JP3538548B2 - 油冷式スクリュ圧縮機 - Google Patents

油冷式スクリュ圧縮機

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JP3538548B2
JP3538548B2 JP21706198A JP21706198A JP3538548B2 JP 3538548 B2 JP3538548 B2 JP 3538548B2 JP 21706198 A JP21706198 A JP 21706198A JP 21706198 A JP21706198 A JP 21706198A JP 3538548 B2 JP3538548 B2 JP 3538548B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、容量調節用スライ
ド弁を備えた油冷式スクリュ圧縮機に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、容量調節用スライド弁を備えた油
冷式スクリュ圧縮機は周知であり、図6はこの種の油冷
式スクリュ圧縮機11を示したものである(特開平6-17
3872号公報)。このスクリュ圧縮機11は、一方の側に
て吸込口12に、他方の側にて吐出口13に開口したケ
ーシング14のロータ室内に回転可能に収容したスクリ
ュロータ15と、このスクリュロータ15とケーシング
14との間にてスクリュロータ15の軸方向に沿って移
動可能に設けた容量調節用スライド弁16とを備えてい
る。スライド弁16は吐出口に面した位置に設けられた
油圧シリンダ17のピストンロッド18に結合してい
る。また、吸込側のスクリュロータ15の端部上方に
は、図6においてスライド弁16の右方への移動限界を
定めるストッパ19が設けてある。
【0003】油圧シリンダ17内の空間は、シール部材
20を介してピストンロッド18を貫通させた環状のロ
ッドカバー21により閉じられ、外周部にシール部材2
2を装着させたピストン23により仕切られたロッドカ
バー21側の第1室24とロッドカバー21とは反対側
の第2室25とに二分されている。この第1室24のロ
ッドカバー21側の端部には第1室24と吐出口13と
を連通させる管路31が設けてあり、第2室25のロッ
ドカバー21とは反対側の端部には高圧の油を導く管路
32が接続している。また、ピストン23とロッドカバ
ー21との間のピストンロッド18の周囲にはばね26
が設けてあり、ピストン23を常時第2室25側に付勢
するようになっている。
【0004】さらに、管路32から分岐して低圧部に通
じる管路33とともに、油圧シリンダ17の軸方向に関
して異なる位置において、油圧シリンダ17内の上記空
間を低圧部に連通させる二つの管路34,35が設けて
あり、管路33,34,35の各々に開閉弁36,3
7,38が介設してある。そして、開閉弁36,37,
38のいずれか一つを開の状態にすることによりピスト
ン23の位置を制御するようになっている。したがっ
て、このピストン23の位置に対応してスライド弁16
の位置も制御され、スクリュ圧縮機11の容量が調節さ
れる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の装置の
場合、ピストン23のスライド弁16側の第1室24に
高圧ガスを導き、これによる圧力をばね26による力と
ともにピストン23に作用させるようになっている。し
たがって、この第1室24を密閉空間とするためにシー
ル部材20を装着したロッドカバー21が必要となり、
第1室24に高圧ガスを導くための管路31を設ける必
要もある。このため、スクリュ圧縮機11の構造が複雑
になり、それだけ製造、メンテナンスに要する手間が増
大し、コストアップの原因になるという問題がある。本
発明は、斯る従来の問題点をなくすことを課題としてな
されたもので、構造を単純化し、製造、メンテナンスに
要する手間を軽減することを可能とした油冷式スクリュ
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、第1発明は、吐出口に面した位置に設けられた油圧
シリンダのピストンロッドに結合して作動する容量調節
用スライド弁を備えた油冷式スクリュ圧縮機において、
上記油圧シリンダを単動シリンダ型とするとともにこの
ピストンのピストンロッド側の受圧面を直接上記吐出口
に露出させ、圧油によりピストンを吐出側から吸込側に
向けてのみ加圧可能とする一方、この油圧シリンダの他
に上記スライド弁を吸込側から常時吐出側に向けて付勢
する弾性部材を上記スライド弁の吸込側に設けた構成と
した。
【0007】また、第2発明は、第1発明の構成に加え
て、上記油圧シリンダの軸方向において異なる位置から
上記油圧シリンダ内の圧油を低圧部に導く複数の管路と
この管路の各々に介設した開閉弁とを設けた構成とし
た。
【0008】
【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施形態を図面
にしたがって説明する。図1は、本発明の第1実施形態
に係る油冷式スクリュ圧縮機1を示し、図6と共通する
部分については、互いに同一番号を付して説明を省略す
る。このスクリュ圧縮機1では、吐出口に面した位置に
設けられ、かつこのピストンのピストンロッド側の受圧
面を直接吐出口13に露出させた単動シリンダ型の油圧
シリンダ2と、スライド弁16を吸込側から常時吐出側
に向けて付勢する弾性部材としてばね3とを用いてい
る。スライド弁16と反対側の油圧シリンダ2の端部に
は、油圧シリンダ2内の空間部4に連通する管路5が接
続してあり、この管路5は、高圧の油を供給するための
管路5Aと低圧部に通じる管路5Bとに接続している。
また、管路5Aには開閉弁6A、絞り手段7、例えばキ
ャピラリィチューブが、また管路5Bには開閉弁6Bが
介設してある。
【0009】そして、開閉弁6Bを閉、開閉弁6Aを開
の状態にすることにより、管路5A,5を介して空間部
4内に高圧の油を導き、ピストン23の吐出側の面に作
用する吐出圧力およびばね3による力に打勝って、ピス
トン23が所望の位置まで前進した時点で、開閉弁6A
を閉じることにより、スライド弁16も所望の位置まで
前進させ、スクリュ圧縮機1の容量を所望の値まで増大
させることができる。
【0010】逆に、開閉弁6Aを閉、開閉弁6Bを開の
状態にすることにより、ピストン23の吐出口13側の
面に作用する吐出圧力およびばね3による力により空間
部4を縮小するように動くピストン23により加圧され
た空間部4内の油を、管路5,5Bを介して低圧部に導
き、ピストン23が所望の位置まで後退させた時点で、
開閉弁5Bを閉じることにより、スライド弁16も所望
の位置まで後退させ、スクリュ圧縮機1の容量を所望の
値まで減少させることができる。このようにしてスクリ
ュ圧縮機1の容量の連続的な調節が行われる。
【0011】ところで、管路5Aに設けた絞り手段7
は、開閉弁6Aの一次側、二次側のいずれに設けてもよ
く、空間部4内に油が急激に流入するのを防止し、スラ
イド弁16の前進速度を適正に保つ働きをしている。な
お、図1は、スライド弁16が吸込側の移動限界まで移
動して、ストッパ19に当接した容量100%になった
状態を示している。
【0012】図2〜5は、本発明の第2実施形態に係る
油冷式スクリュ圧縮機1Aを示し、図1と共通する部分
については、互いに同一番号を付して説明を省略する。
このスクリュ圧縮機1Aでは、上記同様の管路5,5
A,5Bおよび開閉弁6A,6Bに加えて、油圧シリン
ダ2の軸方向において異なる位置から油圧シリンダ2内
の圧油を低圧部に導く複数、図示する例では2本の管路
5C,5Dが設けてある。また、管路5C,5Dの各々
にも開閉弁6C,6Dが介設してある。なお、以下に説
明するように図2〜5において開閉弁6A〜6Dの内で
黒く塗りつぶしたものは閉状態、白抜きで表わしたもの
は開状態を表わしている。また、一点鎖線による矢印
は、スクリュロータ15により一旦吸込まれたガスがス
トッパ19とスライド弁16との間に形成された開口部
を介して吸込口12に戻る流動状態を示している。
【0013】そして、例えばスクリュ圧縮機1Aを容量
25%の状態にする場合は、図2に示すように開閉弁6
A,6C,6Dを閉の状態、開閉弁6Bを開の状態にす
る。この結果、ピストン23は管路5の空間部4側の開
口部の位置まで、即ちピストン23とともにスライド弁
16は後退限界まで移動し、その状態に保たれる。スク
リュ圧縮機1Aを容量50%の状態にする場合は、図3
に示すように開閉弁6B,6Dを閉の状態、開閉弁6
A,6Bを開の状態にする。この結果、ピストン23は
管路5Cの空間部4側の開口部の位置まで移動し、ピス
トン23とともにスライド弁16も移動し、その状態に
保たれる。
【0014】スクリュ圧縮機1Aを容量75%の状態に
する場合は、図4に示すように開閉弁6B,6Cを閉の
状態、開閉弁6A,6Dを開の状態にする。この結果、
ピストン23は管路5Dの空間部4側の開口部の位置ま
で移動し、ピストン23とともにスライド弁16も移動
し、その状態に保たれる。なお、図2、図3に示す場合
には、高圧の油は空間部4に供給される一方で、管路6
C或いは6Dへと流出し続け、ピストン23の両側に作
用する力の平衡が保たれるようになっている。スクリュ
圧縮機1Aを容量100%の状態にする場合は、図5に
示すように開閉弁6B,6C,6Dを閉の状態、開閉弁
6Aを開の状態にする。この結果、ピストン23ととも
にスライド弁16は前進限界の位置まで移動して、スラ
イド弁16とストッパ19とが当接し、その状態に保た
れる。この場合、スライド弁16とストッパ19との間
に開口部は形成されず、一旦吸込まれたガスの吸込口1
2への戻りガスはない。
【0015】このようにして、スクリュ圧縮機1Aの容
量の段階的な調節が行われる。そして、このスクリュ圧
縮機1Aにおいて容量の段階的な調節を行う際、図3〜
5に示す状態では、空間部4には高圧の油による圧力が
作用している状態となっており、上記容量を減少させよ
うとする場合には、空間部4内の圧力を下げてピストン
23を後退させるようにする必要がある。このため、管
路5Aから供給される油量よりも管路5B,5C,5D
のいずれかから低圧部に逃がす油量の方が多くなるよう
にする必要があり、このようにする働きを絞り手段7が
している。即ち、管路5Aから供給される油量を絞り手
段7により制限するようになっている。このスクリュ圧
縮機1Aにおいても絞り手段7は開閉弁6Aの一次側、
二次側のいずれに設けてもよい。
【0016】なお、本発明は、開閉弁6Aを設けたもの
に限定するものではなく、開閉弁6Aを省いた油冷式ス
クリュ圧縮機をも含むものである。開閉弁6Aを設けな
い場合には、図2に示す状態においても、管路5Aから
の油は管路5Bへと流入し続け、ピストン23は図示す
る状態に保たれることとなる。また、管路5Aにおける
高圧の油は、例えばスクリュ圧縮機1,1Aの図示しな
い吐出流路に設けられる油分離回収器の下部の油溜まり
部から供給するようにしてもよい。また、管路5B,5
C,5Dが通じる低圧部は、スクリュ圧縮機1,1Aの
吸込口12に連通する箇所にしてもよい。
【0017】さらに、容量の連続的な制御と段階的な制
御を別個のスクリュ圧縮機として説明してきたが、図2
〜5に示すスクリュ圧縮機1Aの開閉弁6C,6Dを閉
状態のままにしておけば、実質的に図1に示すスクリュ
圧縮機と同一になり、この図2〜5に示すスクリュ圧縮
機1Aを上述した2種類の制御用として使用することも
できる。ところで、スライド弁16を作動させるための
油圧シリンダ内の空間は狭く、この空間部には大きなば
ね力を生じるばねを設けることは無理であるが、本発明
では、このような空間的に制限のないスライド弁16の
吸込側にばね3を設けているため、大きなばね力を生じ
るようにばね3の仕様を定めることができる。
【0018】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、第1発
明によれば、吐出口に面した位置に設けられた油圧シリ
ンダのピストンロッドに結合して作動する容量調節用ス
ライド弁を備えた油冷式スクリュ圧縮機において、上記
油圧シリンダを単動シリンダ型とするとともにこのピス
トンのピストンロッド側の受圧面を直接上記吐出口に露
出させ、圧油によりピストンを吐出側から吸込側に向け
てのみ加圧可能とする一方、この油圧シリンダの他に上
記スライド弁を吸込側から常時吐出側に向けて付勢する
弾性部材を上記スライド弁の吸込側に設けた構成として
ある。このため、油圧シリンダのピストンの吐出口側は
密閉空間を形成するための加工を何等必要とせず、した
がってこの密閉空間を吐出口に連通させる管路も不要と
なり、構造が単純化され、製造、メンテナンスに要する
手間を軽減することが可能になるという効果を奏する。
【0019】また、第2発明は、第1発明の構成に加え
て、上記油圧シリンダの軸方向において異なる位置から
上記油圧シリンダ内の圧油を低圧部に導く複数の管路と
この管路の各々に介設した開閉弁とを設けた構成として
ある。このため、第1発明による効果に加えて、スクリ
ュ圧縮機の容量の連続的な調節の他、段階的な調節も可
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1実施形態に係る油冷式スクリュ
圧縮機を示す部分断面図である。
【図2】 本発明の第2実施形態に係る油冷式スクリュ
圧縮機の第1の状態を示す部分断面図である。
【図3】 本発明の第2実施形態に係る油冷式スクリュ
圧縮機の第2の状態を示す部分断面図である。
【図4】 本発明の第2実施形態に係る油冷式スクリュ
圧縮機の第3の状態を示す部分断面図である。
【図5】 本発明の第2実施形態に係る油冷式スクリュ
圧縮機の第4の状態を示す部分断面図である。
【図6】 従来の油冷式スクリュ圧縮機を示す部分断面
図である。
【符号の説明】
1,1A 油冷式スクリュ圧縮機 2 油圧シリン
ダ 3 ばね 4 空間部 5A,5B,5C,5D 管路 6A,6B,6C,6D 開閉弁 7 絞り手段 12 吸込口 13 吐出口 14 ケーシング 15 スクリュロータ 16 スライド弁 17 油圧シリンダ 18 ピストンロ
ッド 19 ストッパ 22 シール部材 23 ピストン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F04C 18/16 F04C 29/00 F04C 29/10 311

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吐出口に面した位置に設けられた油圧シ
    リンダのピストンロッドに結合して作動する容量調節用
    スライド弁を備えた油冷式スクリュ圧縮機において、上
    記油圧シリンダを単動シリンダ型とするとともにこのピ
    ストンのピストンロッド側の受圧面を直接上記吐出口に
    露出させ、圧油によりピストンを吐出側から吸込側に向
    けてのみ加圧可能とする一方、この油圧シリンダの他に
    上記スライド弁を吸込側から常時吐出側に向けて付勢す
    る弾性部材を上記スライド弁の吸込側に設けたことを特
    徴とする油圧式スクリュ圧縮機。
  2. 【請求項2】 上記油圧シリンダの軸方向において異な
    る位置から上記油圧シリンダ内の圧油を低圧部に導く複
    数の管路とこの管路の各々に介設した開閉弁とを設けた
    ことを特徴とする請求項1に記載の油圧式スクリュ圧縮
    機。
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