(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリューロータ（３１）と、
容量を制御すると共に、ロードアップ側に向けて付勢されるスライドバルブ（３２）と、
このスライドバルブ（３２）に連結機構（３６）によって連結されたピストンロッド（４９）と、一方の室（４１）と他方の室（４７）とを画成すると共に上記ピストンロッド（４９）に連結されたピストン（３５）とを有して、上記ピストン（３５）が上記一方の室（４１）側から上記他方の室（４７）側に移動して上記スライドバルブ（３２）をロードダウン側に移動させる一方、上記ピストン（３５）が上記他方の室（４７）側から上記一方の室（４１）側に移動して上記スライドバルブ（３２）をロードアップ側に移動させる駆動シリンダ（３３）と
を備え、
上記駆動シリンダ（３３）の外側の雰囲気は、高圧領域（Ｈ）になっていて、かつ、上記ピストンロッド（４９）とブッシュ部（６５）との間には隙間があって、上記高圧領域（Ｈ）と上記他方の室（４７）とが上記隙間を介して連通しており、
上記駆動シリンダ（３３）の一方の室（４１）に、上記高圧領域（Ｈ）の油を供給または排出する油用ライン（４２）と、
この油用ライン（４２）に設けられた油用開閉弁（ＳＶ２）と、
上記油用ライン（４２）に、上記油用開閉弁（ＳＶ２）と並列に接続されると共に、上記駆動シリンダ（３３）の一方の室（４１）に向けての流れが順方向となるチェック弁（４４）と、
上記駆動シリンダ（３３）の上記他方の室（４７）と低圧領域（Ｌ）とを接続すると共に、上記他方の室（４７）のガスを上記低圧領域（Ｌ）に排出する排出ライン（４８）と、
この排出ライン（４８）に設けられたガス用開閉弁（ＳＶ１）と
を備えた
ことを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項２】
請求項１に記載のスクリュー圧縮機において、上記油用ライン（４２）に、上記駆動シリンダ（３３）に向けての流れが非制御流れとなるチェック弁付流量調整弁（５５）を設けたことを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項３】
請求項１または２に記載のスクリュー圧縮機において、上記油用ライン（４２）および上記排出ライン（４８）を一つのマニホールド（６０）により構成したことを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つに記載のスクリュー圧縮機において、上記駆動シリンダ（３３）のピストンロッド（４９）に、最低部分負荷運転を設定する切欠き（４３）を設け、この切欠き（４３）によって、上記他方の室（４７）と上記駆動シリンダ（３３）の外側の上記高圧領域（Ｈ）とを連通させ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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、冷凍機等に使用されて、冷媒を圧縮するスクリュー圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のスクリュー圧縮機としては、図４（Ａ）に示すようなものがある。このスクリュー圧縮機は、スクリューロータ１と、容量を制御するスライドバルブ２と、このスライドバルブ２を駆動する駆動シリンダ３とを備える。上記スライドバルブ２は、両端に作用する冷媒の圧力差（高圧領域Ｈと低圧領域Ｌとの圧力差）によって、図４（Ａ）において矢印Ｘで示すように左方（ロードアップする側）に付勢されている。上記スライドバルブ２は駆動シリンダ３のピストン５に連結機構６によって連結している。
【０００３】
上記駆動シリンダ３の一方の室１１には油用ライン１２を介して図示しない高圧の油溜まりを接続して、上記室１１に高圧の油を供給するようにしている。さらに、この油用ライン１２に油用開閉弁ＳＶ１３を設け、この油用開閉弁ＳＶ１３をバイパスするラインにチェック弁１４とキャピラリ１５を設けている。
【０００４】
一方、上記駆動シリンダ３の他方の室１７には、吸込み側である低圧領域Ｌに接続する排出ライン１８を接続して、この他方の室１７からガスを低圧領域Ｌに排出するようにしている。この排出ライン１８にガス用開閉弁ＳＶ１１を設けている。
【０００５】
さらに、上記油用ライン１２の油用開閉弁ＳＶ１３と駆動シリンダ３の一方の室１１との間と、排出ライン１８のガス用開閉弁ＳＶ１１の下流側とを、油排出専用ライン２１で接続し、この油排出専用ライン２１に油排出専用の開閉弁ＳＶ１２とキャピラリ２２を接続している。
なお、９はピストン５の外周面とチューブの内周面との間をシールするシール部材、１３はピストンロッド１９とブッシュ２０の内周面との間をシールするシール部材である。
【０００６】
上記構成のスクリュー圧縮機は、図４（Ｂ）に示すように、開閉弁ＳＶ１１，ＳＶ１２，ＳＶ１３を開閉させることによって、ロードアップ、ロードダウン、ロード保持等の運転を行う。なお、図４（Ｂ）において、○は開放を、×は閉鎖を表す。
【０００７】
ロードアップ運転時には、油排出専用の開閉弁ＳＶ１２が開放される一方、他の開閉弁ＳＶ１１，ＳＶ１３が閉鎖される。そうすると、スライドバルブ２が図４（Ａ）において矢印Ｘ方向に冷媒の圧力によって押圧されているから、駆動シリンダ３のピストン５も左方に押圧されている。一方、駆動シリンダ３の一方の室１１の油は、矢印ｕ１に示すように、油用ライン１２の一部、油排出専用ライン２１、油排出専用の開閉弁ＳＶ１２およびキャピラリ２２を経由して、低圧領域Ｌに排出される。
【０００８】
ロードダウン運転時には、ガス用開閉弁ＳＶ１１が開放される一方、他の開閉弁ＳＶ１２，ＳＶ１３が閉鎖される。そうすると、矢印ｄ１に示すように、油溜まり（高圧）から、チェック弁１４、キャピラリ１５、油用ライン１２を通って、駆動シリンダ３の一方の室１１に高圧の油が供給される一方、駆動シリンダ３の他方の室１７から、ガスが、矢印ｄ２に示すように、排出ライン１８およびガス用開閉弁ＳＶ１１を介して低圧領域Ｌに排出されて、ピストン５が右方に移動して、スライドバルブ２を右に移動させる。
【０００９】
ロード保持時には、ガス用開閉弁ＳＶ１１と油用開閉弁ＳＶ１２との両方を閉鎖して、駆動シリンダ３のピストン５を停止して、スライドバルブ２を停止させる。
【００１０】
停止時には、開閉弁ＳＶ１３のみが開放されて、駆動シリンダ３のピストン５が図示しないバネのバネ力で左方に移動させられる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のスクリュー圧縮機では、油用ライン１２、排出ライン１８および油排出専用ライン２１と３種類の配管が必要になって、図５に示すように、外部配管系Ｐが複雑になり、かつ、それに伴って配管部品が多くなり、また、組立工数も多くなるという問題がある。また、配管が複雑になると、配管振動によってトラブルが発生する可能性も高くなる。さらに、３個の開閉弁ＳＶ１１，ＳＶ１２，ＳＶ１３を必要とするため、制御が複雑になって、かつ、製造コストが高くなるという問題がある。
【００１２】
そこで、この発明の目的は、配管構造が簡単になって、配管部品が少なく、かつ、配管振動を生じる虞が少ないスクリュー圧縮機を提供することにある。
【００１３】
また、この発明の目的は、開閉弁の数が少なくて、制御が簡単になり、かつ、製造コストが低くなるスクリュー圧縮機を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明のスクリュー圧縮機は、
スクリューロータと、
容量を制御すると共に、ロードアップ側に向けて付勢されるスライドバルブと、
このスライドバルブに連結機構によって連結されたピストンロッドと、一方の室と他方の室とを画成すると共に上記ピストンロッドに連結されたピストンとを有して、上記ピストンが上記一方の室側から上記他方の室側に移動して上記スライドバルブをロードダウン側に移動させる一方、上記ピストンが上記他方の室側から上記一方の室側に移動して上記スライドバルブをロードアップ側に移動させる駆動シリンダと
を備え、
上記駆動シリンダの外側の雰囲気は、高圧領域になっていて、かつ、上記ピストンロッドとブッシュ部との間には隙間があって、上記高圧領域と上記他方の室とが上記隙間を介して連通しており、
上記駆動シリンダの一方の室に、上記高圧領域の油を供給または排出する油用ラインと、
この油用ラインに設けられた油用開閉弁と、
上記油用ラインに、上記油用開閉弁と並列に接続されると共に、上記駆動シリンダの一方の室に向けての流れが順方向となるチェック弁と、
上記駆動シリンダの上記他方の室と低圧領域とを接続すると共に、上記他方の室のガスを上記低圧領域に排出する排出ラインと、
この排出ラインに設けられたガス用開閉弁と
を備えた
ことを特徴としている。
【００１５】
上記構成において、ロードアップ時に、油用開閉弁を開放し、ガス用開閉弁を閉鎖する。そうすると、スライドバルブはロードアップする側に付勢されているから、駆動シリンダの一方の室の油は、油用ライン、油用開閉弁を通して、例えば、油溜まりに排出される。
【００１６】
一方、ロードダウン時には、ガス用開閉弁を開放し、油用開閉弁を閉鎖する。そうすると、上記チェック弁を通して、駆動シリンダの一方の室に油が供給される一方、駆動シリンダの他方の室からガスが排出ライン、ガス用開閉弁を通して低圧側に排出される。
【００１７】
このように、油用ラインを、駆動シリンダの一方の室への油の供給と排出の両方に使用して、油の排出専用のラインを設けていないから、配管構造が簡単になり、かつ、配管部品を少なくなって、安価になる。また、配管構造が簡単であるから、配管振動の虞も少なくなる。
【００１８】
しかも、必要とする開閉弁は、油用開閉弁とガス用開閉弁との２つであるから、制御が簡単で、かつ、スクリュー圧縮機を安価に製造できる。
【００１９】
【００２０】
また、上記チェック弁は油用開閉弁と並列に接続されているから、油用ラインの先端からの油を駆動シリンダの一方の室に供給できて、配管構造が簡単になる。
【００２１】
請求項２の発明のスクリュー圧縮機は、請求項１に記載のスクリュー圧縮機において、上記油用ラインに、上記駆動シリンダに向けての流れが非制御流れとなるチェック弁付流量調整弁を設けたことを特徴としている。
【００２２】
上記構成によれば、上記駆動シリンダに向けての流れが非制御流れとなるチェック弁付流量調整弁が設けられているので、駆動シリンダの一方の室に迅速に油を供給して、迅速にロードダウンでき、かつ、この一方の室から排出される油の排出速度を調節して、ロードアップの移行速度を精度高く調節できる。
【００２３】
【００２４】
【００２５】
請求項３の発明のスクリュー圧縮機は、請求項１または２に記載のスクリュー圧縮機において、上記油用ラインおよび上記排出ラインを一つのマニホールドにより構成したことを特徴としている。
【００２６】
上記構成によれば、上記油用ラインおよび上記排出ラインを一つのマニホールドにより構成したので、配管構造が極めて簡単かつコンパクトになる。また、配管振動を防止できる。
【００２７】
請求項４の発明のスクリュー圧縮機は、請求項１乃至３のいずれか１つに記載のスクリュー圧縮機において、上記駆動シリンダのピストンロッドに、最低部分負荷運転を設定する切欠きを設け、この切欠きによって、上記他方の室と上記駆動シリンダの外側の上記高圧領域とを連通させることを特徴としている。
【００２８】
上記構成によれば、駆動シリンダのピストンロッドに設けられた切欠きがブッシュに重なった状態で、駆動シリンダの他方の室の内部が切欠きを介して外部の吐出側の高圧の雰囲気つまり高圧領域に連通するので、ピストンのロードダウン側への移動が防止される。したがって、最低部分負荷運転の保証機構が簡単に得られる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
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。
【００３０】
図１（Ａ）に示すように、このスクリュー圧縮機は、スクリューロータ３１と、容量を制御するスライドバルブ３２と、このスライドバルブ３２を駆動する駆動シリンダ３３とを備える。
【００３１】
このスクリュー圧縮機の具体的な構成は図２に示すようになっていて、シリンダ２９にスクリューロータ３１を回転自在に嵌合していて、このスクリューロータ３１の有効圧縮量つまり容量を制御するスライドバルブ３２を軸方向に進退自在に設けている。上記スライドバルブ３２は、右端面に高圧領域（吐出側）Ｈの高圧が作用し、左端面には低圧領域（吸込み側）Ｌの低圧が作用して、この圧力差によって、矢印Ｘに示すように、左方（ロードアップ側）に付勢されるようになっている。このスライドバルブ３２と、駆動シリンダ３３のピストンロッド４９とを連結機構３６によって連結して、駆動シリンダ３３でスライドバルブ３２を軸方向に移動させて、圧縮開始位置を制御して、容量制御ができるようにしている。なお、７１は上記連結機構３６を付勢して、駆動シリンダ３３のピストン３５の静止位置を定めるコイルスプリングである。
【００３２】
一方、上記駆動シリンダ３３のピストン３５には、シール部材３９を設けて、ピストン３５の外周をシールしているが、ピストンロッド４９とブッシュ部６５との間にはシール部材を設けていない。また、上記ピストンロッド４９には、最低部分負荷を設定する切欠き４３を設けている。なお、図２では、駆動シリンダ３３の一方の室４１と他方の室４７に接続する配管構造は省略している。
【００３３】
図１（Ａ）に示すように、上記駆動シリンダ３３の一方の室４１には、油を供給または排出するための油用ライン４２を介して図示しない高圧の油溜まりに接続している。この油用ライン４２は、油の供給または排出を制御する油用開閉弁ＳＶ２を設けている。上記油用開閉弁ＳＶ２に並列にチェック弁４４を接続している。このチェック弁４４は、駆動シリンダ３３の一方の室４１に向けての流れが順方向となる。さらに、上記油用ライン４２には、チェック弁付流量調整弁５５を接続している。このチェック弁付流量調整弁５５は、駆動シリンダ３３の一方の室４１に向けての流れが順方向となるチェック弁５６と絞り部５７とからなる。
【００３４】
また、上記駆動シリンダ３３の一方の室４１と油用開閉弁ＳＶ２との間の油用ライン４２に、図示しない凝縮器つまり高圧領域Ｈに連なる高圧ライン５０を接続し、この高圧ライン５０に、駆動シリンダ３３の一方の室４１に向けての流れが順方向となるチェック弁５１を接続している。この高圧ライン５０は、停止時に強制的にロードダウンするときに使用する。
【００３５】
また、上記駆動シリンダ３３の他方の室４７には、ガスを排出するための排出ライン４８を接続し、排出ライン４８にガス用開閉弁ＳＶ１を接続している。
【００３６】
上記油用ライン４２、排出ライン４８および高圧ライン５０の一部は、図３に示すマニホールド６０で構成して、配管構造を極めて簡単かつコンパクトにし、かつ、配管振動を生じないようにしている。
【００３７】
上記構成のスクリュー圧縮機は、図１（Ｂ）に示すように、２つの開閉弁ＳＶ１，ＳＶ２を開閉制御して、ロードアップ、ロードダウン、ロード保持等の運転を行う。なお、図１（Ｂ）において、○は開放を、×は閉鎖を表す。
【００３８】
まず、ロードアップ運転時には、油用開閉弁ＳＶ２が開放される一方、ガス用開閉弁ＳＶ１が閉鎖される。そうすると、スライドバルブ３２が図１（Ａ）において矢印Ｘ方向（ロードアップする側）に冷媒の圧力差によって押圧されており、かつ、駆動シリンダ３３の他方の室４７は、ガス用開閉弁ＳＶ１が閉鎖されて低圧領域Ｌと遮断された状態で、シール部材を設けていないピストンロッド４９とブッシュ部６５（図２参照）との間から高圧の冷媒が侵入しているから、駆動シリンダ３３のピストン３５も左方に押圧されて、駆動シリンダ３３の一方の室４１の油は、矢印Ｕ１に示すように、油用ライン４２、油用開閉弁ＳＶ２およびチェック弁付流量調整弁５５の絞り部５７を通して、油溜まりに排出される。こうして、上記ピストン３５が左方に移動して、スライドバルブ３２を矢印Ｘ方向に移動させて、ロードアップを行う。このとき、異常時等に強制的にロードダウンするための高圧ライン５０のチェック弁５１は閉鎖されている。
【００３９】
上記ロードアップするときには、駆動シリンダ３３の一方の室４１から排出される油の排出速度をチェック弁付流量調整弁５５の絞り部５７で調節しているので、ロードアップの移行速度を広い範囲にわたって精度高く調節できる。
【００４０】
一方、ロードダウン運転時には、ガス用開閉弁ＳＶ１が開放されると共に、油用開閉弁ＳＶ２が閉鎖される。そうすると、矢印Ｄ１に示すように、油溜まりから、チェック弁付流量調整弁５５のチェック弁５６、油用ライン４２およびチェック弁４４を通って、駆動シリンダ３３の一方の室４１に高圧の油が供給される一方、駆動シリンダ３３の他方の室４７から、ガスが、矢印Ｄ２に示すように、排出ライン４８および開閉弁ＳＶ１を介して低圧領域Ｌに排出されて、ピストン３５が右方に移動して、スライドバルブ３２を右方（ロードダウン側）に移動させる。
【００４１】
このように、ロードダウン運転するときには、駆動シリンダ３３の一方の室４１に向けてチェック弁付流量調整弁５５のチェック弁５６を通して油を供給するので、駆動シリンダ３３の一方の室４１に迅速に油を供給して、迅速にロードダウンできる。
【００４２】
また、例えば停止時に、強制的にロードダウンするときには、図１（Ａ）において矢印Ｄ３に示すように、高圧ライン５０からの高圧冷媒を、チェック弁５１を通して駆動シリンダ３３の一方の室４１に供給して、迅速にロードダウンする。
【００４３】
また、図１（Ａ）、図２に示すように、上記駆動シリンダ３３のピストンロッド４９に切欠き４３を設けているから、ロードダウン運転時に、この切欠き４３がブッシュ６５に重なった状態で、駆動シリンダ３３の他方の室４７の内部が切欠き４３を介して外部の高圧の雰囲気つまり高圧領域Ｈに連通する。したがって、駆動シリンダ３３のピストン３５のロードダウン側への移動が防止されて、最低部分負荷運転が保証される。
【００４４】
起動時には、ロードダウン運転時と同様に、ガス用開閉弁ＳＶ１を開放し、油用開閉弁ＳＶ２を閉鎖して、アンロード運転を行う。
【００４５】
ロード保持時には、ガス用開閉弁ＳＶ１と油用開閉弁ＳＶ２との両方を閉鎖して、駆動シリンダ３３のピストン３５を停止して、スライドバルブ３２を停止させる。
【００４６】
停止時には、起動時と同様に、ガス用開閉弁ＳＶ１を開放し、油用開閉弁ＳＶ２を閉鎖する。
【００４７】
このスクリュー圧縮機は、油用ライン４２を、矢印Ｄ１と矢印Ｕ１とに示すように、駆動シリンダ３３の一方の室４１への油の供給と排出との両方に兼用して、油の排出専用のラインを設けていないから、配管構造が簡単になり、かつ、配管部品を少なくなって、安価になるという利点を有する。
【００４８】
しかも、このスクリュー圧縮機は、必要とする開閉弁は、油用開閉弁ＳＶ２とガス用開閉弁ＳＶ１との２つであるから、制御が簡単で、かつ、極めて安価に製造できる。
【００４９】
上記実施の形態では、油用開閉弁ＳＶ２と並列にチェック弁４４を接続しているので、油用ライン４２の先端からの油を駆動シリンダ３３の一方の室４１に供給できて、配管構造が簡単になる。
【００５０】
また、上記実施の形態では、油用ライン４２と排出ライン４８との両方を一つのマニホールド６０により構成したが、高圧ライン５０の全部または一部を油用ライン、排出ラインと共に一つマニホールドに構成してもよい。また、複数のマニホールドを用いてもよい。
また、上記実施の形態では、ピストンロッド４９とブッシュ６５との間にシール材を設けていないが、メカニカルシール、ラビリンスシール等のシール材を設けてもよい。
【００５１】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明のスクリュー圧縮機は、油用ラインを、駆動シリンダの一方の室への油の供給と排出との両方に兼用して、油の排出専用のラインを設けていないので、配管構造が簡単になり、かつ、配管部品が少なく、かつ、配管振動の虞が少なくなるという利点を有する。
【００５２】
また、請求項１の発明のスクリュー圧縮機は、油用開閉弁とガス用開閉弁との２つの開閉弁を使用して、油排出専用の開閉弁を使用していないので、制御が簡単になり、かつ、安価に製造できる。
【００５３】
請求項１の発明のスクリュー圧縮機は、油用開閉弁と並列にチェック弁を接続しているので、油用開閉弁を開放しないで、油用ラインの先端からの油を駆動シリンダの一方の室に供給できて、制御が簡単になる。
【００５４】
請求項２の発明のスクリュー圧縮機は、駆動シリンダに向けての流れが非制御流れとなるチェック弁付流量調整弁を備えているので、駆動シリンダの一方の室に迅速に油を供給して、迅速にロードダウンでき、かつ、この一方の室から排出される油の排出速度を調節して、ロードアップの移行速度を精度高く調節できる。
【００５５】
【００５６】
請求項３の発明のスクリュー圧縮機は、油用ラインおよび排出ラインを一つのマニホールドにより構成しているので、配管構造が極めて簡単かつコンパクトになる。
【００５７】
請求項４の発明のスクリュー圧縮機は、駆動シリンダのピストンロッドに、最低部分負荷運転を設定する切欠きを設けて、駆動シリンダの他方の室の内部を切欠きを介して駆動シリンダの外部の高圧領域に連通できるようにしているので、簡単に最低部分負荷運転を保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１（Ａ）はこの発明の実施の形態のスクリュー圧縮機の回路図、図１（Ｂ）はそのスクリュー圧縮機の開閉弁の動作状態を示す図である。
【図２】  上記スクリュー圧縮機の一部の断面図である。
【図３】  上記スクリュー圧縮機の正面図である。
【図４】  図４（Ａ）は従来のスクリュー圧縮機の回路図、図４（Ｂ）はそのスクリュー圧縮機の開閉弁の動作状態を示す図である。
【図５】  上記従来のスクリュー圧縮機の正面図である。
【符号の説明】
３１    スクリューロータ
３２    スライドバルブ
３３    駆動シリンダ
３５    ピストン
４１，４７    室
４２    油用ライン
４３    切欠き
４４，５１，５６    チェック弁
４８    排出ライン
５０    高圧ライン
ＳＶ１，ＳＶ２    開閉弁
【図１】
0004332975.tif 000002
【図２】
0004332975.tif 000003
【図３】
0004332975.tif 000004
【図４】
0004332975.tif 000005
【図５】
0004332975.tif 000006