JPH1113675A - スクリュー圧縮機の容量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スクリュー圧縮機のスライド弁を用いる容量
制御装置において、段階制御と連続制御では、シリンダ
室への給排油路系統は異なり、容量制御機構部を収納す
るケーシングは互換性がなく、別の部品が用いられてい
た。 【解決手段】 スライド弁に連結するピストンを収納す
るシリンダ室のスライド弁側２４ａを高圧側に連通し、
段階制御では、反スライド弁側２４ｂを電磁弁２１ａ、
２１ｂ、２１ｃ、キャピラリチューブ２６ａを介して低
圧側および高圧側に連通して、前記電磁弁で制御し、連
続制御では、電磁弁２１ｂ、２１ｃ、キャピラリチュー
ブ２６ａを取り外し、電磁弁２１ｄ、２１ｅ、キャピラ
リチューブ２６ｂ、２６ｃを接続して、各電磁弁により
制御する。 【効果】 圧縮機の外部部品の交換だけで、段階制御
と、連続制御の切り替えが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スライド弁により
容量制御を行うスクリュー圧縮機に係わり、このスライ
ド弁の軸方向に連結するピストンの左右に油圧等で圧力
差を付与することによりスライド弁が移動する容量制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】スライド弁を用いたスクリュー圧縮機の
容量制御装置では、例えば、１００％，７５％，５０
％，３３％というように、容量を段階的に制御する段階
制御装置があり、この種の従来装置は、例えば、特開昭
64-24193号公報に記載されるような、装置が知られてい
る。

【０００３】また、スライド弁を用いたスクリュー圧縮
機の他の容量制御装置は、容量を全負荷から最小負荷
（例えば３３％）まで連続的に制御することができる連
続制御の装置があり、この種の装置は、例えば、特開昭
59-119085 号公報に記載されるような、装置が知られて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、段
階制御装置と連続制御装置では、シリンダ室への給排油
路、および加圧減圧の電磁弁の接続系統は異なり、段階
制御のスクリュー圧縮機と、連続制御のスクリュー圧縮
機とは、容量制御機構部を収納するケーシングは互換性
がなく、別の部品が用いられ、別の圧縮機として設計，
生産されていた。従って、冷凍，空気調和装置等で段階
制御の圧縮機を必要とする場合と、連続制御の圧縮機を
必要とする場合とでは、別の圧縮機を製作しなければな
らず、各部品のコストが高くなり、また生産管理に多く
の労力を要するという問題があった。

【０００５】また、冷凍，空気調和装置等に搭載済みの
圧縮機を、段階制御から連続制御へ変更する場合でも、
圧縮機本体の交換を行うか、もしくは多大な作業量と時
間を要して容量制御機構部を収納するケーシングの交換
を行う、圧縮機の分解改造作業が必要であった。

【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みて発明された
もので、スクリュー圧縮機本体の交換または、圧縮機の
分解改造をせず、スクリュー圧縮機の外部の接続部品を
変更するだけで、段階制御と、連続制御のどちらでも制
御可能なスクリュー圧縮機を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明に係るスクリュー圧縮機は、雄雌一対の
スクリューロータとこれを支える軸受部材および、圧縮
容量の制御を行うスライド弁を納めたケーシングからな
り、ケーシングにはスライド弁の軸方向に連結するピス
トンを収納するシリンダ室があり、このシリンダ室への
給排油による油圧制御によってスライド弁が軸方向に移
動する構造の容量制御機構を有するスクリュー圧縮機に
おいて、前記ピストンで区画する前記シリンダ室のスラ
イド弁側を高圧側に連通し、前記ピストンで区画する前
記シリンダ室の反スライド弁側を電磁弁を介して高圧側
および低圧側に連通すると共に、前記シリンダ室の内面
には前記ピストンの摺動区間内の適宜箇所に開孔を設
け、前記開孔を前記電磁弁を介して低圧側に連通したこ
とを特徴とする。

【０００８】第２の発明に係るスクリュー圧縮機は、雄
雌一対のスクリューロータおよび圧縮容量の制御を行う
スライド弁を納めたケーシングを有し、ケーシングには
スライド弁の軸方向に連結するピストンを収納するシリ
ンダ室が設けられ、このシリンダ室への給排油による油
圧制御によってスライド弁が軸方向に移動する構造の容
量制御機構を有するスクリュー圧縮機において、前記ピ
ストンで区画するスライド弁側のシリンダ室を高圧室側
に連通し、前記ピストンで区画する反スライド弁側のシ
リンダ室に、その略反スライド弁側端部および中間部に
第１乃至第３の通路の一端を連通し、第２、第３の通路
の他端を低圧油側に接続される低圧通路に連通し、第１
の通路と低圧通路を第１の電磁弁を介して連通し、段階
容量制御においては、第１の通路の高圧連通部を高圧油
側に絞り手段を介して連通し、第１および低圧通路の開
放部を閉止し、第２および第３の通路に第２および第２
の電磁弁を介装し、第１乃至第３の電磁弁により容量制
御を行い、連続容量制御においては、第１の通路の高圧
連通部を閉止し、第１の通路の開放部を第４の電磁弁お
よび絞り手段を介して高圧油側に連通し、低圧通路を絞
り手段および第５の電磁弁を介して第４の電磁弁に連通
し、第１、第４および第５の電磁弁により容量制御を行
うようにしたことを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図
１、図２および図３により説明する。図１はスクリュー
圧縮機の断面構造図を示す。図２、図３は図１の容量制
御機構部の系統図を示す。

【００１０】スクリュー圧縮機の構造は、図１に示すと
おり、雄雌一対のスクリューロータ（雄ロータ８、雌ロ
ータ７を有し、後者は図示せず）、スクリューロータの
支持部材（コロジクウケ１３、１４、１５，タマジクウ
ケ１６、雌ロータ７側支持部材は図示せず）、容量制御
用のスライド弁３、その他部材を納めたケーシング１お
よびＤカバ４からなる圧縮機構部３５、また同じくケー
シング１に収納されるスクリューロータの駆動用モータ
９、このモータ９の電源取り込み用のハーメチック端子
１０からなる駆動用モータ部３４、このケーシング１を
吸入側および吐出側から密封するモータカバ２、Ｄチャ
ンバ５からなる。Ｄカバ４は、スライド弁３の軸方向に
ロッド２２を介して連結するピストン２３を収納するシ
リンダ室２４を有する。Ｄチャンバ５は、吐出ガスに含
まれる軸受およびスクリューロータの潤滑油を分離する
効果を有する。

【００１１】冷媒ガスおよび潤滑油の流れを次に説明す
る。

【００１２】モータカバ２の吸入口１１から吸入された
低温低圧な冷媒ガスは、駆動用モータ９を通過し、モー
タ９を冷却した後、雄雌のスクリューロータ（雄ロータ
８、雌ロータ７図示せず。）の噛み合い部とケーシング
１により囲まれる吸入ポート１２から吸入される。その
後、冷媒ガスは駆動用モータ９に連結する雄ロータ８の
回転と共に、雄雌のスクリューロータの噛み合い歯面と
ケーシング１により閉じられ、徐々に噛み合いの歯形空
間の縮小により圧縮され高温高圧ガスとなってＤカバ４
から吐出される。

【００１３】圧縮時、圧縮反力が雄雌のスクリューロー
タに作用するが、ラジアル荷重をコロジクウケ１３，１
４，１５により支持し、スラスト荷重をタマジクウケ１
６により支持している。（雌ロータ７側は図示せず。）
これらの軸受の潤滑および冷却用の油は、高圧部にある
ケーシング１の下部油溜め１７から各軸受け部に通じる
油路を通り差圧給油され、圧縮ガスと共に吐出される。
圧縮ガスに含まれる油分はＤチャンバ５に取り付けたデ
ミスタ６により分離されケーシング１の下部油溜め１７
に溜められる。油をデミスタ６により分離後、圧縮ガス
は吐出口１８より吐出される。

【００１４】容量制御は、スライド弁３をスクリューロ
ータ（雄ロータ８、雌ロータ７図示せず。）の軸方向に
スライドさせ、有効吸い込み量を調整することにより行
われる。すなわち、スライド弁３が吐出方向（図１の右
方向）へスライドしているとき吸入ポート１２からスク
リューロータの噛み合い部に吸い込まれた吸入ガスは、
一部が吸入室１９へバイパスし必要なガスのみ吐出ポー
ト２８から吐出される。スライド弁３の作動は、ロッド
２２を介して軸方向に連結されるピストン２３の左右に
油圧およびガス圧により圧力差を生じさせることによっ
て行われる。スライド弁３の作動の形態は、ピストン２
３が収納されるシリンダ室２４へ通じる給排油通路２５
の位置および給排油通路２５に接続する電磁弁２１の系
統によって、段階的な移動や連続的な移動、また中間保
持を行うことができる。

【００１５】まずスライド弁３の段階的な移動を行う容
量制御機構（段階容量制御）を図２によって説明する。
シリンダ室２４には、ピストン２３で区画するシリンダ
室２４のスライド弁側の第１の室２４ａに高圧側へ通路
２７が開孔し、ピストン２３で区画するシリンダ室２４
の反スライド弁側の第２の室２４ｂに、その略反スライ
ド弁側端部において第１の通路２５ａが開孔し、第１の
電磁弁２１ａを介して低圧油側へ連通している。シリン
ダ室２４の内面にはピストン２３の摺動区間内の適宜箇
所に第２および第３の通路である開孔２５ｂ、２５ｃの
一端を連通し、開孔２５ｂ、２５ｃの他端は低圧油側に
通じる低圧通路２５ｄに連通している。段階的容量制御
においては、開口２５ｂ、２５ｃには第２の電磁弁２１
ｂ、第３の電磁弁２１ｃが介装され、第１の通路２５ａ
の高圧連通部２５ｅは、絞り手段としてのキャピラリチ
ューブ２６ａを介して高圧側油溜め１７に連通される。
また、二点鎖線で囲む給排油系統３０の第４の電磁弁２
１ｄ、第５の電磁弁２１ｅおよび絞り手段としてのキャ
ピラリチューブ２６ｂ、２６ｃは、段階容量制御につい
ては使用しないので取り外し、第１の通路２５ａ、低圧
通路２５ｄの開放端部２５ｆ、２５ｇはプラグや閉止フ
ランジ等で閉止する。

【００１６】段階容量制御は、第１乃至第３の電磁弁に
より行われ、スライド弁３の作動状態による電磁弁２１
ａ、２１ｂ、２１ｃの開閉状態は表１のとおりである。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１において例えば５０％ロードについて
は、電磁弁２１ｂが開きピストン２３の右側が低圧圧力
に開放され、ピストン２３の左右の圧力差によってスラ
イド弁３が図示右側に移動し、ちょうど圧力バランスを
する開孔２５ｂの位置で固定され５０％ロード運転とな
る。開孔２５ｂは、圧縮ガスの吐出容量が５０％となる
位置にＳバルブ３がくる様に穿孔されている。

【００１９】上記原理により、電磁弁２１ａ、２１ｂ、
２１ｃの開閉によってスライド弁３の移動、１００％、
７５％、５０％、および最小容量の容量制御が可能とな
る。次に、スライド弁３の連続的な移動を行う容量制御
機構（連続制御）を図３によって説明する。本連続制御
では、図２で使用した電磁弁およびキャピラリチューブ
のうち、二点鎖線で囲むものは使用しない。

【００２０】シリンダ室２４には、前述のとおりピスト
ン２３で区画するシリンダ室２４のスライド弁側の第１
の室２４ａに高圧側の通路２７が開孔し、ピストン２３
で区画するシリンダ室２４の反スライド弁側の第２の室
２４ｂに開孔する第１の通路２５ａの高圧連通部２５ｅ
から、給排油系統３１ｂのキャピラリチューブ２６ａが
取り外され、連通部２５ｅは閉塞され、第１の通路２５
ａの端部２５ｆは第４の電磁弁２１ｅおよびキャピラリ
チューブ２６ｃを介して高圧油側１７に連通される、低
圧通路２５ｄの端部２５ｇはキャピラリチューブ２６ｂ
および電磁弁２１ｄを介して第１の通路の端部２５ｆに
連通される。給排油系統３１ａの第２の電磁弁２１ｂ、
第３の電磁弁２１ｃは、開孔２５ｂ、２５ｃから取り外
され、開孔口をプラグや閉止フランジ等で閉止する。

【００２１】スライド弁３の作動状態による電磁弁２１
ａ、２１ｄ、２１ｅの開閉状態は表２のとおりである。

【００２２】

【表２】

【００２３】表２のとおり、電磁弁２１ａ、２１ｄ、２
１ｅの開閉によってスライド弁３の移動、中間保持がな
され、このスライド弁３の位置により連続的な任意の容
量制御が可能となる。

【００２４】本実施形態は、前記説明のとおり、圧縮機
本体の交換や分解することなく同一の圧縮機で、必要に
応じて制御する電磁弁を選択し、圧縮機に取り付くキャ
ピラリチューブや電磁弁の交換、また使用しない系統
（開孔口）を閉止するだけで、連続あるいは段階の容量
制御が可能である。

【００２５】また、電磁弁２１ａは段階容量制御と連続
容量制御において共用し最小限の給排油系統の変更に止
めている。また、段階容量制御から連続容量制御への切
り替えでは、電磁弁２１ｂと電磁弁２１ｃを電磁弁２１
ｄと電磁弁２１ｅに取り替え使用し、またチャピラリー
チューブ２６ａをキャピラリチューブ２６ｂに取り替え
使用することで、新たに手配する部品を最小限としてい
る。連続容量制御から段階容量制御への切り替えも同様
である。

【００２６】尚、上記で説明の通路についてはケーシン
グ１の内部をきり穴で連通させ、電磁弁については図１
に示すケーシング１に直接接続するフランジ接続タイプ
であるが、外部配管と配管接続タイプの電磁弁を使用し
ても良い。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スクリュー圧縮機本体の交換または、圧縮機の分解をせ
ずに、スクリュー圧縮機の外部部品の接続を変更する簡
単な作業で、短時間に、段階制御と、連続制御の切り替
えができる。圧縮機としては、ケーシングや電磁弁の共
用化ができ、また段階的又は連続的容量制御の変更が容
易なためこの圧縮機を搭載する冷凍機側の使い勝手の向
上に効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスクリュー圧縮機の１実施形態の
断面構造図

【図２】図１のスクリュー圧縮機の段階容量制御の系統
図

【図３】図１のスクリュー圧縮機の連続容量制御の系統
図

【符号の説明】

１…ケーシング ２…モータカバ ３…スライド弁 ４…Ｄカバ ５…Ｄチャンバ ６…デミスタ ７…雌ロータ ８…雄ロータ ９…モータ １０…ハーメチック端子 １１…吸入口 １２…吸入ポート １３，１４，１５…コロジクウケ １６…タマジクウケ １７…油溜め １８…吐出口 １９…吸入室 ２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ）…電
磁弁 ２２…ロッド ２３…ピストン ２４（２４ａ，２４ｂ）…シリンダ室 ２５（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅ，２５
ｆ，２５ｇ）…開孔（通路） ２６（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ）…キャピラリチューブ ２７…通路 ２８…吐出ポート ３０…，３１ａ，３１ｂ…給排油系統 ３４…駆動用モータ部 ３５…圧縮機構部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 雄雌一対のスクリューロータとこれを支
   える軸受部材および、圧縮容量の制御を行うスライド弁
   を納めたケーシングからなり、ケーシングにはスライド
   弁の軸方向に連結するピストンを収納するシリンダ室が
   あり、このシリンダ室への給排油による油圧制御によっ
   てスライド弁が軸方向に移動する構造の容量制御機構を
   有するスクリュー圧縮機において、前記ピストンで区画
   する前記シリンダ室のスライド弁側を高圧側に連通し、
   前記ピストンで区画する前記シリンダ室の反スライド弁
   側を電磁弁を介して高圧側および低圧側に連通すると共
   に、前記シリンダ室の内面には前記ピストンの摺動区間
   内の適宜箇所に開孔を設け、前記開孔を前記電磁弁を介
   して低圧側に連通したことを特徴とするスクリュー圧縮
   機の容量制御装置。
2. 【請求項２】 雄雌一対のスクリューロータおよび圧縮
   容量の制御を行うスライド弁を納めたケーシングを有
   し、ケーシングにはスライド弁の軸方向に連結するピス
   トンを収納するシリンダ室が設けられ、このシリンダ室
   への給排油による油圧制御によってスライド弁が軸方向
   に移動する構造の容量制御機構を有するスクリュー圧縮
   機において、前記ピストンで区画するスライド弁側のシ
   リンダ室を高圧室側に連通し、前記ピストンで区画する
   反スライド弁側のシリンダ室に、その略反スライド弁側
   端部および中間部に第１乃至第３の通路の一端を連通
   し、第２、第３の通路の他端を低圧油側に接続される低
   圧通路に連通し、第１の通路と低圧通路を第１の電磁弁
   を介して連通し、段階容量制御においては、第１の通路
   の高圧連通部を高圧油側に絞り手段を介して連通し、第
   １および低圧通路の開放部を閉止し、第２および第３の
   通路に第２および第２の電磁弁を介装し、第１乃至第３
   の電磁弁により容量制御を行い、連続容量制御において
   は、第１の通路の高圧連通部を閉止し、第１の通路の開
   放部を第４の電磁弁および絞り手段を介して高圧油側に
   連通し、低圧通路を絞り手段および第５の電磁弁を介し
   て第４の電磁弁に連通し、第１、第４および第５の電磁
   弁により容量制御を行うようにしたことを特徴とするス
   クリュー圧縮機の容量制御装置。