JP5222900B2 - スクリュー圧縮機の運転方法 - Google Patents
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Description
1.動力の低減が不十分である。
2.圧縮機の吐出圧力は仕様圧力のまま、吸込圧力が低下するため全負荷時に比較して給油量が増加する。低速回転時に給油量が増加すると運転動力、必要駆動トルクの増大を招き、低速回転域で駆動トルクが低下するインバータ駆動機では、インバータのトリップ等が生じる恐れがある。
3.圧縮機の吐出圧力が仕様圧力かそれより上昇した状態で圧縮機の仕事量が軽減されるため、相対的に上オイルクーラの能力が上昇して圧縮機への給油温度が低下する。これに伴い、圧縮機の吐出温度が低下し、オイルセパレータ内でのドレンの発生の可能性が高くなる。
そしてこの特徴において、例えば、圧縮機を無負荷運転に切替えるときの吐出圧力の上限値をP1、圧縮機を前記最低回転数での吸込み絞り弁を開く運転である負荷運転に切替えるときの吐出圧力の下限値をP2、回転数制御運転の設定圧力をP0としたときに、前記容量制御手段は、P1>P0、P2>=P0にP1およびP2を設定する;回転数制御手段は、負荷の減少により圧縮機が自動停止する際に、前記設定圧力P0に対しP3>P0となるP3まで圧力を上昇させてから停止させる;回転数制御手段は、圧縮機を再起動させる圧力をP4とするとき、P4>=P0となるよう制御する;圧縮機の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段を圧縮機の吐出側に設けるとともに、回転数制御における設定圧力(P0)と、容量制御の上限圧力(P1)と下限圧力(P2)と、自動停止させる圧力(P3)と、自動停止後の再起動圧力(P4)とを記憶する記憶手段と、吐出圧検出手段により検出された検出圧力に基づいて回転数制御手段と容量制御手段の作動を切替える切替え手段と、記憶手段に記憶されたP0、P1、P2、P3、P4の値を変更可能にする入力手段とを設けた;回転数制御における設定圧力(P0)と、容量制御の上限圧力(P1)と下限圧力(P2)と、自動停止させる圧力(P3)と、自動停止後の再起動圧力(P4)とを記憶する記憶手段と、設定圧力(P0)に基づいて各設定圧力(P1,P2,P3,P4)を演算設定する圧力設定手段とを備える;吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段を設け、この吐出圧力検出手段が検出した吐出圧力に基づいて回転数制御手段が回転数制御するとともに、この吐出圧力検出手段が検出した吐出圧力に基づいて、予め定めた負荷より低負荷で容量制御手段を作動させることが望ましい。
このように構成した実施形態においては、例えば、圧縮機の定格吐出空気量の100%から30%の範囲で電動機をインバータを用いて制御し、圧縮機の回転数を変化させて容量制御する。空気の使用量が30%以下に低下したときには、圧縮機の回転数を30%負荷時の回転数(下限回転数)に固定する負荷運転と、圧縮機の吐出圧力を減圧する無負荷運転を繰り返す制御を行なうので、消費動力が著しく低減される。
また、例えば無負荷運転が10分間続いた場合に圧縮機を自動停止する。または例えば10%以下の負荷領域では圧縮機を自動停止するように設定する。
また、負荷が減少し、例えば空気の使用量が30%以下に低下したときに圧縮機の回転数を設定値(下限回転数)に保持し、さらに空気の使用量が減少したときにも下限周波数での運転を継続する。そして、回転数制御領域での設定圧力をP0としたとき、P1>P0となる圧力P1に圧縮機の吐出圧力が到達すれば、圧縮機の吐出圧力を減圧して無負荷運転に入るようにしている。また、圧縮機に自動停止機能があるときにも、上記方法を実施する。
さらに、無負荷運転から負荷運転に復帰させる圧力P2(下限圧力)を、上記設定圧力P0以上の圧力にする。そして、空気使用量が圧縮機の定格吐出空気量の100%から30%の場合には回転数を制御し、設定圧力P0付近で一定圧力となるように運転する。一方、空気使用量が30%以下の場合には、P1>P2>=P0となるP1とP2の圧力間で、空気使用量に応じて無負荷運転と下限回転数での負荷運転を繰り返す。
空気使用量がさらに減少して、圧縮機が自動停止する条件が整ったときには、下限回転数における負荷運転の期間を設け、前述した設定圧力P0に対しP3>P0となるP3まで圧力が上昇してから圧縮機を停止させる。空気の消費が始まって圧力がP4>=P0となるP4まで低下すると、圧縮機を再起動させる。
なお、圧力センサーを用いて、前記P1、P2、P3、P4等の圧力を検出するとともに、各設定圧力を記憶装置に記憶させてもよい。各設定圧力P1−P4は、圧力P0が設定されると自動的に演算装置により演算され、設定されるものであってもよい。また、設定値を手動で変更する入力手段を備えていてもよい。これにより、各設定圧力を適正に設定できるとともに設定値の変更が容易になる。
以下、本発明の実施の形態を、いくつかの実施例について図面を用いて説明する。
(1)低回転数になると、電動機16と一体的に設けられた冷却ファン16aの回転数も同時に低下し、電動機を冷却できず、電動機コイル温度が所定温度範囲を越える、
(2)圧縮機12への給油をオイルセパレータ5とスクリュー圧縮機12の内部の差圧を利用して行うため、低回転数になってスクリュー圧縮機の吐出し空気量が大幅に減少しても給油量は減少せず、スクリュー圧縮機内部で油の液圧縮が発生し過負荷状態となる、という不具合を生じる。
下という条件を満足している。次に、停止可能な圧力P2の条件は、P2>=P1である。
つまり、P1=P2まではロード運転し、P1=P2になったらアンロード運転に切り替えるから、このアンロード運転への切り替わり時からP0に圧力が降下するまでの時間を計算し、この時間が所定時間以上であれば停止させ、所定時間以内であればロード運転となるように制御装置を作動させる。ロード運転へ復帰させる圧力P3は、P3=<P0である。また、運転停止後に再起動させるための圧力P4は、P4=P0−0.098MPa=0.59MPaとする。
そこで、P1=P0+(0.07/P0)MPaで表されるような各仕様に適合した経験式を圧縮機の制御装置が有する記憶手段に記憶させておく。つまり、各圧縮機の圧力設定にあわせて、仕様に応じた式を演算式を記憶させることにより、P0の入力のみで、各設定圧力を自動的に決定できる。なお、この実施例では各設定圧力間の関係を演算式で与えたが、離散的な値を補間して用いても良い。また、この関係式を記憶手段に記憶させているが、フロッピー(登録商標)ディスクのような外部記憶手段に記憶させたものを用いてもよい。
P1=P3=P0+(0.07/P0)Mpa
P2=P4=P0
の式を用いて設定し、予め記憶手段に格納し、通常はP0だけを変化させる。この場合、運転圧力を簡単に変更できる。
Claims (1)
- インバータを用いた電動機により駆動される変速運転が可能なスクリュー圧縮機の運転方法において、
前記圧縮機の回転数を変化させて負荷の変化に対応する回転数制御運転と、この回転数制御運転で用いる下限回転数に前記圧縮機の回転数を設定するとともに、前記スクリュー圧縮機から吐出された圧縮空気を大気に放気して吐出圧力を減圧する無負荷運転と、を備え、
予め定められた所定負荷より低負荷時には、前記回転数制御運転の下限回転数に設定した負荷運転と前記無負荷運転とを繰り返し、
負荷が減少して前記圧縮機の回転数が回転数制御運転の下限回転数に設定された後、前記回転数制御運転の設定圧力P0に対し、P1>P0に設定された圧力値P1に到達している場合には前記無負荷運転を行い、この無負荷運転の時間が所定時間以上継続した場合には、あるいは、前記無負荷運転と前記負荷運転との時間比率が所定割合を超えた場合には、圧縮機の自動停止条件が整ったとして強制的に負荷運転を行い、前記圧縮機の吐出圧力を回転数制御領域での目標設定圧力P0に対しP3>P0となるP3まで圧力を上昇させ、
次いで圧縮機を停止させ、圧縮機を再起動させる圧力P4を回転数制御領域での目標設定圧力P0に対しP4>=P0に設定したことを特徴とするスクリュー圧縮機の運転方法。
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