单螺杆压缩机的制作五分时时彩方法

文档序号:19127646发布日期:2019-11-13 02:17
单螺杆压缩机的制作五分时时彩方法

本发明涉及一种包括螺杆转子和闸转子的单螺杆压缩机。



背景技术:

迄今为止,作为压缩制冷剂或空气等流体的压缩机之一,使用的是包括螺杆转子和闸转子的单螺杆压缩机,在该螺杆转子上形成有螺旋槽,该闸转子形成为齿轮状,并具有与该螺杆转子啮合的平板状的多个闸(参照下述专利文献1)。

在上述单螺杆压缩机中,螺杆转子能够旋转地收纳在圆筒壁内,闸转子被设置在圆筒壁的外侧,一部分闸从形成在圆筒壁上的开口进入圆筒壁的内部而与螺杆转子啮合,闸转子由此与该螺杆转子一起旋转。由上述那样的圆筒壁、螺杆转子以及与该螺杆转子啮合的闸在螺旋槽内划分出压缩室。若螺杆转子被电动机驱动而旋转,则与螺杆转子啮合的闸就会被推着而在螺旋槽内从该螺旋槽的一端朝着另一端移动,由此压缩室的容积减少,流体被压缩。

在上述单螺杆压缩机中,在闸转子的前表面与圆筒壁的密封面之间通常形成有间隙,以避免在闸转子的闸从开口进入圆筒壁内时,该闸转子的压缩室侧的前表面与该前表面相对的圆筒壁的密封面接触并发生磨损。若该间隙过大,则有可能大量流体从压缩室向圆筒壁外侧的低压空间漏出,从而降低压缩机效率。另一方面,若该间隙过小,则会发生下述情况,即:当在运转过程中闸转子的温度上升,闸转子发生热膨胀而导致闸转子的厚度增大时,闸转子的前表面与圆筒壁的密封面接触,闸转子烧伤。此外,闸转子的前表面与圆筒壁的密封面接触会妨碍闸转子旋转,也会妨碍螺杆转子旋转引起所谓的螺杆锁定现象。因此,通常将闸转子设置为该闸转子的前表面与圆筒壁的密封面之间保持距离(几十微米左右),以便做到:即使闸转子发生热膨胀,闸转子的前表面也不与圆筒壁的密封面接触。如上所述,通过在闸转子的前表面与圆筒壁的密封面之间形成考虑了热膨胀问题的间隙,能够防止压缩机构烧损,并且能够将从压缩室漏出的流体的量抑制在最小限度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本公开专利公报特开2009-174460号公报



技术实现要素:

-发明要解决的技术问题-

然而,在异常运转过程中,上述单螺杆压缩机存在闸转子的温度显著上升的情况。在该情况下,即使考虑着上述热膨胀问题而设计间隙,也会有闸转子发生热膨胀而超过预设范围,闸转子的前表面与圆筒壁的密封面接触的可能性。

本发明正是为解决上述技术问题而完成的,其目的在于:在单螺杆压缩机中,避免闸转子的前表面与圆筒壁的密封面由于闸转子发生热膨胀而接触。

-用以解决技术问题的技术方案-

第一方面发明为一种单螺杆压缩机,其包括螺杆转子40、圆筒壁20以及闸转子50,在所述螺杆转子40上形成有螺旋槽41,所述螺杆转子40能够旋转地收纳在所述圆筒壁20中,所述闸转子50具有多个平板状的闸51而形成为齿轮状,该闸转子50设置在所述圆筒壁20的外侧,一部分所述闸51从形成在该圆筒壁20上的开口29进入到该圆筒壁20的内部而与所述螺杆转子40啮合,该闸转子50由此而与该螺杆转子40一起旋转,所述单螺杆压缩机在压缩室37中对流体进行压缩,该压缩室37是在所述螺旋槽41内由所述螺杆转子40、与该螺杆转子40啮合的所述闸51、以及所述圆筒壁20划分出来的。该单螺杆式压缩机包括间隙调节机构70,该间隙调节机构70使所述闸转子50和所述圆筒壁20的密封面21中的至少一者在所述闸转子50的轴向上发生位移,以便避免所述闸转子50的所述压缩室37侧的前表面50a与所述圆筒壁20的和该前表面50a相对的密封面21接触。

在第一方面发明中,与螺杆转子40啮合的闸转子50伴随着该螺杆转子40旋转而旋转。闸51的位置由此在螺杆转子40的螺旋槽41内发生变化,压缩室37的容积逐渐变小,流体被压缩。此时,由于闸转子50在螺杆转子40上滑动,所以产生摩擦热。若闸转子50由于该摩擦热而膨胀,并闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离变得比规定的距离小,则间隙调节机构70使闸转子50和圆筒壁20的密封面21中的至少一者在闸转子50的轴向上发生位移,避免闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21接触。

第二方面发明是这样的,在第一方面发明中,所述闸转子50构成为能够在轴向上发生位移。所述间隙调节机构70构成为使所述闸转子50在轴向上发生位移,以使所述闸转子50的前表面50a与所述圆筒壁20的密封面21之间的距离成为规定的距离。

在第二方面发明中,与螺杆转子40啮合的闸转子50伴随着该螺杆转子40旋转而旋转。闸51的位置由此在螺杆转子40的螺旋槽41内发生变化,压缩室37的容积逐渐变小,流体被压缩。此时,由于闸转子50在螺杆转子40上滑动,所以产生摩擦热。若闸转子50由于该摩擦热而膨胀,并闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离变得比规定的距离小,则间隙调节机构70使闸转子50在轴向上发生位移,而将闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离调节为规定的距离。另一方面,例如,在异常的运转状态下闸转子50的温度过度上升,而闸转子50显著地膨胀后,若运转恢复到正常状态而闸转子50收缩,闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离变得比规定的距离大,则间隙调节机构70使闸转子50在轴向上发生位移,而将闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离调节为规定的距离。如上所述,间隙调节机构70随着闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离的增减而使闸转子50在轴向上发生位移,由此闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离被调节为适当的距离。

第三方面发明是这样的,在第二方面发明中,所述间隙调节机构70具有第一气缸室73、第二气缸室74以及活塞75。第一压力作用于所述第一气缸室73,该第一压力伴随着所述闸转子50的前表面50a与所述圆筒壁20的密封面21之间的距离的增减而变化。恒定的第二压力作用于所述第二气缸室74。所述活塞75设置在所述第一气缸室73与所述第二气缸室74之间,能够在该第一气缸室73和该第二气缸室74的排列方向上发生位移。所述闸转子50伴随着所述活塞75发生位移而在轴向上发生位移。

在第三方面发明中,若闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离发生变化,则作用于第一气缸室73的第一压力发生变化,导致作用于活塞75上的力失去平衡。活塞75由此而发生位移。伴随于此,闸转子50在轴向上发生位移,而闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离被调节为规定的距离。

第四方面发明是这样的,在第三方面发明中,所述间隙调节机构70还具有第一通路81、高压流体通路83以及压力调节阀85、87。所述第一通路81使所述闸转子50的前表面50a与所述圆筒壁20的密封面21之间的间隙和所述第一气缸室73相连通。处于高压压力状态的流体在所述高压流体通路83中流动。所述压力调节阀85、87设置在所述高压流体通路83中,并将在该高压流体通路83中流动的流体的压力调节为恒定的高压压力状态。所述第一通路81经由节流部件86连接在所述高压流体通路83中所述压力调节阀85、87的下游侧。

在第四方面发明中,经由节流部件86将高压流体通路83中的处于恒定的高压状态的流体供向第一通路81,由此第一压力作用于第一气缸室73,所述处于恒定的高压状态的流体是由压力调节阀85、87调节后的流体,所述第一通路81使闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的间隙和第一气缸室73相连通。若闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的间隙变大,则第一通路81内的流体向所述间隙流出的量增大,作用于第一气缸室73的第一压力降低。另一方面,若闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的间隙变小,则第一通路81内的流体向所述间隙流出的量减少,作用于第一气缸室73的第一压力上升。如上所述,作用于第一气缸室73的第一压力伴随着闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的间隙的增减而变化。

第五方面发明是这样的,在第四方面发明中,所述间隙调节机构70还具有第二通路82,该第二通路82将所述第二气缸室74连接在所述高压流体通路83中所述压力调节阀85的下游侧。所述压力调节阀85构成为将在所述高压流体通路中流动的流体的压力调节为所述第二压力。

在第五方面发明中,高压流体通路83内的流体经由第二通路82供向第二气缸室74,由此作用于第二气缸室74的压力维持为恒定的第二压力,所述高压流体通路83内的流体是由压力调节阀85调节为第二压力后的流体。

第六方面发明是这样的,在第四方面发明中,所述间隙调节机构70还具有第二通路82和第二压力调节阀85,所述第二通路82将所述第二气缸室74连接在所述高压流体通路83中所述压力调节阀87的上游侧,所述第二压力调节阀85设置在所述第二通路82中,并使在该第二通路82中流动的流体的压力维持为所述第二压力。

在第六方面发明中,第二通路82内的流体供向第二气缸室74,由此作用于第二气缸室74的压力维持为恒定的第二压力,所述第二通路82内的流体是由第二压力调节阀85调节为第二压力后的流体。

第七方面发明是这样的,在第三到第六方面任一方面发明中,该单螺杆压缩机包括支承部件55和支架26,该支承部件55从与所述压缩室37相反的背面侧支承所述闸转子50。所述支承部件55由所述支架26支承着能够旋转,该支架26设置为能够在所述闸转子50的轴向上发生位移。所述第一气缸室73和所述第二气缸室74设置在所述支架26的外周侧,并且沿着所述闸转子50的轴向排列。所述活塞75与所述支架26形成为一体。

在第七方面发明中,若第一压力随着闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离的增减而变化,则活塞75和与该活塞75形成为一体的支架26一起在闸转子50的轴向上发生位移。这样一来,由支架26支承着能够旋转的支承部件55和闸转子50在闸转子50的轴向上发生位移,闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离被调节为规定的距离。

第八方面发明是这样的,在第一方面发明中,所述间隙调节机构70具有检测部41a、41b、112、128,所述检测部41a、41b、112、128对所述闸转子50的前表面50a与所述圆筒壁20的密封面21之间的距离或者与该距离相关的物理量进行检测。所述间隙调节机构70构成为:根据所述检测部41a、41b、112、128的检测值,使所述闸转子50和所述圆筒壁20的密封面21中的至少一者在所述闸转子50的轴向上发生位移,以便避免所述闸转子50的前表面50a与所述圆筒壁20的密封面21接触。

在第八方面发明中,通过由间隙调节机构70根据检测部41a、41b、112、128的检测值使闸转子50和所述圆筒壁20的密封面21中的至少一者在所述闸转子50的轴向上发生位移,那么,即使闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离由于该闸转子50热膨胀而缩短,也能够自动地避免闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21接触。其中,所述检测部41a、41b、112、128对闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离或者与该距离相关的物理量进行检测。

-发明的效果-

根据第一方面发明,设置了间隙调节机构70,该间隙调节机构70使闸转子50和圆筒壁20的密封面21中的至少一者在所述闸转子50的轴向上发生位移,由此避免闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21接触。这样一来,通过由间隙调节机构70使闸转子50和圆筒壁20的密封面21中的至少一者在闸转子50的轴向上发生位移,那么,即使闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离由于该闸转子50热膨胀而缩短,也能够避免闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21接触。

根据第二方面发明,使闸转子50构成为能够在轴向上发生位移,并设置了间隙调节机构70,该间隙调节机构70根据闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离改变闸转子50在轴向上的位置,由此将该距离调节为规定的距离。这样一来,通过由间隙调节机构70使闸转子50在轴向上发生位移,那么,即使闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离由于该闸转子50热膨胀而变成不适当的距离,也能够将该距离调节为适当的距离。也就是说,能够使闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的间隙为适当的间隙。因此,在运转过程中,能够防止大量流体由于间隙变大而从压缩室37漏出,大量流体从压缩室37漏出而导致效率下降。而且还能够防止螺杆因间隙消失而被锁定。

根据第三方面发明,在间隙调节机构70中设置了第一气缸室73、第二气缸室74以及活塞75。其中,根据闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离的增减而变化的第一压力作用于所述第一气缸室73,恒定的第二压力作用于所述第二气缸室74,所述活塞75能够在第一气缸室73与第二气缸室74之间发生位移。此外,构成为闸转子50伴随着活塞75的位移而在轴向上发生位移。这样一来,若闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离增减,则作用于第一气缸室73的第一压力增减,而导致作用于活塞75上的力失去平衡,活塞75由此而发生位移。伴随于此,闸转子50被驱动。因此,根据第二方面发明,利用简单的结构,就能够自动地将闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离调节为规定的距离。

根据第四方面发明,设置了第一通路81、高压流体通路83以及压力调节阀85、87,并经由节流部件86将第一通路81连接在高压流体通路83中压力调节阀85、87的下游侧,所述第一通路81使闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的间隙和第一气缸室73相连通,处于高压压力状态的流体在所述高压流体通路83中流动,所述压力调节阀85、87将在高压流体通路83中流动的流体的压力调节为恒定的高压压力状态。根据上述构成方式,高压流体通路83中的流体被压力调节阀85调节为恒定的高压压力状态后,经由节流部件86供向第一通路81。另一方面,由于第一通路81用于使所述间隙与所述第一气缸室73相连通,所以流入第一通路81中的流体在被供向第一气缸室73的同时,总是会向所述间隙漏出。而且,从第一通路81向所述间隙漏出的流体的量随着间隙的增减而变化。伴随于此,作用于第一气缸室73的第一压力也发生变化。因此,根据第三方面发明,利用简单的结构,就能够构成下述第一气缸室73,即:第一压力作用于该第一气缸室73,该第一压力根据闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离的增减而变化。也就是说,很容易构成间隙调节机构70,该间隙调节机构70将闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离调节为规定的距离。

根据第五方面发明,设置了将第二气缸室74连接在高压流体通路83中压力调节阀85的下游侧的第二通路82,并对压力调节阀85进行设定,以便将在高压流体通路中流动的流体的压力调节为第二压力。根据上述构成方式,利用简单的结构,就能够构成第二气缸室74,恒定的第二压力作用于该第二气缸室74。也就是说,很容易构成间隙调节机构70,该间隙调节机构70将闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离调节为规定的距离。

根据第六方面发明,设置了第二通路82和第二压力调节阀85,所述第二通路82将第二气缸室74与高压流体通路83中压力调节阀87的上游侧连接起来,所述第二压力调节阀85使高压流体通路中流动的流体的压力维持为第二压力。根据上述构成方式,利用简单的结构,就能够构成第二气缸室74,恒定的第二压力作用于该第二气缸室74。也就是说,很容易构成间隙调节机构70,该间隙调节机构70将闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离调节为规定的距离。

根据第七方面发明,使支架26构成为能够在闸转子50的轴向上发生位移,并将第一气缸室73和第二气缸室74设置在支架26的外周侧,并且使活塞75与支架26形成为一体,其中,第一气缸室73和第二气缸室74沿着闸转子50的轴向排列。所述闸转子50的支承部件55由所述支架26支承着能够旋转。根据上述构成方式,在闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离发生变化的情况下,活塞75、与该活塞75形成为一体的支架26、由该支架26支承着能够旋转的支承部件55、以及被该支承部件55从背面侧支承着的闸转子50成为一体,在该闸转子50的轴向上发生位移,而将闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离调节为规定的距离。如上所述,构成为:经由支承部件55使支架26与闸转子50一体化以后,再使活塞75和已与闸转子50一体化后的支架26一体化,而使闸转子50与支承部件55及支架26作为一个整体伴随着气缸72的位移而发生位移,由此而很容易地就能够使闸转子50在轴向上发生位移,调节间隙。

根据第八方面发明,通过由间隙调节机构70根据检测部41a、41b、112、128的检测值使闸转子50和所述圆筒壁20的密封面21中的至少一者在所述闸转子50的轴向上发生位移,那么,即使闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离由于该闸转子50热膨胀而缩短,也能够自动地避免闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21接触。其中,所述检测部41a、41b、112、128对闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离或者与该距离相关的物理量进行检测。

附图说明

图1是第一实施方式的单螺杆压缩机的纵向剖视图。

图2是示出沿图1中的A-A线剖开的单螺杆压缩机的剖视图。

图3是示出在啮合状态下的螺杆转子和闸转子组装件的立体图。

图4是示出沿图2中的B-B线剖开的螺杆转子和一闸转子组装件的剖视图。

图5是图2的一部分的放大图。

图6是第一实施方式的单螺杆压缩机的间隙调节机构的结构简图。

图7是将第二实施方式的单螺杆压缩机的一部分放大后示出的剖视图。

图8是将第三实施方式的单螺杆压缩机的一部分放大后示出的剖视图。

图9是将第四实施方式的单螺杆压缩机的一部分放大后示出的剖视图。

图10是将第五实施方式的单螺杆压缩机的一部分放大后示出的剖视图。

图11是将第六实施方式的单螺杆压缩机的一部分放大后示出的剖视图。

图12是将第七实施方式的单螺杆压缩机的一部分放大后示出的剖视图。

图13是示出沿图12中的C-C线剖开的螺杆转子和一闸转子组装件的剖视图。

具体实施方式

下面,参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。需要说明的是,下面要说明的实施方式及变形例是本质上的优选示例,并没有对本发明、其应用对象或其用途范围进行限制的意图。

(本发明的第一实施方式)

本第一实施方式的单螺杆压缩机1(以下简称为螺杆压缩机)设置在制冷装置的制冷剂回路中,对制冷剂进行压缩。也就是说,本实施方式的螺杆压缩机1吸入作为流体的制冷剂并对此进行压缩。

-螺杆压缩机的整体结构-

如图1所示,在螺杆压缩机1中,压缩机构35和驱动该压缩机构35的电动机30被安装在一个机壳10内。该螺杆压缩机1构成为半封闭式压缩机。

机壳10包括机壳主体11和圆筒壁20。

机壳主体11形成为两端封闭且轴向尺寸远大于径向尺寸的圆筒状。机壳主体11的内部空间被划分成位于机壳主体11的一侧的低压空间15和位于机壳主体11的另一侧的高压空间16。在机壳主体11上,形成有与低压空间15连通的吸入口12和与高压空间16连通的喷出口13。从制冷装置的蒸发器流过来的低压制冷剂经由吸入口12流入低压空间15。此外,从压缩机构35喷到高压空间16的压缩后的高压制冷剂经由喷出口13供向制冷装置的冷凝器中。

在机壳主体11的内部,电动机30布置在低压空间15内,压缩机构35布置在低压空间15与高压空间16之间。电动机30布置在机壳主体11的吸入口12与压缩机构35之间。电动机30的定子31固定在机壳主体11上。另一方面,电动机30的转子32与压缩机构35的驱动轴36连结。若向电动机30通电,则转子32进行旋转,后述的压缩机构35的螺杆转子40被电动机30驱动。

在机壳主体11的内部,油气分离器33布置在高压空间16中。油气分离器33从自压缩机构35喷出的高压制冷剂中将冷冻机油分离出来。在高压空间16中的油气分离器33的下方形成有用以贮存润滑油即冷冻机油的贮油室18。在油气分离器33中从制冷剂分离出来的冷冻机油朝下方流下来后被储存在贮油室18内。

如图1和图2所示,圆筒壁20由大致圆筒状且具有厚度的部件形成。该圆筒壁20布置在机壳主体11的长度方向上的中央部分,其与主体部11形成为一体。圆筒壁20的内周面为圆筒面。

一个螺杆转子40以插入到圆筒壁20内的状态设置在该圆筒壁20内。驱动轴36与螺杆转子40同轴连结。两个闸转子组装件60与螺杆转子40啮合。螺杆转子40和闸转子组装件60构成压缩机构35。

在机壳10内设置有作为隔壁部的轴承固定板23。轴承固定板23形成为大致圆板状,布置为覆盖圆筒壁20的高压空间16侧的开口端。在轴承固定板23上安装有轴承座24。该轴承座24嵌在圆筒壁20的端部(高压空间16侧的端部)中。在轴承座24中嵌有用于支承驱动轴36的滚珠轴承25。

如图3所示,螺杆转子40是形成为近似圆柱状的金属部件。螺杆转子40能够旋转地嵌合于圆筒壁20中,该螺杆转子40的外周面与圆筒壁20的内周面滑动接触。

在螺杆转子40的外周部形成有多个螺旋槽41。各个螺旋槽41为开在螺杆转子40的外周面上的凹槽,各个螺旋槽41从螺杆转子40的一端向另一端螺旋状地延伸。就螺杆转子40的各个螺旋槽41而言,位于低压空间15侧的端部为始端,位于高压空间16侧的端部为终端。

闸转子组装件60包括闸转子50和支承部件55,详细情况后述。闸转子50是放射状地设置有近似长方形形状的多个(在本实施方式中为十一个)闸51的板状部件。闸转子50的材料为硬质树脂。闸转子50安装在由金属形成的支承部件55上。

机壳10在图2中的圆筒壁20的左右各形成有一个闸转子室17。各个闸转子室17中分别安装有一个闸转子组装件60。需要说明的是,各个闸转子室17与低压空间15连通。

具体而言,在各个闸转子室17内设置有轴承座26。轴承座26是形成为大致筒状的金属部件,轴承座26与机壳主体11的周壁部11a和盖部28的突出部28b嵌合而能够在闸转子50的轴向上发生位移。闸转子组装件60的后述轴部58经由滚珠轴承27由轴承座26支承着能够旋转。

在圆筒壁20的外侧,闸转子组装件60设置为:闸转子50的一部分闸51经由形成在圆筒壁20上的开口29进入位于圆筒壁20的内部的螺杆转子40的螺旋槽41中(参照图4)。闸转子组装件60通过闸转子50与螺杆转子40啮合,与该螺杆转子40一起旋转。就机壳10的圆筒壁20而言,闸转子组装件60穿过的部分的壁面构成与闸转子50的前表面50a相对的密封面21(参照图4、图5)。该密封面21是沿螺杆转子40的外周朝向螺杆转子40的轴向延伸的平面,该密封面21与闸转子50的前表面50a留有间隙地相对。

在压缩机构35中,由圆筒壁20的内周面、螺杆转子40的螺旋槽41和闸转子50的闸51围起来的空间成为压缩室37。于是,若螺杆转子40旋转,则闸转子50的闸51就会从螺旋槽41的始端朝着终端与螺旋槽41相对地进行移动,压缩室37的容积随之发生变化,压缩室37内的制冷剂被压缩。

如图2所示,在螺杆压缩机1中,设置有用以调节容量的滑阀90,滑阀90与各个闸转子一一对应。也就是说,在螺杆压缩机1中设置有数量与闸转子相等(在本实施方式中为两个)的滑阀90。

滑阀90安装在圆筒壁20上。在圆筒壁20上形成有沿其轴向延伸的开口部22。滑阀90布置为其阀主体91嵌到圆筒壁20的开口部22中。阀主体91的前表面与螺杆转子40的周侧面相对。滑阀90能够沿圆筒壁20的轴心线方向滑动。此外,圆筒壁20的开口部22的比滑阀90的阀主体91更靠近轴承座24侧的部分成为用于从压缩室37引出压缩后的制冷剂的喷出口。

在各个滑阀90上连结有滑阀驱动机构95的杆,但未图示。滑阀驱动机构95是用于驱动各个滑阀90而使所述滑阀90沿圆筒壁20的轴心线方向移动的机构。由滑阀驱动机构95驱动各个滑阀90,滑阀90在其轴向上做往复移动。

-闸转子组装件-

<闸转子组装件的结构>

如上所述,闸转子组装件60包括闸转子50和支承部件55。在此,对闸转子组装件60的详细结构进行说明。

如图3和图4所示,闸转子50是形成为近似圆板状的树脂部件。在闸转子50上形成有中央孔53,中央孔53是与闸转子50的中心轴同轴的圆形通孔。闸转子50包括:形成有中央孔53的圆形基部52、与大致呈长方形状的多个(在本实施方式中为十一个)闸51。在闸转子50中,多个闸51形成为从基部52的外周面开始朝外侧放射状地延伸,并以等角度间隔布置在基部52的周向上。

如图2和图3所示,支承部件55包括圆板部56、闸支承部57、轴部58以及中央凸部59。圆板部56形成为略厚的圆板状。闸支承部57的数量与闸转子50的闸51的数量相等(在本实施方式中为十一个),闸支承部57从圆板部56的外周部开始朝外侧放射状地延伸。多个闸支承部57以等角度间隔布置在圆板部56的周向上。轴部58形成为圆棒状并立着设置在圆板部56上。轴部58的中心轴与圆板部56的中心轴重合。中央凸部59设置在圆板部56的与轴部58相反一侧的面上。该中央凸部59形成为较短的圆柱状,并与圆板部56设置在同一轴上。中央凸部59的外径与闸转子50的中央孔53的内径实质相等。

闸转子50安装在支承部件55上。闸转子50的中央孔53中嵌有中央凸部59,由此闸转子50实质上无法朝向支承部件55的径向移动。在闸转子50的各个闸51的背面51b侧分别布置有一个支承部件55的闸支承部57。各个闸支承部57从背面51b侧支承闸转子50的相对应的闸51。闸转子50通过固定销54固定在支承部件55上。

需要说明的是,闸转子50的前表面50a和背面50b是实质上垂直于闸转子50的中心轴的平面。

<闸转子组装件的布置情况>

如图2所示,在机壳10内,两个闸转子组装件60相对于螺杆转子40的旋转轴呈轴对称状态。此外,各个闸转子组装件60的旋转轴(即,支承部件55的中心轴)与螺杆转子40的旋转轴所成的角度实质上为直角。

具体而言,图2中布置在螺杆转子40左侧的闸转子组装件60以支承部件55的轴部58向上方延伸的状态而设。另一方面,图2中布置在螺杆转子40右侧的闸转子组装件60以支承部件55的轴部58向下方延伸的状态而设。而且,设置各个闸转子组装件60,保证闸转子50的前表面50a与机壳10的密封面21之间留有间隙,且使二者相对。

-间隙调节机构-

如图5及图6所示,在单螺杆压缩机1中设置有间隙调节机构70,该间隙调节机构70将各个闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d调节为规定的距离D。如图2所示,两个闸转子组装件60上各设置有一个间隙调节机构70。如图5及图6所示,两个间隙调节机构70分别具有气缸机构71和使流体压力作用于该气缸机构71上的流体回路80。需要说明的是,规定的距离D被设定为:冷冻机油能够在各个闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间形成油膜,并且由该油膜保持各个闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的密封这样的距离。

<气缸机构>

如图5所示,气缸机构71具有气缸72和活塞75,在所述气缸72的内部形成有气缸室,所述活塞75将气缸室划分成第一气缸室73和第二气缸室74。

气缸72由轴承座26和机壳主体11构成。若将轴承座26的闸转子50侧定为前侧,并将该轴承座26的与闸转子50相反一侧定为后侧,则由轴承座26的后侧部分26a的外周面、和机壳主体11中包围轴承座26的后侧部分26a的部分形成所述气缸室。

具体而言,在机壳主体11上形成有供轴承座26插入的插入口19。在机壳主体11的形成插入口19的周壁部11a上,形成有凹槽19a。凹槽19a形成在周壁部11a的整个一周上。周壁部11a的与轴承座26的后端部抵接的部分,将该轴承座26的后端部保持为该轴承座26能够在闸转子50的轴向上稍微(0.1mm左右)发生位移。

轴承座26插入机壳主体11的插入口19中之后,该插入口19被盖部28封闭。盖部28具有盖主体28a和突出部28b。盖主体28a形成为圆板状。另一方面,突出部28b形成为大致圆筒状,并且从盖主体28a的内表面突出,与该盖主体28a形成为一体。突出部28b具有能够嵌在周壁部11a的凹槽19a中的厚度。此外,突出部28b支承轴承座26的后端部,让该轴承座26能够在闸转子50的轴向上稍微(0.1mm左右)发生位移。

根据如上所述的结构,由机壳主体11的周壁部11a、轴承座26的与该周壁部11a相对的后侧部分26a、以及机壳主体11的盖部28的突出部28b封闭凹槽19a,而形成圆筒形状的封闭空间,该封闭空间成为所述气缸室。也就是说,由机壳主体11的周壁部11a、轴承座26的与该周壁部11a相对的后侧部分26a、以及机壳主体11的盖部28的突出部28b构成所述气缸72。

活塞75为从轴承座26的后侧部分26a的外周面朝着外侧突出的扁平环状部件,与轴承座26形成为一体。活塞75位于所述气缸室内,该气缸室形成为包围轴承座26的后侧部分26a。所述气缸室被该活塞75沿闸转子50的轴向一分为二,在活塞75的前侧划分出第一气缸室73,在活塞75的后侧划分出第二气缸室74。此外,活塞75设置为能够在所述气缸室内沿着第一气缸室73和第二气缸室74的排列方向发生位移。

活塞75具有面向第一气缸室73的压力作用面,该第一气缸室73内的流体的压力作用于该压力作用面上,设该压力作用面的面积为S1,活塞75还具有面向第二气缸室74的压力作用面,该第二气缸室74内的流体的压力作用于该压力作用面上,设该压力作用面的面积为S2。那么,在本实施方式中,活塞75构成为两个压力作用面的面积相等,也就是说,构成为S1=S2。

在气缸室内,活塞75根据闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d,沿着第一气缸室73和第二气缸室74的排列方向发生位移,详细工作情况后述。与活塞75形成为一体的轴承座26伴随着该活塞75的位移,沿着第一气缸室73和第二气缸室74的排列方向即闸转子50的轴向发生位移。此外,由轴承座26支承着能够旋转的闸转子组装件60也伴随着该轴承座26的位移,在闸转子50的轴向上发生位移。

在第一气缸室73中设置有弹簧76。在设置闸转子组装件60时,弹簧76设置为闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d不成为d=0,也就是说,弹簧76设置为闸转子50的前表面50a不与圆筒壁20的密封面21抵接。

<流体回路>

如图5和图6所示,流体回路80包括第一通路81、第二通路82和高压流体通路83。

第一通路81的一端在圆筒壁20的密封面21上敞开口,另一端朝着第一气缸室73内敞开口。也就是说,第一通路81设置为使闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的间隙和第一气缸室73相连通。第一通路81构成为气态制冷剂或冷冻机油能够流动的通路,在本实施方式中,冷冻机油在第一通路81中流动。

第二通路82的一端朝着第二气缸室74内敞开口,第二通路82的另一端连接在高压流体通路83上。也就是说,第二通路82构成为将第二气缸室74与高压流体通路83连接起来。第二通路82构成为气态制冷剂或冷冻机油能够流动的通路,在本实施方式中,冷冻机油在第二通路82中流动。

高压流体通路83构成为气态制冷剂或冷冻机油能够流动的通路,在本实施方式中,高压流体通路83与贮油室18连接,贮存在贮油室18中的处于高压压力状态的冷冻机油在高压流体通路83中流动。在高压流体通路83中设置有压力调节阀85。压力调节阀85由安全减压阀构成,该安全减压阀将流体从一次侧向二次侧减压而调节为恒定压力。在本实施方式中,压力调节阀85构成为对从贮油室18供来的处于高压压力状态的冷冻机油进行减压而将其调节为恒定的高压压力状态(压力P2)。第一通路81及第二通路82连接在高压流体通路83中压力调节阀85的下游侧。第一通路81经由节流部件(orifice)86与高压流体通路83连接。

根据上述结构,在流体回路80中,贮存在贮油室18中的处于高压压力状态的冷冻机油流入高压流体通路83。流入高压流体通路83中的冷冻机油由压力调节阀85调节为恒定的压力P2后,流入第一通路81和第二通路82。

此处,如上所述,第一通路81的一端在圆筒壁20的密封面21上敞开口,第一通路81的另一端朝着第一气缸室73内敞开口。因此,从高压流体通路83流入第一通路81中的冷冻机油在供向第一气缸室73的同时,还会漏到闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的间隙里。漏到该间隙里的冷冻机油的量根据间隙的大小(闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d)而变化。具体而言,若间隙变大,则漏出的冷冻机油的量增加,若间隙变小,则漏出的冷冻机油的量减少。若从第一通路81漏出的冷冻机油的量增加,则第一通路81内的压力(作用于第一气缸室73的第一压力)P1降低。另一方面,若从第一通路81漏出的冷冻机油的量减少,则第一通路81内的压力(作用于第一气缸室73的第一压力)P1上升。

需要说明的是,如上所述,第一通路81经由节流部件86连接在高压流体通路83中压力调节阀85的下游侧,因此第一通路81内的压力P1不会超过压力调节阀85的设定压力P2。也就是说,压力调节阀85的设定压力P2以下的压力P1作用于第一气缸室73。

另一方面,第二通路82不包括减压机构,将第二气缸室74连接在高压流体通路83中压力调节阀85的下游侧。因此,由压力调节阀85减压至设定压力P2的冷冻机油经由第二通路82供向第二气缸室74。也就是说,作用于第二气缸室74的第二压力P2为压力调节阀85的设定压力P2。需要说明的是,设定压力调节阀85的设定压力P2时,保证在闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d为适当的距离D的情况下,间隙调节机构70不工作。

通过如上所述的流体回路80,压力P1(第一压力)作用于气缸机构71的第一气缸室73,恒定的压力P2(第二压力)作用于第二气缸室74,所述压力P1根据闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d的增减而变化。而且,若闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d增长,则从第一通路81漏出的冷冻机油的量增加,作用于第一气缸室73的压力P1降低,由此作用于气缸机构71的活塞75上的力失去平衡,活塞75在气缸室内朝着第一气缸室73侧发生位移。伴随于此,闸转子组装件60朝着闸转子50的轴向上前侧(压缩室37侧)发生位移。由此闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d缩短。

另一方面,若闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d缩短,则从第一通路81漏出的冷冻机油的量减少,作用于第一气缸室73的压力P1上升,由此作用于气缸机构71的活塞75上的力失去平衡,活塞75在气缸室内朝着第二气缸室74侧发生位移。伴随于此,闸转子组装件60朝着闸转子50的轴向上后侧发生位移。由此闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d增长。

如上所述,间隙调节机构70根据闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离的增减而使闸转子组装件60在轴向上发生位移,由此将闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d调节为规定且适当的距离D。

-螺杆压缩机的运转情况-

对螺杆压缩机1的运转情况进行说明。

若电动机30通电,则螺杆转子40被电动机30驱动而旋转。此外,闸转子组装件60被螺杆转子40驱动而旋转。

在压缩机构35中,闸转子组装件60与螺杆转子40啮合。而且,若螺杆转子40和闸转子组装件60旋转,则闸转子50的闸51就会从螺杆转子40的螺旋槽41的始端朝着终端与螺旋槽41相对地进行移动,压缩室37的容积随之发生变化。其结果是,在压缩机构35中,进行:向压缩室37吸入低压制冷剂的吸气行程;对压缩室37内的制冷剂进行压缩的压缩行程;以及从压缩室37喷出压缩后的制冷剂的排气行程。

从蒸发器流出的低压气态制冷剂经由吸入口12被吸入机壳10内的低压空间15内。低压空间15内的制冷剂被吸入到压缩机构35内后被压缩。在压缩机构35内压缩后的制冷剂流入高压空间16。然后,制冷剂在通过油气分离器33后,经由喷出口13向机壳10的外部喷出。已从喷出口13喷出的高压气态制冷剂朝向冷凝器流动。

-间隙调节机构的工作情况-

如图5及图6所示,若螺杆压缩机1开始运转,则间隙调节机构70根据闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d的增减,使闸转子50在轴向上发生位移,而将所述距离d调节为适当的距离D。在间隙调节机构70中,若距离d增减,则作用于第一气缸室73的压力P1(第一压力)发生变化,由此作用于活塞75上的力发生变化。其结果是,活塞75在第一气缸室73和第二气缸室74的排列方向上发生位移。伴随于此,闸转子组装件60在闸转子50的轴向上发生位移。作用于活塞75上的力变化,由此所述距离d被调节为适当的距离D。下面,对作用于活塞上的力做详细的说明,并详细地说明间隙调节机构是如何调节间隙的。

<作用于活塞上的力>

若螺杆压缩机1开始运转,则贮存在贮油室18中的处于高压压力状态的冷冻机油流入向流体回路80的高压流体通路83。流入高压流体通路83中的冷冻机油由压力调节阀85调节为恒定的压力P2后,流入第一通路81及第二通路82。

第一通路81的一端在圆筒壁20的密封面21上敞开口。因此,流入第一通路81中的冷冻机油在被供向第一气缸室73的同时,总是会从一端向圆筒壁20的密封面21漏出。另一方面,第一通路81经由节流部件86连接在高压流体通路83中压力调节阀85的下游侧。根据上述结构,作用于第一气缸室73的第一通路81内的压力P1不会超过压力调节阀85的设定压力P2。另一方面,流入第二通路82中的冷冻机油直接被供向第二气缸室74,压力调节阀85的设定压力P2作用于第二气缸室74。

从第一通路81漏到圆筒壁20的密封面21的冷冻机油的量根据闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d而发生变化。具体而言,若距离d增长,则从第一通路81漏出的冷冻机油的量增加,若距离d缩短,则从第一通路81漏出的冷冻机油的量减少。如上所述,从第一通路81漏出的冷冻机油的量发生变化,由此压力P1发生变化。具体而言,若从第一通路81漏出的冷冻机油的量增加,则压力P1降低,若从第一通路81漏出的冷冻机油的量减少,则压力P1上升。

如上所述,第一气缸室73内的压力P1根据闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d而发生变化。另一方面,第二气缸室74内的压力P2是恒定的。由于上述第一气缸室73内的压力P1和第二气缸室74内的压力P2,方向彼此相反的力作用于活塞75上。

具体而言,如图6所示,由于第一气缸室73内的压力P1,在闸转子50的轴向上朝向后方(从前表面50a朝向背面50b的方向)的力(F1=P1×S1)作用于活塞75上。另一方面,由于第二气缸室74内的压力P2,在闸转子50的轴向上朝向前方(从背面50b向前表面50a的方向)的力(F2=P2×S2)作用于活塞75上。

由于压缩室37的压力(即,存在于压缩室37中的制冷剂的压力)所产生的力Fc也经由闸转子组装件60及轴承座26作用于活塞75上。

具体而言,在螺杆压缩机1的运转过程中,在压缩机构35中,闸转子50的一部分闸51(在本实施方式中为三个闸)从形成于圆筒壁20上的开口29进入圆筒壁20的内部的螺杆转子40的螺旋槽41内,并面向处于压缩行程或排气行程的压缩室37。压缩室37内的制冷剂的压力作用于闸51的上述面向压缩室37的前表面上,低压空间15内的制冷剂的压力作用于上述的面向压缩室37的闸51的背面上。由于上述压缩室37内的制冷剂的压力,在轴向上朝向后方(从前表面50a朝向背面50b的方向)的力Fc作用于闸转子50上。

如图3所示,闸转子50通过固定销54固定在支承部件55上。此外,支承部件55经由滚珠轴承27由轴承座26支承着能够旋转,同时,支承部件55固定而不能够在闸转子50的轴向上移动。因此,由于压缩室37的内压所产生的、朝着轴向后方推闸转子50的力Fc传递给支承部件55,进而经由滚珠轴承27从支承部件55传递给轴承座26。

因为活塞75与轴承座26形成为一体,所以传递给轴承座26的在闸转子50的轴向上朝向后方的力Fc也作用于活塞75上。也就是说,由于压缩室37内的制冷剂的压力,在闸转子50的轴向上朝向后方(从前表面50a朝背面50b的方向)的力Fc作用于活塞75上。

需要说明的是,压缩室37内的制冷剂的压力在吸气行程、压缩行程、排气行程中各不相等。在本实施方式中,如图4所示,各个闸转子50中总是会有三个闸51面向三个压缩室37,三个压缩室37的状态在吸气行程、压缩行程、排气行程各不相同。因此,只要螺杆压缩机1的运转状态(制冷循环的高压压力和低压压力)不变化,由于作用于活塞75上的压缩室37的内压所产生的力Fc就不会大幅度地变化。

如上所述,第一气缸室73的内压所产生的朝向后方的力F1、第二气缸室74的内压所产生的朝向前方的力F2、以及压缩室37内的制冷剂的压力所产生的朝向后方的力Fc作用于活塞75上(参照图6)。除了上述力F1、F2、Fc之外,弹簧76的弹力所产生的力Fb、以及闸转子组装件60和轴承座26的自重Fg作用于活塞75上。由于弹簧76所产生的力Fb在两个间隙调节机构70中均成为朝向后方的力Fb,另一方面,自重Fg在两个间隙调节机构70中的一间隙调节机构70(图2中左侧)中成为朝向前方的力Fg,在两个间隙调节机构70中的另一间隙调节机构70(图2中右侧)中成为朝向后方的力Fg。需要说明的是,在本实施方式中,与F1、F2、Fc相比,Fb和Fg极小,不会影响活塞75工作(间隙调节工作),因此在以下对间隙调节工作的说明中不提了。

<间隙调节工作>

如上所述,各个间隙调节机构70根据各个闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d而使闸转子50在轴向上发生位移,由此将所述距离d调节为规定的距离D。

[距离d为适当的距离D的情况]

在闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d为适当的距离D的情况下,间隙调节机构70不工作。也就是说,当d=D时,作用于活塞75上的力平衡,活塞75不发生位移。这样一来,由于轴承座26和闸转子组装件60不移动,因此闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d维持在适当的距离D上。

[距离d比适当的距离D小的情况]

在螺杆压缩机1的运转过程中,闸转子50的温度上升,闸转子50发生热膨胀,因而闸转子50的厚度增大。若该闸转子50的厚度增大,则闸转子50的前表面50a接近圆筒壁20的密封面21,距离d变得比适当的距离D小。而且,若距离d比适当的距离D小,则冷冻机油难以从流体回路80的第一通路81向圆筒壁20的密封面21漏出,由此漏出的冷冻机油的量减少。此处,由于冷冻机油总是会从高压流体通路83流入第一通路81,因而若从第一通路81漏出的冷冻机油的量减少,则作用于第一通路81和第一气缸室73的压力P1上升。

这样一来,作用于活塞75上的力F1、F2、Fc中朝向后方的力F1就会由于作用于第一气缸室73的压力P1上升而增大。如上所述,朝向后方的力F1从作用于活塞75上的力平衡的状态开始增大,由此作用于活塞75上的朝向后方的力会超过朝向前方的力。因此,活塞75朝向前后方向(闸转子50的轴向)的后方(第二气缸室74侧)发生位移,与活塞75形成为一体的轴承座26和由该轴承座26支承着的闸转子组装件60朝向后方发生位移。也就是说,闸转子50后退(在轴向上朝向后方发生位移)。其结果是,闸转子50的前表面50a远离圆筒壁20的密封面21(距离d增长)。

不久,若距离d达到适当的距离D,则间隙调节机构70停止工作。也就是说,当d=D时,作用于活塞75上的力平衡,活塞75不会发生位移。

[距离d比适当的距离D大的情况]

在螺杆压缩机1中,在闸转子50的温度显著上升的异常运转过程中,闸转子50热膨胀而超过正常运转时的预设范围,然后,若异常状态消失,则异常的热膨胀消失,闸转子50的厚度恢复到正常运转时的厚度。也就是说,闸转子50的厚度减小。如上所述,若该闸转子50的厚度减小,则闸转子50的前表面50a远离圆筒壁20的密封面21,距离d变得比适当的距离D大。若距离d比适当的距离D大,则冷冻机油容易从流体回路80的第一通路81向圆筒壁20的密封面21漏出,由此漏出的冷冻机油的量增加。这样一来,作用于第一通路81和第一气缸室73的压力P1降低。

这样一来,作用于第一气缸室73的压力P1降低,由此作用于活塞75上的力F1、F2、Fc中朝向后方的力F1减小。如上所述,朝向后方的力F1从作用于活塞75上的力平衡的状态开始减小,由此作用于活塞75上的朝向前方的力会超过朝向后方的力。因此,活塞75朝向前后方向(闸转子50的轴向)的前方(第一气缸室73侧)发生位移,与活塞75形成为一体的轴承座26和由该轴承座26支承着的闸转子组装件60朝向前方发生位移。也就是说,闸转子50前进(在轴向上朝向前方发生位移)。其结果是,闸转子50的前表面50a逐渐接近圆筒壁20的密封面21(距离d缩短)。

不久,若距离d达到适当的距离D,则间隙调节机构70停止工作。也就是说,当d=D时,作用于活塞75上的力平衡,活塞75就不再发生位移。

[闸转子因压缩室的内压变化而发生的位移]

在螺杆压缩机1中,喷出压力(高压压力)根据该螺杆压缩机1的运转状态而发生变化。伴随于此,由于压缩室37内的制冷剂的压力而作用于活塞75上的朝向后方的力Fc也变化。在距离d为适当的距离D,并且作用于活塞85上的朝向后方的力P1由于第一气缸室73内的压力P1而不变化的情况下,也是若作用于活塞75上的朝向后方的力Fc由于压缩室37的内压而发生变化,则闸转子50也会发生位移。

具体而言,若朝向后方的力Fc从距离d为适当的距离D且作用于活塞75上的力平衡的状态开始增大,则活塞75朝向后方(第二气缸室74侧)发生位移。伴随于此,闸转子50后退(在轴向上朝向后方发生位移)。其结果是,闸转子50的前表面50a逐渐远离圆筒壁20的密封面21,距离d变得比适当的距离D大。

另一方面,若朝向后方的力Fc从距离d为适当的距离D且作用于活塞75上的力平衡的状态开始减小,则活塞75朝向前方(第一气缸室73侧)发生位移。伴随于此,闸转子50前进(在轴向上朝向前方发生位移)。其结果是,闸转子50的前表面50a逐渐接近圆筒壁20的密封面21,距离d变得比适当的距离D小。

如上所述,在距离d伴随着螺杆压缩机1的运转状态的变化而变化的情况下,也是利用间隙调节机构70如上所述那样地工作,将距离d调节为适当的距离D。

-实施方式的效果1-

根据本第一实施方式,设置了间隙调节机构70,该间隙调节机构70使闸转子50在轴向上发生位移,由此避免闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21接触。这样一来,通过由间隙调节机构70使闸转子50和圆筒壁20的密封面21中的至少一者在闸转子50的轴向上发生位移,那么,即使闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离由于该闸转子50热膨胀而缩短,也能够避免闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21接触。

具体而言,根据本第一实施方式,使闸转子50构成为能够在轴向上发生位移,并设置了间隙调节机构70,该间隙调节机构70根据闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d改变闸转子50在轴向上的位置,由此将该距离d调节为规定且适当的距离D。这样一来,通过由间隙调节机构70使闸转子50在轴向上发生位移,那么,即使闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d由于闸转子50热膨胀而变成不适当的距离D,也能够将该距离d调节为适当的距离D。也就是说,能够使闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的间隙为适当的间隙。因此,在运转过程中,能够防止大量流体由于间隙变大而从压缩室37漏出,大量流体从压缩室37漏出而导致效率下降。而且还能够防止螺杆因间隙消失而被锁定。

根据本第一实施方式,在间隙调节机构70中设置了第一气缸室73、第二气缸室74以及活塞75。其中,根据闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d的增减而变化的第一压力作用于所述第一气缸室73,恒定的第二压力作用于所述第二气缸室74,所述活塞75能够在第一气缸室73与第二气缸室74之间发生位移。此外,构成为闸转子50伴随着活塞75的位移而在轴向上发生位移。这样一来,若闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d增减,则作用于第一气缸室73的第一压力增减,而导致作用于活塞75上的力失去平衡,活塞75由此而发生位移。伴随于此,闸转子50被驱动。因此,根据本第一实施方式,利用简单的结构,就能够自动地将闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d调节为规定的距离D。

根据本第一实施方式,设置了第一通路81、高压流体通路83以及压力调节阀85,并经由节流部件86将第一通路81连接在高压流体通路83中压力调节阀85的下游侧,所述第一通路81使闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的间隙和第一气缸室73相连通,处于高压压力状态的流体在所述高压流体通路83中流动,所述压力调节阀85将在高压流体通路83中流动的流体的压力调节为恒定的高压压力状态。根据上述构成方式,高压流体通路83中的流体被压力调节阀85调节为恒定的高压压力状态后,经由节流部件86供向第一通路81。另一方面,由于第一通路81用于使所述间隙与所述第一气缸室73相连通,所以流入第一通路81中的流体在被供向第一气缸室73的同时,总是会向所述间隙漏出。而且,从第一通路81向所述间隙漏出的流体的量随着间隙的增减而变化。伴随于此,作用于第一气缸室73的第一压力也发生变化。因此,根据本第一实施方式,利用简单的结构,就能够构成下述第一气缸室73,即:第一压力作用于该第一气缸室73,该第一压力根据闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d的增减而变化。也就是说,很容易构成间隙调节机构70,该间隙调节机构70将闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d调节为规定的距离D。

根据本第一实施方式,设置了将第二气缸室74连接在高压流体通路83中压力调节阀85的下游侧的第二通路82,并对压力调节阀85进行设定,以便将在高压流体通路中流动的流体的压力调节为第二压力。根据上述构成方式,利用简单的结构,就能够构成第二气缸室74,恒定的第二压力作用于该第二气缸室74。也就是说,很容易构成间隙调节机构70,该间隙调节机构70将闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d调节为规定的距离D。

根据本第一实施方式,使轴承座26构成为能够在闸转子50的轴向上发生位移,并将第一气缸室73和第二气缸室74设置在轴承座26的外周侧,并且使活塞75与轴承座26形成为一体,其中,第一气缸室73和第二气缸室74沿着闸转子50的轴向排列。所述闸转子50的支承部件55由所述轴承座26支承着能够旋转。根据上述结构,在闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离发生变化的情况下,活塞75、与该活塞75形成为一体的轴承座26、由该轴承座26支承着能够旋转的支承部件55、以及被该支承部件55从背面侧支承着的闸转子50成为一体,在该闸转子50的轴向上发生位移,而将闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d调节为规定的距离D。如上所述,构成为:经由支承部件55使轴承座26与闸转子50一体化以后,再使活塞75和已与闸转子50一体化后的轴承座26一体化,而使闸转子50与支承部件55及轴承座26作为一个整体伴随着气缸72的位移而发生位移,由此很容易地就能够使闸转子50在轴向上发生位移,调节间隙。

(发明的第二实施方式)

第二实施方式是在第一实施方式的螺杆压缩机1的基础上,通过改变间隙调节机构70的流体回路80的部分结构而得到的。

具体而言,如图7所示,在第二实施方式中,在流体回路80中设置了两个压力调节阀85、87。与第一实施方式一样,两个压力调节阀85、87中的一个压力调节阀85用于对来自贮油室18的处于高压压力状态的冷冻机油进行减压而将其调节为恒定的高压压力状态(压力P2)。在第二实施方式中,该压力调节阀85设置在第二通路82中。另一方面,两个压力调节阀85、87中的另一个压力调节阀(第二压力调节阀)87用于对来自贮油室18的处于高压压力状态的冷冻机油进行减压而将其调节为不同于压力P2的压力P3。该压力调节阀87设置在高压流体通路83中该高压流体通路83与第二通路82连接的连接部的下游侧且节流部件86的上游侧。

根据上述结构,在第二实施方式中,从贮油室18供给到高压流体通路83中的处于高压压力状态的冷冻机油向第一通路81和第二通路82分流后,分别被压力调节阀85、87减压而调节为规定的压力P2、P3。

根据上述第二实施方式,也能够收到与第一实施方式一样的效果。此外,根据本第二实施方式,设置了第二通路82和第二压力调节阀85,所述第二通路82将第二气缸室74与高压流体通路83中压力调节阀87的上游侧连接起来,所述第二压力调节阀85使在该第二通路82中流动的流体的压力维持为第二压力。根据上述构成方式,利用简单的结构,就能够构成第二气缸室74,恒定的第二压力作用于该第二气缸室74。也就是说,很容易构成间隙调节机构70,该间隙调节机构70将闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d调节为规定的距离D。

根据第二实施方式,在采用闸转子组装件60和轴承座26的自重Fg大到会影响活塞75工作(间隙调节工作)的大型螺杆压缩机1的情况下,例如通过将压力调节阀87的设定压力P3设定为比压力调节阀85的设定压力P2高的压力,而就能够增大由于第一气缸室73内的流体的压力而作用于活塞75上的朝向后方的力F1,从而能够抵消闸转子组装件60和轴承座26的自重Fg。

(发明的第三实施方式)

第三实施方式是在第一实施方式的螺杆压缩机1的基础上,通过改变间隙调节机构70的气缸机构71的结构而得到的。

如图8所示,在第三实施方式中,气缸72构成为第二气缸室74的截面积比第一气缸室73的截面积小。具体而言,形成为:圆筒状的轴承座26的面向第二气缸室74的后端部的外径D2比面向第一气缸室73的外径D1大。伴随于此,在第三实施方式中,活塞75的第二气缸室74侧的压力作用面的面积S2比该活塞75的第一气缸室73侧的压力作用面的面积S1小。

根据上述第三实施方式,也能够收到与第一实施方式一样的效果。根据第三实施方式,由于第二气缸室74内的流体的压力而作用于活塞75上的朝向前方的力F2变得比第一实施方式的结构下的力F2小,故即使在采用闸转子组装件60和轴承座26的自重Fg大到会影响活塞75(间隙调节工作)的大型螺杆压缩机1的情况下,也能够抵消闸转子组装件60和轴承座26的自重Fg。

(发明的第四实施方式)

第四实施方式是在第一实施方式的螺杆压缩机1的基础上,通过改变间隙调节机构70的部分结构而得到的。

如图9所示,在第四实施方式中,间隙调节机构70的气缸机构71的结构与第一实施方式相同,但在第四实施方式中,将由热膨胀系数比气缸72高的材料形成的热膨胀部件77设置在第一气缸室73内,来代替在第一实施方式中设置在第一气缸室73内的弹簧76。在本第四实施方式中,构成气缸72的轴承座26和机壳主体11由铸铁(例如,FC250)形成,热膨胀部件77由聚四氟乙烯(PTFE)形成。需要说明的是,PTFE的热膨胀系数为10×10-5/℃,这是FC250的热膨胀系数(12×10-6/℃)的约8倍。在本实施方式中,热膨胀部件77形成为其横截面的形状与第一气缸室73的横截面的形状大致相同。

在第四实施方式中,流体回路80仅由第二通路82构成,该第二通路82的一端朝着第二气缸室74内敞开口。第二通路82的另一端连接在处于高压压力状态的气态制冷剂或冷冻机油流动的通路上,或者与贮存有处于高压压力状态的气态制冷剂或冷冻机油的空间相连接。在本第四实施方式中,第二通路82的另一端与贮油室18相连接。根据上述结构,在第四实施方式中,贮存在贮油室18中的处于高压压力状态的冷冻机油经由第二通路82供向第二气缸室74。

根据上述结构,各个间隙调节机构70根据各个闸转子室17内的温度而使闸转子50在轴向上发生位移,由此将各个闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d调节为规定的距离D。下面,详细地说明是如何调节间隙的。

在螺杆压缩机1的运转过程中,闸转子50的温度上升,闸转子50发生热膨胀,闸转子50的厚度因而会增大。在超出允许运转范围的高压力差运转或低负载运转等异常运转过程中,在螺杆压缩机1的内部循环的制冷剂的量增加,闸转子室17内的温度显著上升,因此闸转子50的热膨胀也变得显著,闸转子50的厚度显著增大。由于该闸转子50的厚度增大,闸转子50的前表面50a就会去接近圆筒壁20的密封面21。也就是说,距离d要比适当的距离D小。

此时,设置在气缸机构71的第一气缸室73内的热膨胀部件77的温度由于闸转子室17内的温度显著上升而上升,该热膨胀部件77发生热膨胀,厚度增大。热膨胀部件77的厚度如上所述那样增大,由此活塞75被热膨胀部件77推压,而朝向前后方向(闸转子50的轴向)的后方(第二气缸室74侧)发生位移。此外,伴随着活塞75如上所述那样位移,与活塞75形成为一体的轴承座26和由该轴承座26支承着的闸转子组装件60朝向后方发生位移。也就是说,闸转子50后退(在轴向上朝向后方发生位移)。

也就是说,若在异常运转过程中闸转子室17内的温度显著上升,则闸转子50热膨胀而超过正常运转时的预设范围,由此闸转子50的前表面50a就会去接近圆筒壁20的密封面21,但与此同时,热膨胀部件77热膨胀而将活塞75向第二气缸室74侧推压,由此闸转子50后退。其结果是,在各个闸转子50的前表面50a不会与圆筒壁20的密封面21接触,从而能够确保两者之间的间隙。因此,通过将热膨胀部件77构成为具有下述热膨胀系数,就能够将各个闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d调节为规定的距离D,该热膨胀系数为:若闸转子室17内的温度达到使闸转子50热膨胀而与圆筒壁20的密封面21接触的温度,则该热膨胀部件77的厚度增大量与所述距离D相等这样的热膨胀系数。

在完成上述那样的间隙调节工作之后,若异常状态消失而恢复正常运转状态,则闸转子室17内的温度降低,闸转子50的异常热膨胀也消失,厚度恢复到正常运转时的厚度。也就是说,闸转子50的厚度减小。由于该闸转子50的厚度减小,闸转子50的前表面50a就会远离圆筒壁20的密封面21。也就是说,距离d要比适当的距离D大。

此时,设置在气缸机构71的第一气缸室73内的热膨胀部件77的温度也会由于闸转子室17内的温度降低而降低,该热膨胀部件77的热膨胀消失而其厚度减小。由于第二气缸室74内的冷冻机油的压力P2,将该活塞75朝着热膨胀部件77推去的朝向前方的力F2总是会作用于活塞75上。因此,伴随着热膨胀部件77的厚度减小,活塞75在所述力F2的作用下一边与热膨胀部件77接触,一边朝向前方发生位移。此外,伴随着活塞75如上所述那样位移,与活塞75形成为一体的轴承座26和由该轴承座26支承着的闸转子组装件60朝向前方发生位移。也就是说,闸转子50前进(在轴向上朝向前方发生位移)。

也就是说,若异常状态消失而闸转子室17内的温度降低,则闸转子50的热膨胀消失,由此闸转子50的前表面50a就会远离圆筒壁20的密封面21,但与此同时,热膨胀部件77的热膨胀也消失而活塞75朝向前方发生位移,由此闸转子50前进。其结果是,在各个闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21不会离开得太远,两者之间的距离d调节为规定的距离D。

如上所述,根据第四实施方式,也能够收到与第一实施方式一样的效果。此外,根据本第四实施方式,很容易构成间隙调节机构70的流体回路80。

(发明的第五实施方式)

第五实施方式是在第一实施方式的螺杆压缩机1的基础上,通过改变间隙调节机构70的结构而得到的。

如图10所示,在第五实施方式中,间隙调节机构70具有冷却通路101、电磁阀102、冷却液供给源103、两个温度传感器104a、104b、以及控制部105,来代替气缸机构71和流体回路80。需要说明的是,在第五实施方式中,在第一实施方式中设置为能够在闸转子50的轴向上发生位移的轴承座26固定在机壳主体11上,构成为不能够在闸转子50的轴向上发生位移。

冷却通路101的一端与冷却液供给源103相连接,另一端朝着轴承座26内的空间(滚珠轴承27之间)敞开口,该冷却通路101构成为将冷却液供给源103的冷却液供向轴承座26内的空间。需要说明的是,在本实施方式中,冷却液供给源103为连接有螺杆压缩机1的制冷剂回路,冷却通路101与该制冷剂回路的高压液管道相连接,并将高压液态制冷剂作为冷却液引入轴承座26内的空间。

电磁阀102设置在冷却通路101中,该电磁阀102通过打开、关闭该冷却通路102,来切换连通状态与非连通状态,在该连通状态下,冷却液供给源103与轴承座26内的空间连通,在该非连通状态下,冷却液供给源103与轴承座26内的空间断开。

冷却液供给源103用于将冷却轴承座26和支承部件55的冷却液供向轴承座26内的空间,该支承部件55由该轴承座26支承着能够旋转并且支承闸转子50。如上所述,在本实施方式中,冷却液供给源103由连接有螺杆压缩机1的制冷剂回路构成,经由冷却通路101将在高压液管道中流动的高压液态制冷剂供向轴承座26内的空间。需要说明的是,冷却液供给源103并不限定于连接有螺杆压缩机1的制冷剂回路,也可以是其它制冷剂回路或是将低温的冷冻机油供向轴承座26内的空间的回路。

温度传感器104a设置在闸转子室17内,检测该闸转子室17内的温度。在本实施方式中,温度传感器104a设置在闸转子50附近。另一方面,温度传感器104b安装在轴承座26上,检测该轴承座26的温度。

控制部105与两个温度传感器104a、104b连接,以便两个温度传感器104a、104b的检测值输入该控制部105,并且该控制部105与电磁阀102连接,控制该电磁阀102的打开、关闭。此外,控制部105构成为:根据两个温度传感器104a、104b的检测值切换电磁阀102的状态而使闸转子50在轴向上发生位移,以便避免闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21接触。

例如,控制部105构成为:若由温度传感器104a检测到的闸转子室17内的温度超过规定的高温度,则将电磁阀102从关闭状态切换为打开状态,然后,控制电磁阀102的打开、关闭,以使温度传感器104b检测到的轴承座26的温度达到规定的低温度。

需要说明的是,所述规定的高温度为在下述情况下的闸转子室17内的温度,该情况为:闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d比规定且适当的距离D短,并且成为闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21可能接触的规定的近距离。此外,所述规定的低温度为下述情况下的轴承座26的温度,该情况为:当闸转子室17内的温度为所述规定的高温度时,由于轴承座26及支承部件55的收缩,在闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间能够确保规定且适当的距离D。规定的高温度和规定的低温度预先通过进行试验或计算而求出,求出后存储在控制部105中。

根据上述结构,若各个闸转子室17内的温度达到规定的高温度,则各个间隙调节机构70通过使闸转子50在轴向上发生位移(后退),调节各个闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的间隙,以便避免各个闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21接触。下面,详细地说明是如何调节间隙的。

在螺杆压缩机1的运转过程中,闸转子50的温度上升,闸转子50发生热膨胀,闸转子50的厚度因而会增大。在超出允许运转范围的高压力差运转或低负载运转等异常运转过程中,在螺杆压缩机1的内部循环的制冷剂的量增加,闸转子室17内的温度显著上升,因此闸转子50的热膨胀也变得显著,闸转子50的厚度显著增大。由于该闸转子50的厚度增大,闸转子50的前表面50a就会去接近圆筒壁20的密封面21。也就是说,距离d要比适当的距离D小。

而且,若由温度传感器104a检测到的闸转子室17内的温度上升到规定的高温度,则控制部105将电磁阀102从关闭状态切换为打开状态,所述规定的高温度为下述情况下的温度,该情况为:闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d成为闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21可能接触的规定的近距离。若电磁阀102切换为打开状态,则处于冷却液供给源103与轴承座26内的空间连通的连通状态,冷却液从冷却液供给源103供向轴承座26内的空间。需要说明的是,在本实施方式中,供给制冷剂回路中的高压液态制冷剂作为冷却液。轴承座26内的空间位于与低压空间15连通的闸转子室17内,因此其压力与低压空间15内的压力相等。因此,供给到轴承座26内的空间的高压液态制冷剂蒸发,由此轴承座26和支承部件55被冷却。需要说明的是,轴承座26和支承部件55由铸铁(例如FC250)构成。因此,在异常运转过程中温度上升了的轴承座26和支承部件55被高压液态制冷剂冷却而收缩。

控制部105控制电磁阀102的打开、关闭,以使由温度传感器104b检测到的轴承座26的温度达到规定的低温度。具体而言,若轴承座26的温度低于规定的低温度,则控制部105将电磁阀102从打开状态切换为关闭状态,若轴承座26的温度再次超过了规定的低温度,则控制部105将电磁阀102从关闭状态切换为打开状态。如上所述,将轴承座26的温度控制在规定的温度上,由此轴承座26和支承部件55收缩规定量,由支承部件55支承着的闸转子50后退规定量,该支承部件55由轴承座26支承着能够旋转。

这样一来,将冷却液供向轴承座26内的空间而将轴承座26和支承部件55冷却并使其收缩,由此闸转子50后退。因此,即使在异常运转过程中闸转子50热膨胀而超过预设范围,闸转子50的前表面50a要去接近圆筒壁20的密封面21,各个闸转子50的前表面50a也不会与圆筒壁20的密封面21接触,从而能够确保两者之间的间隙。

而且,若异常状态消失,且由温度传感器104a检测到的闸转子室17内的温度低于规定的高温度,则闸转子50的异常热膨胀也消失,厚度恢复到正常运转时的厚度。因此,闸转子50的前表面50a就会远离圆筒壁20的密封面21。

于是,若闸转子室17内的温度低于规定的高温度,则控制部105停止根据温度传感器104b的检测值(轴承座26的温度)控制电磁阀102的打开、关闭。也就是说,即使轴承座26的温度超过了规定的低温度,也不会将电磁阀102切换为打开状态,而是让电磁阀102维持关闭状态。其结果是,轴承座26和支承部件55的温度上升,不再收缩(在闸转子50的轴向上伸长)。由此各个闸转子50的前表面50a不会与圆筒壁20的密封面21离开得太远,两者之间的距离d被调节为规定的距离D。

如上所述,根据第五实施方式,也能够收到与第一实施方式一样的效果。根据第五实施方式,通过由间隙调节机构70的控制部105根据温度传感器41a和温度传感器41b的检测值使闸转子50在轴向上发生位移,那么,即使闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离由于该闸转子50热膨胀而缩短,也能够自动地避免闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21接触。其中,所述温度传感器41a对和闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离相关的物理量即闸转子室17的温度进行检测,所述温度传感器41b对轴承座26的温度进行检测。

(发明的第六实施方式)

第六实施方式是在第一实施方式的螺杆压缩机1的基础上,通过改变间隙调节机构70的结构而得到的。

如图11所示,在第六实施方式中,间隙调节机构70具有位移部件100、驱动机构111、温度传感器112以及控制部113,来代替气缸机构71和流体回路80。需要说明的是,在第六实施方式中,将在第一实施方式中设置为能够在闸转子50的轴向上发生位移的轴承座26固定在机壳主体11上,构成为不能够在闸转子50的轴向上发生位移。

位移部件100是将圆筒壁20的包括密封面21且与闸转子50相对的一部分构成为另一部件的部件。位移部件100的与密封面21相反侧的面构成为相对于与密封面21平行的面倾斜的倾斜面,该倾斜面形成为越远离螺杆转子40,则越远离闸转子50。此外,位移部件100形成为内周面构成圆筒壁20的内周面的一部分,外周面构成圆筒壁20的外周面的一部分。

根据上述结构,位移部件100构成为能够沿着圆筒壁主体(圆筒壁20的位移部件100以外的部分)的倾斜面,在倾斜方向(图11的箭头方向)上发生位移,该圆筒壁主体与位移部件100的与密封面21相反侧的倾斜面相对。此外,通过使位移部件100在所述圆筒壁主体的倾斜面的倾斜方向(图11的箭头方向)上发生位移,密封面21的在闸转子50的轴向上的位置发生位移。具体而言,若使位移部件100沿圆筒壁主体的倾斜面朝着远离螺杆转子40的方向发生位移,则密封面21朝着闸转子50的轴向前方发生位移。也就是说,密封面21朝着远离闸转子50的方向发生位移。另一方面,若使位移部件100沿所述圆筒壁主体的倾斜面朝着接近螺杆转子40的方向发生位移,则密封面21朝着闸转子50的轴向后方发生位移。也就是说,密封面21朝着接近闸转子50的方向发生位移。

驱动机构111连接在位移部件100上,该驱动机构111沿着所述圆筒壁主体的倾斜面的倾斜方向(图11的箭头方向)推或拉该位移部件100,而使该位移部件100发生位移。驱动机构111例如能够使用步进电动机和滚珠丝杠等构成。需要说明的是,驱动机构111只要能够使位移部件100在所述圆筒壁主体的倾斜面的倾斜方向上发生位移,任何机构都可以。

温度传感器112设置在闸转子室17内,检测该闸转子室17内的温度。在本实施方式中,温度传感器112设置在闸转子50附近。

控制部113与温度传感器112连接,以便温度传感器112的检测值输入该控制部113,并且该控制部113与驱动机构111连接,构成为控制该驱动机构111工作。此外,控制部113构成为:根据温度传感器112的检测值控制驱动机构111工作,以使位移部件100发生位移而到达闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d成为适当的距离D这样的位置上。

具体而言,控制部113存储有位置信息,该位置信息表示在闸转子室17内的各个温度下所述距离d成为规定的距离D时的位移部件100的位置,该控制部113根据由温度传感器112检测到的闸转子室17内的温度和所述位置信息,计算所述距离d成为规定的距离D时的位移部件100的位置后,控制驱动机构111工作,以使位移部件100发生位移而到达该位置上。需要说明的是,预先通过进行试验、计算来求出闸转子室17内的温度与闸转子50的热膨胀量之间的相关关系,从而能够得到位置信息,该位置信息表示在闸转子室17内的各个温度下所述距离d成为规定的距离D的位移部件100的位置。

根据上述结构,各个间隙调节机构70根据各个闸转子室17内的温度而使位移部件100发生位移(使密封面21发生位移),由此将各个闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d调节为规定的距离D。下面,详细地说明是如何调节间隙的。

在螺杆压缩机1的运转过程中,闸转子50的温度上升,闸转子50发生热膨胀,闸转子50的厚度因而会增大。在超出允许运转范围的高压力差运转或低负载运转等异常运转过程中,在螺杆压缩机1的内部循环的制冷剂的量增加,闸转子室17内的温度显著上升,因此闸转子50的热膨胀也变得显著,闸转子50的厚度显著增大。由于该闸转子50的厚度增大,闸转子50的前表面50a就会去接近圆筒壁20的密封面21。也就是说,距离d要比适当的距离D小。

然而,控制部113使位移部件100发生位移而到达与由温度传感器112检测到的闸转子室17内的温度对应的位置上,密封面21由此而会朝着远离闸转子50的方向发生位移。因此,各个闸转子50的前表面50a不会与圆筒壁20的密封面21接触,两者之间的距离d被调节为适当的距离D。

在完成上述那样的间隙调节工作之后,若异常状态消失而恢复正常运转状态,则闸转子室17内的温度降低,闸转子50的异常热膨胀也消失,厚度恢复到正常运转时的厚度。也就是说,闸转子50的厚度减小。由于该闸转子50的厚度减小,闸转子50的前表面50a就会远离圆筒壁20的密封面21。也就是说,距离d要比适当的距离D大。

然而,通过控制部113使位移部件100发生位移而到达与由温度传感器112检测到的闸转子室17内的温度对应的位置上,密封面21朝着接近闸转子50的方向发生位移,由此各个闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21不会离开得太远,两者之间的距离d调节为规定的距离D。

如上所述,根据第六实施方式,也能够收到与第一实施方式一样的效果。此外,根据第六实施方式,通过由间隙调节机构70的控制部103根据温度传感器112的检测值使圆筒壁20的密封面21在闸转子50的轴向上发生位移,那么,即使闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离由于该闸转子50热膨胀而缩短,也能够自动地避免闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21接触。其中,所述温度传感器112检测:作为和闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离相关的物理量的闸转子室17的温度。

(发明的第七实施方式)

第七实施方式是在第一实施方式的螺杆压缩机1的基础上,通过改变间隙调节机构70的结构而得到的。

如图12和图13所示,在第七实施方式中,间隙调节机构70具有背压机构和背压调节部,来代替气缸机构71和流体回路80。需要说明的是,在第七实施方式中,在第一实施方式中设置为能够在闸转子50的轴向上发生位移的轴承座26固定在机壳主体11上,构成为不能够在闸转子50的轴向上发生位移。

背压机构具有积油部120、轴内连通路径121和背压空间122,使朝向轴向后方的压力(背压)作用于闸转子50的背面上。

积油部120形成在轴承座26内的滚珠轴承27的后方,用于供向该滚珠轴承27的冷冻机油供来并积存在该积油部120内。积油部120经由未图示的路径与形成在高压空间16内的贮油室18连通。处于高压压力状态的冷冻机油经由未图示的上述连通路径被从贮油室18供给并积存在积油部120内,由此到达滚珠轴承27的滑动部,润滑该滑动部。

该轴内连通路径121具有一条纵向连通路径121a和两条横向连通路径121b。纵向连通路径121a从轴部58的前端开始朝着后端贯穿中心部,并且在轴向上笔直地延伸。两条横向连通路径121b从该纵向连通路径121a的后端(闸转子50侧)起分别向轴部58的径向外侧延伸,且在轴部58的外周面上敞开口。

背压空间122是在闸转子50的背面与支承部件55的圆板部56及闸支承部57的前表面之间,由固定在闸转子50上的弹性部件123、124划分出的空间。弹性部件123、124由弹性模量比闸转子50高且具有耐热性的弹性材料形成。如图13所示,弹性部件123形成为在闸转子50的背面,给十一个闸51的外缘加边的形状。另一方面,在闸转子50的背面侧,弹性部件124形成为:绕在支承部件55的轴部58与中央凸部59相连的部分的外周面上,但两条横向连通路径121b的开口部除外。需要说明的是,弹性部件123、124由于朝向轴向后方的推压力而收缩的弹性材料形成,该推压力是由于处于高压压力状态的冷冻机油而作用于闸转子50的前表面50a上的力,该处于高压压力状态的冷冻机油对闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的间隙进行密封。

根据上述结构,积油部120中的处于高压压力状态的冷冻机油经由轴内连通路径121供向背压空间122。因此,闸转子50的背面侧被背压空间122中的处于高压压力状态的冷冻机油朝向轴向后方推压(背压作用于闸转子50的背面侧)。

背压调节部具有排出通路125、电磁阀126、温度传感器128、控制部129,根据闸转子室17内的温度,由背压机构调节作用于闸转子50背面上的背压。

排出通路125是其一端朝着背压机构的积油部122敞开口,另一端在闸转子室17内敞开口的通路。

电磁阀126设置在排出通路125中,通过打开、关闭该排出通路125,切换连通状态与非连通状态,在该连通状态下,积油部122与闸转子室17连通,在该非连通状态下,积油部122与闸转子室17断开。

温度传感器128设置在闸转子室17内,检测该闸转子室17内的温度。在本实施方式中,温度传感器128设置在闸转子50附近。

控制部129与温度传感器128连接,以便温度传感器128的检测值输入该控制部129,并且该控制部129与电磁阀126连接,控制该电磁阀126的打开、关闭。此外,控制部129构成为:根据温度传感器128的检测值切换电磁阀126的状态而使闸转子50在轴向上发生位移,以便避免闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21接触。

例如,控制部129构成为:若由温度传感器128检测到的闸转子室17内的温度超过了规定的高温度,则将电磁阀126从关闭状态切换为打开状态,与此相反,若由温度传感器128检测到的闸转子室17内的温度低于规定的高温度,则将电磁阀126从打开状态切换为关闭状态。

需要说明的是,所述规定的高温度为在下述情况下的闸转子室17内的温度,该情况为:闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d比规定且适当的距离D短,并且成为闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21可能接触的规定的近距离。

根据上述结构,若各个闸转子室17内的温度达到规定的高温度,则各个间隙调节机构70通过使闸转子50在轴向上发生位移(后退),调节各个闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的间隙,以便避免各个闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21接触。下面,详细地说明是如何调节间隙的。

在螺杆压缩机1的运转过程中,闸转子50的温度上升,闸转子50发生热膨胀,闸转子50的厚度因而会变厚。在超出允许运转范围的高压力差运转或低负载运转等异常运转过程中,在螺杆压缩机1的内部循环的制冷剂的量增加,闸转子室17内的温度显著上升,因此闸转子50的热膨胀也变得显著,闸转子50的厚度显著增大。由于该闸转子50的厚度增大,闸转子50的前表面50a就会去接近圆筒壁20的密封面21。也就是说,距离d要比适当的距离D小。

而且,若由温度传感器128检测到的闸转子室17内的温度上升到规定的高温度,则控制部129将电磁阀126从关闭状态切换为打开状态,所述规定的高温度为下述情况下的温度,该情况为:闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d成为闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21可能接触的规定的近距离。若电磁阀126切换为打开状态,则处于积油部122与闸转子室17连通的连通状态,积油部122中的处于高压压力状态的冷冻机油被向闸转子室17排出。因此,由于处于高压压力状态的冷冻机油所产生的背压不再作用于闸转子50的背面上。

处于高压压力状态的冷冻机油供给到螺杆转子40的滑动部,并其中一部分冷冻机油流入到闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的间隙而形成油膜,从而该间隙得到密封。而且,由于密封该间隙的冷冻机油,朝向轴向后方推压的力作用于闸转子50的前表面50a上。因此,若电磁阀126切换为打开状态而由于处于高压压力状态的冷冻机油产生的背压不再作用于闸转子50的背面上,则下述两种推压力作用于闸转子50上,所述两种推压力为:由于对该闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的间隙进行密封的处于高压压力状态的冷冻机油所产生的朝向轴向后方的推压力;以及由于弹性部件123、124所产生的朝向轴向前方的推压力。需要说明的是,弹性部件123、124由于朝向轴向后方的推压力而收缩的弹性材料形成,该推压力是由于处于高压压力状态的冷冻机油而作用于闸转子50的前表面50a上的力。因此,弹性部件123、124由于朝向轴向后方的推压力而收缩,由此闸转子50朝向轴向后方后退,该推压力是由于处于高压压力状态的冷冻机油而作用于闸转子50的前表面50a上的力。

这样一来,通过将背压空间122中的处于高压压力状态的冷冻机油排出而使作用于闸转子50的前表面50a上的推压力大于作用于闸转子50的背面上的推压力,闸转子50就后退。因此,即使在异常运转过程中闸转子50热膨胀而超过正常运转时的预设范围,而导致闸转子50的前表面50a要去接近圆筒壁20的密封面21,各个闸转子50的前表面50a也不会与圆筒壁20的密封面21接触,由此能够确保两者之间的间隙。

而且,若异常状态消失,且由温度传感器128检测到的闸转子室17内的温度低于规定的高温度,则闸转子50的异常热膨胀也消失,厚度恢复到正常运转时的厚度。因此,闸转子50的前表面50a就会远离圆筒壁20的密封面21。

于是,若闸转子室17内的温度低于规定的高温度,则控制部129将电磁阀126从打开状态切换为关闭状态,以使处于高压压力状态的冷冻机油再次充满背压空间122。也就是说,利用背压空间122中的处于高压压力状态的冷冻机油,使背压作用于闸转子50的背面上。其结果是,弹性部件123、124不再收缩(在闸转子50的轴向上伸长)。因此,各个闸转子50的前表面50a不会与圆筒壁20的密封面21离开得太远,两者之间的距离d被调节为规定的距离D。

如上所述,根据第七实施方式,也能够收到与第一实施方式一样的效果。此外,根据第七实施方式,通过由间隙调节机构70的控制部129根据温度传感器112的检测值使闸转子50在轴向上发生位移,那么,即使闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离由于该闸转子50热膨胀而缩短,也能够自动地避免闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21接触。其中,所述温度传感器128检测:作为和闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离相关的物理量的闸转子室17的温度。

在第七实施方式中,也可以设置弹性部件123、124而仅形成背压空间122,省略其他构成要素。

根据上述结构,若在螺杆压缩机1的异常运转过程中,闸转子50的前表面50a由于闸转子50热膨胀而接近圆筒壁20的密封面21,则密封间隙的冷冻机油(油膜)的压力上升,由于冷冻机油而作用于闸转子50的前表面50a上的朝向后方的推压力增大。其结果是,弹性部件123、124由于该推压力而收缩,闸转子50朝向轴向后方后退,由此避免闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21接触。

另一方面,若闸转子50的热膨胀消失而闸转子50的前表面50a远离圆筒壁20的密封面21,则密封间隙的冷冻机油(油膜)的压力降低,由于冷冻机油而作用于闸转子50的前表面50a上的朝向后方的推压力减小。其结果是,弹性部件123、124不再收缩,闸转子50朝向轴向前方移动。

如上所述,在第七实施方式中,虽是设置弹性部件123、124而仅形成背压空间122的结构,但通过由间隙调节机构70使闸转子50在轴向上发生位移,那么,即使并且闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离由于该闸转子50热膨胀而缩短,也能够避免闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21接触。

(其他实施方式)

在上述各实施方式中,将螺杆压缩机1内的处于高压压力状态的冷冻机油供向间隙调节机构70的流体回路80,利用冷冻机油的压力来驱动闸转子50,不过,也可以构成为将处于高压压力状态的气态制冷剂供向流体回路80,利用气态制冷剂的压力来驱动闸转子50。

在上述各实施方式中,也可以将间隙调节机构70构成为:不是利用螺杆压缩机1内的处于高压压力状态的冷冻机油或气态制冷剂的压力来驱动闸转子50,而是使用电动机来驱动闸转子50。

在上述第一实施方式~第三实施方式中,也可以将间隙调节机构70构成为:不是根据流体回路80的第一通路81的压力增减来检测闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21之间的距离d,而是设置间隙传感器等非接触性传感器,根据来自该传感器的电信号进行检测该距离d。

进而,在第一实施方式~第七实施方式中,间隙调节机构70也可以构成为:使用间隙传感器等非接触性传感器,来代替温度传感器104a、112、128,使闸转子50和圆筒壁20的密封面21中的至少一者在闸转子50的轴向上发生位移,以便避免闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21接触。

间隙调节机构70也可以构成为:使闸转子50和圆筒壁20的密封面21都在闸转子50的轴向上发生位移,以便避免闸转子50的前表面50a与圆筒壁20的密封面21接触。

-产业实用性-

综上所述,本发明对于一种包括螺杆转子和闸转子的单螺杆压缩机很有用。

-符号说明-

1 单螺杆压缩机

20 圆筒壁

21 密封面

26 轴承座(支架)

37 压缩室

40 螺杆转子

41 螺旋槽

50 闸转子

50a 前表面

51 闸

55 支承部件

70 间隙调节机构

73 第一气缸室

74 第二气缸室

75 活塞

81 第一通路

82 第二通路

83 高压流体通路

85 压力调节阀(压力调节阀、第二压力调节阀)

86 节流部件

87 压力调节阀

再多了解一些
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