JP5543746B2 - Overcompression prevention device for screw compressor - Google Patents
Overcompression prevention device for screw compressor Download PDFInfo
- Publication number
- JP5543746B2 JP5543746B2 JP2009209417A JP2009209417A JP5543746B2 JP 5543746 B2 JP5543746 B2 JP 5543746B2 JP 2009209417 A JP2009209417 A JP 2009209417A JP 2009209417 A JP2009209417 A JP 2009209417A JP 5543746 B2 JP5543746 B2 JP 5543746B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- space
- pressure
- discharge
- valve
- compressed gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
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装置に関する。 The present invention relates to equipment you prevent the excessive compression of the compressed gas at the discharge port side of the screw compressor is generated by a simple mechanism.
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。 A screw compressor, which is a rotary displacement compressor, has excellent advantages such as a simple structure and good durability, and is widely used in general. The screw compressor includes a suction port and a discharge port on both sides of the casing, and a male rotor and a female rotor are accommodated in the rotor casing. A space between the tooth crests of the male and female rotors and an inner wall of the rotor casing The compressed gas is compressed in the confined space formed, and the compressed gas is discharged from the discharge port.
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V1/吐出容積V2)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。
The screw compressor has a volume ratio Vi (= suction volume V 1 / discharge volume V 2 ) suitable for operating conditions, and starts to discharge compressed gas at a timing corresponding to the volume ratio Vi suitable for operating conditions. In addition, the positions and shapes of the suction port and the discharge port are determined.
Therefore, a high performance can always be exhibited when operated under the designed conditions, but the efficiency decreases conversely under conditions deviating from the designed conditions. In particular, when the volume ratio Vi is operated at a value larger than the set volume ratio, “over-compression” that is compressed more than necessary occurs, and the pressure in the confined space becomes abnormally high. In this case, not only the efficiency is lowered, but also an excessive load is applied to a bearing or the like that supports the male and female rotors of the screw compressor, which causes a problem of shortening the life of the screw compressor.
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。
Many existing screw compressors have a discharge port having a shape in which the volume ratio Vi is fixed and an average volume ratio is selected. And when the fluctuation | variation of the actual driving | running condition is estimated, it was supposed that the driving | running | working on the conditions which remove | deviate from this average volume ratio cannot help even if efficiency falls.
On the other hand, a mechanism capable of changing the volume ratio Vi has been proposed so that a single screw compressor can cope with a wide range of operating conditions. Patent Document 1 discloses this volume ratio variable mechanism. Hereinafter, this mechanism will be described with reference to FIGS.
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。
4 and 5, the
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。
A hydraulic cylinder 116 is provided below the suction port 104, and hydraulic oil supply /
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。
A
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110a1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。
In such a configuration, the compressed gas sucked from the suction port 104 enters the tooth space of the male and female rotors. The volume of the tooth space increases with the rotation of the male and female rotors, and when the volume reaches a maximum, the communication between the tooth space and the suction port is interrupted to form a sealed confined space. The confined space moves to the discharge port side in accordance with the rotation of the male and female rotors, and the volume is reduced. Therefore, the compressed gas in the confined space is compressed. When the teeth top of the rotors has reached the
前記最大容積時の閉じ込み空間の容積V1と、吐出が始まる直前の閉じ込み空間の容積V2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110a1の位置が変わるため、容積V2が変わり、容積比Viを変更できる。
Wherein the maximum volume capacity V 1 of the spatial confinement of time, the ratio of the volume V 2 of the space confinement immediately before the discharge begins is volume ratio Vi. When it is necessary to change the volume ratio Vi, the
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。
When it is necessary to change the suction flow rate, the
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。
Note that a pin protruding from the
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。 In Patent Document 2, due to the presence of lubricating oil accumulated in the confined space when the screw compressor is stopped, abnormal torque and abnormal noise are generated when the compressor is started, which causes damage, breakage, and the like of the rotor shaft. Means for preventing this are disclosed. In FIG. 1 of Patent Document 2, a relief valve 31 is provided at an appropriate position on the discharge side of the compressor casing, and the lubricating oil accumulated in the closed space when the compressor is started is opened to open the relief valve 31. A means for solving the above-mentioned problem is disclosed.
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。 Further, in FIG. 4 of Patent Document 2, a wall lubricating oil discharge hole 4 is provided in the lower periphery of the rotor chamber, and the position of the discharge hole 4 is changed according to the pressure difference between the rotor chamber and the discharge port. Disclosed is a means for providing a piston 1 that opens and closes the valve, opens the discharge hole 4 at the time of start-up when the discharge pressure is low, and causes the accumulated oil to flow out, and closes the outflow hole 4 during normal operation when the discharge pressure is high Has been.
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。
Further, in Patent Document 3, in the screw compressor, a slide valve that slides in the rotor axial direction is provided like the
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。 As disclosed in Patent Document 1, a mechanism using a capacity control valve or a volume ratio variable valve is generally not very popular because of its complicated structure and high cost. However, if these mechanisms are not provided, as described above, "over-compression" that is compressed more than necessary occurs, the pressure in the confined space becomes abnormally high, the efficiency is lowered, and the durability of the screw compressor is reduced. The problem which impairs property arises. Since the pressure is highest in the confined space immediately before communicating with the discharge space, it is particularly necessary to eliminate “over-compression” in the confined space.
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。
The mechanism for discharging the lubricating oil by the relief valve 31 shown in FIG. 1 of Patent Document 2 is for discharging the lubricating oil accumulated in the rotor chamber, and for preventing overcompression of the compressed gas. is not. Further, regardless of the suction pressure or the discharge pressure, the rotor chamber is opened when the pressure in the rotor chamber exceeds the threshold value, and therefore, the suction flow rate and the volume ratio Vi cannot be adjusted.
Further, the lubricating oil discharge mechanism shown in FIG. 4 of Patent Document 2 does not release the compressed gas from the confined space immediately before communicating with the discharge space as seen from the position of the liquid discharge hole 4. However, it only has a function of discharging the lubricating oil.
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。 Since the screw compressor disclosed in Patent Document 3 includes a slide valve that makes it possible to adjust the discharge pressure, the problem that the structure becomes complicated and the cost is high cannot be solved. In addition, the slide valve or the casing of the screw compressor is provided with a relief valve that allows the gas to be compressed in the rotor chamber to escape to the discharge port when the pressure in the rotor chamber exceeds a specified level. Since this relief valve is not provided in the confined space immediately before communicating with the discharge space, it is not possible to prevent overcompression of the confined space that is at the highest pressure. Further, this relief valve does not adjust the volume ratio Vi.
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。
In view of the problems of the prior art, the present invention does not require a complicated mechanism such as a capacity control valve or a Vi variable valve in a screw compressor, and the excess of the discharge side confinement space where the pressure becomes high with a simpler mechanism. The purpose is to prevent compression. In particular, an object is to prevent overcompression of the discharge space immediately before communicating with the discharge space having the highest pressure.
It is another object of the present invention to make it possible to adjust the volume ratio Vi without requiring a complicated mechanism like the conventional Vi variable valve.
かかる目的を達成するため、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、
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、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。
In order to achieve this object, a male rotor and a female rotor are accommodated in a casing having a suction port and a discharge port, and the compressed gas sucked from the suction port is separated between the male and female rotors and the casing inner wall. In the overcompression preventing device of the screw compressor that compresses in the formed confined space and discharges from the discharge port,
A pressure sensor for detecting the pressure of the compressed gas compressed in the confined space immediately before communicating with the discharge space;
An overcompression prevention valve that is provided in the confined space and opens the confined space when the pressure of the compressed gas in the confined space exceeds a threshold value, and releases the compressed gas outside the casing;
The overcompression prevention valve has a valve body loosely fitted in a recess provided in a closed space immediately before passing through the casing wall and communicating with the discharge space, and a spring force disposed in the recess to close the valve body. a spring member for adding, a flow path for communicating the the recess suction space and a discharge space, e Bei a switching valve which is interposed in the flow path, a recess by the controller is the suction space or discharge space The switching valve is controlled so as to communicate with the valve, and the overcompression prevention valve is controlled to open and close.
本発明によれば、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。 According to the present invention , the pressure of the compressed gas in the confined space immediately before communicating with the discharge space is detected, and when the detected value exceeds the upper limit threshold, the overcompression prevention valve provided in the confined space is opened. To do. As a result, over-compression of the confined space can be prevented, the volume ratio Vi can be prevented from becoming excessively large, and the volume ratio Vi can be adjusted to an appropriate value. Therefore, abnormally high pressure in the rotor chamber can be prevented, so that an excessive load can be prevented from being applied to the rotor bearing and the like, the durability of the screw compressor can be improved, and the operating efficiency of the screw compressor can be prevented from being lowered. it can.
本発明によれば、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して、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。
According to the present invention, the pressure of the compressed gas suction space and a discharge space is respectively detected, by calculating the volume ratio of these detected values, the over-compression prevention valve when said container product ratio exceeds the upper threshold opening may be that.
As a result, the volume ratio Vi can be adjusted with respect to fluctuations in the pressure values in the suction space and the discharge space, and overcompression in the rotor chamber can be prevented. For this reason, it is possible to prevent the operating efficiency of the screw compressor from being lowered and to maintain the durability of the screw compressor.
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。 In the device of the present invention, the pressure sensor detects the pressure of the compressed gas compressed in the confined space immediately before communicating with the discharge space, and when the pressure detection value of the confined space exceeds the upper limit threshold, The overcompression prevention valve is opened so that the compressed gas in the confined space is released out of the casing.
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。 This can prevent overcompression of the confined space immediately before communicating with the discharge space having the highest pressure. Further, the volume ratio Vi can be prevented from becoming excessively large, and the volume ratio Vi can be adjusted to an appropriate value. Accordingly, abnormally high pressure in the rotor chamber can be prevented, so that an excessive load can be prevented from being applied to the rotor bearing and the like, the durability of the screw compressor can be maintained, and a decrease in operating efficiency of the screw compressor can be prevented. .
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。
In the device of the present invention, the second pressure sensor for detecting the pressure of the compressed gas in the suction space, the third pressure sensor for detecting the pressure of the compressed gas in the discharge space, the second pressure sensor, and the third pressure. It is preferable to provide a controller that inputs sensor detection values, calculates a volume ratio from these detection values, and opens the overcompression prevention valve when the volume ratio exceeds an upper limit threshold.
As a result, over-compression in the rotor chamber can be prevented against fluctuations in the pressure values in the suction space and the discharge space, and the volume ratio Vi can be adjusted so as not to become an excessive volume ratio Vi. Therefore, the durability of the screw compressor can be maintained, and a decrease in operating efficiency can be prevented.
本発明装置において、特に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。
In the apparatus of the present invention, in particular, the overcompression prevention valve is loosely fitted in a recess provided in a confined space immediately before passing through the casing wall and communicating with the discharge space, and the valve body disposed in the recess. A spring member that applies a spring force in a closing direction, a flow path that communicates the recess with the suction space and the discharge space, and a switching valve that is interposed in the flow path. by controlling the switching valve so as to communicate with the suction space or discharge space you configured to open and close control the over-compression valve.
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。 As a result, the over-compression prevention valve can be opened and closed using the pressure difference between the suction pressure and the discharge pressure, so that no special driving force is required for opening and closing the over-compression prevention valve. Therefore, a simple and low-cost configuration can be obtained.
本発明によれば、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。 According to the present invention , a male rotor and a female rotor are accommodated in a casing having a suction port and a discharge port, and the compressed gas sucked from the suction port is formed by the male and female rotors and the inner wall of the casing. Detecting the pressure of the compressed gas compressed in the confined space immediately before communicating with the discharge space in the overcompression preventing method of the screw compressor that compresses in the confined space and discharges from the discharge port; Opening the overcompression prevention valve provided in the confined space and releasing the compressed gas in the confined space to the outside of the casing when the detected pressure value of the confined space exceeds the upper limit threshold; Accordingly, it is possible to prevent over-compression of the confined space and to prevent the volume ratio Vi from becoming excessively large. As a result, abnormally high pressure in the rotor chamber can be prevented, so that an excessive load can be prevented from being applied to the rotor bearings and the like, the durability of the screw compressor can be maintained, and the operating efficiency of the screw compressor can be reduced. Can be prevented.
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、前記本発明の実施が可能になる。 Further, according to the apparatus of the present invention, the male rotor and the female rotor are accommodated in the casing having the suction port and the discharge port, and the compressed gas sucked from the suction port is supplied to the male and female rotors and the inner wall of the casing. In the overcompression prevention device of the screw compressor that compresses in the confined space formed by and discharges from the discharge port, the pressure of the compressed gas compressed in the confined space immediately before communicating with the discharge space is detected A pressure sensor that is provided in the confined space, and an overcompression prevention valve that opens the confined space and releases the compressed gas outside the casing when the pressure of the compressed gas in the confined space exceeds a threshold value. by comprising the said book onset Ming implementation capable ing.
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。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention to that unless otherwise specified.
本発明の一実施形態を図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。
This onset Ming embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a rotor chamber in the vicinity of a discharge port of a twin rotor
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。
The male rotor 14 rotates in the direction of arrow a, and the female rotor 16 rotates in the direction of arrow b opposite to the direction of arrow a. While the male and female rotors 14 and 16 are engaged with each other, a plurality of tooth space is formed between the teeth crests of the male and female rotors and the inner wall of the
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。
Since the confined space has a minimum volume immediately before communicating with the discharge port 18, the pressure of the gas to be compressed becomes maximum here, and the volume ratio Vi becomes maximum. When the confined space communicates with the discharge port 18, the compressed gas confined in the confined space is discharged to the discharge port 18. In the present embodiment, an
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。
In FIG. 2, following the
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。
Of the confined spaces formed by the male and female rotors 14, 16 and the
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。
The elastic force of the coil spring 26 acts to urge the
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。
Next, the control device of the
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。
Further, a
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。
In the present embodiment having such a configuration, during normal operation of the
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。
When the pressure in the confined space Sc exceeds the upper threshold, the
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V1を換算すると共に、吐出圧力Pdから吐出容積V2を換算し、容積比Vi(=吸入容積V1/吐出容積V2)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。
Further, the
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。
According to this embodiment, the overcompression of the discharge pressure Pd can be prevented beforehand by providing the
Further, since the volume ratio Vi can be maintained at an appropriate value, it is possible to prevent a decrease in the operation efficiency of the
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。 According to the present invention, by simply adding a simple and low-cost device to an existing screw compressor, over-compression of the rotor chamber of the screw compressor can be prevented, and the durability of the screw compressor can be maintained. Operation efficiency can be continued.
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
DESCRIPTION OF
58 Discharge piping 60 Pressure sensor (third pressure sensor)
62
Claims (2)
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、
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、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スクリュー圧縮機の過圧縮防止装置。 In a confined space formed by housing a male rotor and a female rotor inside a casing having a suction port and a discharge port, the compressed gas sucked from the suction port is formed by the male and female rotors and the inner wall of the casing. In the overcompression preventing device of the screw compressor that compresses and discharges from the discharge port,
A pressure sensor for detecting the pressure of the compressed gas compressed in the confined space immediately before communicating with the discharge space;
An overcompression prevention valve that is provided in the confined space and opens the confined space when the pressure of the compressed gas in the confined space exceeds a threshold value, and releases the compressed gas outside the casing;
The overcompression prevention valve has a valve body loosely fitted in a recess provided in a closed space immediately before passing through the casing wall and communicating with the discharge space, and a spring force disposed in the recess to close the valve body. a spring member for adding, a flow path for communicating the the recess suction space and a discharge space, e Bei a switching valve which is interposed in the flow path, a recess by the controller is the suction space or discharge space An overcompression prevention device for a screw compressor, wherein the overcompression prevention valve is controlled to be opened and closed by controlling the switching valve so as to communicate with the overcompression valve.
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1に記載のスクリュー圧縮機の過圧縮防止装置。 A second pressure sensor for detecting the pressure of the compressed gas in the suction space, and a third pressure sensor for detecting the pressure of the compressed gas in the discharge space;
A controller that inputs detection values of the second pressure sensor and the third pressure sensor, calculates a volume ratio from these detection values, and opens the overcompression prevention valve when the volume ratio exceeds an upper limit threshold; The overcompression preventing device for a screw compressor according to claim 1, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009209417A JP5543746B2 (en) | 2009-09-10 | 2009-09-10 | Overcompression prevention device for screw compressor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009209417A JP5543746B2 (en) | 2009-09-10 | 2009-09-10 | Overcompression prevention device for screw compressor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011058432A JP2011058432A (en) | 2011-03-24 |
JP5543746B2 true JP5543746B2 (en) | 2014-07-09 |
Family
ID=43946346
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009209417A Active JP5543746B2 (en) | 2009-09-10 | 2009-09-10 | Overcompression prevention device for screw compressor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5543746B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5389755B2 (en) * | 2010-08-30 | 2014-01-15 | 日立アプライアンス株式会社 | Screw compressor |
JP5358608B2 (en) | 2011-03-30 | 2013-12-04 | 日立アプライアンス株式会社 | Screw compressor and chiller unit using the same |
JP5818522B2 (en) * | 2011-06-13 | 2015-11-18 | 三菱電機株式会社 | Screw compressor |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3434694A1 (en) * | 1984-09-21 | 1986-04-10 | Bitzer Kühlmaschinenbau GmbH & Co KG, 7032 Sindelfingen | SCREW COMPRESSOR FOR GASEOUS MEDIA |
JP3966088B2 (en) * | 2002-06-11 | 2007-08-29 | 株式会社豊田自動織機 | Scroll compressor |
JP2008157152A (en) * | 2006-12-25 | 2008-07-10 | Denso Corp | Rankine cycle |
-
2009
- 2009-09-10 JP JP2009209417A patent/JP5543746B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011058432A (en) | 2011-03-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101287428B1 (en) | Compressor with fluid injection system | |
JP4145907B2 (en) | Multistage rotary compressor | |
KR101900034B1 (en) | Capacity modulated scroll compressor | |
US8011908B2 (en) | Variable capacity pump with dual springs | |
KR100540251B1 (en) | Scroll compressor | |
WO2007066463A1 (en) | Scroll compressor | |
JP2001214872A (en) | Scroll type compressor | |
JP5543746B2 (en) | Overcompression prevention device for screw compressor | |
US8172560B2 (en) | Fluid machinery having annular back pressure space communicating with oil passage | |
US7611343B2 (en) | Multistage compression type rotary compressor | |
EP2343457A1 (en) | Screw compressor | |
JP5812083B2 (en) | Scroll compressor | |
JP4902189B2 (en) | Multi-stage rotary compressor | |
JP2009209820A (en) | Scroll compressor | |
JP2009127553A (en) | Vacuum pump | |
KR101238203B1 (en) | Back pressure sealing apparatus for scroll compressor | |
JP4401408B2 (en) | Screw compressor capacity control device | |
KR100595726B1 (en) | Apparatus for controlling pressure of scroll compressor | |
KR101201905B1 (en) | Scroll compressor with function for adjusting oil supply quantity | |
JP2008144598A (en) | Fluid machine | |
CN115467827A (en) | Scroll compressor having a plurality of scroll members | |
JP2013139714A (en) | Scroll compressor | |
JP2014190319A (en) | Scroll compressor | |
JP2013139715A (en) | Scroll compressor | |
JP2005146864A (en) | Behavior stabilization control valve |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120823 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130607 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130611 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130812 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131022 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131224 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140121 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140324 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140422 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140509 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5543746 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |