JP2011058432A - スクリュー圧縮機の過圧縮防止方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容量制御弁やＶｉ可変弁のような複雑な機構を要せず、もっと簡便な機構でスクリュー圧縮機の過圧縮を防止し、かつ容積比Ｖｉの調整を可能とする。
【解決手段】吐出空間と連通する直前のロータ室１２の閉じ込み空間Ｓｃに過圧縮防止弁２０を設け、閉じ込み空間Ｓｃの圧力が上限閾値を超えたら、過圧縮防止弁２０を開放して被圧縮気体を吐出口３４に逃がす。過圧縮防止弁２０はバイパス通路４０に設けられた凹部２２に弁体２４と弁体２４をバイパス通路４０を閉鎖する方向に付勢力を付加するコイルバネ２６とを設けてなる。凹部２２の奥端に連通管４４と連通する通路４２を設け、連通管４４に吸入口５２に接続される接続管４８又は吐出口３４に接続される接続管５０を三方弁４６によって切り替え可能にし、閉じ込み空間Ｓｃの圧力が上限閾値を超えたら、凹部２２と吸入口５２とを接続して過圧縮防止弁２０を開放する。
【選択図】図１

Description

本発明は、スクリュー圧縮機の吐出口側で被圧縮気体の過圧縮が発生するのを簡便な機構で防止する方法及び装置に関する。

回転式容積形の圧縮機であるスクリュー圧縮機は、構造がシンプルで耐久性が良い等の優れた長所を有し、一般に広く用いられている。スクリュー圧縮機は、ケーシングの両側に吸入口と吐出口を備えると共に、ロータケーシング内に雄ロータと雌ロータとが収容され、該雄雌ロータの歯頂間の歯溝空間とロータケーシング内壁とで形成される閉じ込み空間で被圧縮気体を圧縮し、圧縮された気体を吐出口から吐出する。

スクリュー圧縮機は、運転条件に適した容積比Ｖｉ（＝吸入容積Ｖ_１／吐出容積Ｖ_２）があり、運転条件に適した容積比Ｖｉに対応したタイミングで、被圧縮気体の吐出を始めるように、吸入口と吐出口の位置と形状が定められている。
従って、設計どおりの条件で運転されるときは、常に高い性能を発揮できるが、設計条件から外れた条件では、逆に効率が低下する。特に、容積比Ｖｉが設定された容積比より大きい値で運転する場合には、必要以上に圧縮される「過圧縮」を生じ、閉じ込み空間の圧力が異常に高くなる。こうなると、効率が低下するだけでなく、スクリュー圧縮機の雄雌ロータを支持する軸受等に過剰な荷重が負荷されることになり、スクリュー圧縮機の寿命を短くする問題がある。

既存のスクリュー圧縮機の多くは、容積比Ｖｉが固定され、平均的な容積比を選定した形状の吐出口を有している。そして、実際の運転条件の変動が予測される場合には、該平均的な容積比を外れる条件での運転は、効率が低下してもやむを得ないこととしていた。
これに対して、一台のスクリュー圧縮機で、広範囲の運転条件に対応可能にするため、この容積比Ｖｉを変更できる機構が提案されている。特許文献１にはこの容積比可変機構が開示されている。以下、この機構を図４及び図５に基づいて説明する。

図４及び図５において、スクリュー圧縮機１００は、そのケーシング１０２に吸入口１０４と吐出口１０６を備え、容積比Ｖｉを可変にするためのＶｉ可変弁１０８と、吸入容積を可変にして吸入容積を可変にする容量制御弁１１０とを備えている。スクリュー圧縮機１００の長手方向に、ステップモータ１１２によって回転駆動されるロッド１１４が設けられている。ロッド１１４の先端に雄ネジ１１４ａが形成され、該雄ネジ１１４ａがＶｉ可変弁１０８に穿設されたネジ孔１０８ａと螺合している。そして、ステップモータ１１２の回転によって、Ｖｉ可変弁１０８をスクリュー圧縮機１００の長手方向（ロッド１１４の軸方向）に移動可能にしている。

吸入口１０４の下方に油圧シリンダ１１６が設けられ、油圧シリンダ１１６の両端に作動油の給排出口１１８及び１２０が設けられている。該給排出口１１８、１２０へ作動油を給排することで、油圧ピストン１２２をスクリュー圧縮機１００の長手方向に移動させる。容量制御弁１１０と油圧ピストン１２２とはピストンロッド１２４で連結されている。図５に示すように、容量制御弁１１０とピストンロッド１２４とは、ボルト１２６で一体に連結されている。Ｖｉ可変弁１０８には、ピストンロッド１２４が貫通する貫通孔１０８ｂが穿設されている。

ピストンロッド１２４には軸方向に中空孔１２８が穿設されている。該中空孔１２８に、油圧シリンダ１１６の内壁に回動可能に固定された棒体１３０が挿入されている。棒体１３０の周面には螺旋溝１３２が形成されている。Ｖｉ可変弁１０８の下方のケーシング１０２には、変位センサ取付孔１３４が穿設され、Ｖｉ可変弁１０８の下面には、テーパ付きの溝１０８ｃが設けられている。なお、ケーシング１０２内に収容される雄雌ロータは省略されている。

かかる構成において、吸入口１０４から吸入された被圧縮気体は、雄雌ロータの歯溝空間に入る。歯溝空間の容積は、雄雌ロータの回転に従って増大し、該容積が最大になった時に該歯溝空間と吸入口との連通が遮断され、密閉された閉じ込み空間となる。該閉じ込み空間は、雄雌ロータの回転に従って吐出口側に移動すると共に、容積が減少するため、該閉じ込み空間内の被圧縮気体は圧縮される。両ロータの歯頂が容量制御弁１１０の切欠き部１１０ａの切欠き始端１１０ａ_１に達した時、該閉じ込み空間が吐出ポートＰｏを経て吐出口１０６と連通し、ロータの回転に従って該閉じ込み空間内の被圧縮気体は吐出される。

前記最大容積時の閉じ込み空間の容積Ｖ_１と、吐出が始まる直前の閉じ込み空間の容積Ｖ_２との比が容積比Ｖｉである。容積比Ｖｉを変更する必要があるときは、ステップモータ１１２を作動させ、ロッド１１４を回転させてＶｉ可変弁１０８をロッド１１４に沿って移動させる。このとき、容量制御弁１１０は、油圧シリンダ１１６内の油圧によりＶｉ可変弁１０８と共に移動し、新しい位置に固定されたＶｉ可変弁１０８に接触した状態で固定される。これによって、容量制御弁１１０の欠き部１１０ａの切欠き始端１１０ａ_１の位置が変わるため、容積Ｖ_２が変わり、容積比Ｖｉを変更できる。

吸入流量を変える必要が生じた場合には、油圧シリンダ１１６への作動油の給排により油圧ピストン１２２を移動させることにより、容量制御弁１１０を必要量だけ移動させるようにする。これによって、容量制御弁１１０とＶｉ可変弁１０８との間に隙間ができ、この隙間から吸入口側に被圧縮気体の一部がバイパスされる。これによって、吸入流量を変えることができる。

なお、棒体１３０の螺旋溝１３２には、油圧ピストン１２２から突出したピンが係合しており、油圧ピストン１２２の移動ストロークの大きさが棒体１３０の回転角の大きさによって高精度で検出できるようになっている。また、図５に示すように、Ｖｉ可変弁１０８の位置検出は、変位センサ取付孔１３４に図示省略の変位センサを挿入して取り付け、該変位センサで該変位センサとテーパ溝１０８ｃとの隙間の変位を検出することにより、Ｖｉ可変弁１０８の位置を特定する。

特許文献２には、スクリュー圧縮機の停止時に閉じ込み空間に溜まった潤滑油の存在により、圧縮機起動時に異常トルク、異常音が発生し、これによって、ロータ軸の損傷、折損等が発生するのを防止する手段が開示されている。特許文献２の第１図には、圧縮機ケーシングの吐出側の適所に、リリーフ弁３１を設け、圧縮機の起動時に閉じ込み空間内に溜まった潤滑油をリリーフ弁３１を開放して吐出口に流出させることにより、前記問題を解決する手段が開示されている。

また、特許文献２の第４図には、ロータ室の下部周に壁潤滑油の排出孔４を設けると共に、ロータ室と吐出口との圧力差に応じて位置を変えることにより、排出孔４を開閉するピストン１を設け、吐出圧力が小さい起動時に該排出孔４を開放して潤滑油の溜まり液を流出させ、吐出圧力が高い通常運転時には、流出孔４を閉じるようにした手段が開示されている。

また、特許文献３には、スクリュー圧縮機において、特許文献１のＶｉ可変弁１０８のように、ロータ軸方向にスライドするスライド弁を設け、該スライド弁をロータ軸方向にスライドさせ、吐出口の吐出ガスの流量を調整して、起動時の負荷低減を図ることが開示されている。さらに、該スライド弁又は圧縮機ケーシングにリリーフ弁を設け、吐出圧力が規定値以上に上昇した時に、該リリーフ弁を作動させて、ロータ室内の被圧縮気体を逃がし、これによって、ロータ及びロータを支える軸受に対する異常負荷を軽減するようにしている。

特開平５−２３１３６３号号公報 実公昭６３−４１５９３号号公報（第１図及び第４図） 特開平４−４３８８３号公報

特許文献１に開示されているように、容量制御弁や容積比可変弁を用いた機構は、その構造が複雑で、高コストになるため、一般にはあまり普及していない。しかし、これらの機構を持たない場合、前述のように、必要以上に圧縮される「過圧縮」を生じ、閉じ込み空間の圧力が異常に高くなって、効率の低下と、スクリュー圧縮機の耐久性を損なう問題が生じる。吐出空間と連通する直前の閉じ込み空間で圧力が最高になるため、特に、該閉じ込み空間での「過圧縮」をなくす必要がある。

特許文献２の第１図に図示されたリリーフ弁３１による潤滑油の排出機構は、ロータ室に溜まった潤滑油を排出するためのものであり、被圧縮気体の過圧縮を防止するためのものではない。また、吸入圧力や吐出圧力とは関係なく、ロータ室内の圧力が閾値を超えたら、ロータ室を開放するものであるため、吸入流量や容積比Ｖｉを調整できるものではない。
また、特許文献２の第４図に図示された潤滑油の排出機構は、液排出孔４の配置位置から見て、吐出空間と連通する直前の閉じ込み空間から被圧縮気体を放出するものではなく、潤滑油の排出機能を有するにすぎない。

特許文献３に開示されたスクリュー圧縮機は、吐出圧力を調整可能にするスライド弁を備えているので、構造が複雑化して高コストとなる前記問題を解消できない。また、該スライド弁又はスクリュー圧縮機のケーシングに、ロータ室が規定以上の圧力上昇となった場合に、ロータ室内の被圧縮気体を吐出口に逃がすリリーフ弁を設けている。このリリーフ弁は、吐出空間と連通する直前の閉じ込み空間に設けられていないので、最も高圧となる該閉じ込み空間の過圧縮を防止できない。また、このリリーフ弁は容積比Ｖｉを調整するものではない。

本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、スクリュー圧縮機において、容量制御弁やＶｉ可変弁のような複雑な機構を要せず、もっと簡便な機構で高圧となる吐出側閉じ込み空間の過圧縮を防止することを目的とする。特に、最も高圧となる吐出空間と連通する直前の吐出空間の過圧縮を防止することを目的とする。
さらに、従来のＶｉ可変弁のような複雑な機構を要せず、容積比Ｖｉを調整可能にすることを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明のスクリュー圧縮機の過圧縮防止方法は、
吸入口と吐出口とを有するケーシングの内部に雄ロータと雌ロータとを収容してなり、該吸入口から吸入した被圧縮気体を該雄雌ロータとケーシング内壁とで形成される閉じ込み空間で圧縮して該吐出口から吐出するスクリュー圧縮機の過圧縮防止方法において、
吐出空間と連通する直前の前記閉じ込み空間で圧縮された被圧縮気体の圧力を検出する工程と、
該閉じ込み空間の圧力検出値が上限閾値を超えた時に、該閉じ込み空間に設けられた過圧縮防止弁を開放して該閉じ込み空間の被圧縮気体をケーシング外に放出する工程と、からなるものである。

本発明方法では、吐出空間と連通する直前の閉じ込み空間の被圧縮気体の圧力を検出し、この検出値が上限閾値を超えた時に、該閉じ込み空間に設けた過圧縮防止弁を開放する。これによって、該閉じ込み空間の過圧縮を防止できると共に、容積比Ｖｉが過剰に大きくなるのを防止して、容積比Ｖｉを適正値に調整できる。従って、ロータ室内の異常高圧を防止できるので、ロータの軸受等に過剰な荷重が付加されるのを防止でき、スクリュー圧縮機の耐久性を向上できると共に、スクリュー圧縮機の運転効率の低下を防止できる。

本発明方法において、吸入空間及び吐出空間の被圧縮気体の圧力を夫々検出し、これらの検出値から容積比を演算する工程と、該容積比が上限閾値を超えた時に過圧縮防止弁を開放する工程と、を行なうようにするとよい。
これによって、吸入空間や吐出空間の圧力値の変動に対して、容積比Ｖｉを調整して、ロータ室内の過圧縮を防止できる。そのため、スクリュー圧縮機の運転効率の低下を防止できると共に、スクリュー圧縮機の耐久性を維持できる。

前記本発明方法の実施に直接使用可能な本発明のスクリュー圧縮機の過圧縮防止装置は、
吸入口と吐出口とを有するケーシングの内部に雄ロータと雌ロータとを収容してなり、該吸入口から吸入した被圧縮気体を該雄雌ロータとケーシング内壁とで形成される閉じ込み空間で圧縮して該吐出口から吐出するスクリュー圧縮機の過圧縮防止装置において、
吐出空間と連通する直前の前記閉じ込み空間で圧縮された被圧縮気体の圧力を検出する圧力センサと、
該閉じ込み空間に設けられ閉じ込み空間の被圧縮気体の圧力が閾値を超えた時に閉じ込み空間を開放して被圧縮気体をケーシング外に放出する過圧縮防止弁と、を備えたものである。

本発明装置では、前記圧力センサにより、吐出空間と連通する直前の閉じ込み空間で圧縮された被圧縮気体の圧力を検出し、該閉じ込み空間の圧力検出値が上限閾値を超えた時に、前記過圧縮防止弁を開放して該閉じ込み空間の被圧縮気体をケーシング外に放出するようにする。

これによって、最も高圧となる吐出空間と連通する直前の閉じ込み空間の過圧縮を防止できる。また、容積比Ｖｉが過剰に大きくなるを防止して、容積比Ｖｉを適正値に調整できる。従って、ロータ室内の異常高圧を防止できるので、ロータの軸受等に過剰な荷重が付加されるのを防止でき、スクリュー圧縮機の耐久性を維持できると共に、スクリュー圧縮機の運転効率低下を防止できる。

本発明装置において、吸入空間の被圧縮気体の圧力を検出する第２の圧力センサ及び吐出空間の被圧縮気体の圧力を検出する第３の圧力センサと、第２の圧力センサ及び第３の圧力センサの検出値を入力し、これらの検出値から容積比を演算し、該容積比が上限閾値を超えた時に前記過圧縮防止弁を開放するコントローラと、を設けるとよい。
これによって、吸入空間や吐出空間の圧力値の変動に対して、ロータ室内の過圧縮を防止できると共に、過剰な容積比Ｖｉとならないように容積比Ｖｉを調整することができる。そのため、スクリュー圧縮機の耐久性を維持できると共に、運転効率の低下を防止できる。

本発明装置において、前記過圧縮防止弁が、ケーシング壁を貫通し吐出空間と連通する直前の閉じ込み空間に設けられた凹部に遊嵌された弁体と、該凹部に配置され該弁体を閉じる方向にバネ力を付加するバネ部材と、該凹部と吸入空間及び吐出空間とを連通する流路と、該流路に介設された切替弁と、を備え、前記コントローラによって該凹部が吸入空間又は吐出空間に連通するように該切替弁を制御して過圧縮防止弁を開閉制御するように構成するとよい。

これによって、吸入圧力と吐出圧力との圧力差を利用して、過圧縮防止弁を開閉できるので、過圧縮防止弁の開閉動作に特別の駆動力を必要としない。従って、簡便かつ低コストな構成とすることができる。

本発明方法によれば、吸入口と吐出口とを有するケーシングの内部に雄ロータと雌ロータとを収容してなり、該吸入口から吸入した被圧縮気体を該雄雌ロータとケーシング内壁とで形成される閉じ込み空間で圧縮して該吐出口から吐出するスクリュー圧縮機の過圧縮防止方法において、吐出空間と連通する直前の前記閉じ込み空間で圧縮された被圧縮気体の圧力を検出する工程と、該閉じ込み空間の圧力検出値が上限閾値を超えた時に、該閉じ込み空間に設けられた過圧縮防止弁を開放して該閉じ込み空間の被圧縮気体をケーシング外に放出する工程と、からなることにより、該閉じ込み空間の過圧縮を防止できると共に、容積比Ｖｉが過剰に大きくなるのを防止できる。これによって、ロータ室内の異常高圧を防止できるので、ロータの軸受等に過剰な荷重が付加されるのを防止でき、スクリュー圧縮機の耐久性を維持できると共に、スクリュー圧縮機の運転効率の低下を防止できる。

また、本発明装置によれば、吸入口と吐出口とを有するケーシングの内部に雄ロータと雌ロータとを収容してなり、該吸入口から吸入した被圧縮気体を該雄雌ロータとケーシング内壁とで形成される閉じ込み空間で圧縮して該吐出口から吐出するスクリュー圧縮機の過圧縮防止装置において、吐出空間と連通する直前の前記閉じ込み空間で圧縮された被圧縮気体の圧力を検出する圧力センサと、該閉じ込み空間に設けられ閉じ込み空間の被圧縮気体の圧力が閾値を超えた時に閉じ込み空間を開放して被圧縮気体をケーシング外に放出する過圧縮防止弁と、を備えたことにより、前記本発明方法の実施が可能になり、本発明方法と同様の作用効果を得ることができる。

本発明方法及び装置の一実施形態に係るスクリュー圧縮機のロータ室の横断面図である。 前記実施形態に係るスクリュー圧縮機のロータ軸端部の正面視断面図である。 前記実施形態に係るスクリュー圧縮機の制御装置の系統図である。 従来の容量制御機能及び容積比可変機能を備えたスクリュー圧縮機の正面視断面図である。 図４のスクリュー圧縮機の一部拡大断面図である。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、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い。

本発明方法及び装置の一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。図１は、ツインロータ型スクリュー圧縮機１０の吐出口近傍のロータ室を示す横断面図である。図１において、スクリュー圧縮機１０のロータケーシング１１に雄ロータ１４及び雌ロータ１６を収容するツイン円筒形状の収容空間（ロータ室）１２が設けられている。ロータ室１２の吐出口側終端に吐出ポート１８が設けられている。

雄ロータ１４は矢印ａ方向に回転し、雌ロータ１６は矢印ａ方向と逆方向の矢印ｂ方向に回転する。これら雄雌ロータ１４，１６が噛み合いながら雄雌ロータの歯頂間とロータケーシング１１の内壁間に複数の歯溝空間が形成される。歯溝空間は、雄雌ロータの回転によって吸入ポート側から吐出ポート１８側に向かって進んでいく。歯溝空間の容積が最大になったところで吸入ポートから遮断され、密閉された閉じ込み空間を形成する。閉じ込み空間は吐出ポート１８側に向かって進みながら容積が減少するため、閉じ込み空間内の被圧縮気体は圧縮される。

閉じ込み空間は吐出ポート１８と連通する直前で最小容積となるので、ここで被圧縮気体の圧力は最大となり、容積比Ｖｉは最大となる。閉じ込み空間が吐出ポート１８と連通した時、この閉じ込み空間に閉じ込められた被圧縮気体は、吐出ポート１８に吐出される。本実施形態では、吐出ポート１８と連通する直前の閉じ込み空間に過圧縮防止弁２０が設けられている。以下、過圧縮防止弁２０の構成を図２により説明する。

図２において、ロータ室１２を形成するロータケーシング１１に続いて、ロータの軸端部１７を密閉するカバー３０及び３２が連設されている。カバー３０の内壁には、吐出ポート１８と連通した吐出口３４が設けられている。ロータ室１２で圧縮された被圧縮気体は、吐出ポート１８を経て吐出口３４から吐出される。雄雌ロータの軸端部１７は、ラジアル軸受３６及びスラスト軸受３８で回転可能に支持されている。

カバー３０の内壁には、雄雌ロータ１４，１６及びロータケーシング１１で形成される閉じ込み空間のうち、吐出ポート１８と連通する直前の閉じ込み空間Ｓｃ（図３参照）と吐出口３４とを接続するバイパス通路４０が形成されている。バイパス通路４０に面したカバー３０の内壁に凹部２２が形成されている。該凹部２２に円筒状をなしバイパス通路４０に面した側に底面を有する弁体２４が凹部２２に摺動自在に遊嵌されている。弁体２４と凹部２２の奥端との間に円筒状のコイルバネ２６が設けられている。

コイルバネ２６の弾性力は、弁体２４をバイパス通路４０側に付勢して、バイパス通路４０を閉じる方向に作用している。カバー３０及び３２に、被圧縮気体の通路４２が形成され、通路４２は凹部２２の奥端に開口している。通路４２は連通管４４に接続されている。連通管４４には三方弁４６が設けられ、連通管４４は、三方弁４６を介して接続管４８又は５０に切り替え可能に接続されている。

次に、本実施形態に係るスクリュー圧縮機１０の制御装置を図３により説明する。図４において、接続管４８は、吸入口５２に接続された吸入配管５４に接続されている。吸入配管５４には、吸入配管５４内の被圧縮気体の吸入圧力Ｐｓを検出する圧力センサ５６が設けられている。接続管５０は吐出口３４に接続された吐出配管５８に接続されている。吐出配管５８には、吐出配管５８内の被圧縮気体の吐出圧力Ｐｄを検出する圧力センサ６０が設けられている。

また、ロータの歯頂ｔ間に形成される閉じ込み空間のうち、ロータ室１２の吐出ポート１８と連通する直前の閉じ込み空間Ｓｃの被圧縮気体の圧力を検出する圧力センサ６２が設けられている。また、圧力センサ５８，６０及び６２の検出値を入力し、これらの検出値に基づいて、三方弁４６を切り替え、連通管４４を接続管４８又は５０に切り替え接続するコントローラ６４が設けられている。

かかる構成の本実施形態において、スクリュー圧縮機１０の通常運転時は、コントローラ６４で圧力センサ５６，６０，６２の検出値をコントローラ６４に入力して監視すると共に、連通管４４と接続管５０とを連通させておく。これによって、凹部２２内は吐出口３４の吐出圧力Ｐｄと同等の高圧状態となっている。そのため、弁体２４は、吐出圧力Ｐｄとコイルバネ２６の弾性力とを合計した力でバイパス通路４０を閉じる方向に付勢され、この付勢力によって、バイパス通路４０は閉じられた状態となっている。

閉じ込み空間Ｓｃの圧力が上限閾値を超えた時に、コントローラ６４で三方弁４６を作動させ、連通管４４を接続管５０から接続管４８に連通させる。これによって、凹部２２内が吸入口５２と同等の低圧状態となる。そのため、閉じ込み空間Ｓｃ内の被圧縮気体の圧力がコイルバネ２６の弾性力に打ち勝って弁体２４を凹部２２内に後退させる。これでバイパス通路４０が開放され、閉じ込み空間Ｓｃ内の被圧縮気体が吐出口３４に排出され、閉じ込み空間Ｓｃの過圧縮を解消する。

また、圧力センサ５６で吸入口５２の吸入圧力Ｐｓを検出すると共に、圧力センサ６０で吐出口３４の吐出圧力Ｐｄを検出し、コントローラ６４でこれらの検出値から容積比Ｖｉを演算する。即ち、吸入圧力Ｐｓから吸入容積Ｖ_１を換算すると共に、吐出圧力Ｐｄから吐出容積Ｖ_２を換算し、容積比Ｖｉ（＝吸入容積Ｖ_１／吐出容積Ｖ_２）を演算する。この演算値が上限閾値を超える危険性が出たときに、コントローラ６４で三方弁４６を作動させ、連通管４４を接続管５０から接続管４８に連通させる。これによって、バイパス通路４０が開放され、閉じ込み空間Ｓｃ内の被圧縮気体が吐出口３４に排出され、容積比Ｖｉを上限閾値以下に保持できる。

本実施形態によれば、閉じ込み空間Ｓｃに過圧縮防止弁２０を設けることによって、吐出圧力Ｐｄの過圧縮を未然に防止できる。従って、ロータ室１２内の異常高圧を防止し、これによって、ロータの軸受等に過剰な荷重が付加されるのを防止でき、スクリュー圧縮機の耐久性を向上できる。
また、容積比Ｖｉを適正値に保持できるので、スクリュー圧縮機１０の運転効率の低下を防止して、高効率の運転を継続できる。

本発明によれば、既設のスクリュー圧縮機に簡便かつ低コストな装置を付加するだけで、スクリュー圧縮機のロータ室の過圧縮を未然防止でき、スクリュー圧縮機の耐久性を維持できると共に、高い運転効率を継続できる。

１０ スクリュー圧縮機
１１ ロータケーシング
１２ ロータ室
１４ 雄ロータ
１６ 雌ロータ
１８ 吐出ポート
２０ 過圧縮防止弁
２２ 凹部
２４ 弁体
２６ コイルバネ
３４ 吐出口
４０ バイパス通路
４２ 通路
４４ 連通管
４６ 三方弁
４８，５０ 接続管
５２ 吸入口
５４ 吸入配管
５６ 圧力センサ（第２の圧力センサ）
５８ 吐出配管
６０ 圧力センサ（第３の圧力センサ）
６２ 圧力センサ
６４ コントローラ
Ｐｓ 吸入圧力
Ｐｄ 吐出圧力
Ｓｃ 閉じ込み空間
ｔ ロータ歯頂

Claims (5)

1. 吸入口と吐出口とを有するケーシングの内部に雄ロータと雌ロータとを収容してなり、該吸入口から吸入した被圧縮気体を該雄雌ロータとケーシング内壁とで形成される閉じ込み空間で圧縮して該吐出口から吐出するスクリュー圧縮機の過圧縮防止方法において、
   吐出空間と連通する直前の前記閉じ込み空間で圧縮された被圧縮気体の圧力を検出する工程と、
   該閉じ込み空間の圧力検出値が上限閾値を超えた時に、該閉じ込み空間に設けられた過圧縮防止弁を開放して該閉じ込み空間の被圧縮気体をケーシング外に放出する工程と、からなることを特徴とするスクリュー圧縮機の過圧縮防止方法。
2. 吸入空間及び吐出空間の被圧縮気体の圧力を夫々検出し、これらの検出値から容積比を演算する工程と、該容積比が上限閾値を超えた時に過圧縮防止弁を開放する工程と、からなることを特徴とする請求項１に記載のスクリュー圧縮機の過圧縮防止方法。
3. 吸入口と吐出口とを有するケーシングの内部に雄ロータと雌ロータとを収容してなり、該吸入口から吸入した被圧縮気体を該雄雌ロータとケーシング内壁とで形成される閉じ込み空間で圧縮して該吐出口から吐出するスクリュー圧縮機の過圧縮防止装置において、
   吐出空間と連通する直前の前記閉じ込み空間で圧縮された被圧縮気体の圧力を検出する圧力センサと、
   該閉じ込み空間に設けられ閉じ込み空間の被圧縮気体の圧力が閾値を超えた時に閉じ込み空間を開放して被圧縮気体をケーシング外に放出する過圧縮防止弁と、を備えたことを特徴とするスクリュー圧縮機の過圧縮防止装置。
4. 吸入空間の被圧縮気体の圧力を検出する第２の圧力センサ及び吐出空間の被圧縮気体の圧力を検出する第３の圧力センサと、
   第２の圧力センサ及び第３の圧力センサの検出値を入力し、これらの検出値から容積比を演算し、該容積比が上限閾値を超えた時に前記過圧縮防止弁を開放するコントローラと、を備えたことを特徴とする請求項３に記載のスクリュー圧縮機の過圧縮防止装置。
5. 前記過圧縮防止弁が、ケーシング壁を貫通し吐出空間と連通する直前の閉じ込み空間に設けられた凹部に遊嵌された弁体と、該凹部に配置され該弁体を閉じる方向にバネ力を付加するバネ部材と、該凹部と吸入空間及び吐出空間とを連通する流路と、該流路に介設された切替弁と、を備え、前記コントローラによって該凹部が吸入空間又は吐出空間に連通するように該切替弁を制御して過圧縮防止弁を開閉制御するように構成したことを特徴とする請求項３又は４に記載のスクリュー圧縮機の過圧縮防止装置。

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