JPH09209949A - スクリュー圧縮機及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吐出圧力の設定値を下げた場合において、使
用空気量が従来の定格空気量を越えても吐出圧力の低下
が生じないスクロール圧縮機を提供する。 【解決手段】 本スクリュー圧縮機は、この圧縮機本体
３を駆動するモータ２と、このモータ２の回転数を制御
するインバータ１と、圧縮機本体３の吐出空気の圧力を
検出する圧力センサ７と、この圧力センサ７の圧力検出
値に基づいてインバータ１の動作を制御して圧縮機本体
３の吐出空気量を加減する回転数制御装置８と、圧縮機
本体３から吐出される吐出空気圧力の所望の基準値とな
る吐出圧力設定値を定める吐出圧力設定装置１０と、そ
の吐出圧力設定値に応じてモータ２の最高回転数を定め
る最高回転数制御装置９とを備えている。 【効果】 スクロール圧縮機を駆動するモータの能力を
最大限発揮できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吐出圧力を調整す
ることができる圧縮機及びその制御方法に関し、特に、
吐出圧力の低下を防ぐのに好適なスクリュー圧縮機及び
その制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のスクリュー圧縮機及びその制御
方法としては、例えば特開平６−２００８８６号公報に
記載の技術がある。従来のスクリュー圧縮機は、空気を
圧縮する圧縮機本体と、この圧縮機本体を駆動するモー
タと、このモータの回転数を制御するインバータを備
え、さらに、圧縮機本体から吐出される吐出空気の圧力
を検出する吐出空気圧力検出手段と、その圧力検出値を
モータに帰還する情報伝達手段とを備え、その圧力検出
値に基づいてモータの回転数を制御して圧縮機の吐出空
気量を加減する機能を備えていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来のスクリュー圧縮機では、吐出空気圧力検出手段の設
定圧力値を変化させても圧縮機の最高回転数が固定され
ているので、圧縮機の出力側における使用空気量が定格
空気量を越えた場合に、その圧縮機の吐出圧力が必要と
なる設定圧力よりも低下してしまう事態が生じていた。

【０００４】例えば、圧縮機の吐出圧力についての設定
圧力値が０.８３ＭＰａの場合と０.５９ＭＰａの場合と
においても圧縮機の最高回転数は同一値となっている。
このために、吐出圧力の設定圧力値を下げた場合におい
て、圧縮機動力が軽減しモータの負荷に余裕が生じる
（設定圧力値が０.８３ＭＰａの場合と０.５９ＭＰａの
場合では圧縮機動力は約２０％軽減する）のに対して、
圧縮機の吐出空気量の最大値は、ほぼ同一である。

【０００５】これらにより、従来のスクリュー圧縮機で
は、使用空気量が所定の空気量を越えた場合には、圧縮
機を駆動するモータの能力に余裕があるにもかかわら
ず、圧縮機の吐出圧力が設定圧力以下に低下してしまっ
ていた。

【０００６】そこで本発明は、圧縮機の吐出圧力の設定
値を下げた場合において、圧縮機出力側の使用空気量が
従来の定格値を超えて増大しても、圧縮機の能力を最大
限に発揮することができて、圧縮機の吐出圧力の低下を
防止するスクリュー圧縮機及びその制御方法を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のスクリュー圧縮
機は、空気を圧縮する圧縮機本体と、この圧縮機本体を
駆動するモータと、このモータに所望の電力を供給して
そのモータの回転数を制御するインバータと、前記圧縮
機本体から吐出される吐出空気の圧力を検出する吐出空
気圧力検出手段と、この吐出空気圧力検出手段の圧力検
出値に基づいて前記インバータの動作を制御して前記圧
縮機本体の吐出空気量を加減する回転数制御装置とを有
するスクリュー圧縮機において、前記圧縮機本体から吐
出される吐出空気圧力の所望の基準値となる吐出圧力設
定値を定める吐出圧力設定装置と、前記吐出圧力設定値
に応じて前記モータの最高回転数を定める最高回転数制
御装置とを有することを特徴とする。

【０００８】ここで、最高回転数制御装置は、吐出圧力
設定値に略反比例させてモータの最高回転数を定めるこ
とが好ましい。

【０００９】これらにより、本スクリュー圧縮機は、吐
出圧力設定値を低く設定すれば低いほど、モータの最高
回転数、すなわち圧縮機本体を駆動するモータの回転数
の上限を高い値にする。

【００１０】このことは、本スクリュー圧縮機は、吐出
圧力設定値を低く設定した場合において、その低圧吐出
空気についての需要が増大したときには、モータの回転
数を従来のスクリュー圧縮機よりも高くすることができ
ることを意味する。すなわち、本スクリュー圧縮機は、
モータの定格などを増大させることなく、低圧吐出空気
の吐出量を従来のものより増大させることができ、モー
タなどのもつ能力をより最大限に発揮させることができ
る。

【００１１】また、本発明のスクリュー圧縮機の制御方
法は、圧縮機本体を駆動するモータと、このモータに所
望の電力を供給してそのモータの回転数を制御するイン
バータと、前記圧縮機本体から吐出される吐出空気の圧
力を検出する吐出空気圧力検出手段と、この吐出空気圧
力検出手段の圧力検出値に基づいて前記インバータの動
作を制御して前記圧縮機本体の吐出空気量を加減する回
転数制御装置とを有するスクリュー圧縮機の制御方法に
おいて、前記圧縮機本体から吐出される吐出空気圧力の
所望の基準値となる吐出圧力設定値に応じて、前記モー
タの最高回転数を定める制御をすることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１３】図１は、本発明の実施の形態に係るスクリ
ュー圧縮機の系統図である。本スクリュー圧縮機は、空
気を圧縮する圧縮機本体３と、この圧縮機本体３を駆動
するモータ２と、このモータ２に所望の電力を供給して
そのモータ２の回転数を制御するインバータ１と、圧縮
機本体３から吐出される吐出空気の圧力を検出する吐出
空気圧力検出手段である圧力センサ７と、この圧力セン
サ７の圧力検出値に基づいてインバータ１の動作を制御
して圧縮機本体３の吐出空気量を加減する回転数制御装
置８とを備えている。

【００１４】さらに、本スクリュー圧縮機は、圧縮機本
体３から吐出される吐出空気圧力の所望の基準値となる
吐出圧力設定値を定める吐出圧力設定装置１０と、その
吐出圧力設定値に応じてモータ２の最高回転数を定める
最高回転数制御装置９とを備えている。なお、本スクリ
ュー圧縮機は、以下に説明するオイルセパレータ、エア
クーラ５及び吐出配管６も備えている。

【００１５】次に、本スクリュー圧縮機の動作について
説明する。まず、インバータ１から電力を供給されてモ
ータ２が回転し、このモータ２の回転により圧縮機本体
３が駆動される。

【００１６】そして、圧縮機本体３によって所定の圧力
まで圧縮された空気は、圧縮工程で混入された潤滑油と
ともに、オイルセパレータ４に入る。ここで潤滑油と分
離された圧縮空気は、エアクーラ５及び吐出配管６を経
て外部へと吐出される。

【００１７】吐出配管６に設けられた圧力センサ７は、
圧縮空気の圧力を検出しその検出値を回転数制御装置８
へとフィードバックする。回転数制御装置８は、圧縮空
気の需要機器使用空気量に応じた運転回転数を演算し、
その値に基づいてインバータ１を制御してモータ２の回
転数を制御する。

【００１８】ここで、運転回転数の制御範囲は、吐出圧
力設定装置１０により設定された圧力に基づき、あらか
じめ最高回転数制御装置９内に設定された回転数を上限
とする。

【００１９】図２は、本スクリュー圧縮機における運転
可能範囲を吐出圧力設定値と回転数比によって示したグ
ラフである。このグラフ上に示す台形の内部が運転可能
な範囲である。例えば、吐出圧力設定値が定格値０.８
３ＭＰａでの最高回転数を１００％とすると、吐出圧力
設定値を下げるに従い最高回転数の上限を大きくさせて
いる。

【００２０】すなわち、最高回転数制御装置９は、吐出
圧力設定値に略反比例させてモータの最高回転数を定て
いる。

【００２１】この例では、吐出圧力設定値を下げ、０.
５９ＭＰａとした場合に、最高回転数は、前述の０.８
３ＭＰａ時に比べ１２０％の回転数となる。

【００２２】一方、従来のスクリュー圧縮機では、吐出
空気圧力検出手段の設定圧力値を変化させても圧縮機の
最高回転数が固定されているので、例えば、圧縮機の吐
出圧力設定値が０.８３ＭＰａの場合と０.５９ＭＰａの
場合とにおいても圧縮機の最高回転数は同一値となり、
設定圧力値が０.５９ＭＰａの場合には、モータ２の最
高回転数が本スクリュー圧縮機よりも２０％低い値に抑
えられてしまう。

【００２３】すなわち、本スクリュー圧縮機の動作範囲
は、図２における点ａ，ｂ，ｃ，ｄで囲まれる台形の範
囲であるのに対し、従来のスクリュー圧縮機の動作範囲
は、図２における点ａ，ｊ，ｃ，ｄで囲まれる長方形の
範囲しかない。

【００２４】これらにより、本スクリュー圧縮機は、需
要機器の使用空気量に応じて圧縮機本体の回転数を制御
しているスクリュー圧縮機において、吐出圧力設定値に
応じた最高回転数を設定することにより、定格圧力より
低い圧力を設定した場合には、モータの負荷容量の範囲
内で、定格空気量以上の空気量が得られ、定格空気量を
越えた場合に発生する吐出圧力の低下を防止することが
できる。なお、ここで、定格値というのは、製品仕様で
の代表値である。

【００２５】図３は、本スクリュー圧縮機における最高
回転数制御装置９の動作特性の一例を示すグラフであ
る。このグラフに示すように、吐出圧力設定値Ｐと最高
回転数比ｘとの関係は、 Ｐ＝ａｘ＋ｂ という数式で表せる。ここで、定数ａは、設定圧力の定
格値に応じて決まる値であり、定数ｂは、設定圧力値の
下限値に応じて決まる値である。

【００２６】また、吐出圧力設定値Ｐと最高回転数比ｘ
との関係は、上記数式に限定されるものではなく、例え
ば、各種の吐出圧力設定値Ｐとそのそれぞれに対応する
最高回転数比ｘとの関係を示すデータをメモリなどに予
め設定しておいてもよい。

【００２７】図４は、最高回転数制御装置９の動作特性
の具体例を示すグラフであり、設定圧力の定格値を０．
８３ＭＰａ、下限値を０．５９ＭＰａとしている。これ
より、吐出圧力設定値Ｐと最高回転数比ｘとの関係は、 Ｐ＝−０．０１２５ｘ＋２．０８ という数式で表せる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、圧
縮機の動作範囲が広いので、圧縮機の吐出圧力設定値を
下げた場合において、圧縮機出力側の使用空気量が従来
の定格値を超えて増大しても、圧縮機の能力を最大限に
発揮することができて、圧縮機の吐出圧力の低下を防止
することができるスクリュー圧縮機を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るスクリュー圧縮機の
系統図である。

【図２】本発明の実施の形態に係るスクリュー圧縮機に
おける運転可能範囲を示すグラフである。

【図３】本発明の実施の形態に係る最高回転数制御装置
の動作特性の一例を示すグラフである。

【図４】本発明の実施の形態に係る最高回転数制御装置
の動作特性の具体例を示すグラフである。

【符号の説明】

１ インバータ ２ モータ ３ 圧縮機本体 ４ オイルセパレータ ５ エアクーラ ６ 吐出配管 ７ 圧力センサ ８ 回転数制御装置 ９ 最高回転数制御装置 １０ 吐出圧力設定装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気を圧縮する圧縮機本体と、この圧縮
   機本体を駆動するモータと、このモータに所望の電力を
   供給してそのモータの回転数を制御するインバータと、
   前記圧縮機本体から吐出される吐出空気の圧力を検出す
   る吐出空気圧力検出手段と、この吐出空気圧力検出手段
   の圧力検出値に基づいて前記インバータの動作を制御し
   て前記圧縮機本体の吐出空気量を加減する回転数制御装
   置とを有するスクリュー圧縮機において、前記圧縮機本
   体から吐出される吐出空気圧力の所望の基準値となる吐
   出圧力設定値を定める吐出圧力設定装置と、前記吐出圧
   力設定値に応じて前記モータの最高回転数を定める最高
   回転数制御装置とを有することを特徴とするスクリュー
   圧縮機。
2. 【請求項２】 請求項１記載のスクリュー圧縮機におい
   て、最高回転数制御装置は、吐出圧力設定値に略反比例
   させてモータの最高回転数を定めることを特徴とするス
   クリュー圧縮機。
3. 【請求項３】 圧縮機本体を駆動するモータと、このモ
   ータに所望の電力を供給してそのモータの回転数を制御
   するインバータと、前記圧縮機本体から吐出される吐出
   空気の圧力を検出する吐出空気圧力検出手段と、この吐
   出空気圧力検出手段の圧力検出値に基づいて前記インバ
   ータの動作を制御して前記圧縮機本体の吐出空気量を加
   減する回転数制御装置とを有するスクリュー圧縮機の制
   御方法において、前記圧縮機本体から吐出される吐出空
   気圧力の所望の基準値となる吐出圧力設定値に応じて、
   前記モータの最高回転数を定める制御をすることを特徴
   とするスクリュー圧縮機の制御方法。
4. 【請求項４】 請求項３記載のスクリュー圧縮機の制御
   方法において、吐出圧力設定値に略反比例させてモータ
   の最高回転数を定めることを特徴とするスクリュー圧縮
   機の制御方法。