JP2006274975A

JP2006274975A - スクリュー冷凍機の運転方法

Info

Publication number: JP2006274975A
Application number: JP2005097909A
Authority: JP
Inventors: Soichi Shiraishi; 聡一白石
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2006-10-12

Abstract

【課題】スクリュー圧縮機がインバータにより円滑に起動することができるスクリュー冷凍機の運転方法を提供する。
【解決手段】インバーター３を用いてスクリュー圧縮機１を起動する際に、起動トルクがピークを過ぎた後に、スクリュー圧縮機１の冷却と隙間シールを行う油をスクリュー圧縮機１に注入するようにした。すなわち、スクリュー圧縮機１を起動する際に、冷媒回路に設けた第２の開閉手段１６により吸込側を閉じてスクリュー圧縮機１に冷媒ガスが流入しないようにするとともに、油注入を行う側に設けた第１の開閉手段１２により油注入側を閉じてスクリュー圧縮機１に油を注入しないようにしておき、スクリュー圧縮機起動時の起動トルクがピークを過ぎた後に、第２の開閉手段１６を開いて冷媒ガスをスクリュー圧縮機１に注入するとともに、第１の開閉手段１２を開いて油をスクリュー圧縮機１に注入する。
【選択図】図１

Description

本発明は、インバータにより駆動するスクリュー圧縮機を搭載したスクリュー冷凍機の運転方法に関するものである。

従来のスクリュー冷凍機においては、スクリュー圧縮機を円滑に起動するために、冷媒回路の開閉手段によって吸込み側を閉じ、スクリュー圧縮機が冷媒ガスを吸込まない状態にしてスクリュー圧縮機を起動していた（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−２２０３８３号公報（２頁、図１）

インバータにより駆動するスクリュー圧縮機を搭載した従来のスクリュー冷凍機では、スクリュー圧縮機を円滑に起動するために、冷媒回路の開閉手段によりスクリュー圧縮機が冷媒ガスを吸込まない状態にし、起動トルクを抑えて起動していた。しかしながら、スクリュー圧縮機の圧縮室冷却と隙間シールを目的とする油を、スクリュー圧縮機を起動すると同時にスクリュー圧縮機に高圧側より注入していたため、吸込側を閉じて冷媒ガスが流入しないようにしてスクリュー圧縮機を起動すると、吸込側に油が洩れて、油溜まりに溜まる油の量が多くなってしまう。そして、発生トルクの低いインバータでスクリュー圧縮機を起動するには、起動電流を低くするため低速回転から起動しなければならず、起動時の低速回転中には吸込側に溜まっている油を排出する能力も小さくなり、このためスクリュー圧縮機が円滑に起動できなくなり、吸込側に溜まる油の量がますます多くなってしまう。

このため、吸込側に溜まった油をスクリューが吸込む際に多量の油を吸込んで圧縮しなければならなくなり、大きな起動トルクが必要となる。また、スクリュー圧縮機には起動時の低速回転域における起動トルクが圧縮ガスの吸込側への洩れなどによって大きくなる特性を有しているため、この起動トルク特性と油圧縮に必要なトルクから、起動時に大きなトルクが必要となる。そのため、発生トルクの低いインバータでは円滑に起動できないという問題があった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、スクリュー圧縮機がインバータにより円滑に起動することができるスクリュー冷凍機の運転方法を提供することを目的とする。

本発明は、インバータを用いて駆動するスクリュー圧縮機を搭載したスクリュー冷凍機の運転方法であって、スクリュー圧縮機を起動する際に、起動トルクがピークを過ぎた後に、スクリュー圧縮機の冷却と隙間シールを行う油をスクリュー圧縮機に注入するようにしたものである。

スクリュー圧縮機起動時に発生する起動トルクのピークを過ぎた後にスクリュー圧縮機に油を注入するため、起動トルクがピークとなる時点で、油圧縮による起動トルクの増加が発生せず、発生トルクが低いインバータで駆動する場合でも円滑に起動することができる。

実施の形態
図１は本発明の実施の形態に係るスクリュー冷凍機の冷媒回路図、図２は図１のスクリュー圧縮機の通常運転時における作用説明図、図３は図１のスクリュー圧縮機の運転起動時における作用説明図である。図１において、スクリュー圧縮機１にはこれを駆動するモータ２が設けられ、このモータ２はインバータ３によって駆動されるようになっている。スクリュー圧縮機１とオイルセパレータ４は、圧縮ガスをスクリュー圧縮機１からオイルセパレータ４に吐出する吐出配管１０と、オイルセパレータ４からスクリュー圧縮機１に油を注入する油注入配管１１とによって接続され、油注入配管１１にはこの配管１１を開閉する第１の電磁弁（第１の開閉手段）１２が取り付けられている。オイルセパレータ４は配管１３によって凝縮器５と接続され、配管１３には逆止弁１４が取り付けられている。凝縮器５は配管１５によって蒸発器６と接続され、配管１５には冷媒回路を開閉する第２の電磁弁（第２の開閉手段）１６及び膨張弁１７が取り付けられている。蒸発器６は吸込配管１８によってスクリュー圧縮機１と接続されている。

次に、スクリュー冷凍機全体の作用について説明する。図１に示すように、スクリュー圧縮機１によって圧縮された冷媒ガスは、吐出配管１０を通ってオイルセパレータ４に送られ、オイルセパレータ４において圧縮ガスと圧縮ガス中に含まれているオイルに分離され、オイルは油注入配管１１を通って、スクリュー圧縮機１に注入される。また、オイルセパレータ４で分離された冷媒ガスは、配管１３を通って凝縮器５に送られ、ここで液化される。液化された冷媒ガスは配管１５に取り付けられた膨張弁１７で断熱膨張され、気液２相となって蒸発器６に送られ、ここで気化される。気化された冷媒は、吸込配管１８を通ってスクリュー圧縮機１に吸込まれる。

次に、スクリュー圧縮機１の通常運転時の作用について説明する。通常運転時においては、図２に示すように、圧縮室の冷却と隙間シールのために、スクリュー２０に油注入配管１１から油２１を注入して、スクリュー圧縮機１を運転している。注入された油２１のうち、一部の油２１ａは、吸込配管１８から流入して圧縮中の吸込ガス２２とともに圧縮され、吐出ガス２３となってスクリュー圧縮機１から吐出配管１０に排出される。この際、一部の油２１ｂは吸込側に洩れる。吸込側に洩れた油２１ｂは、吸込ガス２２とともにスクリュー２０に吸込まれて圧縮され、吐出ガス２３とともにスクリュー圧縮機１より排出される。

次に、スクリュー圧縮機１を運転する際の起動方法について説明する。インバータ３によってモータ２を駆動させてスクリュー圧縮機１を起動する際には、図３に示すように、スクリュー圧縮機１に冷媒ガスを吸い込まないように吸込側の第２の電磁弁１６を閉じ、さらにスクリュー圧縮機１に油を注入しないように油注入を行う第１の電磁弁１２を閉じ、この状態でスクリュー圧縮機１を起動する。

この状態でスクリュー圧縮機１が運転されると、起動時に第１の電磁弁１２を閉じて圧縮室に油を注入しないようにしているため、この間は油を圧縮するために必要なトルクが発生せず、図４の一点鎖線イで示す起動トルクとなる。これに対し、例えば従来の運転方法では、起動と同時にスクリュー圧縮機１の圧縮室に油を注入していたため、図４の実線ロに示すような起動トルクとなる。このため、本発明によれば、従来の運転方法に比べて、油を圧縮するトルクが軽減され、起動トルクが小さくなる。なお、図４において、点線ハはインバータ３の起動トルクを示している。

こうして、スクリュー圧縮機１の起動時に、スクリュー圧縮機１に吸込ガスが流れないようにするとともに油を注入しないようにしておき、スクリュー圧縮機１の運転周波数などから求めた回転数が、図４に示す回転数Ｎ２、すなわち、実線ロによって示した起動運転時におけるピーク回転数Ｎ１よりも十分に低下した起動トルクの回転数Ｎ２に達したとき、第２の電磁弁１６を開くと同時に第１の電磁弁１２を開き、吸込ガスを吸込ませて負荷運転を行う。すなわち、スクリュー圧縮機１の起動時の起動トルクのピークを過ぎた後に、スクリュー圧縮機１の圧縮室にその冷却と隙間シールを目的とする油を注入する運転方法を採用することにより、スクリュー圧縮機１を円滑に起動することができる。

本発明の実施の形態に係るスクリュー冷凍機の冷媒回路図である。図１に設けたスクリュー圧縮機の通常運転時の作用説明図である。図１に設けたスクリュー圧縮機の運転起動時の作用説明図である。回転数と起動トルクの関係を示す線図である。

符号の説明

１スクリュー圧縮機、２モータ、３インバータ、４オイルセパレータ、５凝縮器、６蒸発器、１０吐出配管、１１油注入配管、１２第１の電磁弁（第１の開閉手段）、１６第２の電磁弁（第２の開閉手段）、１８吸込配管。

Claims

インバータを用いて駆動するスクリュー圧縮機を搭載したスクリュー冷凍機の運転方法において、前記スクリュー圧縮機を起動する際に、起動トルクがピークを過ぎた後に、前記スクリュー圧縮機の冷却と隙間シールを行う油を該スクリュー圧縮機に注入することを特徴とするスクリュー冷凍機の運転方法。
前記インバータを用いてスクリュー圧縮機を起動する際に、冷媒回路に設けた第２の開閉手段により吸込側を閉じて前記スクリュー圧縮機に冷媒ガスが流入しないようにするとともに、油注入を行う側に設けた第１の開閉手段により油注入側を閉じて前記スクリュー圧縮機に前記油を注入しないようにしておき、前記スクリュー圧縮機起動時の起動トルクがピークを過ぎた後に、前記第２の開閉手段を開いて前記冷媒ガスを前記スクリュー圧縮機に注入するとともに、前記第１の開閉手段を開いて前記油を前記スクリュー圧縮機に注入するようにしたことを特徴とする請求項１記載のスクリュー冷凍機の運転方法。