JPH0960596A - スクリュー圧縮機の容量制御装置 - Google Patents

スクリュー圧縮機の容量制御装置

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Publication number
JPH0960596A
JPH0960596A JP21760995A JP21760995A JPH0960596A JP H0960596 A JPH0960596 A JP H0960596A JP 21760995 A JP21760995 A JP 21760995A JP 21760995 A JP21760995 A JP 21760995A JP H0960596 A JPH0960596 A JP H0960596A
Authority
JP
Japan
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pulley
compressor
movable member
screw compressor
motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP21760995A
Other languages
English (en)
Inventor
Isao Hashizume
功 橋爪
Kenji Nakagawa
憲治 仲川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi Shimizu Engineering Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Shimizu Engineering Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0960596A publication Critical patent/JPH0960596A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽負荷/アンロード時に圧縮機を減速させる
ことにより、圧縮機の省エネルギー化を図ることができ
る容量制御装置を提供する。 【構成】 本発明は、定速回転のモータ1によりベルト
駆動されるスクリュー圧縮機2の容量制御装置であっ
て、モータ1軸に取り付けられ、可動部材と固定部材の
一対でなるV溝幅可変の第1プーリ3と、第1プーリ3
の可動部材を固定部材方向に押圧するばね6と、スクリ
ュ圧縮機2の駆動軸に取り付けられ、可動部材と固定部
材の一対からなるV溝幅可変の第2プーリ4と、スクリ
ュ圧縮機2の駆動軸端に設けられ、第2プーリ4の可動
部材を内蔵し、スクリユ圧縮機2の吐出圧力を受けて第
2プーリ4の可動部材を固定部材側に押圧するチャンバ
7と、第1、第2Vプーリ3、4に巻きかけられたベル
ト5と、スクリュ圧縮機2への空気供給量を制御する吸
い込み絞り弁11と、から構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ベルト駆動方式のスク
リュー圧縮機の容量制御装置に係わり、特に軽負荷時お
よびアンロード時に圧縮機を減速させて動力を低減させ
ることにより、省エネルギー図る容量制御装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来のベルト駆動方式のスクリュー圧縮
機の容量制御に係わる装置は、実開昭50−47141
号に記載のように、圧縮機の吐出側に設けたオイルセパ
レータと圧縮機の吸込み側に設けた吸込絞り弁とを配管
で結び、その配管経路に圧力調整弁を設け、オイルセパ
レータ内の圧力により吸込絞り弁の開閉を行ない、これ
により吸込空気量を調整する容量制御となっていた。こ
の容量制御方式での圧縮機回転数は常に一定としてい
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、アン
ロード時にも圧縮機の回転数を下げることなく一定速で
運転し、吸込絞り弁の開閉のみにより容量制御を行う構
造となっているため、十分な動力低減が得られず、省エ
ネルギーの点で問題があった。
【0004】本発明の目的は、アンロード時の吐出空気
の圧力上昇にともない、圧縮機に取り付けたVプーリ及
びモータに取り付けたVプーリそれぞれのピッチ径を変
更して圧縮機を減速させると共に、吸込絞り弁による容
量制御を行なうことにより、アンロード時の動力低減を
図ることができるスクリュー圧縮機の容量制御装置を提
供することにある。
【0005】
【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、定速回転のモータによりベルト駆動され
るスクリュー圧縮機の容量制御装置であって、モータ軸
に取り付けられ、それぞれ円錐台形板状の可動部材と固
定部材の一対からなるV溝幅可変の第1Vプーリと、第
1Vプーリの可動部材を固定部材方向に押圧するばね
と、スクリュ圧縮機の駆動軸に取り付けられ、それぞれ
円錐台形板状の可動部材と固定部材の一対からなるV溝
幅可変の第2Vプーリと、スクリュ圧縮機の駆動軸端に
設けられ、第2プーリの可動部材を内蔵し、スクリユ圧
縮機の吐出圧力を受けて第2プーリの可動部材を固定部
材側に押圧するチャンバと、第1Vプーリと第2Vプー
リに巻きかけられたベルトと、スクリュ圧縮機の吐出圧
力の昇降に対応して該スクリュ圧縮機に供給する空気量
を減増する吸い込み絞り弁と、から構成されたことを特
徴とする。
【0006】
【作用】スクリュー圧縮機の吐出圧力は、スクリュー圧
縮機で生成された圧縮空気の使用量が少ない時、即ち小
さい負荷時には高くなり、大きな負荷時には低くなる。
【0007】スクリュー圧縮機の負荷が小さくなり吐出
圧力が上昇するにともない、チャンバーの圧力が上昇
し、スクリュー圧縮機側の第2Vプーリでは、可動部材
が固定部材との溝幅を狭める方向に移動し、ベルトは第
2Vプーリの外径方向にせり上げられ、即ち第2Vプー
リのピッチ径が拡大し、一方、モータ側の第1Vプーリ
では、圧縮機側の第2Vプーリのピッチ径の拡大により
ベルトが圧縮機側に引張られるため、第1Vプーリの可
動部材を押圧しているばねは押し縮められ、第1Vプー
リの可動部材と固定部材との溝幅が広がって第1プーリ
のピッチ径は縮少する。これによりアンロード(圧力上
昇)時は圧縮機の回転数が減速される。なおアンロード
(圧力上昇)時に吸込絞り弁は閉じ方向に作動して、ス
クリュ圧縮への空気供給量を減少させる。
【0008】また圧縮空気の消費量(負荷)が増加し、
吐出空気圧力が低下すると、圧縮機側の第2プーリの可
動部材を固定部材側へ押す力が弱まるため、モータの第
1プーリ側のばね力に負けてベルトがモータ側へ引張ら
れるため、圧縮機の第2プーリの可動部材と固定部材と
の溝幅が広がり、第2Vプーリのピッチ径が縮少すると
ともに、モータ側では第1プーリの可動部材と固定部材
間の溝幅が狭まり、モータの第1Vプーリのピッチ径が
拡大し、これにより圧縮機の回転数は増速される。かく
して、上記構成の装置はスクリュー圧縮機の容量制御装
置として機能する。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面により説明す
る。図1は本発明の一実施例となるスクリュ圧縮機の容
量制御装置の全体構成を示す図、図2はスクリュ圧縮機
の無段変速機構を示す図である。
【0010】モータ1の動力をスクリュ圧縮機2に伝達
する機構は、モータ1の軸に取り付けられたピッチ径可
変の第1Vプーリ3と圧縮機2のロータ軸に取り付けら
れたピッチ径可変の第2Vプーリ4と、第1、第2Vプ
ーリに巻掛けるスチールベルト5とから構成されてい
る。
【0011】ここで、圧縮空気の流れについて説明す
る。圧縮機2は、外気を、吸込みフィルタ10から吸込
み絞り弁11を通して吸込み口12から取り入れ、そし
て圧縮空気を吐出口13から送り出す。この圧縮空気
は、オイルセパレータ14を通って負荷側に供給され
る。この時、オイルセパレータ14の内圧は、圧縮空気
の吐出圧力として、それぞれ配管を介して圧縮機の第2
Vプーリ4側および吸込み絞り弁11に伝達される。オ
イルセパレータ14には、内圧計測用の圧力計19やリ
リーフ弁20、放気用の放気電磁弁21が設けられてい
る。なお、オイルセパレータ14は圧縮機2に潤滑油を
供給し、そして圧縮機2から圧縮空気に混じって戻って
潤滑油を分離するものであり、そして潤滑油は、図1に
おいて2点鎖線で示すように、オイルセパレータ14の
容器に貯留され、オイルクーラ17を介して圧縮機2へ
送られる。
【0012】モータ1の第1Vプーリ3は、それぞれ略
円錐台形円板である固定部材3aと可動部材3bの一対
からなり、両部材3a、3bの合わせ面外周部にV溝を
有する。固定部材3aは、モータ1の軸エンド側に固定
して取り付けられ、そして可動部材3bは、軸方向に摺
動自在に取り付けられ、かつコイルばね6により固定部
材3aに対して押圧付勢されている。
【0013】圧縮機2に取り付けられた第2Vプーリ4
も、それぞれ略円錐台形円板である固定部材4aと可動
部材4bの一対からなり、両部材4a、4bの合わせ面
外周部にV溝を有する。固定部材4aは雄雌ロータ2
a、2bの一方の雄ロータ2aの軸に固定して取り付け
られている。可動部材4bは、ロータ2aの軸エンド側
でそのロータ軸に摺動自在に取り付けられ、かつ圧縮機
2吐出側にあるオイルセパレータ14から伝達される圧
力により、固定部材4aに対して押圧付勢されている。
【0014】この実施例では、オイルセパレータ14の
内圧を圧縮機2側の可動部材4bに伝えるため、ロータ
軸の芯部に貫通穴15を設けている。オイルセパレータ
14の内圧は、この貫通穴15を通じ、ロータ軸エンド
に固定して設けたチャンバ7に伝わる。可動部材4bは
チャンバ7と気密に嵌合しているので、この内圧によっ
て可動部材4bは固定部材4aに対して押圧されてい
る。
【0015】圧縮空気の消費量(負荷)が減少しアンロ
ード制御になると、オイルセパレータ14内の圧力が上
昇するため、圧縮機2側の第2Vプーリ4の可動部材4
bは固定部材4a側に押され、可動部材4bと固定部材
4a間のV溝の幅が狭まる。従って、スチールベルト5
は圧縮機側のプーリ4の外径方向にせり上げられ、第2
プーリ4のピッチ径が拡大する。この時、モータ1側で
は、スチールベルト5が圧縮機方向に引張られるため
に、スチールベルト5は、コイばね6の力に打ち勝っ
て、モータ1側の第1プーリ3の固定部材3aと可動部
材3bとの間を押し広げ、モータ1側のプーリ3のピッ
チ径を小さくする。かくして、モータ側の第1Vプーリ
3のピッチ径と圧縮機側の第2Vプーリ4のピッチ径と
の比が小さくなって、モータ1が一定速度で回転してい
ても、圧縮機は減速することになる。
【0016】図3はアンロード時における無段変速機構
の基本動作図である。軽負荷または無負荷の際には、圧
縮機の吐出圧力(オイルセパレータ内圧)は上昇し、図
3に示すように、圧縮機のVプーリ3の溝幅は狭まるた
め、結果としてVプーリ4のピッチ径が拡大し、そして
モータのVプーリ3の溝幅は広がるため、モータのVプ
ーリ3のピッチ径が縮少する。モータの回転数は一定で
あることから、この動作により圧縮機の回転数は圧力上
昇にともない無段階に減速される。
【0017】なおこの時、吸込み絞り弁11は無段変速
機構による制御とは独立して動作する。すなわち、オイ
ルセパレータ14の内圧は圧力調整弁18を介して吸込
み絞り弁11に伝達され、負荷が減少してオイルセパレ
ータ14の内圧が高くなると、吸込み絞り弁11は閉じ
る方向に動作して、圧縮機2が吸込む空気量が減少す
る。
【0018】図4はロード時における無段変速機構の動
作を示す。圧縮空気の消費量(負荷)が増加しロード運
転に入ると、圧縮機の吐出圧力(オイルセパレータ内
圧)が低下するため、圧縮機2においてVプーリ4の可
動部材4bを固定部材4a側へ押し出す力は弱まり、モ
ータ1側のコイルばね6の力に負けてスチールベルト8
がモータ1側へ引張られるため、圧縮機2のVプーリ4
の可動部材4bと固定部材4aとの溝幅が広がり、Vプ
ーリ4のピッチ径が縮少するとともに、モータ1側はV
プーリ3の可動部材3bと固定部材3a間の溝幅が狭ま
り、Vプーリ3のピッチ径が拡大する。モータ1の回転
数は一定であることから、この動作により圧縮機の回転
数は、圧力低下にともない無段階に増速される。
【0019】図5はスクリュ圧縮機の容量制御における
使用空気量と動力の関係を示す。図中、曲線aは吸込み
絞り弁による従来制御、曲線bは吸込み絞り弁とベルト
駆動無段変速を併用する本発明の容量制御、曲線cは吸
込み絞り弁とインバータによるモータ無段変速を併用す
る容量制御それぞれにおける空気量と動力の関係を示
す。本発明にかかる容量制御によれば、使用空気量(負
荷)が減少した時、吸込み絞り弁を閉じ方向に制御する
ことにより動力が減少させると共に、さらに圧縮機を減
速させることにより動力を減らすことができる。なおイ
ンバータ制御により、圧縮機の吐出圧力の上昇にしたが
い圧縮機を減速すれば、動力がより効果的に減少する
が、インバータ制御は高価であることが難点である。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、従来の容量制御方式で
ある吸込絞り弁方式に加え、スクリュ圧縮機の可変速容
量制御を付加することにより、比較的安価な装置で、ア
ンロード時および軽負荷時の動力低減をより効果的に図
ることができ、圧縮機の省エネルギー運転が可能とな
る。
【0021】また本容量制御装置の構造は簡単であるた
め、故障等も少なく、従来からの使用部品であるVプー
リを改良することで装置を容易に構成出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のスクリュ圧縮機の容量制御
装置の構成を示す図である。
【図2】スクリュ圧縮機の無段変速機構を示す図であ
る。
【図3】アンロード(吐出圧力上昇)時における無段変速
機構の動作原理図である。
【図4】ロード(吐出圧力低下)時における無段変速機構
の動作原理図である。
【図5】各種容量制御における空気量と動力の関係を示
す図である。
【符号の説明】
1 モータ 2 スクリュ圧縮機 2a 雄ロータ 2b 雌ロータ 3 第1Vプーリ(モータ側) 3a 固定部材 3b 可動部材 4 第2Vプーリ(圧縮機側) 4a 固定部材 4b 可動部材 5 スチールベルト 6 コイルばね 7 チャンバー 10 吸込みフィルタ 11 吸込み絞り弁 14 オイルセパレータ 15 貫通穴

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 定速回転のモータによりベルト駆動され
    るスクリュー圧縮機の容量制御装置において、モータ軸
    に取り付けられ、それぞれ円錐台形板状の可動部材と固
    定部材の一対からなるV溝幅可変の第1Vプーリと、該
    第1Vプーリの可動部材を固定部材方向に押圧するばね
    と、スクリュ圧縮機の駆動軸に取り付けられ、それぞれ
    円錐台形板状の可動部材と固定部材の一対からなるV溝
    幅可変の第2Vプーリと、スクリュ圧縮機の駆動軸端に
    設けられ、第2Vプーリの可動部材を内蔵し、スクリユ
    圧縮機の吐出圧力を受けて第2Vプーリの可動部材を固
    定部材側に押圧するチャンバと、第1Vプーリと第2V
    プーリに巻きかけられたベルトと、スクリュ圧縮機の吐
    出圧力の昇降に対応して該スクリュ圧縮機に供給する空
    気量を減増する吸い込み絞り弁と、から構成されたこと
    を特徴とするスクリュー圧縮機の容量制御装置。
JP21760995A 1995-08-25 1995-08-25 スクリュー圧縮機の容量制御装置 Pending JPH0960596A (ja)

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JP21760995A JPH0960596A (ja) 1995-08-25 1995-08-25 スクリュー圧縮機の容量制御装置

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JP21760995A JPH0960596A (ja) 1995-08-25 1995-08-25 スクリュー圧縮機の容量制御装置

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8425207B2 (en) 2010-09-27 2013-04-23 Hyundai Motor Company Motor driven air compressor and hydraulic pump module
US11286938B2 (en) 2016-09-21 2022-03-29 Knorr-Bremse Systeme Fuer Nutzfahrzeuge Gmbh Oil separator and relief valve of a screw compressor for a utility vehicle
CN114436050A (zh) * 2022-03-18 2022-05-06 周玉凤 一种纺纱用具有断线检测功能的导纱装置及系统
US11397034B2 (en) 2018-06-27 2022-07-26 Carrier Corporation Unloading system for variable speed compressor

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