(57)【要約】【課題】  簡単な構造でスクリュー圧縮機の過圧縮を防止し、特に低負荷域の運転範囲での効率を向上させることで、期間成績係数の向上を図る。【解決手段】  スクリュー圧縮機は、雄ロータ２及び雌ロータ２Ａを備える一対のスクリューロータと、これら一対のスクリューロータを収納するケーシングとで圧縮室を形成し、前記ケーシングには被圧縮ガスを流出させる吐出ポート１０と、この吐出ポートから吐出される圧縮ガスが流入する吐出室１２が形成されている。前記吐出ポート近傍の雄ロータ側及び雌ロータ側の両方の前記ケーシングに、それぞれ前記圧縮室と前記吐出室とを連通するバイパス通路を設けると共に、該バイパス通路を開閉する弁１１０が設けられている。【選択図】図１
2010077897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雄ロータ及び雌ロータを備える一対のスクリューロータと、これら一対のスクリューロータを収納するケーシングとで圧縮室を形成し、且つ前記ケーシングには被圧縮ガスを流出させる吐出ポートと、この吐出ポートから吐出される圧縮ガスが流入する吐出室とが形成されたスクリュー圧縮機において、
前記吐出ポート近傍の前記雄ロータ側及び雌ロータ側の両方の前記ケーシングに、それぞれ前記圧縮室と前記吐出室とを連通するバイパス通路を設けると共に、該バイパス通路を開閉する弁を設けたことを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項２】
請求項１において、前記バイパス通路を開閉する弁は、前記バイパス通路に連通する前記圧縮室の圧力が、前記吐出室の圧力よりも高くなった場合に開くように構成されていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項３】
請求項１において、前記バイパス通路は、設定容積比が１.５〜３.０の範囲内の前記圧縮室に連通される位置に形成されていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項４】
請求項３において、前記バイパス通路は、設定容積比が１.５〜２.７の範囲内の前記圧縮室に連通される位置に形成されていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項５】
請求項１において、前記雄ロータ側又は雌ロータ側に設けられたバイパス通路は、異なる設定容積比となる圧縮室に連通される位置に複数個設けられていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項６】
請求項１において、インバータによる回転数制御可能な電動機により前記スクリューロータを駆動する構成としたことを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項７】
雄ロータ及び雌ロータを備える一対のスクリューロータと、これら一対のスクリューロータを収納するケーシングとで圧縮室を形成し、且つ前記ケーシングには被圧縮ガスを流出させる吐出ポートと、この吐出ポートから吐出される圧縮ガスが流入する吐出室とが形成されたスクリュー圧縮機において、
前記吐出ポートを挟んでその両側の前記ケーシングに、それぞれ前記圧縮室と前記吐出室とを連通するバイパス通路を設け、更に該バイパス通路を開閉する弁を設けたことを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項８】
雄ロータ及び雌ロータを備える一対のスクリューロータと、これら一対のスクリューロータを収納するメインケーシングと、このメインケーシングの吐出側に設けた吐出ケーシングと、前記スクリューロータを駆動するための電動機を収容したモータケーシングと、前記メインケーシングと吐出ケーシングの少なくとも何れかに設けた吐出ポートと、前記一対のスクリューロータと前記メインケーシングにより形成される圧縮室と、前記吐出ケーシングに形成され前記吐出ポートから吐出される圧縮ガスが流入する吐出室とを備えたスクリュー圧縮機において、
前記吐出ポートの近傍の前記吐出ケーシングに設けられ、前記圧縮室と前記吐出室とを連通するバイパス通路と、
前記バイパス通路に連通する前記圧縮室の圧力が、前記吐出室の圧力よりも低い時には閉じ、高くなった時に開くように構成されて前記バイパス通路を開閉する弁と
を備えることを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項９】
請求項８において、前記バイパス通路は、ケーシングに形成された前記吐出ポートの雄ロータ側及び雌ロータ側の両方に設けられていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項１０】
請求項８において、前記バイパス通路は、設定容積比が１.５〜２.７の範囲内の前記圧縮室に連通される位置に形成されていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項１１】
請求項８において、前記雄ロータ側又は雌ロータ側に設けられたバイパス通路は、異なる設定容積比となる圧縮室に連通される位置に複数個設けられていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項１２】
請求項８において、インバータによる回転数制御可能な電動機により前記スクリューロータを駆動する構成としたことを特徴とするスクリュー圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍空調用などに使用されるスクリュー圧縮機に関し、特に容量制御されるスクリュー圧縮機に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のスクリュー圧縮機としては特許文献１に記載のものがある。このスクリュー圧縮機は、吐出圧力が異常に上昇した場合、スライド弁に設けられたリリーフ弁が作動し圧縮ガスを吐出側にバイパスすることでスクリューロータ及びこれを支える軸受部材への異常負荷を軽減するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開平４−４３８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記、特許文献１のものでは、スライド弁にリリーフ弁を設けることにより、異常負荷を軽減するようにしているので、リリーフ弁が一対のスクリューロータのボア部の一部を形成する必要があり、このため高い加工精度が要求される。また、リリーフ弁がケーシングにより形成される圧縮室ボア部の一部を形成するため、圧縮機が大型化する欠点がある。
【０００５】
更に、最近は、期間成績係数（ＩＰＬＶ）の向上が求められており、スクリュー圧縮機の低負荷域での性能向上も求められている。
【０００６】
本発明の目的は、簡単な構造で過圧縮を防止することのできるスクリュー圧縮機を得ることにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、低負荷域の運転範囲での効率を向上させることで、期間成績係数の向上を図ることができるスクリュー圧縮機を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、雄ロータ及び雌ロータを備える一対のスクリューロータと、これら一対のスクリューロータを収納するケーシングとで圧縮室を形成し、且つ前記ケーシングには被圧縮ガスを流出させる吐出ポートと、この吐出ポートから吐出される圧縮ガスが流入する吐出室とが形成されたスクリュー圧縮機において、前記吐出ポート近傍の前記雄ロータ側及び雌ロータ側の両方の前記ケーシングに、それぞれ前記圧縮室と前記吐出室とを連通するバイパス通路を設けると共に、該バイパス通路を開閉する弁を設けたことを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記バイパス通路を開閉する弁は、前記バイパス通路に連通する前記圧縮室の圧力が、前記吐出室の圧力よりも高くなった場合に開くように構成すると良い。
【００１０】
また、前記バイパス通路は、設定容積比が１.５〜３.０、好ましくは１.５〜２.７の範囲内の前記圧縮室に連通される位置に形成すると良い。
【００１１】
前記雄ロータ側又は雌ロータ側に設けられたバイパス通路は、異なる設定容積比となる圧縮室に連通される位置に複数個設けるようにするとより効果的である。
【００１２】
なお、インバータによる回転数制御可能な電動機により前記スクリューロータを駆動する構成としたものに適用して本発明は特に効果的である。
【００１３】
本発明の他の特徴は、雄ロータ及び雌ロータを備える一対のスクリューロータと、これら一対のスクリューロータを収納するケーシングとで圧縮室を形成し、且つ前記ケーシングには被圧縮ガスを流出させる吐出ポートと、この吐出ポートから吐出される圧縮ガスが流入する吐出室とが形成されたスクリュー圧縮機において、前記吐出ポートを挟んでその両側の前記ケーシングに、それぞれ前記圧縮室と前記吐出室とを連通するバイパス通路を設け、更に該バイパス通路を開閉する弁を設けたことにある。
【００１４】
本発明の更に他の特徴は、雄ロータ及び雌ロータを備える一対のスクリューロータと、これら一対のスクリューロータを収納するメインケーシングと、このメインケーシングの吐出側に設けた吐出ケーシングと、前記スクリューロータを駆動するための電動機を収容したモータケーシングと、前記メインケーシングと吐出ケーシングの少なくとも何れかに設けた吐出ポートと、前記一対のスクリューロータと前記メインケーシングにより形成される圧縮室と、前記吐出ケーシングに形成され前記吐出ポートから吐出される圧縮ガスが流入する吐出室とを備えたスクリュー圧縮機において、前記吐出ポートの近傍の前記吐出ケーシングに設けられ、前記圧縮室と前記吐出室とを連通するバイパス通路と、前記バイパス通路に連通する前記圧縮室の圧力が、前記吐出室の圧力よりも低い時には閉じ、高くなった時に開くように構成されて前記バイパス通路を開閉する弁とを備えることにある。
【００１５】
ここで、前記バイパス通路は、ケーシングに形成された前記吐出ポートの雄ロータ側及び雌ロータ側の両方に設けるようにすると良い。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のスクリュー圧縮機によれば、吐出ポート近傍の雄ロータ側及び雌ロータ側の両方のケーシングに、それぞれ圧縮室と吐出室とを連通するバイパス通路を設けると共に、該バイパス通路を開閉する弁を設ける構成とすることにより、簡単な構造で過圧縮を防止することのできるスクリュー圧縮機を得ることができる。この結果、スクリューロータや該ロータを支持する軸受部材への異常負荷を軽減して、ロータの変形や軸受損傷を防止できる信頼性の高いスクリュー圧縮機も得ることができる。
【００１７】
また、前記バイパス通路を開閉する弁は、バイパス通路に連通する圧縮室の圧力が、吐出室の圧力よりも高くなった場合に開くように構成することで、過圧縮を防止でき、特に低負荷域の運転範囲での効率を向上できるから、期間成績係数の向上を図ることができる。
【００１８】
更に、バイパス通路を異なる設定容積比の圧縮室に連通するように複数個設けることにより、幅広い運転領域で継続して過圧縮を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明のスクリュー圧縮機の具体的実施例を図面を用いて説明する。各図において同一符号を付した部分は同一又は相当する部分を示す。
【実施例１】
【００２０】
図１は本発明の実施例１を示すスクリュー圧縮機の縦断面図である。図１に示すスクリュー圧縮機は大きく分けて、圧縮機部１７とモータ部１８から構成されている。圧縮される気体（例えば、冷凍サイクルを流れる冷媒）は、モータ部１８側のモータケーシング１６に形成された吸込口２０から吸込まれ、モータ（駆動用電動機）２２を構成するステータ３とロータ４の部分を経て、吸入ポート９から一対のスクリューロータ（雄ロータ２，雌ロータ２Ａ）で構成された圧縮機部１７で圧縮される。その後、圧縮された気体は、吐出ポート１０及び吐出ラジアルポート４４から吐出室１２に吐出された後、油分離器８０に流入し、圧縮気体から油を分離して、吐出口１９から圧縮機外に吐出されるようになっている。
【００２１】
圧縮機部１７は、スクリューロータ２，２Ａを内包すると共にころ軸受６を収容するメインケーシング１と、吐出室１２を形成すると共にころ軸受７及び玉軸受８を収容する吐出ケーシング２１などから構成されている。前記メインケーシング１には、吸入ポート９，吐出ポート１０及び吐出ラジアルポート４４も形成されている。前記吸入口２０及び吸入ポート９はスクリューロータ２，２Ａへの吸込み流路を形成するものである。前記吐出ポート１０，吐出ラジアルポート４４及び吐出室１２は、スクリューロータ２，２Ａからの吐出通路を形成するものである。スクリューロータ２は、互いに噛合わされた一対の雄ロータ２及び雌ロータ２Ａ（図３参照）から構成され、一対の円筒状ボア（図３に示す雄側ケーシングボア４０ａ及び雌側ケーシングボア４０ｂ）に収納され、前記円筒状ボアと、雄ロータ２及び雌ロータ２Ａとの噛合い部で圧縮室を形成している。雄ロータ２の両側に設けられた軸部は、メインケーシング１に設けられたころ軸受６と、吐出ケーシング２１に設けられたころ軸受７及び玉軸受８とにより支持されている。
【００２２】
モータ部１８は、モータケーシング１６，ステータ３，ロータ４などから構成されている。モータ部１８は、その駆動力を圧縮機部１７の雄ロータ２に伝達するように構成されている。ステータ３はモータケーシング１６に装着され、ロータ４は前記ステータ３の内周側で且つ雄ロータ２のモータ部側に設けた軸部に固着されている。この構成により、モータ２２の駆動力は雄ロータ２に伝達され、また、雌ロータ２Ａは雄ロータ２により駆動される。
【００２３】
上記スクリュー圧縮機において、負荷に対する能力調整は、吸入圧力センサ（図示せず）からの信号と、吐出圧力センサ（図示せず）からの信号が制御装置（図示せず）に入力され、インバータ（図示せず）によりモータ２２の回転数が制御されることにより、吐出量を調整して行われる。負荷が小さくなり、吐出側圧力が低下すると、雄ロータ２及び雌ロータ２Ａで構成される圧縮室内の被圧縮ガス圧力が吐出側圧力より高くなり過圧縮となる。この過圧縮を防止するために、本実施例では、圧縮室を形成している吐出ケーシング２１に圧縮室と吐出室とを連通するバイパス通路（図３に示す雄側のバイパス通路５０及び雌側のバイパス通路５１を参照）と、このバイパス通路を開閉する弁１１０を設けており、これらバイパス通路５０，５１及び弁１１０により圧縮室内の圧力調整を行うようにしている。
【００２４】
図２は図１に示すスクリューロータ２，２Ａ部の任意の圧縮室における容積Ｖと圧力Ｐとの関係を示す線図である。図において、ＬＰは吸入圧力、ＨＰ２はフルロード運転時の吐出圧力、ＨＰ１はアンロード運転時の吐出圧力を示す。吸入圧力ＬＰ，吐出圧力ＨＰ２のフルロード運転時の場合、運転サイクルはａ１−ｂ１−ｃ１−ｄ１となる。また、吸入圧力ＬＰ，吐出圧力ＨＰ１のアンロード運転時の場合、圧縮室と吐出室とを連通するバイパス通路５０，５１及び弁１１０を有していない場合の運転サイクルは、ａ１−ｂ１−ｇ３−ｆ１−ｄ１となり、ｅ１−ｂ１−ｇ３が無駄に圧縮された過圧縮領域である。本実施例では、バイパス通路５０，５１及び弁１１０を設けたことにより、運転サイクルをａ１−ｅ１−ｆ１−ｄ１とすることができるから、無駄な過圧縮を防止できる。
【００２５】
バイパス通路５０，５１を設ける位置は、次のようにして決める。即ち、バイパス通路５０，５１は、アンロード運転時に、雄ロータと雌ロータとが噛合うことで形成される圧縮室の圧力Ｐが吐出圧力ＨＰ１になったとき、該圧縮室と吐出室１２とを連通させる位置に形成すればよい。このため、まず、吸入圧力ＬＰからアンロード運転時の任意の吐出圧力ＨＰ１になる時の設定容積比Ｖｉ
Ｖｉ＝（ＨＰ１／ＬＰ）１／ｎ
から、圧縮室容積ＶＤ１
ＶＤ１＝ＶＴ／Ｖｉ
を求め、該圧縮室容積ＶＤ１となるスクリューロータの回転角位置に前記バイパス通路５０，５１を設ければよい。
【００２６】
上記式において、
ｎ  ：冷媒毎に定まるポリトロープ指数
ＶＴ：吸入容積（ロータの最大空間容積）
である。
【００２７】
つまり、吸入圧力ＬＰ及び吐出室の吐出圧力ＨＰ１等の運転条件が決まれば設定容積比Ｖｉが決まるため、アンロード運転時の任意の吐出圧力ＨＰ１に対する圧縮室容積ＶＤ１が求まり、その圧縮室容積ＶＤ１に対応した雄ロータ２及び雌ロータ２Ａの回転角が決定されるから、その回転角における圧縮室に連通するように前記バイパス通路５０，５１を設ければよい。
【００２８】
図３は図１に示すスクリュー圧縮機のＡ−Ａ線矢視断面図（吐出ポート部）を示す。モータにより雄ロータ２を回転させると、雄ロータと噛合った雌ロータ２Ａも回転し、被圧縮ガスが圧縮室に閉じ込められる。雄側の圧縮室３０ａは、雄側ケーシングボア４０ａと雄ロータ２とで形成され、また雌側の圧縮室３０ｂは、雌側ケーシングボア４０ｂと雌ロータ２Ａとで形成される。また、雄側の圧縮室３０ａと雌側の圧縮室３０ｂも連通している。
【００２９】
図３の（Ａ）図は、吐出ケーシング２１に設けたバイパス通路５０の開放時或いは開放直後のスクリューロータ回転位置を示す。雄側のバイパス通路５０は、決定された回転角における雄ロータ２の後進面接線１２０に接するように設ければよい。また、雌側のバイパス通路５１は、決定された回転角における雌ロータの後進面接線１２３に接するように設ければよい。
【００３０】
なお、前記バイパス通路５０，５１の孔の大きさは、隣接する圧縮室同士が連通しないように、雄ロータ及び雌ロータの最小歯厚以下になるようにする。
【００３１】
図３の（Ｂ）図は、バイパス通路５０，５１が全開になった時或いはその直後のスクリューロータ回転位置を示す。被圧縮ガスは、雄側吐出ポート４２及び雌側吐出ポート４３からの吐出が開始されるまでの間、前記バイパス通路５０，５１から過圧縮されたガスが継続して吐出室１２にバイパスされる。
【００３２】
図３の（Ｃ）図は、圧縮室３０ａ，３０ｂの被圧縮ガスが、吐出ケーシング２１に設けられた雄側吐出ポート４２及び雌側吐出ポート４３から吐出室１２へ吐出開始される時のスクリューロータ回転位置を示す。
【００３３】
図４は図１に示すスクリュー圧縮機における雄側のバイパス通路５０に設けた弁１１０の部分における断面図を示す。図に示す弁通路１１５内には吐出室１２の圧力が吐出通路１００を介して作用するため、バイパス通路５０内の圧力が弁通路１１５内の圧力よりも高くなると、弁１１０が圧力差により押し上げられ、圧縮室３０ａ内の被圧縮ガスは弁通路１１５を通って吐出室１２に排出される。
【００３４】
なお、雌側バイパス通路５１においても同様に構成されている。
【００３５】
図５は図４のＢ−Ｂ線矢視断面図である。弁１１０にはスプリング１１２により常に弁１１０を閉じる方向にバネ力が付加されている。弁１１０の弁部１１６に作用するバイパス通路５０側からのガス圧が、弁通路内１１５に作用する吐出室１２のガス圧と前記バネ力との合計値を上回ると、弁１１０は開放され、圧縮室３０ａの過圧縮されたガスが吐出室１２に流出する。
【００３６】
尚、図５において、１１１は油孔、１１３は弁１１０を保持するフランジで、このフランジ１１３はネジ１１４を介して吐出ケーシング２１に取付けられている。
【００３７】
図６は図３に示した実施例の変形例を示すもので、図３に相当する図である。この例は、雄側のバイパス通路５０が最初に開いて圧縮室３０ａの過圧縮ガスを吐出室にバイパスして吐出させ、遅れて雌側のバイパス孔５１が開いて同様に圧縮室３０ｂの過圧縮ガスを吐出室に吐出させるようにしたものである。
【００３８】
図６の（Ａ）図において、雄側のバイパス通路５０と雌側のバイパス通路５１を、一定区間オーバーラップして開口するような位置に設定することで、広範囲に亘って継続的に過圧縮を防止することができる。また、図６の（Ｂ）図の例は、バイパス通路５０と５１の開口区間がオーバーラップしないようにずらして設置したもので、このようにバイパス通路を設定しても良い。
【００３９】
図７は図３に示した実施例の更に他の変形例を示すもので、図３における吐出ポート１０付近を拡大して示す図である。図７の（Ａ）図に示す例は、バイパス通路５０を雄側にのみ設置したもので、雌ロータの歯厚が薄く、雌側のバイパス通路を大きく設置できない場合には、雄側のみにバイパス通路を設けるようにすると良い。この例では雌側にバイパス通路及び弁が不要となり、コストダウンできる。なお、図７の（Ｂ）図に示す例のように、雄側にはバイパス通路を設けず、雌側にのみバイパス通路５１を設けるようにしても良い。また、図示はしていないが、雄側と雌側にそれぞれバイパス通路を設け、且つ雄側バイパス通路の開口面積を雌側バイパス通路の開口面積より大きく構成することも有効である。
【００４０】
図８は図３に示した実施例の更に他の変形例を示すもので、図３における吐出ポート１０付近を拡大して示す図である。図８の（Ａ）図に示す例は、吐出ケーシングに設けるバイパス通路５０，５１を長穴としたもので、このように構成することにより、バイパス通路のバイパス流路面積を十分大きく確保することができ、バイパス通路から吐出室にバイパスされる圧縮ガスの流路抵抗を低減できる。
【００４１】
図８の（Ｂ）図に示す例は、任意の異なる設定容積比の位置に雄側バイパス通路５０，５０ａ、雌側バイパス通路５１，５１ａをそれぞれ複数設けるようにしたものである。この例では、雄ロータ側及び雌ロータ側に、それぞれ２つの異なる任意の設定容積比の位置にバイパス通路を設けた例を説明したが、３以上の異なる任意の設定容積比の位置にバイパス通路を設けるようにしても良い。また、この例では、任意の同じ設定容積比の位置にバイパス通路を形成する孔をそれぞれ２個形成した例を示したが、３個以上の孔で形成しても良い。この例のように、バイパス通路を複数個の孔で形成することで、図８の（Ａ）図に示す例と比較し、加工し易く、加工時間短縮が可能となる。
【００４２】
図９及び図１０は、図８の（Ｂ）図に示す吐出ポート部付近に設けたバイパス通路５０，５０ａ，５１，５１ａにそれぞれ板ばね式の弁７０と弁押え７１を設けたもので、図１の吐出ポート部付近のＦ−Ｆ線矢視断面に相当する図である。なお、図１０は図９に示す弁部のＤ−Ｄ線矢視断面図である。この例に示すように、圧縮室と吐出室とを連通するバイパス通路の吐出室側に、板バネ式の弁７０と弁押え７１をボルト７３でメインケーシング１に共締めして取付けることで、弁機構の製造工数を低減し、弁構造を簡略化することができ、弁のコスト低減を図ることができる。また、バイパス通路を開閉する弁を板ばね式の弁で構成することにより、限られた狭い空間に複数の弁を設けることが可能となる。
【００４３】
なお、図１〜図７に示す例においてもバイパス通路を開閉する弁を板ばね式の弁で構成することは同様に可能である。
【００４４】
図１１，図１２は、図４，図５に示した例の他の実施形態を示すもので、図４では弁１１０を縦方向（軸直角方向）に設けたが、図１１，図１２の例では弁１１０を横方向（軸方向）に設けた例を示している。なお、図１２は図１１のＣ−Ｃ線矢視方向から見た弁部付近の断面図である。また、図１１，図１２において図４，図５と同一符号を付した部分は同一又は相当する部分を示している。この例に示すように、弁１１０を横に設置することで、圧縮室と吐出室とを連通するバイパス通路５０の長さを図４，図５に示した例よりも短く構成することが可能となり、バイパス通路の容積を小さくできることにより、非圧縮容積を減少でき、体積効率の低下を抑えることができる。なお、図１２において、１１７はスペーサで、図５のフランジ１１３に相当するものである。
【００４５】
図１３は図１１，図１２に示した例の別の例を示すもので、図１２に相当する部分の断面図である。この例は、オイルタンク２５から高圧の油を配管１４１を介して弁シリンダ１４３に導き、バイパス通路５０を開閉する弁１４０を油圧により作動させるようにしたものである。弁１４０は、高圧の油圧によりバイパス通路５０及び吐出通路１００を塞ぐ位置に押し付けられる。また、圧縮室と吐出室１２とを連通するバイパス通路５０の圧力が油圧より大きくなった場合、シリンダ１４３内の高圧油を配管１４１を介してオイルタンク２５に押し戻すことで、弁１４０が図の右方向に作動し、吐出室１２からバイパス通路５０及び吐出通路１００を介して被圧縮ガスが吐出室１２にバイパスされるようにしている。
【００４６】
図１４，図１５は図１１，図１２に示した例の更に別の例を示すもので、図１４は図１２に相当する部分の断面図、図１５は図１４のＥ−Ｅ線矢視方向から見た弁部付近の断面図である。この例は、圧縮室と吐出室１２とを連通するバイパス通路５０の途中に円柱の中心に穴を設けた弁１３５を設置し、該弁１３５をステップモータ１３１によりシャフト１３４を介して図１５に示すように例えば９０度回動させ、バイパス通路５０を開閉するようにしたものである。ステップモータ１３１の制御は、圧縮室と吐出室とを連通するバイパス通路５０に設けた圧力センサ１３３と、吐出室１２に設置された圧力センサ１３３からの信号を制御装置１３２に入力し、バイパス通路５０の圧力が吐出室１２の圧力より大きくなった場合、弁１３５を開の状態に、バイパス通路５０の圧力が吐出室１２の圧力より小さくなった場合、弁１３５を閉の状態になるように制御するものである。この例によれば、圧縮室の圧力変化に対して追従性の高い弁機構とすることが可能となる。
【００４７】
図１６は図１１，図１２に示した例の更に別の例を示すもので、図１２或いは図１４に相当する部分の断面図を示す。この例は、圧縮室と吐出室１２とを連通するバイパス通路５０の途中に電磁弁１３６を設け、制御装置１３２により、図１４に示す例と同様に、バイパス通路５０の圧力と吐出室１２の圧力との圧力を見て電磁弁１３６を制御するようにしたものである。電磁弁１３６を開くことで、圧縮室の圧縮ガスを、バイパス通路５０及び吐出通路１００を介して吐出室１２にバイパスさせることができる。この例では複雑な弁開閉機構にすることなく、図１４に示した例と同様に、圧縮室の圧力変化に対して追従性の高い弁機構とすることが可能になる。
【００４８】
以上説明した実施例によれば、吐出ポート近傍に、圧縮室と吐出室とを連通するバイパス通路を設け、更に該バイパス通路を開閉する弁を設ける構成としたことにより、圧縮室内の被圧縮ガスを維持若しくは吐出室に開放することが可能となる。圧縮室圧力が吐出室圧力よりも高くなった場合にバイパス通路を開とすることにより、圧縮室で過圧縮されるのを抑制できる。特に低圧縮比運転時の際には、圧縮室の圧力が吐出室側の運転圧力以上に過圧縮され易くなり、圧縮室の圧力が吐出室側圧力以上になるとバイパス通路の弁が開き、圧縮室内の圧縮ガスをバイパス通路を介して吐出室側に吐出させることができる。従って、過圧縮運転を防止して、圧縮機の軸動力を低減し、特に低圧縮比運転域での性能を向上させることができる。この結果、軸受部材やスクリューロータへの異常負荷を軽減でき、ロータの変形や軸受損傷を防止できる。
【００４９】
また、前記バイパス通路を、設定容積比１.５〜３.０、好ましくは１.５〜２.７の範囲内に設置するように構成し、このバイパス通路を開閉する開閉弁を設けることにより、アンロード運転時の最適な運転が可能となる。更に、圧縮室と吐出室とを連通するバイパス通路を、雄ロータ側及び雌ロータ側の両方に設けることにより、圧縮室の被圧縮ガスを効率的に吐出室に流出させることが可能となる。
【００５０】
更に、圧縮室と吐出室とを連通する前記バイパス通路を、異なる設定容積比の圧縮室に連通する位置にそれぞれ設けるようにすれば、アンロード運転時の過圧縮をより広い運転範囲で防止できる効果がある。また、バイパス通路を複数個の孔で形成することにより、バイパス通路の流路抵抗を低減できると共に、バイパス通路全体の容積も小さく抑えることが可能となるから、バイパス通路により生じる非圧縮容積を低減して体積効率の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施例１を示すスクリュー圧縮機の縦断面図。
【図２】図１に示すスクリューロータ部の任意の圧縮室における容積Ｖと圧力Ｐとの関係を示す線図。
【図３】図１に示すスクリュー圧縮機のＡ−Ａ線矢視断面図で、（Ａ）図は吐出ケーシングに設けたバイパス通路の開放時或いは開放直後のスクリューロータ回転位置を示す図、（Ｂ）図はバイパス通路が全開になった時或いはその直後のスクリューロータ回転位置を示す図、（Ｃ）図は圧縮室の被圧縮ガスが吐出ケーシングに設けられた雄側吐出ポート及び雌側吐出ポートから吐出室へ吐出開始される時のスクリューロータ回転位置を示す図。
【図４】図１に示すスクリュー圧縮機における雄側のバイパス通路に設けた弁の部分における断面図。
【図５】図４のＢ−Ｂ線矢視断面図。
【図６】図３に示した実施例の２つの変形例を示すもので、図３に相当する図。
【図７】図３に示した実施例の更に他の２つの変形例を示すもので、図３における吐出ポート付近を拡大して示す図。
【図８】図３に示した実施例の更に他の２つの変形例を示すもので、図３における吐出ポート付近を拡大して示す図。
【図９】図８の（Ｂ）図に示す吐出ポート部付近に設けたバイパス通路にそれぞれ板ばね式の弁と弁押えを設けた図で、図１のＦ−Ｆ線矢視断面に相当する図。
【図１０】図９に示す弁部のＤ−Ｄ線矢視断面図。
【図１１】図４に示した例の他の実施形態を示す図で、図４に相当する図。
【図１２】図１１のＣ−Ｃ線矢視方向から見た弁部付近の断面図。
【図１３】図１１，図１２に示した例の別の例を示すもので、図１２に相当する部分の断面図。
【図１４】図１１，図１２に示した例の更に別の例を示すもので、図１２に相当する部分の断面図。
【図１５】図１４のＥ−Ｅ線矢視方向から見た弁部付近の断面図。
【図１６】図１１，図１２に示した例の更に別の例を示すもので、図１２或いは図１４に相当する部分の断面図。
【符号の説明】
【００５２】
１  メインケーシング
２  雄ロータ
２Ａ  雌ロータ
３  ステータ
４  ロータ
６，７  ころ軸受
８  玉軸受
９  吸入ポート
１０  吐出ポート
１２  吐出室
１５  エンドカバー
１６  モータケーシング
１７  圧縮機部
１８  モータ部
１９  吐出口
２０  吸入口
２１  吐出ケーシング
２２  モータ
２５  オイルタンク
２６，７３  ボルト
３０ａ，３０ｂ  圧縮室
４０ａ  雄側ケーシングボア
４０ｂ  雌側ケーシングボア
４２  雄側吐出ポート
４３  雌側吐出ポート
４４  吐出ラジアルポート
５０，５０ａ，５１，５１ａ  バイパス通路
７０  弁
７１  弁押え
８０  油分離器
１００  吐出通路
１１０，１３５，１４０  弁（開閉弁）
１１１  油孔
１１２  スプリング
１１３，１４２  フランジ
１１４  ネジ
１１５  弁通路
１１６  弁部
１１７  スペーサ
１２０  雄ロータ後進面接線
１２３  雌ロータ後進面接線
１３１  ステップモータ
１３２  制御装置
１３３  圧力センサ
１３４  シャフト
１３６  電磁弁
１４１  油配管
１４３  シリンダ
【図１】
2010077897.tif 000003
【図２】
2010077897.tif 000004
【図３】
2010077897.tif 000005
【図４】
2010077897.tif 000006
【図５】
2010077897.tif 000007
【図６】
2010077897.tif 000008
【図７】
2010077897.tif 000009
【図８】
2010077897.tif 000010
【図９】
2010077897.tif 000011
【図１０】
2010077897.tif 000012
【図１１】
2010077897.tif 000013
【図１２】
2010077897.tif 000014
【図１３】
2010077897.tif 000015
【図１４】
2010077897.tif 000016
【図１５】
2010077897.tif 000017
【図１６】
2010077897.tif 000018