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JPH0152595B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0152595B2
JPH0152595B2 JP57022724A JP2272482A JPH0152595B2 JP H0152595 B2 JPH0152595 B2 JP H0152595B2 JP 57022724 A JP57022724 A JP 57022724A JP 2272482 A JP2272482 A JP 2272482A JP H0152595 B2 JPH0152595 B2 JP H0152595B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control
motor
type control
suction
power consumption
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP57022724A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS58140498A (ja
Inventor
Takashi Yoshida
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2272482A priority Critical patent/JPS58140498A/ja
Publication of JPS58140498A publication Critical patent/JPS58140498A/ja
Publication of JPH0152595B2 publication Critical patent/JPH0152595B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/24—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/06—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids specially adapted for stopping, starting, idling or no-load operation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Rotary-Type Compressors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スクリユ圧縮機の運転制御方法、更
に詳しく省エネルギ運転制御方法に関するもので
ある。
〔従来の技術〕
従来、取込みダクトを開閉するオンオフ式制御
と、圧縮機の駆動モータを始動したり止めたりす
るモータの停止制御と、吸入絞り式制御とを切換
えて、スクリユ圧縮機の容量を制御する容量制御
方法は知られている。この種技術は、特開昭52−
155405号公報に開示されている。
吸入絞り制御は吐出圧力に応じて吸入絞り弁の
開度を制御するものであり、またオンオフ式制御
は吐出圧力に応じて吸入絞り弁と放気弁をオンオ
フ制御するものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、上記従来技術では、圧縮機の運転中
のモータ消費動力を少なくするために、実際の運
転における使用空気量および負荷容量の変動に対
応して上記３つの運転方式のいずれを選択すべき
かという点について、十分な考慮が払われてな
く、負荷の変化に応じてエネルギ省費の観点での
最適運転を実現しているとは言えない。
本発明の目的は、省エネルギ効果を向上させる
ことができるスクリユ圧縮機の運転制御方法を提
供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、吸入絞り式制御と、オンオフ式制
御と、モータの停止制御との切換を行いながらス
クリユ圧縮機の運転を行うものにおいて、 オンオフ式制御におけるモータ消費動力特性お
よび吸入絞り式制御におけるモータ消費動力特性
を予め記憶しておき、 実際の運転期間中において、圧縮機駆動用のモ
ータの消費動力と無負荷運転時間Tdと全負荷運
転時間Tuを測定し、TdとTuを用いてオンオフ式
制御における使用空気量比Qhを求め、 オンオフ式制御動作時であつて、該無負荷運転
時間Tdと制御時間Tnとの比較結果がTdTnの
とき前記モータの停止制御を行い、 モータの停止制御では吐出圧力を測定し、吐出
圧力が設定値PLになつたならば、オンオフ式制
御に切換えて運転し、 オンオフ式制御動作時であつて、該無負荷運転
時間Tdと制御時間Tnとの比較結果がTd＜Tnの
ときには、測定した該モータの消費動力Lhと該
吸入絞り式制御におけるモータ消費動力特性およ
び該使用空気量比Qhから求められた吸入絞り式
制御を行つた際に予想されるモータ消費動力Lsと
を比較し、Lh＜Lsのときオンオフ式制御での運
転を継続させ、Lh≧Lsとなつたとき前記吸入絞
り式制御に切換えて運転し、 吸入絞り式制御動作時においては、前記オンオ
フ式制御におけるモータ消費動力特性および前記
吸入絞り式制御におけるモータ消費動力特性から
得られる両特性の交点でのモータ消費動力Lkと
測定された吸入絞り制御時のモータ消費動力Lsと
を比較し、LsLkのとき吸入絞り式制御での運
転を継続させ、Ls＜Lkとなつたとき前記オンオ
フ式制御に切換えて運転することにより達成され
る。
〔作用〕
まず、制御に先立つてオンオフ式制御における
モータ消費動力特性および吸入絞り式制御におけ
るモータ消費動力特性を記憶しておく。実際の運
転が開始されると、使用空気量に見合つてスクリ
ユ圧縮機をオンオフ式制御または吸入絞り式制御
で運転する。なお、使用空気量が非常に低い場合
には圧縮機駆動用のモータを停止するモータ停止
制御を行う。
いま、実際の運転がオンオフ式制御動作をして
いる場合には、実際のモータ消費動力Lhを測定
すると共に、全負荷運転時間Tuおよび無負荷運
転時間Tdを計測する。このTuとTdから使用空気
量比Qhを算出する。そして、Tdと制限時間Tnと
を比較し、TdTnのときには使用空気量が非常
に低いと判断し、モータの停止を行うモータ停止
制御に移動する。モータ停止制御では吐出圧力を
測定し、吐出圧力が設定値PLになつたならばオ
ンオフ式制御に移行する。さて、オンオフ式制御
動作時であつて、無負荷時間Tdと制限時間Tnと
の比較結果がTd＜Tnのときには、予め記憶して
ある吸入絞り制御におけるモータ消費動力特性お
よび算出した使用空気量比Qhから、もし現在吸
入絞り式制御を行つていたとした場合に予想され
るモータ消費動力Lsを算出する。そして、算出さ
れたモータ消費動力Lsとオンオフ制御動作で実際
に測定したモータ消費動力Lhとを比較し、いず
れの制御で運転した方がエネルギ消費が少ないか
ということを判断する。この結果、Lh＜Lsのと
きはオンオフ式制御での運転を継続し、LhLs
のときは吸入絞り式制御に切換える。このよう
に、実際には、オンオフ式制御を行いながら、吸
入絞り式制御での状況を推定して両制御のうちい
ずれが省エネルギとなるかを判断し、継続または
切換を行うので、実際に吸入絞り式制御の試行は
不要となる。
続いて、実際の運転が吸入絞り式制御動作して
いる場合には、実際のモータ消費動力Lsを測定す
る。そして、予め記憶してあるオンオフ式制御に
おけるモータ消費動力特性と吸入絞り式制御にお
けるモータ消費動力特性から両特性の交点、すな
わち仮の切換点のモータ消費動力Lkを求める。
このLkと測定したLsとを比較し、どちらの方式
で運転した方がエネルギ消費が少ないかを判断す
る。つまり、LsLkのときは吸入絞り式制御を
継続し、Ls＜Lkのときはオンオフ式制御に切換
える。このように、実際には、吸入絞り式制御を
実行中に、オンオフ式制御の試行なしで、両制御
のいずれが省エネルギの観点で有利かどうかを判
断できる。
このように、使用空気量に応じて最もエネルギ
消費の少ない方の制御方式の判断を、現在の制御
を実行中に確実に行うことができる。
〔実施例〕
以下本発明の実施例を図面を用いて説明する。
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は吸入管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。
吸入ガスは吸入絞り弁６を通つて圧縮機１の吸
入管４より圧縮機１に吸入まれ加圧される。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、圧縮機に圧油される。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６が動かされ、圧縮
機１への吸入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２４Ａ
で検出されるガス冷却器１０の圧力および検出器
２５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。２４Ｂは使用空気量を検出す
る流量センサを示す。
次に、吸入絞り式制御動作を説明する。
制御装置２３からの指令により、放気弁９は閉
に、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
吸入量を連続して制御する。この吸入絞り式制
御、後述するオンオフ式制御およびモータ停止制
御の特性を第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は吸入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が両制御の最適切換点となる。モータ
停止時の動力は記号Ｐで示すように零となる。
次に、オンオフ式制御動作を第１図を用いて説
明する。
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２４Ａ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６
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。この第２図における横軸は使用
空気量比Ｑを縦軸は消費動力比Ｌを示してある。
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。
次に、モータ停止制御を説明する。
第４図にその制御動作を示す。第４図において
第３図と同符号のものは同一のものであり、符号
ｇはモータ３の起動停止を示している。オンオフ
式制御中に、無負荷運転時間Tdが制限時間Tnに
等しくなつたならば、モータ３を停止させる。ガ
ス冷却器１０の圧力（吐出圧力）ｄがPLになつ
たならば、モータ３を起動する。
次に、前述した吸入絞り式制御、オンオフ式制
御およびモータ停止制御を実行操作するための制
御装置２３の構成を第５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２４Ａ，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リーメモリ（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。
次に、制御装置２３によつて吸入絞り式制御、
オンオフ式制御およびモータ停止制御の３つの制
御方法を負荷の状態に応じて自動的に切換える省
エネルギ運転の実行手順の一例を、第６図に示す
フローチヤートにより説明する。
第６図は、オンオフ式制御と、吸入絞り式制御
と、モータ停止制御とに大別される。そして、こ
の３つの制御のいずれかを実行しながら、省エネ
ルギ的に有利な方の制御を選択し容量制御を行
う。
第６図の処理を行うために必要な情報およびプ
ログラムは、第５図に示したROM２９あるいは
RAM３０に記憶しておく。具体的に必要な情報
としては、オンオフ式制御におけるモータ消費動
力特性、吸入絞り式制御におけるモータ消費動力
特性、判断のための定数（制限時間Tn）等であ
る。演算のための数式は、プログラム中に組込ま
れている。
第６図において、スクリユ圧縮機は、まずオン
オフ式制御で運転が開始される。オンオフ式制御
は、ステツプ６１０〜６３３、ステツプ６５０〜
６６２からなる。ここで用いる数式は、後述する
ように、第７図に示す平均モータ消費動力Lhを
求めるための(1)式と、使用空気量比Qhを求める
ための(3)式と、予測値である吸入絞り式制御の際
のモータ消費動力Lsを求めるための(6)式とであ
る。計測するものとしては、第８図に示すモータ
消費動力のサンプル値akと、第７図に示す使用空
気量比100％時のモータ消費動力L100と、第３図
に示す全負荷運転時間Tuおよび無負荷運転時間
Tdとである。なお、L100は予め定数としてもよ
い。
さて、オンオフ式制御動作においては、まず、
圧縮機のモータ３を始動するために、ステツプ６
１０で電磁弁２１を閉に、三方電磁弁１９のＳポ
ートをＲポートに連通させ、また放気弁９を閉に
する。ステツプ６１１で電磁開閉器２２を投入
し、モータ３に通電する。
これは、吸入絞り弁を全閉にし、無負荷運転に
することにより、モータの起動電流を低くさせる
効果がある。
ステツプ６１２でモータが始動したことを確認
する。次に、ステツプ６２０で三方電磁弁１９の
ポートＳをＱにポートに連通させ、オンオフ式制
御の圧縮動作に入る。ステツプ６２１では、吐出
圧力（ガス冷却器１０の圧力）がPuに上昇した
かどうかを判断する。もし、その圧力がPuなら
ば、ステツプ６３０を実行する。ステツプ６３０
以下ではオンオフ式制御の無負荷運転動作に入
る。まず、ステツプ６３０で三方電磁弁１９のポ
ートＳをＲポートに連通し、また放気弁９を開に
する。ステツプ６３１で無負荷運転時間Tdの計
測を開始する。ステツプ６３２では、無負荷運転
時間Tdが制限時間Tnになつたかどうかを判断す
る。Tnは記憶しておく設定値である。もし、Td
Tnになつたならば、モータ停止制御に移行し
て、ステツプ６４０，６４１を実行する。一方、
ステツプ６３２においてTd＜Tnならば、ステツ
プ６３３を実行する。このステツプ６３３では、
吐出圧力（ガス冷却器１０の圧力）がPLに下降
したかどうかを判断する。もし、その圧力がPL
ならば、ステツプ６５０を実行する。
ステツプ６５０では三方電磁弁１９のＳポート
をＱポートに連通し、放気弁９を閉にする。これ
により、圧縮機は圧縮動作となる。ステツプ６５
１でモータ消費動力の計測を開始すると共に、全
負荷運転時間Tuの計測を開始する。ここで、モ
ータ消費動力は、第８図に示すように、時間Δt
ごとに消費動力値を計測し、時間Tp〜toまでのモ
ータ消費動力の計測値ap〜aoまでの値を加算す
る。
ステツプ６５２では、吐出圧力（ガス冷却器１
０の圧力）がP100になつたかどうかを判断する。
もし、その圧力がP100になつたならば、ステツプ
６５３を実行し、この値をモータ消費動力特性を
演算するために記憶する。すなわち、この時、計
測したモータ消費動力は使用空気量比（ｑ）100
％に対する消費動力L100に対応する。ステツプ６
５４では、吐出圧力（ガス冷却器１０の圧力）が
Puに上昇したかどうかを判断する。もし、その
圧力がPuになつたならば、ステツプ６５５を実
行する。
ステツプ６５５では三方電磁弁１９のＳポート
をＲポートに連通し、また、放気弁９を開にす
る。これにより、圧縮機は放気動作となる。ステ
ツプ６５６では全負荷運転時間Tuの値をメモリ
に格納すると共に、無負荷運転時間Tdの計測を
開始する。ステツプ６５７では、無負荷運転時間
Tdが制限時間Tnになつたかどうかを判断する。
もし、無負荷運転時間Tdが制限時間Tnになつた
ならば、モータ停止制御に移行し、そのステツプ
６４０，６４１を実行する。一方、ステツプ６５
７において、Td＜Tnならば、ステツプ６５８を
実行する。ステツプ６５８では、吐出圧力（ガス
冷却器１０の圧力）がPLになつたかどうかを判
断する。もし、その圧力がPLならば、ステツプ
６５９を実行する。ステツプ６５９では無負荷運
転時間Tdの値をメモリに格納にする。次に、ス
テツプ６６０において、平均モータ消費動力Lh、
使用空気量比Qhを算出する。これらは次の算出
方法で行われる。すなわち、 平均モータ消費動力Lhは次の式(1)により算出
される（第８図参照）。
ただし ak：モータ動力のサンプリング値 ｎ：測定回数 オンオフ時間Thは次の式(2)により算出される。
Th＝Tu（全負荷運転時間）＋Td（無負荷運転時
間） …(2) 使用空気量比Qhは次の式(3)により算出される。
Qh＝Tu−Tp／Th×100（％） ここでTpはTuに比べて非常に小さいので省略
する。
Qh＝Tu／Th×100（％） …(3) 次に、ステツプ６６１において、吸入絞り式制
御時のモータ消費動力Lsを算出する。このモータ
消費動力Lsの算出を第７図に示す吸入絞り式制御
およびオンオフ式制御の各容量特性を用いて説明
する。
このモータ消費動力Lsの算出方法としては次の
方法がある。その１つは第７図に示す吸入絞り特
性ａを事前に測定し、この特性を使用空気量比ｑ
と消費動力ｌとの関数fs（ｑ，ｌ）としてあたえ
る。そして、この特性式と使用空気量Qhとから
なる次の式(4)により、吸入絞り式制御時のモータ
消費動力Lsを算出する。
Ls＝fs（ｑ，ｌ） …(4) 但しｑはQhとする。
また他の方法は第７図に示す吸入絞り特性を、
使用空気量比ｑの100％時点のモータ消費動力
L100と使用空気量比ｑの０％時点のモータ消費動
力Lsp＝L100×K1との両座標点を通る式、すなわ
ち式(5)で表わす。但し、K1は使用空気量比ｑの
100％に対する比率としてあたえる。またモータ
消費動力L100は第６図に示すフローチヤートのス
テツプ６５３で計測した値を用いる。
ｌ＝L100×（１−K1）／100ｑ＋K1・L100…(5) 上式のｑにQhを代入して得られる次の式(6)に
よつて吸入絞り式制御時のモータ消費動力Lsを求
める。
Ls＝L100×（１−K1）／100Qh＋K1・L100 …(6) 以上述べた方法で吸入絞り式制御時のモータ消
費動力Lsを算出することができる。後者の方法
は、モータ３および圧縮機の容量が変化した場合
にも、そのまま適用できる点が特徴である。
このようにして求めた吸入絞り式制御時のモー
タ消費動力Lsとオンオフ式制御時モータ消費動力
Lhとを、第６図に示すフローチヤートのステツ
プ６６２で比較する。そして、このステツプ６６
２においてLh＜Lsならば、ステツプ６５０にも
どりオンオフ式制御を実行する。また、Lh≧Ls
ならば、ステツプ６７０に進み吸入絞り式制御を
実行する。
次に、吸入絞り式制御においては、ステツプ６
７０〜６７４の処理を実行する。まず、ステツプ
６７０では、電磁弁２１を開にし、三方電磁弁１
９のＳポートＱポートに連通し、さらに放気弁９
を閉とする。ステツプ６７１では吸入絞り式制御
およびオンオフ式制御の使用空気量比ｑが０％時
のモータ消費動力Lsp，Lhpの値を算出する。
吸入絞り式制御の使用空気量比ｑが０％時のモ
ータ消費動力Lspは次の式(7)により求める。
Lsp＝L100×K1 …(7) オンオフ式制御の使用空気量比ｑが０％時のモ
ータ消費動力Lhpは次の式(8)により求める。
Lhp＝L100×K2 …(8) 但し、K1，K2とも使用空気量100％に対する比
率としてあたえる。
ステツプ６７２では、吸入絞り式制御とオンオ
フ式制御との特性が一致する制御の切換点のモー
タ消費動力Lkを算出する。このモータ消費動力
Lkを算出する方法として、次の方法がある。
その１つは第７図に示すオンオフ式特性ｂを事
前に測定し、この特性をfh（ｑ，ｌ）の関数とし
てあたえる。この特性式と前記の式(4)又は(5)との
交点により、モータ消費動力Lkを求める。この
場合のモータ消費動力Lkは第７図のｃ点となる。
他の１つは第７図に示すオンオフ式制御から、
吸入絞り式制御へ切換えた時点のオンオフ式特性
ｂの動作点Qh，Lhと、使用空気量比q0％時の動
作点Ｏ，Lhpとを通る近似式で表わす。この近似
式は式(9)，式(10)に示す。この近似式(9)，式(10)と前
記式(4)又は式(5)との交点からモータ消費動力Lk
を求める。
ｌ＝Lh−Lhp／Qh・ｑ＋Lhp …(9) 又は(9)式に(8)式Lhp＝K2・L100を代入して、 ｌ＝Lh−K2・L100／Qh・ｑ＋K2・L100 …(10) また、Lkは、(5)式と(10)式より算出できる。
Lk＝100Lsp（Lh−Lhp）−QhLhp（L100−Lsp）／100（
Lh−Lhp）−Qh（L100−Lsp） …(11) ただし、Lsp＝L100・K1，Lhp＝L100・K2とす
る。
なお、圧縮機の負荷容積が変化した場合、第７
図に示すオンオフ式制御特性ｂは変化する。した
がつて、制御の切換点ｃを求める必要がある。
前者のLk算出方法は負荷容積が一定の場合に
適用できあらかじめ、オンオフ式制御特性ｂがあ
たえられていると、切換点としてLkが求められ
る。
また、後者の方法は、負荷容積が変化する場合
で、オンオフ式制御特性ｂが定まらない場合に適
用でき、あらかじめ使用空気量比０％の時のモー
タ消費動力Lhpがあたえられていると、切換点の
仮設定値としてLkが求められる点が特徴である。
なお、第６図のフローチヤートにおいて、吸入
絞り式制御時の計測値は第７図に示すモータ消費
動力Lsとオンオフ式制御から吸入絞り式制御へ切
換えた時点のオンオフ式制御のモータ消費動力
Lhと使用空気量比Qhである。
また、記憶している計算式と求める値は第７図
に示すLspを求める(7)式とLhpを求める(8)式と、Lk
を求める(11)式である。なお、Lsp，Lhpは定数とし
てあらかじめ与えてもよい。
次にステツプ６７３で、吸入絞り式制御のモー
タ消費動力Lsを計測する。ステツプ６７４では切
換点のモータ消費動力Lkと吸入絞り式制御のモ
ータ消費動力Lsとを比較する。そして、Ls≧Lk
ならば、吸入絞り式制御を継続する。また、Ls＜
Lkならば、オンオフ式制御を実行するために、
ステツプ６２１を実行する。
次に、モータ停止制御を説明する。
第６図に示すステツプ６４０で、電磁開閉器２
２を切断し、モータ３を停止させる。ステツプ６
４１では吐出圧力（ガス冷却器１０の圧力）が
PLになつたかどうかを判定する。もし、この圧
力がPLならば、ステツプ６１０，６１１，６１
２を実行してモータ３を始動させたのち、ステツ
プ６２０の圧縮動作を実行する。
上述の実施例においては、現在運転中の制御か
ら得られる状態量および他の制御の特性式にもと
づいて他の制御運転による状態量を算出し、これ
らにより制御切換の判断を行つているので、制御
の応答性および省エネルギ効果が向上する。
次に本発明の他の実施例を第９図によつて説明
する。この実施例は第６図に示すフローチヤート
における手順にオンオフ時間を比較するためのス
テツプ６６３を加えたものである。そして、オン
オフ時間Th＞To（制限時間）ならば、オンオフ制
御を継続する。Th≦Toならば、ステツプ６７０
を実行し、吸入絞り式制御に切換える。Toは記
憶しておく設定値である。
次に本発明のさらに他の実施例を第１０図によ
つて説明する。この実施例は第９図に示すフロー
チヤートの手順に吸入絞り式制御の動作時間を制
御するためのタイマ制御のステツプ６６４，６６
５，６７５を加えたものである。オンオフ制御か
ら吸入絞り式制御に制御を切換えた場合、すなわ
ちオンオフ制御におけるステツプ６６２のモータ
消費動力比較から吸入絞り式制御に切換える場合
には、ステツプ６６５において、タイマ値Tpを
T1にセツトする。また、ステツプ６６３のオン
オフ時間比較から吸入絞り式制御に切換える場合
には、ステツプ６６４においてタイマ値TpをT2
にセツトする。吸入絞り式制御ではステツプ６７
３とステツプ６７４との間にステツプ６７５を挿
入しタイマの経過時間を検出する。もし、このス
テツプ６７５においてタイマ値Tp＝０ならば、
オンオフ式制御に動作を切換える。上述した第９
図、第１０図のステツプ６６３側からの吸入絞り
式制御への切換えはオンオフ式制御での電磁弁１
９，２１、ろ過器１７、吸入絞り弁６などのオン
オフ動作頻度を緩和するためのものである。ま
た、ステツプ６６５からの切換えは圧縮機等の動
作状態（油の粘性による圧縮機、モータの出力変
化など）に対応して、圧縮機が安定動作に入つて
から前述した使用空気量比が100％の時点のモー
タ消費動力L100の値を測定するためである。
なお、上述の実施例は圧縮機の省エネルギ制御
のための状態量としてモータ３の消費動力を用い
て説明したが、モータ３の入力電流も使用するこ
とができる。また、使用空気量Qhをオンオフ時
間より求めたが、第１図に示す流量センサ２４Ｂ
を用いることができる。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。
〔発明の効果〕
以上詳述したように、本発明によれば、吸入絞
り式制御、オンオフ式制御およびモータ停止制御
の３つの制御を空気の使用状態に応じて自動的に
最適な制御方法に選定することができるので、省
エネルギ効果が向上するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の制御方法により制御されるス
クリユ圧縮機の制御系統図の一例を示す図、第２
図は本発明の制御方法を説明するための吸入絞り
式制御、オンオフ式制御およびモータ停止の各制
御方法の特性図、第３図は本発明の制御方法を説
明するためのオンオフ式制御時の各部の状態変化
を示す図、第４図は本発明の制御方法を説明する
ためのモータ停止制御時の各部状態変化を示す
図、第５図は本発明に用いられる制御装置の構成
の一例を示す図、第６図は本発明の制御方法の実
行手順の一例を示すフローチヤート、第７図は本
発明の制御方法におけるパラメータ算出のための
使用空気量比と消費動力との関係を示す特性図、
第８図は本発明の制御方法におけるオンオフ制御
時の平均モータ消費動力の算出方法を説明するた
めの特性図、第９図および第１０図は本発明の制
御方法の他の実行手順を示すフローチヤートであ
る。 １…スクリユ圧縮機、２…スクリユロータ、３
…モータ、４…吸入管、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、２
４Ａ…圧力検出器、２５…モータ３への入力電力
検出器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ スクリユ圧縮機の吸込側に設けた吸入絞り弁
    による吸入絞り式制御と、前記吸入絞り弁と該ス
    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、該スクリユ圧縮機を駆動するモ
    ータの停止制御とを、負荷の状態に応じて選択し
    切換えて運転を行うスクリユ圧縮機の運転制御方
    法において、 オンオフ式制御におけるモータ消費電力特性お
    よび吸入絞り式制御におけるモータ消費動力特性
    を予め記憶しておき、 実際の運転期間中において、前記モータの消費
    動力と無負荷運転時間Tdと全負荷運転時間Tuを
    測定し、TdとTuを用いてオンオフ式制御におけ
    る使用空気量比Qhを求め、 オンオフ式制御動作時であつて、該無負荷運転
    時間Tdと制限時間Tnとの比較結果TdTnのと
    き前記モータの停止制御を行い、 モータの停止制御では吐出圧力を測定し、吐出
    圧が設定値PLになつたならば、オンオフ式制御
    に切換えて運転し、 オンオフ式制御動作時であつて、該無負荷運転
    時間Tdと制限時間Tnとの比較結果がTd＜Tnの
    ときには、測定した該モータの消費動力Lhと該
    吸入絞り式制御におけるモータ消費動力特性およ
    び該使用空気量比Qhから求められた吸入絞り式
    制御を行つた際に予想されるモータ消費動力Lsと
    を比較し、Lh＜Lsのときオンオフ式制御での運
    転を継続させ、LhLsとなつたとき前記吸入絞
    り式制御に切換えて運転し、 吸入絞り式制御動作時においては、前記オンオ
    フ式制御におけるモータ消費動力特性および前記
    吸入絞り式制御におけるモータ消費動力特性から
    得られる両特性の交点でのモータ消費動力Lkと
    測定された吸入絞り制御時のモータ消費動力Lsと
    を比較し、LsLkのとき吸入絞り式制御での運
    転を継続させ、Ls＜Lkとなつたとき前記オンオ
    フ式制御に切換えて運転することを特徴とするス
    クリユ圧縮機の運転制御方法。
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