JPH0571481A - スクリユー圧縮機の容量制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 使用流体量が小さい場合や貯気槽および吐出
管系の容量が大きい場合の使用流体の圧力よりも高い圧
力で全負荷運転する時間を低減するとともに、使用圧
力、風量を常に確保可能とする。 【構成】 スクリュー圧縮機の負荷側圧力と、該負荷側
圧力をあらかじめ設定した吐出圧力設定値との圧力差分
値を求めるとともに、上記全負荷運転時間と無負荷運転
時間を加えた時間すなわち切換え間隔時間を周期として
与えられた周期関数信号を求め、該周期関数信号と前記
圧力差分値の大小によって決定される上記圧縮機の吸込
側に設けたオン／オフ式制御弁のオン時間とオフ時間に
より上記圧縮機より吐出される流量および圧力を制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸込側にオン／オフ式
制御弁を備えたスクリュー圧縮機の容量制御方法および
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のオン／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１−３
３６７６号公報に記載されているように、吸込側にオン
／オフ式制御弁と吐出放風弁を備え、全負荷運転により
スクリュー圧縮機を運転して吐出圧力を上昇させ、あら
かじめ設定された上限の値以上に吐出圧力が上昇したと
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する。ついで、
圧縮された空気が使用にともなってあらかじめ設定され
た下限の値以下に低下したとき、オン／オフ制御弁を開
くとともに吐出放風弁を閉じてスクリュー圧縮機を再び
全負荷運転し、以下上記動作を繰返して自動的に容量制
御するものが発明されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、ス
クリュー圧縮機が全負荷運転と無負荷運転とに切替える
さいの圧力設定値は、運転当初設定されたのち以後変更
せずに固定され、スクリュー圧縮機の吐出側に接続する
貯気槽内の容量に関係なく、一定の圧力設定値でスクリ
ュー圧縮機を全負荷運転と無負荷運転とに切替えてい
る。そのため、貯気槽内の圧縮空気使用量が一定である
場合には、貯気槽および該貯気槽を吐出側に接続する吐
出配管の容量が大きいほど、上限の圧力設定値に達する
までの全負荷運転時間と、上限から下限の圧力設定値に
達するまでの無負荷運転時間が長くなり、またスクリュ
ー圧縮機の吐出風量が使用風量よりも小さい場合には、
全負荷運転時間が長くなっていた。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
えた切換周期またはオンとオフとを加えた周期が長くな
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不要な電力を消費すると
いう問題があった。さらに、使用空気量が上記の場合よ
りも多くなると、これにともなって全負荷運転と無負荷
運転との切換周期が短くなって頻繁に全負荷運転と無負
荷運転を繰返すため、容量制御装置の信頼性が低下する
といる問題があった。

【０００４】本発明の目的は、使用流体量が小さい場合
や貯気槽および吐出管系の容量が大きい場合の使用流体
圧力よりも高い圧力で全負荷運転する時間を低減して省
エネルギ効果を向上可能とするスクリュー圧縮機の容量
制御方法および装置を提供することにある。

【０００５】本発明の他の目的は、全負荷運転時間と無
負荷運転時間の切替え周期を一定にして全負荷運転時間
と無負荷運転時間を変化させ、使用する圧力、風量を常
に確保し、信頼性の向上を可能とするスクリュー圧縮機
の容量制御方法および装置を提供することにある。

【０００６】本発明のさらに他の目的は、負荷側圧力が
大きい場合でも使用圧力の変動範囲を小さくし、かつ全
負荷運転時間と無負荷運転時間とを一定にして信頼性の
向上を可能とするスクリュー圧縮機の容量制御方法およ
び装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、スクリュー圧縮機の吸込側に設けた
オン／オフ式制御弁を負荷側の圧力によって制御し、該
スクリュー圧縮機を全負荷運転および無負荷運転するス
クリュー圧縮機の容量制御方法において、前記スクリュ
ー圧縮機の負荷側の圧力と該負荷側の圧力をあらかじめ
設定した吐出圧力設定値との圧力差分値を求めるととも
に、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
間との切替間隔時間を周期として与えられる周期関数信
号を求め、該周期関数信号と前記圧力差分値との大小に
よって決定される前記オン／オフ式制御弁のオン時間お
よびオフ時間により吐出側圧力を制御するものである。

【０００８】また、第２の発明は、前記周期関数信号
を、前記全負荷運転時間と無負荷運転時間との切替え間
隔時間を周期とし、該周期を一定にするとともに、前記
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のときを中心にして前記吐出圧力設定値Ｐ
ｔが前記負荷側圧力Ｐｄよりも大きいときを正、小さい
ときを負とする三角波信号にて構成したものである。

【０００９】また、第３の発明は、前記全負荷運転時間
と無負荷運転とを加えた周期時間をオン／オフ式制御弁
の寿命と前記負荷側圧力の変化に対するオン／オフの追
従性を考慮し、可変にしたものである。

【００１０】また、第４の発明は、前記三角波信号を、
前記全負荷運転時間と前記無負荷運転時間とを加えた周
期時間を一定にし、前記全負荷運転時間と前記無負荷運
転時間を前記吐出圧力設定値Ｐｔに対する前記負荷側圧
力Ｐｄの大小によって可変にしたものである。

【００１１】また、第５の発明は、前記吐出圧力設定値
を、１日の使用流体を時間毎に設定する圧力パターンに
より時間変化させるものである。

【００１２】また、第６の発明は、スクリュー圧縮機の
吸込側に設けたオン／オフ式制御弁を負荷側の圧力によ
って制御し、該スクリュー圧縮機を全負荷運転および無
負荷運転するスクリュー圧縮機の容量制御方法におい
て、前記負荷側の圧力を検出する圧力検出手段と、前記
負荷側の圧力をあらかじめ設定する吐出圧力設定手段
と、前記圧力検出手段にて検出された負荷側圧力と前記
吐出圧力設定手段にて設定された吐出圧力設定値との圧
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の切替え間隔時間
を周期として与えられる周期関数信号を発生する周期関
数発生手段と、該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とから
なる制御手段を設けたものである。

【００１３】また、第７の発明は、前記周期関数信号
は、前記スクリュー圧縮機の全負荷運転時間と無負荷運
転時間との切替え間隔時間を周期とし、該周期を一定に
するとともに、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よりも大きいときを正、小さいときを負とする
三角波信号にて構成したものである。

【００１４】また、第８の発明は、前記三角波信号の前
記スクリュー圧縮機の全負荷運転時間と無負荷運転とを
加えた周期時間を、オン／オフ式制御弁の寿命と、前記
負荷側圧力の変化に対するオン／オフの追従性などによ
って可変にしたものである。

【００１５】また、第９の発明は、前記差分増幅手段
に、前記負荷側の圧力が急激に大きくなったとき、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
小さくなったとき、前記圧力差分値を小さく補正する補
正手段を設けたものである。

【００１６】また、第１０の発明は、前記三角波信号
を、前記全負荷運転時間と前記無負荷運転時間とを加え
た周期時間を一定にし、前記全負荷運転時間と前記無負
荷運転時間を前記吐出圧力設定値Ｐｔに対する前記負荷
側圧力Ｐｄの大小によって可変にしたものである。

【００１７】また、第１１の発明は、前記吐出圧力設定
値を、１日の使用流体を時間毎に設定する圧力パターン
により時間変化するものである。

【００１８】

【作用】第１の発明によれば、スクリュー圧縮機の負荷
側の圧力と該負荷側の圧力をあらかじめ設定した吐出圧
力設定値との圧力差分値を求めるとともに、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の切替
え間隔時間を周期として与えられる周期関数信号を求
め、該周期関数信号と、前記圧力差分値との大小によっ
て決定されるオン／オフ式制御弁のオン時間とオフ時間
により吐出側圧力を制御するものであるから、負荷側の
圧力が吐出側の圧力よりも低い場合や吐出側配管系の容
量が大きい場合に不要に高い圧力でのスクリュー圧縮機
の運転時間を低減することができ、これによって省エネ
ルギ効果を向上することができる。

【００１９】また、第２の発明によれば、前記全負荷運
転時間と無負荷運転時間との切替え間隔時間を周期と
し、該周期を一定にするとともに、前記負荷側圧力と前
記吐出圧力設定値との圧力差分値が０のときを中心とし
て前記吐出圧力設定値が前記負荷側圧力よりも大きいと
きを正、小さいときを負とする三角波信号にて構成され
たものであるから、前記圧力差分値が前記三角波信号よ
り大きい場合には、オン／オフ式制御弁にオン指令を発
し、小さい場合には、オフ指令を発し、前記負荷側圧力
を前記吐出圧力設定値と等しくなるように制御すること
ができ、運転効率を向上することができる。

【００２０】また、第３の発明によれば、前記三角波信
号を前記全負荷運転時間と無負荷運転とを加えた周期時
間を前記オン／オフ式制御弁の寿命と前記負荷側圧力に
対するオン／オフの追従性などを考慮して可変にしたも
のであるから、信頼性および制御性を向上することがで
きる。

【００２１】また、第４の発明によれば、前記三角波信
号を前記全負荷運転時間と前記無負荷運転時間とを加え
た周期時間を一定にし、前記全負荷運転時間と前記無負
荷運転時間を前記吐出圧力設定値に対する前記負荷側圧
力の大小によって可変にしたものであるから、使用風量
が多くなった場合には、オン時間が長くなってスクリュ
ー圧縮機からの風量が使用風量よりも多くなり、使用風
量が少なくなった場合には、吐出圧力が上昇してオフ時
間が長くなってスクリュー圧縮機からの風量が使用風量
より少なくなるので、使用風量に応じて吐出風量を有効
に制御し、使用風量を常に確保することができる。

【００２２】第５の発明によれば、前記吐出圧力設定値
の１日の使用流体を、時間毎に設定する圧力パターンに
より時間変化するものであるから、吐出風量を使用風量
に対応するように制御することができ、使い勝手を向上
することができる。

【００２３】第６の発明によれば、前記負荷側の圧力を
検出する圧力検出手段と、前記スクリュー圧縮機の吐出
側圧力をあらかじめ設定する吐出圧力設定手段と、前記
圧力検出手段にて検出された負荷側圧力と前記吐出圧力
設定手段にて設定された吐出圧力設定値との圧力差分値
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の切替え間隔時間を周期と
して与えられる周期関数信号を発生する周期関数発生手
段と、該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たもので
あるからスクリュー圧縮機の性能向上と信頼性を向上す
ることができる。

【００２４】また、第９の発明によれば、前記差分増幅
手段は、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、前記圧力差分値を小さく補正する補正
手段を設けたので、急激な負荷側の圧力変動に対し、追
従性を向上するとともに、ハンチングを防止し、性能を
向上することができる。

【００２５】

【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第１乃至図７について説明す
る。

【００２６】図１において、１はスクリュー圧縮機、２
はオン／オフ制御弁を構成する吸入弁にして、開放した
とき、吸入フィルタ３を通って吸入した空気４をスクリ
ュー圧縮機１の吸入口に吸入する。５は放気弁にして、
スクリュー圧縮機１の吐出側に一端部が接続する吐出管
６から分岐した吐出分管７に接続し、開放したとき、吐
出管６内を流れる空気を放風サイレンサ８を通って外気
に放出する。上記吐出管６は、逆止弁９およびオイルク
ーラ１０を設置するとともに、その他端部を貯気槽１１
に接続している。１２は油圧シリンダにして２個の給排
口１２ａ，１２ｂからの圧油の給排によって上下方向に
摺動するピストン１３には、一端部を上記吸入弁２およ
び上記放気弁５に接続するピストンロッド１４の他端部
が接続している。１５は四方電磁弁にして、オイルタン
ク１６からポンプ１７により圧送された圧油を後述の制
御装置１９からの制御信号（オン・オフ信号）により油
圧回路を切換えて上記油圧シリンダ１２の２個の給排口
１２ａ，１２ｂのいずれか一方に給油し、他方から排油
させる。１８は圧力センサにして、上記吐出管６のオイ
ルクーラ１０と貯気槽１１との間を流れる負荷側流体の
圧力を検出し、その結果を制御装置１９に入力する。１
９は制御装置にして、図２に示すように、吐出圧力設定
器１９１と、差分増幅器１９２と、三角波発生器１９３
と、比較器１９４とを設けている。上記吐出圧力設定器
１９１は、圧縮機１の吐出側圧力Ｐｄを所定圧力Ｐｔに
設定している。上記差分増幅器１９２は、上記圧力セン
サ１８による圧縮機１吐出側の検出圧力Ｐｄと、上記圧
力設定器１９１による設定圧力Ｐｔとの圧力差分値ΔＰ
ｔを演算して増幅する。上記三角波発生器１９３は、上
記圧力差分値ΔＰｔと、前記全負荷運転時間ＴＯＮと、
前記無負荷運転時間ＴＯＦＦを決定するとともに前記全
負荷運転時間ＴＯＮと、前記無負荷運転時間ＴＯＦＦを
合わせた切替間隔時間Ｔを決定し、該切替間隔時間Ｔを
周期として与えられる図４（ｂ）ｂに示す周期関数値に
相当する三角波信号を発生する。（詳細は後述する。）
上記比較器１９４は、上記三角波発生器１９３からの三
角波信号と、上記差分増幅器１９２からの圧力差分値Δ
Ｐｔとを比較し、その結果により上記四方電磁弁１５に
制御信号を送って圧縮機１を全負荷運転もしくは無負荷
運転に切換える。なお、上記図４（ａ）から明らかなよ
うに、圧縮機１の吐出側圧力ＰＳが短時間で変動するこ
とによって、上記差分増幅器１９２にて演算される圧力
差分値ΔＰｔが短時間で変化し、上記比較器１９４から
の制御信号により圧縮機１の吐出側圧力ＰＳが変動する
のを防止するため、上記差分増幅器１９２には１次遅れ
要素を有し、これにより圧縮機１の吐出側圧力が短時間
で変動するのを吸収して圧力差分値ΔＰｔが短時間で変
動するのを防止するとともに、吐出側圧力ＰＳのハンチ
ングを防止している。さらに、上記制御装置１９の制御
手段を詳述すると、つぎのとおりである。

【００２７】図３は、圧縮機および該圧縮機の負荷（貯
気槽）側の流体計を電気系回路の相似回路を示す。同図
において、Ｑは流体の風量、２０はスイッチＳＷにし
て、オン・オフにより圧縮機１を全負荷運転と無負荷運
転に切替える。２１はイナータンス（Ｉｎｅｒｔａｎｃ
ｅ）Ｌにして、流体の慣性の影響を表わし、該イナータ
ンスＬ，２１が大きい程流体の風量Ｑは流れにくくな
る。２２はキャパシタンス（Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）
Ｃにして、該キャパシタンスＣ，２２が大きい程流体の
風量Ｑを多くとった場合でも貯気槽側圧力Ｐｄの低下が
小さくなる。これらの諸定数はつぎの数１にて表わされ
る。

【００２８】 イナータンスＬ＝Ｐ／（ｄＱ／ｄｔ）……（１） キャパシタンスＣ＝Ｑ／（ｄＰ／ｄｔ） ただし、ｄＱ／ｄｔおよびｄＰ／ｄｔは流体の風量（体
積）Ｑおよび圧力差（貯気槽圧力ＰＤ−圧縮機吐出側圧
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わしたもので
ある。図４は、圧縮機の全負荷運転と無負荷運転を繰返
し行なった場合におけるその（ａ）は縦軸に流体の圧力
Ｐ、横軸に時間としたときの圧力変化線図、その（ｂ）
は縦軸に風量Ｑ、横軸に時間ｔとしたときの風量変化線
図を示す。図３，４に示すように、圧縮機が全負荷運転
されると、スイッチＳＷ２０がオンとなり、圧縮機より
圧縮された流体が貯気槽内に流れ、貯気槽内の流体の風
量Ｑが徐々に増加するとともに圧力Ｐが徐々に高くな
る。このときの風量Ｑの増加の傾きをａとすると、傾き
ａの場合の風量増加分ΔＱは前記数１によりつぎのよう
になる。

【００２９】ΔＱ＝（ΔＰ・ｔ）／Ｌ ΔＰ＝ＰＳ−ＰＤにより ΔＱ＝（ＰＳ−ＰＤ）・ＴＯＮ／Ｌ……（３） と表わされる。また、貯気槽内の流体の圧力が所定の圧
力に達し、圧縮機が無負荷運転されると、スイッチＳＷ
２０がオフとなり、貯気槽内への圧縮流体の供給が停止
するため、貯気槽内は、圧縮流体の使用にともなって風
量Ｑが徐々に低下する。このときの風量Ｑの低下の傾き
をｂとすると、傾きｂの場合の風量減少量は前記数１に
よりつぎの数４のようになる。

【００３０】 ΔＱ＝（Ｐｄ−０）・ＴＯＦＦ／Ｌ＝Ｐｄ・ＴＯＦＦ／Ｌ……（４） 前記数３，４の風量変化分はともに等しいため、数３お
よび４から Ｐｄ＝ＰＳ・ＴＯＮ／ＴＯＮ＋ＴＯＦＦ＝ＰＳ・ＴＯＮ／Ｔ……（５） となる。前記数５より圧縮機吐出圧力ＰＳは一定となる
ため、圧縮機の全負荷運転と無負荷運転とを加えた切替
周期Ｔを一定とすれば、全負荷運転時間ＴＯＮの時間に
比例して貯気槽側圧力Ｐｄを制御することが可能であ
る。なお、流体の使用量は、上記両傾きａ，ｂの平均値
Ｑ₁となる。

【００３１】つぎに、図５（ａ）は、縦軸に流体の圧力
Ｐ、横軸に時間ｔとしたときの圧力差分値ΔＰｔを示
す。この場合は、吐出側圧力設定値Ｐｔと吐出側圧力Ｐ
ｄとから圧縮機の全負荷運転と無負荷運転とを加えた切
替え周期Ｔを一定にし、全負荷運転時間ＴＯＮを無負荷
運転時間ＴＯＦＦよりも長くした例である。

【００３２】同図においては、まづ、上記吐出圧力設定
器１９１にて圧縮機１の吐出圧力Ｐｄを所定圧力Ｐｔに
設定する。ついで、上記圧力センサ１８で検出された吐
出側圧力Ｐｄと上記吐出圧力設定器１９１にて設定され
た吐出圧力設定値Ｐｔとの差分（Ｐｔ−Ｐｄ）を差分増
幅器１９２で演算して圧力差分値ΔＰｔを求める。一方
三角波発生器１９３では、あらかじめ、上記吐出圧力設
定器１９１による吐出設定圧力値Ｐｔと吐出側圧力Ｐｄ
を決定すると、上記両圧力Ｐｄ，Ｐｔと、圧力差分値Δ
Ｐｔとの間にはつぎのような関係になる。

【００３３】Ｐｄ＜Ｐｔのとき ΔＰｔ＞０ Ｐｄ＝Ｐｔのとき ΔＰｔ＝０ Ｐｄ＞Ｐｔのとき ΔＰｔ＜０ ついで、圧縮機の全負荷運転と無負荷運転とを加えた切
替え周期Ｔを決定する三角波を形成するに当って、上記
切替え周期Ｔを上記吸入弁２，上記放気弁５，上記油圧
シリンダ１２，上記四方電磁弁１５の寿命および該各弁
２，５，１２，１５の上記負荷側圧力の変化に対する追
従性などによって決定する。（図で３分割）また、上記
圧力差分値ΔＰｔ＝０のときを中心にしてΔＰｔ＞０を
正、ΔＰｔ＜０を負とするとともに正、負を等しくした
三角波を図５（ｂ）に示すように形成する。上記比較器
１９４は、図５（ｂ）に示すように三角波発生器１９３
からの三角波信号と、差分増幅器１９２からの同図に水
平方向に破線にて示すΔＰｔとの交点から導きだした図
５（ｃ）に示すオンオフ指令曲線のように、圧力差分値
ΔＰｔが三角波信号より大きい場合には、上記四方電磁
弁１５にオン信号を発し、圧力差分値ΔＰｔが三角波信
号より小さい場合には、上記四方電磁弁１５にオフ信号
を発信する。また、三角波の周期は一定のため、圧力差
分値ΔＰｔの値に関係なく切替周期を一定にすることが
できる。オン／オフ時間は、吐出設定圧力Ｐｔに対し吐
出圧力Ｐｄが大きい場合には、吐出圧力Ｐｄを下げるた
めオン時間を短くしオフ時間を長くする。吐出圧力設定
値Ｐｔに対し吐出圧力Ｐｄが小さい場合には、吐出圧力
Ｐｄを上げるため、オン時間を長くしオフ時間を短くす
る必要がある。上記の場合では、吐出圧力Ｐｄが吐出圧
力設定値Ｐｔより小さいときには圧力差分値ΔＰｔが正
側に大きくなり、三角波と比較すると、圧力差分値ΔＰ
ｔの大きい時間が長くなる。すなわち、吐出圧力Ｐｄが
吐出圧力設定値Ｐｔより小さい程オン時間が長くなり、
吐出圧力Ｐｄを上昇させるように動作する。また、吐出
圧力Ｐｄが吐出圧力設定値Ｐｔより大きいときには、圧
力差分値ΔＰｔが負側に大きくなり、三角波と比較する
と圧力差分値ΔＰｔの小さい時間が長くなる。すなわ
ち、吐出圧力Ｐｄが吐出圧力設定値Ｐｔより大きい程オ
フ時間が長くなり、吐出圧力Ｐｄを下降させるように動
作する。

【００３４】つぎに、使用する流体の流量Ｑが変化した
場合の制御装置１９による制御について図６により説明
する。図６は上記比較器１９４のオン／オフ指令と、貯
気槽内の風量が変化した場合の制御を示す。同図の左部
分に示すように、使用風量が圧縮機の吐出風量よりも多
くなった場合には、貯気槽内の圧力が低下し、圧縮機の
吐出圧力が低下するので、前記図５（ｂ）（ｃ）で説明
したように、比較器１９４からのオン指令の時間が長く
なるように動作し、オフ指令の時間がオフ指令の時間よ
り長くなる。そのため、貯気槽内に供給される風量が多
くなって平均風量Ｑ₁が増加する。しかるのち、同図の
中央部分に示すように、使用風量が一定になると、前記
図４に示すように、オン指令の時間に圧縮機から貯気槽
に供給される風量の変化量とオフ指令の時間に貯気槽内
の流体の使用量の変化と等しいため、オン指令の時間と
オフ指令の時間を等しくすることによりその平均風量Ｑ
₁を一定にすることができる。ついで、同図右側部分に
示すように、使用風量が圧縮機の吐出風量より少なくな
った場合には、圧縮機の吐出圧力が上昇することにより
オフ指令の時間がオン指令の時間より長くなって圧縮機
から貯気槽に供給される風量が貯気槽内の流体の使用量
より少なくなる。そのため、平均風量Ｑ₁を減少させる
ことができる。

【００３５】したがって、使用風量が変化した場合で
も、使用風量に対応して比較器１９４からのオン指令時
間と、オフ指令時間が一定周期の中で変化して圧縮機か
ら貯気槽への吐出風量が変化することができる。

【００３６】つぎに、上記吐出圧力設定器１９１による
吐出圧力設定値を時間で変化させた場合を示す図７につ
いて説明する。

【００３７】同図に示すように、吐出圧力設定器１９１
による吐出圧力設定値を１日の圧力パターンで設定する
ことにより、１日の中の使用風量の変化に対応して圧縮
機の吐出風量を調整することができ、かつ吐出圧力設定
値と圧縮機側のオン／オフ制御弁にてその都度設定する
必要がなく、自動的に圧縮機を圧力パターンどおりに運
転することができ、使い勝手を向上することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように構成されているの
で、以下に記載される効果を奏する。

【００３９】第１の発明によれば、負荷側の圧力が吐出
側の圧力よりも低い場合や吐出側配管系の容量が大きい
場合に不要に高い圧力でのスクリュー圧縮機の運転時間
を低減することができ、これによって省エネルギ効果を
向上することができる。

【００４０】第２の発明によれば、圧力差分値が三角波
信号より大きい場合にはオン／オフ式制御弁にオン指令
を発し、小さい場合にはオフ指令を発し、負荷側圧力を
吐出圧力設定値と等しくなるように制御することがで
き、運転効率を向上することができる。

【００４１】第３の発明によれば、周期時間をオン／オ
フ式制御弁の寿命と負荷側圧力に対するオン／オフ式制
御弁の追従性などを考慮して可変にしたので、信頼性お
よび制御性を向上することができる。

【００４２】第４の発明によれば、使用風量に応じて吐
出風量を有効に制御し、使用風量を常に確保することが
できる。

【００４３】第５の発明によれば、吐出風量を使用風量
に対応するように制御することができ、使い勝手を向上
することができる。

【００４４】第６の発明によれば、スクリュー圧縮機の
性能向上と信頼性を向上することができる。

【００４５】第９の発明によれば、急激な負荷側の圧力
変動に対し、追従性を向上することができるとともに、
ハンチングを防止し、性能を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】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。

【図２】制御装置の構成を示すブロック図。

【図３】圧縮機および負荷側流体の電気系相似回路図。

【図４】全負荷運転および無負荷運転における圧力と風
量の変化を示す説明図。

【図５】三角波発生器および比較器の動作説明図。

【図６】風量を変化した場合の比較器と三角波発生器の
動作説明図。

【図７】吐出圧力設定値の設定パターンを示す説明図。

【符号の説明】

１…スクリュー圧縮機、２…吸入弁、３…吸入フィル
タ、５…放気弁、６…吐出弁、７…吐出分管、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、１５…四方電磁弁、１８
…圧力センサ、１９…制御装置、２０…スイッチ、２１
…イナータンス、２２…キャパシタンス、１９１…吐出
圧力設定器、１９２…差分増幅器、１９３…三角波発生
器、１９４…比較器。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スクリュー圧縮機の吸込側に設けたオン
   ／オフ式制御弁を負荷側の圧力によって制御し、該スク
   リュー圧縮機を全負荷運転および無負荷運転するスクリ
   ュー圧縮機の容量制御方法において、前記スクリュー圧
   縮機の負荷側の圧力と該負荷側の圧力をあらかじめ設定
   した吐出圧力設定値との圧力差分値を求めるとともに、
   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
   を加えた時間すなわち切替え間隔時間を周期として与え
   られる周期関数信号を求め、該周期関数信号と前記圧力
   差分値との大小によって決定されるオン／オフ式制御弁
   のオン時間およびオフ時間により、吐出側圧力を制御す
   るスクリュー圧縮機の容量制御方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のスクリュー圧縮機の容量
   制御方法において、前記周期関数信号は、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の切替え
   間隔時間を周期とし、該周期を一定にするとともに、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よりも大
   きいときを正、小さいときを負とする三角波信号にて構
   成されたスクリュー圧縮機の容量制御方法。
3. 【請求項３】 請求項２記載のスクリュー圧縮機の容量
   制御方法において、前記周期時間は、前記オン／オフ式
   制御弁の寿命と前記負荷側圧力の変化に対するオン／オ
   フの追従性などを考慮して可変にしたスクリュー圧縮機
   の容量制御方法。
4. 【請求項４】 請求項２もしくは３記載のスクリュー圧
   縮機の容量制御方法において、前記三角波信号は、前記
   全負荷運転時間と前記無負荷運転時間との周期時間を一
   定にし、前記全負荷運転時間と前記無負荷運転時間を前
   記吐出圧力設定値Ｐｔに対する前記負荷側圧力Ｐｄの大
   小によって可変にしたスクリュー圧縮機の容量制御方
   法。
5. 【請求項５】 請求項１乃至３のいずれかに記載のスク
   リュー圧縮機の容量制御方法において、前記吐出圧力設
   定値を、１日の使用流体を時間毎に設定する圧力パター
   ンにより時間変化するスクリュー圧縮機の容量制御方
   法。
6. 【請求項６】 スクリュー圧縮機の吸込側に設けたオン
   ／オフ式制御弁を負荷側の圧力によって制御し、該スク
   リュー圧縮機を全負荷運転および無負荷運転するスクリ
   ュー圧縮機の容量制御方法において、前記負荷側の圧力
   を検出する圧力検出手段と、前記負荷側の圧力をあらか
   じめ設定する吐出圧力設定手段と、前記圧力検出手段に
   て検出された負荷側圧力と前記吐出圧力設定手段にて設
   定された吐出圧力設定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時間すなわち切替え間隔時間を周
   期として与えられる周期関数信号を発生する周期関数発
   生手段と、該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／
   オフ式制御弁とオン／オフさせる比較手段とを設けたス
   クリュー圧縮機の容量制御装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載のスクリュー圧縮機の容量
   制御装置において、前記周期関数信号は、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の切替え
   間隔時間を周期とし、該周期を一定にするとともに、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よりも大
   きいときを正、小さいときを負とする三角波信号にて構
   成されたスクリュー圧縮機の容量制御装置。
8. 【請求項８】 請求項７記載のスクリュー圧縮機の容量
   制御装置において、前記三角波信号は、前記スクリュー
   圧縮機の全負荷運転時間と無負荷運転との周期時間を、
   オン／オフ式制御弁の寿命と、前記負荷側圧力の変化に
   対するオン／オフの追従性などによって可変にしたスク
   リュー圧縮機の容量制御装置。
9. 【請求項９】 請求項６もしくは８記載のスクリュー圧
   縮機の容量制御装置において、前記差分増幅手段は、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、前記圧力差分値を小さく補正する補正手段を設け
   たスクリュー圧縮機の容量制御装置。
10. 【請求項１０】 請求項７もしくは８記載のスクリュー
    圧縮機の容量制御装置において、前記三角波信号は、前
    記全負荷運転時間と前記無負荷運転時間との周期時間を
    一定にし、前記全負荷運転時間と前記無負荷運転時間を
    前記吐出圧力設定値Ｐｔに対する前記負荷側圧力Ｐｄの
    大小によって可変にしたスクリュー圧縮機の容量制御装
    置。
11. 【請求項１１】 請求項６乃至８のいずれかに記載のス
    クリュー圧縮機の容量制御装置において、前記吐出圧力
    設定値を、１日の使用流体を時間毎に設定する圧力パタ
    ーンにより時間変化するスクリュー圧縮機の容量制御装
    置。