JP7716465B2 - Screw compressor and refrigeration cycle device - Google Patents
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Description
本開示は、スクリュー圧縮機及び冷凍サイクル装置に関する。 This disclosure relates to a screw compressor and a refrigeration cycle device.
スクリュー圧縮機の運転容量を検知する技術として、特許文献1に記載の技術が知られている。特許文献1には「制御器28,検知器26,表示器27からなる容量検知装置25の検知器26はシリンダ壁10に取り付けられており、検知器26および制御器28によってピストン9の位置、すなわちスライド弁3の位置を検知して圧縮機の運転容量を求め、表示器27へ出力する。」ことが記載されている。 The technology described in Patent Document 1 is known as a technology for detecting the operating capacity of a screw compressor. Patent Document 1 states that "The detector 26 of the capacity detection device 25, which consists of a controller 28, a detector 26, and a display 27, is attached to the cylinder wall 10, and the detector 26 and controller 28 detect the position of the piston 9, i.e., the position of the slide valve 3, to determine the operating capacity of the compressor and output it to the display 27."
特許文献1に記載の技術では、シリンダ室19の内部を摺動するピストン9に超音波を発信し、ピストン9からの反射波が受信される(段落0011)。超音波は、決められた時間間隔で発信される(段落0018。これらにより、ピストンの位置を検知でき、圧縮機の運転容量が決定される(段落0011)。しかし、詳細は後記するが、本発明者が検討したところ、シリンダ室19の内部での摺動範囲全体におけるピストン9の位置を常に把握しなくても、運転容量を精度よく把握可能なことがわかった。
本開示が解決しようとする課題は、運転容量を精度良く把握可能なスクリュー圧縮機及び冷凍サイクル装置の提供である。
In the technology described in Patent Document 1, ultrasonic waves are transmitted to the piston 9 sliding inside the cylinder chamber 19, and reflected waves from the piston 9 are received (paragraph 0011). The ultrasonic waves are transmitted at set time intervals (paragraph 0018). This makes it possible to detect the position of the piston and determine the operating capacity of the compressor (paragraph 0011). However, as will be described in detail later, the inventors have conducted research and found that the operating capacity can be accurately determined without constantly knowing the position of the piston 9 throughout its entire sliding range inside the cylinder chamber 19.
The problem to be solved by the present disclosure is to provide a screw compressor and a refrigeration cycle device that can accurately grasp the operating capacity.
本開示のスクリュー圧縮機は、運転容量が0%~20%を含む運転容量の範囲で使用されるスクリュー圧縮機であって、圧縮機本体と演算装置とを備え、前記圧縮機本体は、ケーシングと、前記ケーシング内で回転駆動されるスクリューロータと、前記ケーシングと前記スクリューロータとの間に形成される圧縮室から前記圧縮室の吸入側に連通するバイパス流路と、前記バイパス流路の開度を調整するように移動可能なスライドバルブと、前記スライドバルブの移動可能範囲で前記スライドバルブの移動時に前記スライドバルブが所定位置を通過したことを検出する検出機構と、を備え、前記演算装置は、前記圧縮機本体に流れる電流値と前記圧縮機本体の運転容量との相関を有し、前記相関は、前記スライドバルブの移動可能範囲において前記スライドバルブが前記所定位置を基準とする一方側に存在するときに使用される第1相関と、他方側に存在するときに使用される第2相関とを含み、前記検出機構により検出された前記スライドバルブの位置に基づき、前記第1相関又は前記第2相関の何れを使用するかを決定し、前記圧縮機本体に流れる電流値と、決定した前記第1相関又は前記第2相関とから運転容量を決定する。その他の解決手段は発明を実施するための形態において後記する。 a screw rotor that is rotationally driven within the casing; a bypass flow path that communicates with a compression chamber formed between the casing and the screw rotor and the suction side of the compression chamber; a slide valve that is movable to adjust the opening of the bypass flow path; and a detection mechanism that detects that the slide valve has passed a predetermined position when the slide valve moves within its movable range, wherein the calculation device has a correlation between a value of a current flowing through the compressor body and the operating capacity of the compressor body, the correlation including a first correlation that is used when the slide valve is located on one side of the predetermined position within the movable range of the slide valve, and a second correlation that is used when the slide valve is located on the other side , and the calculation device determines whether the first correlation or the second correlation is to be used based on the position of the slide valve detected by the detection mechanism, and determines the operating capacity from the value of the current flowing through the compressor body and the determined first correlation or second correlation . Other solutions will be described later in the detailed description of the invention.
本開示によれば、運転容量を精度良く把握可能なスクリュー圧縮機及び冷凍サイクル装置を提供できる。 This disclosure provides a screw compressor and refrigeration cycle device that can accurately grasp operating capacity.
以下、図面を参照しながら本開示を実施するための形態(実施形態と称する)を説明する。以下の一の実施形態の説明の中で、適宜、一の実施形態に適用可能な別の実施形態の説明も行う。本開示は以下の一の実施形態に限られず、異なる実施形態同士を組み合わせたり、本開示の効果を著しく損なわない範囲で任意に変形したりできる。また、同じ部材については同じ符号を付すものとし、重複する説明は省略する。更に、同じ機能を有するものは同じ名称を付すものとする。図示の内容は、あくまで模式的なものであり、図示の都合上、本開示の効果を著しく損なわない範囲で実際の構成から変更したり、図面間で一部の部材の図示を省略したり変形したりすることがある。また、同じ実施形態で、必ずしも全ての構成を備える必要はない。 Below, modes for implementing the present disclosure (referred to as "embodiments") will be described with reference to the drawings. Within the description of one embodiment below, other embodiments that can be applied to the first embodiment will also be described as appropriate. The present disclosure is not limited to the single embodiment below, and different embodiments can be combined or modified as desired without significantly impairing the effects of the present disclosure. Furthermore, the same components will be given the same reference numerals, and duplicate descriptions will be omitted. Furthermore, components having the same functions will be given the same names. The contents shown are merely schematic, and for the sake of illustration, the actual configuration may be changed, and some components may be omitted or modified between drawings, without significantly impairing the effects of the present disclosure. Furthermore, the same embodiment does not necessarily have to include all of the components.
図1は、スクリュー圧縮機100の構造を説明する図であり、運転容量がほぼ100%の状態で気体を圧縮するときのスライドバルブ4の位置を示す図である。スクリュー圧縮機100は、図1に示す圧縮機本体10と、後記の図4に示す演算装置20とを備える。スクリューロータ2を覆うように図示される白抜きの矢印は、圧縮機本体10の吸入口(不図示)から吸い込まれた気体Gの冷媒の流れを示す。 Figure 1 is a diagram explaining the structure of the screw compressor 100, showing the position of the slide valve 4 when compressing gas at approximately 100% operating capacity. The screw compressor 100 comprises the compressor main body 10 shown in Figure 1 and the computing device 20 shown in Figure 4 below. The hollow arrows shown covering the screw rotor 2 indicate the flow of refrigerant gas G sucked in from the intake port (not shown) of the compressor main body 10.
本開示の圧縮機本体10は、運転容量を変更可能な、容量可変型のスクリュー圧縮機である。圧縮機本体10では、吸気された気体G(例えば冷媒、空気等)の一部が吸気側に戻される(即ちバイパスさせる)。吸気側に戻される気体Gの量は、スライドバルブ4の位置の制御により変更される。 The compressor body 10 of the present disclosure is a variable-capacity screw compressor whose operating capacity can be changed. In the compressor body 10, a portion of the intake gas G (e.g., refrigerant, air, etc.) is returned to the intake side (i.e., bypassed). The amount of gas G returned to the intake side is changed by controlling the position of the slide valve 4.
圧縮機本体10は、ケーシング1と、スクリューロータ2と、バイパス流路3と、スライドバルブ4と、検出機構5とを備える。 The compressor body 10 comprises a casing 1, a screw rotor 2, a bypass flow path 3, a slide valve 4, and a detection mechanism 5.
ケーシング1は、圧縮機本体10に形成された吸入口(不図示)から吸入された気体Gを圧縮する圧縮室11(チャンバ)を内部に備えるものである。スクリューロータ2は、ケーシング1内で回転駆動されるものである。スクリューロータ2は、ケーシング1の内部に形成された室12に配置される。スクリューロータ2にはモータ(不図示)が接続され、モータの駆動により、スクリューロータ2が回転する。図1では1つのみのスクリューロータ2が図示されるが、例えば一対のスクリューロータ2が備えられる。そして、一対のスクリューロータ2同士のかみ合いと、ケーシング1との間に形成される圧縮室11において、気体Gが圧縮される。 The casing 1 has an internal compression chamber 11 (chamber) that compresses gas G drawn in through an intake port (not shown) formed in the compressor body 10. The screw rotor 2 is driven to rotate within the casing 1. The screw rotor 2 is disposed in a chamber 12 formed inside the casing 1. A motor (not shown) is connected to the screw rotor 2, and the screw rotor 2 rotates when driven by the motor. While only one screw rotor 2 is shown in Figure 1, a pair of screw rotors 2 may be provided, for example. The gas G is compressed in the compression chamber 11 formed between the pair of screw rotors 2 and the casing 1 when they mesh with each other.
バイパス流路3は、ケーシング1とスクリューロータ2との間に形成される圧縮室11(例えば、圧縮室11での気体Gの圧縮途中位置)から圧縮室11の吸入側に連通する流路(通路)である。圧縮機本体10の吸入口(不図示)からは気体Gが吸入され、吸入された気体Gの一部である気体GBは、バイパス流路3を通り、圧縮室11の吸入側に戻される。気体Gの残部である気体GPは、圧縮室11で圧縮され、圧縮後に、吐出口(不図示)を通じて、圧縮機本体10から吐出される。 The bypass flow path 3 is a flow path (passage) that connects the compression chamber 11 (for example, a position midway through the compression of gas G in the compression chamber 11) formed between the casing 1 and the screw rotor 2 to the suction side of the compression chamber 11. Gas G is drawn into the suction port (not shown) of the compressor main body 10, and a portion of the drawn gas G, gas GB, passes through the bypass flow path 3 and is returned to the suction side of the compression chamber 11. The remaining portion of gas G, gas GP, is compressed in the compression chamber 11 and, after compression, is discharged from the compressor main body 10 through the discharge port (not shown).
スライドバルブ4は、バイパス流路3の開度を調整するように移動可能なものである。スライドバルブ4は、一方側から他方側に又は他方側から一方側に、所定の移動範囲を同軸方向に移動する。上記バイパス流路3の開度(断面積)は、スライドバルブ4の例えば水平方向への移動によって制御される。図示の例では、スライドバルブ4が、吐出口(不図示)から離れるように、更にはバイパス流路3を閉塞するように水平方向に移動することで、バイパス流路3の開度を小さくできる。バイパス流路3の開度を小さくすることで、バイパスされる気体GBの量が相対的に減少する一方で、圧縮後に吐出する気体GPの量が相対的に増加する。これにより、運転容量が相対的に増大する。また、バイパス流路3の開度を大きくすることで、バイパスされる気体GBの量が相対的に増加する一方で、圧縮後に吐出する気体GPの量が相対的に減少する。これにより、運転容量が相対的に減少する。 The slide valve 4 is movable to adjust the opening of the bypass flow path 3. The slide valve 4 moves coaxially within a predetermined range, from one side to the other or from the other side to the one side. The opening (cross-sectional area) of the bypass flow path 3 is controlled by moving the slide valve 4, for example, horizontally. In the illustrated example, the opening of the bypass flow path 3 can be reduced by moving the slide valve 4 horizontally away from the discharge port (not shown) and further so as to block the bypass flow path 3. By reducing the opening of the bypass flow path 3, the amount of bypassed gas GB decreases relatively, while the amount of gas GP discharged after compression increases relatively. This relatively increases the operating capacity. Furthermore, by increasing the opening of the bypass flow path 3, the amount of bypassed gas GB increases relatively, while the amount of gas GP discharged after compression decreases relatively. This relatively reduces the operating capacity.
スライドバルブ4は、略円柱状のバルブ本体41と、ロッド42と、例えば円板状のピストン43とを備える。バルブ本体41は、圧縮機本体10によって圧縮される気体Gが接触するものであり、例えばバイパス流路3の壁面を構成するものである。スライドバルブ4の移動方向において、バルブ本体41の一方側の面は、バイパス流路3の壁面を構成し、他方側の面は、圧縮された気体GPが流れる流路の壁面を構成する。 The slide valve 4 comprises a substantially cylindrical valve body 41, a rod 42, and, for example, a disk-shaped piston 43. The valve body 41 comes into contact with the gas G compressed by the compressor body 10, and forms, for example, the wall surface of the bypass flow path 3. In the direction of movement of the slide valve 4, one surface of the valve body 41 forms the wall surface of the bypass flow path 3, and the other surface forms the wall surface of the flow path through which the compressed gas GP flows.
ピストン43は、バルブ本体41に接続されバルブ本体41が収容される室12とは異なる室13(後記)に収容されるものである。バルブ本体41とピストン43とは、ロッド42によって接続される。このため、室12の外部に配置されたピストン43を移動させることで、ロッド42を介してバルブ本体41を室12の内部で水平方向に移動できる。 The piston 43 is connected to the valve body 41 and is housed in a chamber 13 (described below) that is different from the chamber 12 in which the valve body 41 is housed. The valve body 41 and piston 43 are connected by a rod 42. Therefore, by moving the piston 43, which is located outside the chamber 12, the valve body 41 can be moved horizontally within the chamber 12 via the rod 42.
ピストン43は、ケーシング1の内部に形成された室13に収容される。室13は、室12とは独立して形成される。室12と室13とは、ロッド42が通る連通路(不図示)を介して連通する。ただし、室12と室13との間では、気体及び液体の授受は行われない。ピストン43の移動方向(摺動方向)に垂直な方向の端部(例えば上下端部)は、連通路52(後記)のうちの、室12に臨む開口521を閉塞可能な形状(幅、大きさ)を有する。 The piston 43 is housed in a chamber 13 formed inside the casing 1. The chamber 13 is formed independently of the chamber 12. The chambers 12 and 13 communicate with each other via a communication passage (not shown) through which the rod 42 passes. However, no exchange of gas or liquid takes place between the chambers 12 and 13. The ends (e.g., upper and lower ends) of the piston 43 perpendicular to the direction of movement (sliding direction) have a shape (width, size) that allows them to close the opening 521 of the communication passage 52 (described below) that faces the chamber 12.
スライドバルブ4の位置は、油圧によって制御される。バルブ本体41に接続されるピストン43は、一方の面431と、他方の面432とを備える。ピストン43は、面431側に存在する油FOの圧力によって、面432の方向に移動する。室13のうち、面431の側には室131が形成され、面432の側には室132が形成される。即ち、室13は、室131,132を含む。室131は、油FOの供給源及び排出先(何れも不図示)に接続され、上記のように室131には油FOが存在する。室132は、開口25を通じて例えば圧縮室11の吸入側に接続され、室132には気体FGが存在する。気体FGは例えば圧縮室11の吸入側に存在する例えば冷媒である。従って、気体FGは、圧縮後の気体GP(例えば冷媒)よりも相対的に低圧の気体(例えば冷媒)である。 The position of the slide valve 4 is controlled hydraulically. The piston 43 connected to the valve body 41 has one surface 431 and the other surface 432. The piston 43 moves toward surface 432 due to the pressure of the oil FO present on the surface 431 side. Chamber 13 includes chambers 131 and 132. Chamber 131 is connected to the oil FO supply source and discharge destination (neither shown), and as described above, oil FO is present in chamber 131. Chamber 132 is connected to, for example, the suction side of compression chamber 11 through opening 25, and gas FG is present in chamber 132. The gas FG is, for example, a refrigerant present on the suction side of compression chamber 11. Therefore, gas FG is a gas (e.g., a refrigerant) at a relatively lower pressure than the compressed gas GP (e.g., a refrigerant).
バルブ本体41のうち、バイパス流路3に臨む側(一方側)には、圧縮されない(バイパスされる)気体GBが存在するため、相対的に低圧である。ただし、バイパス流路3が閉塞されている場合、バイパス流路3に臨む側には気体GBは存在しない。一方で、バルブ本体41のうち、バイパス流路3とは反対側、即ち圧縮室11に臨む側(他方側)には、圧縮後の気体GPが存在する。従って、バルブ本体41に対しては、圧縮室11に存在する相対的に高圧の気体GPの圧力によって、バイパス流路3を閉塞する方向(紙面右から左に向かう方向)に力がかかる。 The side of the valve body 41 facing the bypass flow path 3 (one side) is under relatively low pressure because uncompressed (bypassed) gas GB is present. However, if the bypass flow path 3 is blocked, no gas GB is present on the side facing the bypass flow path 3. On the other hand, the compressed gas GP is present on the side of the valve body 41 opposite the bypass flow path 3, i.e., the side facing the compression chamber 11 (the other side). Therefore, a force is applied to the valve body 41 in a direction that blocks the bypass flow path 3 (from right to left on the page) due to the pressure of the relatively high-pressure gas GP present in the compression chamber 11.
図2は、スクリュー圧縮機100(圧縮機本体10)の構造を説明する図であり、運転容量がほぼ50%の状態で気体を圧縮するときのスライドバルブ4の位置を示す図である。上記図1に示す運転容量がほぼ100%の状態から、図2に示す運転容量がほぼ50%の状態に運転容量が変更されるとき、スライドバルブ4が破線矢印で示すように移動する。 Figure 2 is a diagram explaining the structure of the screw compressor 100 (compressor body 10), showing the position of the slide valve 4 when compressing gas at an operating capacity of approximately 50%. When the operating capacity is changed from the operating capacity of approximately 100% shown in Figure 1 above to the operating capacity of approximately 50% shown in Figure 2, the slide valve 4 moves as shown by the dashed arrow.
弁21,23が閉じられ、弁22が開けられることで、実線矢印で示すように相対的に高圧の油FOが流路24を通じて室131に流入する。油FOは、上記のように、供給源(不図示)から供給される。供給により、油FOの圧力によってバルブ本体41にかかる力に逆らって、ピストン43が面431の側から面432の側の方向に押される。この結果、ピストン43に接続されたバルブ本体41は、図2において破線矢印で示すように、バイパス流路3の開度を大きくするように移動する。このとき、ピストン43の移動に伴い、室132に存在していた気体FGが、白抜き矢印で示すように開口25を通じて室132から排出される。 When valves 21 and 23 are closed and valve 22 is opened, relatively high-pressure oil FO flows into chamber 131 through flow path 24, as indicated by the solid arrow. As described above, oil FO is supplied from a supply source (not shown). This supply pushes piston 43 from surface 431 toward surface 432, resisting the force exerted on valve body 41 by the pressure of the oil FO. As a result, valve body 41 connected to piston 43 moves to increase the opening of bypass flow path 3, as indicated by the dashed arrow in Figure 2. At this time, as piston 43 moves, gas FG present in chamber 132 is discharged from chamber 132 through opening 25, as indicated by the hollow arrow.
図2に示す状態から図1に示す状態に戻るときには、以上の操作と逆の操作が行われる。まず、弁22,23が閉じられ、弁21が開けられることで、室131の油FOが、流路24を通じて、油FOの排出先(不図示)に排出可能になる。上記のように、バルブ本体41には、圧縮後の気体GPによって、バイパス流路3を閉塞する方向の力がかかる。このため、バルブ本体41は、室131の油FOを排出先に向けて押し出しながら、図1において破線矢印で示すようにバイパス流路3を閉塞する方向に移動する。このとき、ピストン43の移動に伴い、室132には、気体FGが開口25を通じて流入する。 When returning from the state shown in Figure 2 to the state shown in Figure 1, the operations described above are reversed. First, valves 22 and 23 are closed and valve 21 is opened, allowing oil FO in chamber 131 to be discharged through flow path 24 to the oil FO discharge destination (not shown). As described above, the compressed gas GP applies a force to valve body 41 in a direction that blocks bypass flow path 3. As a result, valve body 41 moves in a direction that blocks bypass flow path 3, as shown by the dashed arrow in Figure 1, while pushing oil FO in chamber 131 toward the discharge destination. At this time, gas FG flows into chamber 132 through opening 25 as piston 43 moves.
図1に戻って、検出機構5は、スライドバルブ4の移動可能範囲でスライドバルブ4の移動時にスライドバルブ4が所定位置を通過したことを検出する。即ち、スライドバルブ4の移動可能範囲で、スライドバルブ4が所定位置に存在することが検出される。本開示の例では、検出機構5は、バルブ本体41が所定の移動可能範囲で移動するときに、バルブ本体41とともに移動するピストン43の位置を検出することで、スライドバルブ4が所定位置を通過したことを検出する。上記のように、バルブ本体41とピストン43とはロッド42とともに一体に構成される。このため、スライドバルブ4の移動時、ピストン43が所定位置を通過した(所定位置に存在する)ことを検出することで、間接的にスライドバルブ4(特にバルブ本体41)が所定位置を通過したことを検出できる。 Returning to FIG. 1 , the detection mechanism 5 detects that the slide valve 4 has passed a predetermined position as the slide valve 4 moves within its movable range. In other words, it detects that the slide valve 4 is at a predetermined position within its movable range. In the example disclosed herein, the detection mechanism 5 detects that the slide valve 4 has passed a predetermined position by detecting the position of the piston 43, which moves with the valve body 41, as the valve body 41 moves within its predetermined movable range. As described above, the valve body 41 and the piston 43 are integrally configured with the rod 42. Therefore, by detecting that the piston 43 has passed (is at) a predetermined position as the slide valve 4 moves, it is possible to indirectly detect that the slide valve 4 (particularly the valve body 41) has passed a predetermined position.
なお、バルブ本体41とピストン43とが一体となって移動する。このため、スライドバルブ4が所定位置を通過(所定位置に存在)とは、バルブ本体41が所定位置を通過、及び、ピストン43が所定位置を通過と同義である。 The valve body 41 and piston 43 move together. Therefore, the slide valve 4 passing through a predetermined position (being at a predetermined position) is synonymous with the valve body 41 passing through the predetermined position and the piston 43 passing through the predetermined position.
本開示の例では、検出機構5は、連通路52に設置(例えば室13の外部に設置)された圧力検出機構51である。連通路52は、ピストン43を収容する室13の内外を連通するものである。スライドバルブ4(バルブ本体41及びピストン43)の移動時、室131の圧力と、室132の圧力とは異なる。例えば、ピストン43が面432の側に向かって移動しているとき、室131の圧力は室132の圧力よりも高い。従って、ピストン43を境に、室13の圧力が変化する。このため、室13の内側と繋がる圧力検出機構51によって室13の圧力変化を検出することで、ピストン43が連通路52の部分に至った、即ち所定位置に存在することを検出できる。 In the example disclosed herein, the detection mechanism 5 is a pressure detection mechanism 51 installed in the communication passage 52 (e.g., installed outside the chamber 13). The communication passage 52 connects the inside and outside of the chamber 13, which houses the piston 43. When the slide valve 4 (valve body 41 and piston 43) moves, the pressure in chamber 131 differs from the pressure in chamber 132. For example, when the piston 43 moves toward surface 432, the pressure in chamber 131 is higher than the pressure in chamber 132. Therefore, the pressure in chamber 13 changes across the piston 43. For this reason, by detecting the pressure change in chamber 13 using the pressure detection mechanism 51, which is connected to the inside of chamber 13, it is possible to detect that the piston 43 has reached the communication passage 52, i.e., that it is in a predetermined position.
スライドバルブ4(特にバルブ本体41)の移動時に検出される所定位置は、圧縮機本体10に流れる電流値(運転電流値)と圧縮機本体10の運転容量との相関(以下、適宜、本開示の相関という)の傾向が変化する位置である。この点について、図3を参照しながら説明する。 The predetermined position detected when the slide valve 4 (particularly the valve body 41) moves is the position where the tendency of the correlation between the current value (operating current value) flowing through the compressor body 10 and the operating capacity of the compressor body 10 (hereinafter referred to as the correlation in this disclosure as appropriate) changes. This point will be explained with reference to Figure 3.
図3は、トルク及び運転容量とモータ効率及び電流値との関係を説明するグラフである。横軸は、圧縮機本体10のトルクである。圧縮機本体10のトルクは、圧縮機本体10の運転容量と相関があり、例えばトルクと運転容量とは同視できることが多い。従って、横軸は、圧縮機本体10のトルク及び運転容量と考えることができる。横軸のトルクは、最大のトルク(定格値)を100%とする割合(%)、横軸の運転容量は、最大の運転容量(最大容量)を100%とする割合(%)で示している。左側の縦軸はモータ効率(%)、右側の縦軸は圧縮機本体10に流れる電流値である。 Figure 3 is a graph illustrating the relationship between torque and operating capacity and motor efficiency and current value. The horizontal axis represents the torque of the compressor body 10. The torque of the compressor body 10 is correlated with the operating capacity of the compressor body 10; for example, torque and operating capacity are often considered to be the same. Therefore, the horizontal axis can be thought of as the torque and operating capacity of the compressor body 10. The torque on the horizontal axis is expressed as a percentage (%) with the maximum torque (rated value) being 100%, and the operating capacity on the horizontal axis is expressed as a percentage (%) with the maximum operating capacity (maximum capacity) being 100%. The vertical axis on the left represents motor efficiency (%), and the vertical axis on the right represents the current value flowing through the compressor body 10.
実線は、圧縮機本体に流れる電流値である。圧縮機本体10に流れる電流値は、圧縮機本体10に接続された電流計により実測できる。二点鎖線は、運転容量(トルク)が50%以上のグラフG2を50%未満の領域に外挿した場合のグラフである。詳細は後記するが、50%以上ではグラフG2はほぼ直線であり、グラフG2の傾きは1程度である。一方で、50%未満ではグラフG3は緩やかな曲線であり、グラフG3の傾きは1未満(グラフG2の傾きよりも小さい)である。従って、50%未満において二点鎖線で示すグラフG4の傾きは、1程度である。また、破線はモータ効率を示すグラフである。 The solid line represents the current value flowing through the compressor body. The current value flowing through the compressor body 10 can be measured using an ammeter connected to the compressor body 10. The two-dot chain line represents the extrapolation of graph G2, where the operating capacity (torque) is 50% or higher, to the region below 50%. As will be described in detail later, at 50% or higher, graph G2 is an almost straight line, with a slope of approximately 1. On the other hand, at less than 50%, graph G3 is a gentle curve, with a slope of less than 1 (smaller than the slope of graph G2). Therefore, at less than 50%, the slope of graph G4, shown by the two-dot chain line, is approximately 1. The dashed line represents motor efficiency.
運転容量(即ちトルク)と、モータ効率及び電流値との関係をみると、運転容量が例えば50%以上では、運転容量の増加に伴い、モータ効率は緩やかに増加し漸近的に100%に近づく。一方で、電流値は直線的に増加する。これらのことから、運転容量が50%以上では、運転容量が多少変動してもモータ効率はほぼ頭打ちで大きく変動しないが、電流値は大きく変動する。 Looking at the relationship between operating capacity (i.e., torque), motor efficiency, and current value, when the operating capacity is, for example, 50% or above, as the operating capacity increases, motor efficiency increases gradually and asymptotically approaches 100%. Meanwhile, the current value increases linearly. From these facts, when the operating capacity is 50% or above, even if the operating capacity fluctuates slightly, motor efficiency will almost plateau and will not fluctuate greatly, but the current value will fluctuate greatly.
一方で、運転容量が例えば50%未満では、運転容量の増加に伴い、モータ効率は0%から急激に増加する。一方で、電流値も増加するが、増加の仕方(程度)は直線的ではなく、緩やかに(接線の傾きが1未満になるように)増加する。これらのことから、運転容量が50%未満では、運転容量が変動するとモータ効率は大きく変動するが、電流値の変動の程度は、50%以上の場合よりも小さい。 On the other hand, when the operating capacity is, for example, less than 50%, motor efficiency increases sharply from 0% as the operating capacity increases. Meanwhile, the current value also increases, but the manner (degree) of increase is not linear, but increases gradually (so that the slope of the tangent line is less than 1). For these reasons, when the operating capacity is less than 50%, motor efficiency fluctuates greatly when the operating capacity fluctuates, but the degree of fluctuation in the current value is smaller than when the operating capacity is 50% or more.
このように、運転容量(トルクと同視可)が本開示の例では50%を境に、運転容量と電流値との関係を示す電流特性であるグラフG1(相関)の傾きが異なる。そして、本開示の例では、電流値から運転容量が決定される。具体的には詳細は後記するが、例えば、運転容量が100%のときの既定の電流値(既定値、理論値等)を記録したデータベース27が使用され、既定の電流値と、電流値の実測値とから、運転容量が決定される。例えば、運転容量が100%のときの既定の電流値としてIが記録され、電流値の実測値が0.7×Iであれば、運転容量は70%と決定される。 In this way, in the example of the present disclosure, the slope of graph G1 (correlation), which is the current characteristic showing the relationship between operating capacity and current value, changes when the operating capacity (which can be viewed as the same as torque) reaches 50%. In the example of the present disclosure, the operating capacity is determined from the current value. Specifically, details will be provided later, but for example, a database 27 that records the default current value (default value, theoretical value, etc.) when the operating capacity is 100% is used, and the operating capacity is determined from the default current value and the actual measured current value. For example, if I is recorded as the default current value when the operating capacity is 100%, and the actual measured current value is 0.7 x I, the operating capacity is determined to be 70%.
しかし、上記のように、運転容量によらず同じ電流特性を使用すれば、決定される運転容量の精度が低く、正しく算出できない可能性がある。具体的には、例えば略直線状のグラフG2及びグラフG4(即ち単一の電流特性)を使用して、電流値から運転容量を計算すれば、例えば50%未満ではグラフG4は実際のグラフG3からずれているため、この領域では運転容量を正しく計算できない。より具体的に説明すれば、例えば、上記70%の例を挙げれば、電流値の実測値が0.3×Iであれば、上記70%のときと同様に計算すれば運転容量は30%と決定される。しかし、上記のように運転容量によって電流特性が異なるため、実際の運転容量は30%ではない可能性がある。 However, as mentioned above, if the same current characteristics are used regardless of the operating capacity, the operating capacity determined will be less accurate and may not be calculated correctly. Specifically, if the operating capacity is calculated from the current value using, for example, the approximately linear graphs G2 and G4 (i.e., a single current characteristic), graph G4 will deviate from the actual graph G3 below 50%, and the operating capacity cannot be calculated correctly in this region. More specifically, for example, in the above example of 70%, if the actual measured current value is 0.3 x I, the operating capacity will be determined to be 30% if calculated in the same way as for 70%. However, because the current characteristics differ depending on the operating capacity as mentioned above, the actual operating capacity may not be 30%.
そこで、上記のように、演算装置20は本開示の相関を有する。本開示の相関(関係)は、上記のように圧縮機本体10に流れる電流値と圧縮機本体10の運転容量との相関であり、例えば表、グラフ、数式等の形態で演算装置20に予め記憶される。本開示の相関は、図3の例では、グラフG2,G3により構成されるグラフG1である。本開示の相関は、スライドバルブ4の移動可能範囲においてスライドバルブ4が上記所定位置を基準とする一方側に存在するときに使用される第1相関と、他方側に存在するときに使用される第2相関とを含む。 As described above, the calculation device 20 has the correlation of the present disclosure. The correlation (relationship) of the present disclosure is the correlation between the current value flowing through the compressor main body 10 and the operating capacity of the compressor main body 10, as described above, and is pre-stored in the calculation device 20 in the form of, for example, a table, graph, or formula. In the example of Figure 3, the correlation of the present disclosure is graph G1 made up of graphs G2 and G3. The correlation of the present disclosure includes a first correlation used when the slide valve 4 is on one side of the predetermined position within the movable range of the slide valve 4, and a second correlation used when it is on the other side.
一例として、所定位置が運転容量50%になるスライドバルブ4の位置である場合を例示すれば、第1相関は、運転容量が例えば50%以上のときに使用され、図3の例ではグラフG2である。従って、運転容量が例えば50%以上のとき、電流値と運転容量とは線形的に増減する。一方で、第2相関は、運転容量が例えば50%未満のときに使用され、図3の例ではグラフG3である。従って、運転容量が例えば50%未満のとき、電流値と運転容量とは非線形的に増減する。 As an example, if the specified position is the position of the slide valve 4 where the operating capacity is 50%, the first correlation is used when the operating capacity is, for example, 50% or higher, as shown by graph G2 in the example in Figure 3. Therefore, when the operating capacity is, for example, 50% or higher, the current value and operating capacity increase or decrease linearly. On the other hand, the second correlation is used when the operating capacity is, for example, less than 50%, as shown by graph G3 in the example in Figure 3. Therefore, when the operating capacity is, for example, less than 50%, the current value and operating capacity increase or decrease nonlinearly.
図1に戻って説明すると、上記のように、検出機構5は、スライドバルブ4の移動時にスライドバルブ4が所定位置を通過したことを検出する。ここでいう所定位置は、本開示の相関の傾向が変化する位置である。即ち、上記図3を参照して説明したように、本開示の相関の傾向が変化する位置(例えば運転容量50%)の通過を検出機構5が検出することで、スライドバルブ4が、例えば運転容量50%以上又は50%未満の何れの領域に存在するのかを把握できる。特に、弁21,22,23の開閉制御によって室13への油FOの流入又は流出を制御できる。このため、弁21,22,23の開閉の状態を把握することで、スライドバルブ4が所定位置を基準としてどちらの方向に向かうのかを把握できる。これらにより、スライドバルブ4の存在位置に応じて、相関(第1相関又は第2相関)を使い分けることができ、電流値及び相関から計算される運転容量の計算精度を向上できる。 Returning to FIG. 1 , as described above, the detection mechanism 5 detects that the slide valve 4 has passed a predetermined position during its movement. The predetermined position here refers to the position where the correlation trend of the present disclosure changes. That is, as described above with reference to FIG. 3 , the detection mechanism 5 detects the passage of a position where the correlation trend of the present disclosure changes (e.g., an operating capacity of 50%), thereby determining whether the slide valve 4 is in a region where the operating capacity is above 50% or below 50%. In particular, the inflow or outflow of oil FO into chamber 13 can be controlled by controlling the opening and closing of valves 21, 22, and 23. Therefore, by determining the opening and closing states of valves 21, 22, and 23, it is possible to determine which direction the slide valve 4 is moving relative to the predetermined position. This allows the use of a correlation (first correlation or second correlation) depending on the position of the slide valve 4, improving the calculation accuracy of the operating capacity calculated from the current value and correlation.
本開示の例では、開口25から視て、ピストン43が検出機構5よりも遠い位置に存在するとき、運転容量が50%以上である。そこで、例えばピストン43が紙面右から左に移動するとき、例えば圧力変化によって検出機構5がピストン43の通過を検出すれば、運転容量は50%未満から50%以上に変化したと考えられる。そこで、50%以上のときには、第1相関(グラフG2)を使用して、電流値から運転容量が決定される。 In the example disclosed herein, when the piston 43 is located farther away from the detection mechanism 5 as viewed from the opening 25, the operating capacity is 50% or more. Therefore, for example, when the piston 43 moves from right to left on the page, if the detection mechanism 5 detects the passage of the piston 43 due to a change in pressure, the operating capacity is considered to have changed from less than 50% to 50% or more. Therefore, when the operating capacity is 50% or more, the first correlation (graph G2) is used to determine the operating capacity from the current value.
一方で、開口25から視て、ピストン43が検出機構5よりも近い位置に存在するとき、運転容量が50%未満である。そこで、例えばピストン43が紙面左から右に移動するとき、例えば圧力変化によって検出機構5がピストン43の通過を検出すれば、運転容量は50%以上から50%未満に変化したと考えられる。そこで、50%未満のときには、第2相関(グラフG3)を使用して、電流値から運転容量が決定される。 On the other hand, when viewed from the opening 25, the piston 43 is closer than the detection mechanism 5, the operating capacity is less than 50%. Therefore, for example, when the piston 43 moves from left to right on the page, if the detection mechanism 5 detects the passage of the piston 43 due to a change in pressure, the operating capacity is considered to have changed from 50% or more to less than 50%. Therefore, when the operating capacity is less than 50%, the second correlation (graph G3) is used to determine the operating capacity from the current value.
なお、スライドバルブ4が所定位置を通過したことを検知するための検出機構5及び連通路52の位置は、例えば、実験、シミュレーション、試運転等によって決定できる。 The positions of the detection mechanism 5 and communication passage 52 for detecting when the slide valve 4 has passed a predetermined position can be determined, for example, through experiments, simulations, trial runs, etc.
また、相関に対応するグラフG1について、グラフG2及びグラフG3の各形状(傾向)は、運転容量50%を境界に異なる。しかし、グラフG1の傾向が変化する運転容量の値は、50%ではないこともあり得る。即ち、所定位置は、運転容量50%に対応する位置である必要はない。従って、上記所定位置に対応する運転容量は、例えば圧縮機本体10の構造、圧縮対象となる気体Gの種類等の条件に応じて、適宜設定できる。決定方法は、特に制限されないが、例えば実験、シミュレーション、試運転等によって、異なる値にしてもよい。 Furthermore, for graph G1 corresponding to the correlation, the shapes (trends) of graphs G2 and G3 differ at the boundary of 50% operating capacity. However, the operating capacity value at which the trend of graph G1 changes may not be 50%. In other words, the predetermined position does not have to be a position corresponding to 50% operating capacity. Therefore, the operating capacity corresponding to the above-mentioned predetermined position can be set appropriately depending on conditions such as the structure of the compressor main body 10 and the type of gas G to be compressed. There are no particular restrictions on the method of determination, and different values may be set, for example, through experiments, simulations, trial runs, etc.
また、所定位置は、例えば運転容量50%に対応する1つのみである必要は無く、例えば図3に示したグラフG1の形状等に応じて、複数の運転容量のそれぞれに対応する複数の位置でもよい。例えば運転容量25%、50%、75%等のように複数の位置を検出することで、更なる高精度で運転容量を決定できる。 Furthermore, the predetermined position does not have to be just one, corresponding to, for example, 50% operating capacity, but may be multiple positions corresponding to multiple operating capacities, depending on, for example, the shape of graph G1 shown in Figure 3. For example, by detecting multiple positions, such as 25%, 50%, 75% operating capacity, the operating capacity can be determined with even greater accuracy.
本開示の相関に含まれる第1相関及び第2相関のうち、第1相関は、運転容量の増加に対して電流値が第1傾向で増加する相関である。第1相関は、例えば上記図3の例ではグラフG2で示される相関であり、グラフG2は例えば直線である。従って、グラフG2では、電流値は、運転容量の増加に伴い上記のように直線的に増加する。一方で、第2相関は、運転容量の増加に対して電流値が第2傾向で増加する相関である。第2傾向は、第1傾向とは異なる傾向である。第2相関は、例えば上記図3の例ではグラフG3で示される相関であり、グラフG3は例えば接線の傾きが1未満となる曲線である。従って、グラフG3では、電流値は、運転容量の増加に伴い上記のように緩やかに増加する。これらのように、異なる傾向で電流値が変化するため、本開示の相関を使用することで、運転容量の計算精度を向上できる。 Of the first and second correlations included in the correlations disclosed herein, the first correlation is a correlation in which the current value increases in a first trend as the operating capacity increases. For example, in the example of Figure 3 above, the first correlation is the correlation shown by graph G2, which is, for example, a straight line. Therefore, in graph G2, the current value increases linearly as the operating capacity increases, as described above. On the other hand, the second correlation is a correlation in which the current value increases in a second trend as the operating capacity increases. The second trend is a trend different from the first trend. For example, in the example of Figure 3 above, the second correlation is the correlation shown by graph G3, which is, for example, a curve with a tangent slope of less than 1. Therefore, in graph G3, the current value increases gradually as the operating capacity increases, as described above. Because the current value changes in different trends as described above, using the correlations disclosed herein can improve the accuracy of calculating the operating capacity.
演算装置20は、運転容量が所定容量のときの本開示の相関から決定された電流値の既定値と、運転容量が当該所定容量であるときの電流値の実測値とに基づいて、相関を修正する。圧縮機本体10の経年劣化、冷凍サイクル装置200(後記)の経年劣化等の事後的要因に伴い、予め記憶された本開示の相関がずれる可能性がある。例えば、圧縮室11の内部、冷凍サイクル装置200を構成する熱交換器等の構造物に汚れが付着すれば、運転容量が同じであっても電流値が運転開始初期よりも大きくなり得る。即ち、実測された電流値に基づいて初期の相関を使用すれば、実際の運転容量よりも大きな運転容量が決定され得る。そこで、本開示の例では、上記既定値及び実測値に基づいて、本開示の相関を修正する。これにより、運転容量の決定精度の低下を抑制できる。 The calculation device 20 corrects the correlation based on the default current value determined from the correlation of the present disclosure when the operating capacity is a predetermined capacity and the actual measured current value when the operating capacity is the predetermined capacity. The pre-stored correlation of the present disclosure may become misaligned due to subsequent factors such as aging of the compressor main body 10 and aging of the refrigeration cycle device 200 (described below). For example, if dirt adheres to the interior of the compression chamber 11 or to structures such as the heat exchanger that make up the refrigeration cycle device 200, the current value may become higher than at the start of operation, even if the operating capacity remains the same. In other words, if an initial correlation based on the actually measured current value is used, an operating capacity greater than the actual operating capacity may be determined. Therefore, in the example of the present disclosure, the correlation of the present disclosure is corrected based on the default value and the actual measured value. This prevents a decrease in the accuracy of determining the operating capacity.
例えば、上記のように弁21を開けて弁22,23を閉じた状態にすることでバイパス流路3が閉塞し、運転容量が100%になる。そして、運転容量100%を所定容量とし、このときの電流値の実測値と、本開示の相関を用いて所定容量100%のときの電流値の規定値とを比較することで、修正の必要性を判断できる。そして、例えば、実測値と規定値との差分を算出し、当該差分が修正が必要と判断される所定閾値を超えたときに、修正を行えばよい。 For example, as described above, by opening valve 21 and closing valves 22 and 23, bypass flow path 3 is blocked, and the operating capacity becomes 100%. Then, with 100% operating capacity as the predetermined capacity, the actual measured current value at this time can be compared with the specified current value at 100% predetermined capacity using the correlation disclosed herein to determine whether correction is necessary. Then, for example, the difference between the actual measured value and the specified value can be calculated, and correction can be performed when this difference exceeds a predetermined threshold value at which correction is deemed necessary.
修正の具体的方法は特に制限されない。例えば、運転容量100%のときの電流値として後記のデータベース27に記録された電流値(既定の電流値。既定値)を、同じく運転容量100%のときの電流値の実測値に近づけるように、本開示の相関及びデータベース27を修正することで、修正を実行できる。また、修正は、1回のみに限られず、例えば所定時間毎に複数回行われてもよい。 The specific method of correction is not particularly limited. For example, correction can be performed by correcting the correlation and database 27 of the present disclosure so that the current value (default current value) recorded in database 27 described below as the current value at 100% operating capacity approaches the actual measured current value at 100% operating capacity. Furthermore, correction is not limited to being performed only once, but may be performed multiple times, for example, at predetermined time intervals.
演算装置20は、上記既定値と上記実測値との差分が所定閾値を超えたときに報知装置26(図4)に報知する。ここでいう所定閾値は、予め決定された値であり、報知を行うための基準値(指標値)である。報知装置26は、例えば、警報機、報知機、デイスプレイ等のモニタ等である。上記のように相関が修正されることで運転容量の決定精度の良さを長期間に亘って維持できるが、修正しきれないほどの「ずれ」が生じた場合に報知することで、使用者に例えば圧縮機本体10のメンテナンス等を促すことができる。これにより、ずれを回復でき、運転容量の決定精度の良さを回復できる。また、「ずれ」の大きさによらず報知することもでき、これにより、使用者に将来のメンテナンス等の可能性を知らせることができる。 The computing device 20 notifies the notification device 26 (Figure 4) when the difference between the preset value and the actual measured value exceeds a predetermined threshold. The predetermined threshold here is a predetermined value and a reference value (index value) for issuing a notification. The notification device 26 is, for example, an alarm, annunciator, display, or other monitor. By correcting the correlation as described above, the accuracy of determining the operating capacity can be maintained over a long period of time. However, by issuing a notification when a deviation that cannot be corrected occurs, the user can be prompted to perform maintenance on the compressor main body 10, for example. This allows the deviation to be corrected and the accuracy of determining the operating capacity to be restored. It is also possible to issue a notification regardless of the magnitude of the deviation, thereby informing the user of the possibility of future maintenance, etc.
図4は、演算装置20の具体的なハードウェア構成を示すブロック図である。図4には、便宜のため、演算装置20に接続される圧縮機本体10及び報知装置26も図示される。 Figure 4 is a block diagram showing the specific hardware configuration of the computing device 20. For convenience, Figure 4 also shows the compressor main body 10 and the alarm device 26 connected to the computing device 20.
演算装置20は、例えばCPU(Central Processing Unit)1001、RAM(Random Access Memory)1002、ROM(Read Only Memory)1003、I/F(Inter Face)1004、バス1005等を備えて構成される。CPU1001、RAM1002、ROM1003及びI/F1004は、例えばバス1005を介して接続される。演算装置20は、ROM1003に格納されている所定の判定プログラム(例えばスクリュー圧縮機100の制御方法)がRAM1002に展開され、CPU1001によって実行されることにより具現化される。演算装置20と各種機器(圧縮機本体10、報知装置26、不図示のサーバ等)、外部のネットワーク等との信号及び情報の授受は、ハードウェア的にはI/F1004を通じて行われる。 The calculation device 20 is configured with, for example, a CPU (Central Processing Unit) 1001, RAM (Random Access Memory) 1002, ROM (Read Only Memory) 1003, I/F (Interface) 1004, bus 1005, etc. The CPU 1001, RAM 1002, ROM 1003, and I/F 1004 are connected, for example, via bus 1005. The calculation device 20 is realized by a predetermined judgment program (for example, a control method for the screw compressor 100) stored in ROM 1003 being expanded into RAM 1002 and executed by the CPU 1001. In terms of hardware, signals and information are exchanged between the computing device 20 and various devices (compressor main body 10, notification device 26, server (not shown), etc.), external networks, etc. via I/F 1004.
図5は、別の実施形態に係る圧縮機本体10の構造を説明する図である。図5及び後記図6、図7では、図示の簡略化のために、圧縮機本体10のうち、室13の付近のみが図示される。また、油FO及び気体FGの図示は省略する。 Figure 5 is a diagram illustrating the structure of a compressor body 10 according to another embodiment. For simplicity's sake, Figure 5 and Figures 6 and 7 below only show the compressor body 10 near the chamber 13. Furthermore, the oil FO and gas FG are not shown.
図5に示す実施形態では、連通路52が複数備えられている。これとともに、圧力検出機構51が連通路52毎に備えられる。図示の例では、連通路52は、連通路522,523を含む。圧力検出機構51は、圧力検出機構511,512を含む。圧力検出機構511は、連通路522に備えられ、圧力検出機構512は、連通路523に備えられる。また、開口521は開口5211,5212を含む。開口5211は連通路522に接続され、開口5212は連通路523に接続される。 In the embodiment shown in FIG. 5, multiple communication passages 52 are provided. A pressure detection mechanism 51 is also provided for each communication passage 52. In the illustrated example, the communication passages 52 include communication passages 522 and 523. The pressure detection mechanism 51 includes pressure detection mechanisms 511 and 512. The pressure detection mechanism 511 is provided in the communication passage 522, and the pressure detection mechanism 512 is provided in the communication passage 523. Furthermore, the opening 521 includes openings 5211 and 5212. The opening 5211 is connected to the communication passage 522, and the opening 5212 is connected to the communication passage 523.
図5の例では、運転容量が50%の位置にバルブ本体41が存在するときの、ピストン43を構成する面431の位置が所定位置である。ただし、所定位置は、面432の位置でもよく、面431と面432との間でもよい。 In the example of Figure 5, the predetermined position is the position of surface 431 that constitutes piston 43 when valve body 41 is at a position where the operating capacity is 50%. However, the predetermined position may also be the position of surface 432, or it may be between surfaces 431 and 432.
図5には、スライドバルブ4が所定位置に存在する様子が図示される。複数の連通路52は以下のように形成される。即ち、スライドバルブ4が所定位置に存在するときに、複数の連通路52のそれぞれに接続される開口521のうちの少なくとも1つの開口5211がピストン43の一方の側の室131に露出して配置される。これとともに、複数の連通路52のそれぞれに接続される開口521のうちの別の少なくとも1つの開口5212がピストン43の他方の側の室132に露出して配置される。従って、スライドバルブ4の移動時、スライドバルブ4が所定位置に存在するとき、圧力検出機構511は室131の圧力(油FOの圧力)を検出するとともに、圧力検出機構512は室132の圧力(気体FGの圧力)を検出する。 Figure 5 shows the slide valve 4 in a predetermined position. The multiple communication passages 52 are formed as follows. That is, when the slide valve 4 is in a predetermined position, at least one opening 5211 of the openings 521 connected to each of the multiple communication passages 52 is exposed to the chamber 131 on one side of the piston 43. At the same time, at least another opening 5212 of the openings 521 connected to each of the multiple communication passages 52 is exposed to the chamber 132 on the other side of the piston 43. Therefore, when the slide valve 4 moves and the slide valve 4 is in a predetermined position, the pressure detection mechanism 511 detects the pressure in the chamber 131 (the pressure of the oil FO), and the pressure detection mechanism 512 detects the pressure in the chamber 132 (the pressure of the gas FG).
スライドバルブ4が所定位置に存在するとき、開口5211,5212は、何れも全体が室13に露出するのではなく、何れも一部のみが露出する。露出の程度としては、圧力検出機構511が室131の油FOの圧力を、圧力検出機構512が室132の気体FGの圧力を、それぞれ検出可能な程度に開口していればよい。ただし、露出の程度が小さい方が、所定位置に至ったことを速やかに検出できる。 When the slide valve 4 is in the predetermined position, neither the entire opening 5211 nor the opening 5212 is exposed to the chamber 13, but only a portion of each. The degree of exposure is sufficient so that the pressure detection mechanism 511 can detect the pressure of the oil FO in chamber 131, and the pressure detection mechanism 512 can detect the pressure of the gas FG in chamber 132. However, a smaller degree of exposure makes it possible to more quickly detect that the predetermined position has been reached.
また、連通路522と連通路523との間には、ケーシング1の一部を構成する壁55が形成される。壁55のうちの室13に臨む面551は、スライドバルブ4が所定位置に存在するとき、ピストン43の周面433と接触する。このため、室131と室132との間での油FO及び気体FGの流出が抑制される。 A wall 55, which constitutes part of the casing 1, is formed between the communication passages 522 and 523. The surface 551 of the wall 55 facing the chamber 13 comes into contact with the peripheral surface 433 of the piston 43 when the slide valve 4 is in a predetermined position. This prevents oil FO and gas FG from leaking between the chambers 131 and 132.
図6は、図5に示す圧縮機本体10において、運転容量が大きくなるようにスライドバルブ4が移動して所定位置に至った状態を示す図である。図6には、移動前のスライドバルブ4(特にピストン43)の位置が二点鎖線で図示される。 Figure 6 shows the state in which the slide valve 4 has moved to a predetermined position in the compressor body 10 shown in Figure 5 to increase the operating capacity. In Figure 6, the position of the slide valve 4 (particularly the piston 43) before movement is shown by a two-dot chain line.
ピストン43が図6に示す二点鎖線の位置に存在したとき、圧力検出機構511,512は、いずれも、室131の圧力(油FOの圧力)を検出した。この状態でスライドバルブ4が紙面左方向(吸入口側)に移動し、ピストン43が所定位置(図6で実線で示す位置)に至ると、圧力検出機構511は室131の圧力を検出したままで、圧力検出機構512は、室131ではなく室132の圧力を検出する。即ち、スライドバルブ4の移動中、例えばピストン43の周面433が所定位置に至る直前に(至るときに)、開口5212が室132に露出する。これにより、連通路523と室132とが連通し、圧力検出機構512が、室131の圧力(例えば相対的に高圧)から室132の圧力(例えば相対的に低圧)への圧力変化を検出する。そして、当該圧力変化を検出したときにスライドバルブ4が所定位置に至ったと考えることができ、例えば運転容量が50%であると判断できる。 When the piston 43 was positioned as shown by the two-dot chain line in Figure 6, both pressure detection mechanisms 511 and 512 detected the pressure in chamber 131 (oil FO pressure). In this state, when the slide valve 4 moved leftward (toward the suction port) and the piston 43 reached a predetermined position (the position shown by the solid line in Figure 6), the pressure detection mechanism 511 continued to detect the pressure in chamber 131, while the pressure detection mechanism 512 detected the pressure in chamber 132, not chamber 131. That is, during the movement of the slide valve 4, for example, just before (or when) the circumferential surface 433 of the piston 43 reached the predetermined position, the opening 5212 was exposed to chamber 132. This established communication between the communication passage 523 and chamber 132, and the pressure detection mechanism 512 detected a pressure change from the pressure in chamber 131 (e.g., a relatively high pressure) to the pressure in chamber 132 (e.g., a relatively low pressure). When this pressure change is detected, it can be assumed that the slide valve 4 has reached a predetermined position, and it can be determined that the operating capacity is, for example, 50%.
図7は、図5に示す圧縮機本体10において、運転容量が小さくなるようにスライドバルブ4が移動して所定位置に至った状態を示す図である。上記図6の場合とは反対に、ピストン43が図6に示す二点鎖線の位置に存在したとき、圧力検出機構511,512は、いずれも、室132の圧力(気体FGの圧力)を検出した。この状態でスライドバルブ4が紙面右方向(吐出口側)に移動し、ピストン43が所定位置(図7で実線で示す位置)に至ると、圧力検出機構512は室132の圧力を検出したままで、圧力検出機構511は、室132ではなく室131の圧力を検出する。即ち、スライドバルブ4の移動中、例えばピストン43の面431が所定位置に至る直前に(至るときに)、開口5211が室131に露出する。これにより、連通路522と室131とが連通し、圧力検出機構511が、室132の圧力(例えば相対的に低圧)から室131の圧力(例えば相対的に高圧)への圧力変化を検出する。そして、当該圧力変化を検出したときにスライドバルブ4が所定位置に至ったと考えることができ、例えば運転容量が50%であると判断できる。 Figure 7 shows the state in which the slide valve 4 in the compressor body 10 shown in Figure 5 has moved to a predetermined position to reduce the operating capacity. Contrary to the case in Figure 6 above, when the piston 43 was in the position indicated by the two-dot chain line in Figure 6, both pressure detection mechanisms 511 and 512 detected the pressure in chamber 132 (the pressure of gas FG). In this state, when the slide valve 4 moved to the right (toward the discharge port) and the piston 43 reached a predetermined position (the position indicated by the solid line in Figure 7), the pressure detection mechanism 512 continued to detect the pressure in chamber 132, while the pressure detection mechanism 511 detected the pressure in chamber 131, not chamber 132. That is, during the movement of the slide valve 4, for example, just before (or when) the face 431 of the piston 43 reaches the predetermined position, the opening 5211 is exposed to chamber 131. This connects the communication passage 522 to the chamber 131, and the pressure detection mechanism 511 detects a change in pressure from the pressure in chamber 132 (e.g., a relatively low pressure) to the pressure in chamber 131 (e.g., a relatively high pressure). When this pressure change is detected, it can be assumed that the slide valve 4 has reached a predetermined position, and it can be determined that the operating capacity is, for example, 50%.
これらのように、圧力検出機構511,512は、スライドバルブ4が所定位置に至るときに、室131の圧力から室132の圧力への、又は、室132の圧力から室131の圧力への圧力変化を検出する。そして、当該検出により、スライドバルブ4が所定位置に至ったことを検出できる。従って、運転容量の増加又は減少によらず、スライドバルブ4の所定位置の通過を検出できる。 In this way, the pressure detection mechanisms 511, 512 detect a change in pressure from chamber 131 to chamber 132, or from chamber 132 to chamber 131, when the slide valve 4 reaches a predetermined position. This detection makes it possible to detect that the slide valve 4 has reached a predetermined position. Therefore, it is possible to detect that the slide valve 4 has passed through the predetermined position regardless of whether the operating capacity increases or decreases.
なお、連通路52の数は図示の例の2つに限定されず、3つ以上でもよい。 The number of communication passages 52 is not limited to two as shown in the example, and may be three or more.
図8は、本開示の冷凍サイクル装置200の斜視図である。冷凍サイクル装置200は、本開示の例では、冷水を生成可能な、水冷式のスクリューチラーユニットである。冷凍サイクル装置200は、スクリュー圧縮機100と、凝縮器101と、膨張機構102(膨張弁等)と、蒸発器103と、スクリュー圧縮機100を制御する制御盤104と、を備える。図示の例では、スクリュー圧縮機100に備えられる演算装置20は、制御盤104に備えられる。一方で、スクリュー圧縮機100に備えられる圧縮機本体10は、制御盤104に近接して備えられる。ただし、演算装置20は、圧縮機本体10と一体に備えられてもよい。 Figure 8 is a perspective view of a refrigeration cycle apparatus 200 of the present disclosure. In the example of the present disclosure, the refrigeration cycle apparatus 200 is a water-cooled screw chiller unit capable of producing chilled water. The refrigeration cycle apparatus 200 includes a screw compressor 100, a condenser 101, an expansion mechanism 102 (such as an expansion valve), an evaporator 103, and a control panel 104 that controls the screw compressor 100. In the example shown, the computing device 20 included in the screw compressor 100 is provided on the control panel 104. Meanwhile, the compressor main body 10 included in the screw compressor 100 is provided adjacent to the control panel 104. However, the computing device 20 may also be provided integrally with the compressor main body 10.
図9は、本開示の冷凍サイクル装置200の系統図である。圧縮機本体10と、凝縮器101と、膨張機構102と、蒸発器103との間を冷媒配管105を通じて冷媒が循環する(流れる)ことで、冷凍サイクルが構成される。これらのうち、本開示の例では、凝縮器101が熱源側熱交換器であり、蒸発器103が利用側熱交換器である。ただし、組み合わせはこれに限定されず、凝縮器101又は蒸発器103のうちの一方の熱交換器が熱源側熱交換器であり、他方の熱交換器が利用側熱交換器であればよい。 Figure 9 is a system diagram of the refrigeration cycle apparatus 200 of the present disclosure. A refrigeration cycle is formed by circulating (flowing) refrigerant through refrigerant piping 105 between the compressor main body 10, condenser 101, expansion mechanism 102, and evaporator 103. In the example of the present disclosure, the condenser 101 is the heat source side heat exchanger, and the evaporator 103 is the user side heat exchanger. However, the combination is not limited to this, and it is sufficient that one of the heat exchangers, the condenser 101 or the evaporator 103, is the heat source side heat exchanger and the other is the user side heat exchanger.
圧縮機本体10で圧縮された冷媒は、冷媒配管105を通じて凝縮器101(熱源側熱交換器)に流入する。凝縮器101では、冷媒が有する熱を放熱するための冷却水と、冷媒とが熱交換される。これにより、凝縮器101において冷媒が降温する。降温した冷媒は、冷媒配管105を通じて膨張機構102に流入し、冷媒は、膨張機構102で膨張し、更に降温する。降温後の冷媒は、冷媒配管105を通じ、蒸発器103(利用側熱交換器)に流入する。蒸発器103では、降温した冷媒によって水が冷却され、需要者に供給される冷水が得られる。水を冷却し昇温した冷媒は、圧縮機本体10に戻される。 The refrigerant compressed in the compressor main body 10 flows into the condenser 101 (heat source side heat exchanger) through the refrigerant piping 105. In the condenser 101, the refrigerant exchanges heat with cooling water, which dissipates the heat contained in the refrigerant. This causes the refrigerant to cool in the condenser 101. The cooled refrigerant flows into the expansion mechanism 102 through the refrigerant piping 105, where it expands and further cools. After cooling, the refrigerant flows into the evaporator 103 (user side heat exchanger) through the refrigerant piping 105. In the evaporator 103, the cooled refrigerant cools water, producing chilled water that is supplied to consumers. The refrigerant, which has cooled the water and raised its temperature, is returned to the compressor main body 10.
図10は、演算装置20に備えられるデータベース27を示す図である。データベース27は、第1温度と第2温度とに紐づく上記電流値の規定値を記録したものである。第1温度は、凝縮器101(熱源側熱交換器)で冷媒と熱交換された冷却水(流体の一例)の温度の実測値(実温度)である。第2温度は、蒸発器103(利用側熱交換器)で冷媒と熱交換された冷水(流体の一例)の温度の実測値(実温度)である。 Figure 10 is a diagram showing the database 27 provided in the computing device 20. The database 27 records the specified values of the above-mentioned current values linked to the first temperature and the second temperature. The first temperature is the actual measured value (actual temperature) of the temperature of the cooling water (an example of a fluid) that has undergone heat exchange with the refrigerant in the condenser 101 (heat source side heat exchanger). The second temperature is the actual measured value (actual temperature) of the temperature of the chilled water (an example of a fluid) that has undergone heat exchange with the refrigerant in the evaporator 103 (use side heat exchanger).
第1温度は、例えば、凝縮器101で冷媒を冷却するために使用された(使用済みの)冷却水の温度であり、凝縮器101の出口温度の実測値でもある。第1温度は、例えば、凝縮器101の冷却水流れ下流側に設置された温度センサ111により測定できる。図10に示すデータベース27では、横軸の項目が第1温度であり、例えば温度T1~T10が記録される。 The first temperature is, for example, the temperature of the (used) cooling water used to cool the refrigerant in the condenser 101, and is also the actual measured value of the outlet temperature of the condenser 101. The first temperature can be measured, for example, by a temperature sensor 111 installed downstream of the cooling water flow in the condenser 101. In the database 27 shown in Figure 10, the horizontal axis represents the first temperature, and temperatures T1 to T10 are recorded, for example.
第2温度は、蒸発器103において冷媒によって冷却されることで得られた冷水(需要者に供給される冷水)の温度であり、蒸発器103の出口温度の実測値でもある。第2温度は、例えば、蒸発器103の冷水流れ下流側に設置された温度センサ112により測定できる。データベース27では、縦軸の項目が第2温度であり、例えば温度T11~T20が記録される。なお、本開示では、冷水と冷却水とは、似た名称ではあるが、異なる水である。 The second temperature is the temperature of the chilled water (chilled water supplied to consumers) obtained by cooling with the refrigerant in the evaporator 103, and is also the actual measured value of the outlet temperature of the evaporator 103. The second temperature can be measured, for example, by a temperature sensor 112 installed downstream of the chilled water flow in the evaporator 103. In the database 27, the vertical axis item is the second temperature, and temperatures T11 to T20, for example, are recorded. Note that in this disclosure, chilled water and cooling water are different types of water, although they have similar names.
データベース27では、上記のように、圧縮機本体10に流れる電流値の規定値と、第1温度及び第2温度とが紐づく。例えば、第1温度がT1のとき、第2温度T11~T20のそれぞれに対応して、既定の電流値(既定値)A1、A11、A21…、A71、A81、A91が紐づけられる。従って、第1温度及び第2温度が決定されれば、データベース27に記録された電流値の既定値が決定される。 In database 27, as described above, the specified value of the current flowing through compressor main body 10 is linked to the first and second temperatures. For example, when the first temperature is T1, predetermined current values (default values) A1, A11, A21..., A71, A81, and A91 are linked to each of second temperatures T11 to T20. Therefore, once the first and second temperatures are determined, the default current values recorded in database 27 are determined.
データベース27に記録された電流値は、冷却水温度として第1温度、及び、冷水温度として第2温度毎に記録された「既定値」(初期値、理論値、推測値等ともいう)である。また、データベース27に記録された電流値は、予め実験、シミュレーション、試運転等によって決定された、運転容量が100%のときの電流値(例えば実験値)でもある。従って、運転容量100%で運転される圧縮機本体10に流れる電流値は、実測した第1温度及び第2温度に応じて、通常は、データベース27に記録された電流値になる。 The current values recorded in database 27 are "default values" (also referred to as initial values, theoretical values, estimated values, etc.) recorded for each of the first temperature as the cooling water temperature and the second temperature as the chilled water temperature. The current values recorded in database 27 are also current values (e.g., experimental values) at 100% operating capacity that have been determined in advance through experiments, simulations, trial runs, etc. Therefore, the current value flowing through compressor main body 10 operating at 100% operating capacity is normally the current value recorded in database 27, depending on the actually measured first and second temperatures.
一方で、運転容量が100%未満になれば、それに伴い、圧縮機本体10に流れる電流値も、データベース27に記録された電流値よりも小さくなる。ただし、電流値は常に同じ傾向で(例えば線形的に)小さくなるわけではなく、上記のように、運転容量が所定値(例えば50%)を境に、減少の傾向(相関)が変化する。そこで、検出機構5を使用して運転容量が所定値以上か所定値未満であるかを判断し、その判断結果に応じて、異なる現象の傾向を示す第1相関又は第2相関が使い分けられる。これにより、スライドバルブ4の位置に応じて使い分けられた第1相関又は第2相関を使用して、運転容量を精度よく決定できる。 On the other hand, if the operating capacity falls below 100%, the current value flowing through the compressor main body 10 will also become smaller than the current value recorded in the database 27. However, the current value does not always decrease in the same manner (e.g., linearly); as described above, the decreasing trend (correlation) changes once the operating capacity reaches a predetermined value (e.g., 50%). Therefore, the detection mechanism 5 is used to determine whether the operating capacity is above or below a predetermined value, and depending on the determination result, either the first correlation or the second correlation, which indicates the tendency of different phenomena, is used. This allows the operating capacity to be determined accurately using the first correlation or the second correlation, which is used depending on the position of the slide valve 4.
このように、演算装置20は、第1温度及び第2温度とデータベース27とから、実測した第1温度及び第2温度に紐づく既定の電流値、即ち既定値を決定する。更に、演算装置20は、検出機構5により検出されたスライドバルブ4の位置に基づき、本開示の相関のうちの第1相関又は第2相関の何れを使用するかを決定する。そして、演算装置20は、決定した既定値と、圧縮機本体10に流れる電流値の実測値と、使用を決定した第1相関又は第2相関と、から運転容量を決定する。このようにして運転容量を決定することで、運転容量の決定精度を向上できる。 In this way, the calculation device 20 determines a predetermined current value associated with the actually measured first and second temperatures, i.e., a predetermined value, based on the first and second temperatures and the database 27. Furthermore, the calculation device 20 determines whether to use the first correlation or the second correlation of the present disclosure based on the position of the slide valve 4 detected by the detection mechanism 5. The calculation device 20 then determines the operating capacity from the determined predetermined value, the actually measured value of the current flowing through the compressor main body 10, and the first correlation or the second correlation that has been determined to be used. By determining the operating capacity in this manner, the accuracy of determining the operating capacity can be improved.
本開示では、スライドバルブ4の移動可能方向の全体におけるスライドバルブ4の存在位置(移動時の通過の有無)を常に把握しなくてもよい。そして、例えば運転容量50%等の所定位置を通過したかどうか、即ち、スライドバルブ4が所定位置に存在するか否かを把握することで、運転容量を精度よく決定できる。これにより、運転容量を簡便に決定できる。 In this disclosure, it is not necessary to constantly grasp the position of the slide valve 4 throughout its entire range of movement (whether it passes through any point during movement). By grasping whether it has passed a predetermined position, such as 50% operating capacity, i.e., whether the slide valve 4 is in the predetermined position, the operating capacity can be accurately determined. This allows for easy determination of the operating capacity.
本開示のスクリュー圧縮機100を適用可能な冷凍サイクル装置200は、水冷式のチラーユニットに限定されず、例えば空冷式のチラーユニット、冷凍機、ショーケース、空気調和機等でもよい。従って、冷凍サイクル装置200が例えば空冷式のチラーユニットである場合、上記第1温度は外気温度とすることができる。また、例えば冷凍サイクル装置200が例えば冷凍機である場合、上記第2温度は、例えば冷凍室に供給される冷気温度とすることができる。このように、第1温度及び第2温度の測定対象となる流体は、液体又は気体の何れでもよいし、液体は水に限定されず、気体も空気に限定されない。 The refrigeration cycle device 200 to which the screw compressor 100 of the present disclosure can be applied is not limited to a water-cooled chiller unit, but may also be, for example, an air-cooled chiller unit, a refrigerator, a showcase, an air conditioner, etc. Therefore, if the refrigeration cycle device 200 is, for example, an air-cooled chiller unit, the first temperature may be the outside air temperature. Also, if the refrigeration cycle device 200 is, for example, a refrigerator, the second temperature may be, for example, the temperature of cold air supplied to the freezer compartment. In this way, the fluid to be measured for the first and second temperatures may be either a liquid or a gas, and the liquid is not limited to water, and the gas is not limited to air.
また、スクリュー圧縮機100で圧縮される気体は冷媒に限定されず、例えば空気、窒素等の気体でもよい。 Furthermore, the gas compressed by the screw compressor 100 is not limited to a refrigerant, but may be other gases such as air or nitrogen.
1 ケーシング
10 圧縮機本体
100 スクリュー圧縮機
101 凝縮器
102 膨張機構
103 蒸発器
104 制御盤
105 冷媒配管
11 圧縮室
111 温度センサ
112 温度センサ
12 室
13 室
131 室
132 室
2 スクリューロータ
20 演算装置
200 冷凍サイクル装置
21 弁
22 弁
23 弁
24 流路
25 開口
26 報知装置
27 データベース
3 バイパス流路
4 スライドバルブ
41 バルブ本体
42 ロッド
43 ピストン
431 面
432 面
433 周面
5 検出機構
51 圧力検出機構
511 圧力検出機構
512 圧力検出機構
52 連通路
521 開口
5211 開口
5212 開口
522 連通路
523 連通路
55 壁
REFRIGERATION CYCLE DEVICE 20 Calculation device 200 Refrigeration cycle device 21 Valve 22 Valve 23 Valve 24 Flow path 25 Opening 26 Notification device 27 Database 3 Bypass flow path 4 Slide valve 41 Valve body 42 Rod 43 Piston 431 Surface 432 Surface 433 Circumferential surface 5 Detection mechanism 51 Pressure detection mechanism 511 Pressure detection mechanism 512 Pressure detection mechanism 52 Communication path 521 Opening 5211 Opening 5212 Opening 522 Communication path 523 Communication path 55 Wall
Claims (10)
圧縮機本体と演算装置とを備え、
前記圧縮機本体は、
ケーシングと、
前記ケーシング内で回転駆動されるスクリューロータと、
前記ケーシングと前記スクリューロータとの間に形成される圧縮室から前記圧縮室の吸入側に連通するバイパス流路と、
前記バイパス流路の開度を調整するように移動可能なスライドバルブと、
前記スライドバルブの移動可能範囲で前記スライドバルブの移動時に前記スライドバルブが所定位置を通過したことを検出する検出機構と、を備え、
前記演算装置は、
前記圧縮機本体に流れる電流値と前記圧縮機本体の運転容量との相関を有し、
前記相関は、前記スライドバルブの移動可能範囲において前記スライドバルブが前記所定位置を基準とする一方側に存在するときに使用される第1相関と、他方側に存在するときに使用される第2相関とを含み、
前記検出機構により検出された前記スライドバルブの位置に基づき、前記第1相関又は前記第2相関の何れを使用するかを決定し、前記圧縮機本体に流れる電流値と、決定した前記第1相関又は前記第2相関とから運転容量を決定する
ことを特徴とするスクリュー圧縮機。 A screw compressor used in an operating capacity range including 0% to 20% of the operating capacity,
The compressor includes a compressor body and a computing device.
The compressor body includes:
A casing;
a screw rotor that is rotationally driven within the casing;
a bypass flow path communicating from a compression chamber formed between the casing and the screw rotor to a suction side of the compression chamber;
a slide valve that is movable to adjust the opening degree of the bypass flow path;
a detection mechanism that detects that the slide valve has passed a predetermined position when the slide valve moves within a movable range of the slide valve,
The computing device
There is a correlation between the current value flowing through the compressor body and the operating capacity of the compressor body,
the correlations include a first correlation used when the slide valve is located on one side of the predetermined position within the movable range of the slide valve, and a second correlation used when the slide valve is located on the other side ,
Whether to use the first correlation or the second correlation is determined based on the position of the slide valve detected by the detection mechanism, and an operating capacity is determined based on the value of the current flowing through the compressor body and the determined first correlation or the determined second correlation.
A screw compressor characterized by:
前記スライドバルブの位置は油圧によって制御されるとともに、前記スライドバルブは、前記圧縮機本体によって圧縮される気体が接触するバルブ本体と、前記バルブ本体に接続され前記バルブ本体が収容される室とは異なる室に収容されるピストンとを備え、
前記検出機構は、前記ピストンの位置を検出することで、前記スライドバルブが所定位置を通過したことを検出する
ことを特徴とするスクリュー圧縮機。 2. The screw compressor according to claim 1,
a position of the slide valve is controlled by hydraulic pressure, and the slide valve includes a valve body that comes into contact with the gas compressed by the compressor body, and a piston that is connected to the valve body and is housed in a chamber different from a chamber in which the valve body is housed,
The screw compressor, wherein the detection mechanism detects that the slide valve has passed a predetermined position by detecting a position of the piston.
前記検出機構は、前記ピストンを収容する室の内外を連通する連通路に設置された圧力検出機構である
ことを特徴とするスクリュー圧縮機。 3. The screw compressor according to claim 2,
The screw compressor, wherein the detection mechanism is a pressure detection mechanism installed in a communication passage that communicates the inside and outside of the chamber that accommodates the piston.
前記連通路が複数備えられているとともに、前記圧力検出機構が前記連通路毎に備えられ、
前記スライドバルブが前記所定位置に存在するときに、
複数の前記連通路のそれぞれに接続される開口のうちの少なくとも1つの開口が前記ピストンの一方の側の室に露出して配置されるとともに、
複数の前記連通路のそれぞれに接続される開口のうちの別の少なくとも1つの開口が前記ピストンの他方の側の室に露出して配置されるように、
複数の前記連通路が形成される
ことを特徴とするスクリュー圧縮機。 4. The screw compressor according to claim 3,
a plurality of communication passages are provided, and the pressure detection mechanism is provided for each of the communication passages;
When the slide valve is in the predetermined position,
At least one of the openings connected to each of the plurality of communication passages is disposed to be exposed to a chamber on one side of the piston,
at least one other opening among the openings connected to each of the plurality of communication passages is disposed so as to be exposed to a chamber on the other side of the piston,
A screw compressor, characterized in that a plurality of the communication passages are formed.
前記所定位置は、前記相関の傾向が変化する位置である
ことを特徴とするスクリュー圧縮機。 The screw compressor according to any one of claims 1 to 4,
The screw compressor, wherein the predetermined position is a position where a tendency of the correlation changes.
前記第1相関は、前記運転容量の増加に対して前記電流値が第1傾向で増加する相関であり、
前記第2相関は、前記運転容量の増加に対して前記電流値が前記第1傾向とは異なる第2傾向で増加する相関である
ことを特徴とするスクリュー圧縮機。 The screw compressor according to any one of claims 1 to 4,
the first correlation is a correlation in which the current value increases with a first tendency as the operating capacity increases,
the second correlation is a correlation in which the current value increases with a second trend different from the first trend as the operating capacity increases.
前記演算装置は、前記運転容量が所定容量のときの前記相関から決定された前記電流値の既定値と、前記運転容量が前記所定容量であるときの前記電流値の実測値とに基づいて、前記相関を修正する
ことを特徴とするスクリュー圧縮機。 The screw compressor according to any one of claims 1 to 4,
the calculation device corrects the correlation based on a preset value of the current value determined from the correlation when the operating capacity is a predetermined capacity and an actual measured value of the current value when the operating capacity is the predetermined capacity.
前記演算装置は、前記既定値と前記実測値との差分が所定閾値を超えたときに報知装置に報知する
ことを特徴とするスクリュー圧縮機。 8. The screw compressor according to claim 7,
The screw compressor, wherein the arithmetic unit notifies an alarm device when a difference between the preset value and the actual measured value exceeds a predetermined threshold.
前記スクリュー圧縮機は、運転容量が0%~20%を含む運転容量の範囲で使用され、圧縮機本体と演算装置とを備え、
前記圧縮機本体は、
ケーシングと、
前記ケーシング内で回転駆動されるスクリューロータと、
前記ケーシングと前記スクリューロータとの間に形成される圧縮室から前記圧縮室の吸入側に連通するバイパス流路と、
前記バイパス流路の開度を調整するように移動可能なスライドバルブと、
前記スライドバルブの移動可能範囲で前記スライドバルブの移動時に前記スライドバルブが所定位置を通過したことを検出する検出機構と、を備え、
前記演算装置は、
前記圧縮機本体に流れる電流値と前記圧縮機本体の運転容量との相関を有し、
前記相関は、前記スライドバルブの移動可能範囲において前記スライドバルブが前記所定位置を基準とする一方側に存在するときに使用される第1相関と、他方側に存在するときに使用される第2相関とを含み、
前記検出機構により検出された前記スライドバルブの位置に基づき、前記第1相関又は前記第2相関の何れを使用するかを決定し、前記圧縮機本体に流れる電流値と、決定した前記第1相関又は前記第2相関とから運転容量を決定する
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。 The compressor includes a screw compressor, a condenser, an expansion mechanism, and an evaporator.
The screw compressor is used in an operating capacity range including 0% to 20% and includes a compressor body and a computing device;
The compressor body includes:
A casing;
a screw rotor that is rotationally driven within the casing;
a bypass flow path communicating from a compression chamber formed between the casing and the screw rotor to a suction side of the compression chamber;
a slide valve that is movable to adjust the opening degree of the bypass flow path;
a detection mechanism that detects that the slide valve has passed a predetermined position when the slide valve moves within a movable range of the slide valve,
The computing device
There is a correlation between the current value flowing through the compressor body and the operating capacity of the compressor body,
the correlations include a first correlation used when the slide valve is located on one side of the predetermined position within the movable range of the slide valve, and a second correlation used when the slide valve is located on the other side ,
Whether to use the first correlation or the second correlation is determined based on the position of the slide valve detected by the detection mechanism, and an operating capacity is determined based on the value of the current flowing through the compressor body and the determined first correlation or the determined second correlation.
A refrigeration cycle device characterized by:
前記スクリュー圧縮機は、圧縮機本体と演算装置とを備え、
前記圧縮機本体は、
ケーシングと、
前記ケーシング内で回転駆動されるスクリューロータと、
前記ケーシングと前記スクリューロータとの間に形成される圧縮室から前記圧縮室の吸入側に連通するバイパス流路と、
前記バイパス流路の開度を調整するように移動可能なスライドバルブと、
前記スライドバルブの移動可能範囲で前記スライドバルブの移動時に前記スライドバルブが所定位置を通過したことを検出する検出機構と、を備え、
前記演算装置は、
前記圧縮機本体に流れる電流値と前記圧縮機本体の運転容量との相関を有し、
前記相関は、前記スライドバルブの移動可能範囲において前記スライドバルブが前記所定位置を基準とする一方側に存在するときに使用される第1相関と、他方側に存在するときに使用される第2相関とを含み、
前記熱源側熱交換器で冷媒と熱交換された流体の温度の実測値である第1温度と、前記利用側熱交換器で前記冷媒と熱交換された流体の温度の実測値である第2温度と、に紐づく前記電流値の既定値を記録したデータベースを備え、
前記第1温度及び前記第2温度と前記データベースとから前記既定値を決定し、
前記検出機構により検出されたスライドバルブの位置に基づき、前記第1相関又は前記第2相関の何れを使用するかを決定し、
決定した前記既定値と前記圧縮機本体に流れる電流値の実測値と決定した前記第1相関又は前記第2相関と、から前記運転容量を決定する
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。 The system includes a screw compressor, a condenser, an expansion mechanism, and an evaporator, and a refrigerant circulates between a heat source side heat exchanger, which is one of the heat exchangers of the condenser or the evaporator, and a user side heat exchanger, which is the other heat exchanger.
The screw compressor includes a compressor body and a computing device,
The compressor body includes:
A casing;
a screw rotor that is rotationally driven within the casing;
a bypass flow path communicating from a compression chamber formed between the casing and the screw rotor to a suction side of the compression chamber;
a slide valve that is movable to adjust the opening degree of the bypass flow path;
a detection mechanism that detects that the slide valve has passed a predetermined position when the slide valve moves within a movable range of the slide valve,
The computing device
There is a correlation between the current value flowing through the compressor body and the operating capacity of the compressor body,
the correlations include a first correlation used when the slide valve is located on one side of the predetermined position within the movable range of the slide valve, and a second correlation used when the slide valve is located on the other side,
a database that records predetermined values of the current value associated with a first temperature that is an actual measurement value of the temperature of a fluid that has undergone heat exchange with the refrigerant in the heat source side heat exchanger and a second temperature that is an actual measurement value of the temperature of a fluid that has undergone heat exchange with the refrigerant in the user side heat exchanger;
determining the predetermined value from the first temperature, the second temperature and the database;
determining whether to use the first correlation or the second correlation based on the position of the slide valve detected by the detection mechanism;
the operating capacity is determined from the determined preset value and the first correlation or the second correlation determined between an actual measurement value of a current flowing through the compressor body.
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| JP2023214642A JP7716465B2 (en) | 2023-12-20 | 2023-12-20 | Screw compressor and refrigeration cycle device |
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| JP2023214642A JP7716465B2 (en) | 2023-12-20 | 2023-12-20 | Screw compressor and refrigeration cycle device |
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