JP2712511B2 - スクリュー圧縮機の容量制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、スクリュー圧縮機の容量制御装置、詳しく
は、スライド弁に連結したピストンをシリンダ室に配設
し、前記ピストンの作動で前記スライド弁を移動させ容
量制御を行なうスクリュー圧縮機の容量制御装置に関す
る。

（従来の技術） 従来、スライド弁を用いてスクリュー圧縮機の容量制
御を行うようにしたものは、例えば特開昭59−119083号
公報に示されている通り、すでに知られている。

この従来の技術は、第２図に示したように、圧縮機ケ
ーシング（Ａ）にスライド弁（Ｂ）を内装すると共に、
該スライド弁（Ｂ）のスライド方向高圧側（HP）に、ピ
ストン（Ｃ）を内装したシリンダ（Ｄ）を設けて、前記
スライド弁（Ｂ）を前記ピストン（Ｃ）にロッド（Ｅ）
を介して連結している。

また、給油電磁弁（Ｆ）を介装し、油タンクからの高
圧の油を供給する給油管（Ｇ）と、排油電磁弁（Ｈ）を
介装し、低圧側に排油する排油管（Ｉ）とを接続し、こ
の接続部と前記シリンダ（Ｄ）のロッド側室（Ｊ）とを
給排管（Ｋ）で接続して、前記シンリンダ（Ｄ）のロッ
ド側室（Ｊ）に給油したり、又、該ロッド側室（Ｊ）か
ら排油したりすると共に、前記排油電磁弁（Ｈ）の下流
側に前記シリンダ（Ｄ）のヘッド側室（Ｌ）を低圧側に
連通させる連通管（Ｍ）を接続して、前記ヘッド側室
（Ｌ）を低圧に保持している。

そして、ロードアップするときは、前記給油電磁弁
（Ｆ）を閉じる一方、前記排油電磁弁（Ｈ）を開き、前
記ロッド側室（Ｊ）から排油し、前記スライド弁（Ｂ）
の両端に作用する圧力の差により、前記スライド弁
（Ｂ）を第２図右方に移動させ、又ロードダウンすると
きは、前記給油電磁弁（Ｆ）を開く一方、前記排油電磁
弁（Ｈ）を閉じることにより、前記ロッド側室（Ｊ）に
高圧の油を給油することにより、前記スライド弁（Ｂ）
を前記差圧による第２図右方に移動させる力に打ち勝っ
て、前記ピストン（Ｃ）を左方に、即ち前記スライド弁
（Ｂ）を左方に移動させるのである。

つまり前記給油電磁弁（Ｆ）及び排油電磁弁（Ｈ）の
開閉を調節することにより、前記ピストン（Ｃ）を作動
させ、前記スライド弁（Ｂ）の移動により連続容量制御
を行うようにしている。

尚、（Ｐ）はスプリングであり、（Ｎ）（Ｎ）は、前
記給油管（Ｇ）と排油管（Ｉ）にそれぞれ介装した絞り
である。

（発明が解決しようとする課題） ところで、以上のごとく構成する容量制御装置による
と、前記給油電磁弁（Ｆ）及び排油電磁弁（Ｈ）の開閉
を調節して、油タンクから前記給油電磁弁（Ｆ）を通っ
て前記ロッド側室（Ｊ）に高圧を供給し、前記スライド
弁（Ｂ）を所定位置に保存することにより容量制御運転
を行うとき、前記スプリング（Ｐ）の力を無視すると、
前記ピストン（Ｃ）には、前記スライド弁（Ｂ）の両側
に作用する差圧による負荷が作用すると共に、前記ヘッ
ド側室（Ｌ）が前記連通管（Ｍ）を介して低圧に保持さ
れているので、前記給油電磁弁（Ｆ）を通って前記ロッ
ド側室（Ｊ）に供給される圧力により前記ピストン
（Ｃ）を例えば中間位置に保持する場合には、前記ロッ
ド側室（Ｊ）の圧力は油タンク圧力より低く保持されて
いるのである。

一方、油タンク内の油には、該タンク内の圧力、温度
に対応した量の冷媒が溶け込んでおり、減圧、昇温によ
り冷媒がガス化するから、前記ロッド側室（Ｊ）へ油が
供給される際に減圧されると該ロッド側室（Ｊ）内で油
から冷媒が気化し気相を発生し、前記ピストン（Ｃ）を
中間位置に保持させる場合、前記ロッド側室（Ｊ）の圧
力は油タンク圧力より低く保持されているので前記気相
を有したままとなり、例えば前記スライド弁（Ｂ）の両
側に作用する差圧による負荷等が変動すると、この変動
によって気相が膨張収縮して、前記ロッド側室（Ｊ）内
の圧力が安定しなく、前記ピストン（Ｄ）の位置保持が
不正確となり、正確な容量制御ができない問題があっ
た。

本発明は以上のような問題に鑑みてなしたもので、そ
の目的は、油を供給するシリンダ内の圧力を、供給する
圧力より高くすることにより、シリンダ内における油か
ら気相発生を防止し、容量制御の制御性を改善する点で
ある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明は、スライド弁
（２）にロッド（３）を介して連結したピストン（４）
をシリンダ室（５）に配設し、ピストン（４）の作動に
よりスライド弁（２）を移動させ容量制御を行なうスク
リュー圧縮機の容量制御装置において、ピストン（４）
で区画された２室のうち、スライド弁をロードアップ側
に制御する第１制御室（６）に、絞り（16）を設けた高
圧油の第１給油管（７）と、開閉弁（13）を設けた第１
排油管（８）とをそれぞれ接続するとともに、スライド
弁（２）をロードダウン側に制御する第２制御室（９）
に、第２制御室（９）から油が流出するのを止める方向
に逆止弁（10）を設けた高圧油の第２給油管（11）と、
開閉弁（14）を設けた第２排油管（12）とをそれぞれ接
続したのである。

（作用） 第１制御室（６）には第１給油管（７）を介して高圧
が常時供給され、第２制御室（９）には、逆止弁（10）
を介して高圧が常時供給され、スライド弁（２）をロー
ドアップ側に制御する場合は、第１排油管（８）の開閉
弁（13）を閉鎖すると共に、第２排油管（12）の開閉弁
（14）を開放して、前記第１制御室（６）が前記第２制
御室（９）により高圧になりピストン（４）がロードア
ップ側に移動され、また、前記スライド弁（２）をロー
ドダウン側に制御する場合は、第１排油管（８）の開閉
弁（13）を開放すると共に、第２排油管（12）の開閉弁
（14）を閉鎖して、前記第２制御室（９）が前記第１制
御室（６）より高圧になり、前記スライド弁（２）の両
端に作用する差圧による負荷に打ち勝ってピストン
（４）がロードダウン側に移動される。

そして、スライド弁（２）を所定の容量制御位置に保
持すべくピストン（４）を所定位置に保持するとき、開
閉弁（13）、（14）を閉鎖する。第１制御室（６）に
は、絞り（16）を介して第１給油管（７）から高圧の油
が供給される。また、第２制御室（９）には、逆止弁
（10）を介して第２給油管（11）から高圧の油が供給さ
れる。ところで、第２制御室（９）側のピストン（４）
には、ロッド（３）が連結されている。このため、第２
制御室（９）側のピストン（４）の受圧面積は、第１制
御室（６）側のピストン（４）の受圧面積よりも、ロッ
ド（３）の断面積分少ない。これによってピストン
（４）がシリンダ室５内に停止しているときの第１制御
室（６）内の圧力と第２制御室（９）内の圧力とでは、
第２制御室（９）内の圧力が第１制御室（６）内の圧力
よりも高くなる。しかも、第２給油管（11）には、第２
制御室（９）から油が流出するのを止める方向に逆止弁
（10）が設けられているため、より高圧の油が逆流する
ことはなく、その圧力が維持される。その結果、油中に
含まれた冷媒ガスの気化による気相の発生が抑えられ、
ピストン（４）の位置が安定する。

（実施例） 本発明の一実施例を第１図に基づいて説明する。

第１図は冷凍装置に用いるスクリュー圧縮機の容量制
御装置を摸式的に示した概略断面図であって、圧縮機ケ
ーシング（１）に、一端を吐出側の高圧に、他端を吸入
側の低圧にさらすごとく内装したスライド弁（２）をス
ライドさせて、該スライド弁（２）により高圧側を低圧
側に連通する容量制御通路（図示しない）の開度を調節
することによりスクリュー圧縮機の容量制御を行うよう
にしている。

そして前記スライド弁（２）にロッド（３）を介して
連結したピストン（４）を、前記スライド弁（２）の移
動方向一側、即ち高圧側に設けたシリンダ室（５）に配
設し、該シリンダ室（５）に前記圧縮機の吐出側に開放
した高圧の油タンク（図示しない）から油を供給するこ
とにより、前記ピストン（４）を移動させ、該ピストン
（４）の移動により前記スライド弁（２）の位置を調節
し、該スライド弁（２）による容量制御通路（図示しな
い）の開度を連続的に調節できるようにしている。

このように構成した容量制御装置において、前記ピス
トン（４）で区画する２室のうち、前記スライド弁
（２）をロードアップ側に制御する第１制御室（６）に
高圧油の第１給油管（７）と第１排油管（８）とを接続
すると共に、前記スライド弁（２）をロードダウン側に
制御する第２制御室（９）に、逆止弁（10）を介装した
高圧油の第２給油管（11）と、第２排油管（12）とを接
続する一方、前記排油管（８）（12）に開閉弁（13）
（14）を介装したのである。

具体的には、前記高圧の油タンクから高圧を供給する
給油主配管（15）を設け、該主配管（15）と前記第１制
御室（６）とを連通し、かつ、絞り（16）を介装した第
１給油管（７）を設ける一方、前記給油主配管（15）
に、前記第２制御室（９）に連通し、かつ、前記給油主
配管（15）への逆流を阻止する逆止弁（10）を介装した
第２給油管（11）を接続する。

また、該第２給油管（11）に介装した前記逆止弁（1
0）の低圧側には、第２排油管（12）を接続し、該第２
排油管（12）には、開閉弁（14）と油圧給油速度調節の
ための絞り（17）とを、該開閉弁（14）が低圧側に位置
するようにして直列に介装し、該開閉弁（14）の開動作
により、前記第２制御室（９）及び前記給油主配管（1
5）とを低圧側に連通させるようにしている。

さらに、前記開閉弁（14）の低圧側には、前記第１制
御室（６）に連通し、かつ、開閉弁（13）及び絞り（1
8）を介装した第１排油管（８）を接続するのである。

尚、前記第１給油管（７）に介装した絞り（16）は前
記第１排油管（８）に介装した絞り（18）に比較して小
さくするのであって、前記開閉弁（13）の開操作により
前記第１制御室（６）を低圧側に連通させ、圧力を下げ
るとき、その圧力変化時間を制御し前記スライド弁
（１）の位置決定を行うためである。

以上のように構成した容量制御装置の作動を簡単に説
明する。

前記第１制御室（６）には第１給油管（７）を介して
高圧を常時供給しており、前記第２制御室（９）には逆
止弁（10）を介して高圧を常時供給している。

そして、前記圧縮機の容量をロードアップするとき、
即ち、スライド弁（２）をロードアップ側に制御する場
合は、第１排油管（８）に介装した開閉弁（13）を閉じ
る一方、前記第２排油管（12）に介装した開閉弁（14）
を開き、前記第１制御室（６）を前記第２制御室（９）
より高圧状態と成して、前記第１排油管（８）に介装し
た前記スライド弁（２）の両端に作用する圧力の差と、
前記第１及び第２制御室（６）（９）との圧力の差とに
より、ピストン（４）がロードアップ側となる第１図に
右方へ移動し、この移動に伴い前記スライド弁（２）を
ロードアップ側に移動させるのである。

また、ロードダウンするとき、即ち、前記スライド弁
（２）をロードダウン側に制御する場合は、ロードアッ
プのときとは逆に、第１排油管（８）の開閉弁（13）を
開ける一方、第２排油管（12）の開閉弁（14）を閉じ、
前記第１制御室（６）を低圧側に連通させることによ
り、前記第２制御室（９）が前記第１制御室（６）によ
り高圧になり、前記第１及び第２制御室（９）の圧力差
が前記スライド弁（２）の両端に作用する差圧による負
荷に打ち勝ってピストン（４）がロードダウン側となる
第１図に左方へ移動し、この移動に伴い前記スライド弁
（２）をロードダウン側に移動させるのである。

そして、第１制御室（６）に絞り（16）を介して第１
給油管（７）により高圧を常時作用させながら、開閉弁
（14）を閉じ、第２制御室（９）に逆止弁（10）を介し
て第２給油管（11）により高圧を作用させることによ
り、スライド弁（２）を所定の容量制御位置に保持する
ために、ピストン（４）を所定位置に保持する。ところ
で、第２制御室（９）側のピストン（４）には、ロッド
（３）が連結されているため、第２制御室（９）側のピ
ストン（４）の受圧面積は、第１制御室（６）側のピス
トン（４）の受圧面積よりも、ロッド（３）の断面積分
少ない。このため、ピストン（４）が所定位置に保持さ
れているときの第２制御室（９）内の圧力は、第１制御
室（６）内の圧力よりも高くなる。

このとき、前記第２制御室（９）に連通する第２給油
管（11）には前記逆止弁（10）を介装しているから、こ
の高圧が保持されるのである。したがって、第２制御室
（９）において、油中に含まれた冷媒ガスが気化するこ
とがなく、気相の発生がないから、気相発生による圧力
変動が生じなく前記ピストン（４）の位置が安定するの
である。

よって前記ピストン（４）の位置調節ひいては、前記
スライド弁（２）の位置調節を正確に行えるから、連続
容量調節が正確に行え制御性の改善を図ることができる
のである。

（発明の効果） 以上のごとく、本発明によれば、前記スライド弁
（２）に連結したピストン（４）で区画する２室のう
ち、前記スライド弁（２）をロードアップ側に制御する
第１制御室（６）に高圧油の第１給油管（７）と第１排
油管（８）とを接続すると共に、前記スライド弁（２）
をロードダウン側に制御する第２制御室（９）に、逆止
弁（10）を介装した高圧油の第２給油管（11）と、第２
排油管（12）とを接続する一方、前記各排油管（８）
（12）に開閉弁（13）（14）を設けたから、スライド弁
（２）を所定容量制御位置に保持すべくピストン（４）
を所定位置に保持するとき、第１制御室（６）に絞り
（16）を介して第１給油管（７）により常時高圧を作用
させ、第２制御室（９）に、逆止弁（10）を介して第２
給油管（11）により高圧を作用させる。第２制御室
（９）側のピストン（４）の受圧面積は、第１制御室
（６）側のピストン（４）の受圧面積よりも小さい。こ
のため、ピストン（４）が所定位置に保持されていると
きの第２制御室（９）内の圧力は、第１制御室（６）内
の圧力よりも高くなる。しかも前記第２制御室（９）に
連通する前記第２給油管（11）には、逆止弁（10）を介
装しているから、この高圧が保持されることになり、油
中に含まれた冷媒ガスが気化することがなく、気相の発
生がないから前記ピストン（４）の位置が安定し、ピス
トン（４）に連動するスライド弁（２）による容量制御
の制御性を改善することできるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の概略説明図、第２図は従来例を示す
説明図である。 （２）……スライド弁 （４）……ピストン （５）……シリンダ室 （６）……第１制御室 （７）……第１給油管 （８）……第１排油管 （９）……第２制御室 （10）……逆止弁 （11）……第２給油管 （12）……第２排油管 （13）……開閉弁 （14）……開閉弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−119083（ＪＰ，Ａ) 日本油空圧協会編 「油空圧便覧」 第802，803，872，873頁 新井澄夫編著 「油圧回路設計マニュ アル」 第96−100頁

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スライド弁（２）にロッド（３）を介して
   連結したピストン（４）をシリンダ室（５）に配設し、
   前記ピストン（４）の作動により前記スライド弁（２）
   を移動させ容量制御を行なうスクリュー圧縮機の容量制
   御装置であって、 前記ピストン（４）で区画された２室のうち、前記スラ
   イド弁（２）をロードアップ側に制御する第１制御室
   （６）に、絞り（16）を設けた高圧油の第１給油管
   （７）と、開閉弁（13）を設けた第１排油管（８）とを
   それぞれ接続するとともに、 前記スライド弁（２）をロードダウン側に制御する第２
   制御室（９）に、前記第２制御室（９）から油が流出す
   るのを止める方向に逆止弁（10）を設けた高圧油の第２
   給油管（11）と、開閉弁（14）を設けた第２排油管（1
   2）とをそれぞれ接続したことを特徴とする、スクリュ
   ー圧縮機の容量制御装置。