作为以往的冷冻装置所使用的螺杆压缩机，有特开昭和59-211790 号公报(专利文献1)所记载的螺杆压缩机。该专利文献1的涡旋式 压缩机在冷冻机容量为100-75％的容量控制范围内，通过基于容量控 制阀(滑阀)进行的卸载控制来进行可对容积比进行改变的运转。另 外，在冷冻机容量为75-37.5％的容量控制范围内，通过逆变器，将螺 杆压缩机的转速增速到1.5倍，在冷冻机容量为50-25％的范围内使用 容量控制阀，以此，来进行可对容积比进行改变的运转。通过进行该 运转，达到比100％负荷运转更好的效率。
另外，作为以往的其它的螺杆压缩机，有特开2004-137934号公 报(专利文献2)记载的螺杆压缩机。该专利文献2的螺杆压缩机为 了达到与螺杆压缩机的运转状况相应的最合适的压缩机效率，在能力 调整时，共用基于逆变器进行的转速控制和通过可变VI阀变更压缩 工序结束时刻，对容积比进行改变的压缩比控制。
[专利文献1]特开昭59-211790号公报
[专利文献2]特开2004-137934号公报
在上述的专利文献1的螺杆压缩机中，因为是使转速增速到一定 转速，在50-25％的范围内使用容量控制阀的运转方法，所以存在因 增速造成的机械损失的增加，以及因基于容量控制阀进行的旁通而不 能预见性能大幅提高的问题。
而且，在专利文献1、2的螺杆压缩机中，对作为螺杆冷却用的有 效利用没有进行公开。即，在螺杆冷却用的压缩机中，虽然与以100％ 的额定冷冻能力比运转相比，大多为低冷冻能力比，例如在额定的 80％附近进行运转，但是，在专利文献1、2的螺杆压缩机中，由于被 控制成通过额定运转而达到最高效率点，所以作为螺杆冷却用的压缩 机，没能效率良好地进行运转。
本发明的目的是得到一种作为螺杆冷却用的、能够效率良好地运 转的螺杆压缩机。

为了实现上述目的，本发明是螺杆冷却用的螺杆压缩机，具有一 对螺杆转子和收纳它的壳体、可对容积比进行改变的容量控制阀、驱 动上述螺杆转子的马达以及可对该马达的转速进行改变的逆变器 (inverter)，其构成为，与负荷相应，单独或者共用基于上述逆变器 的转速控制构件和基于上述容量控制阀的机械容量控制构件进行控 制，同时，将基于上述逆变器进行的单独容量控制情况下的最高效率 点设定在比额定运转点低的转速一侧，在冷冻能力小于等于该最高效 率点的区域，共用基于上述逆变器的转速控制构件和基于上述容量控 制阀的机械容量控制构件进行控制，冷冻能力比该最高效率点大的区 域，通过上述逆变器进行单独容量控制。
有关本发明的更好的具体的构成例如下所述。
(1)在要求小于等于上述最高效率点的转速区域的运转时，与能 力相应，共用基于上述逆变器的转速控制构件和基于上述容量控制阀 的机械容量控制构件进行运转，使效率最大。
(2)上述容量控制阀可以对设置在上述壳体的压缩开始位置进行 改变。
(3)将基于上述逆变器进行单独容量控制的情况下的最高效率点 设定在额定冷冻能力的80％附近。
(4)与上述一对螺杆转子的吸入侧压力以及排出侧压力和负荷相 应，根据上述马达的转速，对上述容量控制阀的位置进行控制。
(5)在上述逆变器产生异常，基于该逆变器进行的上述马达的运 转不可继续的情况下，应急地将该马达直接连结到商用电源，继续进 行至此之前那样的基于上述容量控制阀的容量控制运转。
发明效果
根据本发明，能够得到一种作为螺杆冷却用的、能够效率良好地 运转的螺杆压缩机。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施例的螺杆压缩机的剖视图。
图2是图1的容量控制阀的动作说明图。
图3是表示相对于图1的螺杆压缩机中的冷冻能力比的压缩机效 率的特性曲线的图。
符号说明
1...主壳体、1b...凹部、2...螺杆转子、2A...阳转子、3...马达定 子、4...马达转子、5...逆变器、6、7...滚柱轴承、8...滚珠轴承、9... 吸入孔、10...排出孔、11...容量控制阀、12...杆、13...液压活塞、14... 螺旋弹簧、15...缸、16...马达壳体、17...压缩机部、18...马达部、19... 排出口、20...吸入口、21...排出壳体、22...马达部、23...控制装置、 24...吸入压力传感器、25...排出压力传感器、26...阀控制部、27...冷 凝器、28...膨胀阀、29...蒸发器、29a...制冷剂配管、29b...冷水配管、 30...风扇、31...温度传感器。

下面，使用图1-图3，说明本发明的一个实施例。图1是表示本 发明的一个实施例的螺杆压缩机的剖视图，图2是图1的容量控制阀 的动作说明图，图3是表示相对于图1的螺杆压缩机中的冷冻能力比 的压缩机效率的特性曲线的图。
本实施方式的螺杆压缩机50由螺杆冷却用螺杆压缩机构成，该螺 杆冷却用螺杆压缩机由压缩机部17、马达部18以及控制装置23构成。 被压缩的制冷剂气体经由马达部18向压缩机部17流动，在压缩机部 17被压缩后排出到压缩机外。进行容量控制的螺杆压缩机50虽然为 了使压力为一定而进行使转速和容量控制阀的位置变化的运转，但是， 该控制压力被设定为任意的压力。
压缩机部17具有主壳体1、螺杆转子2、容量控制阀11、杆12、 液压活塞13、螺旋弹簧14、排出壳体21、滚柱轴承6、7以及滚珠轴 承8等。
主壳体1形成有吸入孔9、排出孔10以及排出口19等。吸入孔9 是形成向螺杆转子2的吸入流路的部件，排出孔10是形成从螺杆转子 2开始的排出通路的部件，排出口19是形成向外部的排出流路的部件。 排出壳体21配置在主壳体1的马达相反一侧，并被固定在主壳体1 上。
螺杆转子2由相互啮合的一对阳转子2A以及一对阴转子(未图 示出)构成，被收容在一对圆筒状内腔(未图示出)中。在阳转子2A 的两侧所设置的轴部被设置在主壳体1上的滚柱轴承6和设置在排出 壳体21上的滚柱轴承7以及滚珠轴承8支撑。
容量控制阀11是使被吸入到螺杆转子2的啮合部的吸入制冷剂气 体的一部分向吸入侧旁通，用于进行容量控制的部件，可移动地被收 容在沿横向延伸的凹部1b中。与由逆变器5控制的马达旋转频率相对 应，控制成为最高效率那样的容量控制阀11的位置。然后，使吸入制 冷剂气体的一部分向吸入侧旁通的容量控制与使排出气体的一部分向 排出侧旁通的容量控制相比，能够有效地进行容量控制。液压活塞13 是借助杆12左右驱动容量控制阀11的部件，可滑动地被收容在沿横 向延伸的缸15中。螺旋弹簧14被配置在缸15的容量控制阀室侧，总 是施加将液压活塞13向容量控制阀侧推压的力。由容量控制阀11、 杆12、液压活塞13以及螺旋弹簧14构成容量控制机构(机械容量控 制构件)。
马达部18具有马达壳体16以及驱动用马达22等，被设置成将马 达部18的驱动力向压缩机部17传递。马达壳体16以及主壳体1端面 彼此密封固定，同时，彼此的内部连通。在马达壳体16的压缩机部相 反一侧的侧面形成用于吸入被压缩的制冷剂气体的吸入口20。
驱动用马达22由马达定子3以及马达转子4构成，被配置在马达 壳体16内。马达定子3被安装在马达壳体16的内周面。马达转子4 被固定在形成于阳转子2A的一侧的轴部，旋转自由地配置在马达定 子3内。通过该构成，驱动用马达22的驱动力被传递到阳转子2A。 另外，阴转子由阳转子2A驱动。
控制装置23具有用于对驱动用马达22进行转速控制的逆变器5 和用于对容量控制阀11的位置进行控制的阀控制部26。
逆变器5与负荷相应地控制马达部22的旋转频率。在控制装置 23上连接着电源、吸入压力传感器24以及排出压力传感器25。吸入 压力传感器24是检测压缩机的吸入侧压力、例如吸入口20的压力并 向控制装置23输出的部件。排出压力传感器25是检测压缩机的排出 侧压力、例如排出口20的压力并向控制装置23输入的部件。
螺杆压缩机50被构成为与负荷相应，单独或者共用基于逆变器5 的转速控制构件和基于容量控制阀11的机械容量控制构件进行控制。 另外，螺杆压缩机50被构成为，将基于逆变器5进行单独容量控制的 情况下的最高效率点设定在比额定运转点低的转速侧，比该最高效率 点转速大的区域在从额定转速到高转速侧，仅由逆变器控制。再有， 螺杆压缩机50被构成为，在要求小于等于最高效率点的转速区域的运 转时，与能力相应，共用基于逆变器5的转速控制构件和基于容量控 制阀11的机械容量控制构件进行运转，使效率最大。
阀控制部26即使是在逆变器5产生某种异常，基于逆变器5进行 的马达的运转不可继续的情况下，为了使基于容量控制阀11的容量控 制有效，也应急地将马达22直接连结到商用电源，继续进行至此之前 那样的基于容量控制阀11进行的容量控制运转。据此，能够提高螺杆 压缩机50的运转可靠性。
在这样构成的螺杆压缩机50中，通过逆变器5向驱动用马达22 供给电力，据此，驱动用马达22以基于逆变器5的规定转速旋转，再 有，压缩机部17旋转。据此，被压缩的制冷剂气体通过吸入口20被 吸入到马达壳体16的内部，在冷却了驱动用马达22后，通过吸入孔 9被吸入螺杆转子2中，在被螺杆转子2压缩后，通过排出孔10排出 到排出流路，进而，从排出口19排出到外部流路。
构成螺杆冷却的冷冻循环如图1所示，其构成为，依次环状地连 接螺杆压缩机50、冷凝器27、膨胀阀28以及蒸发器29。于是，从螺 杆压缩机50排出的高温高压的制冷剂在冷凝器27通过与风扇30产生 的空气的热交换被冷凝，成为低温高压的液体制冷剂，并被供给到膨 胀阀28。然后，在膨胀阀28被减压的低温低压的液体制冷剂在蒸发 器29的制冷剂配管29a与冷水配管29b的水进行热交换并蒸发，成为 低压的气体，返回到螺杆压缩机50。然后，冷水配管29b冷却的冷水 被用于制冷。
在蒸发器29的冷水配管29b上安装着温度传感器31，来自该温 度传感器31的表示冷却水温的检测信号被输入控制装置23。这样一 来，控制装置23将以被输入的检测信号为基础的冷却水温作为负荷侧 信息，对逆变器5以及容量控制阀11进行控制，据此，进行针对负荷 的能力调整。
在上述构成的容量控制阀式逆变器螺杆压缩机50中，针对负荷的 能力调整在将来自吸入压力传感器24的信号和来自排出压力传感器 25的信号输入到控制装置23的同时，将来自温度传感器31的信号输 入到控制装置23，根据这些信号，进行基于逆变器5进行的驱动用马 达22的转速控制和基于阀控制部26进行的容量控制阀11的位置控 制。
该针对负荷的能力调整如上所述，是通过下述方式进行的，即， 比基于逆变器5进行的单独容量控制情况下的最高效率点转速大的区 域，在从额定转速到高转速侧仅由逆变器5控制，在小于等于最高效 率点的转速区域，是通过下述方式进行，即，与能力相应，共用基于 逆变器5进行的转速控制和基于容量控制阀11进行的机械容量控制， 以便使效率为最大。
在这里，与成为最高效率点的冷冻能力比(本实施例中额定的 80％的冷冻能力比)相比，在冷冻能力比大的区域中，如图2(a)所 示，使容量控制阀11向轴向的马达一侧移动，使制冷剂气体不会旁通， 通过逆变器5来控制驱动马达22的转速。另外，在小于等于最高效率 点的转速区域，如图2(b)所示，使容量控制阀11向轴向的马达相 反一侧移动，使制冷剂气体向吸入侧旁通，同时通过逆变器5来控制 驱动马达22的转速。
一面参照图3，一面说明有关螺杆压缩机50的全隔热效率和冷冻 能力。图3将本发明的全隔热效率表示在图中，横轴表示冷冻能力比。 图中的单点划线是通过基于逆变器的旋转控制的效率曲线，虚线是表 示在通过逆变器驱动改变转速，并固定于各自的转速，同时进行基于 容量控制阀的容量控制的情况下的效率曲线。另外，图中实线是表示 进行将基于逆变器进行的转速控制和基于容量控制阀进行的容量控制 组合，达到最高效率这样的控制的情况下的效率曲线。
从图3中可知，在为逆变器驱动螺杆压缩机50的情况下，在为小 于等于80％的冷冻能力比时，能够提高压缩机效率，特别是在冷冻能 力比低的区域，能够大幅提高压缩机效率，所述逆变器驱动螺杆压缩 机50共用了在本实施例中的基于逆变器5进行的控制和基于容量控制 阀11进行的控制。
根据本实施例，能够得到一种作为螺杆冷却用的、能够效率良好 的运转的螺杆压缩机。