JPH0458092A - スクリュー圧縮機の容量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、主として冷凍装置に用いるスクリュー圧縮機
の容量制御装置、詳しくは、ピストンのロッド側室とヘ
ッド側室との一方を高圧側油域へ選択的に連通させて高
低差圧によりピストンを移動させてスライド弁をロード
アップ側に作動させ、圧縮機を容量制御するようにした
スクリュー圧縮機の容量制御装置に関する。

（従来の技術） 従来、油圧を用いて、ピストンのロッド側室とヘッド側
室とを高圧側油域と低圧側部域とに選択的に連通させて
、その高低差圧によりスライド弁を移動させスクリュー
圧縮機の容量制御を行うものは、例えば、特開昭５９−
４９３９１号公報に開示されているようにすでに知られ
ている。

この従来技術は、第２図に示したように、スライド弁（
Ｃ）とピストン（Ｄ）とをロッド（Ｅ）を介して接続す
る一方、ヘッド側室（Ｆ）を配管（Ｇ）を介して常時吸
入側へ連通させると共に、前記配管（Ｇ）に介装した電
磁弁（Ｈ）及び圧油源（Ｊ）に接続する給油管（Ｋ）に
介装した電磁弁（Ｌ）を介して、ロッド側室（Ｍ）を吸
入側と前記圧油源（Ｊ）とに選択的に連通できるように
して、前記ロッド側室（Ｍ）への前記圧油源（Ｊ）から
圧油を導入して、その高低差圧により前記ピストン（Ｄ
）を移動させてロードダウンを行い、また、前記ロッド
側室（Ｍ）から圧油を排出して前記スライド弁ＣＣ’）
の前後に作用する高低差圧により前記ピストン（Ｄ）を
移動させ、このピストン（Ｄ）に連動する前記スライド
弁（Ｃ）を移動させてロードアップを行うことによりス
クリュー圧縮機の容量制御を行うようにしている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、前記圧油源（Ｊ）として高圧側油域の圧力を
利用し、その高低差圧により前記ピストン（Ｄ）を移動
させ、前記スライド弁（Ｃ）により容量制御を行うもの
にあっては、起動時や差圧が付き難い大型の冷凍システ
ム、または冬期における冷房運転時等、高圧側油域と吸
入側との高低差圧が付き難い場合、前記ピストン（Ｄ）
の動きが鈍くなり、このため容量制御が適切に行えなく
なってロードアップを迅速に行えない問題が生じるので
ある。また、このような問題を避けるために前記圧油源
（Ｊ）として別途に設ける油ポンプを用いることが考え
られるが、前記油ポンプを別途に設けるために圧縮機全
体の構造が複雑になる問題が生じるのである。

本発明は以上の問題を解決しようともので、その目的は
、別途にオイルポンプを設けることなく高圧側油域の圧
力を用いてロードアップ制御が行えながら、吐出側の高
圧圧力と吸入側低圧圧力との高低差圧が付き難い低差圧
時でも、スライド弁を移動させて迅速にロードアップし
得るスクリュー圧縮機の容量制御装置を提供しようとす
る点である。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明では、スライド弁（
４）と、該スライド弁（４）の位置を調整するピストン
（５）とを備え、該ピストン（５）のロッド側室（１０
）とヘッド側室（９）との一方を、切換手段（７）を介
して高圧側油域に選択的に連通して、前記スライド弁（
４）をロードアップ側に作動させ容量制御を行うように
したスクリュー圧縮機の容量制御装置において、前記高
圧側油域に連通ずる高圧管（１５）に、前記圧縮機（１
）の圧縮過程途中に連通ずる補助加圧通路（１２）を設
けると共に、前記圧縮機（１）の吸入側圧力と吐出側圧
力との差圧を検出する差圧検出器（１３）を設けて、前
記補助加圧通路（１２）にロードアップ側への容量制御
時で、かつ、低差圧時に開く開閉弁（１４）を介装した
ことを特徴とするものである。

（作用） ロードアップ側への容量制御を行う場合、前記圧縮機（
１）の吐出側高圧圧力と吸入側低圧圧力との高低差圧が
一定以下の低差圧時には、前記差圧検出器（１３）がこ
の差圧を検出して、前記補助加圧通路（１２）に介装し
た前記開閉弁（１４）が開き、吸入側の圧力より高い前
記圧縮機（１）の圧縮過程途中の中間圧ガスがロードア
ップ制御を行う前記ロッド側室（１０）とヘッド側室（
９）との一方に導入されることにより、前記高低差圧が
低（とも前記ピストン（５）を前記ロッド側室（１０）
とヘッド側室（９）とに作用する差圧、即ち、前記中間
圧が加算される高圧側圧力と吸入側（低圧側）圧力との
差圧により移動させることができ、前記スライド弁（４
）をロードアップ側に迅速に移動させることができる。

従って、別途にオイルポンプを設けることなく高圧側油
域と低圧側との差圧を利用してスライド弁（４）を移動
させるようにできながら、高低差圧が付き難い低差圧時
でも、前記スライド弁（４）を作動させて前記圧縮機（
１）のロードアップを迅速に行うことができるのである
。

（実施例） 第１図は本発明のスクリュー圧縮機の容量制御装置を用
いた冷凍装置の一例を概略的に示したもので、スクリュ
ーロータ（２）を内装したスクリュー圧縮機（１）の吐
出側と吸入側とに接続する冷媒配管（３）には、吐出側
から順に油分離器（３１）、凝縮器（３２）、受液器（
３３）、膨張弁（３４）及び蒸発器（３５）を介装して
おり、前記圧縮機（１）の運転により冷媒を循環させて
冷凍サイクルを形成している。

又、前記圧縮機（１）には、該圧縮機（１）の容量を制
御するための二つのスライド弁（４）（４）を移動可能
に配置すると共に、ピストン（５）を移動可能に内装す
るシリンダ（５１）を設けて、このピストン（５）と前
記スライド弁（４）（４）とをロッド（５２）を介して
連動するようにしている。

一方、前記冷媒配管（３）における前記圧縮機（１）の
吐出側に介装した前記油分離器（３１）の部域には、オ
イルタンク（６１）、オイルフィルタ（６２）及びオイ
ルクーラー（６３）を順に介装した給油管（６）を接続
して、該給油管（６）を介して前記圧縮機（１）におけ
る潤滑が必要な各部に油を供給できるようにしている。

また、前記給油管（６）は、高圧側油域となっており、
この給油管（６）に高圧管（１５）を接続すると共に、
前記圧縮機（１）の吸入側に連通ずる低圧管（８）を設
けて、これら高圧管（１５）及び低圧管（８）を、二つ
の一次側ボート（Ｐ）（Ｔ）と二つの二次側切換ボー）
　（Ａ）（Ｂ）をもち、電磁的に切換作動する切換弁か
ら成る切換手段（以降切換弁と称す）（７）を介して、
前記シリンダ（５１）に連通ずるのである。

即ち、前記切換弁（７）の−次側ボート（Ｐ）には前記
高圧管（１５）を接続すると共に、他の一次側ボー）　
（Ｔ）には前記圧縮機（１）の吸入側に連通ずる低圧管
（８）を、また、二次側切換ボート（Ａ）（Ｂ）の一方
にはそれぞれ前記ピストン（５）により画成されるヘッ
ド側室（９）に連通ずるヘッド側配管（９１）を、また
、他方にはロッド側室（１０）に連通ずるロッド側配管
（１１）を接続し、電磁的に前記切換弁（７）を切換制
御することにより前記ロッド側室（１０）とヘッド側室
（９）とを、該切換弁（７）を介して高圧側油域である
前記給油管（６）に連通の高圧管（１５）と低圧管（８
）とに選択的に連通できるようにし、前記高圧管（１５
）を前記ロッド側室（１０）に、また、低圧管（８）を
ヘッド側室（９）に連通させることにより、前記ピスト
ン（５）の移動を介して前記スライド弁（４）を矢印方
向に移動させてロードアップし、また、前記高圧管（１
５）を前記ヘッド側室（９）に、また、低圧管（８）を
ロッド側室（１０）に連通させることにより、前記ピス
トン（５）の移動を介して前記スライド弁（４）を矢印
と反対方向に移動させてロードダウンさせ、前記スライ
ド弁（４）の前記した移動により、スクリュー圧縮機（
１）の容量制御を行うようにしている。

しかして、第１図に示したスクリュー圧縮機の容量制御
装置は、以上のように構成する冷凍装置おいて、前記切
換弁（７）の−次側、つまり、前記高圧管（１５）に、
前記圧縮機（１）の圧縮過程途中に連通ずる補助加圧通
路（１２）を設けると共に、前記圧縮機（１）の吸入側
圧力と吐出側圧力との差圧を検出する差圧検出器（１３
）を設けて、前記補助加圧通路（１２）にロードアップ
側への容量制御時で、かつ、低差圧時に開く開閉弁（１
４）を介装し、低差圧時に、前記高圧管（１５）に圧縮
過程途中の中間圧、即ち吐出直前の圧力よりは低いが吸
入圧より高圧となっている中間圧を作用させて、前記高
圧管（１５）内の圧力を高め、低差圧時でもロードアッ
プ制御が適切に行えるようにしたものである。

即ち、前記凝縮器（３２）の凝縮圧力と蒸発器（３５）
の蒸発圧力で決まる高圧圧力と低圧圧力との差圧が低い
低差圧時にロードアップする場合、前記ロッド側室（１
０）に高圧圧力、つまり、高圧側油域の油を導入しても
、前記ピストン（５）は迅速に作動することなく所望の
容量制御を適切に行えないのを、前記圧縮機（１）にお
ける圧縮過程の中間圧を前記ロッド側室（１０）に作用
させることにより、このロッド側室（１０）とヘッド側
室（９）とに所定以上の差圧を発生させ、この差圧によ
り前記ピストン（５）を迅速に作動させて、所望の容量
制御を適切に行えるようにしたのである。

次に、このように構成したスクリュー圧縮機（１）の容
量制御装置の作用を説明する。

前記圧縮機（１）から吐出する高圧の冷媒ガスは、前記
油分離器（３１）で油を分離し前記凝縮器（３２）に入
り液冷媒となる。この液冷媒は前記膨張弁（３４）を経
て前記蒸発器（３５）で熱を奪って気化し低圧のガス冷
媒は前記圧縮機（１）に吸入される。

一方、前記油分離器（３１）でガス冷媒から分離した油
は、前記オイルクーラー（６３）で冷却されてから前記
給油管（６）を介して圧縮機（１）の各部に送られる。

そして、高圧側油域と吸入側の高低差圧が十分得られる
ときに、前記圧縮機（１）をロードアップしようとする
場合には、前記切換弁（７）を切換えて、−次側ボート
（Ｐ）と二次側切換ボート（Ｂ）とを、また、−次側ボ
ー）　（Ｔ）と二次側切換ボート（Ａ）とを連通させる
のであって、この切換えにより、前記ロッド側室（１０
）には高圧側油域から高圧の油圧が作用して高圧となる
一方、前記ヘッド側室（９）は前記低圧管（８）を介し
て吸入側に連通して低圧となるから、両室（９）（１０
）の差圧により前記ピストン（５）がヘッド側室（９）
方向に移動し、この移動に連動して前記スライド弁（４
）が矢印方向に移動しロードアップが行える。

またこれとは反対に、前記圧縮機（１）をロードダウン
しようとする場合には、前記切換弁（７）を切換えて、
−次側ポー）　（Ｐ）と二次側切換ボート（Ａ）とを、
また、−次側ボート（Ｔ）と二次側切換ポー）　（Ｂ）
とを連通させ、前記ヘッド側室（９）には前記高圧管（
１５）から高圧の油圧を作用させて高圧とする一方、前
記ロッド側室（１０）は前記低圧管（８）を介して吸入
側に連通して低圧とし、その差圧により前記ピストン（
５）がロッド側室（１０）方向に移動し、この移動に連
動して前記スライド弁（４）が矢印と反対方向に移動し
ロードダウンが行える。

また、以上のように前記スライド弁（４）を希望する方
向に移動させてから、所望の位置に停止させる場合には
、前記切換弁（７）を中立位置にするのであって、中立
位置にすると該切換弁（７）の−次側ボー）　（Ｐ）（
Ｔ）と二次側切換ポー）　（Ａ）（Ｂ）との連通が遮断
され、前記ロッド側室（１０）とヘッド側室（９）は前
記高圧管（１５）にも、また、前記低圧管（８）にも連
通しないから、前記ピストン（５）は静止し、前記スラ
イド弁（４）は所望位置に保持されるのである。

次に、吐出側の高圧圧力と吸入側の低圧圧力の高低差圧
が低いときにロードアップする場合について説明する。

この場合には、前記切換弁（７）をロードアップ側に切
換えると共に、前記差圧検出器（１３）が吐出側の高圧
圧力と吸入側の低圧圧力との差圧が一定以下の差圧であ
ることを検出して、前記開閉弁（１４）に、該開閉弁（
１４）を開く信号を出力するから、前記補助加圧通路（
１２）に介装した前記開閉弁（１４）が開き、前記ロッ
ド側室（１０）に前記切換弁（７）のボート（Ｐ）（Ｂ
）を介して、前記圧縮機（１）の圧縮過程途中で、吸入
側の低圧圧力より高い中間の圧力のガス冷媒が導入され
るのである。従って、前記切換弁（７〕のボート（Ａ）
（Ｔ）を介して前記低圧管（８）に連通し低圧となって
いるヘッド側室（９）との間に圧力差がつき、この圧力
差により前記ピストン（５）は迅速に移動して前記スラ
イド弁（４）を矢印方向に移動させることができ、ロー
ドアップを迅速に行わせることができるのである。

従って、以上説明したように、前記圧縮機（１）の吸入
側の低圧圧力と吐出側の高圧圧力との差圧を検出する差
圧検出器（１３）と、前記圧縮機（１）の圧縮過程途中
と前記切換弁（７）の−次側ボート（Ｐ）とを接続する
前記補助加圧通路（１２）を設けて、該通路（１２）に
、ロードアップ側への容量制御時で、かつ、低差圧時に
開く開閉弁（工４）を介装するだけの簡単な構成により
、別途にオイルポンプを設けることなく高圧側油域と低
圧側との差圧を利用して前記スライド弁（４）を作動さ
せ、容量制御ができながら、高圧側油域と吸入側の低圧
圧力との高低差圧が付き難い低差圧時でも、前記スライ
ド弁（４）を確実に作動させて前記圧縮機（１）のロー
ドアップを迅速に行なうことができるのである。

尚、以上の実施例では、切換弁（７）を用いて切換手段
を構成したが、この切換手段としては切換弁（７）の他
、複数の電磁弁を組合せて構成してもよいし、また、前
記ピストン（５）を復動式としたが、その他車動式とし
た場合でも適用できる。

また、前記高圧管（１５）には前記オイルクーラー（６
３）の出口側における前記給油管（６）に接続したが、
油分離器（３１）の部域に接続してもよい。

また、前記ロッド側室（１０）を高圧としてロードアッ
プを行うようにしたが、前記ヘッド側室（９）を高圧と
してロードアップを行うように構成してもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明にかかるスクリュー圧縮機
の容量制御装置では、前記ロッド側室（１０）とヘッド
側室（９）との一方を高圧側油域に選択的に連通させ、
スライド弁（４）をロードアップ側に作動させる前記高
圧側油域に連通の高圧管（１５）に、前記圧縮機（１）
の圧縮過程途中に連通ずる補助加圧通路（１２）を設け
ると共に、前記圧縮機（１）の吸入側圧力と吐出側圧力
との差圧を検出する差圧検出器（１３）を設けて、前記
補助加圧通路（１２）にロードアップ側への容量制御時
で、かつ、低差圧時に開く開閉弁（１４）を介装したか
ら、ロードアップ側への容量制御時、前記圧縮機（１）
の吐出側高圧圧力と吸入側低圧圧力の差圧が一定以下の
差圧であっても、前記差圧検出器（１３）がこの差圧を
検出して、前記補助加圧通路（１２）に介装した前記開
閉弁（１４）が開き、吸入側の低圧圧力より高い前記圧
縮機（１）における圧縮過程途中の中間圧力ガスが前記
ロードアップを行う前記ロッド側室（１０）とヘッド側
室（９）との一方に導入されるから、前記ロッド側室（
１０）とヘッド側室（９）との差圧を所定差圧以上とし
て前記ピストン（５）を移動させることができ、前記ス
ライド弁（４）をロードアップ側に迅速に移動させるこ
とができる。従って、別途にオイルポンプを設けること
なく高圧側油域の圧力と低圧側圧力との差圧を用いて、
前記スライド弁（４）を作動させることができながら、
高低差圧が付き難い低差圧時でも、前記スライド弁（４
）を作動させて前記圧縮機（１）のロードアップを迅速
に、かつ、適切に行うことができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のスクリュー圧縮機の容量制御装置を適
用した冷凍装置の概略配置図、第２図は従来例を示す説
明図である。 （１）・・・・・・・・・スクリュー圧縮機（４）・・
・・・・・・・スライド弁 （６）・・・・・・・・・ピストン （７）・・・・・・・・・切換弁（切換手段）（９）　
・・・・・・・・・ （１０）　・・・・・・・ （１２）　・・・・・・・ （１３）　・・・・・・・ （１４）　・・・・・・・ （１５）　・・・・・・・ ヘッド側室 ロッド側室 補助加圧通路 差圧検出器 開閉弁 高圧管 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）スライド弁（４）と、該スライド弁（４）の位置を
   調整するピストン（５）とを備え、該ピストン（５）の
   ロッド側室（１０）とヘッド側室（９）と一方を、切換
   手段（７）を介して高圧側油域に選択的に連通して、前
   記スライド弁（４）をロードアップ側に作動させ容量制
   御を行うようにしたスクリュー圧縮機の容量制御装置に
   おいて、前記高圧側油域に連通する高圧管（１５）に、
   前記圧縮機（１）の圧縮過程途中に連通する補助加圧通
   路（１２）を設けると共に、前記圧縮機（１）の吸入側
   圧力と吐出側圧力との差圧を検出する差圧検出器（１３
   ）を設けて、前記補助加圧通路（１２）にロードアップ
   側への容量制御時で、かつ、低差圧時に開く開閉弁（１
   ４）を介装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。