JP2003003976A - スクリュ圧縮機 - Google Patents
スクリュ圧縮機Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構造で、起動トルクの軽減を可能とし
たスクリュ圧縮機を提供する。 【解決手段】 スクリュ圧縮機１において、スクリュロ
ータ１３の吐出側端面に対向するケーシング１２の部分
に形成され、吸込口１７，吐出口１９に連通しないスク
リュロータ１３の歯溝３５と吸込口１７に連通する帰還
路３４とに開口し、歯溝３５を帰還路３４に連通させる
柱状空間部３２と、柱状空間部３２内に摺動可能に嵌挿
され、上記吐出側端面に向かって前進して歯溝３５と帰
還路３４とを非連通状態とする一方、逆方向に後退する
ことによりこの両者を連通状態とするピストン３３とか
らなるピストン弁３１を設け、ピストン３３の背面側空
間部３２Ａを、起動時には歯溝３５より圧力が低い吸込
口１７に連通させ、起動完了後は歯溝３５よりも圧力が
高い吐出口１９に連通させる圧力切換え流路３６を設け
た。
たスクリュ圧縮機を提供する。 【解決手段】 スクリュ圧縮機１において、スクリュロ
ータ１３の吐出側端面に対向するケーシング１２の部分
に形成され、吸込口１７，吐出口１９に連通しないスク
リュロータ１３の歯溝３５と吸込口１７に連通する帰還
路３４とに開口し、歯溝３５を帰還路３４に連通させる
柱状空間部３２と、柱状空間部３２内に摺動可能に嵌挿
され、上記吐出側端面に向かって前進して歯溝３５と帰
還路３４とを非連通状態とする一方、逆方向に後退する
ことによりこの両者を連通状態とするピストン３３とか
らなるピストン弁３１を設け、ピストン３３の背面側空
間部３２Ａを、起動時には歯溝３５より圧力が低い吸込
口１７に連通させ、起動完了後は歯溝３５よりも圧力が
高い吐出口１９に連通させる圧力切換え流路３６を設け
た。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スクリュ圧縮機、
特にインバータにより回転数制御されるスクリュ圧縮機
に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、スクリュ圧縮機において、その起
動トルクを軽減するために、種々の構造のスクリュ圧縮
機や制御方法が提案されている。例えば、インバータに
より回転数制御されるスクリュ圧縮機は公知であり、通
常、その起動に際しては、過大な起動トルクを回避する
ためにインバータにより徐々に圧縮機のモータの回転数
を上げて行く制御が行われる。しかしながら、冷凍機に
用いられるインバータ制御によるスクリュ圧縮機の場
合、起動時に、徐々に回転数を上げてゆくようにして
も、必ずしも起動トルクは軽減されない。即ち、この冷
凍機では、一般に圧縮機とその吐出側に逆止弁が設けら
れており、この逆止弁が正常に作動せず、圧縮機の吐出
側の圧力が異常に高くなり、上記モータに過大な負荷を
掛けることになる。 【０００３】また、スクリュ圧縮機の起動トルクを軽減
するためにスライド弁が用いられる場合（特開平6-1738
72号公報）、吸込み絞り弁が用いられる場合（特開平10
-220383号公報）がある。スライド弁は、周知のよう
に、互いに噛合う雌雄のスクリュロータの外周部に対向
して設けられ、かつ、駆動シリンダにより上記外周部に
沿って前後に移動可能に設けられる。そして、スライド
弁が吐出側に向かって後退することによりスクリュロー
タの歯溝部を吸込口に連通させる流路が開かれ、一旦吸
込んだガスの一部を吸込口に戻され、逆にスライド弁が
吸込み側に向かって、前進し、ストッパに当接すること
により、上記流路が閉られ、一旦吸込まれたガスは吸込
口に戻されることなく、その全てが圧縮され、吐出口か
ら吐出される。換言すれば、スクリュ圧縮機は、スライ
ド弁が吐出側に移動しているときに部分負荷運転状態と
なり、スライド弁が吸込み側に移動してゆくにつれて全
負荷運転状態に移行してゆくこととなり、この部分負荷
運転状態にすることにより、上記起動トルクが軽減され
る。 【０００４】一方、吸込み絞り弁は、吸込流路を開閉す
るもので、スクリュ圧縮機の起動時に、吸込み絞り弁を
閉じることにより、吸気が制限され、スクリュ圧縮機は
無負荷運転状態となり、起動トルクが軽減される。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】上述したように、スク
リュ圧縮機をインバータにより回転数制御しても、起動
トルクが必ずしも軽減されず、モータに過大な負荷を掛
ける場合がある。これに対して、スライド弁を用いて起
動トルクを軽減しようとすると、このスライド弁および
その摺動部に高精度の加工が要求され、かつ、その駆動
部も必要となり、構造が非常に複雑になるという問題が
ある。また、吸込み絞り弁を用いる場合、吸込み絞り弁
自体が複雑な構造を有するもので、非常にコスト高にな
るという問題がある。本発明は、斯る従来の問題をなく
すことを課題としてなされたもので、簡単な構造で、起
動トルクの軽減を可能としたスクリュ圧縮機を提供しよ
うとするものである。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、スクリュ圧縮機において、互いに噛合う
雌雄一対のスクリュロータの吐出側端面に対向するケー
シングの部分に形成され、吸込口および吐出口のいずれ
にも連通しないスクリュロータの歯溝と上記吸込口に連
通する帰還路とに開口し、上記歯溝を上記帰還路に連通
させる柱状空間部と、この柱状空間部内に摺動可能に嵌
挿され、上記吐出側端面に向かって前進して上記歯溝と
上記帰還路とを非連通状態とする一方、逆方向に後退す
ることにより上記歯溝と上記帰還路とを連通状態とする
ピストンとからなるピストン弁を設けるとともに、上記
ピストンの背面側空間部を、起動時には上記歯溝より圧
力が低い低圧部に連通させ、起動完了後は上記歯溝より
も圧力が高い高圧部に連通させる圧力切換え流路を設け
た構成とした。 【０００７】 【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面に
したがって説明する。図１〜４は、本発明の第一実施形
態に係るインバータ制御による油冷式スクリュ圧縮機１
を示し、圧縮機本体１１のケーシング１２内には、互い
に噛合う雌雄一対のスクリュロータ１３、即ち雌ロータ
１３Ｆと雄ロータ１３Ｍとが回転可能に収容されてい
る。スクリュロータ１３の内の一方、例えば雄ロータ１
３Ｍはインバータ１４を介して電源１５に接続されたモ
ータ１６により駆動される。圧縮機本体１１の一方に
は、吸込口１７に通じる吸込流路１８が接続され、他方
には、吐出口１９から延びる吐出流路２１が接続されて
いる。 【０００８】吐出流路２１には油分離回収器２２が介在
しており、ここでガスと油が分離され、ガスは油分離回
収器２２の上方から延びる吐出流路１９の部分に送り出
され、分離された油は油分離回収器２２の下部の油溜ま
り部２３に一旦溜められた後、この油溜まり部２３から
延びる油流路２４へと出て行く。この油流路２４には、
図示しない油クーラが設けられており、油流路２４の油
はこの油クーラで冷却された後、圧縮機本体１１内のガ
ス圧縮空間部、軸受・軸封部等の注油箇所に導かれる。
さらに、この注油箇所に導かれた油は、吐出口１９から
圧縮ガスに随伴して油分離回収器２２に向けて吐出さ
れ、ここでガスから分離されて回収され、繰返し使用さ
れる。 【０００９】圧縮機本体１１のケーシング１２における
雌ロータ１３Ｆの吐出側端面に対向する部分には、ピス
トン弁３１が設けられている。即ち、ケーシング１２の
上記部分には、柱状空間部３２が形成され、この柱状空
間部３２内には摺動可能にピストン３３が嵌挿され、柱
状空間部３２とピストン３３とによりピストン弁３１が
形成されている。一方、ケーシング１２の上記部分から
延び、スクリュロータ１３が収容されたロータ室とは別
空間を形成するように、かつ吸込口１７に連通するよう
に帰還路３４が形成されている。そして、この柱状空間
部３２は、吸込口１７および吐出口１９のいずれにも連
通しない雌ロータ１３Ｆの歯溝３５と帰還路３４とに開
口し、ピストン３３が上記吐出側端面に向かって前進
し、柱状空間部３２の開口部を閉じることにより、歯溝
３５と帰還路３４とを非連通状態とし、ピストン３３が
逆方向に後退し、上記開口部を開くことにより歯溝３５
と帰還路３４とを連通状態とするようになっている。 【００１０】また、ピストン３３の背面側空間部３２Ａ
に連通するように圧力切換え流路３６が設けられてお
り、この圧力切換え流路３６は低圧側流路３６Ａと高圧
側流路３６Ｂとに分岐し、一方の低圧側流路３６Ａは歯
溝３５よりも圧力が低い低圧部、例えば吸込口１７に連
通し、他方の高圧側流路３６Ｂは歯溝３５よりも圧力が
高い高圧部、例えば吐出口１９に連通している。なお、
図２および３において、Ｘは吐出口１９に至ることを示
している。さらに、圧力切換え流路３６は背面側空間部
３２Ａに低圧側流路３６Ａ或いは高圧側流路３６Ｂのい
ずれかを連通させるように切換え可能に設けられてお
り、この第一実施形態では、低圧側流路３６Ａに低圧側
開閉弁３７Ａを介在させ、高圧側流路３６Ｂに高圧側開
閉弁３７Ｂを介在させてある。低圧側開閉弁３７Ａおよ
び高圧側開閉弁３７Ｂに代えて、分岐点に流路切換弁を
設けてもよい。 【００１１】斯かる構成からなる油冷式スクリュ圧縮機
１において、起動時には、図２に示すように、インバー
タ１４からの信号により低圧側開閉弁３７Ａが開状態
（図中白抜き状態で示す。）、高圧側開閉弁３７Ｂが閉
状態（図中黒塗り状態で示す。）にされる。これによ
り、ピストン３３の前面側の圧力に比して、背面側の圧
力が低くなり、ピストン３３は後退して柱状空間部３２
の開口部を開き、歯溝３５と帰還路３４とを連通状態と
し、歯溝３５内のガスを吸込口１７に逃がし、部分負荷
運転状態にする。即ち、油冷式スクリュ圧縮機１の負荷
が軽減され、起動トルクが小さくなり、インバータ１４
により円滑にモータ１６の回転数を上昇させてゆくこと
ができる。 【００１２】その後、モータ１６の回転数が定格回転数
に達し、起動完了すると、図３に示すように、インバー
タ１４からの信号により低圧側開閉弁３７Ａが閉状態、
高圧側開閉弁３７Ｂが開状態にされる。これにより、ピ
ストン３３の前面側の圧力に比して、背面側の圧力が高
くなり、ピストン３３は前進して柱状空間部３２の開口
部を閉じ、歯溝３５と帰還路３４とを非連通状態とし、
全負荷運転状態に移行させる。 【００１３】このように、この油冷式スクリュ圧縮機１
では、部分負荷運転状態或いは全負荷運転状態に切換え
るピストン３３を、流体圧、ばね等を利用した伸縮シリ
ンダのような駆動装置によらず、弁による圧力切換えの
みで作動させるようになっており、構造が単純になって
いる。また、雌ロータ１３Ｆと雄ロータ１３Ｍの噛合い
部における両ロータの外周形状に合わせて形成され、こ
の両ロータの外周に沿って進退可能に設けられる上述し
た従来のスライド弁を用いた構造に比して、本実施形態
では、スクリュロータ１３の端面側におけるケーシング
１２の部分にピストン弁３１を設けているため、加工は
非常に簡単となる。 【００１４】なお、低圧側流路３６Ａが連通する上記低
圧部は吸込口１７に限定するものでなく、歯溝３５より
も低圧の部分であればよく、高圧側流路３６Ｂが連通す
る上記高圧部についても、吐出口１９に限定するもので
なく、歯溝３５よりも高圧の部分であればよく、例えば
油溜まり部２３や油流路２４であってもよい。また、上
述した第一実施形態では、雌ロータ１３Ｆ側にピストン
弁３１が設けられているが、本発明はこれに限定するも
のでなく、ピストン弁３１を雄ロータ１３Ｍ側に設けて
もよく、雌ロータ１３Ｆ側および雄ロータ１３Ｍ側の両
者に設けてもよく、いずれも本発明に含まれる。 【００１５】さらに、本発明は上記第一実施形態に係る
油冷式スクリュ圧縮機１を複数段、直列に配置した圧縮
機をも含み、図５は、その一例として、本発明の第二実
施形態に係る二段形の油冷式スクリュ圧縮機２を示した
ものである。なお、図５において、上述した第一実施形
態に係る油冷式スクリュ圧縮機１と互いに共通する部分
については、同一番号を付して説明を省略する。この油
冷式スクリュ圧縮機２では、圧縮機本体１１は、駆動側
の各ロータが同軸上に配置され、それぞれモータ１６に
より駆動される第一段スクリュロータ１３１と第二段ス
クリュロータ１３２とを有している。そして、第一段ス
クリュロータ１３１の吸込み部は吸込口１７に連通し、
第一段スクリュロータ１３１の吐出部と第二段スクリュ
ロータ１３２の吸込み部とは中間流路４１により連通
し、第二段スクリュロータ１３２の吐出部は吐出口１９
に連通している。 【００１６】第一段スクリュロータ１３１と第二段スク
リュロータ１３２のそれぞれの吐出側端面には、上記同
様、ピストン３３１を有するピストン弁３１１およびピ
ストン３３２を有するピストン弁３１２が設けられ、ピ
ストン３３１および３３２のそれぞれの背面側空間部に
連通するように、圧力切換え流路３６１および３６２が
接続されている。これらの圧力切換え流路３６１および
３６２のそれぞれは、低圧側流路３６Ａ１或いは３６Ａ
２と高圧側流路３６Ｂ１或いは３６Ｂ２とに分岐し、低
圧側流路３６Ａ１或いは３６Ａ２には、低圧側開閉弁３
７Ａ１或いは３７Ａ２が設けられ、高圧側流路３６Ｂ１
或いは３６Ｂ２には、高圧側開閉弁３７Ｂ１或いは３７
Ｂ２が設けられている。 【００１７】図５において、低圧側流路３６Ａ１が連通
する接続先をａ、低圧側流路３６Ａ ２が連通する接続先
をｂ、高圧側流路３６Ｂ１が連通する接続先をｃ、高圧
側流路３６Ｂ２が連通する接続先をｄで表してあり、例
えばａおよびｂは吸込口１７に連通する部分で、ｃおよ
びｄは吐出口１９に連通する部分である。なお、本発明
はこれに限定するものでなく、ａはピストン３３１が嵌
挿された柱状空間部が連通するスクリュロータ１３１の
歯溝よりも低圧の部分であればよく、ｃについてもこの
歯溝よりも高圧の部分であればよく、例えば中間流路４
１であってもよく、油流路２４であってもよい。また、
ｂはピストン３３２が嵌挿された柱状空間部が連通する
スクリュロータ１３２の歯溝よりも低圧の部分であれば
よく、中間流路４１およびこの上流側の部分であればよ
く、ｄについてもこの歯溝よりも高圧の部分であればよ
く、例えば吐出流路２１であってもよく、油流路２４で
あってもよい。 【００１８】そして、斯かる構成からなる油冷式スクリ
ュ圧縮機２において、起動時には、インバータ１４から
の信号により低圧側開閉弁３７Ａ１および３７Ａ２が開
状態、高圧側開閉弁３７Ｂ１および３７Ｂ２が閉状態に
され、起動完了すると、インバータ１４からの信号によ
り低圧側開閉弁３７Ａ１および３７Ａ２が閉状態、高圧
側開閉弁３７Ｂ１および３７Ｂ２が開状態にされる。こ
れにより、上記同様に、油冷式スクリュ圧縮機２は、起
動時には、部分負荷運転状態で、起動トルクが軽減さ
れ、徐々にモータ１６の回転数を上げ、起動が完了して
から全負荷運転に移行し、モータ１６に過大な負荷を描
けないようになっている。 【００１９】図６は、冷凍機に適用された本発明の第三
実施形態に係る油冷式スクリュ圧縮機３を示し、圧縮機
の構造自体は油冷式スクリュ圧縮機２と実質的に同一で
あり、この油冷式スクリュ圧縮機２と互いに共通する部
分については、同一番号を付して説明を省略する。図示
するように、圧縮機本体１１から油分離回収器２２に至
り、この上部から延びた油冷式スクリュ圧縮機２の吐出
流路２１に対応する流路は凝縮器５１、膨張弁５２およ
び蒸発器５３を経て、油冷式スクリュ圧縮機２の吸込流
路１８に対応する流路となって圧縮機本体１１に戻り、
周知の冷媒の循環流路Ｉを形成している。 【００２０】そして、この冷凍機において、その起動時
には、上記同様に、インバータ１４からの信号により低
圧側開閉弁３７Ａ１および３７Ａ２が開状態、高圧側開
閉弁３７Ｂ１および３７Ｂ２が閉状態にされ、起動完了
すると、インバータ１４からの信号により低圧側開閉弁
３７Ａ１および３７Ａ２が閉状態、高圧側開閉弁３７Ｂ
１および３７Ｂ２が開状態にされ、これによりモータ１
６の過負荷を生じることなく、円滑な起動がなされるよ
うになっている。なお、上述した各実施形態では、油冷
式スクリュ圧縮機について説明したが、本発明はこれに
限定するものでなく、オイルフリースクリュ圧縮機をも
含み、この場合には、油分離回収器２２および油流路２
４は省かれる。 【００２１】 【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
によれば、スクリュ圧縮機において、互いに噛合う雌雄
一対のスクリュロータの吐出側端面に対向するケーシン
グの部分に形成され、吸込口および吐出口のいずれにも
連通しないスクリュロータの歯溝と上記吸込口に連通す
る帰還路とに開口し、上記歯溝を上記帰還路に連通させ
る柱状空間部と、この柱状空間部内に摺動可能に嵌挿さ
れ、上記吐出側端面に向かって前進して上記歯溝と上記
帰還路とを非連通状態とする一方、逆方向に後退するこ
とにより上記歯溝と上記帰還路とを連通状態とするピス
トンとからなるピストン弁を設けるとともに、上記ピス
トンの背面側空間部を、起動時には上記歯溝より圧力が
低い低圧部に連通させ、起動完了後は上記歯溝よりも圧
力が高い高圧部に連通させる圧力切換え流路を設けた構
成としてある。 【００２２】このため、簡単な構造で、起動トルクの軽
減が可能となり、モータの過負荷を生じることなく円滑
に起動することが可能になるという効果を奏する。
特にインバータにより回転数制御されるスクリュ圧縮機
に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、スクリュ圧縮機において、その起
動トルクを軽減するために、種々の構造のスクリュ圧縮
機や制御方法が提案されている。例えば、インバータに
より回転数制御されるスクリュ圧縮機は公知であり、通
常、その起動に際しては、過大な起動トルクを回避する
ためにインバータにより徐々に圧縮機のモータの回転数
を上げて行く制御が行われる。しかしながら、冷凍機に
用いられるインバータ制御によるスクリュ圧縮機の場
合、起動時に、徐々に回転数を上げてゆくようにして
も、必ずしも起動トルクは軽減されない。即ち、この冷
凍機では、一般に圧縮機とその吐出側に逆止弁が設けら
れており、この逆止弁が正常に作動せず、圧縮機の吐出
側の圧力が異常に高くなり、上記モータに過大な負荷を
掛けることになる。 【０００３】また、スクリュ圧縮機の起動トルクを軽減
するためにスライド弁が用いられる場合（特開平6-1738
72号公報）、吸込み絞り弁が用いられる場合（特開平10
-220383号公報）がある。スライド弁は、周知のよう
に、互いに噛合う雌雄のスクリュロータの外周部に対向
して設けられ、かつ、駆動シリンダにより上記外周部に
沿って前後に移動可能に設けられる。そして、スライド
弁が吐出側に向かって後退することによりスクリュロー
タの歯溝部を吸込口に連通させる流路が開かれ、一旦吸
込んだガスの一部を吸込口に戻され、逆にスライド弁が
吸込み側に向かって、前進し、ストッパに当接すること
により、上記流路が閉られ、一旦吸込まれたガスは吸込
口に戻されることなく、その全てが圧縮され、吐出口か
ら吐出される。換言すれば、スクリュ圧縮機は、スライ
ド弁が吐出側に移動しているときに部分負荷運転状態と
なり、スライド弁が吸込み側に移動してゆくにつれて全
負荷運転状態に移行してゆくこととなり、この部分負荷
運転状態にすることにより、上記起動トルクが軽減され
る。 【０００４】一方、吸込み絞り弁は、吸込流路を開閉す
るもので、スクリュ圧縮機の起動時に、吸込み絞り弁を
閉じることにより、吸気が制限され、スクリュ圧縮機は
無負荷運転状態となり、起動トルクが軽減される。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】上述したように、スク
リュ圧縮機をインバータにより回転数制御しても、起動
トルクが必ずしも軽減されず、モータに過大な負荷を掛
ける場合がある。これに対して、スライド弁を用いて起
動トルクを軽減しようとすると、このスライド弁および
その摺動部に高精度の加工が要求され、かつ、その駆動
部も必要となり、構造が非常に複雑になるという問題が
ある。また、吸込み絞り弁を用いる場合、吸込み絞り弁
自体が複雑な構造を有するもので、非常にコスト高にな
るという問題がある。本発明は、斯る従来の問題をなく
すことを課題としてなされたもので、簡単な構造で、起
動トルクの軽減を可能としたスクリュ圧縮機を提供しよ
うとするものである。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、スクリュ圧縮機において、互いに噛合う
雌雄一対のスクリュロータの吐出側端面に対向するケー
シングの部分に形成され、吸込口および吐出口のいずれ
にも連通しないスクリュロータの歯溝と上記吸込口に連
通する帰還路とに開口し、上記歯溝を上記帰還路に連通
させる柱状空間部と、この柱状空間部内に摺動可能に嵌
挿され、上記吐出側端面に向かって前進して上記歯溝と
上記帰還路とを非連通状態とする一方、逆方向に後退す
ることにより上記歯溝と上記帰還路とを連通状態とする
ピストンとからなるピストン弁を設けるとともに、上記
ピストンの背面側空間部を、起動時には上記歯溝より圧
力が低い低圧部に連通させ、起動完了後は上記歯溝より
も圧力が高い高圧部に連通させる圧力切換え流路を設け
た構成とした。 【０００７】 【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面に
したがって説明する。図１〜４は、本発明の第一実施形
態に係るインバータ制御による油冷式スクリュ圧縮機１
を示し、圧縮機本体１１のケーシング１２内には、互い
に噛合う雌雄一対のスクリュロータ１３、即ち雌ロータ
１３Ｆと雄ロータ１３Ｍとが回転可能に収容されてい
る。スクリュロータ１３の内の一方、例えば雄ロータ１
３Ｍはインバータ１４を介して電源１５に接続されたモ
ータ１６により駆動される。圧縮機本体１１の一方に
は、吸込口１７に通じる吸込流路１８が接続され、他方
には、吐出口１９から延びる吐出流路２１が接続されて
いる。 【０００８】吐出流路２１には油分離回収器２２が介在
しており、ここでガスと油が分離され、ガスは油分離回
収器２２の上方から延びる吐出流路１９の部分に送り出
され、分離された油は油分離回収器２２の下部の油溜ま
り部２３に一旦溜められた後、この油溜まり部２３から
延びる油流路２４へと出て行く。この油流路２４には、
図示しない油クーラが設けられており、油流路２４の油
はこの油クーラで冷却された後、圧縮機本体１１内のガ
ス圧縮空間部、軸受・軸封部等の注油箇所に導かれる。
さらに、この注油箇所に導かれた油は、吐出口１９から
圧縮ガスに随伴して油分離回収器２２に向けて吐出さ
れ、ここでガスから分離されて回収され、繰返し使用さ
れる。 【０００９】圧縮機本体１１のケーシング１２における
雌ロータ１３Ｆの吐出側端面に対向する部分には、ピス
トン弁３１が設けられている。即ち、ケーシング１２の
上記部分には、柱状空間部３２が形成され、この柱状空
間部３２内には摺動可能にピストン３３が嵌挿され、柱
状空間部３２とピストン３３とによりピストン弁３１が
形成されている。一方、ケーシング１２の上記部分から
延び、スクリュロータ１３が収容されたロータ室とは別
空間を形成するように、かつ吸込口１７に連通するよう
に帰還路３４が形成されている。そして、この柱状空間
部３２は、吸込口１７および吐出口１９のいずれにも連
通しない雌ロータ１３Ｆの歯溝３５と帰還路３４とに開
口し、ピストン３３が上記吐出側端面に向かって前進
し、柱状空間部３２の開口部を閉じることにより、歯溝
３５と帰還路３４とを非連通状態とし、ピストン３３が
逆方向に後退し、上記開口部を開くことにより歯溝３５
と帰還路３４とを連通状態とするようになっている。 【００１０】また、ピストン３３の背面側空間部３２Ａ
に連通するように圧力切換え流路３６が設けられてお
り、この圧力切換え流路３６は低圧側流路３６Ａと高圧
側流路３６Ｂとに分岐し、一方の低圧側流路３６Ａは歯
溝３５よりも圧力が低い低圧部、例えば吸込口１７に連
通し、他方の高圧側流路３６Ｂは歯溝３５よりも圧力が
高い高圧部、例えば吐出口１９に連通している。なお、
図２および３において、Ｘは吐出口１９に至ることを示
している。さらに、圧力切換え流路３６は背面側空間部
３２Ａに低圧側流路３６Ａ或いは高圧側流路３６Ｂのい
ずれかを連通させるように切換え可能に設けられてお
り、この第一実施形態では、低圧側流路３６Ａに低圧側
開閉弁３７Ａを介在させ、高圧側流路３６Ｂに高圧側開
閉弁３７Ｂを介在させてある。低圧側開閉弁３７Ａおよ
び高圧側開閉弁３７Ｂに代えて、分岐点に流路切換弁を
設けてもよい。 【００１１】斯かる構成からなる油冷式スクリュ圧縮機
１において、起動時には、図２に示すように、インバー
タ１４からの信号により低圧側開閉弁３７Ａが開状態
（図中白抜き状態で示す。）、高圧側開閉弁３７Ｂが閉
状態（図中黒塗り状態で示す。）にされる。これによ
り、ピストン３３の前面側の圧力に比して、背面側の圧
力が低くなり、ピストン３３は後退して柱状空間部３２
の開口部を開き、歯溝３５と帰還路３４とを連通状態と
し、歯溝３５内のガスを吸込口１７に逃がし、部分負荷
運転状態にする。即ち、油冷式スクリュ圧縮機１の負荷
が軽減され、起動トルクが小さくなり、インバータ１４
により円滑にモータ１６の回転数を上昇させてゆくこと
ができる。 【００１２】その後、モータ１６の回転数が定格回転数
に達し、起動完了すると、図３に示すように、インバー
タ１４からの信号により低圧側開閉弁３７Ａが閉状態、
高圧側開閉弁３７Ｂが開状態にされる。これにより、ピ
ストン３３の前面側の圧力に比して、背面側の圧力が高
くなり、ピストン３３は前進して柱状空間部３２の開口
部を閉じ、歯溝３５と帰還路３４とを非連通状態とし、
全負荷運転状態に移行させる。 【００１３】このように、この油冷式スクリュ圧縮機１
では、部分負荷運転状態或いは全負荷運転状態に切換え
るピストン３３を、流体圧、ばね等を利用した伸縮シリ
ンダのような駆動装置によらず、弁による圧力切換えの
みで作動させるようになっており、構造が単純になって
いる。また、雌ロータ１３Ｆと雄ロータ１３Ｍの噛合い
部における両ロータの外周形状に合わせて形成され、こ
の両ロータの外周に沿って進退可能に設けられる上述し
た従来のスライド弁を用いた構造に比して、本実施形態
では、スクリュロータ１３の端面側におけるケーシング
１２の部分にピストン弁３１を設けているため、加工は
非常に簡単となる。 【００１４】なお、低圧側流路３６Ａが連通する上記低
圧部は吸込口１７に限定するものでなく、歯溝３５より
も低圧の部分であればよく、高圧側流路３６Ｂが連通す
る上記高圧部についても、吐出口１９に限定するもので
なく、歯溝３５よりも高圧の部分であればよく、例えば
油溜まり部２３や油流路２４であってもよい。また、上
述した第一実施形態では、雌ロータ１３Ｆ側にピストン
弁３１が設けられているが、本発明はこれに限定するも
のでなく、ピストン弁３１を雄ロータ１３Ｍ側に設けて
もよく、雌ロータ１３Ｆ側および雄ロータ１３Ｍ側の両
者に設けてもよく、いずれも本発明に含まれる。 【００１５】さらに、本発明は上記第一実施形態に係る
油冷式スクリュ圧縮機１を複数段、直列に配置した圧縮
機をも含み、図５は、その一例として、本発明の第二実
施形態に係る二段形の油冷式スクリュ圧縮機２を示した
ものである。なお、図５において、上述した第一実施形
態に係る油冷式スクリュ圧縮機１と互いに共通する部分
については、同一番号を付して説明を省略する。この油
冷式スクリュ圧縮機２では、圧縮機本体１１は、駆動側
の各ロータが同軸上に配置され、それぞれモータ１６に
より駆動される第一段スクリュロータ１３１と第二段ス
クリュロータ１３２とを有している。そして、第一段ス
クリュロータ１３１の吸込み部は吸込口１７に連通し、
第一段スクリュロータ１３１の吐出部と第二段スクリュ
ロータ１３２の吸込み部とは中間流路４１により連通
し、第二段スクリュロータ１３２の吐出部は吐出口１９
に連通している。 【００１６】第一段スクリュロータ１３１と第二段スク
リュロータ１３２のそれぞれの吐出側端面には、上記同
様、ピストン３３１を有するピストン弁３１１およびピ
ストン３３２を有するピストン弁３１２が設けられ、ピ
ストン３３１および３３２のそれぞれの背面側空間部に
連通するように、圧力切換え流路３６１および３６２が
接続されている。これらの圧力切換え流路３６１および
３６２のそれぞれは、低圧側流路３６Ａ１或いは３６Ａ
２と高圧側流路３６Ｂ１或いは３６Ｂ２とに分岐し、低
圧側流路３６Ａ１或いは３６Ａ２には、低圧側開閉弁３
７Ａ１或いは３７Ａ２が設けられ、高圧側流路３６Ｂ１
或いは３６Ｂ２には、高圧側開閉弁３７Ｂ１或いは３７
Ｂ２が設けられている。 【００１７】図５において、低圧側流路３６Ａ１が連通
する接続先をａ、低圧側流路３６Ａ ２が連通する接続先
をｂ、高圧側流路３６Ｂ１が連通する接続先をｃ、高圧
側流路３６Ｂ２が連通する接続先をｄで表してあり、例
えばａおよびｂは吸込口１７に連通する部分で、ｃおよ
びｄは吐出口１９に連通する部分である。なお、本発明
はこれに限定するものでなく、ａはピストン３３１が嵌
挿された柱状空間部が連通するスクリュロータ１３１の
歯溝よりも低圧の部分であればよく、ｃについてもこの
歯溝よりも高圧の部分であればよく、例えば中間流路４
１であってもよく、油流路２４であってもよい。また、
ｂはピストン３３２が嵌挿された柱状空間部が連通する
スクリュロータ１３２の歯溝よりも低圧の部分であれば
よく、中間流路４１およびこの上流側の部分であればよ
く、ｄについてもこの歯溝よりも高圧の部分であればよ
く、例えば吐出流路２１であってもよく、油流路２４で
あってもよい。 【００１８】そして、斯かる構成からなる油冷式スクリ
ュ圧縮機２において、起動時には、インバータ１４から
の信号により低圧側開閉弁３７Ａ１および３７Ａ２が開
状態、高圧側開閉弁３７Ｂ１および３７Ｂ２が閉状態に
され、起動完了すると、インバータ１４からの信号によ
り低圧側開閉弁３７Ａ１および３７Ａ２が閉状態、高圧
側開閉弁３７Ｂ１および３７Ｂ２が開状態にされる。こ
れにより、上記同様に、油冷式スクリュ圧縮機２は、起
動時には、部分負荷運転状態で、起動トルクが軽減さ
れ、徐々にモータ１６の回転数を上げ、起動が完了して
から全負荷運転に移行し、モータ１６に過大な負荷を描
けないようになっている。 【００１９】図６は、冷凍機に適用された本発明の第三
実施形態に係る油冷式スクリュ圧縮機３を示し、圧縮機
の構造自体は油冷式スクリュ圧縮機２と実質的に同一で
あり、この油冷式スクリュ圧縮機２と互いに共通する部
分については、同一番号を付して説明を省略する。図示
するように、圧縮機本体１１から油分離回収器２２に至
り、この上部から延びた油冷式スクリュ圧縮機２の吐出
流路２１に対応する流路は凝縮器５１、膨張弁５２およ
び蒸発器５３を経て、油冷式スクリュ圧縮機２の吸込流
路１８に対応する流路となって圧縮機本体１１に戻り、
周知の冷媒の循環流路Ｉを形成している。 【００２０】そして、この冷凍機において、その起動時
には、上記同様に、インバータ１４からの信号により低
圧側開閉弁３７Ａ１および３７Ａ２が開状態、高圧側開
閉弁３７Ｂ１および３７Ｂ２が閉状態にされ、起動完了
すると、インバータ１４からの信号により低圧側開閉弁
３７Ａ１および３７Ａ２が閉状態、高圧側開閉弁３７Ｂ
１および３７Ｂ２が開状態にされ、これによりモータ１
６の過負荷を生じることなく、円滑な起動がなされるよ
うになっている。なお、上述した各実施形態では、油冷
式スクリュ圧縮機について説明したが、本発明はこれに
限定するものでなく、オイルフリースクリュ圧縮機をも
含み、この場合には、油分離回収器２２および油流路２
４は省かれる。 【００２１】 【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
によれば、スクリュ圧縮機において、互いに噛合う雌雄
一対のスクリュロータの吐出側端面に対向するケーシン
グの部分に形成され、吸込口および吐出口のいずれにも
連通しないスクリュロータの歯溝と上記吸込口に連通す
る帰還路とに開口し、上記歯溝を上記帰還路に連通させ
る柱状空間部と、この柱状空間部内に摺動可能に嵌挿さ
れ、上記吐出側端面に向かって前進して上記歯溝と上記
帰還路とを非連通状態とする一方、逆方向に後退するこ
とにより上記歯溝と上記帰還路とを連通状態とするピス
トンとからなるピストン弁を設けるとともに、上記ピス
トンの背面側空間部を、起動時には上記歯溝より圧力が
低い低圧部に連通させ、起動完了後は上記歯溝よりも圧
力が高い高圧部に連通させる圧力切換え流路を設けた構
成としてある。 【００２２】このため、簡単な構造で、起動トルクの軽
減が可能となり、モータの過負荷を生じることなく円滑
に起動することが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第一実施形態に係る油冷式スクリュ
圧縮機の全体構成を示す図である。 【図２】 図１に示す油冷式スクリュ圧縮機における圧
縮機本体の起動時における断面図である。 【図３】 図１に示す油冷式スクリュ圧縮機における圧
縮機本体の起動完了後の断面図である。 【図４】 図２のIV−IV線断面図である。 【図５】 本発明の第二実施形態に係る油冷式スクリュ
圧縮機の全体構成を示す図である。 【図６】 本発明の第三実施形態に係る油冷式スクリュ
圧縮機を適用した冷凍機の全体構成を示す図である。 【符号の説明】 １，２，３ 油冷式スクリュ圧縮機 １１ 圧縮機本
体 １２ ケーシング １３ スクリュ
ロータ １４ インバータ １６ モータ １７ 吸込口 １９ 吐出口 ３１ ピストン弁 ３２ 柱状空間
部 ３２Ａ 背面側空間部 ３３ ピストン ３４ 帰還路 ３５ 歯溝 ３６ 圧力切換え流路 ３６Ａ 低圧側
流路 ３６Ｂ 高圧側流路 ３７Ａ 低圧側
開閉弁 ３７Ｂ 高圧側開閉弁
圧縮機の全体構成を示す図である。 【図２】 図１に示す油冷式スクリュ圧縮機における圧
縮機本体の起動時における断面図である。 【図３】 図１に示す油冷式スクリュ圧縮機における圧
縮機本体の起動完了後の断面図である。 【図４】 図２のIV−IV線断面図である。 【図５】 本発明の第二実施形態に係る油冷式スクリュ
圧縮機の全体構成を示す図である。 【図６】 本発明の第三実施形態に係る油冷式スクリュ
圧縮機を適用した冷凍機の全体構成を示す図である。 【符号の説明】 １，２，３ 油冷式スクリュ圧縮機 １１ 圧縮機本
体 １２ ケーシング １３ スクリュ
ロータ １４ インバータ １６ モータ １７ 吸込口 １９ 吐出口 ３１ ピストン弁 ３２ 柱状空間
部 ３２Ａ 背面側空間部 ３３ ピストン ３４ 帰還路 ３５ 歯溝 ３６ 圧力切換え流路 ３６Ａ 低圧側
流路 ３６Ｂ 高圧側流路 ３７Ａ 低圧側
開閉弁 ３７Ｂ 高圧側開閉弁
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3H029 AA03 AA17 AB03 BB42 BB54
CC03 CC05 CC07 CC09 CC13
CC23 CC24 CC25 CC26 CC52
CC65
3H045 AA05 AA09 AA15 AA27 BA04
BA33 DA07 DA19 EA13 EA34
EA42
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 互いに噛合う雌雄一対のスクリュロータ
の吐出側端面に対向するケーシングの部分に形成され、
吸込口および吐出口のいずれにも連通しないスクリュロ
ータの歯溝と上記吸込口に連通する帰還路とに開口し、
上記歯溝を上記帰還路に連通させる柱状空間部と、この
柱状空間部内に摺動可能に嵌挿され、上記吐出側端面に
向かって前進して上記歯溝と上記帰還路とを非連通状態
とする一方、逆方向に後退することにより上記歯溝と上
記帰還路とを連通状態とするピストンとからなるピスト
ン弁を設けるとともに、上記ピストンの背面側空間部
を、起動時には上記歯溝より圧力が低い低圧部に連通さ
せ、起動完了後は上記歯溝よりも圧力が高い高圧部に連
通させる圧力切換え流路を設けたことを特徴とするスク
リュ圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001192799A JP3904852B2 (ja) | 2001-06-26 | 2001-06-26 | スクリュ圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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Family
ID=19031199
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
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|---|---|---|---|---|
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| CN110578690A (zh) * | 2019-10-21 | 2019-12-17 | 无锡锡压压缩机有限公司 | 一种两级螺杆空气压缩机的级间压力调节结构 |
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-
2001
- 2001-06-26 JP JP2001192799A patent/JP3904852B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN102165197A (zh) * | 2008-09-26 | 2011-08-24 | 日立空调·家用电器株式会社 | 螺旋压缩机 |
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| US20120134866A1 (en) * | 2010-11-26 | 2012-05-31 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Screw compressor |
| US8622725B2 (en) | 2010-11-26 | 2014-01-07 | Kobe Steel, Ltd. | Mechanical compression ratio changing screw compressor |
| KR101389221B1 (ko) * | 2010-11-26 | 2014-04-24 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 스크류 압축기 |
| CN102477980A (zh) * | 2010-11-26 | 2012-05-30 | 株式会社神户制钢所 | 螺杆压缩机 |
| CN102477980B (zh) * | 2010-11-26 | 2014-12-31 | 株式会社神户制钢所 | 螺杆压缩机 |
| CN110578690A (zh) * | 2019-10-21 | 2019-12-17 | 无锡锡压压缩机有限公司 | 一种两级螺杆空气压缩机的级间压力调节结构 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3904852B2 (ja) | 2007-04-11 |
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