JP4418321B2 - 圧縮機およびその運転方法 - Google Patents
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Description
すなわち、吸込フィルタ52aが介装された空気吸入流路52が吸入口に連通し、吸入した空気を圧縮する圧縮機本体53と、この圧縮機本体53を駆動するモータ53aと、前記圧縮機本体53の吐出口から吐出空気流路54を介して吐出された油分含有圧縮空気から油分を分離回収する油分離回収器55と、この油分離回収器55の下部に形成された油溜まり部55aから前記圧縮機本体53に連通し、油溜まり部55aに溜められた油を、オイルクーラ56a、オイルフィルタ56bを介して潤滑油として、前記圧縮機本体53の図示しない軸受、軸封部、および空気を圧縮するロータ室に供給する油供給流路56と、前記油分離回収器55から空気供給先側に連通、すなわち前記油分離回収器55から油分が分離された圧縮空気を空気供給先側に供給する空気供給口58に連通し、アフタークーラ57a、エヤドライヤ57bが介装されてなる空気供給流路57とである(例えば、特許文献1参照。)。
Td=Ts×(Pd/Ps)(κ-1)/κ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥(1)
なお、上記(1)式において、Tsは吸込ガス温度(℃)、Pdは吐出ガス圧力、Psは吸込ガス圧力、κはガスの比熱比である。
また、ファンの消費電力を浪費することにもなりかねず、省エネルギーの観点からも好ましくない。
この油供給流路16には、油分離回収器13側から順に、油フィルタ17、油を冷却する空冷式の熱交換器6bが介装されている。
第1の設定温度はモータ2のコイルの温度がそれ以上の値で長時間運転されるとモータ2が損傷するという不具合が生じる閾値に基づいて設定するのが好ましい。これにより、モータ2のコイルの温度が第1の設定温度より際立って高い温度のまま維持されることがなく、モータ2が損傷したり、圧縮機自体の運転を停止したりせざるを得なくなる事態を招くようなことがない。なお、コイル温度検出器18からの検出温度信号に基づいて冷却ファン9の回転数が演算され、それによって冷却ファン9が回転されている際には、吐出空気の温度が低下する。極端に吐出空気の温度が低下する状態、あるいは吐出空気の温度低下が長時間に亘る状態は、油に水分の凝縮が生じることにつながるので望ましくない。
従って、コイル温度検出器18からの温度検出信号に基づいて冷却ファン9の回転数が演算され、それによって冷却ファン9が回転されている状態はなるべく早期に脱することができるよう、上記の演算の内容を適正化することが好ましい。また、コイルの温度が第1の設定温度未満であって、温度検出器7で検出された吐出空気の温度が予め定めた第2の設定温度以上である場合には、温度検出器7からの検出温度信号に基づいて冷却ファン9の回転数が演算され、それによって冷却ファン9が回転される。これにより、必要以上にファン動力を消費するようなことがない等の効果を奏することについては、上記他の形態に係る圧縮機と同等である。
(a) 流量調整弁4の全開運転時のPID演算出力MVn-1(冷却ファンの回転数)を記憶し、全閉運転に切り替わった後再度全開運転に切り替わったとき、この切り替わったときのPID演算出力MVn(冷却ファンの回転数)と、記憶している前回のPID演算出力MVn-1とを比較する。そして、PID演算出力MVnが前記PID演算出力MVn-1を超えない場合にはMVn-1を出力し、超える場合にはMVnを出力するように構成されている。
これにより、流量調整弁4を全閉、全開切り替えしてもオーバーシュートすることなく吐出空気の温度を制御することができる。
この(a)の制御に加えて、さらに下記の(b)の制御をも行うことがより好ましい。
(b) 全閉運転から全開運転に切り替わった後に相当な時間が経過してもPID演算出力MVnがPID演算出力MVn-1を超えない場合、つまり前回よりも吐出空気の圧力が低いために、吐出空気温度が低くなる結果そのような状況に陥る場合も想定される。
そのため、その状況が所定の時間以上に亘って継続される場合には、PID演算出力MVn-1を、本発明の吐出温度制御系の応答時定数以上の時定数に相当する速度で減少させるようにしている。このようにすれば、吐出空気の温度が安定している状態で温度測定値PVが温度設定値SVと等しくなり、かつMVnとMVn-1が等しくなるか、近い値となる状況が発生する。そのような安定状態となった時点で、MVn-1からMVnに切り替えることになる。このような制御方法をとれば吐出空気温度を予め定めた所定温度に維持する必要以上に大きなPID出力を行うことがなくなるため、吐出空気の過冷却状態も少なくすることができ、パッケージ形圧縮機の省エネルギー運転が可能となる。
2…モータ
3…吸込流路(空気)
4…流量調整弁(吸込空気)
5…吐出流路(空気)
6…熱交換機(ガス冷却手段),6a…熱交換機,6b…熱交換機.6c…熱交換機
7…温度検出器(温度検出手段)
8…演算器(制御手段)
9…冷却ファン(ガス冷却手段),9a…水ポンプ
10…パッケージ、10a…放風口
11…冷却水供給流路
12…冷却水戻し流路
13…油分離回収器
14…油分離エレメント
15…油溜まり部
16…油供給流路
17…油フィルタ
18…コイル温度検出器
Claims (12)
- 全開/全閉される流量調整弁が介装された吸込流路から吸込んだ吸込ガスを圧縮する圧縮機本体を備え、この圧縮機本体の吐出口から吐出された吐出ガスをガス供給先側に供給する吐出流路を備えた圧縮機において、前記吐出流路に吐出ガスの温度を検出するガス温度検出手段を設けると共に、前記吐出ガスを冷却するガス冷却手段を設け、前記ガス温度検出手段で検出される吐出ガスの温度情報に基づいて、吐出ガスが予め定めた所定温度になるように、前記ガス冷却手段を制御する制御手段が設けられ、この制御手段は、前記流量調整弁の全開運転のPID演算出力MVn-1を記憶し、全閉運転後の全開運転時にPID演算出力MVnを演算し、このPID演算出力MVnが前記PID演算出力MVn-1を超えないときにはMVn-1を出力して前記ガス冷却手段を制御する一方、MVn-1を超えたときにはMVnを出力して前記ガス冷却手段を制御するものであることを特徴とする圧縮機。
- 前記ガス冷却手段は、ファンと、このファンから送風される空気と内部を流れる吐出ガスとが熱交換する空冷式熱交換器とから構成され、前記ガス冷却手段の制御が前記ファンの回転数を変更する制御であることを特徴とする請求項1に記載の圧縮機。
- 前記ガス冷却手段は、外部から冷却液が導入され、かつその内部を流れる吐出ガスと冷却液が熱交換する液冷式油熱交換器で構成され、前記ガス冷却手段の制御が前記液冷式油熱交換器に導入される冷却液の液量であることを特徴とする請求項1に記載の圧縮機。
- 全開/全閉される流量調整弁が介装された吸込流路から吸込んだ吸込ガスを圧縮する圧縮機本体を備え、この圧縮機本体の吐出口から吐出された油分を含む吐出ガスから油分を分離する油分離回収器が介装され、油分分離後の吐出ガスをガス供給先側に供給する吐出流路を備え、前記油分離回収器から前記圧縮機本体に、油を供給する油供給流路を備えた圧縮機において、前記吐出流路に吐出ガスの温度を検出するガス温度検出手段を設け、前記油供給流路に油を冷却する油冷却手段を設け、前記ガス温度検出手段で検出される吐出ガスの温度情報に基づいて、吐出ガスが予め定めた所定温度になるように、前記油冷却手段を制御する制御手段が設けられ、この制御手段は、前記流量調整弁の全開運転のPID演算出力MVn-1を記憶し、全閉運転後の全開運転時にPID演算出力MVnを演算し、このPID演算出力MVnが前記PID演算出力MVn-1を超えないときにはMVn-1を出力して前記油冷却手段を制御する一方、MVn-1を超えたときにはMVnを出力して前記油冷却手段を制御するものであることを特徴とする圧縮機。
- 前記油冷却手段は、ファンと、このファンから送風される空気と内部を流れる油とが熱交換する空冷式熱交換器とから構成され、前記油冷却手段の制御が前記ファンの回転数を変更する制御であることを特徴とする請求項4に記載の圧縮機。
- 前記油冷却手段は、外部から冷却液が導入され、かつその内部を流れる油と冷却液が熱交換する液冷式油熱交換器で構成され、前記油冷却手段の制御が前記液冷式油熱交換器に導入される冷却液の液量であることを特徴とする請求項4に記載の圧縮機。
- モータにより回転され、吸込流路から吸込んだ吸込ガスを圧縮する圧縮機本体を備え、この圧縮機本体の吐出口から吐出された油分を含む吐出ガスから油分を分離する油分離回収器が介装され、油分分離後の吐出ガスをガス供給先側に供給する吐出流路を備え、前記油分離回収器から前記圧縮機本体に、油を供給する油供給流路を備えた圧縮機において、前記吐出流路に吐出ガスの温度を検出するガス温度検出手段を設け、前記モータに該モータのコイルの温度を検出するコイル温度検出手段を設け、前記油供給流路に油を冷却する油冷却手段を設け、前記コイルの温度が予め定めた第1の所定温度以上であるときは、コイルの温度情報に基づいてコイルの温度が前記第1の所定温度以下になるように、前記コイルの温度が前記第1の所定温度未満であって、前記吐出ガスの温度が予め定めた第2の所定温度以上である場合には、吐出ガスの温度情報に基づいて吐出ガスの温度が第2の所定温度以下になるように、前記油冷却手段を制御する制御手段を設けたことを特徴とする圧縮機。
- 前記吸込流路に全開/全閉される流量調整弁が介装されており、前記制御手段は、前記吐出ガスの温度情報に基づいて前記吐出ガスの温度が第2の所定温度以下になるように制御する場合に、前記流量調整弁の全開運転のPID演算出力MVn-1を記憶し、全閉運転後の全開運転時にPID演算出力MVnを演算し、このPID演算出力MVnが前記PID演算出力MVn-1を超えないときにはMVn-1を出力して前記油冷却手段を制御する一方、MVn-1を超えたときにはMVnを出力して前記油冷却手段を制御するものであることを特徴とする請求項7に記載の圧縮機。
- 吸込流路から吸込んだ吸込ガスを圧縮する圧縮機本体と、前記圧縮機本体の吐出口から吐出された吐出ガスをガス供給先側に供給する吐出流路を備えた圧縮機において、前記吸込流路に介装された、全開/全閉される流量調整弁と、前記吐出流路に設けられた、前記吐出ガスの温度を検出するガス温度検出手段と、前記吐出ガスを冷却するために有効な冷却手段と、前記ガス温度検出手段で検出される前記吐出ガスの温度情報に基づいて、前記吐出ガスが予め定めた所定温度になるように、前記冷却手段を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記流量調整弁の全開運転のPID演算出力MVn-1を記憶し、全閉運転後の全開運転時にPID演算出力MVnを演算し、このPID演算出力MVnが前記PID演算出力MVn-1を超えないときにはMVn-1を出力して前記ガス冷却手段を制御する一方、MVn-1を超えたときにはMVnを出力して前記ガス冷却手段を制御するものであることを特徴とする圧縮機。
- 前記制御装置が、前記MVnが前記MVn-1を超えることがなく、所定の時間以上に亘って前記MVn-1が出力されるときには、前記MVn-1を系の応答時定数以上の時間で減少させ、温度測定値PVが温度設定値SVになった時点で、前記MVn-1から前記MVnに切り替えるものであることを特徴とする請求項1,4,8または9に記載の圧縮機。
- モータにより回転され、全開/全閉される流量調整弁が介装されてなる吸込流路から吸込んだ吸込ガスを圧縮する圧縮機本体を備え、ガス冷却手段が介装され、前記圧縮機本体の吐出口から吐出された吐出ガスをガス供給先側に供給する吐出流路を備えた圧縮機の運転方法において、前記流量調整弁の全開運転のPID演算出力MVn-1を記憶し、全閉運転後の全開運転時にPID演算出力MVnを演算し、このPID演算出力MVnが前記PID演算出力MVn-1を超えないときにはMVn-1を出力して前記ガス冷却手段を制御する一方、MVn-1を超えたときにはMVnを出力して前記ガス冷却手段を制御することを特徴とする圧縮機の運転方法。
- 前記MVnが前記MVn-1を超えることがなく、所定の時間以上に亘ってMVn-1が出力されるときには、MVn-1を系の応答時定数以上の時間で減少させ、温度測定値PVが温度設定値SVになった時点で、MVn-1からMVnに切り替えて前記ガス冷却手段を制御することを特徴とする請求項11に記載の圧縮機の運転方法。
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