(57)【要約】【課題】高いＩＰＬＶを実現でき、実運転のエネルギー効率をよくするスクリュー圧縮機を提供する。【解決手段】ケーシング１には、全負荷に対して５０％〜７５％の部分負荷であるとき、吐出ポート１１に開口してスクリュー溝２ａ内の圧縮流体を吐出ポート１１に吐出する固定ポート１２を設けている。このため、インバータにて高速運転で、部分負荷が５０％〜７５％であるときに発生する吐出圧損を低減できる。【選択図】図２
2011032957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出ポート（１１）を有するケーシング（１）と、
このケーシング（１）内に配置されたスクリューロータ（２）と、
このスクリューロータ（２）のスクリュー溝（２ａ）内の圧縮流体を上記吐出ポート（１１）に吐出するタイミングを調整するスライドバルブ（３）と、
上記スクリューロータ（２）を回転駆動するモータ（６）と、
このモータ（６）の回転周波数を負荷に応じて制御するインバータ（７）と、
上記スライドバルブ（３）の吐出タイミングを負荷に応じて制御する制御部（９）と
を備え、
上記ケーシング（１）には、全負荷に対して５０％〜７５％の部分負荷であるとき、上記吐出ポート（１１）に開口して上記スクリュー溝（２ａ）内の圧縮流体を上記吐出ポート（１１）に吐出する固定ポート（１２）を設けていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項２】
請求項１に記載のスクリュー圧縮機において、
上記固定ポート（１２）は、上記スライドバルブ（３）よりもスクリューロータ（２）回転方向後側に、位置している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】
この発明は、スクリュー圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スクリュー圧縮機としては、ケーシングと、このケーシング内に配置されたスクリューロータと、このスクリューロータの内部容積比を変えるスライドバルブとを備えたものがある（特許第４１４７８９１号公報：特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１４７８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のスクリュー圧縮機では、上記スライドバルブは、上記スクリューロータの内部容積比を変えるだけであり、実運転のエネルギー効率をよくすることは、考慮されていなかった。
【０００５】
ここで、実運転のエネルギー効率は、期間成績係数としてのＩＰＬＶ(Integrated Part Load Value)規格で決定される。つまり、従来のスクリュー圧縮機では、このＩＰＬＶを考慮していなかった。
【０００６】
そこで、この発明の課題は、高いＩＰＬＶを実現でき、実運転のエネルギー効率をよくするスクリュー圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、この発明のスクリュー圧縮機は、
吐出ポートを有するケーシングと、
このケーシング内に配置されたスクリューロータと、
このスクリューロータのスクリュー溝内の圧縮流体を上記吐出ポートに吐出するタイミングを調整するスライドバルブと、
上記スクリューロータを回転駆動するモータと、
このモータの回転周波数を負荷に応じて制御するインバータと、
上記スライドバルブの吐出タイミングを負荷に応じて制御する制御部と
を備え、
上記ケーシングには、全負荷に対して５０％〜７５％の部分負荷であるとき、上記吐出ポートに開口して上記スクリュー溝内の圧縮流体を上記吐出ポートに吐出する固定ポートを設けていることを特徴としている。
【０００８】
この発明のスクリュー圧縮機によれば、上記ケーシングには、全負荷に対して５０％〜７５％の部分負荷であるとき、上記吐出ポートに開口して上記スクリュー溝内の圧縮流体を上記吐出ポートに吐出する固定ポートを設けているので、インバータにて高速運転で、部分負荷が５０％〜７５％であるときに発生する吐出圧損を低減できて、その結果、高いＩＰＬＶを実現でき、実運転のエネルギー効率をよくする。
【０００９】
また、一実施形態のスクリュー圧縮機では、上記固定ポートは、上記スライドバルブよりもスクリューロータ回転方向後側に、位置している。
【００１０】
この実施形態のスクリュー圧縮機によれば、上記固定ポートは、上記スライドバルブよりも上記スクリューロータの回転方向後側に、位置しているので、スクリュー溝をスライドバルブの吐出口に連通する前に、スクリュー溝を固定ポートに連通できて、吐出圧損を確実に低減できる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明のスクリュー圧縮機によれば、上記ケーシングには、全負荷に対して５０％〜７５％の部分負荷であるとき、上記吐出ポートに開口して上記スクリュー溝内の圧縮流体を上記吐出ポートに吐出する固定ポートを設けているので、高いＩＰＬＶを実現でき、実運転のエネルギー効率をよくする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のスクリュー圧縮機の一実施形態を示す簡略構成図である。
【図２】スクリュー圧縮機の簡略平面図である。
【図３】負荷率とＩＰＬＶとの関係を示す表である。
【図４】各負荷率の理論ＣＯＰとＩＰＬＶウエイトとの積を示す表である。
【図５】負荷率と吐出圧力損失との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１４】
図１は、この発明のスクリュー圧縮機の一実施形態である簡略構成図を示している。図２は、スクリュー圧縮機の展開状態の簡略平面図を示している。
【００１５】
図１と図２に示すように、このスクリュー圧縮機は、ケーシング１と、このケーシング１のシリンダ部１０内に配置されたスクリューロータ２と、このスクリューロータ２の外周に沿って配置されたスライドバルブ３とを備える。
【００１６】
上記スクリューロータ２の径方向外側に、上記スクリューロータ２を挟むように、一対のゲートロータ４，４が配置されている。
【００１７】
上記スクリューロータ２の外周面には、複数の螺旋状のスクリュー溝２ａが設けられている。上記ゲートロータ４は、円盤状であり、ゲートロータ４の外周面には、周方向に沿って複数の歯部４ａが設けられている。スクリュー溝２ａには、歯部４ａが噛み合っている。スクリュー溝２ａと歯部４ａとの噛み合いにより、圧縮室５が形成される。
【００１８】
上記スクリューロータ２は、モータ６に連結され、このモータ６により、スクリューロータ２が、軸心廻りに回転駆動し、このスクリューロータ２の回転により、ゲートロータ４が、スクリューロータ２の軸心に垂直な軸心廻りに回転する。図２では、スクリュー溝２ａが矢印Ａ方向に移動し、歯部４ａが矢印Ｂ方向に移動する。
【００１９】
上記モータ６には、インバータ７が接続され、このインバータ７は、モータ６の回転周波数を負荷に応じて制御する。
【００２０】
上記スクリューロータ２の回転により、スクリューロータ２の一端側から吸込まれた低圧の流体（冷媒ガス）は、圧縮室５にて圧縮されつつスクリューロータ２の他端側へ送られて、圧縮された高圧の流体が、ケーシング１のシリンダ部１０に形成された吐出ポート１１へ吐出される。スクリューロータ２の一端側は、低圧流体にて満たされた低圧ＬＰ側となり、スクリューロータ２の他端側は、高圧流体にて満たされた高圧ＨＰ側となる。
【００２１】
上記スライドバルブ３は、上記シリンダ部１０に形成された嵌込凹部１６に、上記スクリューロータ２の軸心方向に沿って往復動自在に嵌め込まれている。スライドバルブ３は、スクリューロータ２のスクリュー溝２ａ内の圧縮流体を吐出ポート１１に吐出するタイミングを調整する。スライドバルブ３は、スクリューロータ２からの吐出タイミングを変えて負荷に応じた最大効率運転を行う。負荷が低いほど、吐出タイミングを早くする。
【００２２】
上記スライドバルブ３は、駆動部８によって、低圧ＬＰ側と高圧ＨＰ側とに移動する。この駆動部８は、制御部９に、制御され、この制御部９は、スライドバルブ３の吐出タイミングを負荷に応じて制御する。
【００２３】
上記スライドバルブ３の吐出タイミングを早くするには、上記スライドバルブ３を低圧ＬＰ側に移動することで、スライドバルブ３に設けられた吐出口３１を低圧ＬＰ側に移動し、低圧ＬＰ側にて吐出口３１を圧縮室５に連通させて、圧縮室５を吐出ポート１１に早いタイミングで連通させる。一方、スライドバルブ３の吐出タイミングを遅くするには、上記スライドバルブ３を高圧ＨＰ側に移動することで行う。
【００２４】
上記ケーシング１のシリンダ部１０には、スクリューロータ２の他端側（高圧ＨＰ側）に、固定ポート１２を設けている。この固定ポート１２は、スライドバルブ３よりもスクリューロータ２回転方向後側に、位置している。
【００２５】
上記固定ポート１２は、その一方が、スライドバルブ３側（嵌合凹部１６の側面）に開口すると共に、その他方が、スクリューロータ２側（シリンダ部１０の内面）に開口する。そして、この固定ポート１２は、スライドバルブ３によって開放されたときに吐出ポート１１に連通する一方、スライドバルブ３によって閉鎖されたときに吐出ポート１１に連通しない。
【００２６】
上記固定ポート１２は、全負荷に対して５０％〜７５％の部分負荷であるとき、吐出ポート１１に開口してスクリュー溝２ａ内の圧縮流体を吐出ポート１１に吐出する。つまり、スライドバルブ３が、５０％〜７５％の部分負荷に応じた位置にあるとき、固定ポート１２は、スライドバルブ３によって、吐出ポート１１に連通するように開放されると共に、固定ポート１２は、スライドバルブ３の吐出口３１に連通する前の圧縮室５に、連通する。
【００２７】
ここで、図３を用いて、負荷率とＩＰＬＶとの関係を説明する。
【００２８】
図３に示すように、(1)負荷率、(2)外気温および(3)水温は、規格により決まった値である。(4)凝縮器温度、(5)蒸発器温度、(6)圧縮比および(7)容積比は、熱交システムによって変化する値である。(8)理論ＣＯＰは、(4)凝縮器温度および(5)蒸発器温度によって求められる値である。(9)ＩＰＬＶウエイトは、規格により決まった値である。(10)理論ＣＯＰ×ＩＰＬＶウエイトは、(8)理論ＣＯＰと(9)ＩＰＬＶウエイトとの積である。(11)理論ＩＰＬＶは、各負荷率の(10)理論ＣＯＰ×ＩＰＬＶウエイトの総和である。
【００２９】
図４は、各負荷率の(10)理論ＣＯＰ×ＩＰＬＶウエイトを示す。図４に示すように、負荷率５０％のときの値が、ＩＰＬＶに占める割合が最も大きい。このため、負荷率５０％における吐出圧損の低減を狙って、固定ポートを設けると、ＩＰＬＶを高くできる。
【００３０】
しかし、実際の運転では、負荷率が高いほど、インバータ７にてスクリューロータ２を高速に運転し、運転が高速ほど、吐出圧損が高くなるため、負荷率５０％〜７５％における吐出圧損の低減を狙って、固定ポートを設けることで、ＩＰＬＶを高くできる。
【００３１】
図５は、負荷率と吐出圧力損失との関係を示す。横軸に、負荷率を示し、縦軸に、吐出圧損を示す。負荷率が高いほど、スクリューロータ２の回転数を大きくした。本発明の固定ポート１２を設けた場合、実線ａに示すグラフとなり、本発明の固定ポート１２を設けない場合、点線ｂに示すグラフとなった。この結果、実線ａに示す本発明では、点線ｂに示す場合に比べて、大幅に吐出圧損を低減することができた。
【００３２】
上記構成のスクリュー圧縮機によれば、上記ケーシング１には、全負荷に対して５０％〜７５％の部分負荷であるとき、吐出ポート１１に開口してスクリュー溝２ａ内の圧縮流体を吐出ポート１１に吐出する固定ポート１２を設けているので、インバータ７にて高速運転で、部分負荷が５０％〜７５％であるときに発生する吐出圧損を低減できて、その結果、高いＩＰＬＶを実現でき、実運転のエネルギー効率をよくする。
【００３３】
また、上記固定ポート１２は、スライドバルブ３よりもスクリューロータ２の回転方向後側に、位置しているので、スクリュー溝２ａをスライドバルブ３の吐出口３１に連通する前に、スクリュー溝２ａを固定ポート１２に連通できて、確実に吐出圧損を低減できる。
【００３４】
なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、スライドバルブは、吐出タイミングを可変する機能に加えて、スクリューロータの内部容積比（ＶＩ）を可変する機能を有していてもよい。また、スクリュー圧縮機としては、１つのスクリューロータとゲートロータとの噛合により圧縮室を形成するシングルスクリュー圧縮機以外に、２つのスクリューロータの噛合により圧縮室を形成するツインスクリュー圧縮機であってもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１  ケーシング
１０  シリンダ部
１１  吐出ポート
１２  固定ポート
２  スクリューロータ
２ａ  スクリュー溝
３  スライドバルブ
３１  吐出口
４  ゲートロータ
４ａ  歯部
５  圧縮室
６  モータ
７  インバータ
８  駆動部
９  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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