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JP3325196B2 - スクリュ圧縮機 - Google Patents

スクリュ圧縮機

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Publication number
JP3325196B2
JP3325196B2 JP08026497A JP8026497A JP3325196B2 JP 3325196 B2 JP3325196 B2 JP 3325196B2 JP 08026497 A JP08026497 A JP 08026497A JP 8026497 A JP8026497 A JP 8026497A JP 3325196 B2 JP3325196 B2 JP 3325196B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
screw compressor
capacity
flow path
gas
bypass
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP08026497A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH10274180A (ja
Inventor
克明 福定
敬織 大浜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Osaka Gas Co Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
Toho Gas Co Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Osaka Gas Co Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
Toho Gas Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd, Osaka Gas Co Ltd, Tokyo Gas Co Ltd, Toho Gas Co Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP08026497A priority Critical patent/JP3325196B2/ja
Publication of JPH10274180A publication Critical patent/JPH10274180A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3325196B2 publication Critical patent/JP3325196B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、容量制御可能なス
クリュ圧縮機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、スクリュロータの最外周部に対向
して、かつスクリュロータの軸と平行に摺動可能に設け
られ、摺動することにより吸込口に連通するスクリュロ
ータの歯溝空間を広げ、或いは狭めガス圧縮空間部を狭
め、或いは広げる容量制御用スライド弁を備えたスライ
ド弁式スクリュ圧縮機は公知である。また、ガス圧縮空
間部を開閉弁を介して吸込口に連通させる1或いは複数
のバイパス流路を設けて、容量制御できるようにしたス
クリュ圧縮機は公知である。さらに、上記スライド弁と
上記バイパス流路とを併用したスクリュ圧縮機も公知で
ある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のスライド弁
式スクリュ圧縮機の場合、スライド弁を60〜120sec/ス
トロークより短い時間で動作させることはできない。こ
のため、このスライド弁式スクリュ圧縮機を、例えばガ
スタービン等の燃料ガスの昇圧用として用いた場合に
は、急激な容量制御が求められるガスタービンの負荷遮
断時に対応できないという問題がある。また、上記スラ
イド弁は、圧縮機本体内に摺動機構を伴い、この摺動機
構が故障の原因になり易く、かつ一旦故障するとその修
理に多大な労力を必要とするという問題がある。
【0004】一方、上記バイパス流路を設けたスクリュ
圧縮機の場合、不連続的に、特定の容量の値に限ってし
か容量調節できないという問題がある。さらに、上記ス
ライド弁と上記バイパス流路とを併用したスクリュ圧縮
機の場合、急激な容量制御に対応できるようにするため
に、常時吐出ガスの10〜15流量%程度のガスを吸込口側
にバイパスさせておく必要がある。また、上述した負荷
遮断時には、全負荷遮断する必要があり、これを可能に
するためには、大きな開閉弁が必要になる等の問題があ
る。本発明は、斯る従来の問題点をなくすことを課題と
してなされたもので、吐出ガスを吸込口側へ常時バイパ
スさせる必要がなくなり、急激、かつ連続的な容量制御
を可能とし、容量制御部の故障が少なく、信頼性の高い
スクリュ圧縮機を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、圧縮機本体内のガス圧縮空間部と吸込口
との間に設けられた1或いは複数のバイパス流路と、こ
のバイパス流路に一対一の対応関係で介設され、ガス圧
縮空間部と上記吸込口との連通を可能とする流量調節弁
と、吐出流路と吸込流路の内の一方の流路に設けられ、
この一方の流路内の状態量である圧力、或いはガス流量
のいずれかを検出して、検出した上記状態量の値を一定
の範囲内に保つように上記流量調節弁の開度を調節する
圧力調節計、或いは流量調節計とを設けて形成した。
【0006】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の一形態を図
面にしたがって説明する。図1は、本発明の第1の実施
形態に係るスクリュ圧縮機を示し、圧縮機本体1のケー
シング2内には、互いに噛み合う雌雄一対のスクリュロ
ータ3(図中、一方の側のスクリュロータのみが表れて
いる)が回転可能に収容してある。このスクリュロータ
3の収容空間の一方は吸込流路4に接続した吸込口5
に、他方は吐出流路6に接続した吐出口7に連通してい
る。また、このスクリュ圧縮機には、上記収容空間の内
の吸込口5および吐出口7のいずれにも連通しないガス
圧縮空間部と吸込口5との間にバイパス流路9が設けら
れており、バイパス流路9には、上記ガス圧縮空間部と
上記吸込口5との連通を可能とする流量調節弁8が介設
されている。さらに、吐出流路6には、吐出流路6中の
ガスの状態量、例えば圧力を検出して、この検出圧力を
一定範囲内に保つように流量調節弁8の開度を調節す
る、即ちスクリュ圧縮機の容量制御を行う圧力調節計1
0が設けられている。
【0007】さらに詳説すれば、吐出流路6内の圧力が
一定値を超えると、圧力が高くなる程、圧力調節計10
により流量調節弁8の開度を大きくし、上記収容空間内
に一旦吸い込まれたガスをバイパス流路9から吐出流路
6内の圧力に応じた流量で吸込口5にバイパスさせ、部
分負荷運転状態になるようになっている。また、その後
吐出流路6内の圧力が低下してゆくにしたがって、圧力
調節計10により流量調節弁8の開度を小さくしてゆ
き、即ちバイパスガスの流量を小さくしてゆき、最終的
には全負荷運転の状態になるようになっている。そし
て、このスクリュ圧縮機の場合、この容量を無段階的
に、即ち連続的に変えることが可能となっている。ま
た、このスクリュ圧縮機の場合、スライド弁により容量
調節する場合に比して、より高速に容量調節することが
可能で、かつ摺動部がないため、容量調節部の故障を少
なくすることが可能となり、その信頼性も向上する。さ
らに、この流量調節弁8は、圧縮機本体1の外側に設け
てあるので、そのメインテナンスが容易で、万一それが
故障することがあっても、容易に修理を行うことができ
る。
【0008】図2は、図1に示すスクリュ圧縮機におけ
る容量(横軸)と動力(縦軸)との関係を示す図であ
る。流量調節弁8を完全に閉じた状態では、容量100
%、動力100%の運転状態となり、バイパス流路9を設
けない場合は、この一点での運転しかできない。そし
て、流量調節弁8の開度を大きくしてゆくにしたがっ
て、図2中、実線で示すように左下がりの線に沿って、
容量が小さくなるとともに、動力も小さくなり、逆に流
量調節弁8の開度を小さくしてゆくと、右上がりに容量
とともに動力も大きくなってゆく。なお、図1に示す実
施形態では、バイパス流路9のガス圧縮空間部側の開口
部を比較的吸込口5に近い位置に設けてあり、容量調節
範囲も比較的小さい場合を示している。
【0009】図3は、本発明の第2の実施形態に係るス
クリュ圧縮機を示し、図1に示すスクリュ圧縮機と互い
に共通する部分については、同一番号を付して説明を省
略する。このスクリュ圧縮機は、バイパス流路9のガス
圧縮空間部側の開口部を比較的吐出口7に近い位置に設
けたもので、この点を除き、図1に示すスクリュ圧縮機
とは実質的に同一である。図4は、図3に示すスクリュ
圧縮機における容量(横軸)と動力(縦軸)との関係を
示す図である。この図4も基本的には、図2と同じであ
るが、図3に示すスクリュ圧縮機ではバイパス流路9の
上記開口部を吐出口7に近い位置に設けたことにより、
容量調節の範囲が広くなっている。
【0010】図5は、本発明の第3の実施形態に係るス
クリュ圧縮機を示し、図1、図3に示すスクリュ圧縮機
と互いに共通する部分については、同一番号を付して説
明を省略する。このスクリュ圧縮機では、図1における
バイパス流路9と同様、ガス圧縮空間部側の開口部を比
較的吸込口5に近い位置に設けたバイパス流路9Aと、
図3におけるバイパス流路9と同様、上記開口部を比較
的吐出口7に近い位置に設けたバイパス流路9Bとが設
けてある。バイパス流路9Aには流量調節弁8Aが、バ
イパス9Bには流量調節弁8Bが各流路と一対一の対応
関係で介設してある。なお、これらのバイパス流路9
A、9Bが連通するガス圧縮空間部が吸込口5、吐出口
7のいずれにも連通しない点についても上述したバイパ
ス流路9と同様である。
【0011】図6は、図5に示すスクリュ圧縮機におい
て、吐出流路6内の圧力が高すぎる場合には最初に流量
調節弁8Aにより容量調節し、続いて流量調節弁8Bに
より容量調節する一方、その後吐出流路6内の圧力が降
下していった場合には、この逆の順序で容量調節を行う
場合における、容量(横軸)と動力(縦軸)との関係を
示す図である。図6において、容量100%、動力100%の
点から折曲点P1までの線は、流量調節弁8Aによる容
量調節の範囲を示し、基本的には図2に示すものと同じ
である。さらに、この折曲点P1から左端部までは流量
調節弁8Bによる容量調節の範囲を示し、基本的には図
4に示す線の始点を折曲点P1にずらした点を除けば、
この図4に示すものと同じである。このように、複数の
バイパス流路9A、9Bを設けることにより、さらに容
量調節の範囲を広げることができる。
【0012】さらに付言すれば、図1に示すように上記
開口部を吸込口5に比較的近い位置に設けた場合には、
殆ど圧縮されていないガスを吸込口5に戻すことにな
り、動力損失は少なく、省エネルギ効果は高いが、容量
調節範囲は狭くなる。これに対して、図3に示すように
上記開口部を吐出口7に比較的近い位置に設けた場合に
は、幾分圧縮されたガスを吸込口5に戻すことになり、
この圧縮に伴う動力の損失を伴い、省エネルギ効果は低
くなるが、容量調節範囲は広くなる。図5に示すスクリ
ュ圧縮機は、図1に示すスクリュ圧縮機と図3に示すス
クリュ圧縮機の特性を併せもつもので、部分負荷特性に
優れ、かつ容量調節範囲の広いものとなっている。
【0013】以上の各実施形態に係るスクリュ圧縮機で
は、上述した従来の容量調節装置付きのスクリュ圧縮機
のように容量0%運転状態を実現することはできない。
図7は、本発明の第4の実施形態に係るスクリュ圧縮機
を示し、図5に示すスクリュ圧縮機とは、新たにバイパ
ス流路11を設けるとともに、このバイパス流路11に
流量調節弁12を介設して、容量0%運転を可能とした
点を除き、他は実質的に同一であり、互いに対応する部
分については同一番号を付して説明を省略する。このバ
イパス流路11は、吐出流路6を流量調節弁12を介し
て吸込口5に連通させるように設けてあり、吐出ガスを
吸込口5に戻すことを可能にしたものである。
【0014】図8は、図7に示すスクリュ圧縮機におい
て、吐出流路6内の圧力が高すぎる場合にはバイパス流
路9A,9B,11の各々と一対一の対応関係で設けら
れた流量調節弁8A、そして流量調節弁8B、そして流
量調節弁12の順序で容量調節する一方、その後吐出流
路6内の圧力が降下していった場合には、この逆の順序
で容量調節を行う場合における、容量(横軸)と動力
(縦軸)との関係を示す図である。図8において、容量
100%、動力100%の点から折曲点P1を経て、折曲点P
2に至るまでの線は、基本的には図6と同じであり、こ
の折曲点P2から容量が0%となる左端部までは容量調
節弁12による容量調節の範囲を示している。このよう
に、図5に示すスクリュ圧縮機にさらに流量調節弁12
を付加することにより、さらに容量調節の範囲を広げ、
容量0%運転することができる。
【0015】なお、上述した各実施形態では、状態量と
して吐出流路6内の圧力、即ち吐出圧力を採用し、この
吐出圧力を一定の範囲内に保つようにしたスクリュ圧縮
機について説明したが、本発明は、これに限定するもの
ではない。即ち、本発明は、上述した実施形態の他に、
例えば状態量として吐出流路6内のガス流量を採用し、
上記圧力調節計10に代えて吐出流路6内のガス流量を
検出して、このガス流量を一定範囲内に保つ流量調節計
を設けたスクリュ圧縮機も含むものである。
【0016】さらに、本発明は、上記圧力調節計10、
或いは流量調節計を吸込流路4に設け、この圧力調節計
10、或いは流量調節計により吸込流路4内の圧力、或
いはガス流量を一定範囲内に保つように形成したスクリ
ュ圧縮機をも含んでいる。ちなみに、上述した各実施形
態におけるバイパス流路9,9A,9Bおよび11によ
りガスを戻す箇所は、吸込口5に限らず、この吸込口5
に連通する部分であればよい。
【0017】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
によれば、圧縮機本体内のガス圧縮空間部と吸込口との
間に設けられた1或いは複数のバイパス流路と、このバ
イパス流路に一対一の対応関係で介設され、ガス圧縮空
間部と上記吸込口との連通を可能とする流量調節弁と、
吐出流路と吸込流路の内の一方の流路に設けられ、この
一方の流路内の状態量である圧力、或いはガス流量のい
ずれかを検出して、検出した上記状態量の値を一定の範
囲内に保つように上記流量調節弁の開度を調節する圧力
調節計、或いは流量調節計とを設けて形成してある。
【0018】このため、吐出ガスを吸込口側へ常時バイ
パスさせる必要がなくなり、急激、かつ連続的な容量制
御を可能とし、容量調節部の故障が少なく、信頼性の向
上が可能になる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態に係るスクリュ圧縮
機を示す図である。
【図2】 図1に示すスクリュ圧縮機における容量と動
力との関係を示す図である。
【図3】 本発明の第2の実施形態に係るスクリュ圧縮
機を示す図である。
【図4】 図3に示すスクリュ圧縮機における容量と動
力との関係を示す図である。
【図5】 本発明の第3の実施形態に係るスクリュ圧縮
機を示す図である。
【図6】 図5に示すスクリュ圧縮機における容量と動
力との関係を示す図である。
【図7】 本発明の第4の実施形態に係るスクリュ圧縮
機を示す図である。
【図8】 図7に示すスクリュ圧縮機における容量と動
力との関係を示す図である。
【符号の説明】
1 圧縮機本体 4 吸込流路 5 吸込口 6 吐出流路 7 吐出口 8,8A,8B 流
量調節弁 9,9A,9B バイパス流路 10 圧力調節計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 000000284 大阪瓦斯株式会社 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2 号 (73)特許権者 000221834 東邦瓦斯株式会社 愛知県名古屋市熱田区桜田町19番18号 (73)特許権者 399017371 株式会社 ハーテック・ミワ 兵庫県神戸市中央区脇浜町二丁目11番1 号 (72)発明者 福定 克明 兵庫県高砂市荒井町扇町15−9 日本コ ムテック株式会社内 (72)発明者 大浜 敬織 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目3番1号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内 (56)参考文献 特開 昭59−218392(JP,A) 特開 平2−146288(JP,A) 特開 昭59−131790(JP,A) 実開 昭54−75409(JP,U) 実用新案登録2509798(JP,Y2) 特表 平7−508329(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F04C 18/08 - 18/28 F04B 49/00 - 49/10 F04C 23/00 - 29/10

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮機本体内のガス圧縮空間部と吸込口
    との間に設けられた1或いは複数のバイパス流路と、こ
    のバイパス流路に一対一の対応関係で介設され、ガス圧
    縮空間部と上記吸込口との連通を可能とする流量調節弁
    と、吐出流路と吸込流路の内の一方の流路に設けられ、
    この一方の流路内の状態量である圧力、或いはガス流量
    のいずれかを検出して、検出した上記状態量の値を一定
    の範囲内に保つように上記流量調節弁の開度を調節する
    圧力調節計、或いは流量調節計とを設けて形成したこと
    を特徴とするスクリュ圧縮機。
JP08026497A 1997-03-31 1997-03-31 スクリュ圧縮機 Expired - Lifetime JP3325196B2 (ja)

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JP4330369B2 (ja) * 2002-09-17 2009-09-16 株式会社神戸製鋼所 スクリュ冷凍装置
CN100562666C (zh) * 2005-02-02 2009-11-25 Elgi设备有限公司 螺杆压缩机容量控制的系统和方法
JP2010077897A (ja) * 2008-09-26 2010-04-08 Hitachi Appliances Inc スクリュー圧縮機
CN104895790B (zh) * 2015-05-19 2017-12-08 西安交通大学 一种具有中间抽气功能的双螺杆压缩机及多温区热泵系统

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