JPH06229383A - スクリュー圧縮装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブラインチラー等の低温用冷凍機や差圧駆動
式の四路切換弁をもつシステム等における低差圧条件下
での起動に際し、スライド弁３に作用する差圧駆動力を
早期に高めて該スライド弁３による迅速なロードアップ
を可能にする。 【構成】 吐出通路５の逆流を阻止する逆止弁体６１
と、該弁体６１を閉側に押す加圧室６２と、高圧油溜７
から加圧室６２への油の流入を許す油供給通路６３と、
加圧室６２から油溜７への油の流出を許す油排出通路６
４と、一側に高圧を他側に低圧及び差圧設定バネ６５ｂ
を作用させたピストン６５ｃをもつ差圧駆動式の圧抜き
制御弁６５とを設け、低差圧の起動時に加圧室６２を閉
塞し、油圧力により逆止弁体６１を閉じて吐出通路５を
閉鎖し、高圧の上昇を促進させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主に冷凍機における冷
媒の圧縮用として使用され、いわゆる差圧駆動式のスラ
イド弁による容量制御機構を備えたスクリュー圧縮装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特公平２−１１７５０号公報に開
示され且つ図３に示すように、ら旋状に沿う複数本のス
クリュー溝ＳをもつスクリューロータＲと、該ロータＲ
の外周部を覆うケーシングＤに切欠状に形成し、スクリ
ュー溝Ｓにおける圧縮過程部を低圧の空間Ｌに対して開
く一対の容量制御通路Ｍと、これら各通路Ｍの開度を調
節する一対のスライド弁Ｖと、該各スライド弁Ｖを開方
向に付勢する一対の付勢体Ｃとを備えている。更に、ス
クリューロータＲの吐出側外方に、ピストンＰを内装し
たシリンダＮを設け、各スライド弁ＶをピストンＰのロ
ッドＴに操作ロッドＩ及び連結体Ｊを介して連結し、シ
リンダＣのロッド側室Ａ及びヘッド側室Ｂを、それぞれ
連通孔Ｋ，Ｏにより高圧の空間Ｈに連通させると共に、
シリンダＣに複数の逃がし孔Ｅ，Ｆ，Ｇを設けて、これ
ら逃がし孔Ｅ，Ｆ，Ｇに、それぞれ電磁弁Ｘ，Ｙ，Ｚを
もつ低圧連通路Ｑ，Ｕ，Ｗを接続している。

【０００３】こうして、全負荷時には、スライド弁Ｖの
一端側の低圧受圧面ａに作用する低圧と、他端側の高圧
受圧面ｂに作用する高圧との差圧により、スライド弁Ｖ
を付勢体Ｃに抗して図示の位置に駆動し、容量制御通路
Ｍを閉じて１００％容量で運転が行えるようにしてお
り、部分負荷時には、電磁弁Ｘ，Ｙ，Ｚの一つを開き、
ピストンＰをその開とした電動弁に対応する逃がし孔
Ｅ，Ｆ，Ｇを閉鎖する位置に位置決めすることにより、
スライド弁Ｖを図中右側に移動させ、容量制御通路Ｍの
開度を所定開度に調節して、例えば７５％、５０％、２
５％の容量で運転が行えるようにしている。

【０００４】一方、起動時等で低圧と高圧との差圧が小
さい条件下では、スライド弁Ｖの高圧受圧面ｂに作用す
る差圧駆動力が付勢体Ｃの付勢力よりも小さく、付勢体
Ｃに抗してスライド弁Ｖを閉方向に駆動することができ
ないため、スライド弁Ｖを閉方向に駆動する作動室とな
る前記ロッド側室Ａと、スクリューロータＲにおける吐
出口近くの圧縮過程部であって吐出圧力よりも高いガス
圧が得られる部位ｄとの間を、電磁弁ｅをもつ連通路ｆ
を介して接続し、起動当初に連通路ｆを開いてスライド
弁Ｖを閉方向に駆動できるようにし、ロードアップによ
る運転の早期立ち上げ等が行えるようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、以上のような
差圧駆動式のスライド弁Ｖをもつものにおいて、吐出口
近くの圧縮過程部ｄからガス圧を取り出して導入する機
構を設けるものでは、低差圧条件下でのスライド弁Ｖの
駆動をある程度は改善できるものの、吐出口近くの圧縮
過程部ｄから取り出すガス圧は、起動当初には本来的に
あまり大きな値ではない点、並びに、該圧縮過程部ｄか
らロッド側室Ａに導入するガス圧は、連通孔Ｋを通じて
外部の空間Ｈを経て吐出通路側に一部漏れること等か
ら、特に吸入側の低圧が低い運転条件下では不十分であ
り、例えばブラインチラー等の低温用冷凍機に使用した
場合には、低い低圧条件に引きずられて停止時の機内圧
力が３ＫＧ／平方センチメートル以下になり、吐出口近
くの圧縮過程部ｄから導入するガス圧では、スライド弁
Ｖを付勢体Ｃに抗して移動させることができない問題が
起こる。このような問題は、低圧の低い仕様をもつ冷凍
機で起こる他、差圧駆動式の四路切換弁をもつシステム
で、その切換え不良により吐出側と吸入側との間でバイ
パスが起こり、高圧と低圧との差圧がつき難くなる場合
にも発生する。

【０００６】尚、このような低差圧条件下で起こる問題
に対し、吐出通路に一般的に介装される逆止弁を利用
し、この逆止弁のバネ力を強くして、スライド弁Ｖを駆
動し得る差圧がつくまで吐出側を閉鎖するようにするこ
とも考えられるが、このようにした場合には、逆止弁の
バネ力が定常運転時に吐出流体の圧力損失として常時働
くことになり、性能が低下してしまう問題が起こる。

【０００７】本発明の主目的は、逆止弁のバネ力を強く
する場合のように吐出通路で大きな圧力損失を生じさせ
ることなく、低差圧条件下で確実にスライド弁を閉方向
に駆動でき、起動当初における迅速な運転の立ち上げ等
が行えるスクリュー圧縮装置を提供する点にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、上記主目的を達
成するため、第一に、図１に示すように、スクリュー溝
１０をもつスクリューロータ１と、前記スクリュー溝１
０における圧縮過程部を低圧の空間に対して開く容量制
御通路２と、この通路２の開度を調節するスライド弁３
と、このスライド弁３を開方向に付勢する付勢体４とを
備え、高圧と低圧との差圧により前記付勢体４に抗して
前記スライド弁３を閉方向に駆動するようにしたスクリ
ュー圧縮装置において、高圧の流体を取り出す吐出通路
５に、高圧と低圧との差圧が設定値を下回る低差圧時に
は通路を閉鎖し、高圧と低圧との差圧が設定値を上回る
高差圧時には通路の閉鎖を解除する弁手段６を設けた。

【０００９】第二に、加えて、弁手段６が、定常運転時
には吐出通路５で生じる逆流を阻止する逆止弁として機
能できるようにするため、上記第一の手段において、弁
手段６が、吐出通路５を開閉して該吐出通路５で生じる
逆流を阻止する逆止弁体６１と、この逆止弁体６１の一
側に画成し、該逆止弁体６１を閉側に押圧する力を発生
させる加圧室６２と、高圧の油溜７から前記加圧室６２
に向かう油の流入を許容する油供給通路６３と、前記加
圧室６２から油溜７に向かう油の流出を許容する油排出
通路６４と、低差圧時には前記油排出通路６４を閉じ、
高差圧時には前記油排出通路６４を開く圧抜き制御弁６
５とを備える構成にした。

【００１０】第三に、上記第二の手段において、特別に
電気的な制御を必要とすることなく圧縮装置の内部圧力
のみで加圧室６２の油の給排が行えるようにするため、
圧抜き制御弁６５が、一側に高圧を、他側に低圧及び差
圧設定バネ６５ｂを各々作用させた差圧駆動式のピスト
ン６５ｃを備え、このピストン６５ｃの作動で油排出通
路６４を開閉する機構をもつ構造にした。

【００１１】第四に、上記第一の手段において、吐出通
路５の閉鎖及びその閉鎖の解除を、上記第二又は第三の
手段とは別の手段であってこれらの手段と同様に確実に
行わせるために、図２に示すように、弁手段６が、高圧
と低圧との差圧を検出する差圧検出器６６と、この差圧
検出器６６の出力で吐出通路５を開閉する電磁弁６７と
を備える構成にした。

【００１２】

【作用】上記第一の手段により、高圧と低圧との差圧が
設定値を下回る低差圧時、弁手段６により吐出通路５が
閉鎖される。これにより、高圧を早期に上昇させること
ができ、スライド弁３に作用する差圧駆動力を早期に高
めることができる。こうして、低差圧条件下でも、スラ
イド弁３を付勢体４に抗して閉側に移動させることがで
き、迅速なロードアップが行える。一方、高圧と低圧と
の差圧が設定値を上回る高差圧時には、弁手段６による
吐出通路５の閉鎖が解除され、吐出通路５から吐出流体
を取り出すことができる。そして、このように、低差圧
時には吐出通路５を閉鎖し、高差圧時にはその閉鎖を解
除するものであるから、逆止弁のバネ力を強くした場合
のように吐出通路５で大きな圧力損失を生じさせること
もなく、性能の低下も防止できる。

【００１３】上記第二の手段により、低差圧時には、圧
抜き制御弁６５により油排出通路６４は閉じられ、油供
給通路６３を介して、加圧室６２には油溜７から油が流
入されるのみである。こうして、加圧室６２の油は油溜
７に流出することはできず、逆止弁体６１が開方向に移
動しようとしても、加圧室６２で発生する油圧力により
この開方向の移動は妨げられ、逆止弁体６１で吐出通路
５が閉鎖されている状態が維持される。一方、高差圧時
には、圧抜き制御弁６５により油排出通路６４が開か
れ、加圧室６２と油溜７とは相互に連通されて、加圧室
６２の油は油溜７に自由に流出することができ、加圧室
６２の圧力は、油溜７や吐出通路５と同じく高圧に均圧
された状態になる。こうして、吐出通路５には、単に逆
止弁体６１が介装されているだけの状態になり、吐出通
路５の取り出し方向に沿って流れる順方向の吐出流体は
自由に取り出すことができ、逆方向の流れに対してはこ
れを阻止する逆止弁として機能できることになる。この
ため、別途に逆止弁を設ける必要がなく、それだけ構成
を簡易化することができる。

【００１４】上記第三の手段により、高圧と低圧との差
圧が差圧設定バネ６５ｂの設定値を下回る低差圧時に
は、油排出通路６４が閉じられ、高圧と低圧との差圧が
差圧設定バネ６５ｂの設定値を上回る高差圧時には、油
排出通路６４が開かれる。こうして、圧抜き制御弁６５
に備えるピストン６５ｃの作動で油排出通路６４の開閉
が行え、逆止弁体６１による吐出通路５の閉鎖とその解
除が自動的に行えるのであるから、特別に電気的な制御
を必要とすることもない。

【００１５】上記第四の手段により、差圧検出器６６で
低差圧が検出されたとき電磁弁６７が閉じて吐出通路５
が閉鎖され、これにより、低差圧時に高圧を早期に上昇
させることができ、スライド弁３の閉方向への駆動が可
能になる。一方、差圧検出器６６で高差圧が検出された
ときには、電磁弁６７が開いて吐出通路５の閉鎖が解除
され、定常運転に移行することができる。こうして、差
圧検出器６６と電磁弁６７とを用いることにより、吐出
通路５の閉鎖及びその閉鎖の解除を確実に行うことがで
きる。

【００１６】

【実施例】図１に示すものは、作動流体にフロン系のガ
スを用いたシングルスクリュー式の冷凍機用スクリュー
圧縮装置であって、圧縮機ケーシング８に、スクリュー
溝１０をもつスクリューロータ１と、該ロータ１にシャ
フト８１を介して連結するモータ８２とを内装し、スク
リュー溝１０に図示しない一対のゲートロータを係合さ
せて該スクリュー溝１０内に圧縮空間を画成すると共
に、スクリュー溝１０における圧縮過程部を低圧の空間
８３に対して開く一対の容量制御通路２に、開度調節用
のスライド弁３を各々臨ませ、該各スライド弁３の一側
後方部に、各スライド弁３を開方向に付勢するコイルス
プリングから成る付勢体４と、図３と同様なシリンダ８
４及びピストン８５をもつ容量制御機構とを設けて、ス
ライド弁３の後部及び前部に作用する高圧と低圧との差
圧により、該スライド弁３を付勢体４に抗して閉方向に
駆動させるようにしている。

【００１７】スクリューロータ１で圧縮した高圧の吐出
流体は高圧通路８６から油回収タンク８７を経て吐出通
路５に取り出され、四路切換弁９１、凝縮器９２、膨張
機構９３及び蒸発器９４を通過した後、低圧の吸入流体
として吸入通路９５から再び圧縮機ケーシング８の内部
に戻るようになっている。

【００１８】以上の構成において、吐出通路５に、高圧
と低圧との差圧が設定値を下回る低差圧時には通路を閉
鎖し、高圧と低圧との差圧が設定値を上回る高差圧時に
は通路の閉鎖を解除する弁手段６を設ける。

【００１９】具体的に、弁手段６は、弁箱６０内におい
て吐出通路５を開閉して該吐出通路５で生じる逆流を阻
止する逆止弁体６１と、この逆止弁体６１の一側背方に
設ける操作ピストン６１ａを収容する収容シリンダ６２
ａの内部に画成し、逆止弁体６１を閉側に押圧する力を
発生させる加圧室６２と、油回収タンク８７の底部に溜
める高圧の油溜７から加圧室６２に向かう油の流入を許
容する逆止弁６３ａをもつ油供給通路６３と、逆止弁６
３ａと並列に接続し、加圧室６２から油溜７に向かう油
の流出を許容する油排出通路６４と、低差圧時には油排
出通路６４を閉じ、高差圧時には油排出通路６４を開く
圧抜き制御弁６５とを備える。尚、逆止弁体６１の背方
には、該逆止弁体６１の作動を安定化させる弱いバネ力
をもつバネ体６１ｂを付設している。

【００２０】更に、圧抜き制御弁６５は、差圧検出器と
電磁弁との組み合わせにより構成することも可能である
が、このものでは、弁箱６５ａの内部に、一側に油溜７
から導く高圧を、他側に圧縮機ケーシング８の低圧の空
間８３から導く低圧及び差圧設定バネ６５ｂを各々作用
させた差圧駆動式のピストン６５ｃを備え、このピスト
ン６５ｃの作動で油排出通路６４を開閉する機構をもつ
構造にしている。

【００２１】こうして、起動当初等の低差圧時には、圧
抜き制御弁６５のピストン６５ｃにより油排出通路６４
は閉じられ、加圧室６２の油は油溜７に戻ることはでき
ず、逆止弁体６１は開方向に移動することなく、吐出通
路５は閉鎖される。これにより、高圧を早期に上昇させ
ることができ、スライド弁３に作用する差圧駆動力を早
期に高めることができ、スライド弁３を付勢体４に抗し
て閉側に移動させることができて、迅速なロードアップ
が行える。

【００２２】そして、高圧が高まって低圧との差圧が大
きくなった高差圧時には、圧抜き制御弁６５のピストン
６５ｃにより油排出通路６４が開かれ、加圧室６２と油
溜７とが相互に連通されて加圧室６２の油は油溜７に自
由に流出できることになる。こうして、吐出通路５に
は、単に逆止弁体６１が介装されているだけの状態とな
り、逆流に対してはこれを阻止する逆止弁として機能で
きることになる。

【００２３】ところで、上記実施例では、逆止弁体６１
の背方に導入する油の給排により吐出通路５を閉鎖及び
その閉鎖の解除を行うようにしたが、図２に示すよう
に、弁手段６を、吐出通路５における高圧と吸入通路９
５における低圧との間の差圧を検出する差圧検出器６６
と、この差圧検出器６６の出力で吐出通路５を開閉する
電磁弁６７とにより構成し、電磁弁６７を、別に設ける
逆止弁５０の前段部に介装するようにしてもよく、この
場合にも、上記実施例と同様に吐出通路５の閉鎖及びそ
の閉鎖の解除を確実に行うことができる。尚、この場
合、電磁弁６７は、該電磁弁６７が開く定常時に吐出通
路５に大きな通路抵抗を付与しないように、その口径が
十分に大きなものを採用するのが好ましい。

【００２４】尚、上記各実施例において、図３で示した
吐出口近くの圧縮過程部ｄから圧力を取り出す連通路ｆ
を、図１及び図２に示したピストン８５のロッド側室８
５ａに接続し、吐出通路５の閉鎖と連通路ｆによるガス
圧の導入とを併用して行うようにしてもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上、請求項１記載の発明によれば、逆
止弁のバネ力を強くした場合のように定常時に性能を低
下させてしまうことがなく、ブラインチラー等の低温用
冷凍機や差圧駆動式の四路切換弁をもつシステムにおけ
る低差圧条件下での起動等に際して、スライド弁３に作
用する差圧駆動力を早期に高めることができ、該スライ
ド弁３を付勢体４に抗して閉側に移動させることがで
き、迅速なロードアップにより運転の早期立ち上げ等が
可能になる。

【００２６】請求項２記載の発明によれば、逆止弁体６
１が、定常運転時に吐出通路５で生じる逆流を阻止する
逆止弁として機能できることになり、別途に逆止弁を介
装する必要性をなくせて、それだけ構成を簡易化するこ
とができる。

【００２７】請求項３記載の発明によれば、特別に電気
的な制御を必要とすることなく圧縮装置の内部圧力のみ
で、逆止弁体６１による吐出通路５の閉鎖とその解除と
が行え、一層の構成の簡易化が図れる。

【００２８】請求項４記載の発明によれば、差圧検出器
６６と電磁弁６７とによっても、吐出通路５の閉鎖及び
その解除を同様に確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスクリュー圧縮装置の第一実施例
を示す断面図。

【図２】同第二実施例を示す断面図。

【図３】従来のスクリュー圧縮装置の断面図。

【符号の説明】

１；スクリューロータ、１０；スクリュー溝、２；容量
制御通路、３；スライド弁、４；付勢体、５；吐出通
路、６；弁手段、６１；逆止弁体、６２；加圧室、６
３；油供給通路、６４；油排出通路、６５；圧抜き制御
弁、６５ｂ；差圧設定バネ、６５ｃ；ピストン、６６；
差圧検出器、６７；電磁弁、７；油溜

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スクリュー溝１０をもつスクリューロータ
   １と、前記スクリュー溝１０における圧縮過程部を低圧
   の空間に対して開く容量制御通路２と、この通路２の開
   度を調節するスライド弁３と、このスライド弁３を開方
   向に付勢する付勢体４とを備え、高圧と低圧との差圧に
   より前記付勢体４に抗して前記スライド弁３を閉方向に
   駆動するようにしたスクリュー圧縮装置において、高圧
   の流体を取り出す吐出通路５に、高圧と低圧との差圧が
   設定値を下回る低差圧時には通路を閉鎖し、高圧と低圧
   との差圧が設定値を上回る高差圧時には通路の閉鎖を解
   除する弁手段６を設けていることを特徴とするスクリュ
   ー圧縮装置。
2. 【請求項２】弁手段６が、吐出通路５を開閉して該吐出
   通路５で生じる逆流を阻止する逆止弁体６１と、この逆
   止弁体６１の一側に画成し、該逆止弁体６１を閉側に押
   圧する力を発生させる加圧室６２と、高圧の油溜７から
   前記加圧室６２に向かう油の流入を許容する油供給通路
   ６３と、前記加圧室６２から油溜７に向かう油の流出を
   許容する油排出通路６４と、低差圧時には前記油排出通
   路６４を閉じ、高差圧時には前記油排出通路６４を開く
   圧抜き制御弁６５とを備える請求項１記載のスクリュー
   圧縮装置。
3. 【請求項３】圧抜き制御弁６５が、一側に高圧を、他側
   に低圧及び差圧設定バネ６５ｂを各々作用させた差圧駆
   動式のピストン６５ｃを備え、このピストン６５ｃの作
   動で油排出通路６４を開閉する機構をもつ請求項２記載
   のスクリュー圧縮装置。
4. 【請求項４】弁手段６が、高圧と低圧との差圧を検出す
   る差圧検出器６６と、この差圧検出器６６の出力で吐出
   通路５を開閉する電磁弁６７とを備える請求項１記載の
   スクリュー圧縮装置。