(57)【要約】【課題】スライド弁を駆動する油圧シリンダのピストン径を増大や油圧の上昇によることなく、スライド弁の動作を迅速化し、容量制御の応答性の改善を可能としたスクリュ圧縮機を提供する。【解決手段】スクリュロータ１２の軸心と平行な方向に進退可能に設けられたスライド弁１３により容量調節されるスクリュ圧縮機１において、スライド弁１３を進退させる第１，第２油圧シリンダ２３，２６が、スライド弁１３に対して互いに同期して、かつ同一方向に駆動力付与可能に配置された構成としてある。【選択図】  図１
2006029105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリュロータの軸心と平行な方向に進退可能に設けられたスライド弁により容量調節されるスクリュ圧縮機において、上記スライド弁を進退させる複数の油圧シリンダが、上記スライド弁に対して互いに同期して、かつ同一方向に駆動力付与可能に配置されたことを特徴とするスクリュ圧縮機。
【請求項２】
上記複数の油圧シリンダが、上記スライド弁の吸込み側に配置された第１油圧シリンダと、上記スライド弁の吐出側に配置された第２油圧シリンダとから構成されたことを特徴とする請求項１に記載のスクリュ圧縮機。
【請求項３】
上記複数の油圧シリンダが、上記スライド弁の吸込み側に配置された第１油圧シリンダと、この第１油圧シリンダに直列に結合された第２油圧シリンダとから構成されたことを特徴とする請求項１に記載のスクリュ圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容量調節のためのスライド弁を備えたスクリュ圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、スライド弁により容量調節するようにしたスクリュ圧縮機は公知である（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【特許文献１】特公平５−１２５５７号公報
【特許文献２】特開平７−１０３１６５号公報
【特許文献３】特開平１１−８２３４１号公報
【０００３】
特許文献１〜３には、単一の油圧シリンダによりスライド弁を進退させるスクリュ圧縮機が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記容量調節用スライド弁の動作は、吐出された圧縮ガスの消費量の変化に対応して、過不足なく圧縮ガスの要求量を満たすように応答性に優れているのが望ましいが、通常の油圧の場合、単一の油圧シリンダで駆動されるスライド弁は緩慢な動作となり、容量制御に対する応答性が悪いという問題がある。
【０００５】
この応答性を改善しようとすれば、上記スライド弁を駆動する力を増大させる必要があり、そのためには、油圧シリンダのピストン径を大きくするか、油圧を上昇させる加圧手段を付加することが考えられる。しかしながら、このピストン径は、構造上、大きくするにも限界があり、油圧を上昇させる加圧手段の付加は設備の複雑化を強いられるという問題を招く。
【０００６】
本発明は、斯かる従来の問題をなくすことを課題としてなされたもので、スライド弁を駆動する油圧シリンダのピストン径を増大や油圧の上昇によることなく、スライド弁の動作を迅速化し、容量制御の応答性の改善を可能としたスクリュ圧縮機を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、第１発明は、スクリュロータの軸心と平行な方向に進退可能に設けられたスライド弁により容量調節されるスクリュ圧縮機において、上記スライド弁を進退させる複数の油圧シリンダが、上記スライド弁に対して互いに同期して、かつ同一方向に駆動力付与可能に配置された構成とした。
【０００８】
第２発明は、第１発明の構成に加えて、上記複数の油圧シリンダが、上記スライド弁の吸込み側に配置された第１油圧シリンダと、上記スライド弁の吐出側に配置された第２油圧シリンダとから構成した。
【０００９】
第３発明は、第１発明の構成に加えて、上記複数の油圧シリンダが、上記スライド弁の吸込み側に配置された第１油圧シリンダと、この第１油圧シリンダに直列に結合された第２油圧シリンダとから構成した。
【発明の効果】
【００１０】
第１発明によれば、油圧シリンダのピストン径を増大させた場合のような構造上の問題や油圧を上昇させる加圧手段の付加による設備の複雑化を招くことなく、スライド弁に対する駆動力を強化して、その動作を迅速化し、容量制御の応答性を改善することが可能になるという効果を奏する。
【００１１】
第２発明によれば、第１発明による効果に加えて、スライド弁が第１、第２油圧シリンダ間に位置し、両側で支えられている故、スライド弁が第１、第２油圧シリンダの軸心に直交する方向に変位し難くなっており、スライド弁がこの側面を囲む壁面やスクリュロータに対して異常な摺接状態になることが防止されるという効果を奏する。
【００１２】
第３発明によれば、第１発明による効果に加えて、第１、第２油圧シリンダが直列に結合されている故、第１、第２油圧シリンダに対する油圧配管がコンパクトにまとまり易くなるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１は本発明に係るスクリュ圧縮機１を示し、このスクリュ圧縮機１は、ケーシング１１内に回転可能に収容された互いに噛み合う雌雄一対のスクリュロータ１２、即ち雌ロータＦ，雄ロータＭと、スクリュロータ１２の軸心に平行な方向に進退可能に収容されたスライド弁１３とを有している。このケーシング１１の一方には吸込口１４，他方に吐出口１５、この両者間にロータ室１６が形成され、このロータ室１６にスクリュロータ１２が収容されている。雄ロータＭの吸込み側に突出したロータ軸１７は図示しないモータにより回転させられ、このロータ軸１７を介してスクリュロータ１２が回転させられる。
【００１４】
なお、一点鎖線より上部が雄ロータＭの位置する部分の鉛直方向の断面で、一点鎖線より下部が雌ロータＦの位置する部分の鉛直方向の断面となっている。図１に示す雄ロータＭ、雌ロータＦは、両者の相違が理解し得るように概念的に描かれており、本発明は図示する形状に何等限定されるものではない。また、雌ロータＦを支持するロータ軸や軸受については本発明の構成に関わるものでなく、図示するのを省略している。
【００１５】
ロータ室１６に隣接して、ロータ室１６に開口した弁作動空間１８が形成され、この弁作動空間１８内にスライド弁１３が収容されている。スライド弁１３のスクリュロータ１２に近接して対向する面Ｓ１は、雌ロータＦと雄ロータＭとの噛み合い部の両側に延び、ロータ室１６の壁面の一部をなす形状に形成されている。同様に、スクリュロータ１２に近接して対向する面Ｓ２が、雌ロータＦと雄ロータＭとの噛み合い部の両側に延び、ロータ室１６の壁面の一部をなす形状に形成されたストッパ１９が弁作動空間１８の吸込み側に突設されている。なお、吸込口１４は、図面には表れていないが、現実にはロータ軸１７の下方にまで広がっており、弁作動空間１８の吸込み側の空間部分１８ａは、ロータ室１６を介することなく、この下方に広がった部分に開口している。
【００１６】
スライド弁１３の吸込み側にはピストン２１及びピストンロッド２２を有し、スクリュロータ１２の軸心に平行な方向に伸縮する第１油圧シリンダ２３が配置され、スライド弁１３の吐出側にはピストン２４及びピストンロッド２５を有し、上記軸心に平行な方向に伸縮する第２油圧シリンダ２６が配置されている。また、スライド弁１３の吸込み側の端部にピストンロッド２２が結合し、スライド弁１３の吐出側の端部にピストンロッド２５が結合している。
【００１７】
一方、第１油圧シリンダ２３及び第２油圧シリンダ２６が逆止弁付き流量調整弁３１，３２、４ポート３位置切換弁３３を介して油圧源３４、油タンク３５に配管により接続される油圧回路が設けられている。なお、図１において、図を見やすくするために配管の一部の図示が省略されており、実際には、符号Ｘ同士は連続し、符号Ｙ同士も連続している。
【００１８】
図示するように、スライド弁１３が吐出側に、即ち図１において左方に作動する場合に油圧が作用するピストン２１の右方のシリンダ内空間Iとピストン２４の右方のシリンダ内空間IIとは配管により連通状態にあり、スライド弁１３が吸込み側に、即ち右方に作動する場合に油圧が作用するピストン２１の左方のシリンダ内空間IIIとピストン２４の左方のシリンダ内空間IVとは配管により連通状態になっている。これにより、第１油圧シリンダ２３のピストンロッド２２と第２油圧シリンダ２６のピストンロッド２５とが同期して同一方向に作動させられるようになっている。
【００１９】
そして、スライド弁１３が図１において実線で示す位置にある場合、即ちスライド弁１３がストッパ１９に当接している場合、スライド弁１３とストッパ１９との間には隙間がなく、スクリュ圧縮機１はロード（全負荷）運転の状態にあり、吸込口１４からスクリュロータ１２に吸込まれたガスの全量が圧縮されて吐出口１５に吐出される。この状態での圧縮ガスの吐出量が最大となる。図１に示す４ポート３位置切換弁３３の状態では、このロード運転の状態が維持される。
【００２０】
これに対して、４ポート３位置切換弁３３で流路切換えが行われ、油圧源３４がシリンダ内空間I，IIに連通し、油タンク３５がシリンダ内空間III，IVに連通することにより、第１油圧シリンダ２３のピストン２１及びピストンロッド２２と、第２油圧シリンダ２６のピストン２４及びピストンロッド２５とが同期して作動してスライド弁１３が吐出側、即ち左方に移動し、スライド弁１３とストッパ１９との間に隙間が生じ、スクリュ圧縮機１はアンロード（部分負荷、最小負荷）運転の状態に移行して容量調節が行われる。部分負荷運転時には、吸込口１４からスクリュロータ１２に吸込まれたガスの一部がスライド弁１３とストッパ１９との間に隙間から弁作動空間１８の吸込み側の空間部分１８ａを経て吸込口１４に戻り、吸込まれたガスの上記一部を除く残りが圧縮され吐出口１５に吐出される。スライド弁１３が、図１において二点鎖線で示す位置にあるとき、スクリュ圧縮機１はアンロードの極限の状態である最小負荷運転状態となり、吸込口１４からスクリュロータ１２に吸込まれたガスの大部分がスライド弁１３とストッパ１９との間に隙間から弁作動空間１８の吸込み側の空間部分１８ａを経て吸込口１４に戻る。なお、最小負荷運転のことをミニマムロード運転と呼称したり、無負荷に近いことから、単に無負荷運転とも呼称する。
【００２１】
その後、容量調節のため、４ポート３位置切換弁３３での流路切換えが行われ、油圧源３４がシリンダ内空間III，IVに連通し、油タンク３５がシリンダ内空間I，IIに連通する結果、第１油圧シリンダ２３のピストン２１及びピストンロッド２２と、第２油圧シリンダ２６のピストン２４及びピストンロッド２５とが同期して作動してスライド弁１３が吸込み側、即ち右方に移動して、スライド弁１３とストッパ１９との間の隙間がなくなり、上述したロード運転状態が形成される。
【００２２】
このようにスクリュ圧縮機１では、同期作動して、スライド弁１３に対して同一方向に駆動力を付与する第１，第２油圧シリンダ２３，２６が設けてあるため、単一の油圧シリンダのみを用いてそのピストン径を増大させた場合のような構造上の問題や油圧を上昇させる加圧手段の付加による設備の複雑化を招くことなく、スライド弁１３に対する駆動力を強化して、その動作を迅速化し、容量制御の応答性を改善することができるようになっている。
【００２３】
また、このスクリュ圧縮機１では、スライド弁１３が第１、第２油圧シリンダ２３，２６間に位置し、両側で支えられている故、スライド弁１３が第１、第２油圧シリンダ２３，２６の軸心に直交する方向に変位し難くなっており、スライド弁１３がこの側面を囲む壁面やスクリュロータ１２に対して異常な摺接状態になることが防止される。
【００２４】
図２は本発明に係る他のスクリュ圧縮機２を示し、図２において上述したスクリュ圧縮機１と互いに共通する部分については、図１における符号と同一符号が用いられており、この共通する部分についての説明は省略する。
このスクリュ圧縮機２では、第２油圧シリンダ２６は、第１油圧シリンダ２３の底部側に、第１油圧シリンダ２３に直列に結合されている。
【００２５】
そして、斯かる構成により、上記同様、ピストン径を増大させた場合の問題、油圧を上昇させた場合の問題を回避しつつ、スライド弁１３に対する駆動力を強化して、その動作を迅速化し、容量制御の応答性を改善するのに加えて、第１、第２油圧シリンダ２３，２６が直列に結合されている故、第１、第２油圧シリンダ２３，２６に対する油圧配管がコンパクトにまとまり易くなっている。
【００２６】
なお、本発明はスライド弁１３を駆動させる複数の油圧シリンダの数を２に限定するものでなく、これらの油圧シリンダを配置する位置をスライド弁１３の吸込み側にするか、吐出側にするかについても何等限定するものではない。従って、第１油圧シリンダ２３についても、必ずしもスライド弁１３の吸込み側に設ける必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係るスクリュ圧縮機の全体構成の概略を示す図である。
【図２】本発明に係る他のスクリュ圧縮機の全体構成の概略を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１，２  スクリュ圧縮機
１１  ケーシング
１２  スクリュロータ
１３  スライド弁
１４  吸込口
１５  吐出口
１６  ロータ室
１７  ロータ軸
１８  弁作動空間
１８ａ  空間部分
１９  ストッパ
２１  ピストン
２２  ピストンロッド
２３  第１油圧シリンダ
２４  ピストン
２５  ピストンロッド
２６  第２油圧シリンダ
３１，３２  逆止弁付き流量調整弁
３３  ４ポート３位置切換弁
３４  油圧源
３５  油タンク
Ｆ  雌ロータ
Ｍ  雄ロータ
Ｓ１，Ｓ２  面
I，II，III，IV  シリンダ内空間
【図１】
2006029105.tif 000003
【図２】
2006029105.tif 000004