JP2006283649A - Compressor and its operation control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧縮機およびその運転制御方法の改善に関し、より詳しくは、負荷変動に適正に対応し得るようにした圧縮機およびその運転制御方法に関するものである。 The present invention relates to an improvement of a compressor and its operation control method, and more particularly to a compressor and an operation control method thereof that can appropriately cope with load fluctuations.
圧縮機本体の吸込側に吸込調整弁を備え、吐出側に放気弁を備えた圧縮機では、従来から、吐出側の圧力が高くなると前記吸込調整弁を閉じ、前記放気弁を開き、逆に吐出側の圧力が低くなると前記吸込調整弁を開き、前記放気弁を閉じるロード・アンロード制御運転により吐出容量の調整が行われている。しかしながら、この運転方法は、せっかく製造した圧縮気体を、アンロード時には放気弁を介して大気放出してしまうため運転の効率が悪いという欠点を有していた。 In a compressor provided with a suction adjustment valve on the suction side of the compressor body and provided with a discharge valve on the discharge side, conventionally, when the pressure on the discharge side becomes high, the suction adjustment valve is closed, and the discharge valve is opened. On the contrary, when the pressure on the discharge side becomes low, the suction adjustment valve is opened, and the discharge capacity is adjusted by the load / unload control operation in which the discharge valve is closed. However, this operation method has the disadvantage that the compressed gas produced with great effort is discharged to the atmosphere via the air release valve during unloading, so that the operation efficiency is poor.
そこで、上記欠点を解決するため提案されている従来の圧縮機の運転方法(特許文献1参照)につき、図3を用いて以下に説明する。このスクリュー圧縮機は、前記圧縮機本体2の吸込側に吸込調整弁1と、前記圧縮機本体2の吐出側に圧力検出可能に設けられた圧力センサー5の他に、PI制御装置6、圧力調整弁11およびインバータ7を含む容量制御系を備えている。
Therefore, a conventional compressor operation method (see Patent Document 1) proposed to solve the above-described drawback will be described below with reference to FIG. This screw compressor includes a
そして、上記運転方法によれば、前記圧力センサー5により検出された圧力が高くなると、前記PI制御装置6、インバータ7を介してモータ8の回転数を下げ、前記圧力が低くなると、逆に前記モータ8の回転数を上げる回転数制御により前記圧力を一定に保つ容量制御が行われる。但し、前記モータ8の回転数を下げて行き、インバータ7が過負荷によりトリップする直前になると、このインバータ7、PI制御装置6を用いた前記回転数制御を止め、吸気調整により圧力を保つ容量制御に切り替えられる。即ち、前記圧力調整弁11を開とし、前記圧力が高くなると吸込調整弁1の開度を小さくし、前記圧力が低くなると前記開度を大きくするのである。
And according to the said operating method, when the pressure detected by the said
しかしながら、上記従来例に係る圧縮機の運転方法によれば、吐出側の圧力が高くなると、前記インバータがトリップする直前までモータの回転数は下げられて行くようになっている。このため、この回転数が低下し過ぎることがあり、この場合、スクリュー圧縮機本体内で圧縮されるガスの吸込側への漏れ量が増大し、圧縮効率が低下するという問題が生じる。この漏れ量の増大は、スクリューロータ間、スクリューロータとロータ室壁部との間の隙間が油シールされる給油式スクリュー圧縮機に比して、油シールされない無給油式スクリュー圧縮機の場合は、特に顕著である。また、前記漏れ量の増大に伴って、吐出側で異常な温度上昇が生じるという問題もある。
従って、本発明の目的は、負荷変動に対し圧縮効率を低下させずに、吐出圧力を所望の圧力範囲に維持することが可能な圧縮機およびその運転制御方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a compressor capable of maintaining a discharge pressure in a desired pressure range without reducing the compression efficiency with respect to load fluctuations, and an operation control method thereof.
前記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る圧縮機が採用した手段は、吸込調整弁が設けられ、前記吸込調整弁の全閉時においても一定量以下の気体の通過を許容する吸込流路から吸込まれた気体を圧縮する圧縮機本体を備え、この圧縮機本体の吐出口に一端側が接続された吐出流路を備え、前記吐出流路から分岐し該吐出流路を通過する圧縮気体の一部を放出する放気流路に放気弁が設けられ、前記吐出流路の放気流路への分岐箇所より気体供給先側に、気体供給先に供給される気体の吐出圧力Pを検出する圧力検出手段が設けられ、前記吸込調整弁と前記放気弁とを開閉制御する制御器を備えて成る圧縮機において、前記制御器は、その内部に下限設定圧力PLと、前記下限設定圧力PLより大なる第1中間設定圧力Psaと、前記下限設定圧力PLより大なる第2中間設定圧力Psbと、前記第1中間設定圧力Psa、第2中間設定圧力Psbの何れよりも大なる上限設定圧力PHとが予め設定され、吐出圧力Pが低下して下限設定圧力PLに至ると、吸込調整弁を開弁しかつ放気弁を閉弁するロード運転とし、吐出圧力Pが上昇して第1中間設定圧力Psaに至ると、吸込調整弁を閉弁しかつ放気弁を閉弁する中間ロード運転とするA運転制御を行う一方、吐出圧力Pが上昇して上限設定圧力PHに至ると、吸込調整弁を閉弁しかつ放気弁を開弁するアンロード運転とし、吐出圧力Pが下降して第2中間設定圧力Psbに至ると、前記中間ロード運転とするB運転制御を行う機能を備えて成ることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the means employed by the compressor according to
本発明の請求項2に係る圧縮機が採用した手段は、請求項1項記載の圧縮機において、
前記制御器に、A運転制御における中間ロード運転中に、前記吐出圧力Pが第1中間設定圧力Psaより高圧力になるとB運転制御に切換える一方、このB運転制御における中間ロード運転中に、前記吐出圧力Pが第2中間設定圧力Psbより低圧力になるとA運転制御に切換える機能を備えて成ることを特徴とするものである。
The means employed by the compressor according to
During the intermediate load operation in the A operation control, the controller switches to the B operation control when the discharge pressure P becomes higher than the first intermediate set pressure Psa, while the intermediate load operation in the B operation control When the discharge pressure P becomes lower than the second intermediate set pressure Psb, a function of switching to the A operation control is provided.
本発明の請求項3に係る圧縮機が採用した手段は、請求項1項に記載の圧縮機において、前記制御器に、A運転制御における中間ロード運転中に、前記吐出圧力Pが第1中間設定圧力Psaより所定圧力ΔPsaだけ高い圧力値より高圧力になるとB運転制御に切換える一方、このB運転制御における中間ロード運転中に、前記吐出圧力Pが第2中間設定圧力Psbより所定圧力ΔPsbだけ低い圧力値より低圧力になるとA運転制御に切換える機能を備えて成ることを特徴とするものである。
The compressor employed in the compressor according to
本発明の請求項4に係る圧縮機が採用した手段は、請求項1乃至3のうちの何れか一つの項に記載の圧縮機において、前記制御器に、B運転制御におけるアンロード運転中の継続時間が、予め定めた一定時間を越えた時に、前記圧縮機本体の運転を停止させる機能を備えて成ることを特徴とするものである。
The means employed by the compressor according to claim 4 of the present invention is the compressor according to any one of
本発明の請求項5に係る圧縮機が採用した手段は、請求項1乃至4のうちの何れか一つの項に記載の圧縮機において、前記制御器に、A運転制御における中間ロード運転中の継続時間が、予め定めた一定時間を越えた時に、ロード運転に切換える機能を備えて成ることを特徴とするものである。
The means employed by the compressor according to
本発明の請求項6に係る圧縮機が採用した手段は、請求項1乃至5のうちの何れか一つの項に記載の圧縮機において、前記第1中間設定圧力Psaと前記第2中間設定圧力Psbが同一の値であることを特徴とするものである。
The means employed by the compressor according to
本発明の請求項7に係る圧縮機の運転制御方法が採用した手段は、吸込調整弁が設けられ、該吸込調整弁の全閉時においても一定量以下の気体の通過を許容する吸込流路から吸込まれた気体を圧縮する圧縮機本体を備え、この圧縮機本体の吐出口に一端側が接続された吐出流路を備え、前記吐出流路から分岐し該吐出流路を通過する圧縮気体の一部を放出する放気流路に放気弁が設けられ、前記吐出流路の放気流路への分岐箇所より気体供給先側に、気体供給先に供給される気体の吐出圧力Pを検出する圧力検出手段が設けられて成る圧縮機の運転制御方法において、下限設定圧力PLと、前記下限設定圧力PLより大なる第1中間設定圧力Psaと、前記下限設定圧力PLより大なる第2中間設定圧力Psbと、前記第1中間設定圧力Psa、第2中間設定圧力Psbの何れよりも大なる上限設定圧力PHとが予め設定され、前記吐出圧力Pに応じて、下記の何れかの運転制御を行うことを特徴とするものである。
・吐出圧力Pが低下して下限設定圧力PLに至ると、吸込調整弁を開弁しかつ放気弁
を閉弁するロード運転とし、吐出圧力が上昇して第1中間設定圧力Psaに至ると
、吸込調整弁を閉弁しかつ放気弁を閉弁する中間ロード運転とするA運転制御
・吐出圧力Pが上昇して上限設定圧力PHに至ると、吸込調整弁を閉弁しかつ放気弁
を開弁するアンロード運転とし、吐出圧力Pが下降して第2中間設定圧力Psbに至
ると、前記中間ロード運転とするB運転制御
The means adopted by the compressor operation control method according to claim 7 of the present invention is a suction flow path that is provided with a suction adjustment valve and allows passage of a certain amount or less of gas even when the suction adjustment valve is fully closed. A compressor main body for compressing the gas sucked from the compressor, and a discharge flow path having one end connected to a discharge port of the compressor main body. The compressed gas that branches from the discharge flow path and passes through the discharge flow path An air release valve is provided in the air release flow path for releasing a part, and the discharge pressure P of the gas supplied to the gas supply destination is detected from the branch point of the discharge flow path to the air discharge flow path to the gas supply destination side. in the operation control method of a compressor comprising a pressure detecting means is provided, and the lower limit set pressure P L, a first intermediate set pressure Psa made larger than the lower limit set pressure P L, made larger than the lower limit set pressure P L first 2 intermediate set pressure Psb and the first intermediate set pressure Psa, second intermediate Set is large becomes an upper limit set pressure P H and a preset than any pressure Psb, in response to the discharge pressure P, it is characterized in that to perform any of the operation control described below.
・ When the discharge pressure P decreases and reaches the lower limit set pressure P L , load operation is performed to open the suction adjustment valve and close the discharge valve, and the discharge pressure rises to the first intermediate set pressure Psa. If, it reaches the upper limit set pressure P H a operation control, the discharge pressure P of the intermediate load operation to close the valve closing vital Hokiben suction adjustment valve rises, closes the suction adjustment valve vital The unload operation is performed to open the release valve, and the discharge pressure P decreases to reach the second intermediate set pressure Psb.
Then, the B operation control for the intermediate load operation
本発明の請求項8に係る圧縮機の運転制御方法が採用した手段は、請求項7項記載の圧縮機の運転制御方法において、前記A運転制御における中間ロード運転中に、前記吐出圧力Pが第1中間設定圧力Psaより高圧力になるとB運転制御に切換える一方、このB運転制御における中間ロード運転中に、前記吐出圧力Pが第2中間設定圧力Psbより低圧力になるとA運転制御に切換えることを特徴とするものである。 The means adopted by the compressor operation control method according to claim 8 of the present invention is the compressor operation control method according to claim 7, wherein the discharge pressure P is set during the intermediate load operation in the A operation control. When the pressure is higher than the first intermediate set pressure Psa, the operation is switched to the B operation control. On the other hand, when the discharge pressure P is lower than the second intermediate set pressure Psb during the intermediate load operation in the B operation control, the operation is switched to the A operation control. It is characterized by this.
本発明の請求項9に係る圧縮機の運転制御方法が採用した手段は、請求項7項記載の圧縮機の運転制御方法において、前記A運転制御における中間ロード運転中に、前記吐出圧力Pが第1中間設定圧力Psaより所定圧力ΔPsaだけ高い圧力値より高圧力になるとB運転制御に切換える一方、このB運転制御における中間ロード運転中に、前記吐出圧力Pが第2中間設定圧力Psbより所定圧力ΔPsbだけ低い圧力値より低圧力になるとA運転制御に切換えることを特徴とするものである。
The means adopted by the compressor operation control method according to
本発明の請求項10に係る圧縮機の運転制御方法が採用した手段は、請求項7乃至9記載のうちの何れか一つの項に記載の圧縮機の運転制御方法において、前記B運転制御におけるアンロード運転中の継続時間が、予め定めた一定時間を越えた時に、前記圧縮機本体の運転を停止させることを特徴とするものである。
The means adopted by the compressor operation control method according to
本発明の請求項11に係る圧縮機の運転制御方法が採用した手段は、請求項7乃至10記載のうちの何れか一つの項に記載の圧縮機の運転制御方法において、前記A運転制御における中間ロード運転中の継続時間が、予め定めた一定時間を越えた時に、ロード運転に切換えることを特徴とするものである。
The means adopted by the compressor operation control method according to
本発明の請求項12に係る圧縮機の運転制御方法が採用した手段は、請求項7乃至11記載のうちの何れか一つの項に記載の圧縮機の運転制御方法において、前記第1中間設定圧力Psaと前記第2中間設定圧力Psbが同一の値であることを特徴とするものである。
The means adopted by the compressor operation control method according to
本発明の請求項1および7に係る圧縮機およびその運転制御方法によれば、負荷変動に拘わらず、吐出圧力を所望の圧力範囲(上限設定圧力PHと下限設定圧力PLとの間の範囲)に、圧縮効率を下げることなく、適切に維持することが可能である。また、前記B運転制御のアンロード運転時以外は放気弁が開放されることがなく、製造した圧縮気体を放気する量を最小限にすることができるから、運転の効率を向上できる。
According to the compressor and the operation control method thereof according to
また、本発明の請求項2,3,8および9に係る圧縮機およびその運転制御方法によれば、吐出圧力Pの更なる上昇を、アンロード運転による放気弁の開放が可能なB運転制御への切換えにより回避することができる。その一方で、吸込流路から許容された一定量以下の流量では吐出圧力Pの上昇を望めないため、ロード運転が可能なA運転制御への切換えにより、吸込調整弁を開弁して吐出圧力Pを昇圧することができる。これにより、負荷変動に拘わらず、圧縮効率を下げることなく、吐出圧力を所望の圧力範囲に適切に維持するという効果を、より一層確実なものとすることができる。
Further, according to the compressor and the operation control method thereof according to
更に、本発明の請求項4および10に係る圧縮機およびその運転制御方法によれば、従来は、圧縮気体の消費量が皆無か極小であるにも拘わらず圧縮機本体を運転していた駆動電力ロスを低減できる。
Furthermore, according to the compressor and the operation control method thereof according to
更に、本発明の請求項5および11に係る圧縮機およびその運転制御方法によれば、効率の良いロード運転の割合を増すことができるため、全体として効率の良い運転を実現することができる。
Further, according to the compressor and the operation control method thereof according to
更に、本発明の請求項6および12に係る圧縮機およびその運転制御方法によれば、第1中間設定圧力Psaと前記第2中間設定圧力Psbを同一の値とすることで、各値の設定にかかる負荷を軽減することができる。
Furthermore, according to the compressor and the operation control method thereof according to
先ず、本発明の形態に係る圧縮機の構成を、添付図面の図1を参照しながら説明する。図1は、本発明の形態に係る圧縮機の系統図、より詳しくは本発明を油冷式圧縮機に適用した場合の系統図である。この油冷式圧縮機(以下、圧縮機という)は、雌雄一対のスクリューロータ(図示せず)が噛み合って、ロータケーシング内部に回転可能に収容されてなる構造を有する圧縮機本体20を備えている。
First, a configuration of a compressor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 of the accompanying drawings. FIG. 1 is a system diagram of a compressor according to an embodiment of the present invention, and more specifically, a system diagram when the present invention is applied to an oil-cooled compressor. This oil-cooled compressor (hereinafter referred to as a compressor) includes a compressor
圧縮機本体20の吸込口20aには、吸込流路28が接続され、その吐出口20bには吐出流路29が接続されている。そして、圧縮機本体20を構成する前記雌雄一対のスクリューロータのうちの一方(通常は雄ロータ)がモータ22に接続されている。
このモータ22によりスクリューロータを回転させることによって、吸込流路28から供給される気体を、圧縮機本体20にて圧縮し高圧流体として吐出流路29に吐出する。
A
By rotating the screw rotor by the
吸込流路28には、その吸込流路28を通過する気体の流量を調整する吸込調整弁21が設けられている。また、吸込流路28の吸込調整弁21の上流側と下流側とを直結させたバイパス流路36が設けられるとともに、圧縮機が運転している際に吸込調整弁21が全閉となっても、圧縮機本体20に一定量以下の吸気が継続され、低容量の圧縮気体を吐出することが可能な定量吸気手段であるオリフィス37が、前記バイパス流路36に介装されている。この定量吸気手段の他の代替手段としては、ノズル、ベンチュリ等の絞り機構を挙げることができる。また、前記オリフィス37等の定量吸気手段による吸気流量は、生産される圧縮気体流量の5〜30%とし、好ましくは10〜20%とするのが良い。
The
また、吐出流路29には、圧縮気体中に混入している潤滑油を捕捉するための油分離器24と、捕捉した潤滑油を回収して溜める油溜り31からなる油回収器23とが介装されている。油溜り31中の潤滑油は、油流路32を介して圧縮機本体20内部の軸受や軸封部、ロータとロータケーシングが形成する圧縮空間等の潤滑油の供給を必要とする箇所に供給される。尚、油流路32には、潤滑油を濾過して清浄化するオイルフィルター33、油を冷却するオイルクーラ34が設けられている。
The
更に、油分離器24より下流の吐出流路29には、逆止弁26が設けられている。そして、油分離器24と逆止弁26の間の吐出流路29から、大気に連通する放気流路35が分岐しており、前記放気流路35には放気弁25が設けられている。即ち、この放気流路35によって、吐出流路29を通過する圧縮気体の一部を大気に放出することができる。
Further, a
また、前記逆止弁26より更に下流の吐出流路29、換言すれば、前記放気流路35へ分岐する箇所より気体供給先側の吐出流路29には、その流路の圧縮気体の気体供給先の圧力を検出可能なように圧力検出手段27が設けられている。前記圧力検出手段27は、ダイヤフラム式やトランスデューサ式の周知の圧力センサーで、検出した圧縮気体の吐出圧力Pに相当する圧力信号を制御器30に送信するものである。
Further, the
そしてこの制御器30は、前記吐出圧力Pが、その間に中間設定圧力Psを有する上限設定圧力PHと下限設定圧力PLとの間の範囲になるように、後述の如く前記吸込調整弁21と放気弁25とを開閉制御する機能を有する。尚、前記中間設定圧力Psとは、上限設定圧力PHと下限設定圧力PL間に適宜設定される中間的な圧力を意味する。また、前記中間設定圧力Ps、上限設定圧力PH、下限設定圧力PLは、予め制御器30内の演算回路に、その数値が設定されてなるものである。
Then, the
更に付言すれば、前記中間設定圧力Psは、本発明の請求項に言う第1中間設定圧力Psaであり、かつ第2中間設定圧力Psbでもある。即ち、ここでは、第1中間設定圧力Psaと第2中間設定圧力Psbを同一の値としたものを実施例として示している。 In addition, the intermediate set pressure Ps is the first intermediate set pressure Psa and the second intermediate set pressure Psb in the claims of the present invention. That is, here, the first intermediate set pressure Psa and the second intermediate set pressure Psb having the same value are shown as examples.
前記圧力検出手段27において検出された圧力信号が、前記制御器30に送信されると、前記制御器30は、吐出圧力Pに応じて、吸込調整弁21を開弁しかつ放気弁25を閉弁するロード運転と、吸込調整弁21を閉弁しかつ放気弁25を閉弁する中間ロード運転とを繰り返し、前記吐出圧力Pを下限設定圧力PLと中間設定圧力Psとの間の圧力に維持しようとするA運転制御を行う機能を備えている。
When the pressure signal detected by the pressure detection means 27 is transmitted to the
即ち、前記制御器30は、吐出圧力Pが低下して下限設定圧力PLに至ると、吸込調整弁21を開弁しかつ放気弁25を閉弁するロード運転とし、吐出圧力Pが上昇して中間設定圧力Ps(第1中間設定圧力Psa)に至ると、吸込調整弁21を閉弁しかつ放気弁25を閉弁する中間ロード運転とするA運転制御を行うのである。
That is, when the discharge pressure P decreases and reaches the lower limit set pressure P L , the
また同時に、前記制御器30は、やはり吐出圧力Pに応じ、吸込調整弁21を閉弁しかつ放気弁25を開弁するアンロード運転と、吸込調整弁21を閉弁しかつ放気弁25を閉弁する中間ロード運転とを繰り返し、前記吐出圧力Pを中間設定圧力Psと上限設定圧力PHとの間の圧力に維持しようとするB運転制御を行う機能を兼ね備えている。
At the same time, the
即ち、前記制御器30は、吐出圧力Pが上昇して上限設定圧力PHに至ると、吸込調整弁21を閉弁しかつ放気弁25を開弁するアンロード運転とし、吐出圧力Pが下降して中間設定圧力Ps(第2中間設定圧力Psb)に至ると、吸込調整弁21を閉弁しかつ放気弁25を閉弁する中間ロード運転とするB運転制御を行うのである。
That is, when the discharge pressure P increases and reaches the upper limit set pressure P H , the
そして上記A運転制御もしくはB運転制御の何れかの運転制御を選択的に行うことにより、圧縮機本体20の吐出圧力Pを、所定の下限設定圧力PLと上限設定圧力PHとの間の範囲に維持するように構成している。
Then, by selectively performing the operation control of either the A operation control or the B operation control, the discharge pressure P of the
次に、添付図面の図2を用いて、本発明の形態に係る圧縮機の運転制御方法について詳しく説明する。図2は、本発明の実施の形態に係る圧縮機の、吐出圧力Pと運転状態を示す関係図である。図2において、横軸は前記圧力検出手段27により検出される吐出圧力Pを示し、縦軸は前記吸込調整弁21と前記放気弁25の開閉により制御された圧縮機本体20の運転状態を示している。
Next, a compressor operation control method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2 of the accompanying drawings. FIG. 2 is a relationship diagram showing the discharge pressure P and the operating state of the compressor according to the embodiment of the present invention. In FIG. 2, the horizontal axis represents the discharge pressure P detected by the pressure detection means 27, and the vertical axis represents the operating state of the
今仮に、圧縮機が、吐出圧力Pが下限設定圧力PL以上で中間設定圧力Ps未満のA運転制御状態にあり、かつ吸込調整弁21と放気弁25が全閉された中間ロード運転されているとする。また、この圧縮機の圧縮気体の生産量をQo、負荷の圧縮気体消費量をQcとする。
Qc>Qoの負荷状態の場合は、吐出圧力Pは低下して行き、予め設定された下限設定圧力PLに至ると、吸込調整弁21を全開し放気弁25を全閉したロード運転に切換わり吐出圧力Pが上昇していく。
Suppose now that the compressor is in an A operation control state in which the discharge pressure P is not less than the lower limit set pressure P L and less than the intermediate set pressure Ps, and the
In the load state of Qc> Qo, the discharge pressure P decreases, and when the preset lower limit set pressure P L is reached, the
更に、吐出圧力Pが中間設定圧力Psまで上昇すると、運転状態は、前記ロード運転から元の中間ロード運転の状態に戻るというように、前記ロード運転と中間ロード運転との状態が交互に繰り返されるため、吐出圧力Pは下限設定圧力PLと中間設定圧力Psとの間に維持される。即ち、この場合は、放気弁25は全閉したままで吸込調整弁21の開閉のみで、吐出圧力Pが中間設定圧力Ps近傍に維持される。
Further, when the discharge pressure P rises to the intermediate set pressure Ps, the operation state returns to the original intermediate load operation state from the load operation, and the states of the load operation and the intermediate load operation are alternately repeated. Therefore, the discharge pressure P is maintained between the lower limit set pressure P L and the intermediate set pressure Ps. That is, in this case, the discharge pressure P is maintained in the vicinity of the intermediate set pressure Ps only by opening and closing the
尚、A運転制御でロード運転されると、通常Qc<Qoの負荷状態となり吐出圧力Pは上昇して行く。次いで、中間設定圧力Ps以上となって、ロード運転から中間ロード運転に切換わっても、負荷の状態によってはQc<Qoの負荷状態が維持され、放気弁25が開放されないまま、増々吐出圧力Pは上昇する場合がある。そのため、この場合には、A運転制御からB運転制御に切換える。これにより、吐出圧力Pが上限設定圧力PHに至りアンロード運転に移行させて、放気弁25を開放することにより圧力上昇を回避させることができる。
In addition, when the load operation is performed by the A operation control, the load condition is normally Qc <Qo, and the discharge pressure P increases. Next, even if the pressure becomes equal to or higher than the intermediate set pressure Ps and the load operation is switched to the intermediate load operation, the load state of Qc <Qo is maintained depending on the load state, and the discharge pressure is increased while the
上記のA運転制御からB運転制御への切換えの要否は、中間設定圧力Psに吐出圧力Pが達した直後ではなく、ロード運転から中間ロード運転に切換えて所定時間経過した時点で、依然として吐出圧力Pが中間設定圧力Ps以上か否かで判断するのが望ましい。あるいは、ロード運転から中間ロード運転に切換えた以降に、中間設定圧力Psより更に所定圧力ΔPsaだけ高い圧力値以上となった場合に、A運転制御からB運転制御に切換えるようにしても良い。尚、ここでいう「中間設定圧力Psより更に所定圧力ΔPsaだけ高い圧力値」とは、上限設定圧力PHより低い圧力値である。 The necessity of switching from the A operation control to the B operation control is not immediately after the discharge pressure P has reached the intermediate set pressure Ps, but when the predetermined time has elapsed after switching from the load operation to the intermediate load operation. It is desirable to determine whether the pressure P is equal to or higher than the intermediate set pressure Ps. Alternatively, after the load operation is switched to the intermediate load operation, when the pressure value is higher than the intermediate set pressure Ps by a predetermined pressure ΔPsa, the A operation control may be switched to the B operation control. The “pressure value higher than the intermediate set pressure Ps by the predetermined pressure ΔPsa” here is a pressure value lower than the upper limit set pressure P H.
一方、B運転制御における中間ロード運転され、Qc<Qoの負荷状態の場合は、吐出圧力Pは上昇していくが、上限設定圧力PH以上となってアンロード運転に切換わって、放気弁25が開放されるため吐出圧力Pは低下する。更に、吐出圧力が中間設定圧力Psに至ると、元の中間ロード運転の状態に戻るというように、中間ロード運転とアンロード運転との状態が交互に繰り返されるため、吐出圧力Pは中間設定圧力Psと上限設定圧力PHとの間の圧力に維持される。即ち、この場合は、吸込調整弁21は全閉したままで放気弁25の開閉のみで、吐出圧力Pが中間設定圧力Ps近傍に維持される。
On the other hand, the intermediate load operation in the B operation control, when the load state of Qc <Qo, the discharge pressure P is gradually increased, but switched to the unloading operation is the upper limit set pressure P H or more, air release Since the
また、B運転制御でアンロード運転されると、通常Qc>Qoの負荷状態となり、吐出圧力Pは低下して行く。次いで、予め設定された中間設定圧力Psに至りアンロード運転から中間ロード運転に切換わっても、負荷の状況によってはQc>Qoの負荷状態が維持され、増々吐出圧力は低下する場合がある。そのため、この場合には、B運転制御からA運転制御に切換える。これにより、吐出圧力Pが下限設定圧力PLに至り、吸込調整弁21を開弁して吸気するロード運転に移行させることにより、圧力低下を回避させることができる。
Further, when the unload operation is performed by the B operation control, the load condition is normally Qc> Qo, and the discharge pressure P decreases. Next, even when the preset intermediate set pressure Ps is reached and the unload operation is switched to the intermediate load operation, the load state of Qc> Qo may be maintained depending on the load condition, and the discharge pressure may further decrease. Therefore, in this case, the B operation control is switched to the A operation control. As a result, the discharge pressure P reaches the lower limit set pressure P L , and the pressure adjustment can be avoided by opening the
尚、B運転制御からA運転制御への切換えの要否は、中間設定圧力Psに吐出圧力Pが達した直後ではなく、アンロード運転から中間ロード運転に切換えて所定時間経過した時点で、依然として吐出圧力Pが中間設定圧力Ps以下か否かで判断するのが望ましい。あるいは、アンロード運転から中間ロード運転に切換えた以降に、中間設定圧力Psより更に所定圧力ΔPsbだけ低い圧力値以下となった場合に、B運転制御からA運転制御に切換えるようにしても良い。尚、ここでいう「中間設定圧力Psより更に所定圧力ΔPsbだけ低い圧力値」とは、下限設定圧力PLより高い圧力値である。 The necessity of switching from the B operation control to the A operation control is not immediately after the discharge pressure P has reached the intermediate set pressure Ps, but when the predetermined time has elapsed after switching from the unload operation to the intermediate load operation. It is desirable to determine whether or not the discharge pressure P is equal to or lower than the intermediate set pressure Ps. Alternatively, after the unload operation is switched to the intermediate load operation, when the pressure value is lower than the intermediate set pressure Ps by a predetermined pressure ΔPsb or less, the B operation control may be switched to the A operation control. The “pressure value lower than the intermediate set pressure Ps by the predetermined pressure ΔPsb” here is a pressure value higher than the lower limit set pressure P L.
圧縮機本体に、吸込調整弁21と放気弁25とを開閉制御する制御器30を備えて上記のように運転することにより、圧縮した気体を無駄に放気したり、あるいは不必要な圧縮気体を製造したりすることなく、吐出圧力Pを設定圧Ps前後の一定の圧力範囲PL≦P≦PHに維持することができる。尚、吐出圧力Pを一定の圧力範囲に維持するに当たって、モータの回転数の変更を必須とするものではないので、モータの回転数の低下し過ぎによる圧縮効率の低下という問題を惹起することがない。
The compressor main body is provided with the
また、B運転制御におけるアンロード運転中、負荷の空気消費量Qcが極少となった場合は、吐出圧力Pは上昇し上限設定圧力PH以上となってアンロード運転に切換わって、吸込調整弁21が閉弁し放気弁25が開弁状態となっても吐出圧力Pは低下しなくなる。このアンロード運転中の継続時間をアカウントするとともに、前記アンロード運転継続時間が、予め設定された一定時間を越えた時に、圧縮機本体20を停止させる機能を、前記制御器22に付加する。上記の場合は、負荷の空気消費が皆無もしくは微量であると判断できるため、前記機能を制御器22に付加することにより、モータの駆動電力ロスを低減することができる。
Furthermore, during the unload operation in the B operation control, when air consumption Qc of the load becomes very small, the discharge pressure P is switched to the unloading operation becomes elevated limit set pressure P H or more, induction regulator Even when the
更にまた、A運転制御において、中間ロード運転の継続時間が予め設定された一定時間を越えた場合には、強制的にアンロード運転に切換えるようにすることも好ましい。圧縮機の運転の効率から言えば、ロード運転が最も効率が良い。但し、ロード運転を選択するには、A運転制御の状態であることが必要となる。A運転制御にはロード運転と中間ロード運転の何れかが採択されるため、後者の割合が一定以上となると非効率となる。
従って、上記のように、A運転制御において、中間ロード運転の継続時間が予め設定された一定時間を越えた場合に、強制的にアンロード運転に切換えることで、吐出圧力Pが低下し、何れロード運転に切換りロード運転の割合を増すことが期待される。これにより、全体として効率の良い運転が実現できる。
Furthermore, in the A operation control, it is preferable to forcibly switch to the unload operation when the duration time of the intermediate load operation exceeds a predetermined time set in advance. From the viewpoint of compressor operation efficiency, road operation is the most efficient. However, in order to select the load operation, it is necessary to be in the state of A operation control. Since either the road operation or the intermediate load operation is adopted for the A operation control, it becomes inefficient when the ratio of the latter exceeds a certain level.
Therefore, as described above, in the A operation control, when the duration of the intermediate load operation exceeds a predetermined time set in advance, the discharge pressure P is decreased by forcibly switching to the unload operation. Switching to road operation is expected to increase the proportion of road operation. Thereby, efficient operation as a whole can be realized.
一方、この圧縮機を停止させる条件は、圧縮機の吐出圧力Pの単位時間当たりの変化率を圧力検出手段27により検出し、制御手段30中の演算回路が、予め設定した所定時間以上停止しても吐出圧力PがPL以下にならないと判断した場合、圧縮機本体を駆動するモータに停止信号を出すようにするのが好ましい。前記した所定の時間は、3分程度を目安とするのが良い。 On the other hand, the condition for stopping the compressor is that the change rate per unit time of the discharge pressure P of the compressor is detected by the pressure detection means 27, and the arithmetic circuit in the control means 30 is stopped for a preset predetermined time or more. However, when it is determined that the discharge pressure P does not become P L or less, it is preferable to output a stop signal to the motor that drives the compressor body. The predetermined time is preferably about 3 minutes.
以上のように、本発明に係る圧縮機およびその運転制御方法によれば、吸込調整弁が設けられ、前記吸込調整弁の全閉時においても一定量以下の気体の通過を許容する吸込流路から吸込まれた気体を圧縮する圧縮機本体を備え、吸込調整弁と前記放気弁とを開閉制御する制御器を備えて成る圧縮機において、前記制御器は吐出圧力Pに応じて、放気弁と吸込調整弁の開弁制御により規定されるA運転制御とB運転制御とを行う機能を有する制御器を備えるとともに、前記運転制御を行うことにより、負荷変動に対し圧縮効率を低下させずに、吐出圧力Pを所望の圧力範囲に維持することができる。また、吐出圧力Pが上限設定圧力PH以上となった時以外は放気弁を開放することがないので、放気量を最小限にすることができるから、運転の効率を向上できる。 As described above, according to the compressor and the operation control method thereof according to the present invention, the suction flow path that is provided with the suction adjustment valve and allows the passage of a certain amount of gas or less even when the suction adjustment valve is fully closed. In the compressor comprising a compressor body for compressing the gas sucked from the air and having a controller for opening and closing the suction adjusting valve and the air release valve, the controller releases the air according to the discharge pressure P. A controller having a function of performing the A operation control and the B operation control defined by the valve opening control of the valve and the suction adjusting valve is provided, and the operation efficiency is not reduced by reducing the compression efficiency against the load fluctuation. In addition, the discharge pressure P can be maintained in a desired pressure range. Further, since the discharge pressure P is prevented from opening the Hokiben except when a predetermined maximum pressure P H or more, because it is possible to minimize the air release amount, it is possible to improve the efficiency of the operation.
本発明は上述したものに限らない。例えば、本発明は上述した通り、油冷式圧縮機に適用するのが好適であるが、それに限るものではなく、油冷式以外の圧縮機に適用しても良い。また、吸込流路28やバイパス流路36に、圧縮機本体20へ向かう流れのみを許容する逆止弁が介装されていても良い。
The present invention is not limited to that described above. For example, as described above, the present invention is preferably applied to an oil-cooled compressor, but is not limited thereto, and may be applied to a compressor other than an oil-cooled compressor. Further, a check valve that allows only the flow toward the
また、第1中間設定圧力Psaと第2中間設定圧力Psbを同一の値とすることで、各値の設定にかかる負荷を軽減することができるため、両者を同一の中間設定圧力Psとした例を上述した。しかしながら、本発明はそれに限るものではなく、第1中間設定圧力Psaと第2中間設定圧力Psbを異なる値としても良い。即ち、第1中間設定圧力Psaが下限設定圧力PLより大であり、第2中間設定圧力Psbもまた下限設定圧力PLより大であり、上限設定圧力PHは、第1中間設定圧力Psa、第2中間設定圧力Psbの何れよりも大であれば良い。 Further, by setting the first intermediate set pressure Psa and the second intermediate set pressure Psb to the same value, the load required to set each value can be reduced. Therefore, both are set to the same intermediate set pressure Ps. As described above. However, the present invention is not limited to this, and the first intermediate set pressure Psa and the second intermediate set pressure Psb may be different values. That is, the first intermediate set pressure Psa is greater than the lower limit set pressure P L , the second intermediate set pressure Psb is also greater than the lower limit set pressure P L , and the upper limit set pressure P H is the first intermediate set pressure Psa. The second intermediate set pressure Psb may be larger than any of the second intermediate set pressures Psb.
20…圧縮機本体, 20a…吸込口, 20b…吐出口,21…吸込調整弁,
22…モータ, 23…油回収器, 24…油分離器, 25…放気弁,
26…逆止弁, 27…圧力検出手段, 28…吸込流路, 29…吐出流路,
30…制御器, 31…油溜り, 32…油流路, 33…オイルフィルター
34…オイルクーラ, 35…放気流路, 36…バイパス流路, 37…オリフィス
20 ... Compressor body, 20a ... Suction port, 20b ... Discharge port, 21 ... Suction adjustment valve,
22 ... motor, 23 ... oil recovery device, 24 ... oil separator, 25 ... air release valve,
26 ... Check valve, 27 ... Pressure detecting means, 28 ... Suction passage, 29 ... Discharge passage,
DESCRIPTION OF
Claims (12)
・吐出圧力Pが低下して下限設定圧力PLに至ると、吸込調整弁を開弁しかつ放気弁
を閉弁するロード運転とし、吐出圧力が上昇して第1中間設定圧力Psaに至ると
、吸込調整弁を閉弁しかつ放気弁を閉弁する中間ロード運転とするA運転制御
・吐出圧力Pが上昇して上限設定圧力PHに至ると、吸込調整弁を閉弁しかつ放気弁
を開弁するアンロード運転とし、吐出圧力Pが下降して第2中間設定圧力Psbに至 ると、前記中間ロード運転とするB運転制御 A suction adjustment valve is provided, and includes a compressor main body that compresses the gas sucked from the suction flow passage that allows passage of a certain amount or less of gas even when the suction adjustment valve is fully closed. A discharge passage having one end connected to the outlet, and a discharge valve provided in the discharge passage for releasing a part of the compressed gas branched from the discharge passage and passing through the discharge passage; In the operation control method for a compressor, in which the pressure detection means for detecting the discharge pressure P of the gas supplied to the gas supply destination is provided on the gas supply destination side from the branching point to the air discharge flow path, the lower limit set pressure P L a, a first intermediate set pressure Psa made larger than the lower limit set pressure P L, and the second intermediate set pressure Psb made larger than the lower limit set pressure P L, the first intermediate set pressure Psa, a second intermediate set pressure any large comprising upper set pressure P H and a preset than the Psb In accordance with the discharge pressure P, any one of the following operation controls is performed.
・ When the discharge pressure P decreases and reaches the lower limit set pressure P L , load operation is performed to open the suction adjustment valve and close the discharge valve, and the discharge pressure rises to the first intermediate set pressure Psa. If, it reaches the upper limit set pressure P H a operation control, the discharge pressure P of the intermediate load operation to close the valve closing vital Hokiben suction adjustment valve rises, closes the suction adjustment valve vital The B operation control is set to the unload operation in which the release valve is opened and the intermediate load operation is performed when the discharge pressure P decreases and reaches the second intermediate set pressure Psb.
The compressor operation control method according to any one of claims 7 to 11, wherein the first intermediate set pressure Psa and the second intermediate set pressure Psb have the same value.
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