(57)【特許請求の範囲】
【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第１ケーシングと、前記スライド弁の軸方向に連結されたピストンを収納するシリンダ室を有し、前記シリンダ室に開口する給排油通路を備えた第２ケーシングを有するスクリュー圧縮機において、
前記第２ケーシングのシリンダ室には、前記ピストンの摺動区間よりスライド弁側の位置に第１開孔を設け、前記ピストンの摺動区間より反スライド弁側の位置に第２開孔を設け、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、
段階的な容量制御を行なう圧縮機においては、前記第２ケーシングに設けた前記第１開孔を、前記第１ケーシングに設けられかつ高圧側空間へ通ずる通路に接続し、第２ケーシングに設けた前記第２開孔を、第１ケーシングに設けられかつ電磁弁及び絞り部品を介して高圧油側または低圧側空間へ通ずる通路に接続し、第２ケーシングのシリンダ室のピストン摺動区間内に設けた前記開孔を、第１ケーシングに設けられかつ電磁弁を介し低圧側空間へ通ずる通路に接続し、第２ケーシングのシリンダ室のピストン摺動区間内に設けた前記開孔のうち使用しない開孔については前記第１ケーシングとの接続面で封止し、
連続的な容量制御を行なう圧縮機においては、前記第２ケーシングの第１開孔を、第１ケーシングに設けられかつ電磁弁および絞り部品を介して高圧油側または低圧側空間へ通ずる通路に接続し、第２ケーシングの第２開孔を、第１ケーシングに設けられかつ低圧側空間へ通ずる通路に接続し、第２ケーシングのシリンダ室のピストン摺動区間内に設けた前記開孔を、第１ケーシングに設けられかつケーシング外部へ通ずる通路に接続すると共に、このケーシング外部へ通ずる通路には圧力検知用の圧力取り出し口を設け、更に第２ケーシングのシリンダ室のピストン摺動区間内に設けた前記開孔のうち使用しない開孔については前記第１ケーシングとの接続面で封止する構成とすることにより、
段階的な容量制御を行なう圧縮機に使用する第２ケーシングと連続的な容量制御を行なう圧縮機に使用する第２ケーシングとを共用できる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。
【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。
【０００５】
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。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みて発明されたもので、スクリュー圧縮機の容量制御機構部を共用化し、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、本発明の特徴は、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第１ケーシングと、前記スライド弁の軸方向に連結されたピストンを収納するシリンダ室を有し、前記シリンダ室に開口する給排油通路を備えた第２ケーシングを有するスクリュー圧縮機において、前記第２ケーシングのシリンダ室には、前記ピストンの摺動区間よりスライド弁側の位置に第１開孔を設け、前記ピストンの摺動区間より反スライド弁側の位置に第２開孔を設け、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、段階的な容量制御を行なう圧縮機においては、前記第２ケーシングに設けた前記第１開孔を、前記第１ケーシングに設けられかつ高圧側空間へ通ずる通路に接続し、第２ケーシングに設けた前記第２開孔を、第１ケーシングに設けられかつ電磁弁及び絞り部品を介して高圧油側または低圧側空間へ通ずる通路に接続し、第２ケーシングのシリンダ室のピストン摺動区間内に設けた前記開孔を、第１ケーシングに設けられかつ電磁弁を介し低圧側空間へ通ずる通路に接続し、第２ケーシングのシリンダ室のピストン摺動区間内に設けた前記開孔のうち使用しない開孔については前記第１ケーシングとの接続面で封止し、連続的な容量制御を行なう圧縮機においては、前記第２ケーシングの第１開孔を、第１ケーシングに設けられかつ電磁弁および絞り部品を介して高圧油側または低圧側空間へ通ずる通路に接続し、第２ケーシングの第２開孔を、第１ケーシングに設けられかつ低圧側空間へ通ずる通路に接続し、第２ケーシングのシリンダ室のピストン摺動区間内に設けた前記開孔を、第１ケーシングに設けられかつケーシング外部へ通ずる通路に接続すると共に、このケーシング外部へ通ずる通路には圧力検知用の圧力取り出し口を設け、更に第２ケーシングのシリンダ室のピストン摺動区間内に設けた前記開孔のうち使用しない開孔については前記第１ケーシングとの接続面で封止する構成とすることにより、段階的な容量制御を行なう圧縮機に使用する第２ケーシングと連続的な容量制御を行なう圧縮機に使用する第２ケーシングとを共用できるようにしたスクリュー圧縮機の容量制御装置にある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図１、図２、図３および図４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。
【００１１】
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（第１ケーシング）１およびＤカバ（第２ケーシング）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。
【００１２】
冷媒ガスおよび潤滑油の流れを次に説明する。
【００１３】
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の吐出ポート２８から吐出される。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１３，１４，１５により支持し、スラスト荷重をタマジクウケ１６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２３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。Ｄカバ（第２ケーシング）４のシリンダ室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（２４ａ）のピストンの摺動区間より外側に通路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（２４ｂ）のピストンの摺動区間より外側に通路２５ａが開孔している。また、Ｄカバ４のシリンダ室２４の内面にはピストン２３の摺動区間内の適宜箇所に開孔２５ｂ，２５ｃ，２５ｄを設けている。ここでは、吐出容量が５０％、７５％、１００％となる位置に、順に開孔２５ｂ，２５ｃ，２５ｄを設けた。
【００１６】
ケーシング１側には、Ｄカバ４に設けた通路２７に接続する位置に高圧側へ通ずる通路２９ｄが開孔し、またＤカバ４に設けた通路２５ａに接続する位置に通路２９ａが開孔し、通路２９ａは電磁弁２１ａを介して低圧側へ連通し、かつ高圧側油溜め１７から絞り部品のキャピラリチューブ２６ａを介して高圧油が供給されている。
【００１７】
また、ケーシング１側には、Ｄカバ４のシリンダ室２４の内面に設けた開孔２５ｂ、２５ｃ、２５ｄのうち、開孔２５ｂ、２５ｃに接続する位置に、電磁弁２１ｂ、２１ｃを介して低圧側に連通する通路２９ｂ、２９ｃが開孔している。Ｄカバ４のシリンダ室２４の内面に設けた開孔２５ｄは、ここでは使用しないため、ケーシング１の接続面３０で封止する。
【００１８】
構造上、ケーシング１の接続面３０により、Ｄカバ４の開孔２５ｄを封止できない場合は、Ｄカバの接続面から閉止プラグを用い封止してもよい。
【００１９】
スライド弁３の作動状態による電磁弁２１ａ，２１ｂ，２１ｃの開閉状態は表１のとおりである。また、本発明は第２ケーシング（Ｄカバ４）の前記シリンダ室のピストンの摺動区間内に設けた開孔のうち、各容量制御において必要としない開孔部を封止するように構成することができる。さらに、第２ケーシングの前記シリンダ室のピストンの摺動区間内に設けた開孔のうち、各容量制御において必要としない開孔を第１ケーシング（ケーシング１）の接続面において封止するように構成することもできる。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
次に、スライド弁３の連続的な移動を行う容量制御機構（連続容量制御）を図３によって説明する。
【００２４】
Ｄカバ（第２ケーシング）４は段階容量制御を行う圧縮機で使用するものと同一構造のものを使用することで、段階容量制御用Ｄカバと連続容量制御用Ｄカバとを共用できるようにしている。Ｄカバ４のシリンダ室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（２４ａ）に通路２７が開孔し、反スライド弁側（２４ｂ）に通路２５ａが開孔し、また、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開孔２５ｂ，２５ｃ，２５ｄを設けている。ケーシング１側には、Ｄカバ４に設けた通路２７に接続する位置に通路３２ｄが開孔し、通路３２ｄは電磁弁２１ｄ，２１ｅ，２１ｆおよびキャピラリーチューブ（絞り部品）２６ｂ，２６ｃを介して高圧側油溜め１７または低圧側空間へ連通している。Ｄカバ４に設けた通路２５ａに接続する位置には、低圧側へ連通する通路３２ａが開孔している。
【００２５】
尚、Ｄカバ４に設けた５０％、１００％の容量位置である通路２５ｂ、２５ｄに接続する位置には、圧力検知用に圧力取り出し口３６，３７に通ずる通路３２ｂ、３２ｃが開孔している。Ｄカバ４のシリンダ室２４の内面に設けた７５％容量位置の開孔２５ｃは、ここでは使用しないため、ケーシング１の接続面３３で封止する。構造上、ケーシング１の接続面３３により、Ｄカバ４の開孔２５ｃを封止できない場合は、Ｄカバの接続面から閉止プラグを用い封止してもよい。
【００２６】
スライド弁３の作動状態による電磁弁２１ｄ、２１ｅ、２１ｆの開閉状態は表２のとおりである。
【００２７】
【表２】
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【００２８】
表２のとおり、電磁弁２１ｄ、２１ｅ、２１ｆ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。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。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、前記説明のとおり、段階制御および連続制御において、Ｄカバを共用とすることで、今まで段階仕様と、連続仕様の２種類設計し製作していたＤカバを、１種類とすることができる。
【００３０】
さらに、圧縮機構部であるロータ組品（図４）は、段階、連続共用となり、製造管理上の簡素化と、オーバーホール等のサービス性改善に効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】スクリュー圧縮機の断面構造図
【図２】段階容量制御装置の系統図
【図３】連続容量制御装置の系統図
【図４】圧縮機構部のロータ組品図
【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，２１ｆ)…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）…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、２９（２９ａ，２９ｂ，２９ｃ）…開孔（通路）、３０…接続面 ３１…低圧通路、３２（３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ）…開孔（通路）、３３…接続面、３４…駆動用モータ部、３５…圧縮機構部、３６，３７…圧力取り出し口。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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