JP2584173B2 - 油冷式圧縮機の運転方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸気容量調節弁制御と
オン，オフ制御を行う油冷式圧縮機の運転方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、圧縮機本体の吐出流路に設けた圧
力センサによる検出圧力が設定圧力を超えた場合には、
両圧力の差が大きくなる程、圧縮機本体の吸込流路に設
けた吸気調整弁の開度を小さくする吸気調整弁制御の下
で運転しつつ、圧縮機本体を起動，停止させて吐出流路
内の圧力を一定範囲内に保つオン，オフ制御を行う油冷
式圧縮機は公知である。このオン，オフ制御によれば、
吸気調整弁制御下で、圧縮ガスの消費量が少なく、吸気
調整弁を全閉にしても、なお吐出流路内の圧力（以下、
吐出圧力という）上昇が続き、上記圧力センサによる検
出圧力が上限設定値を超えた場合には、圧縮機本体は停
止させられて、上記圧縮機本体からのガス供給が止ま
り、吐出圧力が上記上限設定値よりも低い下限設定値で
ある、いわゆる復帰圧力値まで降下すると再度、上記圧
縮機本体が起動される。但し、圧縮機本体駆動部の保護
のために、圧縮機本体の停止後、一定時間経過するまで
は、吐出圧力が上記復帰圧力まで降下しても、圧縮機本
体の再起動は行われない。また、この油冷式圧縮機は、
一般的に、圧縮ガスの安定供給、吐出圧力の変動幅の縮
小、圧縮機本体のオン，オフ回数の減少のために、吐出
流路に圧縮ガスを溜めるリザーブタンクを備えている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の油冷式圧縮
機では、例えば、吐出流路から放気が行われている場合
のように、オン，オフ制御により圧縮機本体の停止後、
吐出圧力の降下速度が大きく、短時間の内に吐出圧力が
上記復帰圧力まで降下した場合、圧縮機本体の再起動が
できず、吐出圧力が過度に降下するという問題が生じ
る。本発明は、斯る従来の問題点を課題としてなされた
もので、オン，オフ制御下において、吐出圧力が過度に
降下することの防止を可能にした油冷式圧縮機の運転方
法を停止を提供しようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、圧縮機本体の吐出流路に設けた第１圧力
センサによる検出圧力が設定圧力を超えた場合には、両
圧力の差が大きくなる程、圧縮機本体の吸込流路に設け
た吸気調整弁の開度を小さくする吸気調整弁制御の下で
運転しつつ、圧縮機本体を起動，停止させて吐出流路内
の圧力を一定範囲内に保つオン，オフ制御を行う油冷式
圧縮機の運転方法において、上記検出圧力と、上記圧縮
機本体の吸込流路に設けた第２圧力センサによる検出圧
力から求めた吸気調整弁の開度に基づいて算出した単位
時間当たりの圧縮ガス供給量と、上記圧縮機本体の吐出
側の予め定めた範囲におけるガス流動空間部の容積とに
基づいて圧縮ガス使用量を算出し、新たなガス供給がな
いとして、上記ガス流動空間部の圧力が下限設定値まで
降下するのに要する時間を算出し、この時間が設定値以
上の場合にのみ、上記オン，オフ制御下で、上記圧縮機
本体の停止を可能とした。

【０００５】

【作用】上記発明のように構成することにより、オン，
オフ制御下で、吐出圧力が上限設定値を超えている場合
でも、吐出圧力の降下速度が大きい場合には、圧縮機本
体の停止は行われなくなる。

【０００６】

【実施例】次に、本発明の一実施例を図面にしたがって
説明する。図１は、本発明に係る運転方法を適用した油
冷式スクリュ圧縮機を示し、互いに噛合う雌雄一対のス
クリュロータ１を有する圧縮機本体２が下部に油溜まり
部３を有する油分離回収器４内に配置してある。このス
クリュロータ１はモータ５により回転駆動される。圧縮
機本体２の吸込口６に続く吸込流路７には、吸込フィル
タ８、吸気調整弁９が設けてあり、圧縮機本体２の吐出
口１０から油分離回収器４の内外に続く吐出流路１１に
は、保圧弁１２が設けてある。

【０００７】吸気調整弁９は、吸込流路７の一部をなす
吸込空間部１３とはダイヤフラム１４により隔離された
第１室１５と、この第１室１５とは隔壁１６により隔離
された第２室１７を有している。吸込空間部１３と第１
室１５とは、オリフィス１８を設けた流路１９により連
通している。ダイヤフラム１４には、これと一体的に図
１中（以下、“図１中”と記すのを省略する）左右に移
動可能に弁体２１が取付けてあり、弁体２１に対向させ
て、吸込流路７の部分に弁座２２が設けてある。また、
隔壁１６を貫通させたピストンロッド２３の第２室１７
側の端部にピストン２４が設けてあり、ピストン２４の
右側の第２室１７の壁部には、図示しない配管により吸
込流路７に連通する連通孔２５が設けてある。ピストン
ロッド２３，ピストン２４は、コイルばね２６により常
時第１室１５側に付勢されている。また、油分離回収器
４と保圧弁１２との間の吐出流路１１の部分から、第１
流路２７，第２流路２８が分岐しており、第１流路２７
は、放気弁２９を介して、吸込フィルタ８と弁座２２と
の間の吸込流路７の部分に合流し、第２流路２８は、圧
力調整弁３１を介して第１室１５に通じている。なお、
※印同志は連通していることを示している。

【０００８】さらに、油分離回収器４から、三方切換弁
３２を介して吸込空間部１３、および第２室１７内のピ
ストン２４の左側の空間部に通じる第３流路３３が設け
てある。一方、保圧弁１２の出側に第１圧力センサ３４
が、弁座２２と吸込口６との間の吸込流路７の部分に第
２圧力センサ３５が圧力検出可能に設けてある。次に、
本発明に係る運転方法を、上記構成からなる圧縮機の作
動とともに説明する。圧縮機本体２のモータ５によりス
クリュロータ１が回転駆動され、これにより吸込フィル
タ８，吸気調整弁９，吸込口６を介して圧縮機本体２に
空気が吸込まれる。この吸込まれた空気は、ここで油分
離回収器４内の油溜まり部３から圧縮機本体２内の圧縮
室に至る図示しない油供給流路から油注入されつつ圧縮
され、圧縮空気が吐出口１０から油分離回収器４内に油
とともに吐出される。

【０００９】さらに、油分離回収器４にて、圧縮空気と
油とを分離して、圧縮空気は、油分離回収器４の上部に
続く吐出流路１１により、保圧弁１２を経てユーザ側に
送られる。一方、圧縮空気から分離された油は、一旦油
溜まり部３に溜められた後、上記油供給流路から圧縮室
に注入され、以後上記同様に循環使用される。ところ
で、上述した圧縮機の作動状態は、三方切換弁３２の
ａ，ｂポートが連通している状態において実現され、こ
の場合、第２室１７内の上記左側の空間部には、第３流
路３３を介して油分離回収器４内の吐出圧力が導かれ、
吸込空間部１３内は略大気圧状態にある。このため、弁
体２１の右側の面に作用する力よりも、ピストン２４の
左側の面に作用する力が大きくなり、ピストンロッド２
３はピストン２４とともに右方に移動した状態となり、
弁体２１は弁座２２から離れ、吸気調整弁９は全開状態
（開度１００％）、即ち全負荷運転状態となっている。

【００１０】また、圧縮機の運転中、第１圧力センサ３
４により、常時吐出圧力が検出されており、圧縮空気の
消費量が少なく、吐出圧力が設定値を超えて上昇した場
合には、圧力調整弁３１が開き、オリフィス１８を備え
た流路１９を介して吸込空間部１３に連通した第１室１
５内が吐出圧力と吸込圧力との間の中間圧力状態にな
る。この結果、ピストン２４，ピストンロッド２３は左
側に押しやられ、吐出圧力の大きさに応じて弁体２１は
弁座２２に接近して行き、吸気調整弁９の開度は１００
％より小さくなり、部分負荷運転を始める。さらに、吐
出圧力の上昇が続くと、最終的に、弁体２１は弁座２２
に密着して、全閉状態となり、無負荷運転状態となる。
以上が、吸気調整弁制御で、この制御運転中、即ち圧力
調整弁３１が開の状態にある場合における運転中に、以
下に述べるオン，オフ制御が行われる。

【００１１】圧縮機本体２の吐出側の予め定めた範囲に
おけるガス流動空間部、例えば圧縮機本体２の吐出口１
０から第１圧力センサ３４の下流側に設けた図示しない
リザーブタンクも含めて、ここまでの容積を予め求めて
おく。そして、この容積と、第１圧力センサ３４による
検出圧力の値と、第２圧力センサ３５による検出圧力か
ら求められる吸気調整弁９の開度に基づいて算出される
現時点の単位時間当たりの圧縮空気供給量、即ち圧縮空
気供給率とから圧縮空気使用量を算出し、新たな空気供
給がないとして、さらに吐出圧力が下限設定値、即ち復
帰圧力、例えば６Ｋまで降下するのに要する時間を算出
する。この時間が、設定値、例えば１分間よりも短い場
合には、第１圧力センサ３４による検出圧力が上限設定
値を超えていても圧縮機本体２を停止させないこととす
る。

【００１２】したがって、常時上記時間の算出を繰り返
し、上記時間が１分を超え、かつ第１圧力センサ３４に
よる検出圧力が上限設定値を超えた場合には、圧縮機本
体２を停止させ、放気弁２９を開として、吐出口１０と
保圧弁１２との間の圧縮空気を第１流路２７，吸気調節
弁９の入側の吸込流路７の部分，吸込フィルタ８を介し
て大気放出する。また、圧縮機本体２が停止すると三方
切換弁３２のａ，ｃポートが連通状態となり、第２室１
７内のガスが吸込空間部１３内に放出され、ピストンロ
ッド２３が左方に移動して、ダイヤフラム１４を左方に
押し、弁体２１が弁座２２に密着し、吸込流路７は閉じ
られる。このようにして、圧縮機本体２の停止時間を確
実に、最低１分間は確保するようにしてある。そして、
圧縮機本体２の停止により。吐出圧力が降下して、復帰
圧力に達すると、これを第１圧力センサ３４により検出
し、ここからの信号によりモータ５の電源をオンにし
て、圧縮機本体２を再起動させる。

【００１３】本実施例では、上述したオン，オフ制御を
採用することにより、吐出圧力が上限設定値を超えてい
る場合でも、吐出圧力の降下速度が大きい場合には、圧
縮機本体の停止は行われなくなり、吐出圧力が過度に降
下することがなくなる。また、吐出圧力の変動幅が小さ
くなり、リザーブタンクの容量も小さくできるようにな
る。なお、本発明は、油冷式スクリュ圧縮機への適用に
限定するものでなく、油冷式圧縮機全般に適用されるも
のであり、空気圧縮機への適用に限定されるものでもな
い。

【００１４】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
によれば、圧縮機本体の吐出流路に設けた第１圧力セン
サによる検出圧力が設定圧力を超えた場合には、両圧力
の差が大きくなる程、圧縮機本体の吸込流路に設けた吸
気調整弁の開度を小さくする吸気調整弁制御の下で運転
しつつ、圧縮機本体を起動，停止させて吐出流路内の圧
力を一定範囲内に保つオン，オフ制御を行う油冷式圧縮
機の運転方法において、上記検出圧力と、上記圧縮機本
体の吸込流路に設けた第２圧力センサによる検出圧力か
ら求めた吸気調整弁の開度に基づいて算出した単位時間
当たりの圧縮ガス供給量と、上記圧縮機本体の吐出側の
予め定めた範囲におけるガス流動空間部の容積とに基づ
いて圧縮ガス使用量を算出し、新たなガス供給がないと
して、上記ガス流動空間部の圧力が下限設定値まで降下
するのに要する時間を算出し、この時間が設定値以上の
場合にのみ、上記オン，オフ制御下で、上記圧縮機本体
の停止を可能としてある。

【００１５】このため、オン，オフ制御下で、吐出圧力
が上限設定値を超えている場合でも、吐出圧力の降下速
度が大きい場合には、圧縮機本体の停止は行われなくな
り、吐出圧力が過度に降下することがなくなる。また、
吐出圧力の変動幅が小さくなり、リザーブタンクの容量
も小さくできるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る運転方法を適用した油冷式スク
リュ圧縮機の全体構成図である。

【符号の説明】

２ 圧縮機本体 ７ 吸込流路 ９ 吸気調整弁 １１ 吐出流路 ３４ 第１圧力センサ ３５ 第２圧力センサ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機本体の吐出流路に設けた第１圧力
   センサによる検出圧力が設定圧力を超えた場合には、両
   圧力の差が大きくなる程、圧縮機本体の吸込流路に設け
   た吸気調整弁の開度を小さくする吸気調整弁制御の下で
   運転しつつ、圧縮機本体を起動，停止させて吐出流路内
   の圧力を一定範囲内に保つオン，オフ制御を行う油冷式
   圧縮機の運転方法において、上記検出圧力と、上記圧縮
   機本体の吸込流路に設けた第２圧力センサによる検出圧
   力から求めた吸気調整弁の開度に基づいて算出した単位
   時間当たりの圧縮ガス供給量と、上記圧縮機本体の吐出
   側の予め定めた範囲におけるガス流動空間部の容積とに
   基づいて圧縮ガス使用量を算出し、新たなガス供給がな
   いとして、上記ガス流動空間部の圧力が下限設定値まで
   降下するのに要する時間を算出し、この時間が設定値以
   上の場合にのみ、上記オン，オフ制御下で、上記圧縮機
   本体の停止を可能としたことを特徴とする油冷式圧縮機
   の運転方法。