JP2004339994A - バランスピストン装置を備えたスクリュー圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】バランスピストン装置を高負荷時にはスラスト荷重の打消し力を発生してスラスト軸受に加わるスラスト荷重を軽減し、かつ低負荷時にはスラスト荷重の打消し力を無くしてスラスト軸受に吐出圧力と吸入圧力との差圧のみを作用せしめることを可能として、前記打消し力に伴うスラスト軸受の寿命低下を防止できるバランスピストン装置を備えたスクリュー圧縮機を提供する。
【解決手段】雄ロータあるいは雌ロータに作用するスラスト荷重を軽減するバランスピストン装置を備えたスクリュー圧縮機において、前記バランスピストン装置への作動流体通路に、該作動流体通路を開閉する圧力調整弁を設け、該圧力調整弁は前記スクリュー圧縮機における流体の吐出圧力（Ｐｄ）と吸入圧力（Ｐｓ）との差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）または圧力比（Ｐｄ／Ｐｓ）の何れか一方または双方に基づき開閉可能に構成されてなることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍サイクルの圧縮機等に適用され、吸入口から吸入された流体を、互いに逆回転せしめられる雄ロータと雌ロータとにより圧縮して吐出口から外部に送出するスクリュー圧縮機の前記雄ロータまたは雌ロータの何れか一方または双方に、スラスト荷重を軽減するバランスピストン装置を備えたスクリュー圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷凍サイクルの圧縮機等に用いられるスクリュー圧縮機は、吸入口から吸入された冷媒ガス等の流体を、互いに逆回転せしめられる雄ロータと雌ロータとにより圧縮して吐出口から外部に送出するように構成されており、かかるスクリュー圧縮機においては、前記冷媒ガス等の圧縮用流体の吐出圧力と吸入圧力との差圧（圧力差）によるスラスト荷重が前記雄ロータ及び雌ロータに作用する。
かかるスラスト荷重は、駆動側の雄ロータの方が大きくなるが、該スラスト荷重を軽減してスラスト軸受を保護するようにしたバランスピストン装置を備えたスクリュー圧縮機が、特許文献１、特許文献２等によって開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示されている燃料電池用スクリュー圧縮機においては、雄ロータ及び雌ロータの双方の軸端部にバランスピストン装置を設け、該バランスピストン装置によって、前記雄ロータ及び雌ロータに、吐出圧力と吸入圧力との差圧と逆方向に作動流体圧力を作用させて、前記スラスト荷重を打ち消している。
また、特許文献２の図５に開示されている冷凍サイクルの圧縮機用スクリュー圧縮機においては、前記スラスト荷重が大きくなる駆動側の雄ロータの方の軸端部にバランスピストン装置を設け、該バランスピストン装置によって、前記雄ロータに、吐出圧力と吸入圧力との差圧と逆方向に作動流体圧力を作用させて、前記スラスト荷重を打ち消している。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３１００８１公報
【特許文献２】
特開２００２−１６８１８５公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献１、特許文献２等に開示されているスクリュー圧縮機のバランスピストン装置は、該スクリュー圧縮機の運転中、常時雄ロータ及び雌ロータ、あるいは雄ロータのみに、吐出圧力と吸入圧力との差圧及び内部最大圧力と吸入圧力との差圧によりスラスト軸受に作用するスラスト荷重と逆方向に作動流体圧力を作用させている。
【０００６】
このためかかる従来のスクリュー圧縮機にあっては、低負荷のアンロード運転時には流体吸入圧力が高くなって、流体吐出圧力と吸入圧力との差圧が小さくなることと、内部最大圧力が低くなって内部圧力と吸入圧力との差圧が小さくなる影響により、該差圧によってスラスト軸受に作用するスラスト荷重が小さくなり、バランスピストン装置に作用する作動流体力が前記スラスト荷重を大きく超えるようになる。
かかる状態になると、大きな逆スラスト荷重が軸受に加わることとなり、これによってスラスト軸受の寿命低下を引き起こす。
等の解決すべき課題を有している。
【０００７】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、バランスピストン装置を高負荷時にはスラスト荷重の大きな打消し力を発生させてスラスト軸受に加わるスラスト荷重を軽減し、かつ低負荷時にはスラスト荷重の打消し力を小さくしてスラスト軸受に作用する荷重を常に適正な範囲に収めることを可能として、前記打消し力に伴うスラスト軸受の寿命低下を防止できるバランスピストン装置を備えたスクリュー圧縮機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる目的を達成するもので、吸入口から吸入された流体を、互いに逆回転せしめられる雄ロータと雌ロータとにより圧縮して吐出口から外部に送出するスクリュー圧縮機であって、前記雄ロータまたは雌ロータの何れか一方または双方に、該雄ロータあるいは雌ロータに作用するスラスト荷重を軽減するバランスピストン装置を備えたスクリュー圧縮機において、前記バランスピストン装置にポンプ等の加圧装置により作動流体を供給するための作動流体通路に、該作動流体通路を開閉する圧力調整弁を設け、該圧力調整弁は前記スクリュー圧縮機における流体の吐出圧力（Ｐｄ）と吸入圧力（Ｐｓ）との差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）または圧力比（Ｐｄ／Ｐｓ）の何れか一方または双方に基づき開閉可能に構成されてなることを特徴とする。
【０００９】
かかる発明において好ましくは、前記加圧装置の吸入側から該加圧装置をバイパスして前記作動流体通路の圧力調整弁出口部位に接続されるバイパス通路を設け、該バイパス通路に前記圧力調整弁の開弁時に該バイパス通路を閉じ該圧力調整弁の閉弁時に前記吐出圧力（Ｐｄ）から一定量減圧した作動流体を前記バランスピストン装置に供給可能とする逆止弁を介装する。
【００１０】
また、かかる発明において、具体的には、前記圧力調整弁は、前記差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）または圧力比（Ｐｄ／Ｐｓ）の何れか一方または双方が、前記スラスト荷重の許容値に基づき設定された基準圧力比あるいは基準差圧を超えるとき開弁し前記作動流体を前記バランスピストン装置に前記吐出圧力以上の圧力を供給して前記スラスト荷重の打消し作用をなさしめ、前記差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）または圧力比（Ｐｄ／Ｐｓ）の何れか一方または双方が、前記基準差圧以下あるいは基準圧力比以下のとき前記バランスピストン装置への作動流体の加圧供給を遮断するとともに、該バランスピストン装置に前記逆止弁により前記吐出圧力（Ｐｄ）から一定量減圧した作動流体を供給することにより前記スラスト荷重の打消し力を低減するように構成するのがよい。
【００１１】
スクリュー圧縮機においては、雄ロータあるいは雌ロータに作用する冷媒ガス等の圧縮用流体の吐出圧力（Ｐｄ）と吸入圧力（Ｐｓ）との差圧（圧力差１）と内部圧力と吸入圧力との差圧（圧力差２）によるスラスト荷重が発生し、該スラスト荷重をスラスト軸受にて支持しており、該スラスト軸受に作用する前記スラスト荷重を軽減するため、バランスピストン装置により前記雄ロータあるいは雌ロータに前記差圧と逆方向に作動流体圧力を作用させて、前記スラスト荷重を打ち消している。
【００１２】
一方、かかるスクリュー圧縮機においては、前記のように、低負荷のアンロード運転時には吸入圧力（Ｐｓ）が高くなってスクリュー圧縮機の流体吐出圧力（Ｐｄ）と吸入圧力（Ｐｓ）との差圧（圧力差）が小さくなることと、内部最大圧力が低くなって内部圧力と吸入圧力との差圧が小さくなることにより、かかる両差圧によってスラスト軸受に作用するスラスト荷重が小さくなり、バランスピストン装置で発生する打消し力が該スラスト荷重よりも大きくなって、その力の差がスラスト軸受に逆向きに加わることとなって、スラスト軸受の寿命低下を引き起こす。
【００１３】
然るにかかる発明においては、前記バランスピストン装置への作動流体通路に設置された圧力調整弁を、前記吐出圧力（Ｐｄ）と吸入圧力（Ｐｓ）との差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）が、スラスト荷重の許容値に対応する前記差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）の基準値つまり基準差圧を超え、あるいは前記スラスト荷重の許容値に対応する吐出圧力（Ｐｄ）と吸入圧力（Ｐｓ）との圧力比（Ｐｄ／Ｐｓ）が該圧力比の基準値つまり基準圧力比を超えるような高負荷時に開弁するように構成したので、該圧力調整弁の開弁によって、前記バランスピストン装置へ作動流体を加圧供給して、前記スラスト荷重の打消し力を発生せしめることができ、これによってスラスト軸受に加わるスラスト荷重を軽減できる。
【００１４】
一方、前記圧力調整弁は、前記スラスト荷重の許容値に対応する前記差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）が前記基準差圧以下、あるいは前記圧力比（Ｐｄ／Ｐｓ）が前記基準圧力比以下となる低負荷時には閉弁して、前記バランスピストン装置への作動流体の加圧供給を遮断し、バランスピストン装置へは絞り機能やオリフィス機能を有する前記逆止弁によって適当量減圧した吐出圧力（Ｐｄ）以下の圧力を供給（減圧供給）することでスラスト荷重打消し力を低減するように構成されているので、該低負荷時には前記バランスピストン装置による前記スラスト荷重の打消し力が小さくなって、前記スラスト軸受には適度に軽減された荷重が作用することとなり、これによって低負荷時にバランスピストン装置で発生する打消し力が過大になるのが回避され、スラスト軸受の寿命低下を防止できる。
【００１５】
従って、かかる発明によれば、前記バランスピストン装置への作動流体通路に設置された圧力調整弁を、高負荷時には開弁して前記バランスピストン装置へ作動流体を加圧供給することにより、スラスト荷重の打消し力を発生せしめることが可能となってスラスト軸受に加わるスラスト荷重を軽減でき、かつ低負荷時には閉弁して前記バランスピストン装置への作動流体の供給を遮断し、バイパス通路から減圧供給することにより、前記バランスピストン装置によるスラスト荷重の打消し力を低減せしめることが可能となって、低負荷時におけるバランスピストン装置による過大なスラスト荷重の打消し力に伴うスラスト軸受の寿命低下を防止できる。
【００１６】
また、かかる発明において好ましくは、前記スクリュー圧縮機における流体の吐出圧力（Ｐｄ）を検出する吐出圧力センサと、前記流体の吸入圧力（Ｐｓ）を検出する吸入圧力センサと、前記吐出圧力センサから入力される吐出圧力検出値と前記吸入圧力センサから入力される吸入圧力検出値との差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）または圧力比（Ｐｄ／Ｐｓ）の何れか一方または双方が前記基準差圧あるいは基準圧力比を超えるとき前記圧力調整弁を開弁して前記作動流体を前記バランスピストン装置に加圧供給し前記スラスト荷重の打消し作用をなさしめ、前記差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）または圧力比（Ｐｄ／Ｐｓ）の何れか一方または双方が、前記基準差圧以下あるいは基準圧力比以下のとき前記バランスピストン装置への作動流体の供給を遮断せしめるコントローラとを備える。
【００１７】
また、前記に加えて、前記バランスピストン装置に供給される作動流体圧力を検出する作動流体圧力センサを備え、前記コントローラは前記作動流体圧力センサから入力される作動流体圧力検出値が予め設定された基準作動流体圧力以上になったとき前記圧力調整弁を開弁し前記作動流体を前記バランスピストン装置に加圧供給可能とするように構成するのがよい。
【００１８】
このように構成すれば、スクリュー圧縮機における流体の吐出圧力（Ｐｄ）、吸入圧力（Ｐｓ）、及び作動流体圧力を検出してコントローラに入力し、該コントローラにおいて、前記差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）、圧力比（Ｐｄ／Ｐｓ）、及び作動流体圧力が目標値（基準値）になるように圧力調整弁のフィードバック制御を行うので、該圧力調整弁の開閉制御を、スラスト軸受に加わるスラスト荷重が常時最小となるように高精度で行うことが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載される構成部品の寸法、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００２０】
図１は本発明の実施例に係るバランスピストン装置を備えたスクリュー圧縮機及びその制御システム構成図、図２は制御ブロック図である。図３はスクリュー圧縮機の断面図である。図４はバランスピストン装置の切換負荷線図、図５はスラスト軸受の寿命線図である。
【００２１】
本発明が適用されるスクリュー圧縮機を示す図３において、１はケーシング、１１は吐出ケース、１２は吸入ケース、１３は吐出ケースカバー、１４は吸入ケースカバーである。
前記ケーシング１内には、歯数の異なるヘリカルギヤが形成された雄ロータ２及び雌ロータ３が噛み合わされ互いに逆回転可能にして収納されている。４は前記雄ロータ２が固着される雄ロータ軸で、図示しないモータにより回転駆動されるようになっている。５は前記雌ロータ３が固着される雌ロータ軸である。
【００２２】
７及び９は雄ロータ側の軸受で、前記雄ロータ軸４は、該軸受７及び９により夫々前記吐出ケース１１及び吸入ケース１２に回転自在に支持されている。８及び１０は雌ロータ側の軸受である。
６ａは雄ロータ側のスラスト軸受、１７ａ、１７ｂはスラストカラーで、前記雄ロータ２のスラスト荷重は、前記雄ロータ軸４、スラストカラー１７ａ、１７ｂ及びスラスト軸受６ａを介して吐出ケース１１で支承するようになっている。
また、６ｂは雌ロータ側のスラスト軸受、１８ａ、１８ｂはスラストカラーで、前記雌ロータ３のスラスト荷重は、前記雌ロータ軸５、スラストカラー１８ａ、１８ｂ及びスラスト軸受６ｂを介して吐出ケース１１で支承するようになっている。
【００２３】
１９は前記雄ロータ軸４の軸シールを行うメカニカルシールである。１５は前記吸入ケース１２に形成された冷媒ガスの吸入口、１６は前記吐出ケース１１に形成された冷媒ガスの吐出口である。
３０はバランスピストン装置で、スラスト荷重が大きくなる駆動側の雄ロータ軸４の反駆動側軸端部に装着されている。３１は該バランスピストン装置３０のピストンで、前記雄ロータ軸４の反駆動側軸端部に固着され、前記吸入ケース１２内に形成されたシリンダ３４内に往復摺動可能に嵌合されている。３２及び３３は前記ピストン３１によりシリンダ３４内を区画形成された作動油室で、前記雄ロータ２及び雌ロータ３の捩れ方向により定まるスラスト荷重の方向によって、作動油入口３５から、前記作動油室３２、３３の何れか一方に作動油が導入されるようになっている。
【００２４】
かかるスクリュー圧縮機１００の運転時において、吸入管５５（図１参照）を通り、吸入ケース１２の吸入口１５から導入されたガス冷媒は、互いに逆回転せしめられる雄ロータ２と雌ロータ３との間の隙間容積変化によって圧縮され、吐出ケース１１の吐出口１６から吐出管５６（図１参照）を通って、図示しない凝縮器に送出される。
前記雄ロータ２及び雌ロータ３の回転に伴う隙間容積変化によって発生するスラスト荷重は、雄ロータ２側においては、前記雄ロータ軸４、スラストカラー１７ａ、１７ｂ及びスラスト軸受６ａを介して吐出ケース１１で支承し、雌ロータ３側においては、前記雌ロータ軸５、スラストカラー１８ａ、１８ｂ及びスラスト軸受６ｂを介して吐出ケース１１で支承する。
以上に示されたスクリュー圧縮機１００の構造、作用は従来のバランスピストン装置付きスクリュー圧縮機と同様である。
【００２５】
本発明は、前記スクリュー圧縮機におけるバランスピストン装置３０の作動油制御に関するものである。
実施例を示す図１において、５１は作動油タンク、５２は作動油フィルター、５０は作動油ポンプ、５３は該作動油ポンプ５０の作動油出口と前記バランスピストン装置３０とを接続する作動油管、４１は該作動油管５３の管路に設置された電磁弁であり、前記作動油タンク５１内の作動油は、前記作動油ポンプ５０によって、前記作動油管５３内を、作動油フィルター５２及び電磁弁４１を経て前記バランスピストン装置３０の油室３２内（前記雄ロータ２及び雌ロータ３の捩れ方向によっては油室３３内）に送り込まれるようになっている。
【００２６】
５７は前記作動油ポンプ５０の入口管０５９から分岐されて前記作動油管５３の電磁弁４１出口側に接続されるバイパス通路で、該バイパス通路５７には前記入口管０５９側と作動油管５３側との圧力差で開き、かつ作動油管５３側から入口管０５９側への作動油の逆止機能を有するとともに一定以上の圧力差で開弁する逆止弁（チェッキ弁）５８が介装されている。
また、図１（Ｂ）に示されるように、前記バイパス通路５７に、前記逆止弁５８と直列に圧力調整機能を有する減圧弁５９を設けることもできる。
【００２７】
４０はコントローラ、４６は電磁弁制御装置で、前記電磁弁４１は該コントローラ４０からの後述するような制御信号を受けて、該電磁弁制御装置４６によって開閉制御されて、前記バランスピストン装置３０への作動油の給排をせしめるようになっている。
４３は前記吸入管５５に取付けられて前記スクリュー圧縮機１００の吸入圧力Ｐｓを検出する吸入圧力センサ、４４は前記吐出管５６に取付けられて前記スクリュー圧縮機１００の吐出圧力Ｐｄを検出する吐出圧力センサ、４５は前記作動油管５３に取付けられて前記バランスピストン装置３０入口の作動油圧力を検出する作動油圧力センサであり、該吸入圧力センサ４３からの吸入圧力検出値、吐出圧力センサ４４からの吐出圧力検出値及び作動油圧力センサ４５からの作動油圧力検出値は、前記コントローラ４０に入力される。
尚、図１におけるスクリュー圧縮機１００の構成要素は図３に対応するものである。
【００２８】
次に、図２及び図１に基づき、この実施例の動作を説明する。
前記吸入圧力センサ４３からの吸入圧力検出値Ｐｓ、吐出圧力センサ４４からの吐出圧力検出値Ｐｄ及び作動油圧力センサ４５からの作動油圧力検出値は、前記コントローラ４０の差圧算出部４０１、あるいは圧力比算出部４０４に入力される。
該差圧算出部４０１においては、前記吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとの差圧（圧力差）ΔＰ（ΔＰ＝Ｐｄ−Ｐｓ）を算出する。また、該圧力比算出部４０４で前記吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとの圧力比Ｎ（Ｎ＝Ｐｄ−Ｐｓ）を算出する。該差圧ΔＰの算出値及び圧力比Ｎの算出値は、電磁弁切換判断部４０３に入力される。また、該電磁弁切換判断部４０３には、前記作動油圧力センサ４５からの作動油圧力検出値も入力されている。
【００２９】
４０２は切換圧力設定部で、前記電磁弁４１の開閉を切り換える基準となる切り換え基準差圧ΔＰａあるいは切り換え基準圧力比Ｎａが設定されている。
ここで、前記のように、かかるスクリュー圧縮機１００においては、雄ロータ２あるいは雌ロータ３に作用する冷媒ガスの前記差圧ΔＰ（ΔＰ＝Ｐｄ−Ｐｓ）よりスラスト軸受６ａ，６ｂに作用するスラスト荷重を軽減するため、バランスピストン装置３０によって前記雄ロータ２あるいは雌ロータ３に前記差圧ΔＰと逆方向に作動油圧力を作用させて、前記スラスト荷重を打ち消している。
一方、スクリュー圧縮機１００における低負荷のアンロード運転時には、前記吸入圧力Ｐｓが高くなって前記差圧ΔＰが小さくなることと、内部最大圧力が低くなって内部圧力と吸入圧力との差圧が小さくなる影響により、該差圧によってスラスト軸受６ａ，６ｂに作用するスラスト荷重が小さくなり、バランスピストン装置３０に作用する作動流体力が前記スラスト荷重を大きく超えるようになる。
かかる状態になると、大きな逆スラスト荷重がスラスト軸受６ａ，６ｂに加わることとなり、これによって該スラスト軸受６ａ，６ｂの寿命低下を引き起こす事態となる虞がある。
【００３０】
従って、前記切換圧力設定部４０２には、低負荷時において前記作動油圧力によるスラスト荷重の打消し力が前記差圧ΔＰ及び内部圧力と吸入圧力との差圧によるスラスト荷重よりも大きくなる点以下の圧力レベルで、前記バランスピストン装置３０への作動油の供給を遮断するための、切換圧力レベルを基準差圧ΔＰａあるいは切り換え基準圧力比Ｎａとして設定している。
該切換圧力レベルは、例えば圧力比の場合は、図４に示されるように、基準圧力比Ｎａを圧力比５の点に設定し、該基準圧力比Ｎａ＝５以下の低負荷では、バランスピストン装置３０への作動油の供給を遮断する。
【００３１】
前記切換圧力設定部４０２からの切り換え基準差圧ΔＰａあるいは切り換え基準圧力比Ｎａは前記電磁弁切換判断部４０３に入力される。
該電磁弁切換判断部４０３においては、前記差圧ΔＰの算出値と前記基準差圧ΔＰａとを比較し、また圧力比Ｎの算出値と前記基準圧力比Ｎａとを比較し、前記差圧ΔＰの算出値が基準差圧ΔＰａを超えるときまたは前記圧力比Ｎの算出値が前記基準圧力比Ｎａを超えるときの何れかにおいて前記電磁弁４１を開弁し、前記差圧ΔＰの算出値が基準差圧ΔＰａ以下のときまたは前記圧力比Ｎの算出値が前記基準圧力比Ｎａ以下のときの何れかにおいて前記電磁弁４１を閉弁する判断を行う。
また、前記電磁弁切換判断部４０３においては、前記の条件に加えて、前記作動油圧力センサ４５から入力される作動油圧力検出値が、予め設定された基準作動油圧力以上になったとき、前記電磁弁４１を開弁し前記作動油を前記バランスピストン装置３０に供給可能とする。
該電磁弁切換判断部４０３での電磁弁４１開閉判断結果は、電磁弁制御装置４６に入力される。該電磁弁制御装置４６は前記電磁弁切換判断部４０３での判断結果に従い電磁弁４１を開閉する。
【００３２】
従って、前記差圧ΔＰの算出値が基準差圧ΔＰａを超え、あるいは前記圧力比Ｎの算出値が前記基準圧力比Ｎａを超える高負荷時には、電磁弁制御装置４６によって電磁弁４１が開弁され、前記バランスピストン装置３０へ作動油が供給される。これにより、前記スラスト荷重の打消し力が発生し、該打消し力によってスラスト軸受６ａ，６ｂに加わるスラスト荷重を軽減できる。
【００３３】
また、前記差圧ΔＰ及び内部圧力と吸入圧力との差圧の算出値が基準差圧ΔＰａ以下、あるいは前記圧力比Ｎの算出値が前記基準圧力比Ｎａ以下になる低負荷時には、前記電磁弁制御装置４６によって電磁弁４１が閉弁される。
一方、かかる低負荷時には、前記のように電磁弁４１は閉弁しているが、バイパス通路５７における絞り機能やオリフィス機能を有する前記逆止弁５８が作動油ポンプ５０の吸入側と電磁弁４１に下流側との圧力差によって開弁し、バランスピストン装置３０へ、適当量減圧した吐出圧力（Ｐｄ）以下の圧力を供給（減圧供給）している。
これによって、スラスト荷重打消し力を低減することができ、該低負荷時には前記バランスピストン装置３０による前記スラスト荷重の打消し力が小さくなって、前記スラスト軸受６ａ，６ｂには適度に軽減された荷重が作用することとなり、これによって低負荷時にバランスピストン装置３０で発生する打消し力が過大になるのが回避され、スラスト軸受の寿命低下を防止できる。
【００３４】
図５は、電磁弁４１を開弁してバランスピストン装置３０を作動させた場合（Ｂに示す）、及び電磁弁４１を閉弁して差圧ΔＰによるスラスト荷重のみの場合（Ａに示す）におけるスラスト軸受６ａ，６ｂの寿命の１例を示す。
図に明らかなように、７０％負荷を超える高負荷域ではバランスピストン装置３０を作動させた場合の寿命が長くなるが、７０％負荷以下の低負荷域ではバランスピストン装置３０の作動を停止して差圧ΔＰによるスラスト荷重のみとした方が寿命が長くなる。
尚、前記実施例では、前記電磁弁４１の開閉判断を差圧ΔＰ及び圧力比Ｎの双方で行ったが、前記差圧ΔＰ及び圧力比Ｎの何れか一方で電磁弁４１の開閉判断を行ってもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上記載のごとく本発明によれば、バランスピストン装置への作動流体通路に設置された圧力調整弁を、高負荷時には開弁して前記バランスピストン装置へ作動流体を供給することにより、スラスト荷重の打消し力を発生せしめることが可能となってスラスト軸受に加わるスラスト荷重を軽減でき、かつ低負荷時には閉弁して、前記バランスピストン装置によるスラスト荷重の打消し力を低減することにより、低負荷時におけるバランスピストン装置によるスラスト荷重の打消し力に伴うスラスト軸受の寿命低下を防止できる。
【００３６】
また、スクリュー圧縮機における流体の吐出圧力（Ｐｄ）、吸入圧力（Ｐｓ）、及び作動流体圧力を検出してコントローラに入力し、該コントローラにおいて前記差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）、圧力比（Ｐｄ／Ｐｓ）、及び作動流体圧力が目標値（基準値）になるように圧力調整弁のフィードバック制御を行うので、該圧力調整弁の開閉制御を、スラスト軸受に加わるスラスト荷重が常時最小となるように高精度で行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の実施例に係るバランスピストン装置を備えたスクリュー圧縮機及びその制御システム構成図、（Ｂ）は変形例を示す。
【図２】前記実施例における制御ブロック図である。
【図３】スクリュー圧縮機の断面図である。
【図４】バランスピストン装置の切換負荷線図である。
【図５】スラスト軸受の寿命線図である。
【符号の説明】
１ ケーシング
２ 雄ロータ
３ 雌ロータ
４ 雄ロータ軸
５ 雌ロータ軸
６ａ、６ｂ スラスト軸受
１５ 吸入口
１６ 吐出口
３０ バランスピストン装置
３１ ピストン
３２、３３ 作動油室
４０ コントローラ
４１ 電磁弁
４３ 吸入圧力センサ
４４ 吐出圧力センサ
４５ 作動油圧力センサ
４６ 電磁弁制御装置
５０ 作動油ポンプ
５３ 作動油管
５７ バイパス通路
５８ 逆止弁（チェッキ弁）
１００ スクリュー圧縮機

Claims (5)

1. 吸入口から吸入された流体を、互いに逆回転せしめられる雄ロータと雌ロータとにより圧縮して吐出口から外部に送出するスクリュー圧縮機であって、前記雄ロータまたは雌ロータの何れか一方または双方に、該雄ロータあるいは雌ロータに作用するスラスト荷重を軽減するバランスピストン装置を備えたスクリュー圧縮機において、前記バランスピストン装置にポンプ等の加圧装置により作動流体を供給するための作動流体通路に、該作動流体通路を開閉する圧力調整弁を設け、該圧力調整弁は前記スクリュー圧縮機における流体の吐出圧力（Ｐｄ）と吸入圧力（Ｐｓ）との差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）または圧力比（Ｐｄ／Ｐｓ）の何れか一方または双方に基づき開閉可能に構成されてなることを特徴とするバランスピストン装置を備えたスクリュー圧縮機。
2. 前記加圧装置の吸入側から該加圧装置をバイパスして前記作動流体通路の圧力調整弁出口部位に接続されるバイパス通路を設け、該バイパス通路に前記圧力調整弁の開弁時に該バイパス通路を閉じ該圧力調整弁の閉弁時に前記吐出圧力（Ｐｄ）から一定量減圧した作動流体を前記バランスピストン装置に供給可能とする逆止弁を介装したことを特徴とする請求項１記載のバランスピストン装置を備えたスクリュー圧縮機。
3. 前記圧力調整弁は、前記差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）または圧力比（Ｐｄ／Ｐｓ）の何れか一方または双方が、前記スラスト荷重の許容値に基づき設定された基準圧力比あるいは基準差圧を超えるとき開弁し前記作動流体を前記バランスピストン装置に前記吐出圧力以上の圧力を供給して前記スラスト荷重の打消し作用をなさしめ、前記差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）または圧力比（Ｐｄ／Ｐｓ）の何れか一方または双方が、前記基準差圧以下あるいは基準圧力比以下のとき前記バランスピストン装置への作動流体の加圧供給を遮断するとともに、該バランスピストン装置に前記逆止弁により前記吐出圧力（Ｐｄ）から一定量減圧した作動流体を供給することにより前記スラスト荷重の打消し力を低減するように構成されてなることを特徴とする請求項１、２の何れかの項に記載のバランスピストン装置を備えたスクリュー圧縮機。
4. 前記スクリュー圧縮機における流体の吐出圧力（Ｐｄ）を検出する吐出圧力センサと、前記流体の吸入圧力（Ｐｓ）を検出する吸入圧力センサと、前記吐出圧力センサから入力される吐出圧力検出値と前記吸入圧力センサから入力される吸入圧力検出値との差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）または圧力比（Ｐｄ／Ｐｓ）の何れか一方または双方が前記基準圧力比あるいは基準差圧を超えるとき前記圧力調整弁を開弁して前記作動流体を前記バランスピストン装置に供給し前記スラスト荷重の打消し作用をなさしめ、前記差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）または圧力比（Ｐｄ／Ｐｓ）の何れか一方または双方が、前記基準差圧以下あるいは基準圧力比以下のとき前記バランスピストン装置への加圧供給を遮断せしめるコントローラとを備えてなることを特徴とする請求項３記載のバランスピストン装置を備えたスクリュー圧縮機。
5. 前記バランスピストン装置に供給される作動流体圧力を検出する作動流体圧力センサを備え、前記コントローラは前記作動流体圧力センサから入力される作動流体圧力検出値が予め設定された基準作動流体圧力以上になったとき前記圧力調整弁を開弁し前記作動流体を前記バランスピストン装置に加圧供給可能とするように構成されてなることを特徴とする請求項４記載のバランスピストン装置を備えたスクリュー圧縮機。

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