JP2008507655A - スクリュー圧縮機の音響雑音を削減するためのシステムおよび方法 - Google Patents
スクリュー圧縮機の音響雑音を削減するためのシステムおよび方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008507655A JP2008507655A JP2007522533A JP2007522533A JP2008507655A JP 2008507655 A JP2008507655 A JP 2008507655A JP 2007522533 A JP2007522533 A JP 2007522533A JP 2007522533 A JP2007522533 A JP 2007522533A JP 2008507655 A JP2008507655 A JP 2008507655A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotational speed
- compressor
- predetermined
- motor
- predetermined rotational
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005534 acoustic noise Effects 0.000 title claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 24
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 4
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 abstract description 3
- 201000003130 ventricular septal defect Diseases 0.000 description 22
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 11
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
- F04C29/06—Silencing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
- F04C28/08—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by varying the rotational speed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
- Control Of Multiple Motors (AREA)
- Compressor (AREA)
Abstract
単一の容積式圧縮機(102)、または互いに近接して位置する複数の容積式圧縮機(102、104)に伴う音響雑音を減衰するためにシステムが提供される。コントローラ(110)は、圧縮機(102、104)のそれぞれの動作の回転速度および周波数を選択可能に制御する。コントローラ(110)は、圧力脈動の中心音響周波数の大きさを削減し、その音響パワーをより広い音響帯域幅全体にわたって分散するために、所定の回転速度を中心として、予め選択された速度帯域内で、圧縮機(102、104)の回転速度をランダムな形で制御する。
Description
本発明は、一般に容積式圧縮機の雑音減衰のための動作方法および装置に関し、より詳細には、各スクリュー圧縮機の動作速度を、そのそれぞれの中心周波数を中心として変えることによって、1つまたは複数のスクリュー圧縮機によって生成される音響雑音を低減する、スクリュー圧縮機の雑音減衰のための動作方法および装置に関する。
加熱および冷却システムは、典型的には、螺旋状に巻かれた管内で流体を循環させ、その管の上で別の流体を通すことにより、その2つの流体間で熱エネルギーが伝達されるようにすることによって、構造物内で温度制御を維持する。そのようなシステム内の主要構成要素は容積式圧縮機であり、この容積式圧縮機は、低温の低圧ガスを受け取り、圧縮装置により高温の高圧ガスを排気する。1つのタイプの容積式圧縮機はスクリュー圧縮機であり、このスクリュー圧縮機は、一般に、中空の双筒式ケーシング内で別個のシャフト上に取り付けられた2つの円筒形ロータを含む。圧縮機ケーシングの側壁は、典型的には、ロータを隣り合わせで、それらのシャフトが互いに平行である状態で収容する2つの平行の、重なり合うシリンダを形成する。スクリュー圧縮機ロータは、典型的には、それらの外部表面上において、ロータの円周上で大きなねじを形成して螺旋状に延びるローブおよび溝を有する。動作中には、ロータのねじは互いに噛合し、ロータ間で一連の間隙を形成するように一方のロータ上のローブが他方のロータ上の対応する溝と噛合する。これらの間隙は、ケーシングの一端部にある圧縮機入口開口または「ポート」と連通する、またロータが回転するにつれて容積が連続的に減少する、連続する圧縮チャンバを形成し、ケーシングの反対側の端部にある排出ポートに向かってガスを圧縮する。
これらのロータは高速で回転するものであり、複数の組のロータ、または複数の圧縮機を共に動作するように構成し、システム内で循環させることができるガスの量をさらに増大し、それによってシステムの動作能力を増大させることができる。ロータは、連続的な汲み上げ動作を実現するが、ロータの各組は、加圧された流体が排出ポート部で排出されるとき圧力パルスを生成する。これらの圧力パルスは、被駆動スクリューの動作速度の増分で圧縮機によって生成され、それは典型的には、駆動される、または動作時の1分間当たり回転数の約5倍または6倍である。これらの排出圧力脈動は、システム内で可聴音の有意な音源として働く。
その望ましくない音をなくする、または最小限に抑えるために、雑音減衰装置またはシステムを使用することができる。雑音減衰システムの一例は、典型的には圧縮機の排出部に位置する消音または吸音マフラシステムである。音を減衰するためにマフラシステムを使用することは、そのマフラシステムによって減衰しなければならない周波数に応じてコストのかかるものとなる可能性がある。典型的には、減衰すべき音の周波数が低いほど、マフラシステムのコストとサイズが大きくなる。
効果的な、低コストの、効率的な、容易に実装される圧縮機ロータ雑音減衰のための方法または装置が求められている。
本発明の一実施形態は、少なくとも1つの容積式圧縮機内で雑音を減衰するための方法に関する。諸ステップは、選択可能に制御可能な回転速度を有する少なくとも1つの圧縮機を提供するステップと、その少なくとも1つの圧縮機に伴う音響雑音(tonal acoustic noise)の大きさを削減するために、所定の回転速度を中心として、その少なくとも1つの圧縮機の回転速度をランダムな形で変えるステップとを含む。
本発明はさらに、少なくとも1つの容積式圧縮機内で雑音を減衰するためのシステムに関し、そのシステムは、選択可能に制御可能な回転速度を有する少なくとも1つの圧縮機を含む。制御パネルがマイクロプロセッサとメモリデバイスとを備え、その制御パネルは、その少なくとも1つの圧縮機に伴う音響雑音の大きさを削減するために、所定の回転速度を中心として、その少なくとも1つの圧縮機の回転速度をランダムな形で変えるように構成される。
本発明はさらに、少なくとも1つの冷媒回路を含むチラーシステムに関する。その少なくとも1つの冷媒回路は、それぞれモータによって駆動される少なくとも1つの圧縮機と、凝縮器構成と、蒸発器構成とが閉じられた冷媒ループ内で連結されたものを備え、その少なくとも1つの圧縮機は、選択可能に制御可能な回転速度を有する。制御パネルがマイクロプロセッサとメモリデバイスとを備え、その制御パネルは、その少なくとも1つの圧縮機に伴う音響雑音の大きさを削減するために、所定の回転速度を中心として、その少なくとも1つの圧縮機の各モータの回転速度をランダムな形で変えるように構成される。
本発明の利点は、可変速ドライブによって駆動される圧縮機に伴う音響雑音の削減である。
本発明の他の利点は、単一圧縮機システムならびに複数圧縮機システムにおいて使用することができることである。
本発明の他の利点は、単一圧縮機システムならびに複数圧縮機システムにおいて使用することができることである。
本発明の他の特徴および利点は、例として本発明の原理を例示する添付の図面と併せ読めば、好ましい実施形態の以下の、より詳細な説明から明らかになろう。
可能なときはいつでも、図面全体にわたって同じ参照番号を使用し、同じ、または同様の部分を指すことにする。
可能なときはいつでも、図面全体にわたって同じ参照番号を使用し、同じ、または同様の部分を指すことにする。
図1は、概して、本発明を組み込むことができる冷凍システムの一実施形態を示す。図1に示されているように、HVAC、冷凍または液体チラーシステム100は、対応する冷媒回路内に組み込まれた2つの圧縮機を有するが、システム100は、所望のシステム負荷を提供するために、1つの冷媒回路を有することも3つ以上の冷媒回路を有することもでき、また対応する冷媒回路について複数の圧縮機を有することができることを理解されたい。システム100は、第1の圧縮機102と、第2の圧縮機104と、凝縮器構成106と、膨張装置、水冷器(water chiller)または蒸発器構成108と、制御パネル110とを含む。制御パネル110は、冷凍システム100の動作を制御するために、アナログ−デジタル(A/D)変換器と、マイクロプロセッサと、不揮発性メモリと、インターフェースボードとを含むことができる。制御パネル110を使用し、AC電源116からその電力を受け取るVSD112、モータ114、ならびに圧縮機102および104の動作を制御することができる。従来のHVAC、冷凍または液体チラーシステム100は、図1に示されていない多数の他の特徴を含む。これらの特徴は、図面を単純にして例示を容易にするために、意図的に省略されている。
圧縮機102および104は、冷媒蒸気を圧縮し、凝縮器106に送達する。圧縮機102と圧縮機104は、別個の冷凍回路内で連結されることが好ましい。すなわち、圧縮機102および104によって出力された冷媒は、混合されず、別個の回路内でシステム100を介して移動してから圧縮機102および104に再進入し、別のサイクルを開始する。別個の冷凍回路は、対応する熱交換のために、単一の凝縮器ハウジング106および単一の蒸発器ハウジング108を使用することが好ましい。凝縮器ハウジング106および蒸発器ハウジング108は、対応するハウジングを用いて、または別個のコイル構成を用いて、仕切りまたは他の分割手段を介して、別個の冷媒回路を維持する。本発明の他の実施形態では、圧縮機102および104によって出力された冷媒は、組み合わされて単一の冷媒回路内に入り、システム100を介して移動してから分離され、圧縮機102および104に再進入することができる。
圧縮機102および104は、スクリュー圧縮機であることが好ましいが、往復圧縮機、スクロール圧縮機、回転圧縮機、または他のタイプの圧縮機など、他の容積式圧縮機もまた、本発明のモータ制御装置から受益することができる。圧縮機102および104の出力能力は、圧縮機102および104の動作速度に基づくものとすることができ、その動作速度は、VSD112によって駆動されるモータ114の出力速度によって決まる。凝縮器106に送達される冷媒蒸気は、流体、たとえば空気または水と熱交換関係に入り、その流体との熱交換関係の結果として、冷媒液へと相変化を受ける。凝縮器106からの凝縮された液体冷媒は、対応する膨張装置を介して蒸発器108に流れる。
蒸発器108は、冷却負荷の供給ラインおよび戻りラインに対する接続を含むことができる。2次液は、好ましくは水であるが、任意の他の好適な2次液、たとえばエチレン、塩化カルシウムブライン、または塩化ナトリウムブラインとすることができ、戻りラインを介して蒸発器108内に移動し、供給ラインを介して蒸発器108を脱出する。蒸発器108内の液体冷媒は、2次液と熱交換関係に入り、2次液の温度を冷ます。蒸発器108内の冷媒液は、2次液との熱交換関係の結果として、冷媒蒸気へと相変化を受ける。次いで、蒸発器108内の蒸気冷媒は、圧縮機102および104に戻り、サイクルを完了する。凝縮器106および蒸発器108内の冷媒の適切な相変化が得られるならば、任意の好適な構成の凝縮器106および蒸発器108をシステム100内で使用することができることを理解されたい。
AC電源116は、単相または多相(たとえば3相)、固定電圧、および固定周波数のAC電力を、サイトにあるAC電力グリッドまたは配電システムからVSD112に送る。AC電源116は、対応するAC電力グリッドに応じて、50Hzまたは60Hzのライン周波数で200V、230V、380V、460V、または600VのAC電圧またはライン電圧を供給することができることが好ましい。
VSD112は、特定の固定ライン電圧および固定ライン周波数を有するAC電力をAC電源116から受け取り、共に特定の要件を満たすように変えることができる所望の電圧と所望の周波数で、モータ114のそれぞれにAC電力を送る。VSD112は、AC電力をモータ114のそれぞれに送ることができ、そのAC電力は、各モータ114の定格電圧および周波数より高い電圧および周波数を、またより低い電圧および周波数を有することができる。他の実施形態では、VSD112は、やはり各モータ114の定格電圧および周波数より高い、またより低い周波数を提供する一方、同じ、またはそれより低い電圧だけを提供することができる。
モータ114は、可変速で動作させることが可能な誘導モータであることが好ましい。誘導モータは、2極、4極、または6極を含めて、任意の好適な極構成を有することができる。しかし、可変速で動作させることができる任意の好適なモータを、本発明と共に使用することができる。
図2は、VSD112の一実施形態における構成要素のいくつかを概略的に示す。VSD112は、3つ段、すなわち変換器または整流器段202と、DCリンク段204と、複数のインバータ206を有する出力段とを有することができる。変換器202は、AC電源116からの固定ライン周波数、固定ライン電圧AC電力をDC電力に変換する。変換器202は、シリコン制御式整流器を使用しているときゲーティングによって、またはダイオードを使用しているとき順方向バイアスによってターンオンすることができるだけの電子スイッチで構成された整流器構成にあるものとすることができる。別法として、変換器202は、そのように望むなら、制御されたDC電圧を生成するために、また入力電流信号を正弦曲線に見えるように形作るために、オンにもオフにもゲーティングする、または切り替えることができる電子スイッチで構成された能動変換器構成にあるものとすることができる。変換器202の能動変換器構成は、AC電力をDC電力に整流することができるだけでなく、DC電圧レベルを特定の値に制御することもできる点で、整流器構成に優る追加のレベルの柔軟性を有する。本発明の一実施形態では、ダイオードやシリコン制御式整流器(SCR)は、変換器202に、大電流サージ能力と、低い故障率とを提供することができる。他の実施形態では、ブーストDC/DC変換器またはパルス幅変調ブースト整流器に結合されたダイオードまたはサイリスタ整流器を使用し、VSD112の入力電圧より大きなVSD112からの出力電圧を得るために、昇圧されたDC電圧をDCリンク204に送ることができる。
DCリンク204は、変換器202からのDC電力をろ波し、エネルギー貯蔵成分を提供する。DCリンク204は、高い信頼率、すなわち非常に低い故障率を示す受動デバイスであるコンデンサおよびインダクタで構成することができる。最後に、インバータ206は、DCリンク204上に並列で接続され、各インバータ206は、DCリンク204からのDC電力を、対応するモータ114のために可変周波数、可変電圧AC電力に変換する。インバータ206は、ダイオードが逆並列で接続された状態で電力トランジスタ、たとえば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)を含むことができる電力モジュールである。さらに、VSD112のインバータ206がモータ114に適切な出力電圧および周波数を提供することができる限り、VSD112は、上述の、また図2に示されているものと異なる構成要素を組み込むことができることを理解されたい。
好ましい実施形態では、VSD112によって電力供給される各モータ114は、VSD112の出力段内で対応するインバータ206を有する。VSD112によって電力供給することができるモータ114の数は、VSD112内に組み込まれるインバータ206の数によって決まることが好ましい。好ましい実施形態では、DCリンク204に並列で接続され、対応するモータ114に電力供給するために使用される2つまたは3つのインバータ206がVSD112内に組み込まれる可能性がある。VSD112が2つと3つの間のインバータ206を有することが好ましいが、好ましい実施形態では、DCリンク204がインバータ206のそれぞれに対して適切なDC電圧を送り、維持することができる限り、4つ以上のインバータ206を使用することができることを理解されたい。いくつかの実施形態では、単一の適切にサイズ設定されたインバータ段を使用し、複数のモータを駆動することが好ましい可能性がある。別法として、単一圧縮機冷媒システムの場合、単一のインバータ206が必要とされるにすぎない。
VSD112は、モータ114の始動中に大きな突入電流がモータ114に到達するのを防止することができる。さらに、VSD112のインバータ206は、AC電源116に、約1の力率を有する電力を提供することができる。最後に、モータ114によって受け取られる入力電圧および入力周波数を共にVSD112で調整することができることにより、VSD112を備えるシステムは、様々な電源についてモータ114を変えることを必要とせずに、様々な外国の、また国内の電力グリッド上で動作することが可能になる。
本発明の好ましい実施形態では、制御パネル110は、モータを所望の回転速度で駆動する周波数である変調周波数のためのランダム周波数変調(RFM)技法を使用して、インバータモジュール206内のIGBT電力スイッチ用の切替え信号を生成する。制御パネル110は、モータ114が所定の範囲またはいくつかの範囲内で回転しているとき、インバータモジュール206内のIGBT電力スイッチ用の対応する切替え信号を生成するために、各インバータモジュール206について単一のRFM変調器を有することが好ましい。RFM変調器は、ランダムな変調周波数ディザリング、すなわちランダム変動または揺らぎをIGBT電力スイッチに適用し、モータ114の回転速度を変えるようにモータ114に対する変調波形をランダムに変える。モータ114の回転速度をランダムにディザリングすることによって、スクリュー圧縮機の噛合するロータによって生成される圧力パルスの周波数が、圧力脈動の中心周波数を中心としてランダムに変わり、その結果、音のピークが減少し、音響雑音の帯域幅が増大し、圧縮機動作の音響雑音に伴う不快感が著しく減少する。
RFM変調器は、それだけには限らないが、所望のランダムな励振を生成するように十分に増幅されるホワイトノイズ発生器、マイクロプロセッサ内で動作するソフトウェア内の乱数発生器、またはテキサス州ダラスのDallas Semiconductorによって製造されたMaxim DS 1086型水晶クロック発振器など、発振器を含むことができる。RFMソースは、モータ114の中心周波数に対して選択的に調整することができることが好ましい。中心周波数は、RFM変調器が使用されない場合、モータ114の所望の定常状態動作回転速度を指す。たとえば、固定速度スクリュー圧縮機の場合、中心周波数は、電源が50Hzか、それとも60Hzかに応じて、3,000RPMまたは3,600RPMとすることができる。可変速スクリュー圧縮機動作の場合、中心周波数は、約1,200から約10,000RPMの好ましい動作範囲で、システムの動作条件によって決まる。しかし、本発明はこの周波数範囲に限定されず、好ましい動作範囲を著しく外れた動作範囲を有するスクリュー圧縮機に対して実装することができることを理解されたい。所望の中心周波数が3,000RPMであり、RFM変調器が2パーセントで設定される場合、RFM変調器は、モータ114の回転速度を、2,940から3,060RPMに、すなわち3,000RPM中心周波数より2パーセント高い、またそれより2パーセント低い範囲内でランダムに変えるように動作することになる。したがって、モータ114の回転速度は、2,940RPMと3,060RPMの間の速度帯域内で動作するが、RFM変調器は、平均で3,000RPMのモータ回転速度を提供する。RFM変調器の動作帯域は、最大定格RPMの少なくとも10パーセントなど、著しく高い中心周波数のパーセンテージで設定し、音響雑音の帯域幅をさらに広げ、それに伴って、マグニチュード音響雑音をさらに減少させることができることを理解されたい。スクリュー圧縮機の場合、RFMは、標準速度スクリュー(最大定格3,000/3,600RPM)と共に、また高速スクリュー(最大定格6,000から10,000RPM)と共に使用することができる。さらに、RFMを高速スクリューに対して実装することは容易である。というのは、圧縮機を駆動するために必要とされるモータが、典型的にはより小さく、加速/減速するためにあまり慣性がないからである。誘導モータが好ましいが、永久磁石モータやスイッチトリラクタンスモータなど、任意のタイプのモータを使用することができる。
一実施形態では、制御パネル110は、制御アルゴリズムまたはソフトウェアを実行し、RFM変調器の動作を制御する。制御アルゴリズムは、制御パネル110の不揮発性メモリ内に記憶されたコンピュータプログラムまたはソフトウェアとすることができ、制御パネル110のマイクロプロセッサによって実行可能な一連の命令を含むことができる。制御アルゴリズムは、コンピュータプログラム内で実施され、マイクロプロセッサによって実行されることが好ましいが、制御アルゴリズムは、当業者によってデジタルおよび/またはアナログハードウェアを使用して実装および実行することができることを理解されたい。ハードウェアを使用して制御アルゴリズムを実行する場合、必要な構成要素を組み込み、また、もはや必要とされない可能性のある任意の構成要素を除去するために、制御パネル110の対応する構成を変更することができる。
RFM変調器を使用し、圧縮機動作に伴う雑音の大きさを削減することは、多数の他のタイプのノイズリダクションが、縦列で動作する2つの圧縮機の使用を必要とする点で、他のタイプのノイズリダクションに優る利点をもたらす。RFMは、単一スクリュー圧縮機チラー、ならびに複数の圧縮機を使用する可能性があるチラーについて、可聴雑音の削減を可能にする。典型的には、これらの複数圧縮機システムは、能力削減のために、または、冷媒システム内での故障によってなど、1つの圧縮機が動作できないとき、冷却能力の維持のために、圧縮機1つだけをシステムが動作させることを必要とする。これらの状況では、可聴雑音を削減する/なくするために2つの圧縮機を使用することは、その2つの圧縮機のうちの1つの故障によりシステムの可聴雑音レベルを削減するための手段がなくなるため、もはや選択できない。さらに、複数圧縮機システムでは、圧縮機同期が必要でないように、RFM変調器を各圧縮機について選択可能に構成することができる。換言すれば、各圧縮機は、望むなら、各圧縮機中心周波数について異なるRFM変調器動作帯域周波数パーセンテージを有することを含めて、他の圧縮機から独立に動作することができる。さらに、望むなら、RFM変調器のうちのいずれかを非活動化することができる。
本発明はHVAC&R応用分野に制限されず、空気圧縮機など、容積式圧縮機の使用を必要とする可能性がある任意の応用分野に適用することができることが、当業者には理解される。
以上、本発明について好ましい実施形態を参照して述べたが、本発明の範囲から逸脱することなしに、様々な変更を加えることができること、また、その要素の代わりに均等物を使用することができることが、当業者には理解されよう。さらに、本発明の本質的な範囲から逸脱することなしに、特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるように、多数の修正を行うことができる。したがって、本発明は、本発明を実施するために企図された最良の形態として開示されている特定の実施形態に限定されず、本発明は、添付の特許請求の範囲内に入る実施形態すべてを含むことになるものとする。
Claims (20)
- 選択可能に制御可能な回転速度を有する少なくとも1つの圧縮機を提供するステップと、
前記少なくとも1つの圧縮機に伴う音響雑音の大きさを削減するために、所定の回転速度について、前記少なくとも1つの圧縮機の前記回転速度をランダムな形で変えるステップと、
を含む少なくとも1つの容積式圧縮機において雑音を減衰するための方法。 - 前記少なくとも1つの圧縮機はスクリュー圧縮機である、請求項1に記載の方法。
- 前記回転速度を変えるステップは、前記所定の回転速度について、所定の範囲内で前記回転速度をランダムに変えるステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記所定の範囲は、前記所定の回転速度の第1の所定のパーセンテージと前記所定の回転速度の第2の所定のパーセンテージとの間にある、請求項3に記載の方法。
- 前記第1の所定のパーセンテージは、前記所定の回転速度の90パーセントであり、前記第2の所定のパーセンテージは、前記所定の回転速度の110パーセントである、請求項4に記載の方法。
- 前記第1の所定のパーセンテージは、前記所定の回転速度の98パーセントであり、前記第2の所定のパーセンテージは、前記所定の回転速度の102パーセントである、請求項4に記載の方法。
- 前記所定の回転速度は可変回転速度である、請求項4に記載の方法。
- 前記回転速度を変えるステップは、少なくとも1つのモータに対してランダムに変わる変調用波形を加えるように、変調器を用いて前記回転速度を変えるステップを含み、前記少なくとも1つのモータの各モータは、前記少なくとも1つの圧縮機の圧縮機を駆動するためのものであり、前記変調器は、ホワイトノイズ発生器、乱数発生器、発振器からなるグループから選択される、請求項1に記載の方法。
- 選択可能に制御可能な回転速度を有する少なくとも1つの圧縮機と、
マイクロプロセッサとメモリデバイスとを備え、前記少なくとも1つの圧縮機に伴う音響雑音の大きさを削減するために、所定の回転速度について、前記少なくとも1つの圧縮機の回転速度をランダムな形で変えるように構成される、制御パネルと、
を備える少なくとも1つの容積式圧縮機内で雑音を減衰するためのシステム。 - 前記制御パネルは、パルス幅変調を生成するための変調器を備える、請求項9に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの圧縮機はスクリュー圧縮機である、請求項9に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの圧縮機は、少なくとも1つの電気モータによって回転可能に駆動される、請求項9に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの電気モータは、永久磁石モータ、誘導モータ、スイッチトリラクタンスモータからなるモータのグループから選択される、請求項12に記載のシステム。
- 前記制御パネルは、ホワイトノイズ発生器、乱数発生器、発振器からなるグループから選択されたデバイスを備える、請求項9に記載のシステム。
- 前記所定の回転速度は中心周波数である、請求項9に記載のシステム。
- 前記所定の回転速度は可変回転速度である、請求項9に記載のシステム。
- 閉じられた冷媒ループにおいて連結され、それぞれがモータによって駆動される少なくとも1つの圧縮機と、凝縮器構成および蒸発器構成とを備え、前記少なくとも1つの圧縮機は選択可能に制御可能な回転速度を有している、少なくとも1つの冷媒回路と、
マイクロプロセッサとメモリデバイスとを備え、前記少なくとも1つの圧縮機に伴う音響雑音の大きさを削減するために、所定の回転速度について、前記少なくとも1つの圧縮機の各モータの回転速度をランダム方式で変えるように構成される、制御パネルと、
を備えるチラーシステム。 - 前記所定の回転速度は、前記所定の回転速度について所定の範囲内で変わる、請求項17に記載のチラーシステム。
- 前記所定の範囲は、前記所定の回転速度の第1の所定のパーセンテージと前記所定の回転速度の第2の所定のパーセンテージとの間にある、請求項18に記載のチラーシステム。
- 前記第1の所定のパーセンテージは、前記所定の回転速度の90パーセントであり、前記第2の所定のパーセンテージは、前記所定の回転速度の110パーセントである、請求項19に記載のチラーシステム。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US10/895,204 US7413413B2 (en) | 2004-07-20 | 2004-07-20 | System and method to reduce acoustic noise in screw compressors |
PCT/US2005/024090 WO2006019588A1 (en) | 2004-07-20 | 2005-07-07 | System and method to reduce acoustic noise in screw compressors |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008507655A true JP2008507655A (ja) | 2008-03-13 |
Family
ID=35207527
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007522533A Pending JP2008507655A (ja) | 2004-07-20 | 2005-07-07 | スクリュー圧縮機の音響雑音を削減するためのシステムおよび方法 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7413413B2 (ja) |
EP (1) | EP1774178B1 (ja) |
JP (1) | JP2008507655A (ja) |
KR (1) | KR20070035083A (ja) |
CN (1) | CN101010515B (ja) |
CA (1) | CA2573233A1 (ja) |
TW (1) | TWI261090B (ja) |
WO (1) | WO2006019588A1 (ja) |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4645139B2 (ja) * | 2004-10-04 | 2011-03-09 | ダイキン工業株式会社 | 電力変換装置 |
GB2441584A (en) * | 2006-09-05 | 2008-03-12 | South Bank Univ Entpr Ltd | Breathing device |
KR20090128477A (ko) * | 2007-03-27 | 2009-12-15 | 보르그워너 인코퍼레이티드 | 전기 공기 펌프를 위한 전류 제한 드라이버 |
US8344556B2 (en) * | 2007-10-30 | 2013-01-01 | Sta-Rite Industries, Llc | Foam proportioning system with solid state contactor |
US8037713B2 (en) * | 2008-02-20 | 2011-10-18 | Trane International, Inc. | Centrifugal compressor assembly and method |
US9704468B2 (en) * | 2008-12-12 | 2017-07-11 | Unr, Llc. | Apparatus and method for cancelling, reducing and modulating noise signal and for signal enhancing and signal proofing |
US8365544B2 (en) * | 2009-08-20 | 2013-02-05 | Trane International Inc. | Screw compressor drive control |
BR112012033791A2 (pt) * | 2010-06-17 | 2016-11-22 | Dresser Rand Co | sistema de compressor de gás de alta eficiência de velocidade variável |
EP2676079A1 (en) | 2011-02-17 | 2013-12-25 | Johnson Controls Technology Company | Magnetic attenuator |
US9631620B2 (en) * | 2011-03-11 | 2017-04-25 | Johnson Controls Technology Company | Stationary volume ratio adjustment mechanism |
US9391497B2 (en) * | 2013-04-03 | 2016-07-12 | Trane International Inc. | Electric motors having modular construction, power sharing and performance configurability |
KR102238331B1 (ko) * | 2014-08-25 | 2021-04-09 | 엘지전자 주식회사 | 리니어 압축기, 리니어 압축기의 제어장치 및 제어방법 |
EP3295547A1 (en) | 2015-05-08 | 2018-03-21 | Johnson Controls Technology Company | Variable speed drive with active converter |
CN106712638A (zh) * | 2017-01-16 | 2017-05-24 | 上海费亚泰克工业设备制造有限公司 | 一种晶闸管在线运行的螺杆气压机节能驱动控制器 |
CN106704193B (zh) * | 2017-01-24 | 2019-02-01 | 中铁隧道集团四处有限公司 | 螺杆式电动空压机组节能控制系统及控制方法 |
US11607928B2 (en) * | 2017-03-10 | 2023-03-21 | Mobile Climate Control, Corp. | Method and apparatus for cooling an air conditioning system controller |
US10319360B1 (en) * | 2018-03-06 | 2019-06-11 | GM Global Technology Operations LLC | Active masking of tonal noise using motor-based acoustic generator to improve sound quality |
CN112910368B (zh) * | 2018-12-29 | 2023-03-24 | 追觅创新科技(苏州)有限公司 | 一种有刷电机驱动方法、装置及计算机可读存储介质 |
GB2616616A (en) * | 2022-03-14 | 2023-09-20 | Bamford Excavators Ltd | Control system |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55164792A (en) * | 1979-06-11 | 1980-12-22 | Mayekawa Mfg Co Ltd | Driving mechanism for screw compressor |
JPH0374190A (ja) * | 1989-08-12 | 1991-03-28 | Matsushita Electric Works Ltd | モータ制御装置 |
JPH0614557A (ja) * | 1992-06-23 | 1994-01-21 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | Pwmインバータの変調方式 |
JPH10127089A (ja) * | 1996-10-02 | 1998-05-15 | Lucent Technol Inc | 回転機械から放射されるトーン性エネルギーを削減する方法 |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4636711A (en) * | 1984-12-04 | 1987-01-13 | Airborne Electronics, Inc. | Pulse width modulation control circuit with a variable zero to one hundred percent duty cycle |
US4667279A (en) | 1986-04-01 | 1987-05-19 | Hewlett-Packard Company | Transformer coupled pard bucker for DC power supplies |
US4825132A (en) | 1987-05-21 | 1989-04-25 | Eaton Corporation | Current mode motor control |
JPH02118362A (ja) | 1988-10-26 | 1990-05-02 | Hitachi Ltd | 容量制御空調機 |
FR2688638B1 (fr) | 1992-03-10 | 1995-02-17 | Sgs Thomson Microelectronics | Procede de commande d'une charge electromecanique par au moins un convertisseur a commutateur(s) a impulsion et dispositif pour sa mise en óoeuvre. |
JP3166407B2 (ja) | 1992-05-06 | 2001-05-14 | ソニー株式会社 | ノイズ低減装置 |
JPH06169574A (ja) | 1992-11-30 | 1994-06-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Pwmインバータ装置 |
US5640315A (en) | 1994-03-18 | 1997-06-17 | Nippon Steel Corporation | Switching regulator |
EP0685923B1 (de) | 1994-06-03 | 1999-08-25 | Inventio Ag | Geräuscharmer Betrieb einer von einem Pulswechselrichter gespeisten Maschine |
JP3334419B2 (ja) | 1995-04-20 | 2002-10-15 | ソニー株式会社 | ノイズ低減方法及びノイズ低減装置 |
US5764104A (en) | 1996-05-31 | 1998-06-09 | Motorola, Inc. | Method and system for reducing noise in a hybrid matrix amplifier |
JP3331871B2 (ja) | 1996-07-31 | 2002-10-07 | ソニー株式会社 | ノイズ低減方法、ノイズ低減装置及び記録媒体 |
JP3154965B2 (ja) | 1998-01-30 | 2001-04-09 | 株式会社東芝 | インバータ制御装置 |
JP2000324851A (ja) | 1998-12-22 | 2000-11-24 | Tdk Corp | 部分共振pwmコンバータ |
US6043996A (en) | 1999-02-03 | 2000-03-28 | General Electric Company | Method and apparatus for reducing monotonic audible noise in a power conversion system |
JP3434734B2 (ja) | 1999-06-22 | 2003-08-11 | エヌイーシーマイクロシステム株式会社 | Pll回路 |
KR100360243B1 (ko) | 2000-01-19 | 2002-11-08 | 엘지전자 주식회사 | 랜덤 pwm을 이용한 압축기의 소음 저감장치 및 그의제어방법 |
GB0025014D0 (en) | 2000-10-12 | 2000-11-29 | Gspk Electronics Ltd | Power converter circuitry |
US6492788B1 (en) | 2000-11-10 | 2002-12-10 | Otis Elevator Company | Method and apparatus for encoderless operation of a permanent magnet synchronous motor in an elevator |
JP3718830B2 (ja) | 2001-02-26 | 2005-11-24 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置 |
JP2002315345A (ja) | 2001-04-12 | 2002-10-25 | Yaskawa Electric Corp | Pwmインバータ装置の制御方法 |
JP2002315317A (ja) | 2001-04-18 | 2002-10-25 | Fuji Electric Co Ltd | Dc/dcコンバータおよびそのスイッチングノイズ低減方法 |
JP3960117B2 (ja) * | 2001-08-02 | 2007-08-15 | 株式会社豊田自動織機 | 可変容量型圧縮機及び異音抑制方法 |
US7128539B2 (en) * | 2002-05-31 | 2006-10-31 | Titan Tool, Inc | Method for improved cleaning of a pumping system |
GB2401397B (en) * | 2003-05-08 | 2006-08-16 | Automotive Motion Tech Ltd | Pump assembly |
-
2004
- 2004-07-20 US US10/895,204 patent/US7413413B2/en active Active
-
2005
- 2005-07-07 JP JP2007522533A patent/JP2008507655A/ja active Pending
- 2005-07-07 WO PCT/US2005/024090 patent/WO2006019588A1/en active Application Filing
- 2005-07-07 KR KR1020077003683A patent/KR20070035083A/ko not_active Application Discontinuation
- 2005-07-07 EP EP05772102A patent/EP1774178B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-07-07 CA CA002573233A patent/CA2573233A1/en not_active Abandoned
- 2005-07-07 CN CN2005800244429A patent/CN101010515B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2005-07-14 TW TW094123876A patent/TWI261090B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55164792A (en) * | 1979-06-11 | 1980-12-22 | Mayekawa Mfg Co Ltd | Driving mechanism for screw compressor |
JPH0374190A (ja) * | 1989-08-12 | 1991-03-28 | Matsushita Electric Works Ltd | モータ制御装置 |
JPH0614557A (ja) * | 1992-06-23 | 1994-01-21 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | Pwmインバータの変調方式 |
JPH10127089A (ja) * | 1996-10-02 | 1998-05-15 | Lucent Technol Inc | 回転機械から放射されるトーン性エネルギーを削減する方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101010515B (zh) | 2010-10-13 |
US20060018764A1 (en) | 2006-01-26 |
CA2573233A1 (en) | 2006-02-23 |
EP1774178A1 (en) | 2007-04-18 |
TW200606342A (en) | 2006-02-16 |
CN101010515A (zh) | 2007-08-01 |
WO2006019588A1 (en) | 2006-02-23 |
TWI261090B (en) | 2006-09-01 |
EP1774178B1 (en) | 2011-10-19 |
KR20070035083A (ko) | 2007-03-29 |
US7413413B2 (en) | 2008-08-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1774178B1 (en) | System and method to reduce acoustic noise in screw compressors | |
EP1721079B1 (en) | System and method for variable speed operation of a screw compressor | |
CN100485291C (zh) | 多压缩器冷却器系统的启动控制系统和方法 | |
KR100881625B1 (ko) | 다중 압축기 냉각장치의 용량 제어장치 및 방법 | |
US7439702B2 (en) | Application of a switched reluctance motion control system in a chiller system | |
KR100880195B1 (ko) | 모터에서 출력 마력과 효율을 증가시키기 위한 장치 및방법 | |
MXPA01001614A (es) | Motor de potencia de salida de dos niveles y sistemas y metodos hvac asociados. | |
JP2008541684A (ja) | スイッチド・リラクタンス・モータを備えた冷却器システム用可変速駆動装置 | |
US7854596B2 (en) | System and method of operation of multiple screw compressors with continuously variable speed to provide noise cancellation | |
JP2009515130A (ja) | 多重圧縮機冷却器システムでの能力制御のためのシステムおよび方法 | |
US7387498B2 (en) | System and method for noise attenuation of screw compressors | |
JP3297356B2 (ja) | 空気調和機 | |
JPS623181A (ja) | 圧縮機駆動装置 | |
KR20070040666A (ko) | 냉난방시스템 용량가변 제어 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091106 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100405 |