JP2647579B2 - Screw compressor capacity control device - Google Patents

Screw compressor capacity control device

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JP2647579B2
JP2647579B2 JP3230105A JP23010591A JP2647579B2 JP 2647579 B2 JP2647579 B2 JP 2647579B2 JP 3230105 A JP3230105 A JP 3230105A JP 23010591 A JP23010591 A JP 23010591A JP 2647579 B2 JP2647579 B2 JP 2647579B2
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screw compressor
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discharge
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繁 倉内
史郎 田川
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、吸込側にオン/オフ制
御弁を備えたスクリュー圧縮機の容量制御装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a capacity control device for a screw compressor having an on / off control valve on a suction side.

【0002】[0002]

【従来の技術】オン/オフ式制御弁を備えたスクリュー
圧縮機の容量制御装置は、たとえば、特公平1−336
76号公報に記載されているように、吸込側にオン/オ
フ式制御弁を設け、吐出側に吐出放風弁を備え、スクリ
ュー圧縮機を全負荷運転して吐出圧力を上昇させ、吐出
圧力があらかじめ設定された上限の値を超えたとき、オ
ン/オフ式制御弁を閉じるとともに吐出放風弁を開放し
てスクリュー圧縮機を無負荷運転に切り替える。そし
て、負荷側の圧縮空気の使用により圧縮空気の圧力があ
らかじめ設定された下限の値より低下したとき、吐出放
風弁を閉じ、オン/オフ式制御弁を開いてスクリュー圧
縮機を全負荷運転に切り替え、自動的に容量を制御する
ものが提案されている。
2. Description of the Related Art A capacity control device of a screw compressor having an on / off control valve is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 1-336.
No. 76, an on / off control valve is provided on the suction side, a discharge air release valve is provided on the discharge side, and the screw compressor is operated at full load to increase the discharge pressure. When the pressure exceeds a preset upper limit, the on / off control valve is closed, and the discharge air release valve is opened to switch the screw compressor to the no-load operation. When the pressure of the compressed air falls below a preset lower limit value due to the use of the compressed air on the load side, the discharge air release valve is closed, the on / off control valve is opened, and the screw compressor is operated at full load. To automatically control the capacity.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】スクリュー圧縮機の運
転状態を、全負荷運転と無負荷運転に切り替える際の圧
力設定値は、運転当初時に設定されたまま固定される。
このため、スクリュー圧縮機の吐出側に接続された貯気
槽内の圧縮空気の使用量が一定である場合には、貯気槽
および該貯気槽とスクリュー圧縮機の吐出側を接続する
配管の容量が大きいほど、上限の設定値に達するまでの
全負荷運転時間と、上限の設定値から下限の設定値に達
するまでの無負荷運転時間が長くなる。
The pressure set value for switching the operating state of the screw compressor between full-load operation and no-load operation is fixed at the initial setting.
For this reason, when the amount of compressed air in the air storage tank connected to the discharge side of the screw compressor is constant, the air storage tank and piping connecting the air storage tank to the discharge side of the screw compressor are connected. The larger the capacity of the battery, the longer the full-load operation time until the upper-limit set value is reached and the longer the no-load operation time from the upper-limit set value to the lower-limit set value.

【0004】すなわち、上記のような場合には、全負荷
運転時間と無負荷運転時間とを加えた切り替え時間(周
期)が長くなり、使用空気圧力よりも高い吐出圧力でス
クリュー圧縮機を運転する時間が長くなって、電力消費
量を増加させることになる。
That is, in the above case, the switching time (cycle), which is the sum of the full-load operation time and the no-load operation time, becomes longer, and the screw compressor is operated at a discharge pressure higher than the used air pressure. The time will be longer and the power consumption will increase.

【0005】また、圧縮空気の使用量が多くなると、ス
クリュー圧縮機の無負荷運転時における貯気槽内の圧力
の低下が早くなるため、全負荷運転と無負荷運転との切
り替え時間が短くなって、頻繁に全負荷運転と無負荷運
転とを繰り返すため、オン/オフ式制御弁の開閉が頻繁
になり、オン/オフ式制御弁の摺動部、接触部などに摩
耗が発生し容量制御装置の信頼性が低下する。
[0005] When the amount of compressed air used increases, the pressure in the air storage tank during the no-load operation of the screw compressor decreases rapidly, so that the switching time between full-load operation and no-load operation is shortened. Because the full-load operation and the no-load operation are frequently repeated, the on / off control valve opens and closes frequently, and the on / off control valve's sliding parts, contact parts, etc., wear out, causing capacity control. The reliability of the device decreases.

【0006】上記の事情に鑑み、本発明の目的は、圧縮
空気の使用量が少ない場合や貯気槽吐出配管系の容量が
大きい場合であっても、全負荷運転する時間を短縮し
て、電力消費量を低減することができ、しかも、負荷側
で使用する圧縮空気の圧力、風量を確保するとともに、
信頼性を向上させるようにしたスクリュー圧縮機の容量
制御装置を提供することにある。
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to reduce the time for full load operation even when the amount of compressed air used is small or when the capacity of the storage tank discharge piping system is large. Power consumption can be reduced and the load side
While ensuring the pressure and air volume of the compressed air used in
Screw compressor capacity for improved reliability
It is to provide a control device .

【0007】[0007]

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、スクリュー圧縮機の吸込側に設
けたオン/オフ式制御弁と、スクリュー圧縮機の吐出圧
力を設定する吐出圧力設定手段と、負荷側の圧力を検出
する圧力検出手段と、前記圧力検出手段で検出された負
荷側圧力値と前記吐出圧力設定手段に設定された吐出圧
力値との圧力差分値を演算する差分増幅手段と、前記オ
ン/オフ式制御弁を連続的に制御するため、前記スクリ
ュー圧縮機の全負荷運転時間と無負荷運転時間とを加え
た切り替え間隔時間を周期として与えられる周期関数発
生手段と、前記周期関数発生手段からの周期関数値と前
記差分増幅手段からの圧力差分値とを比較して、前記オ
ン/オフ式制御弁をオン/オフさせる比較手段とを設
け、前記差分増幅手段には、前記負荷側の圧力が急激に
高くなったとき、前記圧力差分値を大きく補正し、前記
負荷側の圧力が急激に低下したとき、前記差分値を小さ
く補正する補正する補正手段が設けられ、前記周期関数
発生手段が、前記スクリュー圧縮機の負荷側圧力Pdと
前記吐出圧力設定値Ptとの圧力差分値ΔPtが0のと
きを中心として、前記吐出圧力設定値Ptが前記負荷側
圧力Pdより大きいときを正、小さいときを負とする周
期が一定の三角波を発生させる三角波発生手段で構成さ
れ、前記比較手段が、前記差分増幅手段から印加される
圧力差分値ΔPtと三角波発生手段から印加される三角
波とを比較し、三角波が上昇する過程で前記圧力差分値
ΔPtと一致したときオン信号を、三角波が下降する過
程で前記圧力差分値ΔPtと一致したときオフ信号を出
力するように構成したものである。
According to the present invention , there is provided a screw compressor provided on a suction side of a screw compressor.
Gage ON / OFF control valve and discharge pressure of screw compressor
Discharge pressure setting means for setting force and detecting load side pressure
Pressure detecting means, and a negative pressure detected by the pressure detecting means.
Load side pressure value and discharge pressure set in the discharge pressure setting means
Difference amplifying means for calculating a pressure difference value from the force value;
To control the on / off control valve continuously,
Add the full-load operation time and the no-load operation time of the
Function generated with the switching interval time as the cycle
Generating means, and the periodic function value from the periodic function generating means and the
By comparing the pressure difference value from the difference amplifying means with the pressure difference value,
Comparison means for turning on / off the on / off control valve.
In the differential amplification means, the pressure on the load side is suddenly increased.
When it becomes higher, the pressure difference value is greatly corrected,
When the pressure on the load side suddenly decreases, the difference value is reduced.
Correction means for correcting the periodic function;
Generating means for controlling the load side pressure Pd of the screw compressor;
When the pressure difference value ΔPt from the discharge pressure set value Pt is 0,
When the discharge pressure set value Pt is
A circumference that is positive when the pressure is greater than Pd and negative when the pressure is less than Pd.
It consists of a triangular wave generator that generates a triangular wave with a fixed period.
Wherein the comparing means is applied from the difference amplifying means.
Pressure difference value ΔPt and triangle applied from triangle wave generating means
And the pressure difference value in the process of rising the triangular wave
When it matches ΔPt, an ON signal is output when the triangular wave falls.
Off signal is output when the pressure difference value ΔPt matches
It is configured to work .

【0009】[0009]

【0010】[0010]

【0011】[0011]

【0012】[0012]

【0013】[0013]

【0014】[0014]

【0015】[0015]

【作用】負荷側の圧力を検出し、あらかじめ設定された
スクリュー圧縮機の吐出圧力との圧力差分値を演算し、
オン/オフ式制御弁と放気弁とを連続的に制御するた
め、前記スクリュー圧縮機の全負荷運転時間と無負荷運
転時間とを加えた切り替え間隔時間を周期として与えら
れる周期関数と前記圧力差分値とを比較して、前記負荷
側の圧力が急激に高くなったとき、前記圧力差分値を大
きく補正し、前記負荷側の圧力が急激に低下したとき、
前記差分値を小さく補正して、油圧シリンダを介して前
記オン/オフ式制御弁と放気弁とをオン/オフさせるよ
うにした。
[Function] Detects the pressure on the load side and sets it in advance.
Calculate the pressure difference value with the discharge pressure of the screw compressor,
For continuously controlling the on / off control valve and the discharge valve
The full-load operation time of the screw compressor and the no-load operation
The switching interval plus the switching time is given as the cycle.
Comparing the periodic function with the pressure difference value,
When the pressure on the side suddenly increases, the pressure difference value is increased.
When the pressure on the load side drops sharply,
The difference value is corrected to be small, and
The on / off control valve and the air release valve are turned on / off.
Caught.

【0016】[0016]

【0017】[0017]

【0018】[0018]

【0019】[0019]

【0020】[0020]

【0021】[0021]

【0022】[0022]

【0023】[0023]

【0024】[0024]

【0025】[0025]

【0026】[0026]

【実施例】以下、本発明の一実施例であるスクリュー圧
縮機の容量制御装置を示す図1乃至図7について説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A description will now be given of FIGS. 1 to 7 showing a capacity control device for a screw compressor according to an embodiment of the present invention.

【0027】図1はスクリュー圧縮機の制御装置の構成
を示すブロック線図である。図1において、1はスクリ
ュー圧縮機。2は吸入弁を兼ねたオン/オフ制御弁で、
スクリュー圧縮機1の吸入口に接続されている。3は吸
入フィルタで、オン/オフ制御弁2に接続されている。
したがって、スクリュー圧縮機1の作動中にオン/オフ
制御弁2開放されると、空気4は吸入フィルタ3、オン
/オフ制御弁2を通ってスクリュー圧縮機1に吸入され
る。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the control device of the screw compressor. In FIG. 1, 1 is a screw compressor. 2 is an on / off control valve also serving as a suction valve,
It is connected to the suction port of the screw compressor 1. Reference numeral 3 denotes a suction filter, which is connected to the on / off control valve 2.
Therefore, when the on / off control valve 2 is opened during the operation of the screw compressor 1, the air 4 is sucked into the screw compressor 1 through the suction filter 3 and the on / off control valve 2.

【0028】5は放気弁で、スクリュー圧縮機1の吐出
口に接続された吐出管6から分岐された分岐管7の一端
に接続されている。この放気弁5を開放すると、吐出管
6内を流れる圧縮空気は、分岐管7、放気弁5および放
風サイレンサ8を通して大気中に放出される。
Reference numeral 5 denotes an air release valve which is connected to one end of a branch pipe 7 branched from a discharge pipe 6 connected to a discharge port of the screw compressor 1. When the air release valve 5 is opened, the compressed air flowing in the discharge pipe 6 is discharged into the atmosphere through the branch pipe 7, the air release valve 5, and the air release silencer 8.

【0029】11は貯気槽で、逆止弁9およびオイルク
ーラ10を介して吐出管6に接続され、スクリュー圧縮
機1から吐出された圧縮空気を貯え、圧縮空気を必要と
する負荷に供給する。
An air storage tank 11 is connected to the discharge pipe 6 via a check valve 9 and an oil cooler 10, stores the compressed air discharged from the screw compressor 1, and supplies the compressed air to a load that requires it. I do.

【0030】12は油圧シリンダで、2個の吸排口12
a、12bが形成されている。13はピストンで、油圧
シリンダ12に摺動可能に嵌合し、前記吸排口12a、
12bからの圧油の吸排によって、油圧シリンダ12内
を上下方向に摺動する。14はピストンロッドで、油圧
シリンダ12を摺動可能に貫通し、その一端がピストン
13に固定されている。このピストンロッド14は、そ
の中央部が前記オン/オフ制御弁2と係合し、他端が前
記放気弁5と係合して、オン/オフ制御弁2を開けたと
きには放気弁5を閉じ、放気弁5を開けたときにはオン
/オフ制御弁2閉じるように作用する。
Reference numeral 12 denotes a hydraulic cylinder, which has two suction and discharge ports 12.
a and 12b are formed. Reference numeral 13 denotes a piston, which is slidably fitted to the hydraulic cylinder 12, and has the suction / discharge port 12a,
The inside of the hydraulic cylinder 12 is slid up and down by the suction and discharge of the pressure oil from 12b. A piston rod 14 slidably penetrates the hydraulic cylinder 12, one end of which is fixed to the piston 13. The piston rod 14 has a central portion engaged with the on / off control valve 2, and the other end engaged with the air release valve 5. When the on / off control valve 2 is opened, the air release valve 5 is opened. When the air release valve 5 is opened, the on / off control valve 2 acts to close.

【0031】15は四方電磁弁で、オイルタンク16か
らポンプ17により圧送されてきた圧油を油圧シリンダ
12の吸排口12a、12bの一方に供給し、他方の吸
排口12a、12bから排出される油をオイルタンク1
6に戻す経路の切り替えを行う。
Numeral 15 denotes a four-way solenoid valve which supplies pressure oil pumped from an oil tank 16 by a pump 17 to one of the suction and discharge ports 12a and 12b of the hydraulic cylinder 12, and is discharged from the other suction and discharge ports 12a and 12b. Oil tank 1
6 is switched.

【0032】18は圧力センサで、前記オイルクーラ1
0と貯気槽11を結ぶ吐出管6に配置され、吐出管6内
を流れる圧縮空気の圧力を検出する。19は制御装置
で、圧力センサから印加される圧縮空気の圧力に基づい
て、前記四方電磁弁15を駆動して、前記オン/オフ制
御弁2と放気弁5の開閉を制御する。
Reference numeral 18 denotes a pressure sensor,
The pressure sensor is disposed in a discharge pipe 6 connecting the storage tank 11 and the air storage tank 11, and detects the pressure of compressed air flowing through the discharge pipe 6. Reference numeral 19 denotes a control device that drives the four-way solenoid valve 15 based on the pressure of the compressed air applied from the pressure sensor to control the opening / closing of the on / off control valve 2 and the air release valve 5.

【0033】図2は、前記制御装置19の構成を示すブ
ロック線図である。図2において、191は吐出圧力設
定器。192は差分増幅器で、前記圧力センサ18と吐
出圧力設定器191に接続され、圧力センサ18から印
加される圧縮空気の圧力Pdとあらかじめ設定された吐
出圧力Ptを比較し、その圧力差分値ΔPtを出力す
る。193は三角波発生器で、前記オン/オフ制御弁2
の開閉を制御して、スクリュー圧縮器1の全負荷運転時
間Tonと、無負荷運転時間Toffを合わせた切り替
え時間を周期とする周期関数値に相当する三角波を発生
させる。194は比較器で、差分増幅器192と三角波
発生器193に接続され、前記四方電磁弁15を駆動す
るための指令信号(ON/OFF)を生成する。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the control device 19. As shown in FIG. In FIG. 2, reference numeral 191 denotes a discharge pressure setting device. A difference amplifier 192 is connected to the pressure sensor 18 and the discharge pressure setting device 191, and compares the pressure Pd of the compressed air applied from the pressure sensor 18 with a preset discharge pressure Pt, and compares the pressure difference value ΔPt. Output. 193 is a triangular wave generator, which is the on / off control valve 2
Of the screw compressor 1 to generate a triangular wave corresponding to a periodic function value whose cycle is a switching time obtained by combining the full load operation time Ton and the no-load operation time Toff. A comparator 194 is connected to the difference amplifier 192 and the triangular wave generator 193, and generates a command signal (ON / OFF) for driving the four-way solenoid valve 15.

【0034】なお、スクリュー圧縮器1の吐出側の検出
圧力Pdが短時間で変動した場合、前記差分増幅器19
2から出力される圧力差分値ΔPtも短時間で変化し、
前記オン/オフ制御弁2の開閉を短時間で繰返し行うこ
とになる。このような現象を防止するため、前記差分増
幅器192に1次遅れ要素を設け、比較器194に印加
される圧力差分値ΔPtの変動を遅らせることにより、
吐出側圧力のハンチングを防止している。
When the detected pressure Pd on the discharge side of the screw compressor 1 fluctuates in a short time, the difference amplifier 19
2 also changes in a short time,
The opening / closing of the on / off control valve 2 is repeatedly performed in a short time. In order to prevent such a phenomenon, a first-order lag element is provided in the difference amplifier 192 to delay the fluctuation of the pressure difference value ΔPt applied to the comparator 194,
Hunting of the discharge side pressure is prevented.

【0035】図3は、スクリュー圧縮器の負荷側の流体
系を電気系の相似回路に置き換えて示したものである。
図3において、Qは圧縮空気量。20はスイッチSW
で、オン/オフすることにより、スクリュー圧縮機を全
負荷運転と無負荷運転に切り替える。21はイナータン
ス(Inertance)Lで、大きくなるほど圧縮空
気は流れにくくなる。22はキャパシタンス(Capa
citance)Cで、大きくなるほど、負荷に圧縮空
気を放出したときの貯気槽側の圧力変動が小さくなる。
13はダイオードである。これらの諸定数は、次の1、
2式で表される。
FIG. 3 shows the fluid system on the load side of the screw compressor replaced by a similar circuit of an electric system.
In FIG. 3, Q is the amount of compressed air. 20 is a switch SW
By turning on / off, the screw compressor is switched between full-load operation and no-load operation. Reference numeral 21 denotes inertance (Inertance) L, and the larger the size, the more difficult it is for compressed air to flow. 22 is a capacitance (Capa)
C), the larger the pressure, the smaller the pressure fluctuation on the storage tank side when the compressed air is discharged to the load.
13 is a diode. These constants are:
It is expressed by two equations.

【0036】 イナータンスL=P/(dQ/dt) (1) キャパシタンスC=Q/(dP/dt) (2) ただし、dQ/dtおよびdP/dtは、圧縮空気量Q
および圧力差(貯気槽圧力PD−スクリュー圧縮機吐出
圧力PS)の時間的変化である。また、イナータンスL
およびキャパシタンスCは貯気槽を等価的に表したもの
である。
Inertance L = P / (dQ / dt) (1) Capacitance C = Q / (dP / dt) (2) where dQ / dt and dP / dt are the compressed air amount Q
And the pressure difference (storage tank pressure PD-screw compressor discharge pressure PS) with time. In addition, inertance L
And the capacitance C is equivalent to an air tank.

【0037】図4は、スクリュー圧縮機の全負荷運転と
無負荷運転における圧力と圧縮空気量の変化を示す特性
図である。図4において、(a)は、縦軸を圧力、横軸
を時間としたときの圧縮空気の圧力Pの変化を示し、
(b)は、縦軸を圧縮空気量、横軸を時間としたときの
圧縮空気量Qの変化を示してある。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing changes in pressure and amount of compressed air during full load operation and no load operation of the screw compressor. In FIG. 4, (a) shows a change in the pressure P of the compressed air when the vertical axis represents pressure and the horizontal axis represents time,
(B) shows the change of the compressed air amount Q when the vertical axis is the compressed air amount and the horizontal axis is the time.

【0038】図3および図4に示すように、スイッチS
W20がオンとなり、スクリュー圧縮機が全負荷運転さ
れると、スクリュー圧縮機で圧縮された空気が貯気槽内
に流れて、貯気槽内の圧縮空気量Qが徐々に増加し、貯
気槽内の圧力が徐々に増加する。この時の圧縮空気量Q
の増加の傾きをaとすると、傾きaの場合の圧縮空気量
Qの増加分ΔQは3式で表すことができる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the switch S
When W20 is turned on and the screw compressor is operated at full load, the air compressed by the screw compressor flows into the air storage tank, and the compressed air amount Q in the air storage tank gradually increases, and The pressure in the tank gradually increases. The compressed air amount Q at this time
Is assumed to be a, the increase ΔQ of the compressed air amount Q in the case of the slope a can be expressed by Equation 3.

【0039】 ΔQ=(ΔP・t)/L ΔP=PS−PDにより ΔQ=(PS−PD)・Ton/L (3) と表される。また、貯気槽内の圧縮空気の圧力が所定の
圧力に達し、スイッチSW20がオフとなると、スクリ
ュー圧縮機が無負荷運転になり、貯気槽内への圧縮空気
の供給が停止される。
ΔQ = (ΔP · t) / L ΔP = PS−PD is expressed as ΔQ = (PS−PD) · Ton / L (3) In addition, when the pressure of the compressed air in the air storage tank reaches a predetermined pressure and the switch SW20 is turned off, the screw compressor enters a no-load operation, and the supply of the compressed air into the air storage tank is stopped.

【0040】このような状態で、負荷に圧縮空気を供給
すると、貯気槽内の圧縮空気量Qは徐々に減少する。こ
の時の圧縮空気量Qの減少の傾きをbとすると、傾きb
の場合の圧縮空気量Qの減少量ΔQは4式で表すことが
できる。
When compressed air is supplied to the load in such a state, the compressed air amount Q in the air storage tank gradually decreases. Assuming that the slope of the decrease in the compressed air amount Q at this time is b, the slope b
In the case of (1), the decrease amount ΔQ of the compressed air amount Q can be expressed by the following equation (4).

【0041】 ΔQ=(Pd−0)・Toff/L=Pd・Toff/L (4) 前記3、4式の圧縮空気量ΔQはともに等しいため、3、4式から Pd=PS・Ton/(Ton+Toff)=PS・Ton/T (5) ただし、Tは、全負荷運転時間Tonと無負荷運転時間
Toffを合わせた切り替え時間の周期 となる。前記5式において、スクリュー圧縮機の吐出圧
力PSは一定であるため、スクリュー圧縮機の全負荷運
転時間Tonと無負荷運転時間Toffを加えた周期T
を一定とすれば、全負荷運転の時間Tonに比例して貯
気槽内の圧縮空気の圧力Pdを制御することが可能であ
る。なお、圧縮空気の使用量は、前記各傾きa、bの平
均値T1 となる。
ΔQ = (Pd−0) · Toff / L = Pd · Toff / L (4) Since the compressed air amounts ΔQ of the above formulas 3 and 4 are equal, Pd = PS · Ton / ( (Ton + Toff) = PS · Ton / T (5) where T is a cycle of a switching time obtained by adding the full-load operation time Ton and the no-load operation time Toff. In the above formula 5, since the discharge pressure PS of the screw compressor is constant, a cycle T obtained by adding the full load operation time Ton and the no-load operation time Toff of the screw compressor.
Is constant, it is possible to control the pressure Pd of the compressed air in the air storage tank in proportion to the time Ton of the full load operation. The amount of compressed air used is the average value T1 of the gradients a and b.

【0042】図5は、図2における比較器194の動作
説明図である。図5において(a)は、図2における吐
出圧力設定器191に設定される吐出圧力Ptと図1に
おける圧力センサで検出された検出圧力Pdとの関係を
示す特性図。(b)は、図2における三角波発生器19
3が出力する周期が一定の三角波の特性図。(c)は、
図2における比較器194が出力する制御信号の特性図
である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of the comparator 194 in FIG. 5A is a characteristic diagram illustrating a relationship between a discharge pressure Pt set in the discharge pressure setting device 191 in FIG. 2 and a detection pressure Pd detected by the pressure sensor in FIG. (B) shows the triangular wave generator 19 in FIG.
FIG. 3 is a characteristic diagram of a triangular wave output at a constant period from the waveform 3; (C)
FIG. 3 is a characteristic diagram of a control signal output from a comparator 194 in FIG. 2.

【0043】図5(a)に示すように、図2における吐
出圧力設定器191に設定された吐出圧力Ptと、図1
における圧力センサ18で検出された検出圧力Pdを比
較し、その差を圧力差分値ΔPtとして差分増幅器19
2から出力する。このとき、差分増幅器192から出力
される圧力差分値ΔPtは、 になる。
As shown in FIG. 5A, the discharge pressure Pt set in the discharge pressure setting device 191 in FIG.
Are compared with the detected pressure Pd detected by the pressure sensor 18 in the step (a), and the difference is used as a pressure difference value ΔPt as the difference
Output from 2. At this time, the pressure difference value ΔPt output from the difference amplifier 192 is become.

【0044】すなわち、負荷側で使用する圧縮空気の量
に対し、スクリュー圧縮機から吐出される圧縮空気の量
が多ければ、検出圧力Pdは設定圧力Ptより高くな
り、負荷側で使用する圧縮空気の量と、スクリュー圧縮
機から吐出される圧縮空気の量が等しくなれば、検出圧
力Pdと設定圧力Ptは等しくなり、負荷側で使用する
圧縮空気の量に対し、スクリュー圧縮機から吐出される
圧縮空気の量が少なくなれば、検出圧力Pdは設定圧力
Ptより低くなる。
That is, if the amount of compressed air discharged from the screw compressor is larger than the amount of compressed air used on the load side, the detected pressure Pd will be higher than the set pressure Pt, and the compressed air used on the load side will be higher. Is equal to the amount of compressed air discharged from the screw compressor, the detected pressure Pd is equal to the set pressure Pt, and the amount of compressed air discharged from the screw compressor is equal to the amount of compressed air used on the load side. If the amount of compressed air decreases, the detected pressure Pd becomes lower than the set pressure Pt.

【0045】図5(b)に示すように、前記圧力差分値
ΔPtを前記三角波の0位置に重ね合わせる。そして、
圧力差分値ΔPtと三角波との交点を求める。
As shown in FIG. 5B, the pressure difference value ΔPt is superimposed on the zero position of the triangular wave. And
An intersection between the pressure difference value ΔPt and the triangular wave is obtained.

【0046】図5(c)に示すように、比較器194
は、圧力差分値ΔPtと三角波との交点で指令信号を生
成する。この指令信号は、三角波が、圧力差分値ΔPt
と三角波との交点より上方(+側)に向かうとき、図1
における油圧シリンダ12が作動してオン/オフ制御弁
2が開く方向に、また、三角波が、圧力差分値ΔPtと
三角波との交点より下方(−側)向かうとき、図1にお
ける油圧シリンダ12が作動してオン/オフ制御弁2が
閉じる方向に生成される。
As shown in FIG. 5C, the comparator 194
Generates a command signal at the intersection of the pressure difference value ΔPt and the triangular wave. This command signal has a triangular wave as a pressure difference value ΔPt.
When going upward (+ side) from the intersection of the triangle wave and
The hydraulic cylinder 12 in FIG. 1 operates in the direction in which the hydraulic cylinder 12 operates and the on / off control valve 2 opens, and when the triangular wave goes downward (−) from the intersection of the pressure difference value ΔPt and the triangular wave. Then, the ON / OFF control valve 2 is generated in the closing direction.

【0047】すなわち、三角波が、圧力差分値ΔPtよ
り上方にあるとき、スクリュー圧縮機1を全負荷運転さ
せ、三角波が、圧力差分値ΔPtより下方にあるとき、
スクリュー圧縮機1を無負荷運転させる。
That is, when the triangular wave is above the pressure difference value ΔPt, the screw compressor 1 is operated at full load, and when the triangular wave is below the pressure difference value ΔPt,
The screw compressor 1 is operated without load.

【0048】このような制御を行うことにより、図5か
らも明らかなように、検出圧力Pdが設定圧力Ptより
高いとき、無負荷運転時間Toffに比べ、全負荷運転
時間Tonを短くし、圧縮空気の供給量を減らし圧力を
下降させる。また、検出圧力Pdが設定圧力Ptより低
いとき、無負荷運転時間Toffに比べ、全負荷運転時
間Tonを長くして、圧縮空気の供給量を増加させ圧力
を上昇させるとともに、負荷に対する圧縮空気の供給量
を確保することができる。
By performing such control, as is apparent from FIG. 5, when the detected pressure Pd is higher than the set pressure Pt, the full-load operation time Ton is shortened as compared with the no-load operation time Toff, and the compression is performed. Reduce air supply and reduce pressure. When the detected pressure Pd is lower than the set pressure Pt, the full-load operation time Ton is made longer than the no-load operation time Toff to increase the supply amount of the compressed air and increase the pressure. The supply amount can be secured.

【0049】図6は、負荷側で使用する圧縮空気量が変
動する場合の図2における比較器194の動作説明図で
ある。図6において(a)は、図2における比較器19
4が出力する制御信号の特性図である。(b)は、図2
における三角波発生器193が出力する三角波とスクリ
ュー圧縮機から吐出される圧縮空気量Qの変動を示す特
性図である。なお、図示を簡略化するため、三角波の上
昇時をスクリュー圧縮機の全負荷運転時間、下降時を無
負荷運転時間として表示してある。
FIG. 6 is an explanatory diagram of the operation of the comparator 194 in FIG. 2 when the amount of compressed air used on the load side fluctuates. FIG. 6A shows the comparator 19 shown in FIG.
FIG. 4 is a characteristic diagram of a control signal output from a control signal 4; FIG.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a change in a triangular wave output from the triangular wave generator 193 and a compressed air amount Q discharged from the screw compressor in FIG. For the sake of simplicity, the rising time of the triangular wave is shown as the full load operation time of the screw compressor, and the falling time is shown as the no-load operation time.

【0050】図6(b)の左側に示すように、負荷側で
使用する圧縮空気量Qが増加すると、図1における貯気
槽11内の圧縮空気が減少し、吐出管6内の圧力も低下
する。すると、図5で説明したように、スクリュー圧縮
機の全負荷運転時間(オン時間)が長くなり、スクリュ
ー圧縮機から吐出される単位時間当たりの圧縮空気量Q
がしだいに増加し、図6(b)の中央部に示すように、
負荷側で使用する圧縮空気量と等しくなる。
As shown on the left side of FIG. 6B, when the amount of compressed air Q used on the load side increases, the amount of compressed air in the air storage tank 11 in FIG. 1 decreases, and the pressure in the discharge pipe 6 also decreases. descend. Then, as described with reference to FIG. 5, the full load operation time (on time) of the screw compressor becomes longer, and the compressed air amount Q discharged from the screw compressor per unit time is increased.
It gradually increases, and as shown in the center of FIG.
It becomes equal to the amount of compressed air used on the load side.

【0051】また、図6(b)の右側に示すように、負
荷側で使用する圧縮空気量Qが減少すると、貯気槽11
内の圧縮空気の減少量よりスクリュー圧縮機から吐出さ
れる圧縮空気量Qが多くなるため、吐出管6内の圧力も
上昇する。すると、図5で説明したように、スクリュー
圧縮機の全負荷運転時間(オン時間)が短くなり、スク
リュー圧縮機から吐出される単位時間当たりの圧縮空気
量Qがしだいに減少する。
As shown on the right side of FIG. 6B, when the amount of compressed air Q used on the load side decreases, the air storage tank 11
Since the compressed air amount Q discharged from the screw compressor is larger than the reduced amount of the compressed air inside, the pressure in the discharge pipe 6 also increases. Then, as described with reference to FIG. 5, the full load operation time (ON time) of the screw compressor is shortened, and the compressed air amount Q discharged from the screw compressor per unit time is gradually reduced.

【0052】このようにして、一定の周期(オン時間+
オフ時間)の中で、オン時間とオフ時間の比率を変えて
スクリュー圧縮機の運転を制御することにより、圧縮空
気の使用量に応じた全負荷運転を行わせることができ、
エネルギー効率を向上させることができる。
In this manner, a fixed period (on time +
In the off time), by controlling the operation of the screw compressor by changing the ratio of the on time and the off time, it is possible to perform a full load operation according to the amount of compressed air used,
Energy efficiency can be improved.

【0053】図7は、図2における吐出圧力設定器19
1に設定する圧力パターンの一例を示すものである。こ
の例においては、1日の圧力圧縮空気の使用量の経時的
な変動をスクリュー圧縮機の吐出圧力の変化として設定
している。このように経時的な変動を設定することによ
り、負荷側における圧縮空気の使用量の変動が大きい場
合でも、その都度の調整を不要とし、使い勝手を向上さ
せることができる。
FIG. 7 shows the discharge pressure setting device 19 in FIG.
3 shows an example of a pressure pattern set to 1. In this example, a temporal change in the amount of compressed air used per day over time is set as a change in the discharge pressure of the screw compressor. By setting the variation over time in this way, even when the variation in the amount of compressed air used on the load side is large, adjustment every time is unnecessary, and usability can be improved.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、以
下のような効果がある。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

【0055】圧縮空気の使用量が少ない場合や貯気槽吐
出配管系の容量が大きい場合であっても、全負荷運転す
る時間を短縮して、電力消費量を低減することができ、
しかも、負荷側で使用する圧縮空気の圧力、風量を確保
するとともに、信頼性を向上させることができる。ま
た、負荷側の急激な圧力変動に対し、制御の追随性を向
上させることができ、スクリュー圧縮機のハンチングを
防止することができ、しかも、全負荷運転する時間を最
小限にして、エネルギー効率を向上させることができ
る。
When the amount of compressed air used is small,
Operate at full load even when the capacity of the outlet piping system is large.
Time and power consumption,
In addition, the pressure and air volume of the compressed air used on the load side are secured
And the reliability can be improved. Ma
In addition, the control follows the sudden pressure fluctuation on the load side.
Hunting of the screw compressor
And minimize the time for full load operation.
Minimal, energy efficiency can be improved
You.

【0056】[0056]

【0057】[0057]

【0058】[0058]

【0059】[0059]

【0060】[0060]

【0061】[0061]

【0062】[0062]

【0063】[0063]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるスクリュー圧縮機の容量制御装置
の構成を示す構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a capacity control device of a screw compressor according to the present invention.

【図2】図1における制御装置の構成を示すブロック線
図。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control device in FIG. 1;

【図3】負荷側の流体系の電気系相似回路図。FIG. 3 is a circuit diagram similar to an electric system of a fluid system on a load side.

【図4】スクリュー圧縮機の運転時における圧力と圧縮
空気量の関係を示す特性図。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a pressure and a compressed air amount during operation of the screw compressor.

【図5】三角波発生器と比較器の動作を示す動作説明
図。
FIG. 5 is an operation explanatory diagram showing operations of a triangular wave generator and a comparator.

【図6】負荷側で使用する圧縮空気量が変動する場合に
おける比較器の動作説明図。
FIG. 6 is a diagram illustrating the operation of the comparator when the amount of compressed air used on the load side fluctuates.

【図7】吐出圧力設定器に設定する圧力パターンの一例
を示す特性図。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing an example of a pressure pattern set in a discharge pressure setting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…スクリュー圧縮器、2…オン/オフ式制御弁、3…
吸入フィルタ、5…放気弁6…吐出管、7…分岐管、8
…放風サイレンサ、9…逆止弁、10…オイルクーラ、
11…貯気槽、12…油圧シリンダ、13…ピストン、
14…ピストンロッド、15…四方電磁弁、16…オイ
ルタンク、17…ポンプ、18…圧力センサ、19…制
御装置、20…スイッチSW、22…イナータンスL、
23…キャパシタンスC、191…吐出圧力設定器、1
92…差分増幅器、193…三角波発生器、194…比
較器。
1. Screw compressor, 2. On / off control valve, 3.
Suction filter, 5 ... Air release valve 6 ... Discharge pipe, 7 ... Branch pipe, 8
... Blower silencer, 9 ... Check valve, 10 ... Oil cooler,
11 ... air storage tank, 12 ... hydraulic cylinder, 13 ... piston,
14 piston rod, 15 four-way solenoid valve, 16 oil tank, 17 pump, 18 pressure sensor, 19 control device, 20 switch SW, 22 inertance L,
23: capacitance C, 191: discharge pressure setting device, 1
92: difference amplifier, 193: triangular wave generator, 194: comparator.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−124698(JP,A) 特開 昭54−76792(JP,A) 特開 昭57−60416(JP,A) 特開 昭63−56711(JP,A) 特公 平1−33676(JP,B2) 鈴木、樋口「特許パルス回路技術辞 典」(昭55−5−20)オーム社、P. 562−564 計測自動制御学会編「自動制御ハンド ブック 機器・応用編」(昭58−10− 30)オーム社、P.241−243、430−434Continuation of the front page (56) References JP-A-56-124699 (JP, A) JP-A-54-76792 (JP, A) JP-A-57-60416 (JP, A) JP-A-63-56711 (JP) , A) Tokiko Hei 1-333676 (JP, B2) Suzuki, Higuchi "Patent pulse circuit technology dictionary" (Showa 55-5-20) Ohmsha, P. 562-564 The Society of Instrument and Control Engineers, "Automatic control hand" Book: Apparatus and Applications ”(58-10-30), Ohmsha, p. 241-243, 430-434

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】スクリュー圧縮機1の吸込側に設けたオン
/オフ式制御弁2と、スクリュー圧縮機1の吐出圧力を
設定する吐出圧力設定手段191と、負荷側の圧力を検
出する圧力検出手段18と、前記圧力検出手段18で検
出された負荷側圧力値と前記吐出圧力設定手段191に
設定された吐出圧力値との圧力差分値を演算する差分増
幅手段192と、前記オン/オフ式制御弁2を連続的に
制御するため、前記スクリュー圧縮機1の全負荷運転時
間と無負荷運転時間とを加えた切り替え間隔時間を周期
として与えられる周期関数発生手段193と、前記周期
関数発生手段193からの周期関数値と前記差分増幅手
段192からの圧力差分値とを比較して、前記オン/オ
フ式制御弁2をオン/オフさせる比較手段とを設け、前
記差分増幅手段192には、前記負荷側の圧力が急激に
高くなったとき、前記圧力差分値を大きく補正し、前記
負荷側の圧力が急激に低下したとき、前記差分値を小さ
く補正する補正する補正手段が設けられ、前記周期関数
発生手段193が、前記スクリュー圧縮機1の負荷側圧
力Pdと前記吐出圧力設定値Ptとの圧力差分値ΔPt
が0のときを中心として、前記吐出圧力設定値Ptが前
記負荷側圧力Pdより大きいときを正、小さいときを負
とする周期が一定の三角波を発生させる三角波発生手段
で構成され、前記比較手段194が、前記差分増幅手段
192から印加される圧力差分値ΔPtと三角波発生手
段193から印加される三角波とを比較し、三角波が上
昇する過程で前記圧力差分値ΔPtと一致したときオン
信号を、三角波が下降する過程で前記圧力差分値ΔPt
と一致したときオフ信号を出力することを特徴とするス
クリュー圧縮機の容量制御装置。
1. An on-board provided on a suction side of a screw compressor 1.
/ Off type control valve 2 and discharge pressure of screw compressor 1
The discharge pressure setting means 191 to be set and the pressure on the load side are detected.
Output pressure detecting means 18 and the pressure detecting means 18
The output load side pressure value and the discharge pressure setting means 191
Increase the difference to calculate the pressure difference value with the set discharge pressure value
The width means 192 and the on / off control valve 2 are continuously connected.
In order to control the screw compressor 1 at full load operation
Switching interval time, which is the sum of
A periodic function generating means 193 given as
The periodic function value from the function generating means 193 and the difference amplification value
Compare the pressure difference value from stage 192 with the on / off
And comparison means for turning on / off the control valve 2
The pressure on the load side is rapidly applied to the differential amplifying means 192.
When it becomes higher, the pressure difference value is greatly corrected,
When the pressure on the load side suddenly decreases, the difference value is reduced.
Correction means for correcting the periodic function;
The generating means 193 generates the load side pressure of the screw compressor 1.
Pressure difference value ΔPt between force Pd and discharge pressure set value Pt
Is set at 0, the discharge pressure set value Pt is
Positive when the pressure is higher than the load side pressure Pd, negative when the pressure is lower
Triangular wave generating means for generating a triangular wave with a constant period
And the comparing means 194 is provided with the differential amplifying means.
Pressure difference value ΔPt applied from 192 and the triangular wave generating means
Compare with the triangular wave applied from stage 193,
Turns on when the pressure difference value ΔPt coincides with the pressure difference value during the rising process
The signal is converted into the pressure difference value ΔPt while the triangular wave descends.
Output an off signal when the
Clew compressor capacity control device.
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