JPH02125990A - スライド弁付きスクリュ圧縮機の容量制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、負荷変動に合わせ容量制御するためのスライ
ド弁付きスクリュ圧縮機の容量制御方法に関するもので
ある。

（従来の技術） 従来、負荷変動に合わせて容量制御するようにしたスラ
イド弁付きスクリュ圧縮機として第４図に示すものが公
知である。

このスライド弁付きスクリュ圧縮機は、容量制御用のス
ライド弁ｌを備えたスクリュ圧縮機本体２とその吸込管
３と、逆止弁４を介在させた吐出管５とを備え、油圧シ
リンダ６によりスライド弁ｌを進退させるように形成し
である。また、吐出管５に（よ吐出圧力を検出する圧力
調節計７を取付けて、この圧力調節計７による検出値を
電々ポジショナ８に入力させている。さらに、油圧シリ
ンダ６へは電磁式の４ボ一ト３位置切換弁１１を介して
図示しない油圧源からの油圧を導くようにしてあり、切
換弁１１の制御を電々ポジショナ８により行わせる一方
、油圧ンリンダ６にスライド弁１の開度を検出する開度
発信器１０を取付けてこの開度発信器ＩＯによる検出値
を電々ポジショナ８にフィードバックさせている。

そして、負荷側のガス使用量が増減したとき、即ち負荷
変動が生じたとき、圧縮機容量が一定であれば吐出圧力
が増減するので、圧力調節計７と開度発信器ｌＯからの
信号に基づいて重々ポジショナ８により切換弁１１を制
御させて、吐出圧力が上昇すれば油圧シリンダ６により
スライド弁ｌの開度を大きくして圧縮機容量を減少させ
、逆に吐出圧力が下がればスライド弁ｌの開度を小さく
して圧縮機容量を増大させて容量制御を行うようにしで
ある。

（発明が解決しようとする課題） 本願出願人による特開昭６１−１９０１８８号公報に記
載のように、一般的に、スライド弁ｌによる圧縮機容量
の制御特性は、スライド弁全閉に近い状態、圧縮機容量
でいえば約８０〜１００％では悪く、圧縮ガスの種類に
より異なるが、例えばスライド弁ｌの開度を０％から２
％にすると、圧縮機容量が約ｌθ％も減少する。

このため、上記従来のスライド弁Ｉのみによる容量制御
方法では、スライド弁ｌの全閉付近で増巾率が高過ぎて
、制御系の安定性に著しく欠けるという問題がある。

本発明は、上記従来の問題点を課題としてなされたもの
で、圧縮機容量が１００％付近でも、微少容量制御を可
能とするスライド弁付きスクリュ圧縮機の容量制御方法
を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために、第１発明は、吐出管より分
岐してバイパス調節弁を介して吸込管に至るバイパス管
を設けたスライド弁付きスクリュ圧縮機の容量の約７０
〜１００％の範囲では、スライド弁を全閉にして上記バ
イパス調節弁の開度調節により容量制御をするバイパス
制御を行い、上記以外の範囲では上記バイパス調節弁を
全閉にして上記スライド弁により容量制御をするスライ
ド弁制御を行うようにした。

また、第２発明は、上記スライド弁制御から上記バイパ
ス制御への切換え、またはその逆の切換えに際し、上記
スライド弁およびバイパス調節弁をランプ関数的に開閉
するようにした。

（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。

第１図は、本発明に係る容量制御方法を適用したスライ
ド弁付きスクリュ圧縮機を示し、第４図に示す装置と共
通する部分については、互いに同一番号を付して説明を
省略する。

第４図の場合と異なり、このスクリュ圧縮機では、吐出
管５から分岐してバイパス調節弁１２を介して吸込管３
に至るバイパス管１３を設けるとともに、圧力調節計７
により、この検出値に基づいて容量調節信号を演算器１
４に入力し、この演算器１４によりこの信号を演算し、
電々ポジショナ８とバイパス調節弁１２とに開度設定信
号として出力させるように形成しである。この電々ポジ
ショナ８には、演算器１４からの開度設定信号と開度発
信器ｌＯからの開度信号とを比較して、両信号が同じに
なるように切換弁１１に対して駆動信号を出力させてい
る。

具体的には、例えば第２図（横軸：容量設定信号値、縦
軸：バイパス調節弁開度）、第３図（横軸・容量設定信
号値、縦軸ニスライド弁開度）に示すように、容量設定
信号値が小さくなってゆく場合には７０％を境にして、
逆に大きくなってゆく場合には８０％を境にして、この
境界値より大きい範囲ではスライド弁ｌの開度は０％に
して、容量設定信号値の増減に対応させてバイパス調節
弁１２の開度の縮小、増大により圧縮機容量を調節する
バイパス制御を行う。これに対して、上記の境界値７０
％または８０％より小さい範囲ではバイパス調節弁１２
の開度は０％にして、容量設定信号値の増減に対応させ
てスライド弁ｌの開度の縮小、増大により圧縮機容量を
調節するスライド弁制御を行う。

なお、第２図中ａ、ｂは圧縮機容量８０％、７０％に対
応するバイパス調節弁１２の開度を示していまた、第３
図中−点鎖線による曲線Ｉはスライド弁１のみにより容
量制御するとした場合の容量設定信号値に対するスライ
ド弁開度を示し、容量設定信号値がわずかに変化すると
スライド弁開度は大きく変化している。

さらに、容量設定信号値が小さくなってゆく場合と、大
きくなってゆく場合とで制御手段切換えの境界値を変え
であるのは、制御手段切換え時に容量設定信号値が不安
定になって変動してハンチング現象が生じるのを防ぐた
めである。

ところで、制御手段切換え時にスライド弁ｌおよびバイ
パス調節弁１２を瞬時に、ステップ状に容量設定信号値
に対応した開度に出来れば問題はないが、現実にはある
程度の長さの動作時間が必要であり、その動作時間は、
６弁によって異なり、バイパス調節弁１２の方がスライ
ド弁ｌより短い。

したがって、例えば容量設定信号値の増大時の制御手段
の切換えを、６弁の最短動作時間で行おうとすると、ス
ライド弁ｌが全開になる前にバイパス調節弁１２が開き
、−時的に圧縮機容量が適正値より減少する。即ち、制
御手段切換時の圧縮機容量が不安定となる。

また、各制御弁の開度と容量の特性の相違による圧縮機
容量の変動が生じる。

そこで、斯る不安定な状態を回避するために、第４図、
第５図に示すように、制御手段切換時の６弁の開度指令
をステップ状に変動させずに、ランプ関数的に弁開度を
時間経過とともに一定の変化量で、即ち一定時間をかけ
て変化させ、この−定時間を例えば動作速度が遅いスラ
イド弁ｌの動作時間に合わせた時間とする。

なお、第４図、第５図中、２点鎖線と実線部分からなる
曲線ａ　、　−ｃ　、は容量設定信号に応じた制御弁の
開度を示し、例えば容量が増大傾向にあるときには、容
量が境界値になった時刻ｔ、でスライド弁１をランプ関
数的に閉じ始め、Δｔ１後に閉じる一方、バイパス調節
弁１２をランプ関数的に開き始めて、この開度の直線と
上記制御弁の開度曲線とが交差した時点、即ち時刻ｔ、
でバイパス調節弁＝７ １２の開度を上記開度曲線にしたがって、即ち容量調節
信号にしたがって制御する。これに対して、容量が減少
傾向にあるときには、境界値になった時刻ｔ３でバイパ
ス調節弁１２をランプ関数的に閉じ始めΔｔ３後に閉じ
る一方、スライド弁ｌをランプ関数的に開き始めて、こ
の開度の直線と上記開度曲線とが交差した時点、即ち時
刻ｔ４でスライド弁ｌの開度を上記開度曲線にしたがっ
て、即ち容量調節信号にしたがって制御する。したがっ
て、第４図、第５図に示す例では、 ■時刻０〜ｔ１ニスライド弁ｌによる制御■時刻ｔ１〜
ｔ、ニスライド弁ｌからバイパス調節弁１２への移行 （バイパス調節弁１２：全閉− Ｂｌ） ■゛時刻ｔ　ｌ””’　ｔ　ｌ＋Δｔ、ニスライド弁ｌ
からバイパス調節弁１２への移行 （スライド弁１：Ｓ１→全閉） （但し、時刻１．十Δ１．でＢ、−す、であれば、ｔ２
ｔ、十Δ１．となる。） ■時刻ｔ、〜ｔ３：バイパス調節弁１２による制御■時
刻ｔ３〜ｔ４：バイパス調節弁１２からスライド弁ｌへ
の移行 （スライド弁１：全閉−９２） ■’Ｂ４Ｊｌｔ３〜ｔ３＋Δｔ３：バイパス調節弁１２
からスライド弁１への移行 （バイパス調節弁１２ Ｂ２−全開） （但し、時刻ｔ３＋Δｔ３で５２＝Ｃ２であれば、ｔ４
−１３＋Δｔ３となる。） ■時刻ｔ４〜　　ニスライド弁１による制御となる。

そして、具体的には、演算器１４に変化率制限手段を内
臓させて、弁開度変化速度を制限するようにする。

なお、上記実施例では境界値を７０％または８０％とし
た場合について説明したが、本発明は、この数値に限る
ものではない。

（発明の効果） 以上の説明より明らかなように、第１発明によれば、吐
出管より分岐してバイパス調節弁を介して吸込管に至る
バイパス管を設けたスライド弁付きスクリュ圧縮機の容
量の約７０〜１００％の範囲では、スライド弁を全閉に
して上記バイパス調節弁の開度調節により容量制御をす
るバイパス制御を行い、上記以外の範囲では上記バイパ
ス調節弁を全閉にして上記スライド弁により容量制御を
するスライド弁制御を行うようにしである。

また、第２発明によれば、上記スライド弁制御から上記
バイパス制御への切換え、またはその逆の切換えに際し
、上記スライド弁およびバイパス調節弁をランプ関数的
に開閉するようにしである。

このため、圧縮機容量が最大値に近い範囲においても、
微少容量制御が可能となり、負荷側のガス使用量に見合
った適正な量のガスを安定して供給することが出来ると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る容量制御方法を適用したスライド
弁付きスクリュ圧縮機の全体構成図、第２図は容量設定
信号値とバイパス弁開度の関係を示す図、第３図は容量
設定信号値とスライド弁開度との関係を示す図、第４図
、第５図は時間の経過とともに変化する容量制御信号に
対する弁開度の変化を示す図、第６図は従来の容量制御
方法を適用したスライド弁付きスクリュ圧縮機の全体構
成図である。 ｌ・・・スライド弁、２　・スクリュ圧縮機本体、３・
・・吸込管、５・・・吐出管、１２・・バイパス調節弁
、１３・・・バイパス管。 特許出願人　株式会社神戸製鋼所 代理人　弁理士　青白　葆ほか１名 第２図 第４図 第３図 胚量汲五イ邑号値 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）吐出管より分岐してバイパス調節弁を介して吸込
   管に至るバイパス管を設けたスライド弁付きスクリュ圧
   縮機の容量の約７０〜１００％の範囲では、スライド弁
   を全閉にして上記バイパス調節弁の開度調節により容量
   制御をするバイパス制御を行い、上記以外の範囲では上
   記バイパス調節弁を全閉にして上記スライド弁により容
   量制御をするスライド弁制御を行うことを特徴とするス
   ライド弁付きスクリュ圧縮機の容量制御方法。
2. （２）上記スライド弁制御から上記バイパス制御への切
   換え、またはその逆の切換えに際し、上記スライド弁お
   よびバイパス調節弁をランプ関数的に開閉するようにし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のスラ
   イド弁付きスクリュ圧縮機の容量制御方法。