JPS5835283A

JPS5835283A - 圧縮機の過負荷防止装置

Info

Publication number: JPS5835283A
Application number: JP13331081A
Authority: JP
Inventors: Eiji Miyashita; 宮下　栄二; Kimiaki Nishino; 西野　公章
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1981-08-27
Filing date: 1981-08-27
Publication date: 1983-03-01
Also published as: JPS6356439B2

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】本発明は、圧縮機の過負荷防止装置に係り、特に、圧縮
機を駆動する電動機に供給さ几る電流値又は電力値によ
り圧縮機の過負荷状態を検出してがイドベーンを開閉制
御でき、流電を制御して圧縮機を定常運転に回復するこ
とができる圧縮機の過負荷防止装置に関するものである
。

一般に、圧縮機を設計し、又運転する際にはその使用場
所の大気等の状態が問題とされる。

特に、気温、気圧及び湿度によって変化する大気の密度
、つまりその比重敏により圧縮像の運転が過負荷状態に
至るという問題かある。即ち、電動機ＶＣよＶ駆動され
る圧縮機が、比較的比重敬の大きな大気を大量に吸入す
ると、電動機の回転に同期して回転駆動される羽根車に
過大な負荷がか力・る。こｔｌ、Ｖｃより、電動機には
定格電流又は定格電力以上の電流が供給され、電動機は
所謂過負荷状態に陥つそしまう。これに対処すべく°、
圧縮機の吐出風量あるいは吐出圧力が使用最大値を超え
たことを検知しで、吸入流量′ｆ６：変化させることが
考えられるが、この場合、吸入１則の大気環境だけでな
く負荷側の圧気消費量も影−するため実体的な過負荷状
態を検知していると０１言えず、過負荷防出の機能を十
分に果たし得：′ｉ：いと共に、不必要な吸入流量の変
動をもたらし圧稲偵ケ円滑に運転し得ない問題があった
。

本発明ンＪ１、このような問題点を有効に解決すべりｉ
１１案に至ったものであり、その目的は、圧縮機を駆動
する電動機に供給される負荷電流値又は電動（岐の消費
電力値にエフ圧縮機の過負荷運転状態を検出して流量を
制御でき、もって圧縮機を過負荷運転状態より回復させ
て継続運転させ得る圧縮機の過負荷防止装置を提供する
ことにある。

次に本発明に係る圧縮機の過負荷防止装置の好適一実施
例を添付図面に従って詳述する。

先ず、本発明の主要構成を述べると、第１図に小才如く
、圧縮機１Ｔｌｃは大気が吸入され圧気が吐出される吸
排流路２が接続されている。この流路２の圧縮機１上流
側には、吸入流量を調節するガイドベーン３が介設され
ている。このガイドベーン３は、その開度が全開から最
小開度までの範囲に動作可能な構造としである。また、
上記圧縮機１には、これを駆動する電動＆４が駆動軸５
を介して連結されている。この電動機４には、図示され
ない電力源が接続されると共に、これより供給される負
荷電流又は電力量を検出する電流又は電力検出手段６が
接続される。この電流又は電力検出手段６ｖｃは、これ
エフ得られた検出値と、電動機４に設定された設定電流
値又は設定電力値とを比較して、検出値が設定電流値又
は設定電力値を超えたことして応じてがイドベーン３を
開閉駆動するガイドベーン開度制御手段７が設けられる
。

このガイドベーン開度制御手段７の具体的装置例は、第
２図に示されている。本装置例は、過負荷防止に加もて
走風圧制御をも連関してなし得るものである。

商示する如く、ガイドベーン３には、これを開閉駆動す
る駆動ンリンダ８が、駆動ロッド９を介して接続されて
いる。この駆動ロッド９には、駆動ンリ／ダ８内部を２
室に区画分割しつつ摺動する駆動ピストン１０が連設さ
れている。第２図に小す如く、駆動シリンダ８内部は、
−動ピストン１０により第１上室１１と第１下室１２と
に区画Ｏｈすされ、この第１１室ＴＩｖｃは、第１作動
流体諸１３が接続されると共に、第１下室１２には第２
作動流体路１４が接続され、作動流体たる油が、６侶ｉ
ｉ、ｉ２に給排されるように構成されている。本実施例
にあっては、第１作動流体路１３を）１゛シて第１上室
１１Ｖｃ作動流体が流入すると、その油圧にエフ駆動ピ
ストン１０は下降され、第１トー室１２に充満していた
作動流体が第２作動流体゛路１４に流出されると共に、
駆動ピストン１０の移動量が駆動ロレド９を介してガイ
ドベーン３に伝達され、移動量に応じてこれを最小開度
方向へ作動させることになる。また、第２作動流体路１
４を介して第１下室１２に作動流体が流入すると、上述
の逆の作用によって、ガイドベーン３は開方向へ作動さ
れることになる。史に、作動流体の給排が停止されれば
、ガイド・ぐ−ン３の開度は株侍される。この駆動ピス
トン１０の駆動ロッド９が接続された側の反対側には、
設定ロッド１５が接続される。この設定ロッド１５には
゛、圧縮機１の過負向蓮転時に駆動ピストン１０の移動
を強制的に制御する制御ンリンダ１６が、制御ロッド１
７を介して接続される。この制御ロッド１７Ｋ、は゛、
轡制御／リンダ１６内部ｆ：２室に区画分割しつつ摺動
する制御ピストン１８が連設されている。

この制御ピストン１８の外径は、駆動ピストン１０の外
径よりも゛大きく形成され、これらに同等の油圧がかか
った際には、制御ピストン１８がより大きな駆動力を有
するように構成される。制ｆＩンリンダ１６の内部は、
制御ピストン１８ｖＣより第２上室１９と第２下室２０
とに区−分割され、この第２上室１９には、第３作動流
体路２１か接続されると共に、第２下室２０には、第４
作動流体路２２が接続され、作動流体たる油が、各室１
９．１０１１１：給排されると共に、制御ピスト／１８
が上下駆動されるように構成されている。また、設定曲
ツド１５と制御ロッド１７とは同一線上に対向している
。

この設定ロッド１５と制御ロッド１γは、以下り）よう
な機能を有する。

殖］御ピストン１８が下降されると、そ九に伴い制御ロ
ッド１７は設定ロッド１５に密着しっつこｉｔを押圧し
て駆動ピストン１０を強制的に下降さ「、がイドベーン
３を最小開度方間に駆動し、制御Ｌｌピストン１８が伴
出されると、設定ロッド１５の移動上限、つ１ジ駆動ピ
ストン１０の移動上限か１矩さｔ’ｂる。従って、ガイ
ドベーン３は全開までは作動し得す、制御押ピストン１
８により減縮さ１１、設定された駆動ピストン１０の移
動範囲に相応する最大開度から最小開度まで作動される
ことになる。また、制御ピストン１８が上昇されると、
そノＬに伴い制御ロッド１７は、設定ロッド１５から離
脱され制御ピストン１８と駆動ピストン１０との連関動
作は解除される。

第２図に示す如く、上記第３作動流体路２１及び第４作
動流体路２２には、その上流側に電磁弁２３が設けられ
ている。この電磁弁２３のＡボートには　第４作動流体
路２２、Ｂポートには第３作動流体路２１、Ｐポートに
は作動流体供給路２４及びＲポートには排出路２５が接
続されている。本実施例にあっては、電磁弁２３として
、４ポ一ト３位置切換弁が設けられている。この電磁弁
２３ｖｃは、上記電流又は電力検出手段６が接続され、
こ瓦エリ供給される電気信号にエリ、ｋ’ｍ’ｆｒが切
り換えられるように構成されている。即ち、例えば負荷
電流値が設定電流値を超えたことに尾、じてＰポート→
Ｂボート及びＡポート→Ｒボートめ流路が形成され、負
荷電流値が低下し、設定電流値１の９５％〜１００％に
なったことに応じて、互いの流路が遮断され、更に負荷
電流値が低下したことに応じてＰボート→Ａ、ｆ？−ト
及びＢポート−→Ｒポートの流路が形成されるようにな
される。消費゛電力値と設定電力値との場合も同様であ
る。ＰポートＶＣ＋＃：続さ九る作動流体供給路２４ｖ
ｉ、モータ２６等に駆動されるポンプ２７を介して油槽
２８に接続されている。従って、ポンプ２７により油槽
２８力・５ら吸入された作動流体たる油に、作動流体供
給路２４、電磁弁２３等を介して、制御７す／ダ１６１
Ｃ供給されるように構成されている。また、Ｒポートに
接続される排出路２５ｔｒｉ油槽２８に接続さｎｌ、第
３作動流体路２１あるいは第４作動流体路２２より排出
される作動流体を油槽２８Ｑて回収できるように構成さ
れている。更に、作動流体供給路２４には、これＪ：り
分岐された油圧制御卸路２９が設けられ、この制御路２
９は、リリーフ弁３０ｔ−介して油槽２８に接続されて
いる。このＩＪ　ＩＪ−フ弁３・０は、供給さ・れる作
動流体の油圧力を一定に保持すべく作動されることにな
る。

一方、第２因に示す如く、吸排流路２の圧縮機１下流側
には、これより分岐されて吐出圧導入路３１が接続され
ている。この吐出圧導入路３１には、吐出圧゛の変動に
応じて作動されるアスカニヤ吊す１卸装置３２が接続さ
れている。このアスカニヤ制御装置３２は、吐出圧導入
路３１．！：り導入され・る吐出圧に応じて伸縮するベ
ローズ３３と、これに相対向し７て、設定圧に相応する
一定の押圧力を何する圧力設定バネ３４と、これらバネ
３４とべ「」−ズ３３とに挾持されつつ揺動自在に支持
され一作動流体を噴出する噴射管３５と、この噴射管３
５からの作動流体を受ける図示されない２つの受流孔部
とから構成されている。この受流孔部には、各々第１作
動流体路１３及び第２作動流体路１４が連設されている
。本実施例にあっては、吐出圧が設定圧以上である場合
には、噴射管３５は図において左方へ移動され作動流体
は、第１作動流体路１３エク流入され、駆動ピストン１
０を押し下げ、耐１下室１２の作動流体は第２作ｔｈ、
Ｉ流体路１４より流出される。また、吐出圧が設定圧以
下の場合には、上述と逆の作用がなされるよｉ　ｔｃ構
成されている。このアスカニヤ制御装置３２の噴射管３
５には、これに作動流体を供給する噴射管用作動流体路
３６が接続され、この流体路３６は作動流体供給路２４
に連結されている。また、上記第１作動流体路１３及び
第２作動流体路１４には、作動流体排出用の排出端３７
が接続され、この排出端３７は、油槽２８に接続されて
いる。

上述Ｃ，た構成において、本発明に係る過負荷防′市装
置の主たる構成要素は、圧縮機１を駆動する電動機４の
負荷電流値又は消費電力値を検出する電流又は電力検出
手段６と、その検出値が設定電ｔＩ′ｉＬ埴又は設定電
力値を超えたことに応じてポ７ゾ２７１ｖ供給される作
動流体の流路切り換えを行なう電磁プ［２３と、この電
磁弁２３を介して・供給される作動流体により動作され
る制御シリンダ１６、制御ピストン１８である。一方、
走風圧制御を行なう装置３８の主たる構成要素は、吐出
圧導入路３１、アスカニヤ制御装置３２、駆動シリンダ
８及び駆動ピストン１０である。特に、設定ロッド１５
及び制御ロッド１７は、上述した過負荷防上装置と、走
風圧制御を行なう装置３８とを連関１−て動作させるに
際して必要とされるものである。従って、走風圧制御を
行なう装置３８を取り除き、制御ロッド１７をガイドベ
ーン３に連結子りば、過負荷防ＩＦ装置となし得るので
ある。

以−トの構成の作用について述べる。

第２図に示す如く、通常運転状態では、走風圧制御がな
される。即ち、圧縮機１の吐出圧に応じて！スカニャ制
御装置３２が作動され、噴射管３５工り第１作動流体路
１３又は第２作動流体路１４−に向けて作動流体が供給
される。この油圧カリこより、駆動ピストン１０が駆動
されガイドベーン３は最小開度から全開までの範囲内で
作動される。これに際して電磁弁２３は、Ｐポート→Ａ
ポ；１及びｉポート→Ｒポートの流路を形成し、供給さ
れる作動流体の油圧Ｖｃより、制御ピストン１８は図に
おいて制御シリンダ１６の最上部に位置され、制御ロジ
ド１７により設定ロッド１５の１上下動を拘束したりこ
れと連関して動作することはない。

圧縮機１の運転が過負荷状態に至ったことは、電動機４
に供給される負荷電流値又は消費電力値を検出する電流
又Ｖｉ電力検出手段６が検出する。

即ち、例えば電流又は電力検出手段６で検出された検出
値が設定電流値を超えたことに応じて、電磁弁２３が作
動されＰポート→Ｂポート及びＡポート→Ｒポートの流
路を形成すべく切り換わる。

従って、作動流体は、作動流体供給路２４よジ第３作動
流体路２１を介して制御シリンダ１６の第２上室１９に
流入して制御ピストン１８を下降さぼることになる。こ
れに伴い、制御ロッド１７が依然定職圧制御により上下
動している設定ロッド１５に密着しつつこれを押圧して
、駆動ピストン１０を強制的に下降させ、ガイドベーン
３を最小開ＩＫ−方向に作動する。この工うにガイドベ
ーン３が作動されると、圧縮機１で圧縮される大気流量
は減少し、電動機４に供給される負荷電流は低下する。

この負荷電流値−が例えば設定電流値の９５％〜１００
％に低下し圧縮機１の過負荷運転状態が解消したことが
電流又は電力検出手段６を介して電磁弁２３に伝達され
ると、この電磁弁２３が作動され、第３作動、流体路２
１及び第４作動流体路２２は、作動流体供給路２４及び
排出路２５と遮断され、制御シリンダ１６の制御ピスト
ン１８の丁４降が停止される。これに伴い、設定ロッド
１５は固定され駆動ピストン１゛０の移動上限を設定す
る。従って、この時ガイドベーン３は全開まで開放さル
ることはなく、制御ピストン１８の下降により減縮され
た駆動シリンダ８−内の移動範囲を定Ｋ　圧ｆｌｉｌＩ
　Ｎ　ＶＣよって移動される駆動ピストン１ｏの移動量
に応じて、最小開度から最大開度まで作動されることに
なる。その後、吸入される大気の比重皺が減少し、圧縮
機１の運転が軽減されて負荷電流値が、９５チより低下
したことが電流検出手段６を介して電磁弁２３に伝達さ
れる′と、この電磁弁２，３が作動され、Ｐポート→Ａ
ポート及びＢポート→Ｒポート９流路を形成すべく切り
換わる〇従って、作動流体は、作動流体供給路２４よ！
１１第１作動流体路２．２を介して柁ｕ御ンリンダ１６
の第２下室２０ｉＣ流入して、制御ピストン１８を上昇
させることになる。これに伴い、制御ロッド１７は設定
ロッド１５から離脱され制御ピストン１８と駆動ピスト
ン１０との連関動作が解除され、駆動シリンダ８におい
て、圧縮機１の走風圧制御のみなされることになる。以
上の勤９作は、消費電力値を検出し設定電力値と比較さ
せる場合も同様である。また、以上の動作は、圧縮機１
の運転状態を常にクイ１−ドパツクして電磁弁２３を作
動させる電流又は電力検出手段６によってなされるので
ＩＩ権１　ｌの過負荷運転状態を迅速且つ円滑に定常運
転に回復させることができる。また、圧縮機１Ｖ過負荷
運転全解消すべくがイドベーン３を開閉器イ卸するに際
して、その制御量を圧縮機１の吐出風−や吐出圧力に依
らず、電動機４の負荷電流値父は消費電力値に依るため
圧縮機１周囲の使用環境の変動に影響されない実体的な
過負荷状態を検出で色、不必要な吸入流量の変動をもた
らすことなく円滑に圧縮機１を運転することができる。

尚、第３図ＶＣは、本発明に係る圧縮機の過負荷四重装
置の変形実施例が示されている。これは第２図における
がイドベーン３の開閉方向と駆動シリンダ８及び制御シ
リンダ１６の相対配置が逆にならざるを得ない場合に採
用すべきカッシリング３９の特殊構造及び４ポ一ト３位
置切換電磁弁２３に替えて４ポ一ト２位置切換電磁弁４
０．４１を２個組み合わせることに、Ｃり同様の機能を
達せられることを示すものである。また、アスカニヤ制
ｎ装置３２の作動状態も上記実施例と反対となるように
接続されている。ところで、カップリング３９は、設定
ロッド１５端部に設けらｎ之／ｌＪンダ部４２と、制御
ロッド１１端部に設けられたピストン部４３とが係合さ
れて形成される。このように構成された変形実施例では
、上記実施例とは逆に、圧縮機１が過負荷運転状態に至
ると、２つの電磁弁４０．４１が作動されて、Ｂ１ポー
ト−→Ａ１ポート及びＢ１ポート→Ｒ１ポートの流路が
形成されると共匡、Ｂ２ポート及びＡ２．ｔ？−トと１
、い２ボート及びＲ２ポートとの間は遮−■され作動流
体は、制御ピストン１８を上昇させるべく給排される。

これに伴い、カップリング３９のピストン部４３が上昇
され、シリンダ部４２の一内壁４２．に密着しつつ、こ
れを牽引して駆動ピストン１０を強制的に上昇させ、ガ
イドベーン３を最小開度方向ＶＣ駆動する。例えば、負
荷電流値が設定電流値の９５％〜１００チに低下したと
きは、電磁弁４１のみが動作され、他方の電磁弁４０は
動作を中止するＯ従って、Ｂ１ポート及びＡ１ポートと
、Ｂ１ポート及びＲ１ポ乙トとの間は遮断され、作動流
体は供給されず制御ピストン１８の上昇が停止される。

これにＥｆ−い、カッシリンダ３９のピストン部４３は
固定され、駆動ピストン１０の移動下限を設定し、／ｆ
ガイドベーンは、駆動／リンダ８の移動範囲全軍風圧制
御によって移動される駆動ピストン１０の移動皺に応じ
て最小開度から最大開度まで作動されることになる。以
上の作用は消費電力値を検出し、設定電力値と比較させ
て動作させる場合にも同様になし得る。

また尚、本発明は上記実施例及び変形例に限定されるも
のではなく、要旨を変更しない範囲で種々に変形して実
施し得ることは勿論である。また、上記実施例では、１
段圧縮機の吸入側ガイドベーフ制御の場合を例にとって
説明したが、多段圧縮像の場合及び吐出側ガイドベーン
制御の場合にも１史用できることは勿論である。

以上装するに本発明によれば、以下の如き優れた効果を
奏、４する。

（］）圧縮機を駆動する電動機に供給される負荷電流値
又は消費電力値により圧縮機周囲σ〕使用環境に影響さ
れない実体的な圧縮機の過負荷運転状態を検出できるの
で、不必要な吸入流量（１）変動をもたらすことなく迅
速且つ円滑に圧縮＠を過負荷運転状態から定常運転に回
復させることができる。

（２）圧陥機を駆動する電動機の負荷電流値又は？自費
電力値を圧縮機の運転状態として常ｔＣフィードバンク
して制御できるので、圧縮機が過負荷運転状態に陥るま
では、圧縮機を最良の状−悪で運転し得、過負荷運転状
態に至った際にも迅速に定常運転に回復させることがで
きる。

（３）構造が簡単で、既設の設備にも容易に採用し得る
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る圧縮機の過負荷防ＩＦ装置の主
要構成を示す系統図、第２図は、その好Ｊ内−実施例を
示す系統図、第３図はその変形実施ｆ１を示す系統図で
ある。図中、１は圧縮機、２は吸排流路、３はガイドベーン１
．４は電動機、６は電流又は電力検出手段、７はガイド
ベーン開度制御手段である。

Claims

【特許請求の範囲】

圧縮機の吸排流路に介設された開度を可変的に調節する
がイドベーンと、電動機の負荷電流又は消費電力を検出
する電流又は電力検出手段と、該挾出手段力）ら得られ
る検出値と上記電動機の設定電流値又は設定電力値とを
比較し、検出値が設定電流値又は設定電力値を超えてい
るとき、上記ガイドベーンを最小開度に閉塞すべく作動
させ、検出値が設定電流値又は設定電力値より低いとき
、上記ガイドベーンを最大開度ｔＣ開放すべく作動させ
るガイドベーン開度制御手段とを備えて、上記ガイドベ
ーン開度制御手段により上記電動機の過負荷時に上記ガ
イドベーンの開度を可変的に制御して流量制御し、過負
荷を防止するように構成したことを特徴とする圧縮機の
過負荷防止装置。