CN110778497A - 压缩机和压缩机的操作控制方法 - Google Patents

Abstract

在压缩机的操作控制方法中，执行满载运行，其中，当供应到消耗侧的压缩气体的压力等于或小于基准压力时，完全打开进气控制阀并且将驱动源的目标转速设定为满载转速，该满载转速是速度控制带的最大转速；然后执行空载运行，其中，当供应压力等于或小于空载运行压力时，完全关闭所述阀并且将空载转速设定为驱动源的目标转速，该空载运行压力是高于基准压力的压力。从标准空载转速开始空载运行，但是在转变时间之后，目标转速降低到低速空载转速。本发明能够降低燃料成本和降低功耗。

Description

压缩机和压缩机的操作控制方法

技术领域

本发明涉及包括转速控制特征的压缩机的操作控制方法或运行控制方法、以及执行该操作方法的压缩机。

背景技术

作为压缩机的示例，将参照图4描述发动机驱动式压缩机700的构造，发动机驱动式压缩机700设置有油冷式螺杆压缩机主体(oil-cooled screw compressor body)，该压缩机主体压缩用于润滑、冷却和密封压缩工作室的润滑油，并且压缩待经受压缩的空气或气体(以下将两者都称为“气体”)。

发动机驱动式压缩机700设置有压缩机主体740、诸如发动机或电动机等用于驱动压缩机主体740的驱动源(在所示示例中为发动机750)、以及接收罐760。在压缩气体与润滑油分离之后压缩气体随后被供应到与气动作业工具(pneumatic work tool)连接的消耗侧的构造中，压缩机主体740首先将与润滑油一起排出的压缩气体引入到接收罐760中并且在接收罐760中进行气液分离。

然后，利用接收罐760中的压缩气体的压力将以这种方式在接收罐760中回收的润滑油通过注油通道764重新引入到压缩机主体740的注油口中，以便重复使用润滑油来润滑、冷却和密封压缩工作室，注油通道764设置有油冷却器763等。

如此配置的发动机驱动式压缩机700进行容量控制，以根据压缩气体在消耗侧的消耗速率的变化而以所需速率产生压缩气体，以便使压缩气体能够在稳定的压力下被供应到消耗侧。

容量控制是根据与接收罐760连通的通道内部或者与接收罐760和消耗侧连接的通道等内部的压力(以下称为“供应压力P”)变化来进行的，从而供应到消耗侧的压缩气体的压力接近设定压力。如下所述，该容量控制是通过进行“满载运行”、“空载运行”和“增大速率/减小速率运行(increase-rate/decrease-rate running)”实现的。

当供应压力P小于预定的基准压力P2时，进行“满载运行”。在“满载运行”中，完全打开设置到压缩机主体740的入口处的进气控制阀711，并且进行运行以将发动机750的转速提高到满载转速，满载转速是速度控制带的最高速度。这会将供应压力P提高到基准压力P2以上。

此外，当供应压力P等于或大于空载运行压力P3时，进行“空载运行”，空载运行压力P3被设定为高于基准压力P2的预定压力。在“空载运行”中，通过完全关闭设置到压缩机主体740的入口处的进气控制阀711并且通过将发动机750的转速降低到空载转速，能够抑制供应压力P升高，空载转速是速度控制带的最低速度。

此外，当供应压力P等于或大于基准压力P2但小于空载运行压力P3时，进行“增大速率/减小速率运行”。在“增大速率/减小速率运行”中，响应于供应压力P的升高，限制进气控制阀711并且使发动机750的转速减速，而且响应于供应压力P的下降，打开进气控制阀711并且使发动机750的转速增速。因此，控制供应压力P，以便使其保持在等于或大于基准压力P2但小于空载运行压力P3的范围内。

有人提议提供如下的发动机驱动式压缩机700：其使用放气机构(purgemechanism)进行如上所述的容量控制，以在空载运行期间将压缩机主体740的排放侧敞开而通向大气，以便减少空载运行期间的电力。

作为这样的放气机构，图4所示的发动机驱动式压缩机700配置有：放气阀714，其是与位于止回阀761的初级侧的排放通道762连通的电磁开/关阀，止回阀761设置在从压缩机主体740延伸到消耗侧的通道的某处；压力传感器767，其检测进气控制阀711的次级侧的压力；压力传感器769，其用于检测与止回阀761的次级侧连接的消耗通道768内部的压力；以及控制器733，其根据压力传感器767、769检测到的每个部分中的压力输出控制信号，以控制放气阀714的打开和关闭。

有人提议这样的放气机构(日本专利第5325701号的图1)：其中，发动机驱动式压缩机700转变到空载运行，并且设置到压缩机主体740的入口处的进气控制阀711关闭，当压力传感器767检测到的进气控制阀711的次级侧的压力变成等于或小于预定的放气开放起始压力(purge-open start pressure)时，控制器733打开放气阀714并通过设置在进气控制阀711的初级侧的空气过滤器AF进行气体排放，预定的放气开放起始压力低于大气压。在打开放气阀714之后，当压力传感器769检测到的消耗通道768内部的压力变成等于或小于预定压力时，随后关闭放气阀714并且气体释放结束，该预定压力低于在打开放气阀714时的时间点的消耗通道768内部的压力。

需要注意，尽管在上述构造中给出了具有发动机750作为驱动源的发动机驱动式压缩机700的示例，但是也可以通过对驱动源是电动机的电动机驱动式压缩机进行类似的容量控制和放气来减小空载运行期间的负载。

在配备有上述放气机构的发动机驱动式压缩机700中，通过在转变到空载运行时打开放气阀714并将排放通道762敞开而通向大气，压缩机主体740的排放侧的压力下降，结果，压缩机主体740可以在负载减小的状态下运行。这使得发动机750能够实现燃料消耗的减少。

然而，随着当前社会对环境问题的敏感度提高，除了试图降低运行成本之外还存在着各种问题，例如为了防止全球变暖而限制二氧化碳排放的问题和关于化石燃料耗尽的问题等。因此，期望安装有诸如发动机或电动机等驱动源的装置实现更大的燃料成本降低和功耗降低。如上所述的由发动机或电动机驱动的压缩机也不例外，并且还要求这种压缩机进一步降低燃料成本和降低功耗。

例如当在空载运行期间在消耗侧重新开始消耗压缩气体时，需要给定的时间量来提高用作驱动源的发动机或电动机的转速。因此，即使当转变到满载运行时，在发动机或电动机的转速从空载转速提高到满载转速之前也存在时间滞后。空载转速与满载转速之间的差值越大，这种时间滞后就越大。

因此，空载转速设定得越低，直到实现压缩机主体排放压缩气体的速率增大所需的时间就越长。这意味着在启动气动作业工具之后立即以很大的速率开始消耗压缩气体的情况下，供应压力P相对于基准压力P2的下降很大。

特别地，在诸如参照图4描述的在空载运行期间进行“放气”以将排放通道762敞开而通向大气的发动机驱动式压缩机700的构造等构造中，排放通道762内部和接收罐760内部的压力从压力已经降至大气压的状态升高到等于或大于基准压力P2的压力。这意味着，如果将转速设定为与未进行放气时的空载转速相等的空载转速，则当从空载运行转变到满载运行时，供应压力P将相对于基准压力P2大幅下降。

连接到消耗侧的每个气动作业工具具有应当被引入每个气动作业工具的压缩气体的压力范围，从而限定了可用空气压力。当压缩气体在超出这些可用空气压力范围的压力下被供应到气动作业工具时，那么这可能导致气动作业工具不再正常操作，或者导致气动作业工具的使用寿命缩短或发生故障。

因此，在设置有这种构造的容量控制装置的压缩机中，特别是在设置有放气机构的压缩机中，当从空载运行转变到满载运行时，供应压力P相对于基准压力P2的下降变小。为了能够将供应压力P快速地提高到等于或大于基准压力P2的压力，需要将空载转速设定为比用于保持发动机和压缩机主体的运行所需的最小转速高的转速，空载转速是发动机在空载运行期间的转速。这些措施对空载运行期间的燃料成本产生不利影响。

当连接到消耗侧的气动作业工具是在启动之后立即需要大量电力的气动作业工具(例如，混凝土破碎机)时，然后供应比为这种气动作业工具定义的可用气体压力范围低的压缩气体有时会导致运行问题，例如无法获得所需的冲击力。然而，对于连接到消耗侧的气动作业工具，还存在着一些即使在启动时在低于可用气体压力范围下临时供应压缩气体也不会在操作中遇到很大问题的作业工具，例如鼓风机。

因此，本发明旨在解决上述相关技术的不足，并且本发明的目的是提供一种压缩机的操作控制方法，该操作控制方法能够进一步降低燃料成本或降低功耗以及降低噪音，同时仍然能够确保连接到消耗侧的气动作业工具的操作。这是通过重新考虑空载转速来实现的，而与所连接的气动作业工具的类型无关，迄今，空载转速在压缩机中一直被设定为单一不变的转速。

发明内容

下面，利用在优选实施例的详细描述中使用的附图标记来描述用于解决问题的手段。这些附图标记旨在阐明权利要求中的描述与优选实施例的详细描述中的描述之间的对应关系，并且毋庸置疑，这些附图标记不应当用于限制性地解释本发明的技术范围。

为了实现上述目的，本发明提供了一种压缩机1的操作控制方法。在如下的压缩机1的操作控制方法中：该操作控制方法进行通过使用设置在压缩机主体40的进气口41中的进气控制阀11控制进气速率并通过控制驱动压缩机主体40的驱动源(在所示示例中为发动机50)的转速而配置的容量控制，使得供应到消耗侧的压缩气体的压力处于预定范围内，该容量控制包括：

满载运行，在该满载运行中，当供应压力P等于或小于预定的基准压力P2时，完全打开进气控制阀11并且将驱动源50的目标转速设定为满载转速(例如，3200min^-1)，供应压力P是供应到消耗侧的压缩气体的压力，满载转速是速度控制带的最大转速；和

空载运行，在该空载运行中，当供应压力P等于或大于空载运行压力P3时，完全关闭进气控制阀11并且将预定的空载转速设定为驱动源50的目标转速，空载运行压力P3是高于基准压力P2的预定压力；

以设定为目标转速的预定的标准空载转速(例如，1800min^-1)开始空载运行，该标准空载转速低于满载转速(例如，3200min^-1)；并且

进行如下的目标速度变化处理：其中，在从开始空载运行起经过预定的转变时间“t”(例如，20秒)之后，将目标转速减速到低速空载转速(例如，1400min^-1)，该低速空载转速是低于标准空载转速(例如，1800min^-1)的预定转速，然后继续进行空载运行。

优选地，转变时间(设定时间)t被配置成是可变的，并且可以选择零作为转变时间。

此外，更优选的是，在压缩机主体40的排气温度或润滑油温度为预定温度(例如，60℃)以上之前，不在空载运行中进行目标速度变化处理。

所述方法可以被配置成：

在沿着从压缩机主体40的排放口延伸到消耗侧的通道的中途设置止回阀61；

使用止回阀61的次级侧的压力作为供应压力P来进行容量控制；并且

在空载运行期间，通过在止回阀61的初级侧将压缩机主体40的排放侧敞开而通向大气来进行放气。

可以在开始空载运行之后并且在经过转变时间“t”之后，进行放气。

本发明的压缩机1的特征在于，包括容量控制装置2，其被配置成使用设置到压缩机主体40的进气口41处的进气控制阀11对进气速率进行控制，并且被配置成对驱动压缩机主体40的驱动源(在所示示例中为发动机50)的转速进行控制，使得压缩气体在预定范围内的压力下被供应到消耗侧；

容量控制装置2被配置成：

进行如下的满载运行：其中，当供应压力P等于或小于预定的基准压力P2时，完全打开进气控制阀11并且将驱动源50的目标转速设定为满载转速(例如，3200min^-1)，供应压力P是供应到消耗侧的压缩气体的压力，满载转速是速度控制带的最大转速；并且

进行如下的空载运行：其中，当供应压力P等于或大于空载运行压力P3时，完全关闭进气控制阀11并且将预定的空载转速设定为驱动源50的目标转速，空载运行压力P3是高于基准压力P2的预定压力；

以设定为目标转速的预定的标准空载转速(例如，1800min^-1)开始空载运行，该标准空载转速低于满载转速(例如，3200min^-1)；并且

进行如下的目标速度变化处理：其中，在从开始空载运行起经过预定的转变时间“t”(例如，20秒)之后，将目标转速减速到低速空载转速(例如，1400min^-1)，该低速空载转速是低于标准空载转速(例如，1800min^-1)的预定转速，然后继续进行空载运行。

压缩机1可以被配置成通过操作设置到操作面板15上的开关151、152，用户能够选择以下空载运行作为由容量控制装置2进行的空载运行：根据目标速度变化处理进行的空载运行(自动减速模式)；或不进行目标速度变化处理，反而空载转速具有设定为目标转速的标准空载转速(例如，1800min^-1)的空载运行(正常模式)。

压缩机1可以被配置成通过操作设置到操作面板15上的开关151、152，用户还能够选择以下空载运行作为由容量控制装置2进行的空载运行：不进行目标速度变化处理，反而空载转速具有设定为目标转速的低速空载转速(例如，1400min^-1)的空载运行(低速模式)。

如上所述，通过采用本发明的构造和本发明的压缩机1的操作控制方法，可以获得以下有益效果。

在该构造中，利用目标速度变化处理进行空载运行，在目标速度变化处理中，在设定为目标转速并低于满载转速(例如，3200min^-1)的预定的标准空载转速(例如，1800min^-1)下开始容量控制中的空载运行，然后，在从开始空载运行起经过设定的转变时间“t”之后，目标转速变为低速空载转速(例如，1400min^-1)，低速空载转速是低于标准空载转速(例如，1800min^-1)的预定转速。适当地设定转变时间“t”以匹配驱动模式等使得即使在启动之后立即产生大的力的气动作业工具(例如，混凝土破碎机)连接到压缩机1的情况下，也能够在转变时间“t”内重新启动气动作业工具时防止由于供应的压缩气体的压力下降引起的运行问题等的发生。此外，在气动作业工具在超过设定的转变时间“t”的很长一段时间内保持非活动状态的情况下，通过将空载转速降低到低速空载转速(例如，1400min^-1)，能够在实现燃料成本的改善和发动机噪音的降低的同时保证重载作业工具的动作。

此外，当连接到消耗侧的气动作业工具是诸如鼓风机等即使最初在启动时在低于可用压力范围的压力下引入压缩气体时也不会遇到操作问题的气动作业工具时，那么通过将转变时间“t”设定为“0(零)”并且在空载运行开始时立即将目标转速转变为低速空载转速(例如，1400min^-1)，能够实现更大的燃料成本降低，转变时间“t”是从空载运行开始直到切换到低速空载转速的时间。

此外，通过采用当压缩机主体40的排气温度或润滑油温度小于预定温度(例如，60℃)时不对空载运行进行目标速度变化处理的构造，能够防止诸如发动机50等驱动源由于伴随着压缩机预热不充分的高负载而停止的情况。这是通过在如下的状态下保持标准空载转速(例如，1800min^-1)并且不将空载转速转变为低速空载转速(例如，1400min^-1)来实现的：其中，当在寒冷环境等之中使用压缩机主体40时，压缩机主体40没有完全预热，并且由于润滑油的高粘度而产生大的负载。这也使压缩机主体40能够提前完成加热。

此外，在该构造中，止回阀61设置在沿着与压缩机主体40的排放口连通的管道的某处，而且通过把止回阀61的次级侧的压力变化当作是供应压力P的变化，并且通过进行所谓的“放气”而在空载运行期间在止回阀61的初级侧将压缩机主体的排放侧敞开而通向大气来进行上述的容量控制。这能够通过根据上述目标速度变化处理降低转速并且通过降低压缩机主体40的背压而在空载运行中实现更低的燃料成本和更低的功耗。

特别地，在已经开始空载运行并且经过设定的转变时间“t”之后进行放气的构造中，当在转变时间“t”内从空载运行转变到满载运行时，能够抑制供应压力P的下降，并且供应压力P能够快速提高到基准压力P2以上的压力。这能够确保气动作业工具的操作，同时伴随着放气，还有助于降低燃料成本和降低功耗。

附图说明

根据本发明的优选实施例的下列详细描述并结合附图来理解本发明的目的和优点，附图中相同的数字表示相同的元件，其中：

图1是执行本发明的操作控制方法的发动机驱动式压缩机的说明图；

图2是操作面板的示意图；

图3是本发明的速度控制的流程图；和

图4是传统的发动机驱动式压缩机的说明图(对应于日本专利第5325701号的图1)。

具体实施方式

下面，通过描述设置有油冷式螺杆压缩机主体的发动机驱动式压缩机1来描述执行本发明的操作控制方法的压缩机的构造示例。

发动机驱动式压缩机的整体结构

图1示出了执行本发明的操作控制方法的发动机驱动式压缩机1。在从压缩机主体40排出的压缩气体被储存在接收罐60中，然后被供应到与未示出的气动作业工具等连接的消耗侧的构造中，发动机驱动式压缩机1包括压缩机主体40、用于驱动压缩机主体40的发动机50、以及用于储存从压缩机主体40排出的压缩气体的接收罐60。

受本发明控制的发动机驱动式压缩机1安装有用作压缩机主体40的油冷式螺杆压缩机，压缩机主体40压缩用于润滑、冷却和密封压缩工作室的润滑油，并且压缩待经受压缩的气体。在压缩气体与润滑油分离之后压缩气体随后被供应到消耗侧的构造中，压缩机主体40首先将与润滑油一起排出的压缩气体引入到接收罐60中，并且进行压缩气体与润滑油的气液分离。在使得润滑油能够再循环和再利用的构造中，在接收罐60中回收的润滑油通过设置有油冷却器63的注油通道64重新注入到压缩机主体40中。

容量控制装置

为了使如上所述配置的发动机驱动式压缩机1能够在稳定的压力下将压缩气体供应到消耗侧，根据供应压力P的变化进行容量控制，以控制通向压缩机主体40的进气并控制发动机50的转速，供应压力P是压缩气体被供应到消耗侧的压力。

为了进行这种容量控制，所示的发动机驱动式压缩机1设置有容量控制装置2，容量控制装置2由进气控制装置10和速度控制装置30构成，进气控制装置10用于控制压缩机主体40的进气口41的打开和关闭，速度控制装置30用于控制发动机50的转速。

(1)进气控制装置

如上所述，进气控制装置10根据供应压力P的变化控制压缩机主体40的进气口41的打开和关闭。在本示例性实施例中，如此配置的进气控制装置10因此在所示示例中被配置成通过配置有常开的进气控制阀11、控制通道12和压力调节阀13来打开或关闭压缩机主体40的进气口41，控制通道12将进气控制阀11的闭阀压力接收室113与接收罐60连通，压力调节阀13用于打开或关闭控制通道12。

如此配置的压力调节阀13根据其初级侧的压力进行打开和关闭操作，即根据接收罐60内部的压力进行打开和关闭操作。因此，压力调节阀13被配置成：当接收罐60内部的压力小于预定的基准压力P2，并因此作为压缩气体被供应到消耗侧的压力的供应压力P小于预定的基准压力P2时，关闭控制通道12，基准压力P2是压力调节阀13的操作起始压力；并且当该压力为基准压力P2以上时，开始打开控制通道12。压力调节阀13被配置成当接收罐60内部的压力达到空载运行压力P3时完全打开控制通道12。

上述的进气控制装置10的构造元件中的进气控制阀11是如下的构造元件：当接收罐60内部的压缩气体被引入到闭阀压力接收室113中时，进气控制阀11进行闭阀操作，从而限制或关闭压缩机主体40的进气口41。在所示的示例性实施例中，入口通道115由主体(阀箱)111内部的空间形成，以便与压缩机主体40的进气口41连通。在使得压缩机主体40的进气口41能够被关闭的构造中，入口通道115由阀体116关闭，阀体116位于设置在入口通道115内部的阀座115a中。

阀体116构成所谓的“提升阀”，其中，在所示的示例中，阀杆116a在如下的构造中附接到圆盘状阀体116上：在该构造中，在阀杆116a插入到形成在主体111内部的圆柱状套筒117中的状态下，阀体116能够移动，以便沿着套筒117的轴向方向前进或后退。此外，这是一种如下的构造：在该构造中，当阀体116在位于阀座115a中的状态下时，阀体116被限制移动，以便能够关闭阀。

为了能够以这种方式关闭阀，气缸112形成到进气控制阀11的阀箱111上，以便与套筒117同轴，并且气缸112通过套筒117与入口通道115连通。

在气缸112内部存在着通过承压体(活塞119)分开的两个腔室，承压体包括从阀体116的阀杆116a的对面插入到套筒117中的活塞杆119a，并且气密室是通过端板118闭合气缸112的端部形成的。进气控制阀11的闭阀压力接收室113形成在端板118和活塞119之间，并且在活塞119的与闭阀压力接收室113相反的一侧形成辅助压力接收室114。

在所示的构造中，为了使进气控制阀11变为常开阀，在辅助压力接收室114内部容纳弹簧114a，以朝向闭阀压力接收室113侧按压活塞119。

活塞119的活塞杆119a和阀体116的阀杆116a可以彼此直接连接。然而，在本示例性实施例中，在即使当活塞119以朝向图1的左侧缩回的方式处于开阀位置时也能通过压缩弹簧的偏置力而使阀体116能够保持抵靠着阀座115a的轻微坐定状态(lightly seatedstate)的构造中，压缩弹簧设置在活塞杆119a和阀杆116a之间。

由于如上所述地配置，当压缩气体被引入到闭阀压力接收室113中时，活塞119朝向图1的右侧移动，并且活塞119的活塞杆119a将阀体116的阀杆116a推向图1的右侧，使得阀体116以抵靠着阀座115a的坐定状态被固定，从而关闭进气控制阀11。

然而，当压缩气体没有被引入到闭阀压力接收室113中时，活塞119通过弹簧114a朝向图1的左侧移动，阀体116通过设置在活塞杆119a的端部和阀杆116a的端部之间的压缩弹簧而朝向阀座115a侧偏置，使得阀体116保持在抵靠着阀座115a的轻微坐定状态下。

在这种结构中，当压缩机主体40启动并且在进气控制阀11的次级侧存在负压时，阀体116通过克服设置在活塞杆119a和阀杆116a之间的压缩弹簧的偏置力而与阀座115a分离，从而打开入口通道115，以便能够进气。阀体116还安置在阀座115a上，以便当从进气控制阀11的次级侧向其初级侧产生回流时能够防止气体回流。

需要注意，在本发明的发动机驱动式压缩机1中，用于打开或关闭压缩机主体40的进气口41的进气控制阀11的构造不限于图1所示的构造。对于进气控制阀11的构造，可以采用各种已知的结构，例如蝶阀等。

在如上所述配置的进气控制装置10中，当接收罐60内部的压力等于或小于基准压力P2时，压力调节阀13处于关闭状态，基准压力P2是如上所述的压力调节阀13的致动起始压力。结果，当来自接收罐60内部的压缩气体没有被引入到进气控制阀11的闭阀压力接收室113中时，常开的进气控制阀11完全打开入口通道115，并且压缩机主体40进行满载运行以将压缩气体以最大速率排放到接收罐60中。

当由于压缩气体在消耗侧的消耗速率降低或消耗暂停等而使接收罐60内部的压力升高到超过基准压力P2时，则压力调节阀13开始打开，并且压缩气体开始被引入到进气控制阀11的闭阀压力接收室113中。因为压力调节阀13的打开程度随着接收罐60内部上升的压力而逐渐增加，所以进气控制阀11相应地限制入口通道115，从而进行减速运行，在减速运行中，压缩气体排放到接收罐60的速率降低。

随后，当接收罐60内部的压力进一步升高并达到空载运行压力P3时，压力调节阀13变成完全打开，进气控制阀11变成完全关闭，并且转变到空载运行，在空载运行中，暂停将压缩气体排放到接收罐60中。

然而，当由于在消耗侧重新开始消耗压缩气体等而使接收罐60内部的压力随后下降至小于空载运行压力P3时，进气控制阀11开始打开入口通道115并进行增大速率运行，在增大速率运行中，增大将气体排放到接收罐60中的速率。当接收罐60内部的压力再次回落到基准压力P2以下时，关闭压力调节阀13，并且暂停将压缩气体引入到进气控制阀11的闭阀压力接收室113中。因此，进气控制阀11完全打开入口通道115，并且重新开始将压缩气体以最大速率排放到接收罐60中的满载运行。

通过以这种方式根据接收罐60内部的压力变化来控制压缩机主体40的进气并改变压缩气体排放到接收罐60中的速率，能够控制供应压力P以接近等于或大于基准压力P2但小于空载运行压力P3的压力范围。

需要注意，尽管参照图1描述的进气控制装置10具有如下的构造：在该构造中，通过使用机械压力调节阀13打开或关闭控制通道12来对进气控制阀11进行打开和关闭操作，通过进气控制装置10的初级侧的压力变化来进行机械压力调节阀13的打开和关闭操作，但是进气控制装置10的构造不限于这种构造，并且可以采用各种其他已知的构造。

例如，代替压力调节阀13，可以在控制通道12中设置电动气动阀，该电动气动阀能够根据输入的控制信号的变化来改变介于完全打开和完全关闭之间的打开程度，并且可以设置压力传感器以检测接收罐60内部的压力。然后，在与如上所述类似的进行进气控制的构造中，通过设置控制器以根据由压力传感器检测到的接收罐60内部的压力将控制信号输出到电动气动阀，可以根据由压力传感器检测到的接收罐60内部的压力来控制电动气动阀的打开和关闭以及打开程度。

(2)速度控制装置

(2-1)装置构造

如上所述，本发明的发动机驱动式压缩机1进行上述的用于控制通向压缩机主体40的进气的进气控制和用于控制驱动压缩机主体40的发动机50的转速的速度控制作为容量控制。除了设置有进气控制装置10之外，本发明的发动机驱动式压缩机1也相应地设置有速度控制装置30，以对发动机50进行转速控制。

在本示例性实施例中，受控制的发动机驱动式压缩机1安装有电控发动机50，以使用用作电控装置的发动机控制单元(ECU：engine control unit)31来控制燃料喷射率等，速度控制装置30由ECU 31和控制器32实现，控制器32由诸如微型处理器或微型控制器等电控装置构成以将速度指令输出到ECU 31。

需要注意，在所示的示例中，示出了如下的构造示例：在该构造中，压力传感器65设置在压力调节阀13的次级侧，以便检测供应压力P的变化。然而，压力传感器65的位置不限于此，只要压力传感器65能够检测供应压力P的变化，以便使发动机50的操作控制能够与如上所述的进气控制阀11的进气控制协调。例如，压力传感器65可以设置在能够直接检测接收罐60内部的压力的位置处。

此外，在设置有如参照图4所述的放气机构的情况下，可以在从压缩机主体40的排放口延伸到消耗侧的通道上设置止回阀61，然后可以基于用于检测止回阀61的次级侧的压力的压力传感器的检测信号进行速度控制。

需要注意，关于发动机的转速向空载转速的转变，与上述速度控制中采用的压力传感器一样，当通过设置在进气控制阀11和压缩机主体40的进气口41之间的压力传感器检测到进气控制阀11的次级侧的压力变为表明进气控制阀11完全关闭的预定负压时，也可以完成转变。

(2-2)速度控制装置的操作

如上所述的构成速度控制装置30的控制器32是本示例性实施例的构造，在该实施例中，根据用户通过图2所示的操作面板15输入的所选择的驱动模式和操作条件的设定，在由压力传感器65检测到的压力调节阀13的次级侧的压力下降并且已经完成压缩机主体40的预热之前，不进行目标速度变化处理。在该构造中，根据由温度传感器66检测到的排放通道62中的温度，进行如下参考图3描述的速度控制。

需要注意，在本示例性实施例中，通过采用图2所示的操作面板15选择的可选驱动模式包括以下“自动减速模式”、“正常模式”和“低速模式”。

当在操作中显示灯153处于未点亮状态的时候长时间按压设置到操作面板15上的开关151以点亮显示灯153时，如果空载运行持续转变时间“t”，那么选择本发明的基本驱动模式(以下称为“自动减速模式”)，以便通过自动将发动机的目标转速从标准空载转速(例如，1800min^-1)降低到低速空载转速(例如，1400min^-1)来进行目标速度变化处理以继续空载运行。

此外，当在显示灯153处于点亮状态的时候长时间按压开关151以便点亮显示灯153时，代替进行上述的目标速度变化处理，选择等同于已知的空载运行的驱动模式(以下称为“正常模式”)，在该驱动模式中，空载运行期间的目标转速固定在标准空载转速(例如，1800min^-1)。

此外，当在显示灯154处于未点亮状态的时候长时间按压设置到操作面板15上的开关152以便点亮显示灯154时，代替进行上述的目标速度变化处理，选择用于进行空载运行的驱动模式(以下称为“低速模式”)，在该驱动模式中，空载运行期间的目标转速固定在低速空载转速(例如，1400min^-1)。

需要注意，设置到操作面板上的各种类型的开关可以被配置成不仅能够在启动发动机驱动式压缩机1之前操作，而且还能够在压缩机的操作期间操作。

在发动机驱动式压缩机1的操作期间，控制器32使用压力传感器65监测压力调节阀13的次级侧的压力，以确定供应压力P(图3的步骤1)。

当压力调节阀13的次级侧的压力的表压为零时，控制器32判定压力调节阀13处于闭阀状态。因此，判定供应压力P小于作为压力调节阀13的致动压力的基准压力P2(步骤1中的P<P2)。

伴随着该判定结果，控制器32将控制信号输出到ECU 31，以使运行在设定为目标转速的满载转速(例如，3200min^-1)下进行，满载转速是在容量控制期间发动机50的转速的转速范围的最大值。因此，发动机在满载转速(例如，3200min^-1)下运行(步骤2)。

因此，在发动机驱动式压缩机1中，如上所述配置的进气控制装置10的进气控制阀11完全打开，使得发动机50在满载转速(3200min^-1)下进行满载运行。

此外，基于由压力传感器65检测到的压力调节阀13的次级侧的压力，控制器32判定供应压力P是否在等于或大于基准压力P2但小于空载运行压力P3的范围内(步骤1中P2≤P<P3)，空载运行压力P3被设定为高于基准压力P2的预定压力。在本示例性实施例中，根据由检测到的压力调节阀13的次级侧的压力表示的供应压力P的变化，控制器32随后将控制信号输出到发动机50的ECU 31以使发动机50的目标转速以连续变化的方式在满载转速(例如，3200min^-1)和标准空载转速(1800min^-1)之间变化，以便当检测到的压力高时降低目标转速，并且当检测到的压力低时提高目标转速(步骤3)。

在发动机驱动式压缩机1中，使用进气控制装置10相应地改变通向压缩机主体40的进气速率，并且压缩机主体40的转速随着发动机50的转速变化而变化，以便在接收罐60内部的压力升高时通过减小压缩机主体40排放压缩气体的速率来进行减小速率驱动，或者以便在接收罐60内部的压力下降时通过增大压缩机主体40排放压缩气体的速率来进行增大速率驱动。

此外，当控制器32基于来自压力传感器65的检测信号判定供应压力P已经达到空载运行压力P3以上时(步骤1中的P3≤P)，根据用户操作设置到操作面板15上的开关151、152而选择的各个驱动模式，进行如下所述的空载运行。

A)自动减速模式

当当前设定的驱动模式是上述的“自动减速模式”时(步骤4中的“自动减速模式”)，控制器32将控制信号输出到ECU 31以使发动机50在设定为目标转速并低于满载转速(3200min^-1)的预定的标准空载转速(在本示例性实施例中为1800min^-1)下运行，从而使发动机在标准空载转速(例如，1800min^-1)下运行(步骤8)。

在目标转速已经减速到标准空载转速(在本示例性实施例中为1800min^-1)之后，控制器32判定由压力传感器65检测到的压力P是否仍然保持在等于或大于空载运行压力P3的压力下(步骤9)。在判定该压力等于或大于空载运行压力P3的情况下，进一步判定从开始空载运行起是否已经经过了预定的转变时间“t”(步骤10)。

在以如下的方式配置的本示例性实施例中：即使在已经经过转变时间“t”的情况下(步骤10中的是)，在压缩机主体40完全预热之前也不进行将目标转速的速度降低到低速空载转速(1400min^-1)的目标速度变化处理，控制器32进一步判定由温度传感器66检测到的排放通道62内部的温度是否为预定温度(在本示例性实施例中为60℃)以上。在该温度小于预定温度(60℃)的情况下(步骤11中的否)，在标准空载转速(例如，1800min^-1)下继续空载运行，直到排放通道62内部的温度为预定温度(60℃)以上。

然而，在该温度为预定温度(60℃)以上的情况下(步骤11中的是)，将控制信号输出到发动机50的ECU 31，以将发动机50的目标转速减速到作为低于标准空载转速(1800min^-1)的预定转速的低速空载转速(在本示例性实施例中为1400min^-1)(步骤12)。

因此，当进气控制装置10的进气控制阀11使压缩机主体40的进气口41处于完全关闭状态时，发动机驱动式压缩机1在发动机的转速为标准空载转速(1800min^-1)的情况下进行空载运行。然后，当经过了预设的转变时间“t”(例如，在0秒至60秒的范围内可选的时间，并且在本示例性实施例中为20秒)，消耗侧还没有重新开始消耗压缩气体，并且接收罐60内部的压力P仍然保持在空载运行压力P3以上时，发动机的转速减速到低速空载转速(1400min^-1)。然后，以低燃料成本继续空载运行，同时继续监测接收罐60内部的压力P(步骤1)，并根据监测结果重复上述处理。

然而，在由于在消耗侧重新开始消耗压缩气体等而使接收罐60内部的压力在经过转变时间“t”之前就已经下降到小于空载运行压力P3的情况下(步骤9中的否)，进行控制以基于改变的压力使与发动机的目标转速相对应的转速增速(步骤1、步骤2、步骤3)。

通过采用这种方法，当由于在消耗侧重新开始消耗压缩气体等而使接收罐60内部的压力在经过转变时间“t”之前就已经下降时，通过使目标转速从标准空载转速(1800min^-1)开始增大，可以使发动机50的转速的增速变成快速地增速到目标转速，从而使供应压力P能够快速提高到基准压力P2以上，标准空载转速是相对高的转速。

因此，根据连接到消耗侧的气动作业工具所采用的操作模式适当地设定转变时间“t”使得气动作业工具在转变时间“t”内重新开始操作能够适当地防止连接到消耗侧的气动作业工具发生启动问题等。此外，在气动作业工具偏离该操作模式并且在转变时间“t”或更长的时间内持续处于非活动状态的情况下，通过降低发动机的转速，空载运行可以实现低燃料成本和降低噪音。这能够确保气动作业工具的可操作性，也能够实现低燃料成本和低噪音。

在以如下的方式配置的本示例性实施例中：在由温度传感器66检测到的排放通道62内部的温度为预定温度(例如，60℃)以上之前，发动机50的目标转速不会降低到低速空载转速(例如，1400min^-1)，当在寒冷环境等之中时，可能无法充分地进行压缩机主体40的预热。因此，在润滑油的粘度仍然高并且发动机50上存在大的负载的状态下，在没有转变到低速空载转速(例如，1400min^-1)的情况下，在标准空载转速(例如，1800min^-1)下进行空载运行，直到排放通道62内部的温度为60℃以上并且压缩机主体40的预热完成。这能够防止发动机在转变到低速空载转速时可能发生的熄火的发生，并且能够提前完成压缩机主体40的预热。

需要注意，根据连接到消耗侧的气动作业工具的类型并且根据这种气动作业工具所采用的操作模式(启动和停止的模式)，可以将空载转速从标准空载转速(1800min^-1)变为低速空载转速(1400min^-1)之前的转变时间“t”(例如，20秒)配置成在预定范围(例如，0秒至60秒的范围)内变化。在连接到消耗侧的气动作业工具是即使在启动时最初供应的压缩气体的压力下降也不会遇到问题(例如，启动问题)的工具(例如，鼓风机)的情况下，可以将转变时间“t”设定为0(零)。

将转变时间“t”设定为0(零)意味着：当接收罐60内部的压力为空载运行压力P3以上并且控制器32使得转变到空载运行时，除了排放通道62内部的温度小于预定温度(例如，60℃)的情况，通过立即将发动机50的目标转速降低到低速空载转速(例如，1400min^-1)以进行空载运行，能够进一步改善空载运行期间的燃料成本，并且还能够实现降低噪音。

B)正常模式

当通过操作面板15上的按钮操作选择“正常模式”时(步骤4中的“正常模式”)，控制器32不进行上述的目标速度变化处理(步骤9至步骤12)，反而在发动机的目标转速固定在标准空载转速(例如，1800min^-1)的情况下继续进行空载运行(步骤5)，监测压力传感器65检测到的压力P(步骤1)，并基于监测结果改变发动机的转速。

以这种方式，在正常模式下的空载运行期间不进行目标速度变化处理，反而在空载运行的目标转速固定在标准空载转速(例如，1800min^-1)的情况下进行空载运行。这使得即使在连接到压缩机的气动作业工具包括一些在启动之后立即产生大的力的作业工具(例如，混凝土破碎机)并且不能用模式来表征作业工具的不活动和致动的时序的情况下，也能够防止作业工具发生运行问题。

C)低速模式

当通过操作面板15上的按钮操作选择“低速模式”时(步骤4中的“低速模式”)，控制器32不进行上述的目标速度变化处理(步骤9至步骤12)，反而在发动机的目标转速固定在低速空载转速(例如，1400min^-1)的情况下(步骤7)，进行空载运行。

在以如下的方式配置的本示例性实施例中：在由温度传感器66检测到的排放通道62内部的温度达到预定温度(例如，60℃)以上之前，发动机50的目标转速不会降低到低速空载转速(例如，1400min^-1)，在接收罐60内部的压力达到空载运行压力P3以上的情况下，除了排放通道62内部的温度小于预定温度(例如，60℃)的情况(步骤6中的否)，控制器32都会立即将发动机50的目标转速降低到低速空载转速(例如，1400min^-1)，以进行空载运行(步骤7)。这能够改善燃料成本，并且还能够在空载运行期间实现降低噪音。

启动控制装置

图1示出了用于在压缩机主体40的进气口41关闭时启动发动机50的启动控制装置20，并且在开始执行上述容量控制的正常运行之前存在减载状态。

为了减小启动时的负载，在本示例性实施例中，设置强制闭阀通道21以在接收罐60和进气控制阀11的闭阀压力接收室113之间连通，并且设置电磁阀22以打开和关闭强制闭阀通道21。然后通过在电磁阀22打开强制闭阀通道21的状态下启动发动机50，与发动机50正在启动时绕过压力调节阀13并且在接收罐60和进气控制阀11的闭阀压力接收室113之间连通相协调，通过使用伴随着发动机50的启动操作而由压缩机主体40的旋转产生的接收罐60内部的压力的轻微上升，可以在开始发动机50的启动操作之后立即较早地关闭进气控制阀11。这实现了能够在减载状态下启动发动机50的构造。

因此，在所示的构造中，启动控制装置20由强制闭阀通道21、用于打开和关闭强制闭阀通道21的电磁阀22、以及用于输出控制信号以控制电磁阀22的打开和关闭的控制器32形成。

优选地，启动控制装置20的构造还设置有进气-排气通道23、吸入通道24和排放通道25，进气-排气通道23的一端与进气控制阀11的辅助压力接收室114连通，吸入通道24的一端在进气控制阀11的次级侧与入口通道115连通，排放通道25的一端敞开而通向大气(在所示的示例中，在进气控制阀11的初级侧通过入口通道115敞开而通向大气)。该优选示例还在进气-排气通道23的另一端设置有电磁切换阀26，以选择性地与吸入通道24的另一端或排放通道25的另一端连通。通过在预定转速下(在本示例性实施例中，在1800min^-1的标准空载转速下)启动发动机50，同时通过操作电磁切换阀26使进气-排气通道23和吸入通道24处于连通状态，通过使用通过吸入通道24和进气-排气通道23而在辅助压力接收室114内产生的负压，可以甚至更早地完成关闭进气控制阀11的操作，辅助压力接收室114内的负压是因为在发动机50的启动操作时压缩机主体40开始吸入气体而在入口通道115内部产生负压导致的。这能够在开始发动机50的启动操作之后甚至更早地实现负载的减小。

需要注意，当已经满足预定条件(例如，自启动之后经过转变时间等)时，控制器32通过关闭电磁阀22并关闭强制闭阀通道21来结束启动控制。然后可以进行上述的容量控制。

其他(放气机构)

需要注意，虽然省略了图示，但是在本发明的压缩机的运行控制方法中，与参照图4说明的发动机驱动式压缩机的构造类似，也可以设置放气阀以将压缩机主体的排放侧敞开而通向大气。然后，当进行空载运行时，该构造可以采用已知的放气方法，例如在通过打开放气阀进一步减小负载的状态下进行空载运行。

尽管可以在空载运行期间进行这种放气，但是由于经过的转变时间“t”，可以从空载运行期间的目标转速已经从标准空载转速(例如，1800min^-1)减速到低速空载转速(例如，1400min^-1)时的时间点开始放气。当在转变时间“t”期间恢复满载运行时，采用这种构造使供应压力P能够在早期阶段提高到基准压力P2以上的压力。

当进行这样的放气时，代替图1所示的构造中的在压力调节阀13的次级侧检测控制通道12内部的压力的压力传感器65，可以采用如下的构造：在该构造中，压力传感器设置在止回阀61的次级侧，并且在把该压力传感器检测到的压力当作是供应压力P的同时进行速度控制。

以这种方式，在进行空载运行的同时，可以通过目标速度变化处理和放气的组合来降低发动机50在空载运行期间的转速。通过在压缩机主体40的排放侧的压力下降时减小负载，这甚至能够更大地改善燃料成本，并且甚至能够在空载运行期间实现更大的噪音降低。

因此，下面最广泛的权利要求并不针对以特定方式配置的机器。相反，所述最广泛的权利要求旨在保护这项突破性发明的核心或本质。本发明显然是新型和有用的。此外，鉴于现有技术，当整体考虑时，对于本领域普通技术人员而言，本发明在被创造时并不是显而易见的。

此外，鉴于本发明的革命性性质，其显然是一项开拓性发明。因此，根据法律，下面的权利要求有权进行非常广泛的解释，以保护本发明的核心。

因此，可以看出，可以有效地获得上述目的和根据前面的描述显而易见的目的，并且由于在不脱离本发明的范围的情况下可以对上述结构进行某些改变，所以前面的描述中所包含的或在附图中示出的所有事项应当被解释为说明性的而不是限制性的。

还需要理解，以下权利要求旨在涵盖本文中所述的本发明全部的一般和特殊特征、以及在语言上可以说落入权利要求中的本发明范围的所有陈述。

现在已经描述了本发明。

附图标记说明

1 发动机驱动式压缩机

2 容量控制装置

10 进气控制装置

11 进气控制阀

111 主体(阀箱)

115 入口通道

115a 阀座

116 阀体

116a 阀杆

117 套筒

118 端板

119 活塞

119a 活塞杆

12 控制通道

13 压力调节阀

15 操作面板

151、152 开关

153、154 显示灯

20 启动控制装置

21 强制闭阀通道

22 电磁阀

23 进气-排气通道

24 吸入通道

25 排放通道

26 电磁切换阀

30 速度控制装置

31 发动机控制单元(ECU)

32 控制器

40 压缩机主体

41 进气口

50 发动机

60 接收罐

61 止回阀

62 排放通道

63 油冷却器

64 注油通道

65 压力传感器

66 温度传感器

700 发动机驱动式压缩机

711 进气控制阀

740 压缩机主体

750 发动机

760 接收罐

762 排放通道

763 油冷却器

767 压力传感器

768 消耗通道

769 压力传感器

Claims (8)

1.压缩机的操作控制方法，所述方法进行通过使用进气控制阀控制进气速率并通过控制驱动源的转速而配置的容量控制，使得供应到消耗侧的压缩气体的压力处于预定范围内，所述进气控制阀被设置在压缩机主体的进气口中，所述驱动源驱动所述压缩机主体，所述容量控制包括：

满载运行，在所述满载运行中，当供应压力等于或小于预定的基准压力时，完全打开所述进气控制阀并且将所述驱动源的目标转速设定为满载转速，所述供应压力是供应到所述消耗侧的所述压缩气体的压力，所述满载转速是速度控制带的最大转速；和

空载运行，在所述空载运行中，当所述供应压力等于或大于空载运行压力时，完全关闭所述进气控制阀并且将预定的空载转速设定为所述驱动源的所述目标转速，所述空载运行压力是高于所述基准压力的预定压力；

以设定为所述目标转速的预定的标准空载转速开始所述空载运行，所述标准空载转速低于所述满载转速；并且

进行如下的目标速度变化处理：其中，在从开始所述空载运行起经过预定的转变时间之后，将所述目标转速减速到低速空载转速，所述低速空载转速是低于所述标准空载转速的预定转速，然后继续进行所述空载运行。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述转变时间被配置成是可变的，并且能够选择零作为所述转变时间。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述压缩机主体的排气温度或润滑油温度为预定温度以上之前，不在所述空载运行中进行所述目标速度变化处理。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中：

在沿着从所述压缩机主体的排放口延伸到所述消耗侧的通道的中途设置止回阀；

使用所述止回阀的次级侧的压力作为所述供应压力来进行所述容量控制；并且

在所述空载运行期间，通过在所述止回阀的初级侧将所述压缩机主体的排放侧敞开而通向大气来进行放气。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，在开始所述空载运行之后并且在经过所述转变时间之后，进行所述放气。

6.压缩机，其包括容量控制装置，所述容量控制装置被配置成使用设置到压缩机主体的进气口处的进气控制阀对进气速率进行控制，并且被配置成对驱动所述压缩机主体的驱动源的转速进行控制，使得压缩气体能够在预定范围内的压力下被供应到消耗侧；

所述容量控制装置被配置成：

进行如下的满载运行：其中，当供应压力等于或小于预定的基准压力时，完全打开所述进气控制阀并且将所述驱动源的目标转速设定为满载转速，所述供应压力是供应到所述消耗侧的所述压缩气体的压力，所述满载转速是速度控制带的最大转速；并且

进行如下的空载运行：其中，当所述供应压力等于或大于空载运行压力时，完全关闭所述进气控制阀并且将预定的空载转速设定为所述驱动源的所述目标转速，所述空载运行压力是高于所述基准压力的预定压力；

以设定为所述目标转速的预定的标准空载转速开始所述空载运行，所述标准空载转速低于所述满载转速；并且

进行如下的目标速度变化处理：其中，在从开始所述空载运行起经过预定的转变时间之后，将所述目标转速减速到低速空载转速，所述低速空载转速是低于所述标准空载转速的预定转速，然后继续进行所述空载运行。

7.根据权利要求6所述的压缩机，其中，所述压缩机被配置成通过操作设置到操作面板上的开关，用户能够选择以下空载运行作为由所述容量控制装置进行的所述空载运行：

根据所述目标速度变化处理进行的空载运行；或

不进行所述目标速度变化处理，反而所述空载转速具有设定为所述目标转速的所述标准空载转速的空载运行。

8.根据权利要求7所述的压缩机，其中，所述压缩机被配置成通过操作设置到所述操作面板上的所述开关，用户还能够选择以下空载运行作为由所述容量控制装置进行的所述空载运行：

不进行所述目标速度变化处理，反而所述空载转速具有设定为所述目标转速的所述低速空载转速的空载运行。

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