JP2013032728A - Oil cooled screw compressor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an oil cooled screw compressor capable of suppressing the leakage of the oil to a primary side of a suction throttle valve quickly coping with the case that a belt is cut.SOLUTION: This oil cooled screw compressor includes: a compressor body 1 compressing air while injecting oil in a working chamber; an electric motor 2, a belt 8 stretched between pulleys 1a, 2a provided at a rotary shaft of the compressor body 1 and a rotary shaft of the motor 2, respectively, and transmitting power of the motor 2 to the compressor body 1; and a suction throttle valve 18 provided at a suction side of the compressor body 1. The oil cooled screw compressor includes a current sensor 7 detecting a motor current, and a control device 3 calculating a decreasing rate A of the motor current during an operation of the compressor body 1 and controlling the suction throttle valve 18 in a fully closed state when it is determined that a decreasing rate A of the motor current is equal to or more than a preset threshold A.

Description

本発明は、作動室内に油を注入しつつ空気を圧縮する圧縮機本体を備えた油冷式スクリュー圧縮機に係わり、特に、ベルトを介しモータの動力を伝達して圧縮機本体を駆動する油冷式スクリュー圧縮機に関する。   The present invention relates to an oil-cooled screw compressor having a compressor body that compresses air while injecting oil into a working chamber, and in particular, an oil that transmits power of a motor via a belt to drive the compressor body. The present invention relates to a cold screw compressor.

圧縮機本体の作動室内に油を注入することにより、油の冷却、潤滑、及びシール作用によって圧縮効率を高めることができる油冷式スクリュー圧縮機が知られている。圧縮機本体の吐出側には、圧縮空気から油を分離する油分離器が設けられている。そして、油分離器で分離された油は、圧縮機本体の作動室へ供給される一方、圧縮空気は、アフタークーラ等で冷却されて使用先へ供給されるようになっている。   There is known an oil-cooled screw compressor that can increase compression efficiency by cooling, lubricating, and sealing the oil by injecting oil into the working chamber of the compressor body. An oil separator that separates oil from the compressed air is provided on the discharge side of the compressor body. The oil separated by the oil separator is supplied to the working chamber of the compressor body, while the compressed air is cooled by an aftercooler or the like and supplied to the use destination.

また、圧縮機本体の吸入側には、吸込み絞り弁が設けられている。圧縮機本体が停止すると、圧縮機本体の吐出側（高圧側）の圧縮空気及びこれに含まれる油は、圧縮機本体の吸入側（低圧側）へ逆流する。そのため、圧縮機本体を停止させる場合には、吸込み絞り弁を全閉状態に制御し、吸込み絞り弁の一次側への油の噴出を防ぐようになっている。   A suction throttle valve is provided on the suction side of the compressor body. When the compressor main body stops, the compressed air on the discharge side (high pressure side) of the compressor main body and the oil contained therein flow backward to the suction side (low pressure side) of the compressor main body. For this reason, when the compressor body is stopped, the suction throttle valve is controlled to be fully closed to prevent oil from being ejected to the primary side of the suction throttle valve.

ところで、油冷式スクリュー圧縮機においては、ベルトを介しモータの動力を伝達して圧縮機本体を駆動するタイプのものがある。ベルトは、経年的なのびや異物の噛込みによってプーリとの間でスリップが生じ、摩擦熱が発生する。そして、摩擦熱によってベルトが切断される可能性があり、ベルトが切断された場合には圧縮機本体が停止して逆流が発生する。そこで、例えばモータ電流が予め設定された閾値より小さくなったときにベルトが切断状態であると判定して、吸込み絞り弁を全閉状態に制御する方法が提唱されている（例えば、特許文献１参照）。   By the way, in the oil-cooled screw compressor, there is a type in which the power of the motor is transmitted via a belt to drive the compressor body. The belt slips between the belt and the pulley due to aging and foreign matter, and frictional heat is generated. Then, there is a possibility that the belt is cut by frictional heat, and when the belt is cut, the compressor body stops and a backflow occurs. Thus, for example, a method has been proposed in which it is determined that the belt is in a disconnected state when the motor current becomes smaller than a preset threshold value, and the suction throttle valve is controlled to a fully closed state (for example, Patent Document 1). reference).

特開平１−３０００８７号公報（第１頁右欄６〜８行参照）Japanese Patent Laid-Open No. 1-300087 (see right column, lines 6 to 8 on page 1)

しかしながら、上記従来技術には以下のような課題が存在する。すなわち、上記従来技術では、モータ電流に対する閾値を、ベルトが正常状態である場合のモータ電流より小さくなるように設定しなければならない。モータ電流は、負荷、すなわち圧縮機本体の吐出側圧力に追従する。そのため、例えば圧縮機本体の吐出側圧力を低下させるアンロード運転に切換えるような構成においては、アンロード運転中のモータ電流の最小値よりも小さくなるように閾値を設定しなければならない。そして、例えば、ロード運転中にベルトが切断すると、圧縮空気及び油の逆流が素早く始まるのにもかかわらず、モータ電流が閾値まで低下してベルトの切断状態を検知するまでに時間を要することになる。したがって、吸込み絞り弁の一次側への油の漏れが生じる。   However, there are the following problems in the above-described prior art. That is, in the prior art, the threshold for the motor current must be set to be smaller than the motor current when the belt is in a normal state. The motor current follows the load, that is, the discharge side pressure of the compressor body. Therefore, for example, in a configuration in which the operation is switched to the unload operation for reducing the discharge side pressure of the compressor body, the threshold value must be set to be smaller than the minimum value of the motor current during the unload operation. For example, when the belt is cut during the road operation, it takes time for the motor current to fall to the threshold and detect the belt cut state even though the backflow of compressed air and oil starts quickly. Become. Therefore, oil leaks to the primary side of the suction throttle valve.

本発明の目的は、ベルトが切断されたときに素早く対応して、吸込み絞り弁の一次側への油の漏れを抑えることができる油冷式スクリュー圧縮機を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an oil-cooled screw compressor that can quickly respond when a belt is cut and suppress oil leakage to the primary side of a suction throttle valve.

（１）上記目的を達成するために、作動室内に油を注入しつつ空気を圧縮する圧縮機本体と、電動モータと、前記圧縮機本体の回転軸及び前記モータの回転軸にそれぞれ設けられたプーリの間で掛け渡され、前記モータの動力を前記圧縮機本体に伝達するベルトと、前記圧縮機本体の吸入側に設けられた吸込み絞り弁と、を備えた油冷式スクリュー圧縮機において、前記モータの電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段の検出結果に基づいて前記モータの電流の減少率を演算するモータ電流減少率演算手段と、前記圧縮機本体の運転中に、前記モータの電流の減少率が予め設定された閾値以上であるか否かを判断することにより、前記ベルトが切断状態であるか否かを判定するベルト異常判定手段と、前記ベルトが切断状態であると判定されたときに、前記吸込み絞り弁を全閉状態に制御する第１の弁制御手段と、を備える。   (1) In order to achieve the above object, a compressor main body for compressing air while injecting oil into the working chamber, an electric motor, a rotating shaft of the compressor main body, and a rotating shaft of the motor are provided. In an oil-cooled screw compressor comprising a belt that is stretched between pulleys and transmits the power of the motor to the compressor body, and a suction throttle valve provided on the suction side of the compressor body, Current detection means for detecting the current of the motor, motor current reduction rate calculation means for calculating a reduction rate of the current of the motor based on a detection result of the current detection means, and during operation of the compressor body, Belt abnormality determining means for determining whether or not the belt is in a disconnected state by determining whether or not a reduction rate of the current of the motor is equal to or greater than a preset threshold; and the belt is in a disconnected state If it is determined, and a first valve control means for controlling said intake throttle valve is fully closed.

このように本発明においては、モータの電流の減少率（言い換えれば、単位時間当たりのモータの電流の減少幅）が予め設定された閾値以上であるか否かを判断することにより、ベルトが切断状態であるか否かを判定する。これにより、例えばモータの電流が予め設定された閾値より小さいか否かを判断することにより、ベルトが切断状態であるか否かを判定する場合とは異なり、ベルトの切断状態を素早く検知することができる。したがって、ベルトが切断されたときに素早く対応して、吸込み絞り弁を全閉状態に制御することができ、吸込み絞り弁の一次側への油の漏れを抑えることができる。   As described above, in the present invention, the belt is cut by determining whether or not the motor current reduction rate (in other words, the motor current reduction rate per unit time) is equal to or greater than a preset threshold value. It is determined whether or not it is in a state. Thus, unlike the case where it is determined whether or not the belt is in a disconnected state, for example, by determining whether or not the current of the motor is smaller than a preset threshold, the cutting state of the belt can be detected quickly. Can do. Accordingly, the suction throttle valve can be controlled to be fully closed when the belt is cut, and oil leakage to the primary side of the suction throttle valve can be suppressed.

（２）上記（１）において、好ましくは、前記圧縮機本体の吐出側圧力を検出する圧力検出手段と、前記圧縮機本体の吐出側圧力が予め設定された上限値まで上昇した場合に、前記吸込み絞り弁を全閉状態に制御してアンロード運転に切換え、そのアンロード運転中に前記圧縮機本体の吐出側圧力が予め設定された下限値まで下降した場合に、前記吸込み絞り弁を全開状態に制御してロード運転に復帰させる第２の弁制御手段と、を備え、前記モータの電流の減少率に対する前記閾値は、前記ベルトが正常状態における前記アンロード運転中の前記モータの電流の減少率より大きくなるように、予め設定される。   (2) In the above (1), preferably, when the pressure detection means for detecting the discharge side pressure of the compressor body and the discharge side pressure of the compressor body rise to a preset upper limit value, The suction throttle valve is controlled to be fully closed and switched to unload operation.When the discharge side pressure of the compressor body drops to a preset lower limit value during the unload operation, the suction throttle valve is fully opened. Second valve control means for controlling to a state and returning to a road operation, wherein the threshold for the motor current decrease rate is a value of the current of the motor during the unload operation when the belt is in a normal state. It is set in advance so as to be larger than the decrease rate.

（３）上記（１）又は（２）において、好ましくは、前記ベルトが切断状態であると判定された場合に、前記モータを停止するモータ停止手段を備える。   (3) In the above (1) or (2), preferably, when the belt is determined to be in a cut state, motor stop means for stopping the motor is provided.

（４）上記（１）〜（３）のいずれか１つにおいて、好ましくは、前記ベルトが切断状態であると判定された場合に、その旨を表示する表示手段を備える。   (4) In any one of the above (1) to (3), preferably, when it is determined that the belt is in a cut state, a display means for displaying the fact is provided.

本発明によれば、ベルトが切断されたときに素早く対応して、吸込み絞り弁の一次側への油の漏れを抑えることができる。   According to the present invention, it is possible to respond quickly when the belt is cut, and to suppress oil leakage to the primary side of the suction throttle valve.

本発明の一実施形態における油冷式スクリュー圧縮機の構成を表す概略図である。It is the schematic showing the structure of the oil-cooled screw compressor in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における吸込み絞り弁の構造を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the suction throttle valve in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における制御装置の構成を関連部品とともに表すブロック図である。It is a block diagram showing the structure of the control apparatus in one Embodiment of this invention with a related component. 本発明の一実施形態における制御装置の運転制御に係わる制御処理内容を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the control processing content regarding the operation control of the control apparatus in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における制御装置の停止制御に係わる制御処理内容を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the control processing content regarding the stop control of the control apparatus in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における圧縮機本体の吐出側圧力及びモータの電流値の経時変化を一例として表すタイムチャートである。It is a time chart showing the time-dependent change of the discharge side pressure of the compressor main body and the electric current value of a motor in one Embodiment of this invention as an example.

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本実施形態における油冷式スクリュー圧縮機の構成を表す概略図である。図２は、本実施形態における吸込み絞り弁の構造を表す断面図であり、吸込み絞り弁の開状態を示している。   FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an oil-cooled screw compressor in the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the suction throttle valve in the present embodiment, and shows the open state of the suction throttle valve.

これら図１及び図２において、油冷式スクリュー圧縮機は、作動室内に油を注入しつつ空気を圧縮する圧縮機本体１と、電動モータ２と、制御装置３とを備えている。電源４からモータ２に電力を供給する電力供給配線５にはモータリレー６が介在しており、このモータリレー６は制御装置３によって開閉制御されている。また、電力供給配線５には電流センサ７が設けられており、この電流センサ７で検出されたモータ電流が制御装置３に出力されるようになっている。   1 and 2, the oil-cooled screw compressor includes a compressor body 1 that compresses air while injecting oil into a working chamber, an electric motor 2, and a control device 3. A motor relay 6 is interposed in the power supply wiring 5 for supplying power from the power source 4 to the motor 2, and the motor relay 6 is controlled to be opened and closed by the control device 3. In addition, a current sensor 7 is provided in the power supply wiring 5, and a motor current detected by the current sensor 7 is output to the control device 3.

圧縮機本体１は、詳細を図示しないが、互いに噛み合うように回転する雌雄一対のスクリュロータと、これらスクリュロータを収納するケーシングとを備えており、スクリュロータの歯溝とケーシングの内壁との間で複数の作動室が形成されている。雌雄一対のスクリュロータのうちの一方（すなわち、雄ロータ又は雌ロータ）の軸端部にはプーリ１ａが設けられ、モータ２の回転軸の端部にはプーリ２ａが設けられ、これらプーリ１ａ，２ａの間でベルト８が掛け渡されている。これにより、ベルト８を介しモータ２の回転力（動力）がスクリュロータに伝達される。そして、雌雄一対のスクリュロータが互いに噛み合うように回転することにより、複数の作動室が軸方向に移動しつつその容積が減少されて、作動室内の空気を圧縮するようになっている。   Although not shown in detail, the compressor main body 1 includes a pair of male and female screw rotors that rotate so as to mesh with each other, and a casing that houses these screw rotors, and between the tooth groove of the screw rotor and the inner wall of the casing. A plurality of working chambers are formed. A pulley 1a is provided at the shaft end of one of the male and female screw rotors (that is, a male rotor or a female rotor), and a pulley 2a is provided at the end of the rotating shaft of the motor 2. These pulleys 1a, A belt 8 is stretched between 2a. Thereby, the rotational force (power) of the motor 2 is transmitted to the screw rotor via the belt 8. By rotating the pair of male and female screw rotors so as to mesh with each other, the volume of the working chambers is reduced while moving in the axial direction, and the air in the working chambers is compressed.

圧縮機本体１の吐出側には、圧縮空気から油を分離するとともに分離した油を貯留する油分離器９が設けられている。油分離器９で分離された油は、油系統１０を介し圧縮機本体１の作動室に供給されるようになっている。油系統１０には、油を冷却するオイルクーラ１１が設けられ、その下流側に油中の不純物を除去するオイルフィルタ１２が設けられている。   An oil separator 9 that separates oil from compressed air and stores the separated oil is provided on the discharge side of the compressor body 1. The oil separated by the oil separator 9 is supplied to the working chamber of the compressor body 1 through the oil system 10. The oil system 10 is provided with an oil cooler 11 for cooling the oil, and an oil filter 12 for removing impurities in the oil is provided downstream thereof.

分離器９で分離された圧縮空気は、圧縮空気系統１３を介し使用先に供給されるようになっている。圧縮空気系統１３には、調圧逆止弁１４が設けられ、その下流側に圧縮空気を冷却するアフタークーラ１５などが設けられている。また、調圧弁１４とアフタークーラ１５との間には圧力センサ１６が設けられており、この圧力センサ１６で検出された圧縮機本体１の吐出側圧力が制御装置３に出力されるようになっている。   The compressed air separated by the separator 9 is supplied to the user through the compressed air system 13. The compressed air system 13 is provided with a pressure regulating check valve 14, and an after cooler 15 for cooling the compressed air is provided downstream thereof. In addition, a pressure sensor 16 is provided between the pressure regulating valve 14 and the aftercooler 15, and the discharge side pressure of the compressor body 1 detected by the pressure sensor 16 is output to the control device 3. ing.

圧縮機本体の吸入側には、吸気中の塵埃を除去する吸気フィルタ１７と吸込み絞り弁１８が設けられている。吸込み絞り弁１８は、シリンダ部２０内に摺動可能に設けられたピストン２１と、このピストン２１に接続された軸２２と、この軸２２の先端側（図２中左側）の小径部にスライド可能に挿通された弁体２３と、この弁体２３によって開閉される弁座２４とを有している。シリンダ部２０内はピストン２１で区画されており、ピストン２１の摺動方向一方側（図２中左側）にバネ室２５が形成され、ピストン２１の摺動方向他方側（図２中右側）に操作室（加圧室）２６が形成されている。バネ室２５内にはバネ２７が収納されており、このバネ２７の力が開弁方向の付勢力としてピストン２１に作用している。また、操作室２６内の圧力が閉弁方向の付勢力としてピストン２１に作用している。   An intake filter 17 and a suction throttle valve 18 for removing dust in the intake air are provided on the suction side of the compressor body. The suction throttle valve 18 slides on a piston 21 slidably provided in the cylinder portion 20, a shaft 22 connected to the piston 21, and a small diameter portion on the tip side (left side in FIG. 2) of the shaft 22. The valve body 23 is inserted through the valve body 23 and the valve seat 24 is opened and closed by the valve body 23. The cylinder portion 20 is partitioned by a piston 21, a spring chamber 25 is formed on one side of the piston 21 in the sliding direction (left side in FIG. 2), and on the other side in the sliding direction of the piston 21 (right side in FIG. 2). An operation chamber (pressurizing chamber) 26 is formed. A spring 27 is accommodated in the spring chamber 25, and the force of the spring 27 acts on the piston 21 as a biasing force in the valve opening direction. Further, the pressure in the operation chamber 26 acts on the piston 21 as an urging force in the valve closing direction.

吸込み絞り弁１８の操作室２６と油分離器９との間には放気経路２８Ａが接続されている。この放気経路２８Ａには放気弁（電磁弁）２９が介在しており、この放気弁２９は制御装置３によって開閉制御されている。また、吸込み絞り弁１８の操作室２６と弁座２４の一次側との間には放気経路２８Ｂが接続されている。そして、例えば放気弁２９が閉状態に制御されると、吸込み絞り弁１８の操作室２６内の圧力が弁座２４の一次側の圧力程度まで下がり、バネ２７の力が操作室２６内の圧力に打ち勝ってピストン２１を図２中右側に摺動させる。これにより、弁体２３が図２中右側に移動して弁座２４を開放する。したがって、いわゆるロード運転となる。   An air discharge path 28 </ b> A is connected between the operation chamber 26 of the suction throttle valve 18 and the oil separator 9. An air release valve (solenoid valve) 29 is interposed in the air release path 28 </ b> A, and the air release valve 29 is controlled to be opened and closed by the control device 3. An air discharge path 28 </ b> B is connected between the operation chamber 26 of the suction throttle valve 18 and the primary side of the valve seat 24. For example, when the air release valve 29 is controlled to be in a closed state, the pressure in the operation chamber 26 of the suction throttle valve 18 decreases to a pressure on the primary side of the valve seat 24, and the force of the spring 27 is increased in the operation chamber 26. The piston 21 is slid to the right in FIG. 2 by overcoming the pressure. Thereby, the valve body 23 moves to the right side in FIG. 2 and opens the valve seat 24. Therefore, a so-called road operation is performed.

一方、例えば放気弁２９が開状態に制御されると、油分離器９からの圧縮空気が導入されて吸込み絞り弁１８の操作室２６内の圧力が上がり、この操作室２６内の圧力がバネ２７の力に打ち勝ってピストン２１を図２中左側に摺動させる。これにより、弁体２３が図２中左側に移動して弁座２４を閉塞する。また、このとき、油分離器９内の圧縮空気が放気経路２８Ａ，２８Ｂを介し吸込み絞り弁１８の一次側に放出されて、油分離器９内の圧力（言い換えれば、調圧逆止弁１４の上流側圧力）を低下させる。したがって、いわゆるアンロード運転となる。   On the other hand, for example, when the air release valve 29 is controlled to be in the open state, compressed air from the oil separator 9 is introduced and the pressure in the operation chamber 26 of the suction throttle valve 18 increases, and the pressure in the operation chamber 26 is reduced. Overcoming the force of the spring 27, the piston 21 is slid to the left in FIG. Thereby, the valve body 23 moves to the left side in FIG. 2 and closes the valve seat 24. At this time, the compressed air in the oil separator 9 is discharged to the primary side of the suction throttle valve 18 via the discharge passages 28A and 28B, and the pressure in the oil separator 9 (in other words, the pressure regulating check valve). 14 upstream pressure). Therefore, a so-called unload operation is performed.

なお、本実施形態では、弁体２３が軸２２にスライド可能に挿通されおり、吸込み絞り弁１８が逆止弁機能を有している。すなわち、ピストン２１及び弁体２３が図２中右側に移動した開弁状態であっても、吐出側（高圧側）の圧縮空気及びこれに含まれる油が逆流した場合には、その圧力作用によって弁体３２のみが図２中左側に移動して弁座２４を閉塞するようになっている。   In the present embodiment, the valve body 23 is slidably inserted into the shaft 22, and the suction throttle valve 18 has a check valve function. In other words, even when the piston 21 and the valve body 23 are moved to the right side in FIG. 2, when the compressed air on the discharge side (high pressure side) and the oil contained therein flow back, Only the valve body 32 moves to the left side in FIG. 2 so as to close the valve seat 24.

次に、本実施形態の要部である制御装置３について説明する。図３は、制御装置３の構成を関連部品とともに表すブロック図である。   Next, the control device 3 that is a main part of the present embodiment will be described. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the control device 3 together with related parts.

この図３において、制御装置３は、運転／停止スイッチ３０、圧力センサ１６、及び電流センサ７等からの信号を入力する入力部３１と、後述する制御処理のプログラムを記憶するＲＯＭ３２（記憶部）と、このＲＯＭ３２に記憶されたプログラムに基づいて制御処理を行うＣＰＵ３３（中央演算処理部）と、このＣＰＵで生成した制御信号をモータリレー６、放気弁２９、及び表示器３４（例えば液晶ディスプレイ）等へ出力する出力部３５とを有している。なお、運転／停止スイッチ３０は、操作者が運転指示／停止指示を入力可能なものである。   In FIG. 3, the control device 3 includes an input unit 31 for inputting signals from the operation / stop switch 30, the pressure sensor 16, the current sensor 7, and the like, and a ROM 32 (storage unit) for storing a control processing program to be described later. A CPU 33 (central processing unit) that performs control processing based on a program stored in the ROM 32, and a control signal generated by the CPU using the motor relay 6, the air release valve 29, and a display 34 (for example, a liquid crystal display). ) And the like. Note that the operation / stop switch 30 allows the operator to input an operation instruction / stop instruction.

そして、制御装置３は、第１の制御機能として、運転／停止スイッチ３０からの指示信号に応じて、モータリレー６を開閉制御するようになっている。詳細には、例えば運転／停止スイッチ３０から運転指示信号を入力した場合は、モータリレー６を閉状態に制御する。これにより、電源４からの電力がモータ２に供給されて、モータ２が駆動する。一方、例えば運転／停止スイッチ３０から停止指示信号を入力した場合は、モータリレー６を開状態に制御する。これにより、電源４からモータ２への電力供給が遮断されて、モータ２が停止するようになっている。   The control device 3 controls the opening and closing of the motor relay 6 according to an instruction signal from the operation / stop switch 30 as a first control function. Specifically, for example, when an operation instruction signal is input from the operation / stop switch 30, the motor relay 6 is controlled to be closed. Thereby, the electric power from the power supply 4 is supplied to the motor 2, and the motor 2 drives. On the other hand, for example, when a stop instruction signal is input from the operation / stop switch 30, the motor relay 6 is controlled to be in an open state. Thereby, the power supply from the power source 4 to the motor 2 is cut off, and the motor 2 is stopped.

また、制御装置３は、第２の制御機能として、圧縮機本体１の運転時（言い換えれば、モータ２の駆動時）に、圧力センサ１６で検出された吐出側圧力に基づいてロード運転又はアンロード運転に切換えるようになっている（第２の弁制御手段）。詳細には、例えば圧力センサ１６で検出された吐出側圧力Ｐが予め設定された上限値Ｐｕまで上昇した場合は、放気弁２９を開状態に制御する。これにより、吸込み絞り弁１８が全閉状態となり、アンロード運転に切換わる。また、例えば、アンロード運転中に、圧力センサ１６で検出された吐出側圧力Ｐが予め設定された下限値Ｐｄ（但し、Ｐｄ＜Ｐｕ）まで下降した場合は、放気弁２９を閉状態に制御する。これにより、吸込み絞り弁１８が全開状態となり、ロード運転に復帰する。このような運転制御に係わる制御手順を、図４を用いて説明する。図４は、制御装置３の運転制御に係わる制御処理内容を表すフローチャートである。 In addition, as a second control function, the control device 3 performs load operation or unloading based on the discharge side pressure detected by the pressure sensor 16 during operation of the compressor body 1 (in other words, during driving of the motor 2). The operation is switched to the load operation (second valve control means). Specifically, for example, when the discharge pressure P detected by the pressure sensor 16 rises to a predetermined upper limit value P u, controls the Hokiben 29 open. As a result, the suction throttle valve 18 is fully closed, and the operation is switched to the unload operation. Further, for example, when the discharge side pressure P detected by the pressure sensor 16 falls to a preset lower limit value P d (where P d <P u ) during the unload operation, the air release valve 29 is turned on. Control to the closed state. As a result, the suction throttle valve 18 is fully opened and returns to the load operation. A control procedure related to such operation control will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing the contents of control processing related to operation control of the control device 3.

この図４において、まず、ステップ１００にて、制御装置は、運転／停止スイッチ３０から運転指示信号が入力されたか否かを判定する。例えば運転／停止スイッチ３０から運転指示信号が入力されていない場合は、ステップ１００の判定が満たされず、このステップ１００の手順を繰返す。一方、例えば運転／停止スイッチ３０から運転指示信号が入力された場合は、ステップ１００の判定が満たされ、ステップ１１０に移る。ステップ１１０では、モータリレー６を閉状態に制御し、モータ２を駆動させる。その後、ステップ１２０に進み、放気弁２９を閉状態に制御し、吸込み絞り弁１８を全開状態とする（ロード運転）。   In FIG. 4, first, at step 100, the control device determines whether or not an operation instruction signal is input from the operation / stop switch 30. For example, when the operation instruction signal is not input from the operation / stop switch 30, the determination of step 100 is not satisfied, and the procedure of step 100 is repeated. On the other hand, for example, when an operation instruction signal is input from the operation / stop switch 30, the determination in step 100 is satisfied, and the process proceeds to step 110. In step 110, the motor relay 6 is controlled to be closed, and the motor 2 is driven. Thereafter, the routine proceeds to step 120, where the air release valve 29 is controlled to be closed, and the suction throttle valve 18 is fully opened (load operation).

そして、ステップ１３０に進み、圧力センサ１６で検出された吐出側圧力Ｐが上限値Ｐｕ以上であるか否かを判定する。例えば吐出側圧力Ｐが上限値Ｐｕ未満である場合は、ステップ１３０の判定が満たされず、このステップ１３０の手順を繰返す。一方、例えば吐出側圧力Ｐが上限値Ｐｕ以上である場合は、ステップ１３０の判定が満たされ、ステップ１４０に移る。ステップ１４０では、放気弁２９を開状態に制御し、吸込み絞り弁１８を全閉状態とする。これにより、アンロード運転に切換わる。 Then, the process proceeds to step 130, determines the discharge pressure P detected by the pressure sensor 16 to or greater than the upper limit value P u. For example, when the discharge pressure P is less than the upper limit value P u is not satisfied, the determination at Step 130 is repeated the procedures in this step 130. On the other hand, for example, when the discharge pressure P is equal to or greater than the upper limit value P u is the determination is satisfied in step 130, it proceeds to step 140. In step 140, the air release valve 29 is controlled to be opened, and the suction throttle valve 18 is fully closed. This switches to unload operation.

そして、ステップ１５０に進み、アンロード運転中、圧力センサ１６で検出された吐出側圧力Ｐが下限値Ｐｄ以下であるか否かを判定する。例えば吐出側圧力Ｐが下限値Ｐｄを超える場合は、ステップ１５０の判定が満たされず、ステップ１６０に移る。ステップ１６０では、アンロード運転が予め設定された所定時間経過したか否かを判定する。例えばアンロード運転が所定時間経過していない場合は、ステップ１６０の判定が満たされず、前述のステップ１５０に戻って上記同様の手順を繰返す。 The determined, the process proceeds to step 150, during the unload operation, the discharge pressure P detected by the pressure sensor 16 is to or less than the lower limit value P d. For example, when the discharge pressure P is greater than the lower limit value P d is not satisfied, the determination at Step 150, the procedure proceeds to step 160. In step 160, it is determined whether or not the unload operation has been performed for a predetermined time. For example, if the unload operation has not elapsed for a predetermined time, the determination at step 160 is not satisfied, and the routine returns to the above-described step 150 to repeat the same procedure as described above.

例えばステップ１５０にて吐出側圧力Ｐが下限値Ｐｄ以下である場合は、その判定が満たされ、前述のステップ１２０に戻る。ステップ１２０では、放気弁２９を閉状態に制御し、吸込み絞り弁１８を全開状態とする。これにより、ロード運転に復帰する。 For example, when the discharge pressure P is equal to or less than the lower limit value P d at step 150, the determination is satisfied, the flow returns to step 120 described above. In step 120, the air release valve 29 is controlled to be closed, and the suction throttle valve 18 is fully opened. Thereby, it returns to road driving.

また、例えばステップ１６０にてアンロード運転が所定時間経過した場合は、その判定が満たされ、ステップ１７０に移る。ステップ１７０では、モータリレー６を開状態に制御し、モータ２を停止する。   For example, if the unload operation has elapsed for a predetermined time in step 160, the determination is satisfied, and the routine proceeds to step 170. In step 170, the motor relay 6 is controlled to be in an open state, and the motor 2 is stopped.

ここで、本実施形態の最も大きな特徴として、制御装置３は、第３の制御機能として、電流センサ７で検出されたモータ電流に基づいてモータ電流の減少率Ａ（言い換えれば、単位時間当たりのモータ電流の減少幅）を演算し（モータ電流減少率演算手段）、このモータ電流の減少率Ａが予め設定された閾値Ａ０以上であるか否かを判断することにより、ベルト８が切断状態であるか否かを判定する（ベルト異常判定手段）。そして、例えばモータ電流の減少率Ａが閾値Ａ０以上でベルト８が切断状態であると判定されたときに、上述した運転制御より優先して、吸込み絞り弁１８を全閉状態に制御し（第１の弁制御手段）、モータ２を停止する（モータ停止手段）。このような停止制御に係わる制御手順を、図５を用いて説明する。図５は、制御装置３の停止制御に係わる制御処理内容を表すフローチャートである。 Here, as the most significant feature of the present embodiment, the control device 3 has, as a third control function, a motor current reduction rate A (in other words, per unit time based on the motor current detected by the current sensor 7. It calculates the reduction width) of the motor current (motor current reduction rate calculation means), by determining whether decrease rate a of the motor current is preset threshold value a 0 or more, the belt 8 is disconnected Is determined (belt abnormality determining means). Then, for example when the decrease rate A of the motor current belt 8 at the threshold A 0 or more is determined to be in a disconnected state, in preference operation control described above, the intake throttle valve 18 is controlled to the fully closed state ( First valve control means), the motor 2 is stopped (motor stop means). A control procedure related to such stop control will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing the contents of control processing related to stop control of the control device 3.

この図５において、ステップ２００において、制御装置３は、運転／停止スイッチ３０から運転指示信号が入力されたか否かを判定する。例えば運転／停止スイッチ３０から運転指示信号が入力されていない場合は、ステップ２００の判定が満たされず、このステップ２００の手順を繰返す。一方、例えば運転／停止スイッチ３０から運転指示信号が入力された場合は、ステップ２００の判定が満たされ、ステップ２１０に移る。ステップ２１０では、電流センサ７で検出されたモータ電流に基づき、例えば０．５秒毎にモータ電流の減少率Ａを演算する。そして、ステップ２２０に進み、運転／停止スイッチ３０から停止指示信号が入力されたか否かを判定する。例えば運転／停止スイッチ３０から停止指示信号が入力されていない場合は、ステップ２３０に移る。ステップ２３０では、ステップ２１０で演算されたモータ電流の減少率Ａが閾値Ａ０以上であるか否かを判断することにより、ベルト８が切断状態であるか否かを判定する。この閾値Ａ０は、後述の図６で示すように、アンロード運転中のモータ電流の減少率よりも大きくなるように、予め設定されている。そして、例えばモータ電流の減少率Ａが閾値Ａ０未満である場合（言い換えれば、ベルト８が正常状態である場合）は、ステップ２３０の判定が満たされず、前述のステップ２１０に戻って上記同様の手順を繰返す。 In FIG. 5, in step 200, the control device 3 determines whether or not an operation instruction signal is input from the operation / stop switch 30. For example, when the operation instruction signal is not input from the operation / stop switch 30, the determination of step 200 is not satisfied and the procedure of step 200 is repeated. On the other hand, for example, when an operation instruction signal is input from the operation / stop switch 30, the determination in step 200 is satisfied, and the process proceeds to step 210. In step 210, based on the motor current detected by the current sensor 7, a motor current reduction rate A is calculated every 0.5 seconds, for example. Then, the process proceeds to step 220, and it is determined whether or not a stop instruction signal is input from the operation / stop switch 30. For example, when the stop instruction signal is not input from the operation / stop switch 30, the process proceeds to step 230. In step 230, by decrease rate A of the computed motor current in step 210 it is determined whether the threshold value A 0 or more, it is determined whether the belt 8 is in a disconnected state. This threshold value A0 is set in advance so as to be larger than the motor current decrease rate during the unload operation, as shown in FIG. Then, for example, when the reduction rate A of the motor current is less than the threshold value A 0 (in other words, if belt 8 is in a normal state), the determination is not satisfied in step 230, the same returns to the step 210 described above Repeat the procedure.

一方、例えばモータ電流の減少率Ａが閾値Ａ０以上である場合（言い換えれば、ベルト８が切断状態である場合）は、ステップ２３０の判定が満たされ、ステップ２４０に移る。ステップ２４０では、放気弁２９を開状態に制御し、吸込み絞り弁１８を全閉状態とする。その後、ステップ２５０に進み、モータリレー６を開状態に制御し、モータ２を停止する。その後、ステップ２６０に進み、ベルト８が切断状態（異常）であることをモニタ３４に表示させる。 On the other hand, for example, when the motor current reduction rate A is equal to or greater than the threshold A 0 (in other words, when the belt 8 is in the cut state), the determination in step 230 is satisfied, and the routine proceeds to step 240. In step 240, the air release valve 29 is controlled to be opened, and the suction throttle valve 18 is fully closed. Then, it progresses to step 250, the motor relay 6 is controlled to an open state, and the motor 2 is stopped. Thereafter, the process proceeds to step 260 and displays on the monitor 34 that the belt 8 is in a cut state (abnormal).

なお、例えばステップ２２０にて運転／停止スイッチ３０から停止指示信号が入力された場合は、その判定が満たされ、ステップ２７０に移る。ステップ２７０では、放気弁２９を開状態に制御して、吸込み絞り弁１８を全閉状態とする。その後、ステップ２８０に進み、モータリレー６を開状態に制御し、モータ２を停止する。   For example, if a stop instruction signal is input from the operation / stop switch 30 in step 220, the determination is satisfied, and the routine proceeds to step 270. In step 270, the air release valve 29 is controlled to be opened, and the suction throttle valve 18 is fully closed. Then, it progresses to step 280, the motor relay 6 is controlled to an open state, and the motor 2 is stopped.

次に、本実施形態の動作及び作用効果を、図６を用いて説明する。図６は、本実施形態における吐出側圧力及びモータ電流の経時変化を一例として表すタイムチャートである。   Next, operations and effects of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a time chart showing, as an example, changes with time in discharge-side pressure and motor current in the present embodiment.

例えば図６で示すように、ロード運転中に吐出側圧力Ｐが上限値Ｐｕまで上昇すると（時間ｔ１）、アンロード運転に切換わる。このアンロード運転中、モータ電流は、負荷、すなわち圧縮機本体１の吐出側圧力（詳細には、調圧逆止弁１４の下流側圧力Ｐではなく、上流側圧力）に追従して、小さくなる。そして、吐出側圧力Ｐが下限値Ｐｄまで下降すると（時間ｔ２）、ロード運転に復帰する。その後、ロード運転中にベルト８が切断すると（時間ｔ３）、モータ電流が急激に低下する。このとき、モータ電流の減少率Ａが閾値Ａ０以上となり、ベルト８の切断状態を検知することができる。 For example, as shown in Figure 6, when the discharge pressure P during the loading operation is increased to the upper limit value P u (time t1), I switched to the unload operation. During this unloading operation, the motor current becomes small following the load, that is, the discharge side pressure of the compressor body 1 (specifically, the upstream pressure, not the downstream pressure P of the pressure regulating check valve 14). Become. When the discharge-side pressure P is lowered to the lower limit value P d (time t2), it returns to the loading operation. Thereafter, when the belt 8 is cut during the load operation (time t3), the motor current rapidly decreases. In this case, decrease rate A of the motor current is the threshold A 0 or more, it is possible to detect the disconnection state of the belt 8.

ここで、比較例として、モータ電流が予め設定された閾値より小さいか否かを判断することにより、ベルト８が切断状態であるか否かを判定する場合を想定する。この比較例では、モータ電流に対する閾値を、アンロード運転中のモータ電流の最小値Ｂよりも小さくなるように設定する必要がある。そのため、ロード運転中にベルト８が切断した場合、モータ電流が閾値まで低下してベルト８の切断状態を検知するまでに時間を要することになる。   Here, as a comparative example, a case is assumed in which it is determined whether or not the belt 8 is in a cut state by determining whether or not the motor current is smaller than a preset threshold value. In this comparative example, the threshold for the motor current needs to be set to be smaller than the minimum value B of the motor current during the unload operation. Therefore, when the belt 8 is disconnected during the load operation, it takes time for the motor current to decrease to the threshold value and detect the state of the belt 8 being disconnected.

これに対し、本実施形態では、モータ電流の減少率Ａが予め設定された閾値Ａ０以上であるか否かを判断することにより、ベルト８が切断状態であるか否かを判定するので、上述した比較例よりも素早く（言い換えれば、モータ電流が、アンロード運転中のモータ電流の最小値Ｂよりも小さくなる前に）、ベルトの切断状態を検知することができる。したがって、ベルト８が切断されたときに素早く対応して、吸込み絞り弁１８を全閉状態に制御することができ、吸込み絞り弁１８の一次側への油の漏れを抑えることができる。 In contrast, in the present embodiment, by determining whether decrease rate A of the motor current is preset threshold value A 0 or more, because the belt 8 is determined whether the disconnected state, The cutting state of the belt can be detected more quickly than the comparative example described above (in other words, before the motor current becomes smaller than the minimum value B of the motor current during the unload operation). Therefore, when the belt 8 is cut, the suction throttle valve 18 can be controlled to be fully closed, and oil leakage to the primary side of the suction throttle valve 18 can be suppressed.

なお、例えば吸込み絞り弁１８の逆止弁機能のみによって吸込み絞り弁１８の一次側への油の噴出を防止する方法も考えられるが、このような場合には、弁座２４の一次側への油の噴出の開始とともに弁座２４が閉じ始めるので、油が僅かながらも漏れる。このような場合と比べても、本実施形態は、ベルト８が切断されたときに素早く対応して、吸込み絞り弁１８の一次側への油の漏れを抑えることができる。   Note that, for example, a method of preventing the oil from being ejected to the primary side of the suction throttle valve 18 only by the check valve function of the suction throttle valve 18 is conceivable. Since the valve seat 24 begins to close with the start of oil ejection, a small amount of oil leaks. Even if compared with such a case, this embodiment can respond quickly, when the belt 8 is cut | disconnected, and can suppress the leakage of the oil to the primary side of the suction throttle valve 18. FIG.

また、本実施形態では、ベルト８が切断状態であると判定された場合に、モータ２を停止させている。これにより、例えばモータ２を停止させない場合と比べ、無駄な電力消費を防ぐことができる。   Moreover, in this embodiment, when it determines with the belt 8 being a cutting | disconnection state, the motor 2 is stopped. Thereby, useless power consumption can be prevented compared with the case where the motor 2 is not stopped, for example.

なお、上記一実施形態においては、制御装置３は、前述の図５で示すように、モータ電流の減少率によってベルト８が切断状態であると判定されたときに、モータ２を停止させた場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば圧縮機本体１の吐出側圧力Ｐが予め下限値Ｐｄより低くなるように設定された閾値まで減少したときに圧縮機本体１の吐出側圧力Ｐが予め下限値Ｐｄより低くなるように設定された閾値まで減少したときに、若しくは吸込み絞り弁１８を全閉状態に制御してから所定時間が経過した後に、モータ２を停止させてもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。 In the above embodiment, as shown in FIG. 5, the control device 3 stops the motor 2 when it is determined that the belt 8 is in the cut state based on the motor current reduction rate. However, the present invention is not limited to this. That is, the discharge pressure P of the compressor body 1 becomes lower than the advance limit value P d when for example discharge pressure P of the compressor body 1 has decreased to a threshold value set to be lower than the pre-limit value P d The motor 2 may be stopped when the threshold value is reduced to the threshold value set as described above, or after a predetermined time has elapsed since the suction throttle valve 18 was controlled to the fully closed state. In this case, the same effect as described above can be obtained.

また、上記一実施形態においては、吸込み絞り弁１８の一次側への油の漏れを抑えるための二重の策として、吸込み絞り弁１８が逆止弁機能を有する場合を例にとって説明したが、これに限られず、逆止弁機能を有しなくともよい。また、上記一実施形態においては、制御装置３は、圧縮機本体１の吐出側圧力に基づいて吸込み絞り弁１８を全開状態・全閉状態に切換える制御機能を有する場合を例にとって説明したが、これに限られず、圧縮機本体１の吐出側圧力に基づいて吸込み絞り弁１８の開度を連続的に可変制御する制御機能を有してもよい。また、上記一実施形態においては、特に説明しなかったが、モータ２は、定速であってもよいし、インバータ等で可変速制御されてもよい。これらの場合も、上記同様の効果を得ることができる。   In the above-described embodiment, as a double measure for suppressing oil leakage to the primary side of the suction throttle valve 18, the case where the suction throttle valve 18 has a check valve function has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the check valve function may not be provided. Further, in the above-described embodiment, the control device 3 has been described by taking as an example a case where the control device 3 has a control function for switching the suction throttle valve 18 between the fully open state and the fully closed state based on the discharge side pressure of the compressor body 1. However, the present invention is not limited thereto, and a control function for continuously and variably controlling the opening degree of the suction throttle valve 18 based on the discharge side pressure of the compressor body 1 may be provided. Further, although not particularly described in the above-described embodiment, the motor 2 may be at a constant speed or may be controlled at a variable speed by an inverter or the like. In these cases, the same effect as described above can be obtained.

１ 圧縮機本体
１ａ プーリ
２ 電動モータ
２ａ プーリ
３ 制御装置（モータ電流減少率演算手段、ベルト異常判定手段、第１の弁制御手段、第２の弁制御手段、モータ停止手段）
６ モータリレー（モータ停止手段）
７ 電流センサ（電流検出手段）
８ ベルト
１６ 圧力センサ（圧力検出手段）
１８ 吸込み絞り弁
２９ 放気弁（第１の弁制御手段、第２の弁制御手段）
３２ 表示器（表示手段） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor main body 1a Pulley 2 Electric motor 2a Pulley 3 Control apparatus (Motor current reduction rate calculating means, belt abnormality determining means, first valve control means, second valve control means, motor stop means)
6 Motor relay (motor stop means)
7 Current sensor (current detection means)
8 Belt 16 Pressure sensor (pressure detection means)
18 Suction throttle valve 29 Air release valve (first valve control means, second valve control means)
32 Display (display means)

Claims (4)

作動室内に油を注入しつつ空気を圧縮する圧縮機本体と、
電動モータと、
前記圧縮機本体の回転軸及び前記モータの回転軸にそれぞれ設けられたプーリの間で掛け渡され、前記モータの動力を前記圧縮機本体に伝達するベルトと、
前記圧縮機本体の吸入側に設けられた吸込み絞り弁と、を備えた油冷式スクリュー圧縮機において、
前記モータの電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段の検出結果に基づいて前記モータの電流の減少率を演算するモータ電流減少率演算手段と、
前記圧縮機本体の運転中に、前記モータの電流の減少率が予め設定された閾値以上であるか否かを判断することにより、前記ベルトが切断状態であるか否かを判定するベルト異常判定手段と、
前記ベルトが切断状態であると判定されたときに、前記吸込み絞り弁を全閉状態に制御する第１の弁制御手段と、を備えたことを特徴とする油冷式スクリュー圧縮機。 A compressor body that compresses air while injecting oil into the working chamber;
An electric motor;
A belt that is stretched between pulleys provided on the rotating shaft of the compressor body and the rotating shaft of the motor, and transmits the power of the motor to the compressor body;
In an oil-cooled screw compressor comprising a suction throttle valve provided on the suction side of the compressor body,
Current detecting means for detecting the current of the motor;
Motor current decrease rate calculating means for calculating a decrease rate of the current of the motor based on the detection result of the current detecting means;
A belt abnormality determination that determines whether the belt is in a disconnected state by determining whether a reduction rate of the current of the motor is equal to or greater than a preset threshold during operation of the compressor body. Means,
An oil-cooled screw compressor comprising: a first valve control unit that controls the suction throttle valve to a fully closed state when it is determined that the belt is in a cut state. 請求項１記載の油冷式スクリュー圧縮機において、
前記圧縮機本体の吐出側圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧縮機本体の吐出側圧力が予め設定された上限値まで上昇した場合に、前記吸込み絞り弁を全閉状態に制御してアンロード運転に切換え、そのアンロード運転中に前記圧縮機本体の吐出側圧力が予め設定された下限値まで下降した場合に、前記吸込み絞り弁を全開状態に制御してロード運転に復帰させる第２の弁制御手段と、を備え、
前記モータの電流の減少率に対する前記閾値は、前記ベルトが正常状態における前記アンロード運転中の前記モータの電流の減少率より大きくなるように、予め設定されたことを特徴とする油冷式スクリュー圧縮機。 The oil-cooled screw compressor according to claim 1,
Pressure detecting means for detecting a discharge side pressure of the compressor body;
When the discharge side pressure of the compressor body rises to a preset upper limit value, the suction throttle valve is controlled to a fully closed state to switch to an unload operation, and during the unload operation, the compressor body A second valve control means for controlling the suction throttle valve to a fully open state and returning to the load operation when the discharge side pressure drops to a preset lower limit value,
The oil-cooled screw, wherein the threshold for the motor current decrease rate is set in advance so as to be larger than the motor current decrease rate during the unload operation when the belt is in a normal state. Compressor. 請求項１又は２記載の油冷式スクリュー圧縮機において、
前記ベルトが切断状態であると判定された場合に、前記モータを停止するモータ停止手段を備えたことを特徴とする油冷式スクリュー圧縮機。 The oil-cooled screw compressor according to claim 1 or 2,
An oil-cooled screw compressor comprising motor stop means for stopping the motor when it is determined that the belt is in a cut state. 請求項１〜３のいずれか１項記載の油冷式スクリュー圧縮機において、
前記ベルトが切断状態であると判定された場合に、その旨を表示する表示手段を備えたことを特徴とする油冷式スクリュー圧縮機。 In the oil-cooled screw compressor according to any one of claims 1 to 3,
An oil-cooled screw compressor comprising display means for displaying when the belt is determined to be cut.
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