JPH0134316B2 - - Google Patents

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JPH0134316B2
JPH0134316B2 JP9391880A JP9391880A JPH0134316B2 JP H0134316 B2 JPH0134316 B2 JP H0134316B2 JP 9391880 A JP9391880 A JP 9391880A JP 9391880 A JP9391880 A JP 9391880A JP H0134316 B2 JPH0134316 B2 JP H0134316B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
type control
control
suction
screw compressor
value
Prior art date
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Expired
Application number
JP9391880A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS5719199A (en
Inventor
Takashi Yoshida
Fumio Takeda
Hiroyuki Matsuda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS5719199A publication Critical patent/JPS5719199A/en
Publication of JPH0134316B2 publication Critical patent/JPH0134316B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスクリユ圧縮機の容量制御方法に係
り、更に詳しくは省エネルギを達成することがで
きるスクリユ圧縮機の容量制御方法に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for controlling the capacity of a screw compressor, and more particularly to a method for controlling the capacity of a screw compressor that can achieve energy savings.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

スクリユ圧縮機で用いられる容量制御方法とし
て、例えば特開昭52−136406号公報に記載されて
いるように、吸入絞り式制御とオンオフ式制御と
の併用がある。吸入絞り式の容量制御は貯気槽を
含む吐出側管路の圧力変動を入力として作動する
吸入絞り弁の開度を連続的に開閉し、吸入ガス量
の調節を行うものである。またオンオフ式の容量
制御は無負荷状態になつた際の吐出側管路内の圧
力上昇により吸入絞りを全閉にし、圧力変動を入
力として作動する放気弁を開いて油回収器内の圧
縮気体を放出して最低負荷状態で圧縮機を運転
し、また吐出側管路内の圧力が減少したならば、
吸入絞り弁を全開にし放気弁を閉じて、全負荷で
運転し、これらの運転状態を交互に運転するもの
である。
As a capacity control method used in a screw compressor, there is a combination of suction throttling type control and on/off type control, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-136406. In the suction throttle type capacity control, the amount of suction gas is adjusted by continuously opening and closing the suction throttle valve, which is operated by inputting pressure fluctuations in the discharge side conduit including the air storage tank. In addition, the on-off type capacity control fully closes the suction throttle due to the pressure increase in the discharge side pipe when the no-load condition occurs, and opens the release valve that operates based on pressure fluctuations to reduce the compression in the oil recovery device. If the gas is released and the compressor is operated at minimum load, and the pressure in the discharge line is reduced,
The suction throttle valve is fully opened and the exhaust valve is closed to operate at full load, and these operating conditions are alternated.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

この吸入絞り式制御とオンオフ式制御との併用
による容量制御では、吸入絞り式制御とオンオフ
式制御とでは負荷の使用空気量に対する消費電力
特性が異なつている。すなわち、両者を比較した
場合、吸入絞り式制御は使用空気量が多い領域で
省エネルギー効果があり、またオンオフ式は使用
空気量の少ない領域で省エネルギー効果がある。
そして、この種の容量制御では吸入絞り式制御か
らオンオフ式制御に、またこれとは逆にオンオフ
式制御から吸入絞り式制御に切換えるための切換
点を仕様等により予め固定している。このため、
接続する配管系の容量が変化した場合、前述した
切換点を変更することが不可能なために、消費動
力が増加することを無視して使用している。した
がつて、省エネルギーの観点からは良好な運転が
行われていなかつた。
In capacity control using a combination of suction throttling control and on-off control, the suction throttling control and on-off control have different power consumption characteristics with respect to the amount of air used by the load. That is, when comparing the two, the suction throttle type control has an energy saving effect in a region where the amount of air used is large, and the on-off type control has an energy saving effect in a region where the amount of air used is small.
In this type of capacity control, the switching point for switching from suction throttle type control to on-off type control, or vice versa, is fixed in advance according to specifications or the like. For this reason,
When the capacity of the connected piping system changes, it is impossible to change the switching point described above, so the power consumption increases when used. Therefore, good operation was not carried out from the viewpoint of energy saving.

本発明は上記の事柄にもとづいてなされたもの
で、吸入絞り式制御とオンオフ式制御との切換点
をスクリユ圧縮機に接続する配管系の容積に応じ
て変更設定して省エネルギー運転を可能にしたス
クリユ圧縮機の容量制御方法を提供することを目
的とする。
The present invention has been made based on the above-mentioned issues, and enables energy-saving operation by changing the switching point between suction throttling type control and on-off type control depending on the volume of the piping system connecting to the screw compressor. An object of the present invention is to provide a capacity control method for a screw compressor.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明の特徴とするところは、スクリユ圧縮機
の吸入側に設けた吸入絞り弁による吸入絞り式制
御と、吸入絞り式制御とスクリユ圧縮機の吐出側
に設けた放気弁とによるオンオフ式制御とを切換
えて容量制御を行うスクリユ圧縮機において、前
記制御の切換点を仮決定するための仮設定値によ
つて両制御を実行し、この両制御に実行によつて
計測されるスクリユ圧縮機のモータの入力電力、
使用空気量、吐出圧力などの状態量のうちいずれ
か1つの状態量を比較して、それらの計測値が一
致したときに、その状態量を両制御の切換点のた
めの設定値として記憶し、その後状態量が設定値
以上であれば吸入絞り式制御で、それ以下であれ
ばオンオフ式制御で容量制御運転を行うことを特
徴とするものである。
The features of the present invention include suction throttling type control using a suction throttle valve provided on the suction side of the screw compressor, and on/off type control using the suction throttling type control and a discharge valve provided on the discharge side of the screw compressor. In a screw compressor that performs capacity control by switching between the two controls, both controls are executed using a temporary set value for temporarily determining the switching point of the control, and the screw compressor is measured by executing both controls. The input power of the motor,
Compare the state quantities of any one of the state quantities such as air usage amount and discharge pressure, and when those measured values match, that state quantity is stored as the setting value for the switching point of both controls. Then, if the state quantity is above a set value, suction throttling type control is performed, and if it is less than that, capacity control operation is performed using on/off type control.

〔作 用〕[Effect]

スクリユ圧縮機に接続する配管系の容積が変化
した場合、オンオフ式制御と吸入絞り式制御とを
それぞれ実行する。その実行により計測されるス
クリユ圧縮機のモータの入力電力、空気量、空気
量比、吐出圧力などの状態量のうちいずれか1つ
の状態量を比較して、それらの計測値が一致した
ときに、その状態量を両制御の切換点のための設
定値として記憶する。このようにして、スクリユ
圧縮機に接続する配管系の容積の変化に対応した
適切な切換点が得られる。その後は、この設定値
を基準として、計測された状態量が設定値以上で
あれば吸入絞り式制御で運転し、それ以下であれ
ばオンオフ式制御で運転する。
When the volume of the piping system connected to the screw compressor changes, on-off type control and suction throttle type control are respectively executed. Compare any one of the state quantities of the screw compressor's motor input power, air volume, air volume ratio, discharge pressure, etc. measured by the execution, and when the measured values match, , the state quantities are stored as set values for the switching points of both controls. In this way, an appropriate switching point can be obtained in response to changes in the volume of the piping system connected to the screw compressor. Thereafter, with this set value as a reference, if the measured state quantity is greater than or equal to the set value, the suction throttling type control is used, and if it is less than that, the on/off type control is used.

〔実施例〕 以下本発明の実施例を図面を用いて説明する。〔Example〕 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の方法を実施するためのスクリ
ユ圧縮機の制御系統図である。図において1はス
クリユ圧縮機、2はスクリユ圧縮機1のスクリユ
ロータ、3はスクリユロータ2を回転させるモー
タ、4はスクリユ圧縮機1の吸入管、5は吐出
管、6は吸込管4に設けた吸入絞り弁で、この吸
入絞り弁6はシリンダ7によつて開閉操作され
る。8は油回収器、9は油回収器8に設けた放気
弁、10はガス冷却器、11は貯気槽、12は供
給管である。
FIG. 1 is a control system diagram of a screw compressor for carrying out the method of the present invention. In the figure, 1 is a screw compressor, 2 is a screw rotor of the screw compressor 1, 3 is a motor that rotates the screw rotor 2, 4 is a suction pipe of the screw compressor 1, 5 is a discharge pipe, and 6 is a suction installed in the suction pipe 4. This suction throttle valve 6 is a throttle valve and is opened and closed by a cylinder 7. 8 is an oil recovery device, 9 is an air release valve provided in the oil recovery device 8, 10 is a gas cooler, 11 is an air storage tank, and 12 is a supply pipe.

吸入ガスは吸入絞り弁6を通つて圧縮機1の吸
込管4より圧縮機1に吸込まれ加圧される。この
加圧された吸入ガスは吐出管5および逆止弁13
を通つて油回収器8に入り、ガス中の油分は分離
されて油回収器8の下部に貯溜される。油分を分
離した圧縮ガスは油回収器8の出口に設けた油分
離フイルタ14を通り、調圧弁15を経てガス冷
却器10を通り貯気槽11、供給管12により負
荷側に供給される。また油回収器8内の油は油冷
却器16で冷却され、油ろ過器17でろ過された
のち、圧縮機に注油される。油回収器8内の圧縮
ガスは放気弁により大気に放出される。ガス冷却
器10内の圧力ガスは減圧弁18、三方電磁弁1
9を通つてシリンダ7のピストンロツド側室7a
に、また圧力調整弁20、電磁弁21を通つてシ
リンダ7の反ピストンロツド側室7bに供給され
る。これにより、吸入絞り弁5が動かされ、圧縮
機1への吸込ガス量を調節することができる。前
述した三方電磁弁19はそのSポートをQポート
またはRポートに切換え連通する。この三方電磁
弁19、電磁弁21、放気弁9およびモータ3の
電磁開閉器22は制御装置23からの指令により
操作される。制御装置23には圧力検出器24で
検出されるガス冷却器10の圧力および検出器2
5で検出されるモータ3の入力電力の入力信号が
加えられている。このモータ3の入力電力は圧縮
機の消費電力を表している。
Suction gas is sucked into the compressor 1 from the suction pipe 4 of the compressor 1 through the suction throttle valve 6 and is pressurized. This pressurized suction gas is transferred to the discharge pipe 5 and the check valve 13.
The gas enters the oil recovery device 8 through the gas, and the oil component in the gas is separated and stored in the lower part of the oil recovery device 8. The compressed gas from which oil has been separated passes through an oil separation filter 14 provided at the outlet of the oil recovery device 8, passes through a pressure regulating valve 15, passes through a gas cooler 10, and is supplied to the load side through an air storage tank 11 and a supply pipe 12. Further, the oil in the oil recovery device 8 is cooled by an oil cooler 16, filtered by an oil filter 17, and then supplied to the compressor. The compressed gas in the oil recovery device 8 is released to the atmosphere by a release valve. The pressure gas in the gas cooler 10 is controlled by a pressure reducing valve 18 and a three-way solenoid valve 1.
9 to the piston rod side chamber 7a of the cylinder 7.
In addition, it is supplied to the opposite-piston rod side chamber 7b of the cylinder 7 through the pressure regulating valve 20 and the electromagnetic valve 21. Thereby, the suction throttle valve 5 is moved, and the amount of gas sucked into the compressor 1 can be adjusted. The aforementioned three-way solenoid valve 19 switches its S port to the Q port or R port for communication. The three-way solenoid valve 19, the solenoid valve 21, the discharge valve 9, and the solenoid switch 22 of the motor 3 are operated by commands from the control device 23. The control device 23 includes the pressure of the gas cooler 10 detected by the pressure detector 24 and the pressure detected by the pressure detector 24.
An input signal of the input power of the motor 3 detected at 5 is added. The input power of this motor 3 represents the power consumption of the compressor.

次に、本発明による吸入絞り式制御動作を説明
する。
Next, the suction throttle type control operation according to the present invention will be explained.

制御装置23からの指令により、放気弁9、電
磁弁21は開に、また三方電磁弁19はそのSポ
ートをQポートに連通されている。これにより、
ガス冷却器10内の圧力ガスは減圧弁18によつ
て一定圧力に減圧され、シリンダ7のピストンロ
ツド側室7aに導かれる。圧力調整弁20はその
設定圧力Pdを越えた時点よりガス冷却器10の
圧力の変化に応じた2次圧力を発生する。そし
て、この2次圧力はシリンダ7の反ピストンロツ
ド側室7bに導かれる。シリンダ7への圧力ガス
の作用によりシリンダ7はガス冷却器10の圧力
変化に応じて動作し吸入絞り弁6によるガス吸込
量を連続して制御する。この吸入絞り式制御と後
述するオンオフ式制御との特性を第2図に示す。
図において横軸は使用空気量比を、縦軸は消費動
力比を示すもので、特性線aは吸込絞り式制御の
特性を、また特性線bはオンオフ式制御の特性で
ある。この特性線a,bの交点cが両制御の切換
点となる。
In response to a command from the control device 23, the air release valve 9 and the solenoid valve 21 are opened, and the three-way solenoid valve 19 communicates its S port with the Q port. This results in
The pressure gas in the gas cooler 10 is reduced to a constant pressure by the pressure reducing valve 18 and guided to the piston rod side chamber 7a of the cylinder 7. The pressure regulating valve 20 generates a secondary pressure according to the change in the pressure of the gas cooler 10 from the time when the set pressure P d is exceeded. This secondary pressure is then led to the side chamber 7b of the cylinder 7 opposite to the piston rod. The action of the pressure gas on the cylinder 7 causes the cylinder 7 to operate in response to changes in the pressure of the gas cooler 10, thereby continuously controlling the amount of gas sucked by the suction throttle valve 6. FIG. 2 shows the characteristics of this suction throttle type control and the on/off type control described later.
In the figure, the horizontal axis shows the air usage ratio, and the vertical axis shows the power consumption ratio. Characteristic line a shows the characteristics of the suction throttling type control, and characteristic line b shows the characteristics of the on-off type control. The intersection c of the characteristic lines a and b becomes the switching point for both controls.

次に本発明によるオンオフ式制御動作を説明す
る。
Next, the on/off type control operation according to the present invention will be explained.

制御装置23からの指令により電磁弁21を閉
にすると共に、圧力検出器24で検出された圧力
が上限設定圧力Puに上昇すると、制御装置23
からの指令により三方電磁弁19はSポートをR
ポートに連通する。これによりガス冷却器10内
の圧力ガスはシリンダ7の反ピストンロツド側室
7bに作用するので、シリンダ7は吸入絞り弁b
を全閉にする。それと同時に制御装置23からの
指令により放気弁9を開いて油回収器8内の圧縮
ガスを大気に放出し、圧縮機1の運転状態を無負
荷にする。その後、ガス冷却器10内の圧力が下
降し、下限設定値PLに達すると、三方電磁弁1
9は切換えられ、そのSポートをQポートに連通
するので、ガス冷却器10内の圧力ガスがシリン
ダ7のピストンロツド側室7aに加えられる。こ
のため、シリンダ7は吸入絞り弁6を全開にし、
圧縮機1の運転状態を全負荷にする。それと同時
に、放気弁9は全閉にされ放気を停止する。この
ように無負荷運転と全負荷運転とを交互に繰り返
す。このオンオフ式制御の特性は第2図の特性線
bに示してある。また、このオンオフ式制御のと
きの各部の状態変化を第3図に示す。第3図にお
いて特性線dはガス冷却器10の圧力変化、特性
線eは油回収器8の圧力変化、特性線fはモータ
3の電力変化を示す。Tdは無負荷運転時間、Tu
は全負荷運転時間、Tpは油回収器8での圧縮時
間である。
When the solenoid valve 21 is closed by a command from the control device 23 and the pressure detected by the pressure detector 24 rises to the upper limit set pressure P u , the control device 23
The three-way solenoid valve 19 closes the S port to R.
Connect to the port. As a result, the pressure gas in the gas cooler 10 acts on the side chamber 7b of the cylinder 7 opposite to the piston rod, so that the cylinder 7 is connected to the suction throttle valve b.
fully closed. At the same time, the air release valve 9 is opened in accordance with a command from the control device 23 to release the compressed gas in the oil recovery device 8 to the atmosphere, and the operating state of the compressor 1 is set to no load. After that, when the pressure inside the gas cooler 10 decreases and reaches the lower limit set value P L , the three-way solenoid valve 1
9 is switched to communicate its S port with the Q port, so that the pressure gas in the gas cooler 10 is applied to the piston rod side chamber 7a of the cylinder 7. Therefore, the cylinder 7 fully opens the suction throttle valve 6,
The operating state of the compressor 1 is set to full load. At the same time, the air release valve 9 is fully closed to stop air release. In this way, no-load operation and full-load operation are repeated alternately. The characteristic of this on-off type control is shown by characteristic line b in FIG. Further, FIG. 3 shows the state changes of each part during this on-off type control. In FIG. 3, the characteristic line d shows the pressure change in the gas cooler 10, the characteristic line e shows the pressure change in the oil recovery device 8, and the characteristic line f shows the power change in the motor 3. T d is no-load operation time, T u
is the full load operating time, and T p is the compression time in the oil recovery device 8.

次に前述した吸入絞り式制御とオンオフ式制御
とを実行操作するための制御装置23の構成を第
4図について説明する。この図において第1図と
同符号のものは同一部分である。26は検出器2
4,25からのアナログ信号をデイジタル信号に
変換するA/D変換器、27は取り込んだ信号を
予め記憶した処理手順に従つて演算処理する中央
演算処理装置、28は処理した結果を外部の装置
に出力するD/A変換器、29は中央演算処理装
置27の処理手順を記憶するリードオンメモリ
(ROM)、30は計算結果などを一時的に記憶す
るランダムアクセスメモリ(RAM)である。
Next, the configuration of the control device 23 for executing the above-described suction throttle type control and on/off type control will be explained with reference to FIG. 4. In this figure, the same reference numerals as in FIG. 1 are the same parts. 26 is detector 2
An A/D converter converts the analog signals from 4 and 25 into digital signals, 27 is a central processing unit that processes the captured signals according to a pre-stored processing procedure, and 28 is an external device that transmits the processed results. 29 is a read-on memory (ROM) for storing processing procedures of the central processing unit 27, and 30 is a random access memory (RAM) for temporarily storing calculation results and the like.

次に制御装置23によつて吸入絞り式およびオ
ンオフ式の容量制御の実行手順の一例を第2図に
ついて説明する。
Next, an example of a procedure for performing suction throttling type and on/off type capacity control by the control device 23 will be described with reference to FIG.

ここでは、両制御方式の切換点を決定するため
の状態量にモータの消費電力(入力電力)を用い
る。
Here, the power consumption (input power) of the motor is used as the state quantity for determining the switching point of both control methods.

始動開始時はステツプP1で両制御方式の切換
点の消費電力としての設定値Mに仮の値、すなわ
ち、使用空気量比100%時の消費電力を設定する。
次に、圧縮機を吸入絞り式制御で始動する。(オ
ンオフ式制御から始めることもできる。) 吸入絞り式制御はまず、ステツプP2で電磁弁
21を開に、ステツプP3で三方電磁弁19のS
ポートとQポートを連通させる。ステツプP4で
放気弁9を閉に、ステツプP5で電磁開閉器22
を投入し、モータ3を始動する。これにより、吸
入絞り式容量制御が行われる。そして、ステツプ
P6でモータ3の消費電力を第4図に示すA/D
変換器26でサンプリング時間Δtごとにメモリ
30に取り入れる。ステツプP7でそのサンプル
した消費電力Woのサンプリング数がKになつた
かどうか判断しサンプル数<Kならば、ステツプ
P2〜P7の吸入絞り式制御を継続する。サンプル
数がKになつた時点でステツプP8に移る。ステ
ツプP8では を求め、現時点の使用空気量状態での吸入絞り式
制御の消費電力M1として記憶する。ステツプP9
はこの吸入絞り式制御の消費電力M1と仮設定値
Mとを比較し、M1 MならばステツプP2〜P9の
吸入絞り式制御を継続する。M1<Mならば、ス
テツプP10以後のオンオフ式制御に移る。
At the start of startup, in step P1, the setting value M as the power consumption at the switching point of both control methods is set to a provisional value, that is, the power consumption when the air usage ratio is 100%.
Next, the compressor is started with suction throttling control. (You can also start with on-off type control.) Suction throttle type control first opens the solenoid valve 21 in step P2, and opens the three-way solenoid valve 19 in step P3.
Connect the port and Q port. Close the release valve 9 in step P4, and close the electromagnetic switch 22 in step P5.
and start motor 3. As a result, suction throttling type capacity control is performed. And step
A/D shows the power consumption of motor 3 at P6 as shown in Figure 4.
The converter 26 inputs the data into the memory 30 at every sampling time Δt. In step P7, it is determined whether the number of samples of the sampled power consumption W o has reached K, and if the number of samples is <K, step P7 is executed.
Continue suction throttle control for P2 to P7. When the number of samples reaches K, the process moves to step P8. At step P8 is calculated and stored as the power consumption M 1 of the intake throttle type control at the current air usage state. Step P9
compares the power consumption M1 of this suction throttling type control with the provisional set value M, and if M1 > M, the suction throttling type control of steps P2 to P9 is continued. If M 1 <M, the process moves to on/off type control after step P10.

オンオフ式制御はまず、ステツプP10〜P14の
オン動作すなわち全負荷運転を実行する。ステツ
プP10で電磁弁21を閉、ステツプP11で三方電
磁弁19のSポートとQポートとを連通させる。
ステツプP12で放気弁9を閉じて、ガス冷却器1
0内の圧力を上昇させる。ステツプP13では、モ
ータ3の消費電力をΔtごとにサンプリングし、
そのサンプル値Woを記憶する。ステツプP14は
ガス冷却器10の内の圧力が上限圧力Puになつ
たかどうか判断する。ガス冷却器10圧力<Pu
ならば、ステツプP10〜P14のオン動作を継続、
ガス冷却器10圧力Puに上昇した時点で、ス
テツプP15〜P18のオフ動作すなわち無負荷運動
に移る。ステツプP15で三方電磁弁19のSポー
トとRポートとを連通させて、吸入絞り弁6を全
閉にする。ステツプP16で放気弁9を開いて油回
収器8内の圧縮ガスを放出してガス冷却器10内
に圧力を低下させる。これにより、圧縮機は無負
荷運転状態となる。ステツプP17は、モータ3の
消費電力をΔtごとにサンプリングし、そのサン
プリング値Woを記憶する。ステツプP18は、ガ
ス冷却器10内の圧力が下限圧力PLになつたか
どうか判断する。ガス冷却器10圧力>PLなら
ば、ステツプP15〜P18のオフ動作を継続し、ガ
ス冷却器10圧力PLになつたならば、ステツ
プP19に移る。ステツプP19はオンオフ動作を2
回実行させるための判断機能で、2回実行した後
はステツプP20に移る。ステツプP20は全負荷運
転と無負荷運転とで消費したモータ3の平均消費
電力M2を求め記憶する。
The on-off type control first executes the on operation of steps P10 to P14, that is, full load operation. The solenoid valve 21 is closed in step P10, and the S port and Q port of the three-way solenoid valve 19 are communicated with each other in step P11.
In step P12, close the air release valve 9 and close the gas cooler 1.
Increase the pressure within 0. In step P13, the power consumption of motor 3 is sampled every Δt, and
The sample value W o is memorized. In step P14, it is determined whether the pressure inside the gas cooler 10 has reached the upper limit pressure P u . Gas cooler 10 pressure <P u
If so, continue the on operation in steps P10 to P14.
When the pressure of the gas cooler 10 rises to > P u , the process moves to the off operation, that is, the no-load operation of steps P15 to P18. In step P15, the S port and R port of the three-way solenoid valve 19 are brought into communication, and the suction throttle valve 6 is fully closed. In step P16, the air release valve 9 is opened to release the compressed gas in the oil recovery device 8, thereby reducing the pressure in the gas cooler 10. This causes the compressor to enter a no-load operating state. Step P17 samples the power consumption of the motor 3 every Δt, and stores the sampled value W o . In step P18, it is determined whether the pressure inside the gas cooler 10 has reached the lower limit pressure P L. If the gas cooler 10 pressure> PL , the off operation in steps P15 to P18 is continued, and if the gas cooler 10 pressure < PL , the process moves to step P19. Step P19 performs on/off operation 2
This is a judgment function for executing the process twice, and after executing the process twice, the process moves to step P20. Step P20 determines and stores the average power consumption M2 of the motor 3 consumed during full load operation and no load operation.

これは、2回目のオンオフ動作時にステツプ
P13、P17でΔtごとにサンプルした消費電力Wo
ら平均動力M2を(2)式より求める。ここで、Td
第3図の無負荷運転時間、Tuは全負荷運転時間
を示す。また、Kはサンプル数を示す。
This is the step during the second on/off operation.
The average power M 2 is calculated from the power consumption W o sampled at every Δt in P13 and P17 using equation (2). Here, T d indicates the no-load operating time in FIG. 3, and T u indicates the full-load operating time. Further, K indicates the number of samples.

但しK=Td+Tu/Δt このようにして求めた、現時点の使用空気量状
態での、両制御方式の消費電力M1,M2を用い、
ステツプP21において、両制御方式の切換点
(M1=M2)を求めるために、M1とM2とを比較
する。
However, K = T d + T u /Δt Using the power consumption M 1 and M 2 of both control methods at the current air usage state obtained in this way,
In step P21, M 1 and M 2 are compared in order to find the switching point (M 1 =M 2 ) between both control systems.

この比較結果で、M1<M2ならば、現時点の圧
縮機の使用空気量は、第2図の空量特性の切換点
Cより右側にあることを示している。そして、消
費電力がM1以上では、吸入絞り制御で運転する
方が省エネルギー効果が大きいことを示してい
る。しかしながら、まだ、M1が最適な切換点で
はないため、再度、切換点を求める操作を行う。
ステツプP22で、仮設定値M1より小さい値すな
わち、切換点に近づけた値M1−Δwに変更し、ス
テツプP2〜P9の吸入絞り式制御を実行する。こ
こでΔwは、定数値であり、圧縮機の容量特性に
より調整する。
This comparison result shows that if M 1 <M 2 , the current amount of air used by the compressor is on the right side of the switching point C of the air amount characteristics in FIG. Furthermore, it is shown that when the power consumption is M1 or more, the energy saving effect is greater when operating with suction throttling control. However, since M 1 is not yet the optimal switching point, the operation to find the switching point is performed again.
In step P22, the temporary set value M1 is changed to a value smaller than M1, that is, a value M1 -Δw closer to the switching point, and the suction throttling type control in steps P2 to P9 is executed. Here, Δw is a constant value and is adjusted depending on the capacity characteristics of the compressor.

今度のステツプP2〜P9の吸入絞り式制御では、
設定値MがM1−Δwになつたため、消費電力が
M1−Δw以下になるまで吸入絞り式制御を継続
し、負荷の使用空気量が減少し、消費電力がM1
−Δw以下になつたらば、ステツプP10〜P20のオ
ンオフ式制御で圧縮機を運転しこの時の消費電力
M2を求める。
In the next step P2 to P9 suction throttle control,
Since the set value M has become M 1 −Δw, the power consumption has decreased.
Suction throttling control continues until M 1 −Δw or less, reducing the amount of air used by the load and reducing power consumption by M 1
-Δw or less, the compressor is operated using on-off control in steps P10 to P20, and the power consumption at this time is
Find M2 .

このようにして、前回より使用空気量の少ない
時点での両制御方式の消費電力を求め、ステツプ
P21において、前述と同様に、切換点かどうか判
断する。このような手順により、繰返し切換点仮
設定値MをΔwずつ変化させて、切換点が求まる
ように制御する。
In this way, the power consumption of both control methods is determined when the amount of air used is smaller than the previous time, and the step
At P21, similarly to the above, it is determined whether it is a switching point. Through such a procedure, control is performed so that the switching point is determined by repeatedly changing the temporary setting value M of the switching point by Δw.

一方、ステツプP21の比較結果がM1>M2なら
ば、現時点の圧縮機の使用空気量は、第2図の容
量特性の切換点Cより左側にあることを示してい
る。そして、消費電力がM1以下は、オンオフ式
制御で運転する方が省エネルギー効果の大きいこ
とをしている。
On the other hand, if the comparison result in step P21 is M 1 >M 2 , this indicates that the current amount of air used by the compressor is on the left side of the switching point C of the capacity characteristics in FIG. If the power consumption is less than M1 , operating with on-off control will have a greater energy saving effect.

しかしながら、ここで求めた消費電力M1が最
適な切換点ではないので、再度、切換点を求める
操作を行う。ステツプP23で、仮設定値M1より
大きい値、すなわち、切換点に近づけた値M1
Δwに変更し、ステツプP24〜P25のオンオフ式制
御を実行する。ステツプP25は、オンオフ式制御
の消費電力M2と、仮設定値Mは比較し、消費電
力がM以上になるまで、オンオフ式制御を継続す
る。そして、負荷状態が変化し、消費電力がM以
上か等しくなつたならば、ステツプP26の吸入絞
り式制御を実行しその時の消費電力M1を求める。
However, since the power consumption M 1 found here is not the optimal switching point, the operation to find the switching point is performed again. In step P23, a value larger than the provisional setting value M1 , that is, a value M1 + that is close to the switching point is set.
Δw and performs on/off type control in steps P24 to P25. In step P25, the power consumption M2 of the on-off type control is compared with the provisional setting value M, and the on-off type control is continued until the power consumption becomes equal to or greater than M. Then, when the load condition changes and the power consumption becomes equal to or greater than M, the suction throttling type control in step P26 is executed to find the power consumption M1 at that time.

このようにして、前回より使用空気量の多い時
点での両制御方式の消費電力を求め、ステツプ
P21において、前述と同様に、切換点かどうか判
断する。このような手順により、繰返し切換点仮
設定値MをΔwずつ変化させて、切換点が求まる
ように制御する。
In this way, the power consumption of both control methods is determined when the amount of air used is larger than the previous time, and the step
At P21, similarly to the above, it is determined whether it is a switching point. Through such a procedure, control is performed so that the switching point is determined by repeatedly changing the temporary setting value M of the switching point by Δw.

さて、ステツプP21の比較結果がM1=M2と一
致または許容範囲に入つたならば、ステツプP27
で、その時点の消費電力を切換点C設定値M3
して記憶する。その後の制御においてはステツプ
P28で、各制御方式での消費電力が設定値M3
り等しいかまたは大きい場合には、ステツプP30
の吸入絞り式制御を選択し、また、それ未満であ
るならば、ステツプP29のオンオフ式制御を選択
する。なお、ステツプP26、P30での吸入絞り式
容量制御の記述はステツプP2〜P8の手順を示す。
ステツプP24、P29でのオンオフ式容量制御の記
述はステツプP10〜P20の手順を示す。
Now, if the comparison result in step P21 matches M 1 = M 2 or falls within the allowable range, then step P27
Then, the power consumption at that time is stored as the switching point C set value M3 . In subsequent control, step
If the power consumption in each control method is equal to or greater than the set value M3 in P28, step P30
If it is less than that, select the on-off control in step P29. Note that the description of the suction throttling type capacity control in steps P26 and P30 indicates the procedure of steps P2 to P8.
The description of the on-off type capacity control in steps P24 and P29 shows the procedure of steps P10 to P20.

このようにして、負荷の使用空気量状態によつ
て、最も省エネルギー効果のある容量制御方式を
自動的に選択することができる。
In this way, the capacity control method that provides the most energy saving effect can be automatically selected depending on the state of the amount of air used by the load.

次に吸入絞り式制御とオンオフ式制御との切換
実行手順の他の例を第6図について説明する。
Next, another example of the switching execution procedure between the suction throttle type control and the on/off type control will be explained with reference to FIG.

この例は吸入絞り式制御からオンオフ式制御へ
の切換点のための仮設定値MA、およびオンオフ
式制御から吸入絞り式制御への切換点のための仮
設定値MBを、予め設定しメモリに記憶しておく
ものである。この場合の記憶値はモータ3の消費
電力である。そして、吸入絞り式制御で始動し、
その時のモータ3の消費電力M1と仮設定値MA
を比較し、消費電力M1が仮設定値MA以下になれ
ば、オンオフ式制御に移る。同様に消費電力M2
と仮設定値MBとを比較し、消費電力M2が仮設定
値MB以上ならば、吸入絞り式制御に移る。この
ように、吸入絞り式制御とオンオフ式制御との仮
設定値を別々に設定しておくことも可能である。
In this example, the temporary setting value M A for the switching point from suction throttle type control to on-off type control, and the temporary set value M B for the switching point from on-off type control to suction throttle type control are set in advance. It is stored in memory. The stored value in this case is the power consumption of the motor 3. Then, it starts with suction throttle control,
The power consumption M 1 of the motor 3 at that time is compared with the provisional setting value MA , and if the power consumption M 1 becomes equal to or less than the provisional setting value MA , the control shifts to on-off type control. Similarly power consumption M 2
and the provisional setting value M B , and if the power consumption M 2 is greater than or equal to the provisional setting value M B , the suction throttling type control is performed. In this way, it is also possible to separately set temporary set values for the suction throttle type control and the on/off type control.

前述した実施例におけるオンオフ式制御時に生
じる各弁の切換え疲労を軽減するために、第7図
に示すように吸入絞り式制御とオンオフ式制御と
にタイマ制限を設けて、制御が切換つた場合にタ
イマを働かせて、この切換つた制御を一定時間運
転することもできる。このタイマ計画をプログラ
ムの処理時間によつて行う。また外部タイマを起
動して割込み制御させることも可能である。さら
に第8図に示すように、オンオフ式制御での放気
弁9および吸入絞り弁6の作動回数に制限値を設
定し、弁の作動回数が制限値を越えたならば、吸
入絞り式制御に移り、一定時間オンオフ式制御に
移行できないようにしてもよい。
In order to reduce the switching fatigue of each valve that occurs during the on-off type control in the above-mentioned embodiment, a timer limit is set for the suction throttle type control and the on-off type control as shown in Fig. 7, so that when the control is switched, This switching control can also be operated for a certain period of time by using a timer. This timer planning is done based on the program processing time. It is also possible to start an external timer and perform interrupt control. Furthermore, as shown in Fig. 8, a limit value is set for the number of times the exhaust valve 9 and suction throttle valve 6 operate under on-off type control, and if the number of valve operations exceeds the limit value, suction throttle type control is applied. It may be possible to move to on/off type control for a certain period of time and disable transition to on/off type control for a certain period of time.

なお、上述の実施例は圧縮機の容量制御のため
の状態量としてモータ3の入力電力を用いて説明
したが、モータ3の入力電流、使用空気量、空気
量比、吐出圧力などの状態量も使用することがで
きる。そして、使用空気量は圧縮機運転時の使用
空気量から消費電力との関係により、消費動力w
の関数関係にあるので、この使用空気量から消費
電力を算出することができ、また圧縮機の吐出圧
力は使用空気量によつて変化する。すなわち使用
空気量が増加すると圧力は減少し、使用空気量が
減少すると、圧力は上昇する関係にあるので、こ
の吐出圧力も消費電力の一要素として用いること
ができる。また吸入絞り弁6の開閉駆動手段とし
て第9図に示すようにラツク31とピニオン32
とによつて駆動することもできる。この場合、ピ
ニオン32はパルスモータを連結することにな
る。さらに制御装置23としてマイクロコンピユ
ータを用いたが、他のアナログ回路、デイジタル
回路の組み合せでも可能である。
Although the above embodiment has been explained using the input power of the motor 3 as the state quantity for controlling the capacity of the compressor, state quantities such as the input current of the motor 3, the amount of air used, the air amount ratio, the discharge pressure, etc. can also be used. The amount of air used is determined by the relationship between the amount of air used during compressor operation and the power consumption.
Since there is a functional relationship, power consumption can be calculated from this amount of air used, and the discharge pressure of the compressor changes depending on the amount of air used. That is, as the amount of air used increases, the pressure decreases, and as the amount of air used decreases, the pressure increases, so this discharge pressure can also be used as an element of power consumption. In addition, as a means for opening and closing the suction throttle valve 6, a rack 31 and a pinion 32 are used as shown in FIG.
It can also be driven by In this case, the pinion 32 will connect the pulse motor. Further, although a microcomputer is used as the control device 23, a combination of other analog circuits and digital circuits may also be used.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳述したように、本発明は吸入絞り式制御
とオンオフ式制御との切換点を、負荷の使用空気
量に応じて省エネルギー効果が得られるように選
ぶことができるので、圧縮機に接続する配管系の
容積が変化しても、これに対応して吸入絞り式制
御とオンオフ式制御との内、省エネルギーとなる
制御で圧縮機の容量制御ができる。
As detailed above, the present invention allows the switching point between the suction throttling type control and the on-off type control to be selected in accordance with the amount of air used by the load, so that an energy saving effect can be obtained. Even if the volume of the piping system changes, the capacity of the compressor can be controlled using either suction throttling type control or on-off type control, which is more energy-saving.

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

第1図は本発明の容量制御方法を実施するため
のスクリユ圧縮機の制御系統図、第2図は本発明
の吸入絞り式制御とオンオフ式制御との特性図、
第3図は本発明のオンオフ式制御のときの各部の
状態変化を示す図、第4図は本発明の方法に用い
られる制御装置の構成の一例を示す図、第5図〜
第8図は本発明の容量制御方法の実行手順の例を
示すフローチヤート、第9図は本発明の方法に用
いられる吸入絞り弁の駆動手段の他の例を示す図
である。 1……スクリユ圧縮機、2……スクリユロー
タ、3……モータ、4……吸込管、6……吸入絞
り弁、8……油回収器、9……放気弁、10……
ガス冷却器、11……貯気槽、12……供給管、
16……油冷却器、19……三方電磁弁、21…
…電磁弁、23……制御装置、24……圧力検出
器、25……検出器。
FIG. 1 is a control system diagram of a screw compressor for carrying out the capacity control method of the present invention, and FIG. 2 is a characteristic diagram of the suction throttling type control and on-off type control of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing state changes of each part during on-off type control of the present invention, FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of a control device used in the method of the present invention, and FIGS.
FIG. 8 is a flowchart showing an example of the execution procedure of the capacity control method of the present invention, and FIG. 9 is a diagram showing another example of the suction throttle valve driving means used in the method of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Screw compressor, 2... Screw rotor, 3... Motor, 4... Suction pipe, 6... Suction throttle valve, 8... Oil collector, 9... Discharge valve, 10...
Gas cooler, 11... air storage tank, 12... supply pipe,
16... Oil cooler, 19... Three-way solenoid valve, 21...
... Solenoid valve, 23 ... Control device, 24 ... Pressure detector, 25 ... Detector.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 スクリユ圧縮機の吸入側に設けた吸入絞り弁
による吸入絞り式制御と、吸入絞り弁とスクリユ
圧縮機の吐出側に設けた放気弁とによるオンオフ
式制御とを切換えて、容量制御を行うスクリユ圧
縮機において容量制御を仮決定するための仮設定
値によつて両制御を実行し、この両制御の実行に
より計測されるスクリユ圧縮機のモータの入力電
力、入力電流、使用空気量、空気量比、吐出圧力
などの状態量のうちいずれか1つの状態量を比較
して、それらの計測値が一致したときに、その状
態量を両制御の切換点のための設定値として記憶
し、その後、状態量が設定値以上であれば吸入絞
り式制御で、それ以下であれば、オンオフ式制御
で容量制御運転を行うことを特徴とするスクリユ
圧縮機の容量制御方法。 2 吸入絞り式制御動作中とオンオフ式制御動作
中とに計測した状態量のいずれか1つをそれぞれ
比較して、吸入絞り式制御での計測値の方が小さ
い場合には吸入絞り式制御を行うと共に、切換点
のために仮決定した仮設定値を以前よりも小さく
変更することを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載のスクリユ圧縮機の容量制御方法。 3 吸入絞り式制御動作中とオンオフ式制御動作
中とに計測した状態量のいずれか1つをそれぞれ
比較して、オンオフ式制御での計測値の方が小さ
い場合にはオンオフ式制御を行うと共に、切換点
のために仮決定した仮設定値を以前よりも大きく
変更することを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載のスクリユ圧縮機の容量制御方法。 4 吸入絞り式制御動作中に計測した状態量と設
定値とを比較して吸入絞り式制御での計測値の方
が小さい場合には吸入絞り式制御を行うと共に、
切換点のために仮決定した仮設定値を以前よりも
小さく変更することを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載のスクリユ圧縮機の容量制御方法。 5 オンオフ式制御動作中に計測した状態量と設
定値とを比較してオンオフ式制御での計測値の方
が小さい場合にはオンオフ式制御を行うと共に、
切換点のために仮決定した仮設定値を以前よりも
大きく変更することを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載のスクリユ圧縮機の容量制御方法。 6 仮設定値の変更値は吸入絞り式制御とオンオ
フ式制御とにおける状態量の計測値の差に応じて
変更することを特徴とする特許請求の範囲第2項
〜第5項のいずれかに記載のスクリユ圧縮機の容
量制御方法。 7 仮設定値を吸入絞り式制御とオンオフ式制御
とに別々に設定し、それぞれの仮設定値でそれぞ
れ制御を切換え実行することを特徴とする特許請
求の範囲第1項〜第5項のいずれかに記載のスク
リユ圧縮機の容量制御方法。 8 切換点を決定し記憶したのちの制御運転中
で、切換時の各制御での計測値差に差が生じ、そ
の差が許容範囲以上ならば、最適な切換点を得る
ための設定値設定動作を行うことを特徴とする特
許請求の範囲第1項〜第6項のいずれかに記載の
スクリユ圧縮機の容量制御方法。
[Scope of Claims] 1. Switching between suction throttle type control using a suction throttle valve provided on the suction side of the screw compressor and on/off type control using the suction throttle valve and a discharge valve provided on the discharge side of the screw compressor. Then, in the screw compressor that performs capacity control, both controls are executed using the temporary setting values for temporarily determining the capacity control, and the input power and input current of the screw compressor motor are measured by executing these two controls. , the amount of air used, the air amount ratio, the discharge pressure, etc., and when the measured values match, that amount of state is used as the switching point for both controls. A capacity control method for a screw compressor, characterized in that the state quantity is stored as a set value, and thereafter, if the state quantity is above the set value, suction throttling type control is performed, and if it is less than that, capacity control operation is performed using on-off type control. . 2 Compare any one of the state quantities measured during suction throttle control operation and on-off type control operation, and if the measured value under suction throttle control is smaller, perform suction throttle control. 2. A capacity control method for a screw compressor according to claim 1, wherein the provisional setting value temporarily determined for the switching point is changed to a smaller value than before. 3 Compare any one of the state quantities measured during suction throttling type control operation and on-off type control operation, and if the measured value in on-off type control is smaller, perform on-off type control and 2. A capacity control method for a screw compressor according to claim 1, wherein the temporary setting value temporarily determined for the switching point is changed to a larger value than before. 4 Compare the state quantity measured during suction throttling type control operation with the set value, and if the measured value in suction throttling type control is smaller, perform suction throttling type control, and
A capacity control method for a screw compressor according to claim 1, characterized in that the temporary set value temporarily determined for the switching point is changed to be smaller than before. 5 Compare the state quantity measured during the on-off type control operation with the set value, and if the measured value in the on-off type control is smaller, perform the on-off type control, and
2. A capacity control method for a screw compressor according to claim 1, wherein the provisional setting value provisionally determined for the switching point is changed to a larger value than before. 6. According to any one of claims 2 to 5, the change value of the provisional set value is changed according to the difference in the measured value of the state quantity between the suction throttling type control and the on/off type control. The capacity control method of the screw compressor described. 7. Any one of claims 1 to 5, characterized in that temporary set values are set separately for suction throttle type control and on-off type control, and the control is switched and executed using each temporary set value. A method for controlling the capacity of a screw compressor described in . 8 During control operation after determining and memorizing the switching point, if a difference occurs in the measured value difference between each control during switching, and if the difference is greater than the allowable range, set the set value to obtain the optimal switching point. A capacity control method for a screw compressor according to any one of claims 1 to 6, characterized in that:
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