JPH02207187A - スクリュー圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明はスクリュー圧縮機の事故防止に係り、特にロー
タ端面の固渋防止のための警報および保護制御に関する
ものである。

［従来の技術］ 従来の圧縮機の保護制御装置としては、圧縮機ロック（
金属部材同士の接触による固渋）等による圧縮機モータ
の過大電流を検出して操作■路を釈放するものがあるが
、これらの保護制御装置は圧縮機が固渋した後に動作す
るため、固渋防止には役立たなかった。

［発明が解決しようとする課題］ スクリュー圧縮機はケーシングで囲まれた圧縮ロータの
回転により、圧縮媒体（空気やフロンガスなど）を吸入
・圧縮・吐出するが、圧縮ロータは高圧低圧の差圧によ
り吸入側の方向ヘスラスト荷重を受ける。このため故障
形態はケーシング内壁と圧縮ロータ端面との接触による
かじりや焼付が大半である。この故障形態はスラスト軸
受やギャップ調整ライナーの初期調整不良あるいは運転
中の摩耗や損傷によって生ずるのであるが、従来、容易
に摩耗や損傷の進行度合を確認できなかったので、これ
を未然に防止できなかった。

よって、本発明はスクリュー圧縮機の致命傷となるかじ
りや焼付故障を未然に防止するため、圧縮ロータ端面ギ
ャップの組立時の寸法管理および運転中の異常のＷ報お
よび保護制御を容易に行なうための手段を提供すること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的のため、本発明は特許請求の範囲の請求項１な
いし５の各項記載の構成を提供する。

［作　　　用コ ケーシング内壁に取付けた軸方向ギャップセンサーは初
期の組立時の寸法管理不良や運転中に軸受類の損傷等何
らかの原因によって圧縮ロータが移動し、ケーシング内
壁と圧縮ロータ端面との間の軸方向ギャップがある一定
値以下となった場合。

これを検知して信号を発する。この信号を利用して警報
を発し、更には、圧縮機の運転の停止もしくは圧縮ロー
タにかかるスラスト荷重を軽減する動作を行なわせる。

［実　施　例］ 以下、本発明の一実施例に係るスクリュー圧縮機を第１
図により説明する。吸入口８より吸入されたガスはケー
シング１で囲まれた圧縮ロータ２の回転により高圧のガ
スとなって吐出口９より吐出される。圧縮ロータ２はラ
ジアル軸受６とスラスト軸受３により支持される。吸入
口側のケーシング内壁１ｂと圧縮ロータ２の端面２ｂと
のギヤツブ距１ｉａを検出できるセンサー５をケーシン
グに設けである。ケーシング内壁１ｂと圧縮ロータ２の
端面２ｂとのギャップは円環板状のギャップ調整ライナ
ー４で調整し、スラスト軸受３は軸受押え７で固定しで
ある。圧縮ロータ２は運転中に吸入側と吐出側の圧力差
により、吸入側の方へスラスト荷重を受けており、この
荷重はスラスト軸受３で支えている。従って、組立時の
ギャップ寸法ａが所定寸法であっても、軸受３やライナ
ー４の損傷、摩耗が発生すると、圧縮ロータ２はケーシ
ング内壁１ｂに近づく傾向にある。本発明ではセンサー
５にてギャップ寸法ａを検出し、このギャップ寸法ａが
一定値以下になった際に信号を発生する。この信号によ
ってロータ端面２ｂがケーシング内ｐｌｂと焼付く前に
′ｆ１報を発する。また、所望により、上記信号に基づ
いて圧縮機邪動モータを停止させるようにしてもよい。

このことにより、圧縮ロータがケーシングと接触する以
前に軸受３またはライデー４を交換するだけで保守が可
能となり、圧縮機本体を交換する必要はなくなる。

ギャップセンサー５の例としては、接触を機械的に検知
する方式、接触を電気的に検知する方式、渦電流式、光
学式、超音波式、静電容量式などのものがある。

また、上記実施例によれば、組立時の寸法が適当である
か否かもギャップセンサー５の出力により管理すること
ができる。、（従来は組立途中において吐出側のケーシ
ング端面とロータ端面のギャップを隙間ゲージで測定す
るのみであり実運転後の確認はできなかった。） 第２図は前記センサー５を有するギャップセンサー１０
を組み込んだ圧縮機運転制御回路を示し。

同図中、Ｍは圧縮機モータである。Ｍｇは該モータに給
電するための電磁接触器、Ｙｌはリレー、Ｘ□は自己保
持リレーであり、夫々対応する符号で表した接点を操作
する。第３図はギャップ検出器１０の特性を示し、圧縮
ロータ端面２ｂとケーシング内壁１ｂとのギャップａが
一定許容範囲Ａより大きくなるか又は小さくなった場合
にギャップ検出器の接点１０ａは開放状態となり、許容
範囲Ａ内に収まっている場合には接点１０’は閉じた状
態になる様な動作特性を有している。

第２図で、運転ボタンを押すと自己保持リレーＸ工は動
作し、その接点Ｘ□を介して自己保持され、同時に運転
表示灯ＲＬが点灯し、且つ電磁接触器Ｍｇが動作して圧
縮機モータＮは運転される。いま、ギャップセンサー５
で圧縮ロータ端面とケーシング内壁とのギャップａが一
定許容範囲Ａから外れたことを検知すると、ギャップ検
出器１０の接点１０′は矢印の方向に切替わり、リレー
Ｙ１が通電されてその接点Ｙ１が切替わり、リレーＸ□
、電磁接触器Ｍｇが遮断されて圧縮機モータは停止し、
運転表示灯ＲＬが消え、警報表示灯ＯＬが点灯し、また
リレーＹ２は動作して他の応用制御に利用される。

第４図は、スラスト方向の前記ギャップａを検出するセ
ンサー５の他に、更に、ラジアル方向のギャップｂを検
出するセンサー１１を設けた実施例を示す。圧縮ロータ
２は運転することによって半径方向にラジアル荷重を受
けるので、ラジアル軸受６の損傷摩耗によって圧縮ロー
タ２の外周とケーシング１とのギャップｂが小さくなる
傾向にあるが、本実施例では、センサー１１にてギャッ
プ寸法すを検出し、これが一定値以下となった際に信号
を発する。この信号により、前述と同様に。

ラジアル方向でのケーシングとロータの接触が起きる以
前に警報を発し、更には圧縮機を停止させ、接触固渋を
防止することができる。勿論、スラスト方向でのギャッ
プａの変化に対する対応動作は前述実施例と同様である
。

第５図に更に他の実施例を示す。本実施例では、低圧側
と高圧側をバイパスする配管１２とこれに設けた電磁弁
１３を有している。ケーシング内壁１ｂと圧縮ロータ端
面２ｂとのギャップａが一定値より小さくなったことを
ギャップセンサー５で検知すると、その信号に応答して
電磁弁１３を開として圧縮機運転中に圧縮ロータにかか
るスラスト荷重を軽減する。この制御によりケーシング
内壁と圧縮ロータ端面の接触を未然に防止することがで
きる。勿論、ギャップセンサー５による検出に基づいて
警報も発することができる。

なお、スクリュー圧縮機には、周知の如く容量制御用の
スライド弁をケーシングに配設したもの、又は圧縮機の
Ｘ！ｉｌ！動モータ回転速度をインバータ駆動により制
御する構成のものがあるが、このような圧縮機において
、本発明に基づく、圧縮ロータ端面とそれに対向するケ
ーシング内面とのギャップを検出するセンサーの出力を
利用して、そのギャップが一定値より小になったときに
、容量制御用スライド弁を自動的に操作し、又は圧縮機
駆動モータのインバータ駆動を自動的に制御し、その結
果、圧縮運転中に圧縮ロータにかかるスラスト荷重を軽
減する様に構成した実施例も可能である。

第６図は、その前者の一例としてケーシング１に容量制
御用のスライド弁１４を配設した実施例を示す。スライ
ド弁１４を操作する油圧シリンダ］５．ピストン１６が
設けられている。

第７図は、圧縮ロータにかかる負荷を前記ギャップセン
サーの検出出力に応じて軽減する第５図、第６図の各実
施例に用いる運転制御回路を示す。

第２図と同様、ギャップａが一定許容範囲から外れると
リレーＹ工が通電され、これより警報表示灯ＯＬ、応用
リレーＹ２、電磁弁Ｓｖが通電される。第５図では、電
磁弁Ｓｖの通電により管１２を介する高低圧バイパスが
作動し、スラスト荷重を低減させ、第６図では、電磁弁
Ｓｖの通電により、油圧シリンダ１５．ピストン１６を
備えた油圧動作機構が容量制御用スライド弁１４を操作
して圧縮ロータの負荷を低減させる。ギャップａの異常
は警報表示灯ＯＬで知られるので、オーバーホール修理
等の対策を講じることができる。

［発明の効果］ 本発明によれば、スクリュー圧縮機において、組立時の
寸法管理不良やスラスト軸受の摩耗、損傷等によるケー
シング内壁と圧縮ロータ端面とのギャップの異常を検知
し、その結果、ケーシングと圧縮ロータの金属同士の接
触・焼損を未然に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例によるギャップセンサー付ス
クリュー圧縮機の縦断面図、第２図はその操作回路図、
第３図はギャップ検出器の特性図、第４図、第５図、第
６図は夫々本発明の他の異なる実施例によるスクリュー
圧縮機の縦断面図、第７図はその操作回路図である。 １・・・ケーシング　　　２山圧縮ロータ３・・・スラ
スト軸受　　４・・・ギャップ調整ライナー５・・・ギ
ャップセンサー　６・・・ラジアル軸受７・・・軸受押
え　　　　８・・・吸入口９・・・吐出口 ３相主ｔ５ｊｉ 第２図 ケージ）グ 圧縮ロータ スラスト軸受 ギャップ調整ライブ− やヤッフ亀）サー ラジアル軸受 軸受押え 吸入口 吐出口 第３図 （キヤ・ンブ乞ンサｉ柱） 時間− 第４図 第５図 ２：シリフダ ３：ピストン 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　スラスト荷重を受ける軸受機構を有し軸受けまたは
   ライナによりケーシング内壁と圧縮ロータ端面との間の
   軸方向ギャップを所定に確保する構造のスクリュー圧縮
   機において、上記軸方向ギャップの大きさを検知するギ
   ャップセンサーを上記ケーシング内壁に設け、上記軸方
   向ギャップの大きさが許容範囲外となったことを該ギャ
   ップセンサーが検知したときこれに応答して警告を発す
   る手段を備えたことを特徴とするスクリュー圧縮機。 ２　スクリュー圧縮機の運転中に前記軸方向ギャップの
   大きさが許容範囲外になったことを前記ギャップセンサ
   ーが検知したときこれに応答して圧縮機の運転を停止す
   る制御手段を備えた請求項１記載のスクリュー圧縮機。 ３　スクリュー圧縮機の高圧側と低圧側とを結ぶバイパ
   ス路開閉用の電磁弁を設け、スクリュー圧縮機の運転中
   に前記軸方向ギャップの大きさが許容範囲外となったこ
   とを前記ギャップセンサーが検知したときこれに応答し
   て圧縮ロータのスラスト荷重を軽減すべく上記バイパス
   路開閉用の電磁弁を開放させる制御手段を備えた請求項
   １記載のスクリュー圧縮機。 ４　ケーシングに設けられた容量制御用スライド弁を備
   え、スクリュー圧縮機の運転中に前記軸方向ギャップの
   大きさが許容範囲外となったことを前記ギャップセンサ
   ーが検知したときこれに応答して圧縮ロータのスラスト
   荷重を軽減すべく上記容量制御用スライド弁を操作する
   手段を備えた請求項１記載のスクリュー圧縮機。 ５　スクリュー圧縮機の駆動モータ回転速度を制御する
   周波数可変インバータ手段を備え、スクリュー圧縮機の
   運転中に前記軸方向ギャップの大きさが許容範囲外にな
   ったことを前記ギャップセンサーが検知したときこれに
   応答して圧縮ロータのスラスト荷重を軽減すべく上記イ
   ンバータ手段を制御する手段を備えた請求項１記載のス
   クリュー圧縮機。 ６　圧縮ロータ外周とケーシング内周面との間の半径方
   向ギャップの大きさを検知するセンサを備え、該センサ
   により上記半径方向ギャップの大きさが許容範囲外とな
   ったことを検知したとき、これに応答して警報を発する
   手段を備えた請求項１記載のスクリュー圧縮機。