特許 6886772 液冷式圧縮機及びその運転方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6886772

(24)【登録日】2021年5月19日

(45)【発行日】2021年6月16日

(54)【発明の名称】液冷式圧縮機及びその運転方法

(51)【国際特許分類】

   F04B 39/10 20060101AFI20210603BHJP

   F04B 49/03 20060101ALI20210603BHJP

   F04C 28/06 20060101ALI20210603BHJP

【ＦＩ】

   F04B39/10 A

   F04B49/03 331

   F04C28/06 E

【請求項の数】2

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-245094(P2015-245094)

(22)【出願日】2015年12月16日

(65)【公開番号】特開2017-110545(P2017-110545A)

(43)【公開日】2017年6月22日

【審査請求日】2017年9月1日

【審判番号】不服2019-7754(P2019-7754/J1)

【審判請求日】2019年6月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100111039

【弁理士】

【氏名又は名称】前堀 義之

(72)【発明者】

【氏名】坂口 広宣

(72)【発明者】

【氏名】星川 明

(72)【発明者】

【氏名】小村 一雄

【合議体】

【審判長】 佐々木 芳枝

【審判官】 神山 貴行

【審判官】 関口 哲生

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−２３００５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５７−１３７７８３（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

F04B 39/10

F04B 49/03

F04C 28/06

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸込流路及び吐出流路の間に配設される圧縮機本体と、
前記吸込流路に設けられ被圧縮ガスが導入される吸込調整弁と、
前記吐出流路から分岐され、下流側において前記吸込調整弁の２次側に位置する前記吸込流路に接続される戻し流路と、
前記戻し流路に設けられ、前記吸込調整弁の閉止に伴い開かれる開閉弁と、
前記開閉弁よりも下流側に位置する前記戻し流路において分岐される大気開放流路と、
前記大気開放流路に設けられた絞り部と、を備え、
前記絞り部は、前記吸込調整弁が閉止してプリロード運転が行われているときにおいて、前記大気開放流路の前記戻し流路側の圧力を大気圧よりも高い所定の正圧に保つとともに、前記吸込流路の本体吸込側において平衡状態が形成されたときの本体側吸込圧を大気圧以下であって前記吸込調整弁が開いたときに生じる前記吸込調整弁からの破裂音を回避する下限負圧を上回る圧力になるように設定された流路を備えており、
前記吐出流路の本体吐出側には液分離回収器が設けられ、前記液分離回収器よりも下流側に位置する前記吐出流路が、前記戻し流路に分岐されており、
弁制御流路が、前記開閉弁よりも上流側に位置する前記戻し流路と分岐されているとともに、当該開閉弁よりも上流側に位置する前記戻し流路と分岐した下流側において前記吸込調整弁の開閉を制御するための開弁流路および閉弁流路に通じる三方弁に接続されている、液冷式圧縮機。

【請求項2】

吸込流路及び吐出流路の間に配設される圧縮機本体と、
前記吸込流路に設けられ被圧縮ガスが導入される吸込調整弁と、
前記吐出流路から分岐され、下流側において前記吸込調整弁の２次側に位置する前記吸込流路に接続される戻し流路と、
前記戻し流路に設けられる開閉弁と、
前記開閉弁よりも下流側に位置する前記戻し流路において分岐される大気開放流路と、
前記大気開放流路に設けられた絞り部と、を備えており、
前記吐出流路の本体吐出側には液分離回収器が設けられ、前記液分離回収器よりも下流側に位置する前記吐出流路が、前記戻し流路に分岐されており、
弁制御流路が、前記開閉弁よりも上流側に位置する前記戻し流路と分岐されているとともに、当該開閉弁よりも上流側に位置する前記戻し流路と分岐した下流側において前記吸込調整弁の開閉を制御するための開弁流路および閉弁流路に通じる三方弁に接続されている、液冷式圧縮機の運転方法であって、
前記吸込調整弁が閉じられるとともに前記開閉弁が開かれて、
前記吸込調整弁が閉止してプリロード運転が行われているときにおいて、前記大気開放流路の前記戻し流路側の圧力を前記絞り部で大気圧よりも高い所定の正圧に保ちながら、且つ、前記吸込流路の本体吸込側において平衡状態が形成されたときの本体側吸込圧を前記絞り部で大気圧以下であって前記吸込調整弁が開いたときに生じる前記吸込調整弁からの破裂音を回避する下限負圧を上回る圧力にしながら、前記吐出流路を流れる圧縮ガスが、前記戻し流路を介して前記吸込流路に戻されるように運転される、液冷式圧縮機の運転方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液冷式圧縮機及びその運転方法に関する。

【背景技術】

【0002】

圧縮機本体の吸込側に吸込調整弁を備え、吐出側に大気開放流路を備えた液冷式圧縮機では、無負荷運転と負荷運転とに切り替えることにより、吐出容量の調整が行われている。吐出側の圧力が高くなると、吸込調整弁を閉じるとともに大気開放流路を開放する無負荷運転に移行し、吐出側の圧力が低くなると、吸込調整弁を開くとともに大気開放流路を閉じる負荷運転に移行する。

【0003】

無負荷運転が行われると、圧縮機本体のロータ室内の圧力が次第に真空状態に近づいて、圧縮機本体に様々なダメージを与えるようになる。このことを防止するために、種々の方策が検討されている。液冷式圧縮機へのダメージを回避する従来技術として、例えば、特許文献１が公知である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１１−１０７９７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１は、無負荷運転時において吐出口からの圧縮空気を吸入弁に導く無負荷運転時吐出経路の先端部において、戻し通路と逃がし通路とを形成することを開示する。戻し通路が吸入弁の下流側に連通され、逃がし通路が吸入弁の上流側に連通されている。そして、戻し通路の途中には、圧縮空気の流れを絞る絞り部が設けられている。

【0006】

特許文献１の構成では、無負荷運転時に吐出口から吐出された圧縮空気が、無負荷運転時吐出経路に導かれ、その一部が戻し通路を通じてロータ室に戻され、残りの一部が逃がし通路を通して大気中に開放される。

【0007】

特許文献１に開示された技術では、絞り部が戻し通路に設けられ、該絞り部によって、戻し流路を通過する圧縮空気の流れが規制されているため、無負荷運転時において、ロータ室に戻る圧縮空気の流量が少なくなる。他方、逃がし通路からは圧縮空気が比較的多くの流量で流出する。その結果、無負荷運転時においては、圧縮機本体での圧縮動作により、ロータ室内の圧力が望まれない負圧に低下することがある。すなわち、特許文献１の技術では、逃がし通路内の圧力が大気圧まで低下してしまう。そのため、大気圧の空気に対して絞り部で規制された少量の空気をロータ室内に供給する実質的に無負荷運転状態になる。空気の流入により、真空状態になることは緩和される。しかしながら、絞り部で流量が規制されているため、ロータ室内の圧力が、吸入弁を開いたときに大きな破裂音が生じるような望まれない負圧になるのを確実に回避することはできない。

【0008】

したがって、本発明の解決すべき技術的課題は、液冷式圧縮機において、吸込調整弁が閉止しているときにおけるガス圧縮空間内の圧力が、望まれない負圧になるのを確実に回避でき、吸込調整弁を開いたときの騒音を防止することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記技術的課題を解決するために、本発明によれば、以下の液冷式圧縮機が提供される。

【0012】

本発明の液冷式圧縮機は、吸込流路及び吐出流路の間に配設される圧縮機本体と、前記吸込流路に設けられ被圧縮ガスが導入される吸込調整弁と、前記吐出流路から分岐され、下流側において前記吸込調整弁の２次側に位置する前記吸込流路に接続される戻し流路と、前記戻し流路に設けられ、前記吸込調整弁の閉止に伴い開かれる開閉弁と、前記開閉弁よりも下流側に位置する前記戻し流路において分岐される大気開放流路と、前記大気開放流路に設けられた絞り部と、を備え、前記絞り部は、前記吸込調整弁が閉止してプリロード運転が行われているときにおいて、前記大気開放流路の前記戻し流路側の圧力を大気圧よりも高い所定の正圧に保つとともに、前記吸込流路の本体吸込側において平衡状態が形成されたときの本体側吸込圧を大気圧以下であって前記吸込調整弁が開いたときに生じる前記吸込調整弁からの破裂音を回避する下限負圧を上回る圧力になるように設定された流路を備えており、前記吐出流路の本体吐出側には液分離回収器が設けられ、前記液分離回収器よりも下流側に位置する前記吐出流路が、前記戻し流路に分岐されており、弁制御流路が、前記開閉弁よりも上流側に位置する前記戻し流路と分岐されているとともに、当該開閉弁よりも上流側に位置する前記戻し流路と分岐した下流側において前記吸込調整弁の開閉を制御するための開弁流路および閉弁流路に通じる三方弁に接続されていることを特徴とする。

【0013】

上記構成によれば、戻し流路から分岐される大気開放流路に設けられる絞り部が、吸込調整弁が閉止しているときにおける大気開放流路の戻し流路側の圧力を大気圧よりも高い所定の正圧に保つ流路を備えている。したがって、吸込調整弁を開いたときに大きな破裂音が生じるような負圧（望まれない負圧）にならないよう予め絞り部で調整しておくことができる。

【0015】

当該構造によれば、液分離回収器で液の分離された圧縮ガス（例えば、空気）が、戻し流路又は弁制御流路を介して、圧縮機本体又は吸込調整弁に供給される。したがって、圧縮ガス（空気）を供給する流路をそれぞれ別途に設ける場合よりも構成の簡略化がなされる。

【0017】

吸込流路及び吐出流路の間に配設される圧縮機本体と、前記吸込流路に設けられ被圧縮ガスが導入される吸込調整弁と、前記吐出流路から分岐され、下流側において前記吸込調整弁の２次側に位置する前記吸込流路に接続される戻し流路と、前記戻し流路に設けられる開閉弁と、前記開閉弁よりも下流側に位置する前記戻し流路において分岐される大気開放流路と、前記大気開放流路に設けられた絞り部と、を備えており、前記吐出流路の本体吐出側には液分離回収器が設けられ、前記液分離回収器よりも下流側に位置する前記吐出流路が、前記戻し流路に分岐されており、弁制御流路が、前記開閉弁よりも上流側に位置する前記戻し流路と分岐されているとともに、当該開閉弁よりも上流側に位置する前記戻し流路と分岐した下流側において前記吸込調整弁の開閉を制御するための開弁流路および閉弁流路に通じる三方弁に接続されている、液冷式圧縮機の運転方法であって、前記吸込調整弁が閉じられるとともに前記開閉弁が開かれて、前記吸込調整弁が閉止してプリロード運転が行われているときにおいて、前記大気開放流路の前記戻し流路側の圧力を前記絞り部で大気圧よりも高い所定の正圧に保ちながら、且つ、前記吸込流路の本体吸込側において平衡状態が形成されたときの本体側吸込圧を前記絞り部で大気圧以下であって前記吸込調整弁が開いたときに生じる前記吸込調整弁からの破裂音を回避する下限負圧を上回る圧力にしながら、前記吐出流路を流れる圧縮ガスが、前記戻し流路を介して前記吸込流路に戻されるように運転される。当該方法によれば、吸込調整弁を閉じた状態から開いたときの騒音が問題となるような負圧（望まれない負圧）にならないように運転することができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、吸込調整弁が閉止しているときにおける本体側吸込圧が望まれない負圧になることで引き起こされる、吸込調整弁を開いたときの騒音を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の第１実施形態に係る液冷式圧縮機の概略構成を示す図。

【図2】図１に示した液冷式圧縮機の吸込調整弁開度の変化を説明する図。

【図3】図１に示した液冷式圧縮機の本体側吸込圧の変化を説明する図。

【図4】図１に示した液冷式圧縮機の液分離回収器の内圧の変化を説明する図。

【図5】図１に示した液冷式圧縮機の供給圧の変化を説明する図。

【図6】比較例に係る液冷式圧縮機の本体側吸込圧の変化を説明する図。

【図7】比較例に係る液冷式圧縮機の概略構成を示す図。

【図8】本発明の第２実施形態に係る液冷式圧縮機の概略構成を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本発明に係る液冷式圧縮機１について、冷却液として油を用いる油冷式スクリュ圧縮機１を用いた例で説明するが、以下、油冷式スクリュ圧縮機１を単に圧縮機１という。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る圧縮機１及びその運転方法について、図１乃至５を参照しながら説明する。まず、図１を参照しながら圧縮機１の概略構成を説明する。

【0021】

圧縮機１は、圧縮機本体１１と、油分離回収器１３と、吸気調整弁２０と、保圧部１５と、開閉弁１６とを備えている。圧縮機本体１１は、互いに噛み合う雌雄一対のスクリュロータにより、圧縮対象のガスすなわち被圧縮ガス（例えば、空気）を圧縮する。圧縮機１は、互いに噛み合う雌雄一対のスクリュロータが、ロータケーシングに形成されたガス圧縮空間（ロータ室）１９内に収容されている。

【0022】

圧縮機本体１１は、吸込流路１０及び吐出流路１２の間に配設されている。圧縮機本体１１のロータ室１９の吸込側に設けられた吸込口１９Ａには、吸込流路１０が接続されている。吸込流路１０は、図示しない吸込フィルタと吸込口１９Ａとを連通する流路であり、吸込流路１０の途中には吸込調整弁２０が設けられている。ロータ室１９の吐出側に設けられた吐出口１９Ｂには、吐出流路１２が接続されている。吐出流路１２には、液分離回収器（例えば、油分離回収器）１３が配置されている。圧縮機１の場合、圧縮ガスが、冷却液を伴って吐出され、液分離回収器１３によって圧縮ガス及び冷却液に分離される。冷却液の除去された圧縮ガスは、液分離回収器１３の上部に接続された吐出流路１２の部分から吐出され、保圧部１５を通った後、需要設備に供給される。液分離回収器１３で分離された冷却液は、液分離回収器１３の下部に形成される液溜まり部に一旦溜められる。

【0023】

吸気調整弁２０は、ボディ２１と、弁体２４と、ピストンロッドを介して弁体２４に結合されたピストン２８と、バネ２７とを有する。ボディ２１の内部には、流路空間２２とピストン空間２５とが設けられている。ピストン空間２５には、加圧室２５Ａとバネ室２５Ｂとが形成されている。流路空間２２は、吸込流路１０の一部分を構成し、弁体２４によって開閉される。ピストン空間２５は、隔壁２９によって流路空間２２から仕切られて、ピストン２８及びバネ２７を収容する。加圧室２５Ａは、ピストン２８を押し動かす圧力を加えるための空間である。バネ室２５Ｂは、ピストン２８を加圧室２５Ａ側へ付勢するバネ２７を収容するとともに、隔壁２９に設けられた貫通孔とピストンロッドとの間の隙間を介して流路空間２２と連通している。

【0024】

バネ２７が、ピストン２８と隔壁２９との間に設けられ、当該バネ２７によって、ピストン２８が隔壁２９から離れるように、すなわち弁体２４が吸込流路１０を閉じるように付勢されている。したがって、バネ２７の付勢力よりも大きな加圧力が、ピストン２８の加圧室２５Ａ側の受圧面に印加されない場合、吸気調整弁２０が閉状態となる。これにより、起動開始時（液分離回収器１３内が大気圧の状態のとき）の実質的な無負荷運転を可能にする。これに対して、バネ２７の付勢力よりも大きな加圧力が、ピストン２８の加圧室２５Ａ側の受圧面に印加される場合、図１に示すように、吸気調整弁２０が開状態となり、負荷運転を可能にする。

【0025】

吐出流路１２から分岐された戻し流路３５は、その途中で弁制御流路３１にさらに分岐される。弁制御流路３１は、吸込調整弁２０の開閉を制御するための流路であり、三方弁１８によって、加圧室２５Ａに通じる開弁流路３３と、バネ室２５Ｂに通じる閉弁流路３２とに分岐される。図示しない制御部によって、三方弁１８の切換制御が行われる。開弁流路３３が戻し流路３５と連通するように三方弁１８を制御すると、開弁流路３３からの圧縮ガスの圧力がピストン２８に印加される。その結果、加圧室２５Ａの体積が大きくなるように弁体２４が押し動かされ、吸気調整弁２０が開状態になる。閉弁流路３２が開弁流路３３と連通するように三方弁１８を制御すると、開弁流路３３からの圧縮ガスがバネ室２５Ｂと流路空間２２とに流れる。その結果、バネ２７の付勢力がピストン２８に印加されるので、弁体２４が押し上げられて、吸気調整弁２０が閉状態になる。

【0026】

吐出流路１２から分岐された戻し流路３５は、開放分岐ポイント３７において大気開放流路３６にさらに分岐される。弁分岐ポイント３４と開放分岐ポイント３７との間に延在する戻し流路３５には、開閉弁１６が配設されている。戻し流路３５は、吸気調整弁２０の２次側に位置する吸込流路１０に接続されている。本第１実施形態においては、戻し流路３５は、吸気調整弁２０と圧縮機本体１１との間に位置する吸込合流ポイント３８において、吸込流路１０に接続されている。開閉弁１６が開状態になると、吐出流路１２から分岐された戻し流路３５が吸込流路１０と連通する。大気と連通する大気開放流路３６には、大気開放流路３６を流れる圧縮ガスの流量を規制する絞り部１７が設けられている。絞り部１７は、大気開放流路３６を流れる圧縮ガスの流量が、開放分岐ポイント３７から吸込合流ポイント３８までの戻し流路３５を流れる圧縮ガスの流量よりも少なくなるように規制する。絞り部１７は、例えば、オリフィスであり、可変絞り弁又は流量調整弁であってもよい。絞り部１７として可変絞り弁又は流量調整弁を用いた場合は、装置毎の微調整を容易に行うことができる。

【0027】

次に、図２乃至５を参照しながら、圧縮機１の運転方法を説明する。

【0028】

図２は、圧縮機１での吸込調整弁２０の開度の変化を説明する図である。図３は本体側吸込圧Ｐ_１の変化を説明する図である。図４は、液分離回収器１３の内圧Ｐ_２の変化を説明する図である。図５は、保圧部１５の下流側の流路の内圧である圧縮機１の供給圧Ｐ_３の変化を説明する図である。

【0029】

まず、無負荷運転状態で圧縮機本体１１を起動する。そのあと、図２に示すように、吸込調整弁２０を開けることで、Ｔ１の間、負荷運転が行われる。負荷運転の間、吸込流路１０の本体吸込側での圧力（以下、本体側吸込圧Ｐ_１という）は、大気圧（図３においては、Ｐ_１＝０ＭＰaＧ）である。負荷運転により圧縮ガスが液分離回収器１３内に蓄積されるため、図４に示すように、液分離回収器１３の内圧Ｐ_２が、経時的に上昇する。圧縮ガスは、所定圧を超えるまで保圧部１５で保圧され、その後、需要設備に供給される。

【0030】

需要設備に供給される圧縮ガスの消費量が減少して、図５に示すように、圧縮ガスの供給圧Ｐ_３が上昇してアンロード運転開始圧Ｐ_Ｕになると、図２に示すように吸込調整弁２０が閉じられる（Ｔ２）。このときの本体側吸込圧Ｐ_１は、大気圧（図３においては、Ｐ_１＝０ＭＰaＧ）である。そして、吸込調整弁２０の閉動作と略同時に開閉弁１６が開かれる。アンロード運転開始圧Ｐ_Ｕとなってから、吐出流路１２からの圧縮ガスに対する圧縮機本体１１の圧縮動作が継続して行われている。そのため、開閉弁１６の開動作で、戻し流路３５からの大気圧よりも高い圧力のガスが、圧縮される。すなわち、吐出流路１２からの大気圧よりも高圧の圧縮ガスが、戻し流路３５を介して、圧縮機本体１１によるガスの圧縮動作に供されるプリロード運転が行われている。

【0031】

圧縮機本体１１において、プリロード運転時には、本体側吸込圧Ｐ_１は経時的に一旦低下する。しかしながら、本体側吸込圧Ｐ_１に対して、吐出流路１２から供給される圧縮ガスによって大気圧よりも高い正圧が常に加算されるので、本体側吸込圧Ｐ_１の圧力低下幅は小さく制限される。すなわち、大気開放流路３６においては、絞り部１７の絞り率に応じた相対的に少量の圧縮ガスが絞り部１７を介して大気に流出し、吸込流路１０の本体吸込側においては、相対的に多量の圧縮ガスが流入する。ここで、絞り部１７での絞り率を調節しておく（言い換えると、絞り部１７の流路を設定しておく）ことにより、開放流路３６内（言い換えると、絞り部１７の上流側）の圧力が絞り部１７の圧損と釣り合うように調節しておくことができる。このように、プリロード運転時における開放分岐ポイント３７における圧力が、常に大気圧よりも高い所定の正圧となるように絞り部１７の流路を設定しておくことができる。

【0032】

Ｔ２において或る時間が経過すると、吸込流路１０の本体吸込側においては、大気開放流路３６を含む戻し流路３５から吸込流路１０への流入量と、吸込流路１０から圧縮機本体１１への流出量とが釣り合うため、平衡状態が形成される。その結果、本体側吸込圧Ｐ_１が、或る一定の負圧になる。当該一定の負圧は、吐出流路１２での圧縮ガスの正圧の分だけ正圧側にシフトされて、望まれない負圧を上回る値になる。すなわち、本体側吸込圧Ｐ_１が、図３に示すように、望まれない負圧（≒−０．１ＭＰａＧ）よりも正圧側にシフトし、吸込調整弁２０を開いたときの大きな破裂音を回避することを可能にする下限負圧Ｐ_Ｂを上回っている。本体側吸込圧Ｐ_１が、望まれない負圧（≒−０．１ＭＰａＧ）よりも、例えば、約０．０２５ＭＰａＧの大きさで正圧側にシフトしている。そのため、吸込調整弁２０を開いたときの騒音を防止することができる。なお、圧縮機本体１１のロータ室内の圧力も、吐出流路１２からの圧縮ガスの正圧加算が無い場合と比べて、正圧側にシフトしている。そのため、圧縮機本体１１が液圧縮して過負荷になることが回避される。

【0033】

図５に示すように、圧縮ガスの供給圧Ｐ_３が低下して負荷運転開始圧Ｐ_Ｌになると、図２に示すように吸込調整弁２０が開かれて、負荷運転に切り替えられる（Ｔ３）。負荷運転では、吸込流路１０から大気が導入されて、本体側吸込圧Ｐ_１は、大気圧（図３においては、Ｐ_１＝０ＭＰaＧ）になる。そして、吸込調整弁２０の開動作と略同時に開閉弁１６が閉じられる。負荷運転によって圧縮ガスが液分離回収器１３内に蓄積され、図４に示すように、液分離回収器１３の内圧Ｐ_２が、上昇する。そして、圧縮ガスが、所定圧を超えるまで保圧部１５で保圧され、その後、需要設備に供給される。

【0034】

上述したように、調節された絞り率を有する絞り部１７を大気開放流路３６に配設することにより、吸込調整弁２０が閉止された状態におけるプリロード運転を行うことができる。プリロード運転時での吸込流路１０の本体吸込側において、戻し流路３５からのガスの流入量と、圧縮機本体１１へのガスの流出量とが釣り合う。その結果、本体側吸込圧Ｐ_１が一定に保たれる。そして、プリロード運転時での本体側吸込圧Ｐ_１が、望まれない負圧を上回る下限負圧Ｐ_Ｂ以上になる。そのため、吸込調整弁２０を開いたときの騒音を防止することができる。なお、プリロード運転時での圧縮機本体１１のロータ室内の圧力も、吐出流路１２からの圧縮ガスの正圧加算が無い場合と比べて、正圧側にシフトしている。そのため、プリロード運転時において、圧縮機本体１１が液圧縮して過負荷になることが回避される。

【0035】

比較例に係る圧縮機１及びその本体側吸込圧Ｐ_１Ｃの変化を、図６及び７を参照しながら説明する。図６は、比較例に係る圧縮機１の本体側吸込圧Ｐ_１Ｃの変化を説明する図であり、図７は、比較例に係る圧縮機１の概略構成を示す図である。

【0036】

図７に示す比較例に係る圧縮機１では、戻し流路３５が大気開放流路３６に分岐される開放分岐ポイント３７と、戻し流路３５が本体吸込側の吸込流路１０に合流する吸込合流ポイント３８との間に延在する戻し流路３５において、絞り部１７が配設されている。そして、大気開放流路３６には絞り部１７等の流量規制手段が何ら配設されておらず、それ以外の構成は、図１に示した圧縮機１と同様である。したがって、図７に示す比較例に係る圧縮機１は、絞り部１７が戻し流路３５に配設されるという観点から、特許文献１で説明した構成と実質的に対応している。図１に示した本発明の圧縮機１と図７に示した比較例の圧縮機１との相違点を中心に説明する。

【0037】

図７に示した比較例に係る圧縮機１では、吸込流路１０の本体吸込側での圧力（以下、比較例の本体側吸込圧Ｐ_１Ｃという）が、図６に示すような挙動になる。

【0038】

吸込調整弁２０を閉じて無負荷運転に切り替えられると（Ｔ２）、比較例の本体側吸込圧Ｐ_１Ｃは、大気圧（図６においては、Ｐ_１Ｃ＝０ＭＰaＧ）である。そして、吸込調整弁２０の閉動作と略同時に開閉弁１６が開かれる。吸込調整弁２０が閉止された状態においても、圧縮機本体１１のプリロード運転が継続して行われているため、開閉弁１６の開動作で、戻し流路３５からのガスが、圧縮される。

【0039】

戻し流路３５に配設された絞り部１７によって、大気開放流路３６を含む戻し流路３５を流れる圧縮ガスの流量が規制されるため、戻し流路３５からの圧縮ガスの流入量が少なくなる。そのため、プリロード運転時での吸込流路１０の本体吸込側において、圧縮機本体１１へのガスの流出量に対する戻し流路３５からのガスの流入量が少なくなる。これにより、比較例の本体側吸込圧Ｐ_１Ｃの負圧側への圧力低下幅が、大きくなる。また、大気開放流路３６の大気の圧力と、吐出流路１２からの圧縮ガスの一部の圧力とが絞り部１７の上流側で釣り合い、絞り部１７で圧力損失した圧縮ガスが圧縮機本体１１によるガスの圧縮動作に供される。そのため、第１実施形態の本体側吸込圧Ｐ_１と比べて、本体側吸込圧Ｐ_１Ｃの負圧側への圧力低下幅が大きくなる。すなわち、Ｔ２において或る時間が経過すると、吸込流路１０の本体吸込側においては、戻し流路３５から吸込流路１０への流入量と、吸込流路１０から圧縮機本体１１への流出量とが釣り合って、平衡状態が形成される。しかしながら、戻し流路３５に絞り部１７があるため、圧力損失が増え、吸込流路１０への流入量よりも圧縮機本体１１への流出量が多くなる。そのため、無負荷運転時での比較例の本体側吸込圧Ｐ_１Ｃが、プリロード運転時の第１実施形態の本体側吸込圧Ｐ_１と比べて、より真空側に近い或る一定の負圧（図６においては、Ｐ_１Ｃ≒−０．１ＭＰaＧ）になる。無負荷運転時での比較例の圧縮機本体１１のロータ室内の圧力も、プリロード運転時の第１実施形態と比べて、より真空側に近い負圧になっているため、吸込調整弁２０からの破裂音が生じてしまい、騒音を防止することができない。

【0040】

以上のように、図７に示した比較例に係る圧縮機１では、絞り部１７を戻し流路３５に配設することによって、吸込調整弁２０を開いたときに破裂音が生じることになってしまう。

【0041】

（第２実施形態）
図８は、本発明の第２実施形態に係る圧縮機１の概略構成を示し、図１に示す第１実施形態に係る圧縮機１と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。

【0042】

第２実施形態の圧縮機１では、吐出流路１２から分岐された弁制御流路３１から、戻り流路３５がさらに分岐されている。液分離回収器（油分離回収器）１３の下流側の吐出流路１２では、吸込調整弁２０の開閉を制御する弁制御流路３１が分岐されている。弁制御流路３１は、その下流側に位置する戻し分岐ポイント４４において、戻し流路３５に分岐されている。戻し流路３５は、開放分岐ポイント４７において、大気と連通する大気開放流路３６に分岐されている。大気開放流路３６には、大気開放流路３６を流れるガスの流量を規制する絞り部１７が設けられている。絞り部１７は、大気開放流路３６を流れるガスの流量が、開放分岐ポイント４７から吸込合流ポイント４８までの戻し流路３５を流れるガスの流量よりも少なくなるように規制する。絞り部１７は、例えば、オリフィスであり、可変絞り弁又は流量調整弁であってもよい。絞り部１７として可変絞り弁又は流量調整弁を用いた場合は、装置毎の微調整を容易に行うことができる。

【0043】

弁制御流路３１は、戻し分岐ポイント４４よりも下流側において、三方弁１８に接続されている。弁制御流路３１は、三方弁１８によって、加圧室２５Ａに通じる開弁流路３３と、流路空間２２に通じる閉弁流路３２とに切り替えられる。閉弁流路３２は、開放分岐ポイント４７よりも吸込調整弁２０側の戻し流路３５に合流して、吸込調整弁２０の吸込合流ポイント４８で吸込流路１０に接続されている。

【0044】

図示しない制御部によって、三方弁１８の切換制御が行われる。開閉弁１６を閉じるに伴い、開弁流路３３が弁制御流路３１と連通するように三方弁１８を制御すると、弁制御流路３１からの圧縮ガスの圧力がピストン２８に印加される。その結果、加圧室２５Ａが拡大するように弁体２４が押し動かされ、吸気調整弁２０が開いた状態になり、負荷運転を可能にする。閉弁流路３２が開弁流路３３と連通するように三方弁１８を制御すると、開弁流路３３からの圧縮ガスが吸込流路１０と大気開放流路３６に流れる。そのため、バネ２７の付勢力によって弁体２４が押し上げられて、吸気調整弁２０が閉じた状態になり、プリロード運転を可能にする。

【0045】

開閉弁１６を開くに伴い、閉弁流路３２が開弁流路３３と連通するように三方弁１８を制御すると、吸気調整弁２０が閉じた状態になり、プリロード運転が可能になる。弁制御流路３１からの圧縮ガスが、戻し流路３５を流れる。戻し流路３５を流れる圧縮ガスの一部は、大気開放流路３６から大気に開放されるが、絞り部１７によって、大気に開放されるガスの流量が規制される。そのため、大気開放流路３６から大気に開放されるガスの量は少なく、戻し流路３５を流れる圧縮ガスの残部の量は多い。戻し流路３５を流れる圧縮ガスの残部が、吸込合流ポイント４８を通じて、弁体２４の下流側の流路空間２２に流入する。そして、吸込流路１０に流入した圧縮ガスが、圧縮機本体１１によるガスの圧縮動作に供される。

【0046】

吸込流路１０の本体吸込側においては、戻し流路３５から吸込流路１０への流入量と、吸込流路１０から圧縮機本体１１への流出量とが釣り合って平衡状態が形成される。その結果、本体側吸込圧Ｐ_１が、或る一定の負圧になる。本体側吸込圧Ｐ_１が、図３に示すように、望まれない負圧を上回り、吸込調整弁２０を開いたときの大きな破裂音を回避することを可能にする下限負圧Ｐ_Ｂ以上になっている。そのため、吸込調整弁２０を開いたときの騒音を防止することができる。なお、圧縮機本体１１のロータ室内の圧力も、弁制御流路３１からの圧縮ガスの正圧加算が無い場合と比べて、正圧側にシフトしている。そのため、圧縮機本体１１が液圧縮して過負荷になることが回避される。

【0047】

なお、本発明の理解を容易にするために、具体的な構成や数字を用いて説明したが、この発明は、上述した各実施形態の具体的な構成や数字に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した内容を逸脱しない範囲で考えられる各種の変形例を含むことができる。

【0048】

冷却液として油を例示したが、冷却液は水であってもよい。また、圧縮対象のガス（被圧縮ガス）として空気を例示したが、圧縮対象のガスは、窒素ガス、蒸気等であってもよい。

【符号の説明】

【0049】

１ 液冷式圧縮機（油冷式スクリュ圧縮機）
１０ 吸込流路
１１ 圧縮機本体
１２ 吐出流路
１３ 液分離回収器（油分離回収器）
１５ 保圧部
１６ 開閉弁
１７ 絞り部
１８ 三方弁
１９ ガス圧縮空間（ロータ室）
１９Ａ 吸込口
１９Ｂ 吐出口
２０ 吸込調整弁
２１ ボディ
２２ 流路空間
２４ 弁体
２５ ピストン空間
２５Ａ 加圧室
２５Ｂ バネ室
２７ バネ
２８ ピストン
２９ 隔壁
３１ 弁制御流路
３２ 閉弁流路
３３ 開弁流路
３４ 弁分岐ポイント
３５ 戻し流路
３６ 大気開放流路
３７，４７ 開放分岐ポイント
３８，４８ 吸込合流ポイント
４４ 戻し分岐ポイント
Ｐ_１ 本体側吸込圧
Ｐ_２ 液分離回収器の内圧
Ｐ_３ 供給圧
Ｐ_１Ｃ 比較例の本体側吸込圧
Ｐ_Ｂ 下限負圧
Ｐ_Ｌ 負荷運転開始圧
Ｐ_Ｕ アンロード運転開始圧

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】