JPH11201069A - スクリュ圧縮機の吐出圧力制御方法 - Google Patents
スクリュ圧縮機の吐出圧力制御方法Info
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Abstract
ングの発生を防止し、かつ応答性に優れたスクリュ圧縮
機の吐出圧力制御方法を提供する。 【解決手段】 容量調節用のスライド弁2と、吐出流路
3を開度調節可能なバイパス弁4を介して吸込流路5に
連通させるバイパス流路6を備えたスクリュ圧縮機の吐
出圧力制御方法において、バイパス弁開度と規定開度と
の偏差の絶対値が所定値よりも大きい場合は大きい勾配
の、上記絶対値が所定値よりも小さい場合は小さい勾配
のゲイン曲線に従い、演算されたスライド弁位置目標値
に基づき、スライド弁2を、吐出ガス消費量が減少する
場合には、無負荷状態に向けて、吐出ガス消費量が増大
する場合には、全負荷状態に向けて、移動させるように
制御するようにしてある。
Description
ンに供給する燃料ガスの圧縮に好適なスライド弁付きス
クリュ圧縮機の吐出圧力制御方法に関するものである。
節弁(バイパス弁)を介在させたバイパス流路による応
答の速い制御と、スライド弁による応答は遅いが、部分
負荷特性に優れた制御とを併用したスライド弁付きスク
リュ圧縮機が公知である(特公平3-3078号公報)。この
圧縮機では、吐出圧力の変動を、まずバイパス弁の開度
を変えることにより調節し、この開度が予め設定した範
囲を超える場合には、続いて吐出圧力を一定に保ちつ
つ、上記バイパス弁の開度が上記範囲内に収まるように
スライド弁の開度(位置)をタイマーを用いて間欠的に
一定速度で調節する制御が行われる。
縮機の吐出圧力制御では、相互に干渉し易いスライド弁
による容量制御とバイパス流路による容量制御が併用さ
れている。このため、この吐出圧力制御の場合、外乱に
よりハンチングが生じ易いが、このハンチングはバイパ
ス弁制御の不感帯を広げることにより防止できる。しか
しながら、この不感帯を広げる程、バイパス量が増え、
エネルギーロスが増大するという問題が生じる。本発明
は、斯る従来の問題点をなくすことを課題としてなされ
たもので、エネルギーロスを最小限に抑えつつ、ハンチ
ングの発生を防止し、かつ応答性に優れたスクリュ圧縮
機の吐出圧力制御方法を提供しようとするものである。
に、第1発明は、容量調節用のスライド弁と、吐出流路
を開度調節可能なバイパス弁を介して吸込流路に連通さ
せるバイパス流路を備えたスクリュ圧縮機の吐出圧力制
御方法において、バイパス弁開度と規定開度との偏差の
絶対値が所定値よりも大きい場合は大きい勾配の、上記
絶対値が所定値よりも小さい場合は小さい勾配のゲイン
曲線に従い、演算されたスライド弁位置目標値に基づ
き、スライド弁を、吐出ガス消費量が減少する場合に
は、無負荷状態に向けて、吐出ガス消費量が増大する場
合には、全負荷状態に向けて、移動させるように制御す
るようにした。
近くに達すると、上記ゲイン曲線の勾配をより増大させ
るようにした。
にしたがって説明する。図1は、本発明に係る吐出圧力
の制御方法が適用されるスクリュ圧縮機を示したもので
ある。図において1は、スクリュ圧縮機本体を示し、こ
の圧縮機本体1は容量調節用の周知のスライド弁2を備
えている。また、圧縮機本体1の吐出流路3から分岐し
て、圧力調節弁、即ちバイパス弁4を経由し、圧縮機本
体1の吸込流路5に合流するバイパス流路6が設けられ
ており、バイパス弁4の開度を変えることにより、吐出
流路3から吸込流路5に圧縮ガスを流量調節可能に戻せ
るようになっている。圧縮機本体1の吐出口とバイパス
流路6の分岐点との間の吐出流路3の部分には、吐出圧
力PV1を検出して、この検出圧力PV1と予め入力された圧
力設定値SV1との間の圧力偏差ε1(ε1=SV1−PV1)に
基づきバイパス弁操作量を示すバイパス弁開度信号MV1
を出力する圧力調節計7が設けてある。
ンロッド先端部に一体作動可能に取り付けられており、
この油圧シリンダ8は図示しない油圧ポンプ、油圧タン
クを含む油圧回路に接続した方向制御弁9に接続されて
いる。なお、図示する例では、この方向制御弁9とし
て、4ポート3位置電磁式切換弁を採用している。ま
た、油圧シリンダ8には、スライド弁2の位置を検出し
て、検出位置信号FBを出力する位置検出器10が取り付
けてあり、検出位置信号FBは、方向制御弁8を作動させ
るE/Eポジショナ11に入力されている。
パス弁4の駆動部4aに入力され、バイパス弁4の開度
調節用として使われる一方、このバイパス弁開度信号MV
1は、制御装置12にも入力される。制御装置12に
は、予めバイパス弁規定開度SV2が入力されており、図
2における開度偏差ε2(ε2=MV1−SV2)とスライド弁
位置目標値を示す位置目標値信号MV2とのノンリニアな
関係を示すゲイン曲線Iにしたがって、位置目標値信号
MV2がE/Eポジショナ11に入力される。このバイパ
ス弁規定開度SV2は、バイパス弁4の開度を最小にする
値、例えば、バイパス弁4の開度を5〜10%となるよ
うに設定されている。制御装置12における演算の基礎
となるゲイン曲線Iは、開度偏差ε2の絶対値が大きい
場合には、大きな勾配を有し、上記絶対値が小さい場合
には、小さい勾配を有するものである。
検出位置信号FBと位置目標値信号MV2との間の位置偏差
ε3(ε3=MV2−FB)と評価値Vとの関係を示す曲線に
基づき、方向制御弁10のソレノイドに対して操作信号
を出力する。即ち、評価値がV=1の場合は、スライド
弁2を全負荷状態に向かう方向に作動させるロード信号
を出力し、V=−1の場合は、スライド弁2を無負荷状
態に向かう方向に作動させるアンロード信号を出力し、
V=0の場合は、スライド弁2を現状の位置に固定する
中立信号を出力する。なお、図3に示す曲線は、位置偏
差ε3の絶対値が予め設定した範囲に収まる場合には、
バイパス弁4の開度が正常範囲内にあるとして、スライ
ド弁2を固定したままにし、位置偏差ε3が上記設定し
た範囲から正の方向に外れた場合には、スライド弁2を
全負荷状態に向かう方向に作動させることにより、、バ
イパス弁4の開度を最小になるようにし、位置偏差ε3
が上記設定した範囲から負の方向に外れた場合には、ス
ライド弁2を無負荷状態に向かう方向に作動させること
により、バイパス弁4の開度を最小にするようにし、エ
ネルギーロスを減らすようにしたものである。
と、減少してゆく場合とで、位置偏差ε3に対する評価
値Vが−1から0、0から1、或いはその逆に変化する
位置偏差ε3の値を異ならせてあるのは、方向制御弁9
のハンチングを防ぐための従来周知の手法を採用したも
のである。なお、図2では、開度偏差ε2の絶対値が小
さい、g1,g2で示すギャップの部分では、勾配をゼロ
にしてあるが、本発明はこれに限定するものではなく、
図2におけるゲイン曲線IIのように上記ギャップの部分
で勾配を設けてもよい。また、このゲイン曲線Iの上記
ギャップの部分の両側の部分の勾配は、定常状態では、
系を安定させるために実線で示すものとし、大きな外乱
を受ける場合には、スライド弁2の追従性が悪い点を考
慮して、図2において二点鎖線IIIで示すように勾配を
大きくするのが好ましい。
は、応答性のよいバイパス弁4の開度調整だけで対応で
きるが、吐出ガスの消費量が増大してゆく場合には、バ
イパス弁4の開度は最小になっているため、バイパス弁
4による調整幅は狭く、スライド弁2による迅速な制御
が必要になる。即ち、スライド弁2を最大速度で作動さ
せる必要がある。吐出ガス消費量が増大すると、吐出圧
力の低下を防ぐために、圧力調節計7からのバイパス弁
開度信号MV1は、バイパス弁4を全閉させるように変化
し、バイパス弁4が全閉近く、例えば99%以上閉鎖さ
れた状態で、上述した大きな外乱に対する対応策として
図2におけるゲイン曲線Iに代えて、ゲイン曲線IIIを
選択する。この結果、スライド弁2の応答性が改善され
る。
4による調節幅の狭い、吐出ガス消費量が増大する場
合、スライド弁2を一定速度ではなく、バイパス弁4が
最小弁開度に達した後、スライド弁2の制御のゲインを
増大させて制御するようにしてある。このため、この圧
縮機の吐出圧力制御において、エネルギーロスを最小限
に抑えつつ、ハンチングの発生を防止し、かつ応答性を
向上させる得るようになっている。なお、制御装置12
における演算の基となるノンリニアなゲイン曲線で示さ
れる開度偏差ε2と位置目標値信号MV2との関係は、原点
から近い部分は小さな勾配、原点から離れた部分は大き
な勾配である点は維持しつつ、適宜変更可能にしておく
のが好ましい。
明によれば、容量調節用のスライド弁と、吐出流路を開
度調節可能なバイパス弁を介して吸込流路に連通させる
バイパス流路を備えたスクリュ圧縮機の吐出圧力制御方
法において、バイパス弁開度と規定開度との偏差の絶対
値が所定値よりも大きい場合は大きい勾配の、上記絶対
値が所定値よりも小さい場合は小さい勾配のゲイン曲線
に従い、演算されたスライド弁位置目標値に基づき、ス
ライド弁を、吐出ガス消費量が減少する場合には、無負
荷状態に向けて、吐出ガス消費量が増大する場合には、
全負荷状態に向けて、移動させるように制御するように
してある。このため、容量調節用のスライド弁と、吐出
流路を開度調節可能なバイパス弁を介して吸込流路に連
通させるバイパス流路を備えたスクリュ圧縮機の吐出圧
力制御において、エネルギーロスを最小限に抑えつつ、
ハンチングの発生を防止し、かつ応答性を向上させるこ
とが可能になるという効果を奏する。
が全閉近くに達すると、上記ゲイン曲線の勾配をより増
大させるようにしてある。このため、第1発明による効
果に加えて、バイパス弁が全閉近くとなり、バイパス弁
による開度調節の余裕がない状態にあっても、上記ゲイ
ン曲線の勾配の増大により、スライド弁の移動速度が増
大させられているので、第1発明の場合と同等の適正な
吐出圧力制御が保たれるという効果を奏する。
全体構成を示す図である。
位置目標値信号MV2とのノンリニアな関係を示す図であ
る。
の位置偏差ε3と評価値Vとの関係を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 容量調節用のスライド弁と、吐出流路を
開度調節可能なバイパス弁を介して吸込流路に連通させ
るバイパス流路を備えたスクリュ圧縮機の吐出圧力制御
方法において、バイパス弁開度と規定開度との偏差の絶
対値が所定値よりも大きい場合は大きい勾配の、上記絶
対値が所定値よりも小さい場合は小さい勾配のゲイン曲
線に従い、演算されたスライド弁位置目標値に基づき、
スライド弁を、吐出ガス消費量が減少する場合には、無
負荷状態に向けて、吐出ガス消費量が増大する場合に
は、全負荷状態に向けて、移動させるように制御するこ
とを特徴とするスクリュ圧縮機の吐出圧力制御方法。 - 【請求項2】 上記バイパス弁が全閉近くに達すると、
上記ゲイン曲線の勾配をより増大させることを特徴とす
る請求項1に記載のスクリュ圧縮機の吐出圧力制御方
法。
Priority Applications (3)
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-
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- 1998-01-19 JP JP00769398A patent/JP3429999B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-01-15 GB GBGB9900977.1A patent/GB9900977D0/en not_active Ceased
- 1999-01-18 DE DE19901721A patent/DE19901721A1/de not_active Ceased
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Also Published As
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DE19901721A1 (de) | 2000-07-27 |
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