JP5739420B2 - 送出量を制御する方法および送出量制御機能を備える往復動圧縮機 - Google Patents
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Description
特許文献3は、往復動圧縮機の送出量を制御するためのさらなる装置を開示している。この装置の欠点は、圧縮側に用いられる圧縮機弁が厳しい応力要件を有するということにある。
多量の送出流量、即ち最大送出量の約100%〜80%の範囲内の送出量に関しては、連続可変逆流調整法が用いられる。ただし、クランク回転の全てのサイクルを逆流調整法によって調整するのではなく、例えば1回または2回のサイクルにおいて、吸入弁が自動的に(即ち、制御されずに)作動しても良い。この方法において、アンローダはあまり必要とされないため、寿命がより長くなり、量を調整すること自体には、少ないエネルギーを用いるだけで良いという利点がある。
少量の送出流量、すなわち最大送出量の約50%〜0%の範囲内の送出量では、吸入弁の閉止体は、数回のサイクル中、例えば1回または2回のサイクルにおいて、休止調整法によって開放されて維持される。他のサイクルに関しては、吸入弁は自動で作動しても良く、さらに、必要に応じて逆流調整法を用いることもできる。
図1は、制御可能な弁1の縦断面図を示し、制御可能な弁1は、圧縮機ハウジング4を備え、その内部に吸入弁5が配置され、吸入弁5の位置はアンローダ6によって制御され、アンローダ6は、圧縮機ハウジング4の外部に配置された制御デバイス2によって、連結ロッドの形態を有する連結手段7を介して作動される。
制御デバイス2は、有利な実施形態において、アンローダ6の行程Aおよび速度Cを調整する適応フィードフォワード制御を実施する。
Claims (23)
- 自動式吸入弁(5)の閉止体(5b)の移動を、クランク回転のサイクルの少なくとも一部にわたって、制御デバイス(2)により駆動されるアンローダ(6)によって制御して、往復動圧縮機の送出量を制御する方法であって、
前記方法は、連続可変逆流調整法を備え、該連続可変逆流調整法によると、前記クランク回転のサイクルの第1区間(K1)の間、前記アンローダ(6)は、前記閉止体(5b)に接触するように配置されて、前記閉止体(5b)が閉鎖されることを防止し、かつ前記クランク回転のサイクルの第2区間(K2)の間、前記アンローダ(6)は、前記閉止体(5b)から離間する方向に戻るように駆動されて、前記閉止体(5b)は閉鎖され、
前記方法は、休止調整法をさらに備え、該休止調整法によると、前記アンローダ(6)は、前記クランク回転のサイクルの全体の間、前記閉止体(5b)が閉鎖されることを防止し、
前記送出量は、連続可変逆流調整法および休止調整法の少なくとも組み合わせによって調整され、
前記連続可変逆流調整法を用いる間、前記閉止体(5b)は、前記制御デバイス(2)および前記アンローダ(6)によって制御されて、前記往復動圧縮機の圧力弁(8)の閉止体(8b)が、少なくともクランク回転の所定の最低限の総開放角度(Kv)にわたって開放される方法。 - 少量の送出量のために、前記吸入弁(5)は、特定のサイクルの間、前記圧力弁(8)の閉止体(8b)が最低限以上の開放角度を有するように、休止調整法によって開放されて維持されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記所定の総開放角度(Kv)は、少なくとも10度であることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記吸入弁(5)は、前記往復動圧縮機の圧力弁(8)の閉止体(8b)が、上死点(OTP)および下死点(UTP)の前に、少なくともクランク回転の所定の角度範囲(Δ)にわたって開放されるように、前記制御デバイス(2)および前記アンローダ(6)によって制御されることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記所定の角度範囲(Δ)は、少なくとも10度であることを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 前記往復動圧縮機の圧縮空間内の圧力(P)の推移は、測定されること及び計算されることの少なくとも一方を実施され、前記圧力(P)の推移が、少なくともクランク回転の前記所定の総開放角度(Kv)にわたって、前記圧力弁(8)の開放圧力より高い圧力(P)を有するように、前記制御デバイス(2)は、クランク回転の少なくとも1つのサイクルにわたり、前記圧力(P)の推移に応じて、連続可変逆流調整法または休止調整法によって、前記アンローダ(6)を調節して、前記圧力弁(8)は、前記所定の総開放角度(Kv)にわたって、自動的に開放されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の方法。
- クランク回転の複数のサイクルの間、前記送出量は、連続可変逆流調整法のみによって、または休止調整法のみによって調整されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の方法。
- 多量の送出量のために、前記吸入弁(5)は、複数の連続するサイクルの間、自動的に駆動されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の方法。
- 種々の送出量が調整され、多量の送出量のために、前記吸入弁(5)は、特定のサイクルの間、自動的に駆動され、かつ特定のサイクルの間、連続可変逆流調整法により駆動され、中量の送出量のために、前記吸入弁(5)は、全てのサイクルの間、連続可変逆流調整法により駆動され、少量の送出量のために、前記吸入弁(5)は、特定のサイクルの間、休止調整法によって、連続的に開放されて維持され、かつ特定のサイクルの間、連続可変逆流調整法によって駆動されることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の方法。
- 所定回数のサイクルが終了するたびに、休止調整法によって調整が実施されることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記制御デバイス(2)は、前記アンローダ(6)を駆動する電磁石(2a)を備え、前記連続可変逆流調整法において、前記電磁石(2a)は、前記クランク回転の第1区間(K1)の間、前記アンローダ(6)を前記閉止体(5b)に接触させて配置して、前記閉止体(5b)が閉鎖されることを防止するように、制御され、かつ前記アンローダ(6)は、移動する閉止体(5b)が、前記吸入弁(5)上に配置される前に減速するように、前記クランク回転の第2区間(K2)において閉鎖される間、前記閉止体(5b)の移動を制御することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記制御デバイス(2)は、前記アンローダ(6)を駆動する駆動機構(2n)を備え、該駆動機構(2n)は、前記アンローダ(6)の移動を減衰させる調節可能な減衰機構(2o)を備え、前記連続可変逆流調整法において、前記駆動機構(2n)は、前記クランク回転の第1区間(K1)の間、前記アンローダ(6)を前記閉止体(5b)に接触させて配置して、前記閉止体(5b)が閉鎖されることを防止するように調節され、かつ前記アンローダ(6)は、移動する閉止体(5b)が、前記吸入弁(5)上に配置される前に減速されるように、前記クランク回転の第2区間(K2)において閉鎖される間、前記閉止体(5b)の移動を制御することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記吸入弁(5)上に配置されている間、前記閉止体(5b)は、0.1m/s未満の速度を有することを特徴とする請求項11又は12に記載の方法。
- 前記閉止体(5b)が配置された後において、前記クランク回転の第3区間(K3)の間、前記制御デバイス(2)は、前記アンローダ(6)を再度加速し、次に停止させて、前記アンローダ(6)を前記閉止体(5b)から離間させ、かつ前記アンローダ(6)を端部位置まで移動させる請求項11乃至13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記制御デバイス(2)は、前記アンローダ(6)の行程(A)および速度(C)を調整する適応フィードフォワード制御を実施することを特徴とする請求項11乃至14のいずれか一項に記載の方法。
- 送出量を調整する往復動圧縮機であって、前記往復動圧縮機は、前記往復動圧縮機の少なくとも1つの自動式吸入弁(5)上に配置されたアンローダ(6)と、前記アンローダ(6)を駆動するための制御デバイス(2)と、前記吸入弁(5)の閉止体(5b)とを備え、前記アンローダ(6)は、前記吸入弁(5)が前記往復動圧縮機の作動行程の制御可能な一部にわたって開放されるように、前記閉止体(5b)に作用する往復動圧縮機において、
前記制御デバイスは、連結手段(7)を介して前記アンローダ(6)に作用する駆動機構(2n)を備え、
前記制御デバイス(2)は連続可変逆流調整法を実施可能に構成され、連続可変逆流調整法において、前記アンローダ(6)は、クランク回転のサイクルの第1区間(K1)の間、前記閉止体(5b)に接触するように配置されて、前記閉止体(5b)が閉鎖されることを防止し、かつ前記アンローダ(6)は、前記クランク回転のサイクルの第2区間(K2)の間、前記閉止体(5b)から離間する方向に戻るように駆動されて、前記閉止体(5b)は閉鎖され、
前記制御デバイス(2)は、さらに、休止調整法を実施可能に構成され、休止調整法において、前記アンローダ(6)は、クランク回転の全サイクルの間、前記閉止体(5b)が閉鎖されることを防止し、
前記制御デバイス(2)は、前記アンローダ(6)が前記連続可変逆流調整法および前記休止調整法の2つの異なる方法によって作動させられるように構成され、前記連続可変逆流調整法を用いる間、前記閉止体(5b)は、前記制御デバイス(2)および前記アンローダ(6)によって制御されて、前記往復動圧縮機の圧力弁(8)の閉止体(8b)が、少なくともクランク回転の所定の最低限の総開放角度(Kv)にわたって開放されることを特徴とする往復動圧縮機。 - 前記駆動機構(2n)は、電磁石(2a)の形態を有することを特徴とする請求項16に記載の往復動圧縮機。
- 前記駆動機構(2n)は、駆動部(2w)および調節可能な減衰機構(2o)を備え、前記減衰機構(2o)は、前記駆動部(2w)の移動を減衰させるように構成されて、配置されることを特徴とする請求項16に記載の往復動圧縮機。
- 前記制御デバイス(2)は、前記往復動圧縮機の圧縮空間内の圧力(P)の推移を測定すること及び計算することの少なくとも一方を実施するための機構を備え、前記制御デバイス(2)は、自走方式、または逆流調整法、または休止調整法によって、前記アンローダ(6)を介して、前記閉止体(5b)を駆動して、圧力弁(8)を、総開放角度(Kv)にわたって、自動的に開放することを特徴とする請求項16乃至18のいずれか一項に記載の往復動圧縮機。
- 前記制御デバイス(2)は前記駆動機構(2n)の変位を検出するセンサ(2h)を備え、前記制御デバイス(2)は、前記閉止体(5b)が前記吸入弁(5)上に配置される前に減速するように、前記駆動機構(2n)、および前記アンローダ(6)を調節して、減速した速度で前記閉止体(5b)を前記吸入弁(5)上に配置することを特徴とする請求項16又は19に記載の往復動圧縮機。
- 調整機構(2i)は、前記アンローダ(6)の行程(A)および速度(C)の制御変数から前記電磁石(2a)の制御信号を生成するために、適応フィードフォワード制御機構を備えることを特徴とする請求項17に記載の往復動圧縮機。
- 前記電磁石(2a)は、移動可能な磁石固定具(2b)と、固定して配置された磁心(2c)と、磁気コイル(2d)とを備えたソレノイドであって、前記連結手段(7)は、前記磁石固定具(2b)に固定して連結され、前記磁石固定具(2b)は、前記連結手段(7)の延在方向に沿って移動可能に取り付けられることを特徴とする請求項17又は21に記載の往復動圧縮機。
- 前記減衰機構(2o)は電気的に調節可能であり、該減衰機構(2o)は、電気レオロジー液体または磁気レオロジー液体を備えることを特徴とする請求項18に記載の往復動圧縮機。
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