する、シングルスクリュー圧縮機が存在している。
【０００３】
このシングルスクリュー圧縮機では、ゲートロータが、ゲートロータシャフトに支持されている。そして、スクリューロータとゲートロータシャフトとは、互いに直交するように配置されており、スクリューロータの溝とゲートロータの歯が互いに噛み合うことによって、回転している。また、回転部であるゲートロータと、静止部であるケーシングとの間は、運転中の接触を避けるために、スリットと呼ばれる微小な隙間が形成されている。
【０００４】
そして、このようなシングルスクリュー圧縮機では、ケーシングの内面と、スクリューロータの溝と、ゲートロータの歯とによって形成される圧縮室において、冷媒が圧縮されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常、シングルスクリュー圧縮機では、ケーシングとゲートロータシャフトとは、略同一の熱膨張率を有する材料から構成されている。
【０００６】
そして、シングルスクリュー圧縮機の運転中、圧縮室においては、冷媒の圧縮が行われるので、ケーシング、ゲートロータ及びゲートロータシャフトの周辺の冷媒の温度上昇に伴い、ケーシング、ゲートロータ及びゲートロータシャフトの温度が上昇することが想定される。
【０００７】
ここで、ケーシングとゲートロータシャフトとは、略同一の熱膨張率を有する材料から構成されているので、ケーシングとゲートロータシャフトとが同じように温度上昇すれば、ケーシングとゲートロータシャフトとの熱膨張による変位はほぼ同一になるため、ケーシングとゲートロータとのスリットの隙間寸法は、略一定に保たれることになる。しかし、ケーシングとゲートロータシャフトを比較すると、ゲートロータシャフトの体積がケーシングの体積に比べて小さいため、ケーシングよりもゲートロータシャフトのほうが先に温度が上がってしまい、ゲートロータシャフトがケーシングよりも先に熱膨張を起こして軸方向に伸びることが想定される。このため、ゲートロータがゲートロータシャフトの軸方向に移動し、スリットの隙間寸法が小さくなり、ゲートロータがケーシングと接触してしまうことが懸念される。
【０００８】
しかし、上記隙間寸法は、圧縮室からの冷媒の漏れを抑制するために小さく設計されることが好ましいため、予め初期の隙間寸法を大きくすることは好ましくない。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、ケーシングとゲートロータとの間の隙間寸法を予め大きくすることなく、ゲートロータとケーシングとの接触を抑制することが可能になる、シングル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】
【００１０】
本発明の第１観点に係るスクリュー圧縮機は、スクリューロータと、ゲートロータと、ゲートロータシャフトと、ケーシングと、を備える。スクリューロータは、外周面に螺旋状の溝部が形成されている。ゲートロータは、複数の歯を有し、この歯がスクリューロータの溝部に噛み合う。ゲートロータシャフトは、ゲートロータに挿入され、ゲートロータの回転軸となる。ケーシングは、スクリューロータを収容するスクリューロータ収容空間とゲートロータシャフトを収容するゲートロータシャフト収容空間とを区切る壁部を有している。壁部には、連通穴が形成されている。連通穴は、ゲートロータの歯をスクリューロータ収容空間に挿入するためにスクリューロータ収容空間とゲートロータシャフト収容空間とを連通させる穴である。そして、ケーシングの熱膨張率と、ゲートロータシャフトの熱膨張率とは、異なる。
【００１１】
本発明では、ケーシングやゲートロータシャフトの、熱膨張による長さや体積の増大を抑制することが可能になる。よって、予め、ケーシングとゲートロータとの間の隙間の隙間寸法を大きくすることなく、ケーシングとゲートロータとの接触を抑制することが可能になる。
【００１２】
本発明の第２観点に係るスクリュー圧縮機は、本発明の第１観点に係るスクリュー圧縮機であって、ケーシングの連通穴を形成する連通穴形成面とゲートロータの軸方向の端面との間の隙間の隙間寸法は、スクリューロータの直径の１０００分の１以下である。
【００１３】
このように、ケーシングの連通穴形成面とゲートロータの軸方向の端面との間の隙間の隙間寸法を所定値に設定している。しかし、場合によっては、過渡的にゲートロータシャフト収容空間の温度が上昇し、ゲートロータシャフトの温度とケーシングの温度との差が非常に大きくなることが懸念される。
【００１４】
一方、本発明では、ケーシングの熱膨張率とゲートロータシャフトの熱膨張率とを異なるようにしている。これにより、ケーシングとゲートロータとの接触を抑制することが可能になる。
【００１５】
本発明の第３観点に係るスクリュー圧縮機は、本発明の第１観点又は第２観点に係るスクリュー圧縮機であって、ゲートロータシャフトの熱膨張率は、ケーシングの熱膨張率よりも小さい。
【００１６】
本発明では、ゲートロータシャフトの熱膨張率を、ケーシングの熱膨張率よりも小さくすることで、ゲートロータシャフトの熱膨張による軸方向の伸びを抑制できる。よって、ゲートロータとケーシングとの接触を抑制できる。
【００１７】
また、例えば、従来用いている材料をケーシングに用い、従来用いている材料よりも低熱膨張率の新たな材料をゲートロータシャフトに用いるとする。この場合、ケーシングよりも体積の小さいゲートロータシャフトに熱膨張率の小さい材料を用いているので、例えば、熱膨張率の小さい材料が従来用いている材料よりも比較的高い場合、コストを抑制することができる。
【００１８】
本発明の第４観点に係るスクリュー圧縮機では、本発明の第１観点〜第３観点のいずれかに係るスクリュー圧縮機であって、ゲートロータシャフトの熱膨張率は、ケーシングの熱膨張率の半分以下である。
【００１９】
本発明では、ゲートロータシャフトの熱膨張率とケーシングの熱膨張率とにこのような差があることで、ケーシングとゲートロータとの接触をより抑制できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係るスクリュー圧縮機では、ケーシングとゲートロータとの間の隙間寸法を予め大きくすることなく、ゲートロータとケーシングとの接触を抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【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】圧縮機構ケーシングの一部の概略斜視図。
【図３】図２に示すIII−IIIで切断した場合の断面図
【図４】スクリューロータの外観斜視図。
【図５】圧縮機構の概略斜視図（圧縮機構ケーシングは省略）。
【図６】圧縮機構ケーシングの連通穴と連通穴に挿入されるゲートロータとの位置関係を示すために、図３の圧縮機構ケーシングを紙面手前側から視た模式図。
【図７】スクリュー圧縮機の運転範囲を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係るスクリュー圧縮機１について説明する。
【００２３】
（１）シングルスクリュー圧縮機１の構成
図１は、本発明の一実施形態に係るシングルスクリュー圧縮機１の断面図である。以下の説明において、後述するシャフト２９の中心軸線Ｏ−Ｏに沿った方向を第１軸方向とする。
【００２４】
シングルスクリュー圧縮機１は、冷凍装置等の冷凍サイクルを行う冷媒回路を構成する機器であり、冷媒を圧縮する。
【００２５】
シングルスクリュー圧縮機１は、図１に示すように、主として、圧縮機ケーシング１１と、圧縮機構２０と、シャフト２９と、駆動モータ６５とを有している。圧縮機構２０、シャフト２９及び駆動モータ６５は、圧縮機ケーシング１１内に収容されている。
【００２６】
（１−１）圧縮機ケーシング１１
圧縮機ケーシング１１は、第１軸方向に延びる円筒状の容器であり、主として、図１に示すように、略円筒形状の胴部１２と、胴部１２の第１軸方向の開口端を覆うカバー部１３ａ，１３ｂとを有している。カバー部１３ａには、低圧のガス冷媒を圧縮機ケーシング１１内に吸入する吸入口１４が形成されている。カバー部１３ｂには、圧縮機構２０において圧縮された高圧のガス冷媒を外部へと吐出する吐出口１５が形成されている。
【００２７】
圧縮機ケーシング１１内は、吸入口１４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。
【００２８】
（１−２）圧縮機構２０
図２は、圧縮機構ケーシング３０の一部を示す概略斜視図（ゲートロータシャフト５２を収容するケーシング部分については省略）である。図３は、図２に示すIII−IIIで切断した場合の断面図である。図４は、スクリューロータ４０の外観斜視図である。図５は、圧縮機構ケーシング３０が省略された状態の圧縮機構２０の概略側面図である。図６は、圧縮機構ケーシングの連通穴３４と連通穴３４に挿入されるゲートロータ５０との位置関係を示すために、図３の圧縮機構ケーシング３０を紙面手前側から視た模式図である。
【００２９】
圧縮機構２０は、主として、圧縮機構ケーシング３０と、スクリューロータ４０と、複数（本実施形態では、２つ）のゲートロータ５０と、ゲートロータシャフト５２と、スラスト軸受５３（図３を参照）と、を有している。
【００３０】
（１−２−１）圧縮機構ケーシング３０
圧縮機構ケーシング３０は、略円筒形状の容器であって、図２や図３に示すように、スクリューロータ４０、ゲートロータ５０、ゲートロータシャフト５２、及び、スラスト軸受５３を内部に収容する半密閉型構造を有している。
【００３１】
圧縮機構ケーシング３０には、スクリューロータ４０を収容するスクリューロータ収容空間Ｓ３と、主としてゲートロータシャフト５２を収容する（具体的には、ゲートロータ５０の一部とゲートロータシャフト５２とを収容する）ゲートロータシャフト収容空間Ｓ４とが形成されている。圧縮機構ケーシング３０は、スクリューロータ収容空間Ｓ３とゲートロータシャフト収容空間Ｓ４とを区切るように構成されている。尚、圧縮機構ケーシング３０の、スクリューロータ収容空間Ｓ３とゲートロータシャフト収容空間Ｓ４とを区切る部分を壁部３３という。この壁部３３には、連通穴３４（図２を参照）が形成されている。この連通穴３４は、ゲートロータ５０の歯５１をスクリューロータ収容空間Ｓ３に挿入するためにスクリューロータ収容空間Ｓ３とゲートロータシャフト収容空間Ｓ４とを連通させる穴である。尚、ゲートロータシャフト収容空間Ｓ４と、低圧空間Ｓ１とは、連通している。
【００３２】
（１−２−２）スクリューロータ４０
スクリューロータ４０は、円柱状の金属部材である。スクリューロータ４０は、図２や図５に示すように、その中心部に、回転軸となるシャフト２９が挿通されている。シャフト２９は、図１に示すように、その一端が、駆動モータ６５に連結されている。よって、駆動モータ６５に電流が流されると、シャフト２９は、駆動モータ６５から回転力が伝達されて回転する。そして、シャフト２９が回転することにより、この回転力がスクリューロータ４０に伝達されて、スクリューロータ４０が、中心軸線Ｏ−Ｏを中心として矢印Ｒ１（図４や図５を参照）の方向へ回転する。
【００３３】
スクリューロータ４０の外周面には、図４や図５に示すように、螺旋状の溝部４１が形成されている。溝部４１は、スクリューロータ４０の第１軸方向の一端（冷媒を吸入する側の吸入側端部）から他端（冷媒を吐出する側の吐出側端部）へ向かって形成されている。スクリューロータ４０の溝部４１の幅は、ゲートロータ５０の歯５１の幅と略同一となるように形成されている。
【００３４】
また、スクリューロータ４０は、溝部４１の溝深さが、第１軸方向において両端から中央部に向かうに従って大きくなるように構成されている。溝部４１の第１軸方向における中央部の溝深さは、ゲートロータ５０の歯５１の歯高さと略同一となるように形成されている。
【００３５】
また、スクリューロータ４０には、吸入カット部４１ａ（図４を参照）が形成されている。吸入カット部４１ａは、スクリューロータ４０の吸入側端部の一部が切り欠かれることによって形成される。吸入カット部４１ａは、低圧空間Ｓ１に開放されるように形成されており、低圧のガス冷媒をスクリューロータ４０の溝部４１に吸入するための吸入口となっている。
【００３６】
（１−２−３）ゲートロータ５０、ゲートロータシャフト５２及びスラスト軸受５３
以下の説明において、中心軸線Ｏ−Ｏに直交する中心軸線Ａ−Ａ（図３を参照）に沿った方向を第２軸方向という。尚、以下の説明では、第２軸方向を、適宜上下方向として示すことにする。
【００３７】
２つのゲートロータ５０は、図５に示すように、スクリューロータ４０を挟むようにスクリューロータ４０の径方向外側に配置されている。一方のゲートロータ５０と他方のゲートロータ５０とは、シャフト２９を中心として軸対称に配置されている。ゲートロータ５０には、その中心部に、中心軸線Ａ−Ａに沿って延び回転軸となるゲートロータシャフト５２が挿入されて連結されている。よって、スクリューロータ４０の回転軸となるシャフト２９と、ゲートロータ５０の回転軸となるゲートロータシャフト５２とは、直交するように配置されている。
【００３８】
ゲートロータシャフト５２は、図３に示すように、圧縮機構ケーシング３０のゲートロータシャフト収容空間Ｓ４を形成するゲートロータシャフト収容空間形成部３５に、回転可能に支持されている。具体的には、圧縮機構ケーシング３０のゲートロータシャフト収容空間形成部３５は、スラスト軸受５３を介して、ゲートロータシャフト５２を回転可能に支持している。スラスト軸受５３は、ゲートロータシャフト５２を第２軸方向に支持する転がり軸受である。スラスト軸受５３は、ゲートロータシャフト５２の第２軸方向における一端を支持するように設けられており、圧縮機構ケーシング３０のゲートロータシャフト収容空間形成部３５に固定されている。
【００３９】
また、ゲートロータ５０は、図５等に示すように、円盤形状を呈しており、合成樹脂から構成されている。ゲートロータ５０は、各々がスクリューロータ４０の溝部４１に噛み合う複数（本実施形態では、１１本）の歯５１を有している。複数の歯５１は、ゲートロータ５０の外周部に形成されており、ゲートロータシャフト５２を中心として放射状に形成されている。
【００４０】
ゲートロータ５０は、図２や図３に示すように、歯５１が、圧縮機構ケーシング３０の壁部３３に形成される連通穴３４を貫通して、スクリューロータ収容空間Ｓ３に位置するように配置されている。ここで、ゲートロータ５０の歯５１は、スクリューロータ４０の溝部４１に噛み合うように、スクリューロータ収容空間Ｓ３に位置している。これにより、スクリューロータ４０が回転すれば、ゲートロータ５０は、ゲートロータシャフト５２を中心として（具体的には、中心軸線Ａ−Ａを中心として）、矢印Ｒ２の方向に回転することになる。このとき、ゲートロータ５０は、複数の歯５１が、順次、スクリューロータ４０の複数の溝部４１に噛み合うように回転する。
【００４１】
以上のように、圧縮機構２０では、スクリューロータ４０がシャフト２９を中心として矢印Ｒ１方向に回転し、スクリューロータ４０の回転に伴ってゲートロータ５０が矢印Ｒ２方向に回転することによって、ゲートロータ５０の歯５１がスクリューロータ４０の溝部４１を移動している。
【００４２】
このような構成を有することによって、圧縮機構２０では、圧縮機構ケーシング３０の内周面と、スクリューロータ４０の溝部４１と、ゲートロータ５０の歯５１とによって囲まれた空間が、冷媒を圧縮するための圧縮室を形成している。
【００４３】
尚、圧縮機構ケーシング３０の連通穴３４を形成する連通穴形成面３４ａ（図２及び図６を参照）と、ゲートロータ５０の第２軸方向の端面（具体的には、上端面）５０ａと、の間の隙間Ｃの隙間寸法Ｄ１（図６を参照）は、所定値に設定されている。所定値とは、スクリューロータ４０の直径Ｄ２（図５を参照）の１０００分の１以下である。
【００４４】
（１−３）駆動モータ６５
駆動モータ６５は、吸入口１４から吸入された低圧のガス冷媒による冷却効果を高めるために、低圧空間Ｓ１に配置されている。具体的には、駆動モータ６５は、圧縮機ケーシング１１内において、圧縮機構２０よりも吸入側（低圧側）に配置されている。駆動モータ６５は、スクリューロータ４０が連結されるシャフト２９の吸入側の端部に連結されており、シャフト２９に回転力を伝達する。このように、駆動モータ６５は、シャフト２９に回転力を伝達することで、スクリューロータ４０を回転させている。さらに、駆動モータ６５は、スクリューロータ４０を回転させることで、スクリューロータ４０の溝部４１に噛み合う歯５１を有するゲートロータ５０を回転させている。
【００４５】
（１−４）シングルスクリュー圧縮機１の動作
以上のような構成を有するシングルスクリュー圧縮機１の動作を以下に説明する。
【００４６】
駆動モータ６５が駆動しシャフト２９が回転駆動されることにより、スクリューロータ４０が矢印Ｒ１方向に回転する。また、このとき、スクリューロータ４０が回転することによって、スクリューロータ４０の溝部４１に噛み合うゲートロータ５０もまた矢印Ｒ２方向に回転する。
【００４７】
そして、まず、スクリューロータ４０では、吸入カット部４１ａを介して溝部４１に低圧空間Ｓ１のガス冷媒が吸入される。そして、スクリューロータ４０の回転が進むと、圧縮室の容積が最大になったところで、ゲートロータ５０の歯５１によってスクリューロータ４０の溝部４１と低圧空間Ｓ１とが仕切られることになる。さらに、スクリューロータ４０の回転が進むと、圧縮室の容積が徐々に小さくなり、冷媒が圧縮されて高圧のガス冷媒となる。この高圧のガス冷媒は、高圧空間Ｓ２に吐出され、最終的には、吐出口１５を介して外部へと吐出される。
【００４８】
このように、低圧空間Ｓ１から導入される圧縮前の冷媒は溝部４１と歯５１とが噛み合う直前に圧縮室に導かれ、圧縮室に導かれた冷媒は溝部４１と歯５１とが噛み合っている間に圧縮室の容積が減少することで圧縮され、圧縮された冷媒は高圧空間Ｓ２に吐出される。
【００４９】
（２）圧縮機構ケーシング３０及びゲートロータシャフト５２の詳細構成
図７は、一般的なシングルスクリュー圧縮機の運転範囲のグラフである。
【００５０】
圧縮室においては、冷媒の圧縮が行われるので、圧縮熱が発生している。このため、圧縮熱が発生する圧縮室の周辺の温度が上昇することが想定される。具体的には、例えば、ゲートロータやゲートロータシャフトの周辺温度（例えば、ゲートロータシャフト収容空間の温度）が上昇することが想定される。
【００５１】
ここで、従来、圧縮機構ケーシングとゲートロータシャフトとは、略同一の熱膨張率を有する材料から構成されている。よって、圧縮機構ケーシングとゲートロータシャフトとが同じように温度上昇すれば、圧縮機構ケーシングの連通穴を形成する連通穴形成面と、ゲートロータの第２軸方向の端面と、の間の隙間の隙間寸法は、略一定に保たれることになる。しかし、圧縮機構ケーシングとゲートロータシャフトとを比較すると、ゲートロータシャフトの体積が圧縮機構ケーシングの体積よりも小さいため、圧縮機構ケーシングよりもゲートロータシャフトのほうが先に温度が上がってしまう。このため、ゲートロータシャフトが圧縮機構ケーシングよりも先に熱膨張を起こして第２軸方向に伸びることが想定される（本実施形態では、ゲートロータシャフトの下端部がスラスト軸受によって支持されているので、ゲートロータシャフトは、上方向に伸びやすい）。そして、ゲートロータシャフトが第２軸方向に伸びることにより、これに連結されるゲートロータも第２軸方向に移動して、ゲートロータが圧縮機構ケーシング（具体的には、連通穴形成面）と接触してしまうことが懸念される（本実施形態では、ゲートロータは上方向に移動しやすいので、ゲートロータの上面が圧縮機構ケーシングに接触しやすい）。
【００５２】
そこで、基本的には、隙間Ｃは、ほとんどないように設計されることが好ましいが、本実施形態では、上述したように、圧縮熱等によるゲートロータシャフト５２等の温度上昇を考慮して、隙間Ｃの隙間寸法Ｄ１を、所定値（スクリューロータの直径Ｄ２の１０００分の１）に設定している。
【００５３】
しかし、従来、圧縮機の運転範囲の拡大が検討されている。圧縮機の運転範囲を拡大しようとすると、ゲートロータシャフト収容空間の温度が非常に高くなる場合があると考えられる。例えば、図７に示す矢印の方向（すなわち、蒸発温度が低く、凝縮温度が高い状態）へ圧縮機の運転範囲を拡大しようとすると、駆動モータへ流す電流量が多くなる。そして、吸入口から吸入される冷媒量が少ないと、低圧空間に配置される駆動モータの発熱によって、吸入口から吸入された吸入冷媒が温度上昇しやすくなる。低圧空間とゲートロータシャフト収容空間とは連通しているため、駆動モータの発熱によって吸入冷媒が温度上昇されると、圧縮室における圧縮ガスの再循環も相俟って、ゲートロータシャフト収容空間の温度が非常に高くなると考えられる。
【００５４】
このように、過渡的に、ゲートロータシャフト収容空間の温度が上昇すると、圧縮機構ケーシングの温度とゲートロータシャフトの温度との差が大きくなり、圧縮機構ケーシングの連通穴を形成する連通穴形成面とゲートロータの第２軸方向の端面との間の隙間寸法を、上述したように、所定の隙間寸法に設定していたとしても、ゲートロータと圧縮機構ケーシング（具体的には、連通穴形成面）とが接触する場合があると考えられる。
【００５５】
尚、例えば、圧縮機構ケーシング及びゲートロータシャフトに、熱膨張率（線膨張率）αのねずみ鋳鉄が用いられ、圧縮機構ケーシングの温度とゲートロータシャフトとの温度との温度差がΔＴになったと仮定し、ゲートロータの下面とゲートロータシャフトのスラスト軸受によって支持される支持点との距離をＬとすると、次式で、上記の隙間寸法の変化δを導出できる。
【００５６】
（式）δ＝α×Ｌ×ΔＴ
以上のように、過渡的に、圧縮機構ケーシングの温度とゲートロータシャフトの温度との差が大きくなることを考慮すると、圧縮機構ケーシングの連通穴を形成する連通穴形成面とゲートロータの第２軸方向の端面との間の初期の隙間寸法を、予め従来の初期隙間寸法よりも大きくすることが必要になるが、そうすると、圧縮室から冷媒が漏れやすくなるので、性能の低下に繋がりやすい。よって、圧縮機構ケーシングの連通穴を形成する連通穴形成面とゲートロータの第２軸方向の端面との間の初期の隙間寸法を従来の初期隙間寸法よりも大きくすることは好ましくない。
【００５７】
そこで、本発明では、圧縮機構ケーシング３０を構成する材料の熱膨張率（線膨張率）（以下、適宜、単に、圧縮機構ケーシング３０の熱膨張率（線膨張率）という）と、ゲートロータシャフト５２を構成する材料の熱膨張率（線膨張率）（以下、適宜、単に、ゲートロータシャフト５２の熱膨張率（線膨張率）という）とを、異なるようにしている。
【００５８】
具体的には、ゲートロータシャフト５２の熱膨張率（線膨張率）を、圧縮機構ケーシング３０の熱膨張率（線膨張率）よりも小さくしている。本実施形態では、圧縮機構ケーシング３０には、従来用いられているねずみ鋳鉄やダクタイル鋳鉄を使用している。ねずみ鋳鉄やダクタイル鋳鉄の熱膨張率（線膨張率）は、１１〜１２×１０-6／℃である。一方、ゲートロータシャフト５２には、ノビナイト（商品名）等の低熱膨張鋳鉄を使用している。ノビナイトの熱膨張率（線膨張率）は、２．５〜３．５×１０-6／℃である。
【００５９】
このように、本実施形態では、ゲートロータシャフト５２の熱膨張率（線膨張率）を、圧縮機構ケーシング３０の熱膨張率（線膨張率）の半分以下（より具体的には、約３１％〜４８％）としている。
【００６０】
（３）特徴
（３−１）
以上のように、本実施形態のシングルスクリュー圧縮機１では、圧縮機構ケーシング３０の熱膨張率（線膨張率）と、ゲートロータシャフト５２の熱膨張率（線膨張率）とは、異なる。具体的には、ゲートロータシャフト５２の熱膨張率（線膨張率）は、圧縮機構ケーシング３０の熱膨張率（線膨張率）よりも小さい。
【００６１】
よって、上述したように、シングルスクリュー圧縮機１の運転中に、ゲートロータシャフト収容空間Ｓ４の温度が過渡的に高くなり、ゲートロータシャフト５２の温度と圧縮機構ケーシング３０の温度との差が過渡的に大きくなったとしても、ゲートロータシャフト５２の第２軸方向（本実施形態では、主として上方向）の伸びを抑制できる。よって、ゲートロータ５０の第２軸方向（本実施形態では、主として上方向）への移動も抑制できる。従って、圧縮機構ケーシング３０（具体的には、連通穴形成面３４ａ）と、ゲートロータ５０の第２軸方向の端面（上端面）５０ａとの接触を抑制できる。
【００６２】
さらに、これにより、圧縮機構ケーシング３０（具体的には、連通穴形成面３４ａ）と、ゲートロータ５０の第２軸方向の端面との間の隙間Ｃの初期の隙間寸法Ｄ１を大きくする必要もない。むしろ、シングルスクリュー圧縮機１の運転中において、圧縮機構ケーシング３０（具体的には、連通穴形成面３４ａ）と、ゲートロータ５０の第２軸方向の端面とが接触するリスクが低減されるので、初期の隙間寸法Ｄ１を、予め小さく設定することもできる。
【００６３】
以上のように、本実施形態では、圧縮室からの冷媒漏れを抑制しつつ、圧縮機構ケーシング３０とゲートロータ５０とが接触するリスクを低減できる。よって、シングルスクリュー圧縮機１の信頼性や性能の向上を期待できる。
【００６４】
（３−２）
上述したノビナイト（商品名）は、従来ゲートロータシャフトに用いている材料であるねずみ鋳鉄やダクタイル鋳鉄よりも比較的コストが高い。そこで、本実施形態では、圧縮機構ケーシング３０よりも体積の小さいゲートロータシャフト５２に、ノビナイト（商品名）を用いている。これにより、コストを抑制できる。
【００６５】
（４）変形例
上記実施形態では、ゲートロータシャフト５２にノビナイト（商品名）を使用していると説明したが、これに限られるものではない、具体的には、ゲートロータシャフト５２には、本実施形態の圧縮機構ケーシング３０を構成するねずみ鋳鉄やダクタイル鋳鉄よりも熱膨張率（線膨張率）が小さい材料であれば、採用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、スクリューロータと、ゲートロータシャフトが挿入されるゲートロータと、スクリューロータ、ゲートロータシャフト、及び、ゲートロータを収容するケーシングとを備える、一般的なシングルスクリュー圧縮機へ適用できる。
【符号の説明】
【００６７】
１      シングルスクリュー圧縮機
３０      圧縮機構ケーシング（ケーシング）
３３      壁部
３４      連通穴
３４ａ    連通穴形成面
４０      スクリューロータ
４１      溝部
５０      ゲートロータ
５０ａ    ゲートロータの第２軸方向の端面
５１      歯
５２      ゲートロータシャフト
５３      スラスト軸受（軸受）
Ｃ        隙間
Ｄ１      隙間寸法
Ｄ２      スクリューロータの直径
Ｓ３      スクリューロータ収容空間
Ｓ４      ゲートロータシャフト収容空間
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６８】
【特許文献１】特開２０１０−１９６５８２号公報
【図１】
2013204453.tif 000003
【図２】
2013204453.tif 000004
【図３】
2013204453.tif 000005
【図４】
2013204453.tif 000006
【図５】
2013204453.tif 000007
【図６】
2013204453.tif 000008
【図７】
2013204453.tif 000009