JPS5815793A - 圧縮機の無負荷運転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 り、特にサージング発生直前に生じる空気振動を検出し
て無負荷運転にすることにより、サージングの発生を未
然にしかも確実に防止し得るよう（こした圧縮機の無負
荷運転制御装置に関する。

サージングの発生を防止する方法として、圧縮機の吸入
側に設けられた吸入弁を閉じると共に、吐出側に圧気を
大気に開放すべく設けられた放風弁を開放して圧縮機を
無負荷運転にする方法が知られている。この方法によれ
ば、圧縮機【こ対する背圧を低下させることから、低圧
気消費量時（こおける圧縮機の動力消費量を可及的に低
減させることができるという利点を有する。

ところで、上記無負荷運転は吐出側に接続された負荷機
器の圧気消費量の減少に伴い、吸入側の吸入風量が減少
すると共に吐出側管路内の圧気の圧力が上昇することに
よって、サージングが惹起することから、これを防止す
べ〈実施されるのであり、サージング領域内への突入前
に実施されるのが望ましい。この場合、サージング領域
を予めコンピュータにインプットしておき、無負荷運転
を自動的に行うようにすることも考えられるが、上記サ
ージング領域は吸入弁の開度による吸入圧力の変化によ
って多様に変化することから、吸入圧力ととｌこインプ
ットしなければならず、操作が複雑で、コストアップを
余儀なくされる問題がある。

そこで、本発明者は、鋭意研究の結果、上記サージング
領域突入前（こ圧縮機吐出口に空気の微細な振動（プレ
サージ）が発生するという知見を得て、このプレサージ
を検出して無負荷運転にすれば、サージングの発生を極
めて容易に且つ確実に知り、これを未然に防止し得るこ
とを見出し、本発明を完成するに至ったものである。な
お、本発明者は先にサージングの発生直前を吐出流量か
ら検出してサージングの発生を未然に防止できるように
した圧縮機の容量制御方法及び装置（特開昭５３−１１
３３０６号）を提案したが、本発明はそれを更に簡単に
したものである。

本発明は、簡単な構成においてサージングの発生を未然
に防止することができ、もって定圧制御と負荷無負荷制
御とを組合わせた容量制御を容易に実施し得る圧縮機の
無負荷運転制御装置を提供することを目的とする。

以下に本発明の好適一実施例を添付図面に従つて詳述す
る。

第１図に示す如く、この圧縮機１の吸入側管路２の入口
には吸入される空気中の塵埃等を除去する吸入フィルタ
３が設けられ、この吸入フィルタ３と圧縮機１との間の
吸入側管路２には圧縮機１への吸気量を調節するための
吸入弁４か設けられている。この吸入弁４には、これを
開閉駆動するための駆動手段として流体圧あるいは電動
モータ等を駆動源とする吸入弁駆動器５が設けられ、こ
の吸入弁駆動器５は後述する圧力調整器６．空気振動検
出手段７または圧力スイッチ８からの作動信号によって
開閉操作されるよう構成されている。

具体的にいうと、吸入弁駆動器５は圧気調整器６からの
作動信号に応じて吸入弁４を連続的に開閉操作し、この
状態【こおいて空気振動検出手段７からの作動信号を受
けると優先的（こ吸入弁４を全閉にし、この全閉状態に
おいて圧力スイッチ８からの作動信号を受けると吸入弁
４を全開にするように構成されている。

一方、圧縮機１の吐出側管路９には、この管路９内の圧
気の圧力を検出すべく圧力調整器６１こ導かれた圧力検
出管１０が接続されると共番こ、管路９内の圧気を大気
に開放する抜気管１１が接続されている。

上記圧力調整器６は、図示しない圧力設定器を備え、こ
の設定器をこよって定められた希望吐出圧ＰＯと圧力検
出管１０を介して得られた実際の吐出圧Ｐとをフラッパ
機構等を介して比較し、その偏差を比例、積分等適宜演
算処理した後、これを補正するに要する作動信号を吸入
弁駆動器５ζこ発信するように構成されている。

上記抜気管１１にはこれを開閉する放風弁１２が介設さ
れ、この放風弁１２にはこれを空気振動検出手段７また
は圧力スイッチ６からの作動信号によって開閉駆動する
ための駆動手段として上記吸入弁駆動器５と同様の放風
弁駆動器１３．が設けられている。この放風弁駆動器１
３は通常放風弁１２を閉じた状態に保持しており、空気
振動検出手段７からの作動信号を受けると、放風弁１２
を全開にし、この全開状態において圧力スイッチ８から
の作動信号を受けると放風弁１２を閉じるように構成さ
れている。

ところで、空気振動検出手段７は、圧縮機１のサージン
グ発生直前に生じる空気振動（プレサージ）を検出する
もので、空気振動を拾うセンサ部７ａと、このセンサ部
７ａからの検出信号によりサージング発生直前にあるこ
とを検出して上記吸入弁駆動器５と放風弁駆動器１３と
に作動信号を同時に与える制御部７ｂとから構成され、
そのセンサ部７ａは第２図に示す如く圧縮機１の吐出口
１４内に臨ませて設けられている。なお、第２図中、１
５は圧縮機１の吸入口１６はインペラである。この検出
手段７は、例えばセンサ部７ａに歪ゲージを埋込み、空
気振動で共振するセンサ部７ａの共振による歪を電圧変
化として取出し、更にこの電圧変化を空気振動数に比例
したパルスとして取出すようにしたいわゆるパルス検出
センサからなり、プレサージの振動数を予め制御部７ｂ
に記憶しておくことによって、その振動数を検出したな
ら上記吸入弁駆動器５に閉の作動信号をかつ放風弁駆動
器１３に開の作動信号をそれぞれ与えるように構成され
ている。

また、上記抜気管１１より後流側の吐出側管路９には逆
止弁１７を介してレシーバタンク１８が接続され、この
レシーバタンク１８の後流側には負荷機器が接続される
。上記レシーバタンク１８には内部に蓄積した圧気の圧
力を検出する圧力スイッチ８が設けられ、この圧力スイ
ッチ８はレシーバタンク１８内の圧力が設定圧以下にな
った時に圧縮機１を負荷運転にすべく吸気弁駆動器５に
開の作動信号をかつ放風弁駆動器１３に閉の作動信号を
それぞれ与えるように構成されている。

次に、上記構成を基に、定圧制御プラス負荷無負荷制御
の実施（こついて述べる。

今、圧力調整器６を希望突出圧ｐｏに設定し、圧力スイ
ッチ８もこれより低圧の設定圧Ｐｎ　　に設定して、定
圧制御運転状態をこあるとする。Ｔｆ、にわち、希望突
出圧ＰＯを一定（こ保持すべく負荷機器の圧気消費量に
応じて吸気風量Ｑを自動的に調節する定圧制御がなされ
ている。この場合、第３図の運転制御曲線上のＡ点とＢ
点との間で制御が行なわれる。この状態で、負荷機器の
圧気消費量が減少し、これに伴って吸気風量Ｑが減少す
ることにより定圧制御しきれない範囲に至ると、ついに
はサージング領域に突入するようになる。このサージン
グ領域への突入寸前に、圧縮機１の吐出口１４に設けら
れたセンサ部γａを介して制御器７ｂはプレサージを検
出し、吸入弁駆動器５に吸入弁４を閉じる作動信号を与
えると共ｌこ放風弁駆動器１３（こ放風弁１２を開放す
る作動信号を与え、もって吸入弁４が閉じると共に放風
弁１２が開放して無負荷運転となる。この場合、第３図
においてＢ点で無負荷運転となり、吐出圧Ｐおよび吸気
風量Ｑは６点まで低減する。この無負荷運転が続く中で
、負荷機器の圧気の消費によりレシーバタンク１８内の
圧力が減って設定圧Ｐｎ　以下になると、圧力スイッチ
８が働いて吸入弁駆動器５に吸入弁］１ ５を開放する作動信号をかつ放風弁駆動器１３に放風弁
１２を閉じる作動信号が発せられ、圧縮機１は第３図（
こ０点で示す負荷運転に入る。この負荷運転によって吐
出１ｌｌｌｊ管路９内の圧力が増加して希望突出圧ＰＯ
に達すると、圧縮機１は上述した如き定圧制御運転に移
行する。

なお、定圧制御がなされている状態において、負荷機器
の圧気消費量が増大してレシーバタンク１８内の圧力が
設定圧Ｐｎ　以下になると、圧力スイッチ８が負荷運転
にすべく働くのであるが、この場合、放風弁１２は既に
閉じた状態にあるので、吸入弁４のみ全開に開放操作さ
れることになる。

しかして、定圧制御プラス負荷無負荷制御の複合容量制
御が極めて容易にかつ確実に実施されることになる。な
お、空気振動検出手段７のセンサ部７ａはマイクロホン
によって構成しても良い。

以上要するに、本発明によれば次のような優れた効果を
発揮する。

（１）　　サージング発生直前に生じる空気振動を検出
することにより、圧縮機を無負荷運転にするようにした
ので、構成が極めて簡単であるにも拘らず、サージング
の発生を未然にかつ確実に防止することができる。

（２）無負荷運転に移行させることが極めて容易である
ので、圧力調整器や圧力スイッチ等の付属機器を用いる
ことにより定圧制御と負荷無負荷制御とを組合わせた容
量制御を容易に実施することができる。

（３）　　また、上記無負荷運転は吸気を完全に遮断す
ると共に吐出圧気を大気へ放出することによってなされ
、圧縮機（こ対する背圧を低下させるので、低圧気消費
量時における圧縮機の動力消費量を可及的に低減させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す制御系統図、第２図は
圧縮機に検出手段を設けた状態を示す要部拡大断面図、
第３図は運転制御状況を説明するための吐出圧と吸入風
量との関係を示すグラフである。 図中、１は圧縮機、４は吸入弁、５はその駆動手段、７
は空気振動検出手段、１２は放風弁、１３はその駆動手
段、１４は圧縮機の吐出口である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ■　圧縮機の吸入側（こ吸入弁を設け、吐出側ｔこ圧気
   を大気に開放する放風弁を設けて、サージング時に吸入
   側を閉じると共に吐出側を開放し、無負荷運転制御する
   装置において、吐出口にサージング発生直前に生じる空
   気振動を検出する検出手段を設け、該検出手段から得ら
   れる検出信号ｔこより吸入弁を閉じ放風弁を開放する駆
   動手段を設けたことを特徴とする圧縮機の無負荷運転制
   御装置。