KR20050046724A - 압축기 내의 기체 유동을 제어하는 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡기 행정 동안 체적이 팽창되고 배기 행정 동안에 도입된 가스의 체적이 압축되어 유출용 일방향 유통 밸브(6) 및/또는 작동가능한 출구 밸브(3)를 통해서 배출되고, 공압식으로, 유압식으로 또는 전자기식으로 작동될 수 있고 제어 시스템으로부터의 신호에 기초하여 개방 및 폐쇄되는 제어가능한 입구 밸브(2)를 갖는 압축기에 의한 기체 유동을 제어하기 위한 제어 방법에 관한 것이다. 입구 밸브(2)는 흡기 행정의 적어도 일부 동안에 폐쇄되어 있다.

Description

압축기 내의 기체 유동을 제어하는 제어 방법 {A CONTROL METHOD FOR CONTROLLING THE GAS FLOW IN A COMPRESSOR}

본 발명은 공압으로, 유압으로 또는 전자기식으로 작동되고 제어 시스템으로부터의 신호에 기초하여 개폐되는 제어가능한 흡기 밸브를 갖고, 흡기 행정 동안 체적이 팽창되고 배기 행정 동안 도입된 가스의 체적이 압축되어 유출용 일방향 유통 밸브 및/또는 작동 가능한 밸브를 통해서 배출되는 압축기 내의 기체 유동을 제어하기 위한 제어 방법에 관한 것이다.

복수의 실시예가 있지만 피스톤 압축기가 가장 흔한 것인 이 종류의 압축기는 종종 용적형 압축기로 불린다. 본 발명을 이용하기 위하여, 압축기는 제어가능한 입구 밸브를 가져야만 한다. 그러나, 압축기는 또한 턴오프될 수 있는 유입용 일방향 유통 밸브 및 제어가능한 출구 밸브를 가지는 것이 바람직하다. 본 발명은 공지된 방법에 비해 적은 에너지 소모와 환경적 영향으로 압축된 기체의 변동하는 수요에 대비한다.

본 발명은 공업적 이용, 차량 및 차량 엔진, 연료 셀 등을 위한 용적형 압축기에 적용될 수 있다.

본 발명은 제어 시스템의 이용에 의해서만 실시될 수 있다. 제어 시스템의 소프트웨어는 이의 기능에 있어 중요한 것이다. 본 발명을 실시하기 위해 사용되는 소프트웨어는 대형 제어 시스템의 일부, 예를 들면 엔진 작동을 위한 시스템으로서 적용될 수 있다.

피스톤 압축기가 가장 흔한 용적형 압축기이기 때문에, 본 발명은 피스톤 압축기 상에서 이의 구현으로부터 출발하는 방식으로 설명될 것이다.

용적형 압축기, 특히 피스톤 압축기는 보통 일정한 그리고 비교적 낮은 분당 회전수로 작동된다. 보통, 입구 밸브 및 출구 밸브는 높은 분당 회전수에서 기체 유동에 억제 영향을 갖는 일방향 유통 밸브이다.

유동 제어는 통상 압축기에 연결된 탱크 내의 압력이 소정 수준 이하로 떨어질 때 압축기를 시동하고 소정 압력 수준이 달성되면 압축기를 정지시킴으로써 보통 수행된다. 빈번한 시동 및 정지는 큰 마모를 유발할 것이고 에너지를 소비시킬 것이다.

제어의 다른 통상적인 형태에 따르면, 압축기에 연결된 탱크의 소정 압력이 얻어질 때 압축기의 작동은 압축될 기체 없는 사이클로 계속되도록 허용되지만, 유입용 일방향 유통 밸브로의 기체 유동은 폐쇄 밸브에 의해서 차단된다. 탱크 내의 압력의 소정 수준 이하로 떨어지면 기체 유동이 일단 다시 허용된다.

압축 기체의 수요가 아주 빈번하지 않은 때, 첫번째 형태의 제어가 가장 경제적인 것이다. 수요가 더욱 빈번한 경우에는 후자의 형태가 실질적으로 더 경제적일 것이다. 그러나, 기체 유동의 폐쇄/개방은 비교적 느리다. 이는 어떠한 기체의 압축없이 복수의 사이클이 가능한 가장 짧은 차단에 의해서도 또한 수행될 수 있음을 의미한다. 더욱이, 느린 폐쇄/개방은 상당한 유동 손실을 초래한다. 따라서, 탱크 및 압축기는 만일 압축기로의 기체 유동의 차단이 하나의 단일 사이클과 같이 일시적으로 수행될 수 있을 때보다는 큰 치수의 것이어야 한다. 더욱이, 신속한 폐쇄/개방은 유동 손실을 감소시킬 것이다.

본 발명은 일방향 유통 밸브 경우에 전술된 바와 같이 기체 유동이 억제되지 않게 하고 공기의 유동이 신속하게 차단/개방될 수 있게 하고 하나의 단일 사이클과 같은 짧은 주기 동안에 차단될 수 있게 한다. 그것에 의해서, 압축기 및 탱크의 크기 뿐만 아니라 에너지 소모 및 환경적인 영향이 종래 방법에 비해 감소될 수 있다.

본 발명은 피스톤을 구비한 압축기의 예시적이고, 개략적인 그림을 도시하는 도1을 참조하여 설명될 것이다.

본 발명의 목적은 압축기 내의 기체 유동을 제어하는 방법을 제공하고 상기 단점을 회피하는 것이고, 보다 신속한 제어 및 보다 균일한 압력 수준으로 동시에 종래 기술의 방법에 비해 감소된 에너지 소비 및 환경적인 영향으로 압축된 기체의 변동하는 수요에 대응하는 것이다.

본 발명의 목적은 흡기 행정 동안 체적이 팽창되고 배기 행정 동안 도입된 기체의 체적이 압축되어 유출용 일방향 유통 밸브를 통해서 배출되고, 공압식, 유압식 또는 전자기식으로 작동가능하고 제어 시스템으로부터의 신호에 기초하여 개방 및 폐쇄되는 제어가능한 입구 밸브를 갖는 압축기에 있어서, 상기 제어 시스템은 상기 입구 밸브가 흡기 행정의 적어도 일부 동안 폐쇄되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기에 의해서 달성된다. 후속하는 설명 및 특허청구범위에서 추가적인 특징이 도시된다.

여기서, 압축기는 용적형 압축기이고, 구체적으로 피스톤 압축기로서 참조된다.

제어가능한 입구 밸브, 제어가능한 출구 밸브, 유입용 일방향 유통 밸브, 유출용 일방향 유통 밸브 및 유사한 표현은 많은 수의 상기 유형의 밸브들을 사용하는 다른 가능한 실시예를 또한 포함하기 위한 것이다.

압축기는 예를 들면, 각각의 실린더가 개별 피스톤 압축기를 한정하고 각각의 개별 압축기가 상세한 설명 및 특허청구범위에 따라서 작동하는 복수의 실린더 피스톤 압축기에 의해서 구성될 수 있다고 또한 가정된다.

용적형 압축기의 통상적인 특징은 흡기 행정 동안에 체적이 팽창되는 것이다. 체적이 팽창될 때, 이는 밸브를 통해서, 보통 일방향 유통 밸브를 통해서 유동하는 공기와 같은 기체로 채워진다. 흡기 행정의 끝에서, 도입된 기체를 둘러싸는 체적이 압축되어, 기체가 밸브, 통상 일방향 유통 밸브를 통해서 배출된다. 피스톤 압축기는 가장 흔한 용적형 압축기이며, 피스톤 압축기에서 팽창되는 체적과 압축되는 체적은 동일하다. 또한, 팽창되는 체적과 압축되는 체적이 동일하지 않은 회전 용적형 압축기도 있다. 피스톤 압축기에서, 피스톤은 실린더 내에서 상사점 및 하사점으로 각각 불리는 2개의 사점 사이를 이동한다. 상사점으로부터 하사점으로의 피스톤의 이동은 특허청구범위 제1항의 전제부에서 표현된 바와 같이 흡기 행정에서 체적이 팽창되게 한다. 하사점으로부터 상사점으로의 피스톤 이동은 상기 전제부에서 또한 표현되는 바와 같이 배기 행정 동안의 도입된 기체의 체적이 압축되어 유출용 일방향 유통 밸브를 통해서 배출되게 한다.

통상적으로 상사점에 유입용 일방향 유통 밸브와 유출용 일방향 유통 밸브가 위치된다. 흡기 행정 동안 피스톤이 상사점으로부터 하사점으로 이동될 때, 체적은 피스톤과 상사점 사이에서 팽창되고, 상기 체적은 유입용 일방향 유통 밸브를 통해 이동 중에 기체로 체워진다. 배기 행정 동안 하사점으로부터 피스톤이 상사점을 향해서 이동할 때, 피스톤과 상사점 사이의 체적은 압축된다. 처음에, 둘러싸인 기체는 갈 곳이 없고, 따라서, 점점 작아지는 체적에서 압력은 증가된다. 둘러싸인 기체의 압력이 유출용 일방향 유통 밸브의 타측의 압력보다 충분히 높을 때, 일방향 유통 밸브는 개방되어 기체는 피스톤의 상사점을 향한 계속되는 이동 동안에 배출된다. 배기 행정으로 연결되는 흡기 행정을 본 명세서에서 일 사이클로 참조된다. 완전한 사이클은 완전한 압축기 샤프트 회전 동안에 수행된다.

배경기술의 상기 설명을 참조하면, 만일 차단(cut off)이 하나의 단일 사이클과 같은 짧은 기간 동안에 일어날 수 있다면 중요한 이점이 달성된다. 설명의 초기 정의에 따르면 제어가능한 밸브의 조력으로, 하나의 단일 흡기 행정은 폐쇄된 입구 밸브로 수행될 수 있고, 이는 흡기 행정동안 어떠한 기체도 도입되지 않는다는 것을 의미한다. 이는 자동적으로 배기 행정 동안 어떠가 기체도 배출되지 않음을 의미한다. 따라서, 기체 유동은 하나의 행정 동안 차단된다. 폐쇄된 입구 밸브로 실행된 흡기 행정은 폐쇄된 흡기 행정으로 참조된다.

발명된 방법을 실시하기 위하여, 제어가능한 밸브, 주로 제어가능한 입구 밸브가 요구된다. 그러나, 이미 존재하는 유출용 일방향 유통 밸브와 별개로 제어가능한 유출 밸브를 갖는 실시예가 바람직하다. 제어가능한 밸브는 오늘날의 압축기의 최신 일방향 유통 밸브로 가능한것보다 실질적으로 더 많은 공기 유동을 허용한다. 그에 의해서, 실질적으로 더 높은 분당 회전수를 허용될 수 있어, 현재보다 더 소형의 피스톤 압축기를 사용하는 것을 가능하게 한다. 예를 들면, 소정 압력의 소정량의 공기가 얻어진다는 사실에 기초한 기계적인 기술의 조력과 같은, 폐쇄될 수 있는 기체 도관을 유입용 일방향 유통 밸브에 함께 또한 적용함으로써, 조력 기능(aid function)을 갖는 상당한 이점이 얻어진다. 비록 제어가능한 입구 밸브 및/또는 출구 밸브가 고장이 나는 경우에도 조력 기능은 작동할 것이다. 제어가능한 입구 밸브의 이용에 의해서, 완전한 흡기 행정 동안 폐쇄될 수 있고 여기서 폐쇄된 흡기 행정으로 불리고, 그리고 흡기 행정의 일부 동안 폐쇄될 수 있고, 상기 일부는 사이클마다 변경될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 방법은 흡기 행정 동안의 유출 체적을 제어하기 위한 목적으로 흡기 행정의 적어도 일부 동안 입구 밸브의 폐쇄에 의존한다. 더욱이, 폐쇄는 보통의 흡기 행정이 통상 존재하는 순서 동안에 폐쇄가 발생하고 압축기가 흡기 행정 및 배기 행정의 복수의 순차적인 사이클로 작동하는 것이 또한 명백하다.

제어 방법의 제어 전략을 특정함에 의해서, 즉 빈도가 분당 회전수의 0 ％ 와 100 ％ 사이에서 변하는, 폐쇄된 흡기 행정을 갖는 사이클의 빈도의 이용으로 각 순간에 요구되는 압축 기체의 양에 대비함에 의해서, 현저하게 경제적인 작동이 달성된다. 만일, 예컨데 제어 시스템이 빈도 0％를 선택하면, 그러면 폐쇄된 흡기 행정을 갖는 사이클이 수행되지 않고, 기체는 매 회전마다 공급될 것이다. 100 ％의 빈도에서는 각각의 사이클이 폐쇄된 흡기 행정을 갖고 수행되고, 50 ％의 빈도에서는 폐쇄된 흡기 행정을 갖는 사이클이 매 2 번째마다 수행되고, 20 ％의 빈도에서는, 폐쇄된 흡기 행정을 갖는 사이클이 매 5번째 회전마다 수행될 것이고, 10 ％의 빈도에서는 폐쇄된 흡기 행정을 갖는 사이클이 매 10번째 회전마다 수행될 것이다. 따라서, 폐쇄된 흡기 행정을 갖는 사이클은 매 2번째, 매 3번째, 매 4번째, 매 5번째 등으로 수행될 것이다. 나머지 사이클/회전 동안에는 기체는 흡기 행정 동안에 공급된다. 50 ％와 100 ％ 사이의 빈도에서, 하나의 폐쇄된 흡기 행정을 갖는 사이클이 하나, 둘 또는 그 이상의 연속하는 사이클, 폐쇄된 흡기 행정을 갖는 일련의 연속적인 사이클로 직접적으로 수반될 것이다. 예를 들면, 폐쇄된 흡기 행정을 갖는 80 ％ 사이클에서, 적절한 분포는 폐쇄된 흡기 행정을 갖는 연속적인 일련의 4개의 사이클 후에 정상적인 흡기 행정을 갖는 하나의 단일 사이클을 갖는 것이고, 그런 후 폐쇄된 흡기 행정을 갖는 다른 연속적인 일련의 4개의 사이클, 그리고 다른 정상적인 흡기 행정을 갖는 다른 단일의 사이클 등일 것이다. 압축기에 연결된 압축 기체용 탱크 내에 최대한 고른 압력 수준을 유지하기 위하여 그리고 탱크가 가능한 작아지는 것을 허용하기 위하여, 제어 시스템은 각각의 사이클 또는 폐쇄된 흡기 행정을 갖는 각각의 연속적인 일련의 사이클 사이에 일반적으로 동일한 회전수가 수행되어야 하는 특징이 있어야 한다. 본 발명은 또한 정상적인 흡기 행정을 갖는 사이클의 빈도를 사용함에 의해서 압축 기체의 현재의 수요에 대처하는 방법으로서 서술될 수 있고, 동일한 효과를 발생한다.

상술된 빈도 제어와 유리하게 결합될 수 있는 제어 방법의 다른 특징적인 제어 전략은 제어가능한 밸브가 제어 시스템에 의해서 결정되는 것과 같은 흡기 행정의 일부 동안, 상사점에서부터 하사점까지의 피스톤 경로를 따라 어딘가에서 폐쇄되는 사이클을 이용함에 의해서 압축 기체의 즉시의 수요에 대처하는 것이다. 문제의 흡기 행정의 이 부분은 사이클 마다 변경될 수 있다. 이 유리한 가능성은 압축 기체의 저장을 위한 저장조를 최소화하거나, 심지어 기체가 사용될 장비로 압축기로부터 압축 기체를 연결하는 도관에 의해서 저장조가 형성되게 하는 것을 가능하게 한다. 압축 기체를 위한 최소한의 저장 공간을 갖는 가능성은 변동하는 소비가 주어진 순간에서 소비되는 양과 대략 동일한 양의 압축 기체의 실질적으로 순간적으로 변동하는 생산에 의해서 수반되게 함의 결과이다.

제어가능한 입구 밸브 및 가능하게는 출구 밸브는 실질적으로 감소된 유동 손실에 기인하여, 피스톤 압축기에서 피스톤의 2개의 사점 사이의 실린더의 내부 체적으로 불리는 미리 정해진 체적 용량에 대해 실질적으로 증가된 유동 용량을 허용한다. 이는 피스톤 압축기가 예컨대 차량 엔진의 엔진 샤프트에 연결될 수 있고 분당 회전수 또는 기어 감속에 의해서 엔진의 분당 회전수를 따라갈 수 있다는 것을 의미한다. 차량을 포함하는 실시예의 경우, 용어 기체는 공기로 대체되어야 한다. 피스톤 압축기는 예를 들면 엔진 및/또는 압축기 자체를 위한, 공기 조력식 연료 분사를 위한, 브레이크 시스템 등을 위한 제어가능한, 공압식으로 작동되는 밸브를 작동시키기 위한 목적으로 엔진 연소에 압축 공기의 제조를 위해서 사용될 수도 있다. 특징적인 구성은 엔진 동작에 의한 경우인 높은 분당 회전수 및 압축 공기의 큰 수요에 의해서 입구 밸브는 피스톤이 하사점에 도달한 후 폐쇄될 수 잇어서, 피스톤이 이의 하사점에 도달하기 전에 입구 밸브가 폐쇄되는 경우와 비교하여 더 많은 양의 압축 공기가 공급될 수 있게 한다는 것이다. 엔진 동작시에 압축기의 용량을 증가시키는 다른 특징적인 방법은 공기 공급을 위한 도관을 기체 터보 또는 스크류 압축기에 의해서 생성된 가압된 공기를 갖는 엔진으로의 존재하는 공기 도관에 연결하는 것이다. 존재하는 인터쿨러의 하류에서의 연결이 바람직할 것이다. 공기 필터의 하류 및 임의의 존재하는 스로틀의 상류에서 공기 공급을 위한 차량 엔진 도관으로의 연결은, 공기가 공기 청정 필터를 통과하기 때문에 공기를 압축하기 위한 장비가 없는 경우에도 적절하다.

특히 엔진 동작에 유용한, 전술된 조력 기능이 또한 본 발명의 특징이다. 이는 압축 공기 또는 임의의 다른 기체이 생산하는 소정 용량이 가까이에 있게하는 특징을 한정한다. 조력 기능은, 전술된 바와 같이, 임의의 제어 밸브의 고장시에 유리하다. 그러나, 이는 또한 예를 들면 만일 압력 저장조 또는 압축 공기용 도관에 남아있는 압력이 없다면 공기 조력식 연료 분사를 갖는 엔진의, 전기 시동 엔진에 의한, 시동을 위해 이용되도록 즉기 공기 압력을 축적할 수 있게 한다. 또한 이는 만일 공압식으로 작동되는 제어가능한 밸브가 있다면 적용된다. 각각 유입 및 유출용 일방향 유통 밸브의 큰 유동 용량이 있고 유입용 일방향 유통 밸브 옆에 또는 상류에 배열된 제어가능한, 공압식, 유압식 또는 전자기식으로 작동되는 폐쇄 부재가 있을 때, 조력 기능 원리는 또한 제어가능한 폐쇄 부재가 논점의 흡기 행정의 일부, 상사점에서부터 하사점 사이의 피스톤 경로 상의 일부 동안 폐쇄되고, 상기 일부는 제어 시스템에서 결정되는 폐쇄된 흡기 행정 또는 사이클을 갖는 사이클의 빈도의 실행을 위한 필요조건이다.

전술된 바와 같이, 방법은 또한 유출용 제어 밸브가 공압식, 유압식 또는 전자기식으로 작동가능한 실시예를 포함한다. 방법은 또한 제어가능한 출구 밸브가 배출될 기체와 출구 밸브의 반대측의 기체 사이에서 얻어지는 압력 균형과 연결되어 개방되는 것을 특징으로 한다. 피스톤과 출구 밸브 사이의 임의의 접촉을 회피하는 것이 중요하고, 따라서 바람직한 실시예는 실린더로부터 멀어지는 방향으로, 즉 압축 및 배기 동안 피스톤의 이동 방향과 동일한 방향으로 개방되는 것을 특징으로 한다. 만일 출구 밸브가 반대 방향으로, 즉 피스톤을 향해서 개방되면, 임의의 피스톤 접촉을 회피하기 위하여 충분하게 조기에 폐쇄되어야 한다. 이러한 경우, 제어가능한 밸브 및 기체의 유출용 일방향 유통 밸브의 조합은 유리하고 그리고, 다른 경우에서는 남아있었을 압축 기체의 양을 배기시킬 수 있도록 하는 구성이다. 그러나 출구 밸브의 완전한 폐쇄에 충분히 작은 거리가 남았을 때 충분히 약한 피스톤 접촉은 불리한 것은 아니지만, 양호한 배출을 위해 이용될 수 있다. 그러나, 이는 출구 밸브가 피스톤과 정확하게 동일한 액세스/방향에 따라 이동되는 것을 의미한다.

전술된 설명 및 다음의 설명으로부터 특정 목적을 위해 개발된 컴퓨터 프로그램을 포함하는, 필요한 센서 및 다른 부품을 갖춘 전자적인 제어 시스템이 절대적인 필수품임이 명백하다.

도1은 피스톤(1)을 구비하는 압축기 실린더를 도시하는 예시적인 개략도이다. 피스톤은 흡기 행정 동안 이동 중이고 공기(또는 임의의 다른 기체)는 개방된 입구 밸브(2)를 통해서 유동하고 있다. 입구 밸브(2) 및 폐쇄된 출구 밸브(3)는 공압식으로, 유압식으로 또는 전자기식으로 작동될 수 있는 제어가능한 밸브로 구성된다. 회로(4)는 밸브(2, 3)를 작동시키는 데 사용된다. 제어 유닛(5)은 회로에 접속된 밸브(2, 3)와 회로의 신호 제어를 위하여 회로(4)와 작동식으로 접속된다. 압축된 공기는 기체의 유출용 일방향 유통 밸브(6) 및/또는 출구 밸브(3)를 통해서 도관(7)을 거쳐 탱크(8)로 운반된다. 제어 유닛(5)에 작동식으로 접속된 탱크(8) 내의 센서(9)에 의해서, 제어 유닛에는 탱크 내의 압력에 대한 연속적인 정보가 제공된다. 제어 유닛(5)에 작동식으로 접속되고 압축기 샤프트(11) 상에 장착되어 미터 아크(12, graduated arc) 상에 배열된 센서(10)는 분당 회전수 및 실린더(1) 내의 피스톤 위치의 산출을 위해 연속적인 정보를 제어 유닛으로 전달한다. 제어 유닛(5)은 제어 가능한 밸브(2, 3)가 개방 또는 폐쇄될 때를 결정한다. 압축기 샤프트(11)는, 예를 들면, 전기 모터 또는 차량의 엔진에 연결된다(연결부는 도시 생략). 입구 밸브(2)를 통해 공급된 공기는, 바람직하게는, 예를 들면 차량 내의 배기 가스 터빈에 의해서 미리 압축될 수도 있다. 유리하게는, 압축을 위한 공기는 차량에 존재할 수 있는 인터쿨러 하류에서 빼내질 수 있다(연결부는 도시 생략). 폐쇄 부재(14)를 구비한 유출용 일방향 유통 밸브(6)와 유입용 일방향 유통 밸브(13)는 조력 기능(aid function)을 한다. 도관(15)을 통해서 폐쇄 부재(14)는 탱크(8)에 연결된다. 만일 탱크(8) 내의 압력이 미리 정해진 수준 이하로 감소하면, 폐쇄 부재(14)는 예컨대 기계식 스프링(16)의 작용에 의해서 개방되어 압축될 공기는 유입용 일방향 유통 밸브(13)를 통해서 공급된다. 이 조력 기능은 제어가능한 입구 밸브(2)가 폐쇄되거나 또는 작동을 하지 않는 동안에 압축된 공기가 소정량으로 감소될 수 있는 것을 의미한다. 이는 예를 들면 연료 분사 또는 브레이크 시스템을 위한 공기 조력식 부재에 의해서 차량을 추진하는 것을 적어도 어느 정도 가능하게 하기 위하여 중요하다. 만일 예들 들어 제어 가능한 밸브(2, 3)가 공압식으로 작동되는 밸브에 의해서 구성되고 탱크(8) 내의 압력이 상기 밸브를 동작시키기에 너무 낮다면, 유입용 일방향 유통 밸브(13)에 연결된 폐쇄 부재(14)가 폐쇄되기 전에 탱크 내의 압력이 스프링(16)에 의해서 얻어지는 밸브(2, 3)의 작동에 대해 충분해지도록 조력 기능이 제공될 것이다. 제어 가능한 밸브(2, 3)가 공압식으로 작동되는 밸브일 때, 밸브와 탱크(8) 사이에는 공기를 위한 도관(도시 생략)이 있다. 예를 들면 차량의 조력 시스템을 위한 압축된 공기는 연결부(17)를 통해서 탱크(8)로부터 얻어진다. 서술된 조력 기능을 위해서는 오직 소형의 일방향 유통 밸브(13, 6)가 요구된다. 큰 유동 용량의 필요는 제어가능한 밸브(2, 3)에 의해서 달성된다. 압축 행정 동안 유입용 일방향 유통 밸브(13)가 폐쇄 부재(14)의 작동에 의해서 폐쇄될 때, 출구 밸브(3)는 탱크(8) 내의 공기와 실린더(1) 내에 압축되어 있는 공기 사이의 압력 균형(pressure balance) 시에 개방될 것이다. 제어 유닛(5)에 작동식으로 접속된 센서(18)는 실린더 압력을 가리킨다. 이 압력은 출구 밸브(3)가 크랭크의 올바른 각도 위치에서 작동되었는 지를 검사하기 위한 목적으로 탱크 내의 압력과 제어 유닛에 의해서 비교된다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 유출용의 작은 일방향 유통 밸브(6) 및 제어 가능한 출구 밸브(3)는 유출용의 하나 이상의 일방향 유통 밸브에 의해서 대체된다. 본 발명의 추가 실시예에 따르면, 유입용 일방향 유통 밸브(13) 및 제어가능한 입구 밸브(2)는 유입용의 대형 일방향 유통 밸브에 의해서 대체되고, 폐쇄 부재(14)는 밸브(2, 3)와 같은 하나의 단일 사이클과 같은 이러한 짧은 시간 동안 압축될 공기의 유동을 차단할 수 있는 신속하고 제어가능한 부재에 의해서 대체된다.

Claims (11)

1. 흡기 행정 동안 체적이 팽창되고 배기 행정 동안에 도입된 가스의 체적이 압축되어 유출용 일방향 유통 밸브(6) 및/또는 작동가능한 출구 밸브(3)를 통해서 배출되고, 공압식으로, 유압식으로 또는 전자기식으로 작동될 수 있고 제어 시스템으로부터의 신호에 기초하여 개방 및 폐쇄되는 제어가능한 입구 밸브(2)를 갖는 압축기에 의한 기체 유동을 제어하기 위한 제어 방법에 있어서,

   상기 입구 밸브(2)는 흡기 행정의 적어도 일부 동안에 폐쇄되어 있는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 입구 밸브(2)는 전체 흡기 행정 동안에 폐쇄되어 있는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 폐쇄된 흡기 행정을 갖는 사이클의 빈도는, 주어진 분당 회전수에서 순간에 요구되는 압축된 기체의 양을 배출하기 위하여 분당 회전수의 0 ％와 100 ％ 사이에서 변동되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
4. 제3항에 있어서, 폐쇄된 흡기 행정을 갖는 각각의 사이클 또는 각각의 연속적인 일련의 사이클 사이에서, 동일량의 회전이 행해지는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입구 밸브(2)는 흡기 행정에서부터 배기 행정으로의 이행 시에, 또는 이행 후에 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압축기(1)의 입구는, 상기 제어가능한 입구 밸브(2) 이외에, 유입용 일방향 유통 밸브(13)를 포함하고, 일방향 유통 밸브(13)로의 기체의 공급을 위한 도관은 압축기에 연결된 탱크(8) 내의 기체 압력을 제어함에 의해서, 상기 일방향 유통 밸브 옆에 또는 상류에 배치된 폐쇄 부재(14)에 의해서 억제되거나 또는 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 폐쇄 부재(14)는 제어 시스템으로부터의 신호에 기초하여 개방되고 폐쇄되는 제어가능한 밸브인 것을 특징으로 하는 제어 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압축기(1)의 입구는, 유출용 일방향 유통 밸브(6)와는 별개로, 공압식, 유압식 또는 전자기식으로 작동되고 상기 제어 시스템으로부터의 신호에 기초하여 개방 및 폐쇄되는 제어가능한 출구 밸브(3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
9. 제1항 내지 제8항에 있어서, 상기 출구 밸브(3)는 배출될 기체와 출구 밸브(3)의 대향측의 기체 사이의 압력 균형 있을 때 개방되고, 후자는 센서(9)에 의해서 가리켜지는 탱크 내의 압력에 비교되는 실린더 압력을 가리키는 센서(18)에 의해서 제어되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
10. 제1항 내지 제9항에 있어서, 상기 압축기(1)와 탱크(8) 사이에서 연장하는 도관(7)이 압축기와 압축된 기체를 이용할 장비 사이의 압축된 기체의 수요를 충족시키는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
11. 제1항에 따른 제어 방법을 실행하도록 구성된 컴퓨터 프로그램을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.