CN108397368A - 发动机驱动型压缩机的控制方法及发动机驱动型压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供发动机驱动型压缩机的控制方法及发动机驱动型压缩机，即使在压缩机主体未暖机且润滑油高粘度的状态下向全负载运转转移，也能够防止发动机停转。在发动机驱动型压缩机的容量控制中，当储气罐内的压力在无负载运转压力以上时，将对压缩机主体的吸气口进行开闭的吸气控制阀设为全闭，进行将发动机设为无负载转速的无负载运转，当储气罐内的压力降低到比所述无负载运转压力低的规定的基准压力以下时，使吸气控制阀全开，向将所述发动机设为额定转速的全负载运转转移，所述无负载转速设为可变，且与压缩机主体的喷出气体温度为规定温度以上时采用的所述无负载转速相比，将小于所述规定温度时采用的无负载转速设为规定的更高的转速。

Description

发动机驱动型压缩机的控制方法及发动机驱动型压缩机

技术领域

本发明涉及发动机驱动型压缩机的控制方法及执行上述控制方法的发动机驱动型压缩机，更具体地说，涉及作为压缩机主体具有将用于对压缩作用空间进行润滑、冷却及密封的润滑油与被压缩气体一同压缩并喷出的油冷式螺杆压缩机的发动机驱动型压缩机的控制方法及执行该控制方法的发动机驱动型压缩机。

背景技术

在作为压缩机主体搭载有为了对压缩作用空间进行润滑、冷却及密封而将被压缩气体与润滑油一同压缩的油冷式螺杆压缩机的发动机驱动型压缩机中，在压缩机主体和对其驱动的发动机之外还设有储气罐，压缩机主体将与润滑油一同喷出的压缩气体导入该储气罐内并进行气液分离，分离润滑油之后的压缩气体能够向连接有空气工作机等的消耗侧供给。

此外，储气罐内回收的润滑油利用储气罐内的压缩气体的压力并借助具有油冷却器等的供油流道再次导入到压缩机主体的供油口，用于压缩作用空间的润滑、冷却及密封。

在此种发动机驱动型压缩机中，为了能够向消耗侧供给稳定压力的压缩气体，根据随着储气罐内的压力向消耗侧供给的压缩气体压力的变化，进行控制压缩机主体的吸气并控制发动机的转速的容量控制。

在后述的专利文献1记载的发动机驱动型压缩机700中，作为用于进行此种容量控制的装置(容量控制装置)，如图4的(A)及图4的(B)所示，设置通过配管725与储气罐713连通并利用储气罐713内的压力进行工作的调节器717，并且在该调节器717的柄720上连结发动机716的调速器柄721、和用于对在压缩机主体711的吸气口设置的吸气控制阀710进行开闭控制的卸载器柄722。

在本说明书中，关于储气罐内的压力，将“无负载运转压力”和“基准压力”分别如下定义。

无负载运转压力：无负载运转时的压力。

基准压力：开始减量运转的压力〔压力调节阀(调节器)开始工作的压力〕。

通过如此构成，储气罐713内的压力在调节器717开始工作的规定的基准压力以下的状态下，调节器717的柄720位于箭头D方向的端部位置，卸载器柄722位于箭头B方向的端部位置，调速器柄721位于箭头F方向的端部位置，吸气控制阀710为全开且进行将发动机716的转速设为额定转速的全负载运转，若从该状态起储气罐713内的压力上升并超过所述基准压力，则调节器717开始工作，柄720向箭头C方向开始转动，卸载器柄722向箭头A方向转动，压缩机主体711的吸气口开始节流，并且调速器柄721向箭头E方向转动，进行开始降低发动机716转速的减量运转，若储气罐713内的压力达到规定的无负载运转压力，则调节器717的柄720向箭头C方向的端部位置移动，卸载器柄722向箭头A方向的端部位置移动，调速器柄721向箭头E方向的端部位置移动，吸气控制阀710变为全闭，转移到无负载运转，该无负载运转是将发动机716的转速降低到容量控制时转速变化范围的下限值亦即规定的无负载转速进行运转。

与此相反，若从储气罐713内变为无负载运转压力进行无负载运转的状态，储气罐713内的压力降低并变为不足无负载运转压力，则调节器717的柄720开始向箭头D方向转动，开始打开吸气控制阀710，并进行开始增加发动机716转速的增量运转，若降低到所述基准压力以下，则柄720向箭头D方向的端部位置移动，再次转移到上述的全负载运转。

如此，发动机驱动型压缩机根据与消耗侧进行的压缩气体的消耗量的变化相伴的、储气罐713内的压力变化来进行上述容量控制，从而能够向消耗侧供给大致恒定压力的压缩气体。

另外，根据容量控制装置不同，有将上述无负载运转压力与基准压力设定为极近似值的容量控制装置，在该情况下，上述减量运转或增量运转在极短时间内结束，因此表象上以在全负载运转与无负载运转之间进行运转切换的方式进行工作。

其中，在具有图4所示结构的容量控制装置的发动机驱动型压缩机700中，由于发动机716的调速器柄721和吸气控制阀710的卸载器柄722均以进行上述动作的方式连结于调节器717的柄720，因此在发动机716启动时，如果为了得到启动力矩而将调速器柄721沿箭头F方向、向使发动机716转速上升的一侧倾倒，则卸载器柄722沿箭头B方向倾倒，吸气控制阀710变为打开。

因此，若在该状态下启动发动机716，则压缩机主体711与启动同时地开始被压缩气体的吸气和压缩，因此启动时的负载变大。

另一方面，为了降低启动时的负载，若以关闭压缩机主体711的吸气口的方式将卸载器柄722向箭头A方向操作，则发动机716的调速器柄721向箭头E侧即无负载转速侧操作，若在该状态下启动发动机716，则无法得到充足的启动力矩，寒冷时等启动变得困难。

鉴于此种问题，在专利文献1记载的发动机驱动型压缩机700中提出了如下方案，调节器柄720与发动机716的调速器柄721利用气缸730连结，在发动机716启动时使该气缸730伸长，且卸载器柄722向关闭压缩机主体711的吸气口的方向的操作、与调速器柄721向提高发动机716转速的方向的操作同时进行，从而能够在保证降低启动负载和确保启动力矩这两方面的状态下、进行使发动机716启动的启动运转，并且在持续所述启动运转经过规定时间、或直至发动机716的暖机完成之后，缩小气缸730，转移到进行上述容量控制的通常运转。

专利文献

专利文献1日本专利公报特公昭61－1629号

在以上说明的专利文献1记载的发动机驱动型压缩机700的结构中，通过执行上述启动运转，能够在保证降低负载和确保启动力矩这两方面的状态下启动发动机716，并将该启动运转进行一定时间，或直至发动机716的暖机完成，从而即使在寒冷时也能够可靠地进行发动机716的暖机。

但是，专利文献1记载的启动控制方法是以发动机716的暖机为目的的，并不是进行压缩机主体711的暖机。

即，通过上述启动运转，发动机716相对于无负载转速以规定的更高转速即启动转速进行启动，且在该状态下保持运转直至经过规定的时间或发动机716的暖机完成，因此发动机716被暖机。

但是，因发动机716启动，与发动机716的输出轴连结的压缩机主体711也开始旋转，但在启动运转时，由于压缩机主体711在被吸气控制阀710关闭了吸气口的状态下进行运转，因此不会进行被压缩气体的吸气和压缩，且不会产生压缩热，所以即使进行上述启动运转，压缩机主体711也几乎不会被暖机。

尤其是，根据小尺寸化的要求，在搭载有通过采用共轨方式或附加增压机而增加最大输出的小型发动机的发动机驱动型压缩机中，发动机的启动力矩与产生同等程度最大输出的现有发动机相比变小，为了应对此种情况，要求在启动运转时进一步减小压缩机主体中产生的负载，因此启动运转时，压缩机主体变得更加难以被暖机。

如此，有时存在通过上述启动运转未能使压缩机主体711暖机、且压缩机主体711在暖机不充分的状态下、转移到进行上述容量控制的通常运转的情况。

在向通常运转转移时，由于储气罐713内的压力降低到接近大气压的压力，因此容量控制装置伴随着向通常运转的转移，为了使储气罐713内的压力上升而将吸气控制阀710设为全开，且使发动机716的转速上升到额定转速并开始全负载运转。

通过开始该全负载运转，压缩机主体711也开始暖机，但在此时消耗侧的压缩气体尚未开始消耗的情况下，储气罐713内的压力在比较短时间内达到无负载运转压力，容量控制装置承受该压力上升，将吸气控制阀710设为全闭，且使发动机716的转速降低到无负载转速并转移到无负载运转。

其结果，当在外部气温低的寒冷时节等使用时，存在着此种向通常运转的转移后、即使最初的全负载运转完成之后、压缩机主体711也尚未被充分暖机的情况。

如此，若在压缩机主体711暖机不充分的状态下，在消耗侧开始压缩气体的消耗，储气罐713内的压力降低到基准压力以下，并开始第二次的全负载运转，则会发生在通常运转开始后最初向全负载运转转移时、未停转的发动机716在向第二次全负载运转转移时无法与负载增加随动而发生停转的情况。

即，与被压缩气体一同由压缩机主体711压缩的润滑油为了能够良好地密封压缩作用空间而使用较高粘度的润滑油，尤其是在产生高压的压缩气体的压缩机主体711中使用的润滑油，要求使用更高粘度，在压缩机主体711未充分暖机、润滑油的温度低的状态下，润滑油的粘度变得更高，由于该润滑油的粘度增加而使压缩机主体711的螺杆转子的旋转阻力增大，从而在压缩机主体711未被暖机的情况下，与完成暖机的情况相比，施加于发动机716的负载变大。

并且，由于储气罐713内的润滑油利用储气罐713内的压力向压缩机主体711供油，因此与向储气罐713内的压力降低到接近大气压的通常运转开始之后的最初全负载运转转移时相比，向储气罐713内的压力上升到基准压力附近的第二次以后的全负载运转转移时，由于在向压缩作用空间供给大量润滑油的状态下转移到全负载运转，因此伴随润滑油的粘度增加，螺杆转子的旋转阻力变得更大。

进而，在向通常运转开始之后的第二次以后的全负载运转转移时，如上所述，在储气罐内的压力上升到基准压力附近的状态下向全负载运转转移，因此压缩机主体受到高的背压，在这一方面与通常运转开始后向最初全负载运转转移时相比，也使施加于发动机的负载增大。

其结果，在向通常运转转移之后、向第二次以后的全负载运转转移时，如果在承受高背压的状态下伴随压缩机主体开始吸气和压缩产生的负载增加和由于暖机不充分导致产生的润滑油粘度增大形成的负载增加，重叠地施加于开始增速动作的初期的发动机，则发动机无法与该负载增加随动而发生停转。

发明内容

因此，本发明的目的在于消除上述现有技术中的缺点，提供一种能够防止伴随压缩机主体暖机不良而发生发动机停转的、发动机驱动型压缩机的控制方法及执行所述控制方法的发动机驱动型压缩机。

下面，将用于解决问题的机构与用于实施发明的具体方式所使用的附图标记一同记载。该附图标记仅是用于明确权利要求书的记载与用于实施发明的具体方式的记载之间的对应关系，当然并非用于限制性地解释本发明的技术范围。

为了达到上述目的，本发明提供的发动机驱动型压缩机的控制方法中，所述发动机驱动型压缩机包括：压缩机主体40，其是将被压缩气体与润滑油一同压缩并喷出的油冷式螺杆压缩机；发动机50，驱动所述压缩机主体40；吸气控制阀11，控制所述压缩机主体40的吸气；及储气罐60，贮存与所述润滑油一同由所述压缩机主体40喷出的压缩气体，所述发动机驱动型压缩机的控制方法中，进行容量控制：当所述储气罐60内的压力在预先设定的基准压力(一例为2.0MPa)以下时，所述吸气控制阀11设为全开，且进行将所述发动机50的转速设为额定转速(一例为1900min^-1)的全负载运转，当所述储气罐60内的压力超过所述基准压力上升时，开始将所述吸气控制阀11节流，并开始降低所述发动机50的转速，当达到比所述基准压力更高的无负载运转压力(一例为2.1MPa)时，所述吸气控制阀11设为全闭，且进行将所述发动机50的转速设为比所述额定转速低的规定的无负载转速的无负载运转，并且当所述储气罐60内的压力降低到小于所述无负载运转压力时，开始打开所述吸气控制阀11，并开始增加所述发动机50的转速，当降低到所述基准压力以下时，再次进行上述全负载运转，能够改变所述容量控制中的所述无负载转速，与所述压缩机主体40的喷出气体温度或润滑油温度在规定温度(一例为60℃)以上时采用的所述无负载转速(第一转速：一例为1100min^-1)相比，将小于所述规定温度时采用的所述无负载转速(第二转速：一例为1200min^-1)设定为规定的更高的转速。

在上述控制方法中，在关闭所述吸气控制阀11的状态下启动所述发动机50并且进行启动运转，所述启动运转保持关闭所述吸气控制阀11的状态将所述发动机50的转速维持在规定的启动转速(一例为1000min^-1)，并运转直至所述发动机的暖机完成，在所述启动运转完成后，进一步进行转移到执行所述容量控制的通常运转的控制。

此外，执行上述控制方法的本发明的发动机驱动型压缩机1包括：压缩机主体40，其是将被压缩气体与润滑油一同压缩并喷出的油冷式螺杆压缩机；发动机50，驱动所述压缩机主体40；吸气控制阀11，控制所述压缩机主体40的吸气；及储气罐60，贮存与所述润滑油一同由所述压缩机主体40喷出的压缩气体，所述发动机驱动型压缩机1设置有进行容量控制的容量控制装置2，所述容量控制中，当所述储气罐60内的压力在预先设定的基准压力(一例为2.0MPa)以下时，所述吸气控制阀11设为全开，且进行将所述发动机50的转速设为额定转速(一例为1900min^-1)的全负载运转，当所述储气罐60内的压力超过所述基准压力上升时，开始将所述吸气控制阀11节流，并开始降低所述发动机50的转速，当达到比所述基准压力更高的无负载运转压力(一例为2.1MPa)时，所述吸气控制阀11设为全闭，且进行将所述发动机50的转速设为规定的无负载转速的无负载运转，并且当所述储气罐60内的压力降低到小于所述无负载运转压力时，开始打开所述吸气控制阀11，并开始增加所述发动机50的转速，当降低到所述基准压力以下时，再次进行上述全负载运转，在所述容量控制装置2中设有无负载转速设定机构323，所述无负载转速设定机构能够改变所述无负载转速，与所述压缩机主体40的喷出气体温度或润滑油温度在规定温度以上时采用的所述无负载转速(第一转速：一例为1100min^-1)相比，将小于所述规定温度时采用的所述无负载转速设定为规定的更高的转速(第二转速：一例为1200min^-1)。

另外，在上述结构的发动机驱动型压缩机1中，还设有在所述发动机50启动时关闭所述吸气控制阀11的启动控制装置20，并设有运转模式切换机构322，所述运转模式切换机构使在启动后进行启动运转，所述启动运转保持关闭所述吸气控制阀11的状态将所述发动机50的转速维持在规定的启动转速(一例为1000min^-1)，并运转直至所述发动机50的暖机完成，在所述启动运转完成后，转移到执行所述容量控制的通常运转。

按照以上说明的本发明的结构，本发明的发动机驱动型压缩机1能够实现以下的显著效果。

通过能够改变所述容量控制时的所述无负载转速，并且与所述压缩机主体40的喷出气体温度或润滑油温度在规定温度(一例为60℃)以上时采用的所述无负载转速(第一转速：一例为1100min^-1)相比，将小于所述规定温度时采用的所述无负载转速(第二转速：一例为1200min^-1)设定为规定的更高的转速，由此即使在未充分进行压缩机主体的暖机的情况下，也能够防止发动机驱动型压缩机1在向从启动运转转移到通常运转之后的、第二次以后的全负载运转转移时发动机50停转。

即，对于发动机驱动型压缩机1向从启动运转转移到通常运转之后的、第二次以后的全负载运转转移来说，在压缩机主体40的背压高的状态下进行向全负载运转的转移，此时若压缩机主体40的暖机不充分，则由于与润滑油粘度增加相伴产生的负载增加，导致发动机50在开始增速动作之后马上受到高负载而停转。

但是，在本发明的结构中，相对于压缩机主体40的暖机完成情况下采用的无负载转速(一例为1100min^-1)，发动机50的转速已经增加到规定的更高的转速(一例为1200min^-1)，因此即使是由于向全负载运转的转移而使增速初期的发动机50受到比较高负载的情况下，也能够很好地防止发动机50停转。

尤其是，在进行规定的启动运转并进行了发动机50的暖机之后，通过转移到执行上述容量控制的通常运转，能够更可靠地防止伴随向第二次以后的全负载运转转移而发生的发动机50的停转。

附图说明

图1是本发明的发动机驱动型压缩机的说明图。

图2是控制器的功能框图。

图3是表示本发明的发动机驱动型压缩机的各部分动作的时序图。

图4是现有发动机驱动型压缩机的说明图，(A)是整体图，(B)是容量控制装置部分的放大图。

附图标记说明

1发动机驱动型压缩机

2 容量控制装置

10 吸气控制装置

11 吸气控制阀

111 箱体(阀箱)

112 气密室(缸体)

113 闭阀受压室

114 辅助受压室(弹簧室)

114a 弹簧

115 吸入流道

115a 阀座

116 阀体

116a 阀轴

117 套筒

118 端板

119 受压体(活塞)

119a 活塞杆

12 控制流道

13 压力调节阀

20 启动控制装置

21 强制闭阀流道

22 电磁阀

23 吸排气流道

24 吸引流道

25 放气流道

26 电磁切换阀

30 速度控制装置

31 发动机控制器单元(ECU)

32 控制器

321 发动机运转状态判定机构

322 运转模式切换机构

323 无负载转速设定机构

324 运转模式选择机构

325 电磁阀控制机构

326 发动机速度指令机构

40 压缩机主体

41 吸气口

50 发动机

60 储气罐

61 止回阀

62 喷出流道

63 油冷却器

64 供油流道

65 压力检测机构

66 温度检测机构

700 发动机驱动型压缩机

710 吸气控制阀

711 压缩机主体

713 储气罐

716 发动机

717 调节器

720 调节器柄

721 调速器柄

722 卸载器柄

725 配管

730 气缸

具体实施方式

下面，参照附图对执行本发明控制方法的发动机驱动型压缩机1的结构例进行说明。

〔发动机驱动型压缩机的整体构造〕

图1中的附图标记1是本发明的发动机驱动型压缩机，该发动机驱动型压缩机1包括压缩机主体40、驱动上述压缩机主体40的发动机50、贮存由上述压缩机主体40喷出的压缩气体的储气罐60，并在将压缩机主体40喷出的压缩气体贮存于储气罐60内之后，通过止回阀61供给至连接有未图示的空气工作机等的消耗侧。

在本发明作为控制对象的发动机驱动型压缩机1中，作为压缩机主体40搭载有为了对压缩作用空间进行润滑、冷却及密封而将润滑油与被压缩气体一同压缩的油冷式螺杆压缩机，压缩机主体40通过将与润滑油一同喷出的压缩气体暂时导入储气罐60内，对压缩气体与润滑油进行气液分离，并将分离润滑油后的压缩气体供给到消耗侧，同时将回收到储气罐60内的润滑油通过具有油冷却器63的供油流道64再次向压缩机主体40供给，从而能够循环使用润滑油。

〔容量控制装置〕

在如上构成的发动机驱动型压缩机1中，为了能够向消耗侧供给稳定压力的压缩气体，进行容量控制，即根据储气罐60内的压力变化来控制压缩机主体40的吸气，并控制发动机50的转速。

为了进行此种容量控制，在图示的发动机驱动型压缩机1设有：对压缩机主体40的吸气口41进行开闭控制的吸气控制装置10；由控制发动机50的转速的速度控制装置30构成的容量控制装置2。

(1)吸气控制装置

上述的吸气控制装置10根据储气罐60内的压力变化来对压缩机主体40的吸气口41进行开闭控制，在本实施方式中，此种吸气控制装置10包括：对压缩机主体40的吸气口41进行开闭的、图示例中为常开(normally open)型的吸气控制阀11、将该吸气控制阀11的闭阀受压室113与储气罐60连通的控制流道12、及对上述控制流道12进行开闭的压力调节阀13。

其中的压力调节阀13利用其一次侧的压力进行开闭动作，当储气罐60内的压力在该压力调节阀13的工作开始压力即规定的基准压力P2(一例为2.0MPa)以下时关闭控制流道12，当超过上述基准压力P2并上升时开始打开上述控制流道12，当储气罐60内的压力达到无负载运转压力P3(一例为2.1MPa)时使控制流道12全开。

此外，在上述吸气控制装置10的结构组成中，吸气控制阀11向闭阀受压室113导入储气罐60内的压缩气体，由此进行闭阀动作，对压缩机主体40的吸气口41进行开闭控制，在图示的实施方式中，利用在其箱体(阀箱)111内形成的空间，形成与压缩机主体40的吸气口41连通的吸入流道115，并且在该吸入流道115内设置的阀座115a上落位阀体116，由此能够堵塞吸入流道115，从而堵塞压缩机主体40的吸气口41。

该阀体116在图示例中是在圆盘状的阀体116安装有阀轴116a的所谓“伞型阀”，在箱体111内形成的圆筒状套筒117内***阀轴116a的状态下，通过使阀体116沿该套筒117的轴线方向进退移动，能够使阀体116在落位于阀座115a的闭阀位置和从阀座115a离开的开阀位置之间移动。

为了能够使此种阀体116移动，在吸气控制阀11的阀箱111中，通过上述套筒117与吸入流道115连通的缸体112形成为与上述套筒117同轴。

对于该缸体112，在套筒117***有阀轴116a的状态下，通过由端板118闭塞与上述套筒117形成侧相反一侧的端部而构成气密室，该气密室即缸体112内通过与阀轴116a的另一端连结的受压体119在本实施方式中借助活塞而分割成二室，在上述端板118与活塞(受压体)119之间形成有吸气控制阀11的闭阀受压室113，并且隔着活塞119在与上述闭阀受压室113相反的一侧形成有辅助受压室114。

在图示的结构中，为了将吸气控制阀11保持为常开(normally open)型，在上述辅助受压室114内收纳有将活塞119向闭阀受压室113侧按压的弹簧114a。

通过此种结构，当未向闭阀受压室113导入压缩气体时，吸入流道115保持全开，通过向闭阀受压室113导入压缩气体，能够使吸入流道115节流或者关闭。

另外，在本发明的发动机驱动型压缩机1中，作为对压缩机主体40的吸气口41进行开闭的上述吸气控制阀11，并不限于图1所示的结构，可以采用已知的各种结构。

在如上构成的吸气控制装置10中，若储气罐60内的压力在上述压力调节阀13的工作开始压力即基准压力P2以下，压力调节阀13处在关闭状态，其结果，储气罐60内的压缩气体不导入吸气控制阀11的闭阀受压室113，常开型的吸气控制阀11使吸入流道115设为全开，压缩机主体40进行将最大量的压缩气体向储气罐60喷出的全负载运转。

若消耗侧的压缩气体的消耗量减少，或者消耗停止等，储气罐60内的压力超过上述基准压力P2并上升，则压力调节阀13开始打开，开始向吸气控制阀11的闭阀受压室113导入压缩气体，随着储气罐60内的压力上升而使压力调节阀13的开度相应地增加，吸气控制阀11使吸入流道115节流，由此进行减少向储气罐60喷出的压缩气体量的减量运转。

之后，若储气罐60内的压力进一步上升并达到无负载运转压力P3，则压力调节阀13变为全开，而吸气控制阀11变为全闭，转移到停止向储气罐60喷出压缩气体的无负载运转。

另一方面，若消耗侧的压缩气体再次开始消耗等、使储气罐60内的压力低于无负载运转压力，则吸气控制阀11开始打开吸入流道115，进行增加向储气罐60喷出的气体量的增量运转，若再次低于基准压力P2以下，则压力调节阀13关闭，停止向吸气控制阀11的闭阀受压室113导入压缩气体，吸气控制阀11将吸入流道115设为全开，再次开始向储气罐60喷出最大量压缩气体的全负载运转。

如此，根据储气罐60内的压力变化来控制压缩机主体40的吸气，并改变向储气罐60喷出的压缩气体量，从而储气罐60内的压力被控制为接近基准压力P2(一例为2.0MPa)。

(2)速度控制装置

如上所述，在本发明的发动机驱动型压缩机1中，作为容量控制，与控制压缩机主体40吸气的上述吸气控制一同进行控制发动机50的转速的速度控制，其中发动机50驱动压缩机主体40，因此，本发明的发动机驱动型压缩机1设有用于进行该速度控制的速度控制装置30。

利用该速度控制进行如下控制：当储气罐60内的压力为基准压力P2(一例为2.0MPa)以下且吸气控制阀11变为全开的上述全负载运转时，发动机50的转速以容量控制时转速范围内的最高值即额定转速(一例为1900min^-1)运转，当储气罐60内的压力达到无负载运转压力P3(一例为2.1MPa)且吸气控制阀11将压缩机主体40的吸气口41设为全闭的上述无负载运转时，发动机50以容量控制时转速范围的最低值即无负载转速(本实施方式中为1100min^-1或1200min^-1的任一个)运转，当进行上述减量运转或增量运转时，根据储气罐60内的压力，使转速在额定转速(一例为1900min^-1)和无负载转速(本实施方式中1100min^-1或1200min^-1)之间无级变化。

在以搭载有利用电子控制装置即发动机控制单元(ECU)31来控制燃料喷射量等电子控制式发动机50的发动机驱动型压缩机1作为控制对象的本实施方式中，利用该ECU31和根据压力检测机构65检测到的储气罐60内的压力变化(图示的例子中压力调节阀13的二次侧的控制流道12内的压力变化)向上述ECU31输出速度指令的电子控制装置即控制器32，来实现上述速度控制装置30。

但本发明中作为控制对象的发动机驱动型压缩机1也可搭载有如参照图4说明的、利用调速器柄来控制发动机转速的机械控制式的发动机，在该情况下，也可设置利用储气罐内的压力来操作调速器柄的调节器，或在该调节器设置导入储气罐内压缩气体的控制流道等而构成的机械式速度控制装置。

在本发明的发动机驱动型压缩机1中，根据压缩机主体40的喷出气体温度或润滑油温度来改变上述无负载转速的设定，在图示的实施方式中，设置用于检测压缩机主体40的喷出流道62内温度的温度检测机构66，根据该温度检测机构66的检测信号，控制器32监视压缩机主体40的喷出气体温度，并相对于在该喷出气体温度为规定温度(一例为60℃)以上情况下应用的无负载转速(第一转速：一例为1100min^-1)而言，将不足上述规定温度(一例为60℃)的情况下应用的无负载转速(第二转速：一例为1200min^-1)设定为规定的更高转速。

另外，在本实施方式中，作为无负载转速，对在规定温度(60℃)以上时应用的第一转速(1100min^-1)和不足规定温度(60℃)时应用的第二转速(1200min^-1)这两种转速之间进行切换的结构进行说明，但无负载转速也可随着喷出气体温度或润滑油温度变低而有级或者无级地增加。

此外，在图示的结构中，将上述温度检测机构66设置于压缩机主体40的喷出流道62，并根据喷出气体温度来改变无负载转速的设定，但例如也可将上述温度检测机构66设置于能够检测出储气罐60内的润滑油温度的位置，并根据该温度检测机构检测到的润滑油温度来改变无负载转速的设定。

如上所述，为了将根据压缩机主体40的喷出气体温度来改变无负载转速的设定、且根据储气罐60内的压力使发动机50的转速在设定的无负载转速与额定转速之间变化的、控制信号能够向发动机50的ECU31输出，上述控制器32存储规定的程序，并通过执行该程序，如后所述，在控制器32中实现如下机构：无负载转速设定机构323，其根据温度检测机构66检测到的喷出流道62内的温度来改变无负载转速的设定；以及发动机速度指令机构326，其根据压力检测机构65检测到的储气罐60内的压力变化向发动机50的ECU31输出速度控制信号。

〔启动控制装置〕

本发明的发动机驱动型压缩机1，在执行上述容量控制的通常运转开始之前，进行启动运转，即关闭压缩机主体40的吸气口41，在降低负载的状态下启动发动机50，并且维持关闭该吸气口41的状态且以规定的启动转速(一例为1000min^-1)运转直至发动机50的暖机完成，在该启动运转结束后，转移到上述通常运转。

为了降低启动时的负载，本实施方式中设置用于将储气罐60与吸气控制阀11的闭阀受压室113之间连通的强制闭阀流道21和对该强制闭阀流道21进行开闭的电磁阀22，在由上述电磁阀22打开强制闭阀流道21的状态下启动发动机50，从而发动机50启动时，储气罐60与吸气控制阀11的闭阀受压室113之间绕过压力调节阀13而连通，由此利用与发动机50的启动动作相伴的压缩机主体40旋转所产生的储气罐60内的些许压力上升，能够在紧接着启动动作开始之后的比较早的时期内使吸气控制阀11闭阀，由此能够在降低负载的状态下启动发动机50。

因此，在该结构中，利用上述强制闭阀流道21、对强制闭阀流道21进行开闭的电磁阀22、及输出对上述电磁阀22的开闭进行控制的控制信号的后述控制器32来构成启动控制装置20。

优选的是，作为启动控制装置20的结构，还设置：吸排气流道23，其一端与上述吸气控制阀11的辅助受压室114连通；吸引流道24，其一端与吸气控制阀11的二次侧的吸入流道115连通；及放气流道25，其一端向大气开放(图示例中通过吸气控制阀11的一次侧的吸入流道115向大气开放)，并且设置将上述吸排气流道23的另一端与上述吸引流道24的另一端或上述放气流道25的另一端中任一个选择性连通的电磁切换阀26，利用电磁切换阀26的操作，在使吸排气流道23与吸引流道24连通的状态下启动发动机50，由此伴随发动机50的启动动作，利用压缩机主体40开始吸气而产生的吸入流道115内的负压，借助吸引流道24及吸排气流道23将辅助受压室114内形成为负压，从而能够进一步加快吸气控制阀11的闭阀动作，在发动机50的启动动作开始后，能够在更早时期内实现降低负载。

〔控制器〕

对发动机50的ECU31的速度指令的输出、及控制设置在各流道的电磁阀22或电磁切换阀26动作的控制信号的输出，如上述那样由电子控制装置即控制用的控制器32进行，并利用该控制器32执行上述的启动运转、从启动运转向通常运转的切换、及通常运转时的无负载转速的设定和转速控制。

为执行上述各控制，在控制器32的存储机构(未图示)预先存储规定的程序，并利用该程序的执行，在控制器32中实现用于执行上述各控制所需要的、发动机运转状态判定机构321、运转模式切换机构322、及无负载转速设定机构323。

其中的发动机运转状态判定机构321根据来自发动机50上设置的转速检测机构、冷却水温检测机构、油压检测机构(未图示)及交流发电机的发电电压/电流检测机构(未图示)的检测信号、以及由控制器32中内置的计时器(未图示)计数的计数时间来判定发动机50的运转状态，作为发动机50的运转状态，判定启动待机状态、启动状态、及暖机完成。

其中的启动待机状态是将发动机驱动型压缩机1的主开关设为ON并开始向各部分通电，不过仍是发动机50尚未启动的状态，启动状态是使启动马达旋转而使发动机启动的状态，进而，当满足规定的暖机完成条件时判定为暖机完成，在本实施方式中，发动机启动后，当经过第一规定时间(一例为30秒)后且发动机的冷却水温度变为规定的暖机完成温度(一例为10℃)以上，或者发动机启动后，经过第二规定时间(一例为120秒)时，判定暖机完成。

运转模式切换机构322按照由上述发动机运转状态判定机构321判定的判定结果，将发动机驱动型压缩机1的运转模式切换到执行上述启动运转的启动运转模式或执行通常运转的通常运转模式中的任一个，该运转模式切换机构322作为一例如图2所示还包括：运转模式选择机构324，按照发动机运转状态判定机构321的判定结果，选择是否成为上述某一运转模式；电磁阀控制机构325，按照上述运转模式选择机构324的选择结果，输出用于控制电磁阀22、电磁切换阀26的动作的控制信号，其中电磁阀22、电磁切换阀26对与吸气控制阀11的闭阀受压室113和辅助受压室114连通的各流道进行开闭；发动机速度指令机构326，根据运转模式的选择结果和由后述的无负载转速设定机构323设定的无负载转速，并按照压力检测机构65检测到的储气罐60内的压力变化，将速度指令输出到发动机50的ECU31。

上述运转模式选择机构324在发动机运转状态判定机构321判定为启动待机状态之后，至判定暖机完成之前，选择基于启动负载降低模式的运转，并当发动机运转状态判定机构321判定暖机完成时，选择向基于通常运转模式的运转转移。

上述电磁阀控制机构325在运转模式选择机构324选择的运转模式为启动运转模式时，向电磁阀22和电磁切换阀26输出控制信号(控制信号包括无信号，因此控制信号的输出包括信号输出停止)，打开电磁阀22，使储气罐60与吸气控制阀11的闭阀受压室113之间通过强制闭阀流道21连通，并且将电磁切换阀26设为A位置，使吸气控制阀11的辅助受压室114与吸入流道115通过吸排气流道23及吸引流道24连通。

另一方面，若运转模式选择机构324选择通常运转模式，则关闭电磁阀22，切断借助强制闭阀流道21形成的储气罐60与吸气控制阀11的闭阀受压室113之间的连通，并且将电磁切换阀26设为B位置，将吸气控制阀11的辅助受压室114通过吸排气流道23和放气流道25向大气开放。

此外，上述的发动机速度指令机构326在从发动机50启动至向通常运转模式进行转移之前的启动运转时，以使发动机50达到规定的启动转速(一例为1000min^-1)的方式向ECU31输出速度指令，在通常运转模式下运转时，根据对储气罐60内的压力变化进行检测(图示例中在压力调节阀13的二次侧检测储气罐60内的压力变化)的压力检测机构65的检测压力，以使发动机50的转速在后述无负载转速设定机构323所设定的无负载转速(一例为1100min^-1或1200min^-1)和额定转速(一例为1900min^-1)之间变化的方式将速度指令输出到ECU31。

另外，在本实施方式中，虽然通过将上述启动转速(1000min^-1)设定为比无负载转速更低的转速，来实现降低启动运转(暖机运转)时的燃料消耗量，但该启动转速也可设为无负载转速以上的转速，作为一例也可设定为1100min^-1。

进而，无负载转速设定机构323设定在转移到通常运转后执行的上述容量控制时、作为发动机50的转速范围下限值的无负载转速，根据来自压缩机主体40的喷出流道上设置的温度检测机构66的检测信号，若压缩机主体40的喷出气体温度在规定温度(一例为60℃)以上，则将第一转速(一例为1100min^-1)设定为无负载转速，若小于规定温度，则相对于上述第一转速，将规定的更高转速即第二转速(一例为1200min^-1)设定为无负载转速。

〔动作说明等〕

对于如上构成的本发明的发动机驱动型压缩机1，从启动运转模式下的启动至基于通常运转模式的运转之前的一系列动作参照图3所示的时序图进行如下说明。

(1)基于启动运转模式的启动

当将发动机驱动型压缩机1的主开关从OFF(停止)位置(T0)切换到ON位置时(T1)，开始向构成发动机驱动型压缩机1的发动机50、控制器32等控制装置类、各检测机构或仪表盘等进行通电，控制器32的发动机运转状态判定机构321判定发动机50为处于等待启动状态的启动待机状态。

根据发动机运转状态判定机构321的判定结果，运转模式选择机构324选择启动运转模式作为运转模式，电磁阀控制机构325根据该选择结果，向电磁阀22及电磁切换阀26输出控制信号，打开电磁阀22(维持在打开状态)，并打开强制闭阀流道21(维持在打开状态)，并且将电磁切换阀26设在A位置(参照图1)，使吸排气流道23与吸引流道24连通，等待发动机50的启动。

如此，在等待发动机50启动的状态下，吸气控制阀11的闭阀受压室113与辅助受压室(弹簧室)114内的压力均为大气压(表压0MPa)，因此仅弹簧114a的施加力作用于受压体(活塞)119，受压体119被向图1中纸面左侧按压，吸气控制阀11变为全开状态。

此外，运转模式切换机构322的发动机速度指令机构326根据运转模式选择机构324的选择，向ECU31输出将发动机50的转速设为规定的启动转速(一例为1000min^-1)的速度指令。

如此，当从等待发动机50启动的状态，开始向启动马达(未图示)通电并使发动机50启动时(T2)，伴随由启动马达产生的发动机50的旋转，与发动机50的输出轴连结的压缩机主体40也开始旋转。

此时，由于吸气控制阀11处于全开的状态，在启动马达作用下与发动机50一同旋转的压缩机主体40，开始被压缩气体的吸入和压缩。

如此一来，由于压缩机主体40开始吸气，被吸引到压缩机主体40内的被压缩气体在压缩机主体40内被压缩并喷出，从而储气罐60内的压力相对于大气压略微上升，并且通过强制闭阀流道21与储气罐60连通的吸气控制阀11的闭阀受压室113内的压力也上升。

此外，由于压缩机主体40开始吸入，吸入流道115变为负压，则与该吸入流道115通过吸引流道24及吸排气流道23连通的辅助受压室(弹簧室)114内也变为负压。

其结果，由于闭阀受压室113内的压力上升，并且辅助受压室(弹簧室)114内变为负压，所以在吸气控制阀11的气密室(缸体)112内设置的受压体(活塞)119上，同时作用有来自闭阀受压室113侧的加压和来自辅助受压室114侧的吸引力，在两者叠加效果的作用下，其向图1中纸面右方移动，施加使阀体116向阀座115a落位的闭阀方向的力。

其结果，在本发明的结构中，与仅向闭阀受压室113导入压缩气体而使吸气控制阀11闭阀的情况相比，用于使吸气控制阀11全闭所需的储气罐60内的压力可以是更低的压力，且利用压缩机主体40开始旋转之后的些许压力上升能够马上关闭吸气控制阀11，例如在基于启动马达作用下的发动机的旋转中使吸气控制阀11变小，优选关闭，从而能够大幅度降低处于脱离启动马达并开始独立运转的启动之后、最不稳定运转状态的发动机50的负载，并能够顺利地进行从低转区域向启动转速(1000min^-1)的提升。

(2)从启动运转模式向通常运转模式的转移

如上所述，若在降低负载的状态下启动发动机后经过第一规定时间(一例为30秒)(T3)且发动机的冷却水温度达到规定温度(10℃)以上(T4)，或者从发动机50启动起经过第二规定时间(120秒)，则发动机运转状态判定机构321判定发动机50的暖机完成。

图3中例示了在经过第一规定时间(30秒)之后、经过第二规定时间(120秒)之前，冷却水温变为规定温度(10℃)以上而进行了暖机完成判定的情况的一例。

如此，当发动机运转状态判定机构321判定发动机50的暖机完成时(T4)，运转模式切换机构322的运转模式选择机构324选择通常运转模式作为运转模式，之后，直到将主开关操作至OFF(停止)位置并停止发动机驱动型压缩机1之前，都进行基于通常运转模式的运转。

按照选择该通常运转模式，电磁阀控制机构325向电磁阀22及电磁切换阀26输出控制信号，关闭电磁阀22并关闭强制闭阀流道21，并且将电磁切换阀26切换到B位置，使吸排气流道23与放气流道25连通，将吸气控制阀11的辅助受压室114向大气开放。

由此，基于由吸气控制阀11、控制流道12及压力调节阀13构成的吸气控制装置10开始压缩机主体40的吸气控制。

在从启动运转向通常运转转移时(T4)，由于储气罐60内的压力在压力调节阀13的工作开始压力即基准压力P2以下，因此不向吸气控制阀11的闭阀受压室113导入储气罐60内的压缩气体，随着向通常运转的转移，常闭型的吸气控制阀11变为全开(T4)。

此外，通过向通常运转转移，无负载转速设定机构323根据来自温度检测机构66的检测信号开始监视压缩机主体40的喷出气体温度，在喷出气体温度为规定温度(60℃)以上的情况下，将第一转速(1100min^-1)设定为无负载转速，并且在不足上述规定温度(60℃)的情况下，相对于第一转速将规定的更高的转速即第二转速(1200min^-1)设定为无负载转速。

此外，发动机速度指令机构326通过由运转模式选择机构324选择的通常运转模式，结束基于启动转速(1000min^-1)的、以恒定转速进行的启动运转，并根据压力检测机构65检测到的储气罐60内的压力变化(图示例中压力调节阀13二次侧的控制流道12内的压力变化)进行速度控制，向ECU31输出速度指令，使发动机50的转速在由上述无负载转速设定机构323设定的无负载转速(1100min^-1或1200min^-1)和额定转速(1900min^-1)之间无级改变。

在从启动运转模式转移到通常运转模式时刻(T4时刻)的储气罐60内的压力P1是比基准压力P2更低的低压，用于检测压力调节阀13的二次侧压力的压力检测机构65由于压力调节阀13处在闭阀状态，因此检测到储气罐60内的压力为基准压力以下，根据来自该压力检测机构65的检测信号，发动机速度指令机构326向ECU31输出将发动机的转速设为额定转速(1900min^-1)的速度指令。

此外，由于压力调节阀13在基准压力P2以下也处在闭阀状态，因此不向吸气控制阀11的闭阀受压室113导入储气罐60内的压力，从而吸气控制阀11维持全开状态并进行全负载运转，由此储气罐60内的压力开始上升。

当储气罐60内的压力上升并超过基准压力P2时(T6)，压力调节阀13开始打开，吸气控制阀11开始节流，并且发动机速度指令机构326根据压力检测机构65的检测信号，输出将发动机50的转速从额定转速(1900min^-1)向无负载转速减速的速度指令，当储气罐60内的压力达到无负载运转压力P3时(T7)，吸气控制阀11变为全闭，发动机速度指令机构326向ECU31输出速度指令，将发动机50的转速设为由无负载转速设定机构323设定的无负载转速。

利用与从启动运转向通常运转转移一同进行的、最初的全负载运转，压缩机主体40压缩被压缩气体并喷出，因此在图3所示的例子中由于此时的压缩热导致压缩机主体40的喷出气体温度暂时上升到规定温度(60℃)以上(T5－T9之间)。

因此，无负载转速设定机构323将此期间(T5―T9之间)的无负载转速设定为第一转速(1100min^-1)，且与之对应地将发动机的转速暂时降低到第一转速(1100min^-1)(T7)。

但是，在外部气温低的寒冷时节，关闭吸气控制阀11并停止被压缩气体的压缩和喷出，并且若通过供油流道64导入储气罐60内未升温的润滑油，则压缩机主体40被再次冷却，压缩机主体40的喷出气体温度再次降低到不足规定温度(60℃)(T9)。

若接收到该喷出气体温度降低的信息，则无负载转速设定机构323将第二转速(1200min^-1)设定为无负载转速，发动机速度指令机构326向ECU31输出将发动机50的转速上升到由该无负载转速设定机构323设定的第二转速(1200min^-1)的速度指令，使发动机的转速增速到第二转速(1200min^-1)。

如此，将发动机50设为规定的高转速(1200min^-1)，且与启动运转时不同，压缩机主体40在施加有比较高的背压的状态下运转，因此即使在关闭吸气口41的状态下进行的无负载运转时，压缩机主体40上也施加有负载而进行暖机。

其结果，虽然是无负载运转中但压缩机主体40被逐渐暖机，其喷出气体温度上升，当喷出气体温度达到规定温度(60℃)以上时(T10)，无负载转速设定机构323将第一转速(1100min^-1)设定为无负载转速，发动机速度指令机构326向ECU31输出将发动机50的转速设为第一转速(1100min^-1)的速度指令。

如此，在压缩机主体40暖机不充分的情况下，通过将无负载转速设为规定的较高的第二转速(1200min^-1)，即使在充分进行压缩机主体40的暖机之前，亦即在润滑油处于高粘度状态、负载增大的状态下，并且压缩机主体40进行向受到高背压的第二次以后的全负载运转转移的情况下，当向全负载运转转移时，由于发动机50的转速上升到第二转速(1200min^-1)，因此发动机能够很好地随动于伴随向全负载运转转移产生的负载增加，从而能够很好地防止停转。

另外，在图示的实施方式中，对从向通常运转转移后马上根据压缩机主体40的喷出气体温度来设定无负载转速的结构进行了说明，但无负载转速的设定也可例如在向通常运转的转移后、到经过规定时间(例如10秒)之前采用第二转速(1200min^-1)，之后根据压缩机主体40的喷出气体温度将第一转速和第二转速中的任一个设定为无负载转速。

Claims (4)

1.一种发动机驱动型压缩机的控制方法，所述发动机驱动型压缩机包括：压缩机主体，其是将被压缩气体与润滑油一同压缩并喷出的油冷式螺杆压缩机；发动机，驱动所述压缩机主体；吸气控制阀，控制所述压缩机主体的吸气；及储气罐，贮存与所述润滑油一同由所述压缩机主体喷出的压缩气体，

所述发动机驱动型压缩机的控制方法的特征在于，

进行容量控制：当所述储气罐内的压力在预先设定的基准压力以下时，所述吸气控制阀设为全开，且进行将所述发动机的转速设为额定转速的全负载运转，当所述储气罐内的压力超过所述基准压力上升时，开始将所述吸气控制阀节流，并开始降低所述发动机的转速，当达到比所述基准压力更高的无负载运转压力时，所述吸气控制阀设为全闭，且进行将所述发动机的转速设为比所述额定转速低的规定的无负载转速的无负载运转，并且当所述储气罐内的压力降低到小于所述无负载运转压力时，开始打开所述吸气控制阀，并开始增加所述发动机的转速，当降低到所述基准压力以下时，再次进行上述全负载运转，

能够改变所述容量控制中的所述无负载转速，与所述压缩机主体的喷出气体温度或润滑油温度在规定温度以上时采用的所述无负载转速相比，将小于所述规定温度时采用的所述无负载转速设定为规定的更高的转速。

2.根据权利要求1所述的发动机驱动型压缩机的控制方法，其特征在于，

在关闭所述吸气控制阀的状态下启动所述发动机并且进行启动运转，所述启动运转保持关闭所述吸气控制阀的状态将所述发动机的转速维持在规定的启动转速，并运转直至所述发动机的暖机完成，

在该启动运转完成后，转移到执行所述容量控制的通常运转。

3.一种发动机驱动型压缩机，其包括：压缩机主体，其是将被压缩气体与润滑油一同压缩并喷出的油冷式螺杆压缩机；发动机，驱动所述压缩机主体；吸气控制阀，控制所述压缩机主体的吸气；及储气罐，贮存与所述润滑油一同由所述压缩机主体喷出的压缩气体，

所述发动机驱动型压缩机的特征在于，

设置有进行容量控制的容量控制装置，所述容量控制中，当所述储气罐内的压力在预先设定的基准压力以下时，所述吸气控制阀设为全开，且进行将所述发动机的转速设为额定转速的全负载运转，当所述储气罐内的压力超过所述基准压力上升时，开始将所述吸气控制阀节流，并开始降低所述发动机的转速，当达到比所述基准压力更高的无负载运转压力时，所述吸气控制阀设为全闭，且进行将所述发动机的转速设为比所述额定转速低的规定的无负载转速的无负载运转，并且当所述储气罐内的压力降低到小于所述无负载运转压力时，开始打开所述吸气控制阀，并开始增加所述发动机的转速，当降低到所述基准压力以下时，再次进行上述全负载运转，

在所述容量控制装置中设有无负载转速设定机构，所述无负载转速设定机构能够改变所述无负载转速，与所述压缩机主体的喷出气体温度或润滑油温度在规定温度以上时采用的所述无负载转速相比，将小于所述规定温度时采用的所述无负载转速设定为规定的更高的转速。

4.根据权利要求3所述的发动机驱动型压缩机，其特征在于，

还设有在所述发动机启动时关闭所述吸气控制阀的启动控制装置，并且还设有运转模式切换机构，所述运转模式切换机构使在启动后进行启动运转，所述启动运转保持关闭所述吸气控制阀的状态将所述发动机的转速维持在规定的启动转速，并运转直至所述发动机的暖机完成，在所述启动运转完成后，转移到执行所述容量控制的通常运转。