JP2001289184A - スクリュー圧縮機の容量制御機構 - Google Patents
スクリュー圧縮機の容量制御機構Info
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- JP2001289184A JP2001289184A JP2000104907A JP2000104907A JP2001289184A JP 2001289184 A JP2001289184 A JP 2001289184A JP 2000104907 A JP2000104907 A JP 2000104907A JP 2000104907 A JP2000104907 A JP 2000104907A JP 2001289184 A JP2001289184 A JP 2001289184A
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Abstract
ドバルブを確実に保持でき、かつ、運転状態にあまり影
響を受けることなく、信頼性の高い迅速な制御ができる
をスクリュー圧縮機の容量制御機構を提供すること。 【解決手段】 パイロット弁体21を電動モータ50に
よってリンク機構55を介して右方に移動させると、制
御通路31の環状溝33と排出通路41とが連通して、
室12の流体圧力が低下するため、ピストン5は制御通
路31と排出通路41との連通が遮断される方向に移動
して、スライドバルブ2の圧力差から成る駆動力とシリ
ンダ室11,12の圧力差より発生するピストンの駆動
力との力がバランスしたところで停止する。このよう
に、ピストン5ひいてはスライドバルブ2はパイロット
弁体21に追従して倣うので、スライドバルブ2の軸方
向の位置はパイロット弁体21の軸方向位置で定まる。
Description
機の容量制御機構に関する。
としては、スライドバルブと駆動シリンダのピストンと
を連結部材で連結し、この駆動シリンダに供給する冷凍
機油を開閉弁によって制御して、駆動シリンダの位置を
定めて、スライドバルブの位置を定めて、容量を制御す
るようにしたものがある。
来のスクリュー圧縮機の容量制御機構では、駆動シリン
ダに供給する冷凍機油の量を開閉弁で制御して、スライ
ドバルブの位置を定めているため、次のような問題があ
った。すなわち、スクリュー圧縮機の運転状態によっ
て、油上がり(冷凍機油が回路に運ばれて、スクリュー
圧縮機に少なくなる状態)、冷媒の湿り運転、冷媒ひい
ては冷凍機油の急激な圧力の変動等によって、駆動シリ
ンダのピストンの位置が保持できないとか、ロードアッ
プ、ロードダウンができないとか、スライドバルブを迅
速に動かす迅速な制御ができないとかいった問題があっ
た。すなわち、従来のスクリュー圧縮機の容量制御機構
は、制御の信頼性が低いという問題があった。
ドバルブを外部の駆動モータで直接駆動して、容量を制
御することが考えられるが、大型で高出力の駆動モータ
が必要になるという問題がある。
駆動モータであっても、スライドバルブを確実に保持で
き、かつ、運転状態にあまり影響を受けることなく、信
頼性の高い迅速な制御ができるをスクリュー圧縮機の容
量制御機構を提供することにある。
め、請求項1の発明のスクリュー圧縮機の容量制御機構
は、両端面に高圧と低圧が作用するスライドバルブと、
このスライドバルブを移動させるピストンを有すると共
に、このピストンの両側に位置して高圧流体が導かれる
室を有し、さらに、上記ピストンに上記室に連通するよ
うに設けられた制御通路を有する駆動シリンダと、外周
に開口する一方低圧側に通じる排出通路を有すると共
に、上記ピストンに摺動自在に嵌合されたパイロット弁
体と、上記パイロット弁体を移動させる駆動手段とを備
えて、上記パイロット弁体の位置に応じて、上記ピスト
ンが上記制御通路と排出通路との連通が遮断されるよう
に軸方向に倣い移動するようにしたことを特徴してい
る。
ロット弁体を移動させて、制御通路と排出通路を連通さ
せると、制御通路の連通している室の流体は、制御通
路、排出通路を通して、低圧側に排出されて、上記室内
の流体の圧力は低下する。そのため、上記ピストンは、
上記制御通路と排出通路との連通を遮断する方向に移動
して、スライドバルブに作用する力と、ピストンの両側
室の圧力差から成る力とがバランスしたところで停止す
る。このように、パイロット弁体の位置に従ってピスト
ンが軸方向に移動するのである。
ルブの位置はパイロット弁体の位置に倣って定まるの
で、スライドバルブを確実に保持でき、かつ、連続的に
容量制御でき、さらに、油上がりや湿り運転などの冷凍
機油や冷媒の状態等の運転状態に影響されなくて信頼性
が高く、また、パイロット弁体を移動させるだけで、ス
ライドバルブを軸方向に移動できるので、迅速な容量制
御ができる。
動させればよいので、小さな力を出力する小さなもので
よい。
制御機構は、請求項1に記載のスクリュー圧縮機の容量
制御機構において、上記駆動手段は、上記パイロット弁
体をピストンの軸方向に進退移動させることを特徴とし
ている。
弁体を軸方向移動させると、そのパイロット弁体の位置
に倣って、上記制御通路と排出通路との連通を遮断する
まで、ピストンが軸方向に移動して、スライドバルブが
軸方向に移動する。このように、単に、パイロット弁体
を軸方向に移動させるだけで、スライドバルブの軸方向
の位置を制御できるので、構造が簡単、安価になる。
制御機構は、請求項2に記載のスクリュー圧縮機の容量
制御機構において、上記駆動手段は、電動モータとリン
ク機構からなることを特徴としている。
に構成できる。
制御機構は、請求項2に記載のスクリュー圧縮機の容量
制御機構において、上記駆動手段は、電動モータとラッ
クアンドピニオン機構からなることを特徴としている。
に構成できる。
制御機構は、請求項1に記載のスクリュー圧縮機の容量
制御機構において、上記駆動手段は、上記パイロット弁
体を回転移動させ、上記パイロット弁体の回転位置に応
じて、上記制御通路と排出通路との連通が遮断されるピ
ストンの軸方向の位置が変化して、上記ピストンが軸方
向に移動することを特徴としている。
弁体を回転させると、上記パイロット弁体の回転位置に
応じて、上記制御通路と排出通路との連通が遮断される
ピストンの軸方向の位置が変化して、上記ピストンが軸
方向に移動する。つまり、ピストンの軸方向の位置が、
パイロット弁体の回転角に応じて、変化して、スライド
バルブの軸方向の位置を制御できる。したがって、単
に、パイロット弁体を回転させるだけで、スライドバル
ブの軸方向の位置を制御できるので、駆動手段の構造が
簡単、安価になる。
制御機構は、請求項5に記載のスクリュー圧縮機の容量
制御機構において、上記パイロット弁体の外周に開口す
る排出通路の開口部は、略三角形をしていることを特徴
としている。
弁体を回転させると、上記排出通路の開口部が略三角形
をしているから、上記パイロット弁体の回転位置に応じ
て、上記制御通路と連通すべき排出通路の開口部の軸方
向の長さが変化する。したがって、上記ピストンが、上
記制御通路と排出通路との連通を遮断するまで軸方向に
移動する距離、つまり、つまり、ピストンの軸方向の位
置が、パイロット弁体の回転角に応じて、変化して、ス
ライドバルブの軸方向の位置を制御できる。
制御機構は、請求項5に記載のスクリュー圧縮機の容量
制御機構において、上記パイロット弁体の外周に開口す
る排出通路の開口部は、略螺旋形状をしていることを特
徴としている。
弁体を回転させると、上記排出通路の開口部が略螺旋形
状をしているから、上記パイロット弁体の回転位置に応
じて、上記制御通路と排出通路との連通が遮断されるピ
ストンの軸方向の位置が変化する。したがって、上記ピ
ストンが、上記制御通路と排出通路との連通を遮断する
まで軸方向に移動する距離、つまり、つまり、ピストン
の軸方向の位置が、パイロット弁体の回転角に応じて、
変化して、スライドバルブの軸方向の位置を制御でき
る。
態により詳細に説明する。
外周側に、そのスクリューロータ1の圧縮開始位置を制
御して容量を制御するスライドバルブ2を設けている。
このスライドバルブ2は、図示しないが、スクリューロ
ータ1側以外の三方をケーシングに囲まれていて、図2
に示すように、軸方向の両端面に、冷媒や冷凍機油から
なる流体の低圧LPと高圧HPとを受けて、矢印Xに示
すように、左方に付勢されている。上記スライドバルブ
2と駆動シリンダ3のピストン5とを連結部材6で連結
して、スライドバルブ2を駆動シリンダ3で駆動するよ
うにしている。上記ピストン5は、ピストン本体7とロ
ッド部8とからなる。上記ピストン本体7の両側に室1
1、12を形成し、各室11,12を夫々絞り15,1
6を介して、高圧HPの領域に連通させている。
0を設け、この貫通孔20にパイロット弁体21を軸方
向に摺動自在に嵌合している。上記ピストン5には、上
記室12に連通するポート32と、このポート32に連
通するように貫通孔20の内周に設けた広幅の環状溝3
3とからなる制御通路31を形成している。一方、上記
パイロット弁体21には、断面T字状の排出通路41を
形成し、この排出通路41は、スクリューロータ1の軸
部39の中心にある貫通孔42を通して、低圧LPの領
域に連通している。したがって、駆動シリンダ3の室1
2の冷媒ガスからなる高圧の流体は、制御通路31、排
出通路41および貫通孔42を通して、低圧LPの領域
に排出できるようになっている。なお、パイロット弁体
21の一端は、スクリューロータ1の軸部39の端部に
設けた拡大穴40に入っている。
ピン結合したリンク51、52からなるリンク機構55
を介してサーボモータ等の電動モータ50に結合してい
る。この電動モータ50とリンク機構55とで、駆動手
段の一例を構成する。
に、全負荷状態にあって、スライドバルブ2およピスト
ン5は左端の位置にあるとする。このとき、制御通路3
1と排出通路41との間は閉鎖されていて、駆動シリン
ダ3の室11,12の冷媒ガスからなる流体の圧力は共
に同じ高圧HPで、ピストン本体7の両端面の受圧面積
差による右方へ押圧する力と、スライドバルブ2の両端
面に働く圧力の差による左方へ押圧する力との和によっ
て、ピストン5を左方に付勢している。
ータ50によってリンク機構55を介して右方に移動さ
せると、制御通路31の環状溝33と排出通路41とが
連通して、図2において矢印Dに示すように流体が室1
2から排出されて、室12の流体圧力が低下するため、
ピストン5が図2に示すように右方に移動する。そし
て、制御通路31と排出通路41との連通が遮断される
と、室11と室12の圧力が同じになって、ピストン5
を右方に押圧する力がなくなって、ピストン5は停止す
る。もし、ピストン5が右方に行き過ぎた場合には、ピ
ストン5は全負荷のときと同様に、左方に押圧されるか
ら、制御通路31と排出通路41を連通させて、室12
の圧力を低下させて、そして、また、ピストン5を右方
に移動させて、制御通路31と排出通路41との連通を
遮断した瞬間の状態で停止して、スライドバルブ2を所
望に部分負荷状態またはアンロード状態で停止させる。
バルブ2はパイロット弁体21に追従して倣うので、ス
ライドバルブ2の軸方向の位置はパイロット弁体21の
軸方向位置で定まる。したがって、パイロット弁体21
の軸方向の位置を定めることによって、スライドバルブ
2を確実に保持でき、また、パイロット弁体21を連続
的に軸方向に移動させることによって、連続的に容量制
御できる。さらに、パイロット弁体21を軸方向に移動
させるだけで、ピストン5およびスライドバルブ2を軸
方向に移動させることができるので、油上がりや湿り運
転などの冷凍機油や冷媒の状態等の運転状態に影響され
なくて、信頼性が高く、また、迅速な容量制御ができ
る。
55を介して、あまり力のかからないパイロット弁体2
1を移動させればよいので、小さな力を出力する小さな
ものでよい。
形態では、電動モータ60が図1、2の実施の形態の電
動モータ50よりも駆動シリンダ3に近い位置に配置し
ている。この点のみが、図1、2の実施の形態と異な
る。したがって、図1、2の構成部と同一構成要素に
は、同一参照番号を付して説明を省略する。
してパイロット弁体21を駆動し、ピストン5がパイロ
ット弁体21の軸方向の移動に追従して軸方向に移動す
る点は図1、2の実施の形態と同様である。
動モータ70と、ラック72とピニオン75からなるラ
ックアンドピニオン機構とから構成した点が、図1、2
に示す実施の形態と異なる。したがって、図1、2に示
す実施の形態の構成要素と同一構成要素には同一参照番
号を付して説明を省略する。
端部に形成し、このラック72に噛合するピニオン75
を電動モータ70の出力軸に固定している。
ン75、ラック72を介してパイロット弁体71が軸方
向に進退して、このパイロット弁体71の位置にピスト
ン5が追従して、スライドバルブ2を軸方向に移動させ
る。
形成されている点のみが、図1、2に示すパイロット弁
体21と異なる。
弁体121の図6において矢印Rに示すような回転によ
り、ピストン105の制御通路81とパイロット弁体1
21の排出通路91との連通が遮断する位置が変化し
て、ピストン105が軸方向に移動するものである。
は、図7(A),(B)に示すように、外周に開口する
略直角三角形状の開口部92と、中心孔93と、この中
心孔93と開口部92とを接続する半径方向の孔94か
らなる。また、上記ピストン105の制御通路81は、
図8(A),(B)に示すように、上記略直角三角形状
の開口部92の斜辺と同じ方向に傾いた斜め方向の孔8
1からなる。
いが、回りとめを施している。また、駆動シリンダ3の
室12の高圧の流体は、パイロット弁体121の排出通
路91とスクリューロータ1の軸部39の通路42を通
って低圧LPの領域に排出できるようになっている。
しないサーボモータやステッピングモータ等の電動モー
タによってパイロット弁体121を回転させると、上記
排出通路91の開口部92が略直角三角形状をしている
から、図9から分かるように、上記パイロット弁体12
1の回転位置に応じて、上記制御通路81と連通すべき
排出通路91の開口部92の軸方向の長さが変化する。
したがって、上記ピストン105が、上記制御通路82
と排出通路91の直角三角形状の開口部92との連通を
遮断するまで軸方向に移動する距離、つまり、つまり、
ピストン105の軸方向の位置が、パイロット弁体12
1の回転角に応じて、変化して、スライドバルブ2の軸
方向の位置を制御できる。
させるだけで、スライドバルブ2の軸方向の位置を制御
できるので、駆動手段の構造が簡単、安価になる。
221を示している。このパイロット弁体221は排出
通路101を有し、この排出通路101は、外周に開口
する螺旋形状の一部をなす斜めの開口部102と、半径
方向の孔103と、中心孔104とからなっている。
と、上記排出通路101の開口部102が略螺旋形状を
しているから、上記パイロット弁体221の回転位置に
応じて、図8に示す制御通路81と排出通路101との
連通が遮断されるピストン105の軸方向の位置が変化
する。したがって、上記ピストン105が、上記制御通
路81と排出通路101との連通を遮断するまで移動す
る距離、つまり、つまり、ピストン105の軸方向の位
置が、パイロット弁体221の回転角に応じて、変化し
て、スライドバルブ2(図5,6参照)の軸方向の位置
を制御できる。
弁体121,221の排出通路91,101の開口部
は、直角三角形状あるいは螺旋形状であったが、パイロ
ット弁体の回転位置に応じて、上記制御通路と排出通路
との連通が遮断されるピストンの軸方向の位置が変化す
るものであれば、排出通路の開口部の形状はどのような
ものであってもよい。
明のスクリュー圧縮機の容量制御機構によれば、駆動手
段によってパイロット弁体を移動させて、ピストンの制
御通路とパイロット弁体の排出通路との連通を遮断する
まで、パイロット弁体の位置に従ってピストンを軸方向
に倣い移動させるので、スライドバルブを確実に保持で
き、かつ、連続的に容量制御でき、さらに、油上がりや
湿り運転などの冷凍機油や冷媒の状態等の運転状態に影
響されなくて信頼性が高い制御ができる。また、パイロ
ット弁体を移動させるだけなので、迅速な制御ができ、
かつ、駆動手段は小さな力を出力する小さなものでよく
なる。
制御機構によれば、駆動手段がパイロット弁体を軸方向
移動させると、そのパイロット弁体の位置に倣って、上
記制御通路と排出通路との連通を遮断するまで、ピスト
ンが軸方向に移動して、単に、パイロット弁体を軸方向
に移動させるだけで、スライドバルブの軸方向の位置を
制御できるので、構造が簡単、安価になる。
制御機構によれば、駆動手段が、電動モータとリンク機
構からなるので、駆動手段を簡単、安価に構成できる。
制御機構は、駆動手段が、電動モータとラックアンドピ
ニオン機構からなるので、駆動手段を簡単、安価に構成
できる。
制御機構によれば、駆動手段がパイロット弁体を回転さ
せると、上記パイロット弁体の回転位置に応じて、上記
制御通路と排出通路との連通が遮断されるピストンの軸
方向の位置が変化して、上記ピストンの軸方向の位置
が、パイロット弁体の回転角に応じて、変化して、スラ
イドバルブの位置を制御できるので、駆動手段の構造が
簡単、安価になる。
制御機構によれば、パイロット弁体の排出通路の開口部
が略三角形をしているので、パイロット弁体の回転位置
に応じて、上記制御通路と連通すべき排出通路の開口部
の軸方向の長さが変化して、ピストンの軸方向の位置が
変化して、スライドバルブの軸方向の位置を制御でき
る。
制御機構によれば、パイロット弁体の排出通路の開口部
が略螺旋形状をしているので、パイロット弁体の回転位
置に応じて、上記制御通路と排出通路との連通が遮断さ
れるピストンの軸方向の位置が変化して、スライドバル
ブの軸方向の位置を制御できる。
容量制御機構の全負荷時の断面図である。
御機構の部分負荷またはアンロード時の断面図である。
御機構の断面図である。
御機構の断面図である。
御機構の全負荷時の断面図である。
御機構の部分負荷またはアンロード時の断面図である。
体の正面図、図7(B)は上記パイロット弁体の断面図
である。
面図、図8(B)は上記実施の形態のピストンの断面図
である。
ロット弁体の排出通路との関係を示す図である。
示す図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 両端面に高圧と低圧が作用するスライド
バルブ(2)と、 このスライドバルブ(2)を移動させるピストン(5,
105)を有すると共に、このピストン(5,105)
の両側に位置して高圧流体が導かれる室(11,12)
を有し、さらに、上記ピストン(5,105)に上記室
(12)に連通するように設けられた制御通路(31,
81)を有する駆動シリンダ(3)と、 外周に開口する一方低圧側に通じる排出通路(41,9
1,101)を有すると共に、上記ピストン(5,10
5)に摺動自在に嵌合されたパイロット弁体(21,7
1,121,221)と、 上記パイロット弁体(21,71,121,221)を
移動させる駆動手段(50,55,60,65,70,
72,75)とを備えて、 上記パイロット弁体(21,71,121,221)の
位置に応じて、上記ピストン(5,105)が上記制御
通路(31,81)と排出通路(41,91,101)
との連通が遮断されるように軸方向に倣い移動するよう
にしたことを特徴とするスクリュー圧縮機の容量制御機
構。 - 【請求項2】 請求項1に記載のスクリュー圧縮機の容
量制御機構において、上記駆動手段(50,55,6
0,65,70,72,75)は、上記パイロット弁体
(21,71,121,221)をピストン(5,10
5)の軸方向に進退移動させることを特徴とするスクリ
ュー圧縮機の容量制御機構。 - 【請求項3】 請求項2に記載のスクリュー圧縮機の容
量制御機構において、上記駆動手段(50,55,6
0,65)は、電動モータ(50,60)とリンク機構
(55,65)からなることを特徴とするスクリュー圧
縮機の容量制御機構。 - 【請求項4】 請求項2に記載のスクリュー圧縮機の容
量制御機構において、上記駆動手段(70,72,7
5)は、電動モータ(70)とラックアンドピニオン機
構(72,75)からなることを特徴とするスクリュー
圧縮機の容量制御機構。 - 【請求項5】 請求項1に記載のスクリュー圧縮機の容
量制御機構において、上記駆動手段は、上記パイロット
弁体(121,221)を回転移動させ、上記パイロッ
ト弁体(121,221)の回転位置に応じて、上記制
御通路(81)と排出通路(91,101)との連通が
遮断されるピストン(105)の軸方向の位置が変化し
て、上記ピストン(105)が軸方向に移動することを
特徴とするスクリュー圧縮機の容量制御機構。 - 【請求項6】 請求項5に記載のスクリュー圧縮機の容
量制御機構において、上記パイロット弁体(121)の
外周に開口する排出通路(91)の開口部(92)は、
略三角形をしていることを特徴とするスクリュー圧縮機
の容量制御機構。 - 【請求項7】 請求項5に記載のスクリュー圧縮機の容
量制御機構において、上記パイロット弁体(221)の
外周に開口する排出通路(101)の開口部(102)
は、略螺旋形状をしていることを特徴とするスクリュー
圧縮機の容量制御機構。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000104907A JP3780813B2 (ja) | 2000-04-06 | 2000-04-06 | スクリュー圧縮機の容量制御機構 |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2001289184A true JP2001289184A (ja) | 2001-10-19 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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JP (1) | JP3780813B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7456852B2 (en) | 2002-03-27 | 2008-11-25 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Display apparatus, mobile terminal and luminance control method in the mobile terminal |
US8459963B2 (en) | 2007-10-10 | 2013-06-11 | Carrier Corporation | Screw compressor pulsation damper |
-
2000
- 2000-04-06 JP JP2000104907A patent/JP3780813B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7456852B2 (en) | 2002-03-27 | 2008-11-25 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Display apparatus, mobile terminal and luminance control method in the mobile terminal |
US8459963B2 (en) | 2007-10-10 | 2013-06-11 | Carrier Corporation | Screw compressor pulsation damper |
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