CN102459906B - 螺杆式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺杆式压缩机。在该压缩机的机壳内，滑阀(70)设置在螺杆转子(40)的两侧。机壳上形成有用以使流体室(23)与低压空间连通的旁路通路(33)。滑阀(70)滑动时，圆筒壁(30)内周面(35)上的旁路通路(33)的开口部(34)的大小发生变化，螺杆式压缩机的工作容量发生变化。滑阀(70)中，其端面(P2)沿着螺杆转子(40)的螺旋槽(41)的延伸方向倾斜。圆筒壁(30)的与滑阀(70)的端面(P2)相对的配合面(P1)与滑阀(70)的端面(P2)平行。

Description

螺杆式压缩机

技术领域

本发明涉及一种提高螺杆式压缩机之性能的技术措施。

背景技术

现有技术下，螺杆式压缩机是一种对制冷剂或空气进行压缩的压缩机。例如，专利文献1、专利文献2中公开了包括一个螺杆转子和两个闸转子的单螺杆式压缩机。

对该单螺杆式压缩机进行说明。螺杆转子形成为近似圆柱状，在该螺杆转子的外周部开有多个螺旋槽。闸转子形成为近似平板状，布置在螺杆转子两侧。多个长方形板状的闸放射状地设置在该闸转子上。闸转子以其转轴与螺杆转子的转轴正交的状态设置，闸与螺杆转子的螺旋槽相啮合。

在该单螺杆式压缩机中，螺杆转子和和闸转子装在机壳内，由螺杆转子的螺旋槽、闸转子的闸以及机壳的内壁面形成流体室。当用电动机等驱动螺杆转子旋转时，闸转子会伴随着螺杆转子的旋转而旋转。闸转子上的闸从已啮合的螺旋槽的始端(吸入侧的端部)朝着终端(喷出侧的端部)相对移动，成为封闭状态的流体室的容积逐渐缩小。其结果是，流体室内的流体被压缩。

像专利文献1、专利文献2所公开的那样，在螺杆式压缩机中设置有用以调节容量的滑阀。滑阀设置在面向螺杆转子外周的位置上，沿着与螺杆转子的转轴平行的方向自由滑动。另一方面，在螺杆式压缩机中，形成有用以使压缩过程中的流体室和吸入侧连通的旁路通路。滑阀移动时，用以插入螺杆转子的气缸部的内周面上的旁路通路的开口面积就发生变化，经旁路通路被返送回低压空间的流体的流量就变化。其结果是，最终在流体室被压缩并从流体室喷出的流体的流量有变化，从螺杆式压缩机喷出的流体的流量(即螺杆式压缩机的工作容量)有变化。

现有技术文献

专利文献1：日本公开特许公报特开2004-316586号公报

专利文献2：日本公开特许公报特开平06-042474号公报

发明内容

-发明要解决的技术问题-

如上所述，在现有螺杆式压缩机中，通过让滑阀移动以使旁路通路的开口面积发生变化，进而使自流体室向旁路通路流出的流体的流量发生变化，由此来调节螺杆式压缩机的工作容量。但是，在现有的螺杆式压缩机中，因为气缸部内周面上的旁路通路的开口形状不是很合适，所以有可能出现以下不良现象。即，流体自流体室向旁路通路流出之际的压力损失大，驱动螺杆转子所需要的动力大。

参照图21以及图22(a)到图22(f)对这样的现有螺杆式压缩机所存在的问题做详细说明。此外，图21是将闸转子550和滑阀570一起示出的螺杆转子540的展开图。图22(a)到图22(f)是仅将闸转子550和旁路通路533的开口部534一起示出的螺杆转子540的展开图。

如图21所示，螺杆转子540的外周面被机壳的气缸部530覆盖。在该图中，螺杆转子540的上侧成为机壳内的低压空间，螺杆转子540的下侧成为机壳内的高压空间。闸转子550的闸与螺杆转子540的螺旋槽541啮合，滑阀570布置在闸转子550一侧。滑阀570沿着平行于螺杆转子540的转轴的方向(即与螺杆转子540的旋转方向正交的方向)自由往返移动。

滑阀570的端面602是一个与滑阀570的移动方向正交的平面。气缸部530中与滑阀570的端面602相对的面即配合面601也是一个与滑阀570的移动方向正交的平面。气缸部530内周面中，被滑阀570的端面602和气缸部530的配合面601所夹的部分成为旁路通路533的开口部534。若将气缸部530内周面上旁路通路533的开口部534展开，一起在螺杆转子540的展开图上示出，气缸部530内周面上的旁路通路533的开口部534则成为图22(a)到图22(f)所示的长边与螺杆转子540的旋转方向平行的长方形。

图22(a)到图22(f)示出了一条旁路通路533的开口部534、一个闸转子550以及螺杆转子540的螺旋槽541的相对位置随时间的变化情况。这里，着眼于该图中用粗实线示出的一个螺旋槽541说明它们的三个相对位置随时间的变化情况。

图22(a)示出的是旁路通路533的开口部534即将开始与由螺旋槽541形成的流体室523连通以前的状态。当螺杆转子540自该状态旋转时，旁路通路533的开口部534便开始与流体室523连通。在流体室523与旁路通路533连通的那段时间初期，流体室523内的流体压力与低压空间内的流体压力大致相等。之后，当经过该图22(b)的状态到达该图22(c)的状态时，闸转子550的闸便将由螺旋槽541形成的流体室523与低压空间隔开。与低压空间之间被闸转子550隔开的流体室523，在它经图22(d)和图22(e)的状态即将到达该图22(f)的状态以前的那段时间内继续与旁路通路533连通。在这段时间内，已从低压空间流入流体室523的流体有一部分被朝着旁路通路533挤去。当成为图22(f)的状态时，流体室523便与旁路通路533切断而成为封闭空间。当螺杆转子540自图22(f)的状态进一步旋转时，流体室523内的流体逐渐被压缩。

如上所述，在从图22(c)的状态即将到达该图22(f)的状态以前的那段时间内，流体室523内的流体逐渐被闸朝着旁路通路533挤去。因此，如果在该期间内流体自流体室523流入旁路通路533之际的压力损失大，则闸将流体朝着旁路通路533挤出所需要的动力会增大，工作效率会下降。

另一方面，在从图22(c)的状态即将到达图22(f)的状态以前的那段时间内，旁路通路533的开口部534仅有一部分与螺旋槽541重合，由螺旋槽541形成的流体室523内的流体仅经旁路通路533的开口部534中与螺旋槽541重合的部分流入旁路通路533。因此，在这段时间内，旁路通路533的开口部534中从流体室523流出的流体通过之部分的面积不够大，流体自流体室523向旁路通路533流出之际的压力损失大。其结果是，现有的螺杆式压缩机会出现以下问题，闸将流体挤向旁路通路533所需动力大，尽管将螺杆式压缩机的工作容量设定在一个较小的值上，也不能充分地降低用以驱动螺杆转子540的动力。

特别是，在现有的螺杆式压缩机中，在流体室523与旁路通路533连通的那段时间的最后时刻，旁路通路533的开口部534中与螺旋槽541重合之部分的面积急剧减少。因此，工作效率在螺杆式压缩机的工作容量较小的状态下的下降进一步深刻化。

本发明正是为解决上述问题而完成的。其目的在于：在包括用来调节工作容量的滑阀的螺杆式压缩机中，改善在将工作容量设定为较小值时的工作效率。

-用以解决技术问题的技术方案-

第一方面发明以螺杆式压缩机为对象。其包括：螺杆转子40、机壳10、低压空间S1、旁路通路33以及滑阀70，该螺杆转子40上形成有用以形成流体室23的多个螺旋槽41，该机壳10具有用于插入所述螺杆转子40的气缸部30，该低压空间S1形成在所述机壳10内，压缩前的低压流体流入该低压空间S1中，该旁路通路33在所述气缸部30的内周面35处敞开，使所述流体室23与所述低压空间S1连通，该滑阀70通过沿所述螺杆转子40的轴向滑动而使所述气缸部30的内周面35上的所述旁路通路33的开口面积发生变化。在所述滑阀70中，面向所述旁路通路33的端面P2沿所述螺旋槽41的延伸方向倾斜。

在第一方面发明的螺杆式压缩机1中，螺杆转子40插在机壳10的气缸部30。螺杆转子40旋转时，流体被吸入由螺旋槽41形成的流体室23后被压缩。在该螺杆式压缩机1中，使滑阀70滑动时，气缸部30内周面35上的旁路通路33的开口面积发生变化，从流体室23经旁路通路33向低压空间S1流出的流体的流量发生变化。也就是说，使滑阀70滑动时，每单位时间从螺杆式压缩机1喷出的流体的量(即螺杆式压缩机1的工作容量)发生变化。

在第一方面发明的滑阀70中，面向旁路通路33的端面成为端面P2，该端面P2沿着形成在螺杆转子40上的螺旋槽41的延伸方向倾斜。因此，气缸部30内周面35上的旁路通路33的开口部34成为沿形成在形成在螺杆转子40上的螺旋槽41的延伸方向倾斜的形状。其结果是，该旁路通路33的开口部中与螺旋槽41重合之部分的面积增大，流体室23内的流体流入旁路通路33之际的压力损失降低。

第二方面发明是这样的，在上述第一方面发明中，所述螺杆转子40的外周面49中被相邻两螺旋槽41所夹的部分，是与所述气缸部30的内周面35滑动接触而对相邻两螺旋槽41之间进行密封的周向密封面45；所述周向密封面45的周缘中位于所述螺杆转子40的旋转方向前方之部分是该周向密封面45的前缘46；所述滑阀70的端面P2周缘部中与所述螺杆转子40相邻的部分是螺杆侧缘部73，所述滑阀70的螺杆侧缘部73与所述螺杆转子40的周向密封面45的前缘46平行。

在第二方面发明中，滑阀70的螺杆侧缘部73为与螺杆转子40的周向密封面45的前缘46平行的形状。因此，在螺杆转子40的旋转过程中，滑阀70的螺杆侧缘部73不会与螺杆转子40的周向密封面45的前缘46交叉，在流体室23与旁路通路33切断的瞬间，滑阀70的螺杆侧缘部73整体与螺杆转子40的周向密封面45的前缘46重合，在流体室23即将与旁路通路33切断以前，滑阀70的螺杆侧缘部73整体暴露于流体室23。

第三方面发明是这样的，在上述第一方面发明中，所述螺杆转子40的外周面49中被相邻两螺旋槽41所夹之部分，是与所述气缸部30内周面35滑动接触而对相邻两螺旋槽41间的间隙进行密封的周向密封面45；所述滑阀70的端面P2周缘部中与所述螺杆转子40相邻的部分是螺杆侧缘部73；所述滑阀70的螺杆侧缘部73呈能够整体同时与所述周向密封面45重合的形状。

在第三方面发明中，滑阀70的螺杆侧缘部73，通过它沿着螺杆转子40的螺旋槽41倾斜，而能够整体同时与螺杆转子40的周向密封面45重合。也就是说，滑阀70的螺杆侧缘部73在流体室23与旁路通路33切断的那一时刻成为整体与周向密封面45重合的状态。

第四方面发明是这样的，在上述第一到第三方面任一方面发明中，包括闸转子50，该闸转子50上放射状地形成有与所述螺杆转子40的螺旋槽41啮合的多个闸51。另一方面，在所述螺杆转子40旋转规定角度的时间内，所述气缸部30内周面35上的所述旁路通路33的开口部34整体朝着被所述闸51隔着而与所述低压空间S1隔开的流体室23敞开。

在第四方面发明中，闸转子50的闸51与螺杆转子40的螺旋槽41啮合。在该方面发明中，通过使滑阀70的端面P2沿着螺杆转子40的螺旋槽41倾斜，气缸部30内周面35上的旁路通路33的开口部34整体在规定期间内朝着与所述低压空间S1之间被所述闸51隔开的流体室23敞开。在该期间内，流体室23内的流体经气缸部30内周面35上的旁路通路33的整个开口部34向旁路通路33流出。

-发明的效果-

在本发明中，因为滑阀70的端面P2沿着形成在螺杆转子40上的螺旋槽41的延伸方向倾斜，所以气缸部30内周面35上的旁路通路33的开口部34也成为沿着形成在螺杆转子40上的螺旋槽41的延伸方向倾斜的形状。因此，能够使气缸部30内周面35上的旁路通路33的开口部34中与螺旋槽41重合之部分的面积增大，从而能够减少流体室23内的流体向旁路通路33流出之际的压力损失。因此，根据本发明，能够减少向旁路通路33挤出流体室23内的流体时所需要的动力，从而能够使旁路通路33在气缸部30内周面35敞开的状态(即螺杆式压缩机1的工作容量设定在最大值未满的状态)下的螺杆式压缩机1的工作效率提高。

在上述第二方面发明中，滑阀70的螺杆侧缘部73呈与螺杆转子40的周向密封面45的前缘46平行的形状。因此，在流体室23即将与旁路通路33切断以前，滑阀70的螺杆侧缘部73全部暴露于流体室23。结果是，根据该第二方面发明，在流体室23即将与旁路通路33切断以前，能够使气缸部30内周面35上的旁路通路33的开口部34中与螺旋槽41重合之部分的面积尽可能大，从而能够可靠地减少向旁路通路33挤出流体室23内的流体时所需要的动力。

在上述第三方面发明中，通过使滑阀70的螺杆侧缘部73沿着螺杆转子40的螺旋槽41倾斜，滑阀70的螺杆侧缘部73便能够整体同时与螺杆转子40的周向密封面45重合。因此，根据该方面发明，能够充分确保气缸部30内周面35上的旁路通路33的开口部34中与螺旋槽41重合之部分的面积。

在上述第四方面发明中，气缸部30内周面35上的旁路通路33的开口部34整体，暂时朝着与低压空间S1之间被闸51隔开的流体室23敞开。因此，在流体室23内的流体由闸51向旁路通路33挤出的那段时间内，能够使气缸部30内周面35上的旁路通路33的开口部34中与螺旋槽41重合之部分的面积最大，从而能够进一步可靠地减少为向旁路通路33挤出流体室23内的流体所需要的动力。

附图说明

图1是示出单螺杆式压缩机的主要部分之结构的纵剖视图。

图2是示出图1中A-A剖面的横剖视图。

图3是选出单螺杆式压缩机的主要部分而示的立体图。

图4是螺杆转子的立体图。

图5是滑阀的立体图。

图6是滑阀的主视图。

图7是将圆筒部、滑阀以及闸转子也一起示出的螺杆转子的展开图。

图8(A)、图8(B)以及图8(C)是示出单螺杆式压缩机的压缩机构的工作情况的俯视图，图8(A)表示吸入过程；图8(B)表示压缩过程；图8(C)表示喷出过程。

图9(a)到图9(f)是螺杆转子的展开图，示出了旁路通路的开口部和螺旋槽的相对位置随时间的变化情况。

图10是图9(b)的放大图。

图11(A)和图11(B)是将旁路通路的开口部和闸转子也一起示出的螺杆转子的展开图，图11(A)是图9(d)的放大图，图11(B)是图9(e)的放大图。

图12是图9(f)的放大图。

图13是示出螺杆转子的旋转角度和实际旁路面积之关系的曲线图。

图14是示出螺杆转子的旋转角度和流体室内的制冷剂压力之关系的曲线图。

图15(A)和图15(B)是实施方式的变形例1中螺杆转子的展开图，图15(A)是相当于图7的图；图15(B)是相当于图12的图。

图16是实施方式的变形例1中螺杆转子的展开图，示出流体室即将与旁路通路切断以前的状态。

图17(A)和图17(B)是实施方式的变形例2中螺杆转子的展开图，图17(A)是相当于图7的图；图17(B)是相当于图12的图。

图18(A)和图18(B)是实施方式的变形例2中螺杆转子的展开图，图18(A)是相当于图7的图；图18(B)是相当于图12的图。

图19(A)和图19(B)实施方式的变形例3中螺杆转子的展开图，图19(A)是相当于图7的图；图19(B)是相当于图12的图。

图20(A)和图20(B)是实施方式的变形例3中螺杆转子的展开图，图20(A)是相当于图7的图；图20(B)是相当于图12的图。

图21是现有单螺杆式压缩机的将圆筒部、滑阀以及闸转子一起示出的螺杆转子的展开图。

图22(a)到图22(f)是现有单螺杆式压缩机中的螺杆转子的展开图，示出了旁路通路的开口部和螺旋槽的相对位置随时间的变化情况。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式做详细说明。本实施方式中的单螺杆式压缩机1(以下简称为螺杆式压缩机)设置在进行制冷循环的制冷剂回路中，对制冷剂进行压缩。

如图1、图2所示，螺杆式压缩机1构成为半密闭型。在该螺杆式压缩机1中，压缩机构20和驱动它的电动机装在一个金属制机壳10内。压缩机构20经驱动轴21与电动机相连结。在图1中，省略了电动机。机壳10的内部空间被划分为从制冷剂回路的蒸发器引入低压制冷剂且将该低压气态制冷剂朝着压缩机构20引导的低压空间S1、和从压缩机构20喷出的高压气态制冷剂会流入的高压空间S2。

压缩机构20包括：形成在机壳10内的圆筒壁30、插在该圆筒壁30中的一个螺杆转子40和与该螺杆转子40相啮合的两个闸转子50。

圆筒壁30形成为近似圆筒状，设置成覆盖螺杆转子40的外周面49。该圆筒壁30构成隔离壁部。圆筒壁30的一部分被切掉，该被切割部分成为吸入用开口36。

驱动轴21插在螺杆转子40中。螺杆转子40和驱动轴21由键22连结。驱动轴21的轴心和螺杆转子40的轴心一致。驱动轴21的端部由位于压缩机构20的高压一侧(设图1中驱动轴21的轴向为左右方向时的右侧)的轴承保持架60支撑而能够自由旋转。该轴承保持架60经滚珠轴承61支撑驱动轴21。

如图3、图4所示，螺杆转子40是形成为近似圆柱状的金属制部件。螺杆转子40能够旋转地插入圆筒壁30中。在螺杆转子40上形成有从螺杆转子40的一端向另一端螺旋状延伸的多个螺旋槽41(本实施方式中为6个)。各个螺旋槽41是形成在螺杆转子40的外周部的凹槽，形成流体室23。

就螺杆转子40上的各个螺旋槽41而言，图4中各螺旋槽41的左端为始端；该图中的右端为终端。此外，该图中螺杆转子40的左端部(吸入侧端部)形成为锥面。在图4所示的螺杆转子40中，螺旋槽41的始端朝着螺杆转子40的形成为锥面状的左端面敞开。另一方面，螺旋槽41的终端却不朝着螺杆转子40的右端面敞开。各螺旋槽41中，位于螺杆转子40的旋转方向之前方的侧壁面成为前方壁面42，位于螺杆转子40的旋转方向之后方的侧壁面成为后方壁面43。

螺杆转子40的外周面49中被相邻的两个螺旋槽41所夹的那部分外周面构成周向密封面45。周向密封面45的周缘中位于螺杆转子40的旋转方向之前方的部分成为前缘46，位于螺杆转子40的旋转方向之后方的部分成为后缘47。螺杆转子40的外周面49中，与螺旋槽41的终端相邻的部分构成轴向密封面48。该轴向密封面48是顺着螺杆转子40的端面形成的圆周面。

如上所述，螺杆转子40插入在圆筒壁30中。螺杆转子40的周向密封面45和轴向密封面48与圆筒壁30的内周面35滑动接触。

此外，螺杆转子40的周向密封面45和轴向密封面48与圆筒壁30的内周面35并非物理接触，在二者间设有为让螺杆转子40平稳旋转所需的最小限度的间隙。由冷冻机油形成的油膜形成在螺杆转子40的周向密封面45和轴向密封面48与圆筒壁30的内周面35之间，流体室23的气密性由该油膜确保。

各个闸转子50是形成为长方形板状的多个(本实施方式中为11个)闸51放射状地设置而成的树脂制部件。各个闸转子50布置在圆筒壁30的外侧，相对于螺杆转子40的转轴轴对称。也就是说，在本实施方式的螺杆式压缩机1中，两个闸转子50绕螺杆转子40的旋转中心轴以等角度间隔(本实施方式中间隔为180°)布置着。各个闸转子50的轴心与螺杆转子40的轴心正交。各个闸转子50布置为：闸51穿过圆筒壁30的一部分，与螺杆转子40的螺旋槽41啮合。

与螺杆转子40上的螺旋槽41啮合的闸51的两侧部分与螺旋槽41的前方壁面42或后方壁面43滑动接触，该闸51的顶端部与螺旋槽41的底壁面44滑动接触。此外，在与螺旋槽41啮合的闸51和螺杆转子40之间设有为让螺杆转子40平稳旋转所需的最小限度的间隙。由冷冻机油形成的油膜形成在与螺旋槽41啮合的闸51和螺杆转子40之间，流体室23的气密性由该油膜确保。

闸转子50安装在金属制转子支撑部件55上(参照图2、图3)。转子支撑部件55包括基部56、臂部57以及轴部58。基部56形成为厚度较厚的圆板状。臂部57的设置数量与闸转子50的闸51的设置数量相等，该臂部57呈放射状地从基部56的外周面向外侧延伸。轴部58形成为棒状且立设于基部56。轴部58的中心轴与基部56的中心轴相一致。闸转子50安装在基部56和臂部57的与轴部58相反一侧的面上。各个臂部57与闸51的背面紧密接触。

已装上了闸转子50的转子支撑部件55装在闸转子室90内(参照图2)，对机壳10内部空间进行划分而形成该闸转子室90，该闸转子室90与圆筒壁30相邻。布置在图2中螺杆转子40右侧的转子支撑部件55布置成闸转子50位于下端一侧。另一方面，布置在该图2中螺杆转子40左侧的转子支撑部件55布置成闸转子50位于上端一侧。各个转子支撑部件55的轴部58经滚珠轴承92、93由闸转子室90内的轴承壳91支撑，能够自由旋转。此外，各个闸转子室90与低压空间S1连通。

在螺杆式压缩机1中设置有用来调节容量的滑阀70。该滑阀70设置在滑阀收纳部31内，滑阀收纳部31是圆筒壁30在其圆周方向上两个地方朝径向外侧鼓起之部分，形成为自喷出侧端部(图1中右端)朝着吸入侧端部(图1中左端)延伸的近似半圆筒形状。滑阀70构成为能够沿圆筒壁30的轴向滑动，在被插在滑阀收纳部31内的状态下，滑阀70与螺杆转子40的圆周面相对。滑阀70的详细情况后述。

在机壳10内，圆筒壁30的外侧形成有连通路32。连通路32与各个滑阀收纳部31一一相对应地形成。连通路32是一沿圆筒壁30的轴向延伸的通路，其一端朝着低压空间S1敞开，另一端朝着滑阀收纳部31吸入侧端部敞开。圆筒壁30中与连通路32的另一端(图1中右端)相邻的部分构成滑阀70的端面P2紧密接触的密封部11。在密封部11，与滑阀70的端面P2相对的面构成配合面P1。该圆筒壁30的配合面P1呈与滑阀70的端面P2相对应的形状，整体能够与滑阀70的端面P2紧密接触。

当滑阀70靠近高压空间S2(图1中设驱动轴21的轴向为左右方向时的靠右侧)地移动时，会在滑阀收纳部31的端面P1和滑阀70的端面P2之间形成轴向间隙。该轴向间隙与连通路32一起构成用以使制冷剂自流体室23返回低压空间S1的旁路通路33。也就是说，旁路通路33的一端与低压空间S1连通，另一端形成在圆筒壁30的内周面35上。在滑阀收纳部31的端面P1和滑阀70的端面P2相互分离的状态下，形成在二者间的开口成为圆筒壁30内周面35上的旁路通路33的开口部34。当滑阀70移动时，旁路通路33的开口部34的面积发生变化，压缩机构20的容量发生变化。

在所述螺杆式压缩机1中设置有用来驱动滑阀70的滑阀驱动机构80(参照图1)。该滑阀驱动机构80包括汽缸81、活塞82、臂84、连结杆85以及弹簧86。该汽缸81固定在轴承保持架60上；活塞82安装在该汽缸81内；该臂84与该活塞82的活塞杆83相连结；该连结杆85连结该臂84和滑阀70；该弹簧86向图1中右方(使臂84离开机壳10的方向)推压臂84。

在图1所示的滑阀驱动机构80中，活塞82的左侧空间(活塞82的靠近螺杆转子40一侧的空间)的内压比活塞82的右侧空间(活塞82的靠近臂84一侧的空间)的内压高。滑阀驱动机构80构成为：通过对活塞82的右侧空间的内压(即右侧空间内的气态制冷剂的压力)进行调节来调整滑阀70的位置。

在螺杆式压缩机1的运转过程中，压缩机构20的吸入压力作用在滑阀70的一个轴向端面上，压缩机构20的喷出压力作用在滑阀70的另一个轴向端面上。因此，在螺杆式压缩机1的运转过程中，向低压空间S1侧推压滑阀70的推压力总是作用在滑阀70上。因此，如果改变滑阀驱动机构80中的活塞82的左侧空间和右侧空间的内压，则使滑阀70返回高压空间S2一侧之方向上的力的大小就会变化。其结果是滑阀70的位置会变化。

适当地参考图5到图7说明滑阀70的详细构造和圆筒壁30内周面35上的旁路通路33的开口部34的详细形状。

如图5、图6所示，滑阀70由阀体部71、导向部75以及连结部77构成。在该滑阀70中，阀体部71、导向部75以及连结部77由一个金属制部件构成。也就是说，阀体部71、导向部75以及连结部77形成为一体。

阀体部71呈切掉实心圆柱的一部分后所形成之形状，以所切部分朝向螺杆转子40的状态设置在机壳10内。阀体部71中，与螺杆转子40面对面的相对面72为其曲率半径与圆筒壁30的内周面35的曲率半径相等的圆弧面，沿阀体部71的轴向延伸。该阀体部71的相对面72与螺杆转子40滑动接触。

在阀体部71，两个端面成为倾斜于阀体部71轴向的倾斜面。已成为倾斜面的该阀体部71的端面的倾斜度与螺杆转子40的螺旋槽41的倾斜度大致相等。图6中阀体部71的左端面构成滑阀70的端面P2。也就是说，滑阀70的端面P2沿着螺杆转子40的螺旋槽41的延伸方向倾斜。该端面P2与阀体部71的相对面72正交。而且，滑阀70的端面P2的周缘部中与螺杆转子40相邻的部分(即形成端面P2和相对面72的交界的缘部)成为螺杆侧缘部73。

导向部75形成为断面“T”字形的柱状。在该导向部75，与“T”字形的上边一横部分相对应的侧面(亦即图5中面对识图者的侧面)成为曲率半径与圆筒壁30的内周面35的曲率半径相等的圆弧面，并构成与轴承保持架60的外周面滑动接触的滑动面76。滑阀70中，导向部75设置成其滑动面76与阀体部71的相对面72朝向同一侧且在它和阀体部71之间留有间隔。

连结部77形成为较短的柱状，并连结阀体部71和导向部75。该连结部77设置在偏向于与阀体部71的相对面72、引导部75的滑动面76相反一侧的位置上。并且，在滑阀70中，阀体部71与导向部75之间的空间和引导部75的背面一侧(即与滑动面76相反的一侧)的空间形成喷出气态制冷剂的通路，阀体部71的相对面72和引导部75的滑动面76之间成为喷出口25。高压空间S2经该喷出口25与流体室23相连通。

如图7所示，在滑阀70的端面P2与圆筒壁30的配合面P1分离的状态下，旁路通路33在圆筒壁30的内周面35敞开。也就是说，圆筒壁30内周面35上的旁路通路33的开口部34被滑阀70的端面P2和圆筒壁30的配合面P1夹住。

如上所述，就滑阀70的端面P2而言，其周缘部中与螺杆转子40相邻的那一部分周缘部成为螺杆侧缘部73。该螺杆侧缘部73将其以平面展开时的形状是，成为沿螺杆转子40的周向密封面45的前缘46和后缘47倾斜的直线(即沿螺旋槽41的延伸方向，沿相对于螺杆转子40的周向成规定角度方向延伸的直线)。该螺杆侧缘部73成为一个能够整体与螺杆转子40的周向密封面45重合的形状。

如上所述，圆筒壁30的配合面P1成为与滑阀70的端面P2相对应的形状，整体能够与滑阀70的端面P2紧密接触。具体而言，圆筒壁30的配合面P1与圆筒壁30的内周面35正交。就圆筒壁30的配合面P1而言，其周缘部中与螺杆转子40相邻的那一部分周缘部(即形成配合面P1和内周面35交界的缘部)成为螺杆侧缘部13。该螺杆侧缘部13与滑阀70的螺杆侧缘部73平行。也就是说，当将圆筒壁30的螺杆侧缘部13和滑阀70的螺杆侧缘部73在平面上展开时，成为两者相互平行的直线。因此，将圆筒壁30内周面35上的旁路通路33的开口部34在平面上展开时，其形状为平行四边形。

-工作情况-

首先，参照图8(A)到图8(C)对螺杆式压缩机1整体的工作情况进行说明。

螺杆式压缩机1中的电动机一启动，螺杆转子40便随着驱动轴21旋转而旋转。闸转子50也伴随该螺杆转子40的旋转而旋转，压缩机构20反复进行吸入过程、压缩过程以及喷出过程。在此，着眼于图8(A)到图8(C)中用网点图案表示的流体室23进行说明。

在图8(A)中，用网点图案表示的流体室23与低压空间S1连通。而且，形成该流体室23的螺旋槽41与位于该图下侧的闸转子50的闸51啮合。螺杆转子40旋转时，该闸51向螺旋槽41的终端相对移动，流体室23的容积随之增大。其结果是，低压空间S1的低压气态制冷剂被吸入流体室23。

螺杆转子40进一步旋转，成为图8(B)所示的状态。在该图中，用网点图案表示的流体室23处于完全封闭状态。也就是说，已形成了该流体室23的螺旋槽41与位于该图上侧的闸转子50的闸51啮合，螺旋槽41借助该闸51与低压空间S1隔开。之后，当闸51伴随着螺杆转子40的旋转而向螺旋槽41的终端相对移动时，流体室23的容积逐渐缩小。其结果是，流体室23内的气态制冷剂被压缩。

螺杆转子40进一步旋转，成为图8(C)所示的状态。在该图中，用网点图案表示的流体室23处于经喷出口25与高压空间S2连通的状态。之后，当闸51伴随螺杆转子40的旋转向螺旋槽41的终端相对移动时，已压缩的制冷剂气体便被逐渐地从流体室23内向高压空间S2挤出。

接下来，参考图1对使用了滑阀70的压缩机构20的容量调节进行说明。应予说明，该压缩机构20的容量和螺杆式压缩机1的工作容量意思相同，指的是“每单位时间从压缩机构20喷向高压空间S2的制冷剂的量”。

在滑阀70被推到图1最左侧的状态下，滑阀70的端面P2被推到密封部13的配合面P1上，压缩机构20的容量最大。也就是说，在该状态下，旁路通路33被滑阀70的阀体部71完全堵住，从低压空间S1被吸入流体室23的气态制冷剂全部喷向高压空间S2。

另一方面，当滑阀70向图1右侧后退，滑阀70的端面P2离开配合面P1时，旁路通路33在圆筒壁30的内周面35处敞开。在该状态下，从低压空间S1被吸入流体室23的气态制冷剂一部分从处于压缩过程途中的流体室23经旁路通路33返回低压空间S1，剩余部分则被压缩后再喷向高压空间S2。之后，滑阀70的端面P2和滑阀收纳部31的配合面P1之间的间隔增大，则伴随于此通过旁路通路33返回低压空间S1之制冷剂的量会增多，喷向高压空间S2的制冷剂的量会减少(也就是说，压缩机构20的容量减小)。

此外，从流体室23喷向高压空间S2的制冷剂，首先流入形成在滑阀70上的喷出口25。之后，该制冷剂再通过形成在滑阀70的导向部75背面一侧的通路流入高压空间S2。

-实际旁路面积的变化-

如上所述，在滑阀70的端面P2与圆筒壁30的配合面P1相分离的状态下，旁路通路33的开口部34出现在圆筒壁30的内周面35上。另一方面，在螺杆转子40的旋转过程中，螺杆转子40的螺旋槽41不断地朝着螺杆转子40的周向移动。流体室23内的制冷剂通过旁路通路33的开口部34中与螺旋槽41重合的那部分开口部向旁路通路33流出。

这里，适当地参照图9(a)到图9(f)、图10、图11(A)和图11(B)、图12以及图13，着眼于形成在螺杆转子40上的一个螺旋槽41a，对旁路通路33的开口部34中与螺旋槽41a重合的那部分开口部的面积(以下称其为“实际旁路面积”)的变化。

此外，图9(a)到图9(f)、图10、图11(A)和图11(B)以及图12，在螺杆转子40的展开图上示出一个闸转子50和由与该闸转子50相对应的滑阀70形成的旁路通路33的开口部34。图9(a)到图9(f)、图10、图11(A)和图11(B)以及图12所示旁路通路33的开口部34，处在滑阀70的端面P2和圆筒壁30的配合面P1的距离最大的状态(即压缩机构20的容量最小之状态)下。而且，在图9(a)到图9(f)、图10、图11(A)和图11(B)以及图12中，现有旁路通路的开口部534以虚线表示。该现有旁路通路的开口部534也处在压缩机构的容量最小之状态下。

图9(a)示出了现有旁路通路的开口部534即将与螺旋槽41a重合以前的状态。螺杆转子40自该状态旋转成为图9(b)所示的状态，该图9(b)所示的状态是本实施方式的旁路通路33的开口部34即将与螺旋槽41a重合以前的状态，图10中也放大示出了该状态。

螺杆转子40自该图9(b)所示的状态旋转，位于螺旋槽41a前方的周向密封面45a的后缘47a通过圆筒壁30的螺杆侧缘部13，旁路通路33的开口部34的一部分与螺旋槽41a重合。其结果是，由螺旋槽41a形成的流体室23a与旁路通路33连通，制冷剂开始从该流体室23a向旁路通路33流出。到成为后述图9(d)所示的状态以前的那段时间内，实际旁路面积逐渐增大。

螺杆转子40自图9(b)的状态旋转成为图9(c)所示的状态。该图9(c)所示的状态，是一个由螺旋槽41a形成的流体室23a被由进入到该螺旋槽41a的始端里来的闸51隔着而与低压空间S1隔开之时刻的状态。也就是说，在即将到达图9(c)的状态以前，由螺旋槽41a形成的流体室23a在螺旋槽41a的始端一侧与低压空间S1连通。因此，在即将到达图9(c)的状态以前，流体室23a内的制冷剂压力被保持在一个大致与低压空间S1内的制冷剂压力相等的值上。在到达图9(c)的状态后不久，流体室23a内的制冷剂仅经旁路通路33被返送回低压空间S1。

螺杆转子40自图9(c)所示的状态旋转成为图9(d)所示的状态。该图9(d)所示的状态是一个位于螺旋槽41a前方的周向密封面45a的后缘47a即将超过滑阀70的螺杆侧缘部73以前的状态，图11(A)也放大示出该状态。螺杆转子40自图9(d)的状态旋转成为图9(e)所示的状态。图11(B)也放大示出该状态，该图9(e)所示的状态，是一个位于螺旋槽41a后方的周向密封面45b的前缘46b开始与圆筒壁30的螺杆侧缘部13交叉以前之时刻的状态。在自图9(d)的状态到达图9(e)所示的状态为止的那段时间内，旁路通路33的开口部34整体继续与螺旋槽41a重合，实际旁路面积保持在一个与旁路通路33的开口部34的面积A₀相等的值上。

螺杆转子40自图9(e)的状态旋转时，实际旁路面积逐渐缩小，不久成为图9(f)所示的状态。该图9(f)所示的状态，是一个位于螺旋槽41a后方的周向密封面45b的前缘46b即将超过滑阀70的螺杆侧缘部73以前的状态，图12也放大示出该状态。在该图9(f)所示的状态下，滑阀70的螺杆侧缘部73整体与周向密封面45b重合。

在成为该图9(f)所示之状态的那一时刻，由螺旋槽41a形成的流体室23a与旁路通路33切断，该流体室23a成为完全与低压空间S1切断的封闭空间。当螺杆转子40自图9(f)所示的状态旋转时，流体室23a的容积由于闸51的移动而缩小，流体室23a内的制冷剂被压缩。

若用曲线图来表示上述实际旁路面积的变化情况，则如图13所示。如该图13中实线所示，本实施方式中的实际旁路面积，自图9(b)所示的状态逐渐增大，在该图9(d)所示的状态下成为最大值(即与旁路通路33的开口部34的面积A₀相等的值)。之后，实际旁路面积，在成为该图9(e)所示的状态为止的那段时间内保持为最大，在到达该图9(f)之状态的那段时间内逐渐缩小。

此外，图13中，用虚线表示与现有旁路通路的开口部534相关的实际旁路面积的变化情况。如图9(a)所示，现有旁路通路的开口部534，在比本实施方式的旁路通路33的开口部34早的时刻开始与螺旋槽41a重合。因此，与本实施方式相比，与现有旁路通路的开口部534相关的实际旁路面积在螺杆转子40旋转角度较小的时刻开始增大。

之后，与现有旁路通路的开口部534相关的实际旁路面积伴随着螺杆转子40之旋转逐渐增大，但是其增大比例比本实施方式缓慢。螺杆转子40进一步旋转，与现有旁路通路的开口部534相关的实际旁路面积，在不久达到最大值以后，逐渐开始缩小，在到达图9(f)之状态的那一时刻成为零。

从图9(c)和图9(d)明显可知，现有旁路通路的开口部534总是有一部分不与螺旋槽41a重合，没有整体同时与螺旋槽41a重合的时候。因此，与现有旁路通路的开口部534相关的实际旁路面积，其最大值小于开口部534的面积A₀。

这样一来，在本实施方式中，实际旁路面积的最大值比现有技术大。特别是，在本实施方式中，由螺旋槽41a形成的流体室23a与低压空间S1之间被被闸51隔开之后的规定时间内，实际旁路面积保持在一个与旁路通路33的开口部34的面积A₀相等的值上。因此，在本实施方式中，在流体室23a与低压空间S1之间被闸51隔开后，能够将制冷剂通过旁路通路33的开口部34之际的压力损失控制得尽可能低。

在本实施方式中，在旁路通路33的开口部34与螺旋槽41a重合的那段时间的最后时刻的实际旁路面积比与现有旁路通路的开口部534相关的实际旁路面积大(参照图13)。因此，制冷剂通过旁路通路33的开口部34之际的压力损失能够抑制得较低，从而能够将该压力损失所引起的流体室23a内压的上升抑制得较低。

-实施方式的效果-

在本实施方式中，因为滑阀70的端面P2沿着形成在螺杆转子40上的螺旋槽41的延伸方向倾斜，所以气缸部30内周面35上的旁路通路33的开口部34也成为沿着形成在螺杆转子40上的螺旋槽41的延伸方向倾斜的形状。因此，能够使气缸部30内周面35上的旁路通路33的开口部34中与螺旋槽41重合的那一部分开口部的面积(即实际旁路面积)增大，从而能够减少流体室23内的制冷剂向旁路通路33流出之际的压力损失。因此，根据本实施方式，能够减少向旁路通路33挤出流体室23内的制冷剂时所需要的动力，从而能够使螺杆式压缩机1在旁路通路33在气缸部30内周面35敞开的状态(即螺杆式压缩机1的工作容量设定在小于最大值的状态)下的工作效率提高。

在本实施方式中，通过使滑阀70的螺杆侧缘部73沿着螺杆转子40的螺旋槽41倾斜，滑阀70的螺杆侧缘部73便能够整体同时与螺杆转子40的周向密封面45重合。因此，根据本实施方式，能够可靠地使滑阀70的螺杆侧缘部73成为沿着螺杆转子40的螺旋槽41的延伸方向的形状，其结果是，能够充分确保实际旁路面积。

在本实施方式中，气缸部30内周面35上的旁路通路33的开口部34整体暂时朝着被闸51隔着而与低压空间S1隔开的流体室23敞开(参照图11(A)和图11(B))。因此，在流体室23内的制冷剂由闸51向旁路通路33挤出的那段时间内，能够使实际旁路面积最大，从而能够进一步可靠地减少为向旁路通路33挤出流体室23内的流体所需要的动力。

如上所述，在本实施方式中，能够将流体室23内的制冷剂向旁路通路33流出之际的压力损失抑制得比现有技术少。因此，根据本实施方式，能够抑制流体室23内的制冷剂压力由于流体室23内的制冷剂在向旁路通路33流出之际所产生的压力损失而上升，从而能够减小过压缩造成的损失。下面参照图14对这一点进行说明。

首先，对在现有螺杆式压缩机中流体室523内的制冷剂压力的变化情况做说明。如图14中虚线所示，到该流体室523被闸完全关闭以前，现有螺杆式压缩机中流体室523内的制冷剂压力保持在大致与低压空间内的制冷剂压力LP相等的值上。另一方面，当流体室523被闸封闭以后，在流体室523与旁路通路533连通的状态下，也是流体室523内的制冷剂压力慢慢上升。流体室523内的制冷剂压力慢慢上升的理由如下：因为在流体室523内的制冷剂向旁路通路533流出之际产生压力损失，所以如果流体室523内的制冷剂压力不比低压空间内的制冷剂压力LP高，制冷剂就不会从流体室523向旁路通路533流出。之后，当流体室523与旁路通路533切断而成为封闭空间时，流体室523内的制冷剂压力急速上升，暂时成为比高压空间内的制冷剂压力HP高的值。流体室523内的制冷剂，之后开始向高压空间流出，流体室523内的制冷剂压力不断地接近高压空间内的制冷剂压力HP。

接着，说明在本实施方式的螺杆式压缩机1中流体室23内的制冷剂压力是如何变化的。图9(a)和图9(b)所示，本实施方式中旁路通路33开始与流体室23连通的时刻比现有技术下旁路通路33开始与流体室23连通的时刻晚。因此，本实施方式中，流体室23内的制冷剂压力，最初比现有技术下的压力高，如图14中实线所示。但是，在本实施方式中，与现有技术相比实际旁路面积急剧增大，如图13所示。因此，与现有技术相比，流体室23内的制冷剂压力是缓慢上升的，在流体室23与旁路通路33切断的那一时刻比现有技术低。也就是说，在本实施方式中，在流体室23完全与低压空间S1切断的那一时刻，流体室23内的制冷剂压力比现有技术低。因此，在本实施方式中，流体室23内的制冷剂压力的最高值比现有技术低。

因此，根据本实施方式，能够将流体室23内的制冷剂即将开始向高压空间S2喷出以前流体室23内的制冷剂压力控制得比现有技术低。因此，根据本实施方式，能够减少使螺杆转子40旋转而压缩流体室23内的制冷剂所需要的动力，从而能够降低所谓的过压缩损失。

-实施方式的变形例1-

如图15所示，在本实施方式中，滑阀70的螺杆侧缘部73可以形成为与螺杆转子40的周向密封面45的前缘46平行之形状。如图15B所示，在本变形例中，在流体室23a与旁路通路33切断的那一时刻，滑阀70的螺杆侧缘部73整体与位于流体室23a后方的周向密封面45b的前缘46b重合。

在本变形例中，圆筒壁30的螺杆侧缘部13成为与滑阀70的螺杆侧缘部73相对应的形状。也就是说，在本变形例中，不仅滑阀70的螺杆侧缘部73形成为与螺杆转子40的周向密封面45的前缘46平行的形状，圆筒壁30的螺杆侧缘部13也形成为与螺杆转子40的周向密封面45的前缘46平行的形状。

如图16所示，在本变形例中，滑阀70的螺杆侧缘部73，在流体室23a即将与旁路通路33切断的以前持续暴露于流体室23a。因此，根据本变形例，在流体室23a与旁路通路33连通的那段时间的最终时刻，也能够使旁路通路33的开口部中与螺旋槽41a重合的那一部分开口部的面积(即实际旁路面积)成为一个尽可能大的值。其结果是，能够可靠地降低流体室23a内的制冷剂向旁路通路33流出之际的压力损失，从而能够可靠地减少将流体室23a内的流体向旁路通路33挤出时所需要的动力。

-实施方式的变形例2-

如图17(A)和图17(B)以及图18(A)和图18(B)所示，在本实施方式中，滑阀70的螺杆侧缘部73的形状，可以是其延伸方向和螺杆转子40的周向(即螺杆转子40的旋转方向)所成的角度比图7所示情形稍小那样的形状。图17(A)和图17(B)以及图18(A)和图18(B)任一图所示的形状都是圆筒壁30的螺杆侧缘部13与滑阀70的螺杆侧缘部73平行。

如图17(B)所示，螺旋槽41a完全与旁路通路33切断的那一时刻，图17(A)和图17(B)所示滑阀70的螺杆侧缘部73整体与位于螺旋槽41a后方的周向密封面45b重合。在该时刻，滑阀70的螺杆侧缘部73，其一端与周向密封面45b的前缘46b重合，另一端与周向密封面45b的后缘47b重合。

图18(A)和图18(B)所示滑阀70的螺杆侧缘部73，其延伸方向与螺杆转子40的周向所成的角度比图17(A)和图17(B)所示的角度更小。如图18(B)所示，在螺旋槽41a完全与旁路通路33切断的那一时刻，该图18(A)和图18(B)所示滑阀70的螺杆侧缘部73仅有一部分与位于螺旋槽41a后方的周向密封面45b重合。

-实施方式的变形例3-

如图19(A)和图19(B)以及图20(A)和图20(B)所示，在本实施方式中，滑阀70的螺杆侧缘部73的形状可以是一个其延伸方向与螺杆转子40的周向(即螺杆转子40的旋转方向)所成的角度比图7所示角度稍大的形状。在图19(A)和图19(B)以及图20(A)和图20(B)任一图中，圆筒壁30的螺杆侧缘部13与滑阀70的螺杆侧缘部73平行。

如图19(B)所示，在螺旋槽41a与旁路通路33完全切断的那一时刻，图19(A)和图19(B)所示滑阀70的螺杆侧缘部73整体与位于螺旋槽41a后方的周向密封面45b重合。在该时刻，滑阀70的螺杆侧缘部73，其一端与周向密封面45b的后缘47b重合，另一端与周向密封面45b的前缘46b重合。

图20(A)和图20(B)所示滑阀70的螺杆侧缘部73，其延伸方向与螺杆转子40的周向所成的角度比图19(A)和图19(B)所示的角度更大。如该图20(B)所示，在螺旋槽41a完全与旁路通路33切断的那一时刻，该图20(A)和图20(B)所示滑阀70的螺杆侧缘部73仅有一部分与位于螺旋槽41a后方的周向密封面45b重合。

-实施方式的变形例4-

上述实施方式将本发明应用于单螺杆式压缩机。但除此以外，还可以将本发明应用于双螺杆式压缩机(所谓的罗宋式压缩机)。

此外，以下实施方式仅仅是本质上的优选示例而已，并无限制本发明、本发明的使用对象或本发明的用途等意图。

-产业实用性-

综上所述，本发明对于包括容量调节用滑阀的螺杆式压缩机来说很有用。

-符号说明-

1-单螺杆式压缩机(螺杆式压缩机)；10-机壳；23-流体室；30-圆筒壁(气缸部)；33-旁路通路；34-开口部；35-内周面；40-螺杆转子；41-螺旋槽；45-周向密封面；46-前缘；50-闸转子；51-闸；70-滑阀；73-螺杆侧缘部；P2-端面；S1-低压空间。

Claims (1)

1.一种螺杆式压缩机，其包括：螺杆转子(40)、机壳(10)、低压空间(S1)、旁路通路(33)以及滑阀(70)，该螺杆转子(40)上形成有用以形成流体室(23)的多个螺旋槽(41)，该机壳(10)具有用于插入所述螺杆转子(40)的气缸部(30)，该低压空间(S1)形成在所述机壳(10)内，压缩前的低压流体流入该低压空间(S1)中，该旁路通路(33)在所述气缸部(30)的内周面(35)处敞开，使所述流体室(23)与所述低压空间(S1)连通，该滑阀(70)通过沿所述螺杆转子(40)的轴向滑动而使所述气缸部(30)的内周面(35)上的所述旁路通路(33)的开口面积发生变化，其特征在于：

在所述滑阀(70)中，面向所述旁路通路(33)的端面(P2)沿所述螺旋槽(41)的延伸方向倾斜，

该螺杆式压缩机包括闸转子(50)，该闸转子(50)上放射状地形成有与所述螺杆转子(40)的螺旋槽(41)啮合的多个闸(51)；

在所述螺杆转子(40)旋转规定角度的时间内，所述气缸部(30)内周面(35)上的所述旁路通路(33)的开口部(34)整体朝着流体室(23)敞开，该流体室(23)与所述低压空间(S1)被所述闸(51)隔开。