往復動圧縮機の容量調整方法
【課題】ヘッドエンドアンローダ無しで段階的な容量調整が実現でき、かつロード切替時の切替タイミングに差異を生ずることなくロード切替可能な往復動圧縮機の容量調整方法を提供する。
【解決手段】複数段の往復動圧縮機１Ａ，２Ａ及び１Ｂ，２Ｂを備え、前記複数段の往復動圧縮機１Ａ，２Ａ及び１Ｂ，２Ｂは各段毎にシリンダを２筒、即ち５ａ，６ａ及び５ｂ，６ｂを備え、前記各シリンダ５ａ，６ａ及び５ｂ，６ｂはそのシリンダ毎に収容されたピストン３にて隔てられてなる２室の圧縮室ＨＥ，ＣＥを備え、前記各圧縮室ＨＥ，ＣＥはその圧縮室毎にロード・アンロードを切替え可能な吸込弁アンローダ７を備える往復動圧縮機の容量調整方法において、予め設定された時間に従って前記圧縮室ＨＥ，ＣＥのロード状態・アンロード状態を切替える。
【解決手段】複数段の往復動圧縮機１Ａ，２Ａ及び１Ｂ，２Ｂを備え、前記複数段の往復動圧縮機１Ａ，２Ａ及び１Ｂ，２Ｂは各段毎にシリンダを２筒、即ち５ａ，６ａ及び５ｂ，６ｂを備え、前記各シリンダ５ａ，６ａ及び５ｂ，６ｂはそのシリンダ毎に収容されたピストン３にて隔てられてなる２室の圧縮室ＨＥ，ＣＥを備え、前記各圧縮室ＨＥ，ＣＥはその圧縮室毎にロード・アンロードを切替え可能な吸込弁アンローダ７を備える往復動圧縮機の容量調整方法において、予め設定された時間に従って前記圧縮室ＨＥ，ＣＥのロード状態・アンロード状態を切替える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復動圧縮機の容量調整方法に関し、より詳しくは、０％から１００％に至るまでの段階的な容量の調整を、ヘッドエンドアンローダ（クリアランスポケット）の無い状態で実現可能な往復動圧縮機の容量調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＮＧ（液化天然ガス）の蒸発に伴うＢＯＧ（ボイルオフガス）の圧縮に用いられる圧縮機には、ＢＯＧの発生量の変動に対応可能な往復動圧縮機が一般的に用いられており、この様な往復動圧縮機の概要及び容量調整方法について図５，６を参照しながら説明する。図５は往復動圧縮機の一種である対向釣合型２段圧縮機を説明するための模式図、図６は図５のＹ部詳細を示す部分詳細断面図である。この対向釣合型２段圧縮機は、駆動モータＭによる回転運動を往復運動に変換するクランク機構２０と、このクランク機構２０に連結されガスを圧縮する１段目の往復圧縮機２１Ａ，２１Ｂと２段目の往復圧縮機２２Ａ，２２Ｂとによって構成される。
【０００３】
そして、前記クランク機構２０により前記２対の往復圧縮機２１Ａ，２２Ａ及び２１Ｂ，２２Ｂのピストン２３を夫々対向して駆動し、前記第１段圧縮機２１Ａ，２１Ｂのピストン２３で圧縮したガスを、更に第２段圧縮機２２Ａ，２２Ｂのピストン２３で圧縮して高圧を得る様に構成されている。この様な複数段の往復動圧縮機は、図５の様な２段圧縮機の場合は圧力１ＭＰａ〜１．５ＭＰａ程度の、３段圧縮機の場合は２〜４ＭＰａ程度の高圧の圧縮気体が得られる。
【０００４】
この様な従来例に係る２段往復動圧縮機の各シリンダ２４ａ，２４ｂ及び２５ａ，２５ｂは、夫々ガス圧縮室（以下、圧縮室とも称す）を２室、即ち、ヘッドエンド側のガス圧縮室ＨＥ及びクランクエンド側のガス圧縮室ＣＥを有しており、各圧縮室ＨＥ，ＣＥのロード・アンロードは、これらの各圧縮室ＨＥ，ＣＥに設けられた吸込弁アンローダ２７の開閉により切替される。
【０００５】
この吸込弁アンローダ２７は、図６に示す如く、空気圧を利用したアクチュエータ３１によりスパイダー３２を駆動し、このスパイダー３２に取り付けられたフィンガー３２ａの先端が前進して、弁板２７ａを押し込み拘束し、吸込側空間１００とガス圧縮室とを連通して、圧縮室ＨＥまたは／及びＣＥ（ＨＥ，ＣＥの何れか一方、あるいは両方）をアンロードさせる。その一方、前記フィンガー３２ａが後退して、弁板２７ａが前後の差圧（吸込側空間１００とガス圧縮室との差圧）で開閉作動することによって、前記圧縮室ＨＥまたは／及びＣＥ（ＨＥ，ＣＥの何れか一方、あるいは両方）をロードさせる様に構成されている。
【０００６】
更に、前記各圧縮室ＨＥのヘッドには、図５に示す如くクリアランスポケット２８が設けられ、ヘッドエンドアンローダ２９のピストン３０に接続されたプラグ２９ａにより前記クリアランスポケット２８を開閉させることよって、前記圧縮室ＨＥの圧縮容積を増減して圧縮室ＨＥの容量調整を行っている。
【０００７】
次に、この様な従来例に係る２段往復動圧縮機の運転方法につき、以下図７及び表１を参照しながら前図５，６も併用して説明する。図７は従来例に係る２段往復動圧縮機の運転方法を説明するための模式図であり、図（ａ）は０％負荷時、図（ｂ）は２５％負荷時、図（ｃ）は５０％負荷時、図（ｄ）は７５％負荷時、図（ｅ）は１００％負荷時の状態を夫々示す。表１は前記各負荷運転における圧縮室ＨＥ，ＣＥの吸込弁アンローダ及びヘッドエンドアンローダの状態を示す。
【０００８】
即ち、７５％負荷時では、２１Ａ，２２Ａシリンダを１００％負荷、２１Ｂ，２２Ｂシリンダを５０％負荷（その逆も可）とし、クリアランスポケット２８を用いなくても実現できる。一方、２５％負荷時では、ヘッドエンドアンローダ２９のプラグ２９ａを開いてクリアランスポケット３８にも負荷させている。従って、従来例に係る２段往復動圧縮機の２５％負荷運転時においては、ヘッドエンドアンローダが必須であったが、構造上シリンダ先端に取り付けるため、振動等の観点からも無い方が望ましい。
【０００９】
【表１】
【００１０】
また、この様なヘッドエンドアンローダ２９のプラグ２９ａ開閉時の移動量Ｌ１は約５０ｍｍであるのに対し、吸込弁アンローダ２７の弁板２７ａの押え込み量Ｌ２はせいぜい数ｍｍであるため、ロード切替時に前記吸込弁アンローダ２７とヘッドエンドアンローダ２９とを同時に作動させる場合には、切替タイミングに差異を生じて来る。
【００１１】
例えば、０％ロード（アンロード）から５０％ロードに切替える場合、シリンダ２２Ａ，２２Ｂの吸込弁アンローダ２７によるＣＥロードからＨＥロードへの切替と、ヘッドエンドアンローダ２９のプラグ２９ａ開によるクリアランスポケット２８のロードへの切替の様な２種類のアンローダを切替える場合に、上記切替に必要な時間の差異によりシリンダ２１Ａ，２１Ｂとシリンダ２２Ａ，２２Ｂとでロードの切替え方にずれを生じる。
【００１２】
一方、他の従来例に係る往復動圧縮機の容量調整方法として、往復動圧縮機を駆動する電動機に、２組以上の独立した巻線を有する極数切換誘導電動機を用い、高速回転する高速用巻線による高速出力トルクを低速回転する低速用巻線による低速出力トルクよりも少なくとも部分的に大きく、かつ極数切換時のトルク差が負荷トルクより大きくなるように設定し、高速出力トルクと低速出力トルクの差が負荷トルクよりも大きくなるまで、低速用巻線に通電して加速し、次いで、低速用巻線に通電したまま高速用巻線に通電し、短時間後に低速用巻線の通電をオフして極数切換を行うものがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３８０１７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記極数切換による容量調整方法は、電動機に重複通電による過電流を通電する必要があるため、この重複通電時間に制約があり、誤作動や操作ミス等によりこの制約時間以上に重複通電した場合は、電動機に焼付等の損傷を与えるという問題点がある。
【００１４】
従って、本発明の目的は、ヘッドエンドアンローダ無しで０％から１００％に至るまでの段階的な容量の調整、例えば２５％ロード等が実現でき、かつロード切替時の切替タイミングに差異を生ずることなくロード切替可能な往復動圧縮機の容量調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る往復動圧縮機の容量調整方法が採用した手段は、
複数段の往復動圧縮機を備え、
前記複数段の往復動圧縮機は各段毎にシリンダを２筒ずつ備え、
前記各シリンダはそのシリンダ毎に収容されたピストンにて隔てられてなる２室の圧縮室を備え、
前記各圧縮室はその圧縮室毎にロード・アンロードを切替え可能な吸込弁アンローダを備える往復動圧縮機の容量調整方法において、
予め設定された時間に従って前記圧縮室のロード状態・アンロード状態を切替えることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の請求項２に係る往復動圧縮機の容量調整方法が採用した手段は、請求項１に記載の往復動圧縮機の容量調整方法において、前記時間が一定時間間隔であることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の請求項３に係る往復動圧縮機の容量調整方法が採用した手段は、請求項１または２に記載の往復動圧縮機の容量調整方法において、前記各圧縮室に備えられた吸込弁アンローダが、空気圧を利用したアクチュエータにより作動され、これらのアクチュエータへの給気を開閉制御する電磁弁の一部をシリーズに接続すると共に、前記時間信号によってこれらの電磁弁を開閉することを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の請求項４に係る往復動圧縮機の容量調整方法が採用した手段は、請求項１乃至３のうちの何れか一つの項に記載の往復動圧縮機の容量調整方法において、
前記複数段の往復動圧縮機が、少なくとも、低段のシリンダに収容されたピストンと、高段のシリンダの収容されたピストンとをクランク機構にて連結して構成されたものであって、
前記低段のシリンダと前記高段のシリンダにおけるロード状態にある夫々の圧縮機が、一方がヘッドエンド側の圧縮室、他方がクランクエンド側の圧縮室となるよう、各圧縮室のロード状態・アンロード状態を切替えることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の請求項５に係る往復動圧縮機の容量調整方法が採用した手段は、請求項４に記載の往復動圧縮機の容量調整方法において、前記低段のシリンダのロード状態である圧縮室をヘッドエンド側の圧縮室とし、前記高段のシリンダのロード状態である圧縮室をクランクエンド側の圧縮室としたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の請求項１に係る往復動圧縮機の容量調整方法によれば、０％から１００％に至るまでの段階的な容量（負荷）、例えば、１００％，７５％，５０％，２５％，０％の各ロードの調整を、ヘッドエンドアンローダ及びクリアランスポケット無しで実現できる。
【００２１】
また、本発明の請求項２に係る往復動圧縮機の容量調整方法によれば、前記各圧縮室のロード切替間隔を適切な時間とすることにより、０％ロード（無負荷）時のシリンダ過熱によるリング材の損傷防止が可能となる。
【００２２】
更に、本発明の請求項３に係る往復動圧縮機の容量調整方法によれば、０％ロードを検出するための圧力検出器の数を２個に減らすことが出来る。また更に、本発明の請求項４に係る往復動圧縮機の容量調整方法によれば、クランク機構の回転に伴うトルクの変動を軽減することが可能となり、本発明の請求項５に係る往復動圧縮機の容量調整方法によれば、ピストンに設けられるロッドパッキン等の軸封手段にかかる負荷を軽減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
先ず、本発明の実施の形態１に係る往復動圧縮機の構成について図１を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態１に係る２段往復動圧縮機の構成を説明するための系統図である。本発明の実施の形態１に係る２段往復動圧縮機は、駆動モータＭによる回転運動を往復運動に変換するクランク機構４と、このクランク機構４に連結されガスを圧縮する１段目の往復動圧縮機１Ａ，１Ｂと２段目の往復動圧縮機２Ａ，２Ｂとによって構成される。１段目の往復動圧縮機１Ａ，１Ｂは各々シリンダ５ａ，５ｂを、２段目の往復動圧縮機２Ａ，２Ｂは各々シリンダ６ａ，６ｂを備えているので、各段の往復動圧縮機は各段毎にシリンダを２筒ずつ備えているといえる。
【００２４】
そして、前記クランク機構４により対向する２対の往復圧縮機１Ａ，２Ａ及び１Ｂ，２Ｂのピストン３を夫々対向して駆動し、前記第１段圧縮機１Ａ，１Ｂのピストン３で圧縮したガスを、更に第２段圧縮機２Ａ，２Ｂのピストン３で圧縮して高圧の圧縮空気を得る様に構成されている。この様な２段往復動圧縮機の各シリンダ５ａ，５ｂ及び６ａ，６ｂは、夫々ガス圧縮室を２室、即ち、ヘッドエンド側のガス圧縮室ＨＥ及びコンロッドエンド側のガス圧縮室ＣＥを有している。
【００２５】
従って、各シリンダ５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂは、そのシリンダ毎に収容されたピストン３に隔てられてなる２室の圧縮室を夫々備えている。また、この複数段（２段）の往復動圧縮機は、低段（１段目）のシリンダ５ａ，５ｂに収容されたピストン３と、高段（２段目）のシリンダ６ａ，６ｂに収容されたピストン３とを、クランク機構４にて連結して構成されたものといえる。各圧縮室ＨＥ，ＣＥのロード・アンロードは、これらの各圧縮室ＨＥ，ＣＥに夫々設けられた吸込弁アンローダ７の開閉により切替される。
【００２６】
この吸込弁アンローダ７は、図６に示した従来例の吸込弁アンローダと同様に、空気圧を利用したアクチュエータ３１によりスパイダー３２を駆動し、このスパイダー３２に取り付けられたフィンガー３２ａが前進して、弁板２７ａを押し込み拘束し、吸込側と連通することによって圧縮室ＨＥをアンロードさせ、前記フィンガー３２ａが後退することによって弁板２７ａが前後の差圧で開閉作動することによって、圧縮室ＨＥをロードさせる様に構成されている。
【００２７】
そして、本発明の実施の形態１に係る往復動圧縮機は、制御器８内に予め設定された時間信号によって、即ち予め設定された時間に従って、前記吸込弁アンローダ７のロード・アンロード、即ち、各圧縮室ＨＥ，ＣＥのロード状態・アンロード状態を切替え可能に構成されている。即ち、圧空源から前記吸込弁アンローダ７を駆動する各アクチュエータへは、電磁弁９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが介装された圧空配管１０によって接続され、これらの電磁弁９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄのうち９ａ，９ｂ，９ｃがシリーズ（直列）に、残りの電磁弁９ｄが単独に、前記圧空配管１０に接続されている。
【００２８】
そして、前記電磁弁９ａの開閉によって前記吸込弁アンローダ７３ａ，７４ａの、前記電磁弁９ｂの開閉によって前記吸込弁アンローダ７１ｂ，７２ｂの、前記電磁弁９ｃの開閉によって前記吸込弁アンローダ７１ａ，７２ａの、前記電磁弁９ｄの開閉によって前記吸込弁アンローダ７３ｂ，７３ｂのロード・アンロードを夫々切替え可能としているのである。
【００２９】
これらの電磁弁９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄは、前記制御器８内に予め設定された時間信号の指令によって、即ち予め設定された時間に従って開閉され、各電磁弁９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄの後流に夫々接続された前記アクチュエータを作動して、前記吸込弁アンローダ７１ａ〜７４ａ，７１ｂ〜７４ｂのうちの何れか該当する吸込弁アンローダのロード・アンロードの切替を行うのである。
【００３０】
即ち、前記吸込弁アンローダ７は、前記電磁弁９ａ〜９ｄのうちの何れかが開いて圧空が供給されると、該当のアクチュエータによって弁板が押し込まれて圧縮室ＨＥまたは／及びＣＥが吸込側の系と連通したアンロード状態に、逆に前記何れかの電磁弁が閉じて圧空が遮断されると、該当のアクチュエータによる弁板の拘束が外れ、前後の差圧で開閉作動する状態、即ち前記圧縮室ＨＥまたは／及びＣＥがロード状態となる。
【００３１】
尚、前記電磁弁のうち９ａ，９ｂ，９ｃをシリーズ（直列）に接続配管することによって、０％ロードを判断するための圧力検出器１１を２個に削減することが出来る。電磁弁９ｄのみ単独に接続配管する理由は、後述する様に２５％負荷時には電磁弁９ｃ，９ｄを交互に切替えるのが好ましいためである。
【００３２】
次に、この様な本発明の実施の形態１に係る２段往復動圧縮機の運転方法につき、以下図２，３及び表２を参照しながら説明する。図２は本発明の実施の形態１に係る往復動圧縮機の負荷運転方法を説明するための模式図であり、図（ａ）は０％負荷時、図（ｂ）は２５％負荷時、図（ｃ）は５０％負荷時、図（ｄ）は７５％負荷時、図（ｅ）は１００％負荷時の状態を夫々示す。図３は、図２（ｂ）における２５％負荷時の他の運転方法を説明するための模式図である。表２は、本発明の実施の形態に係る２段往復動圧縮機の運転方法における各シリンダの負荷状態を示す。
【００３３】
本発明の実施の形態１に係る２段往復動圧縮機の運転方法においては、０％負荷運転から負荷が２５％増加する各段毎に、圧縮室を１室ずつ増加させて運転することが可能となる。即ち、２５％負荷運転時では、対向する往復動圧縮機１Ａ，２Ａは無負荷運転する一方、他の対向する往復動圧縮機１Ｂ，２Ｂにおいては、往復動圧縮機１Ｂのシリンダの圧縮室ＨＥ及び往復動圧縮機２Ｂのシリンダの圧縮室ＣＥのみを負荷運転することによって、各段とも圧縮室４室の内１室を負荷運転することになり、（１／４）×１００＝２５％のロード運転を実現できるのである。
【００３４】
【表２】
【００３５】
但し、上記の如く、対向する往復動圧縮機１Ａ，２Ａのみ長時間の無負荷運転を継続すると、前記往復動圧縮機１Ａ，２Ａのシリンダの過熱によるリング材の損傷を招くことになる。この様な２５％負荷運転は、図３に示す如く、往復動圧縮機１Ｂ，２Ｂの代わりに往復動圧縮機１Ａのシリンダの圧縮室ＨＥ及び往復動圧縮機２Ａのシリンダの圧縮室ＣＥのみの負荷運転や、各段のシリンダの圧縮室４室のうちの１室を負荷運転する他の方法によっても達成可能である。そのため、前記往復動圧縮機１Ａ，２Ａと１Ｂ，２Ｂのシリンダの圧縮室のロード・アンロードを、前記制御器８内に予め設定された一定時間、即ち、５〜１０分程度の間隔で切替えるのが好ましい。
【００３６】
更に、５０％負荷運転時では、低段側（１段目）往復動圧縮機１Ａ，１Ｂのシリンダの圧縮室ＨＥと、高段側（２段目）往復動圧縮機２Ａ，２Ｂのシリンダの圧縮室ＣＥとを負荷運転することによって実現出来る一方、７５％負荷運転では、往復動圧縮機１Ａ，２Ａを１００％負荷、往復動圧縮機１Ｂのシリンダの圧縮室ＨＥ及び往復動圧縮機２Ｂのシリンダの圧縮室ＣＥのみを負荷運転することによって実現可能である。
【００３７】
尚、前記５０％負荷運転は、低段側（１段目）往復動圧縮機１Ａ，１Ｂのシリンダの圧縮室ＣＥと、高段側（２段目）往復動圧縮機２Ａ，２Ｂのシリンダの圧縮室ＨＥとを負荷運転すること等、各シリンダの圧縮室２室のうち、任意の１室を負荷運転することによっても実現可能であり、前記７５％負荷運転も、往復動圧縮機１Ａのシリンダの圧縮室ＨＥ及び往復動圧縮機２Ａのシリンダの圧縮室ＣＥのみを負荷運転し、対向する往復動圧縮機のシリンダ１Ｂ，２Ｂを１００％負荷運転すること等、各段のシリンダの圧縮室４室のうちの任意の３室を負荷運転することによって実現可能である。
【００３８】
ところで、従来技術として図７に示したものにおいて、０％負荷から５０％負荷への切替を行おうとした場合、高段側（２段目）往復動圧縮機２Ａ，２Ｂのシリンダの圧縮室ＣＥはすぐロード状態とすることが出来るが、低段側（１段目）往復動圧縮機１Ａ，１Ｂのシリンダの圧縮室ＨＥはヘッドアンローダを押し込み、ロード状態となるまでに所定の時間を要するため、高段のシリンダと低段のシリンダとの間にロード状態への切替の「ずれ」が生じる。
【００３９】
このロード状態への切替の「ずれ」は、いわば中間圧のバランスが崩れた状態が所定時間継続することを意味する。しかしながら、本発明においては、ヘッドアンローダがそもそも備えられていないため、上述した様なロード状態への切替の「ずれ」、ひいては中間圧のバランスが崩れた状態が生じないという利点がある。
【００４０】
尚、対向するシリンダの対においては、同じタイミングでピストンが押し出され、クランク機構に及ぼされる力は、対向するシリンダのピストンの反力の合算値となる。このため、上述した通り、低段側の往復動圧縮機のシリンダと高段側の往復動圧縮機のシリンダにおけるロード状態にある夫々の圧縮室が、一方がヘッドエンド側の圧縮室ＨＥ、他方がクランクエンド側の圧縮室ＣＥとなる様、各圧縮室のロード状態・アンロード状態を切替えることによって、対向するシリンダのピストンの反力の位相が（１８０度ずつ）ずれることになり、そのピストンの反力の合算値は過大とならない。
【００４１】
結果として、クランク機構の回転に伴うトルクの変動、ひいては駆動モータにかかる負荷を軽減することが可能となる。尚、更に、低段側の往復動圧縮機のシリンダのロード状態である圧縮室をヘッドエンド側の圧縮室ＨＥとし、高段側の往復動圧縮機のシリンダのロード状態である圧縮室をクランクエンド側の圧縮室ＣＥとすることによって、ピストンロッドが圧縮室ＣＥを貫通する部位に設けられるロッドパッキン等の軸封手段にかかる負荷を軽減できることが、本発明の発明者等によって経験則的に見出されている。
【００４２】
次に、本発明の実施の形態２に係る往復動圧縮機の容量調整方法を、添付図４を参照しながら説明する。図４は本発明の実施の形態２に係り、図１のＸ部詳細を示す部分詳細断面図である。但し、本発明の実施の形態２が上記実施の形態１と相違するところは、吸込弁アンローダの構成に相違があり、これ以外は上記実施の形態１と全く同構成であるから、上記実施の形態１と同一のものに同一符号を付して、以下その相違する点について説明する。
【００４３】
即ち、上記実施の形態１の吸込弁アンローダが、電磁弁が開いて圧空が供給されると、該当のアクチュエータが前進して弁板が押し込まれ圧縮室が吸込側の系と連通したアンロード状態に、逆に前記電磁弁が閉じて圧空が遮断されると、該当のアクチュエータが後退して弁板が前後の差圧で開閉作動する状態、即ちロード状態となる。
【００４４】
それに対し、本実施の形態２の吸込弁アンローダ７（７４ａ）は、電磁弁９ａが開いて圧空が該当のアクチュエータ１３に供給されると、ピストン１３ａがアクチュエータ１３側に押し戻されて、スパイダー１２のフィンガー１２ａ先端が弁板１４から離れ、弁板１４の前後の差圧で開閉作動する状態、即ちロード状態に、逆に前記電磁弁が閉じて圧空が該当のアクチュエータ１３から遮断されると、アクチュエータ１３内に収納されたバネ１３ｂによって、ピストン１３ａが圧縮室ＨＥ側に押し込まれて前記弁板１４が閉じて、圧縮室ＨＥが吸込側の系と連通したアンロード状態となる。
【００４５】
以上、本発明に係る往復動圧縮機の容量調整方法によれば、複数段の往復動圧縮機を備え、前記複数段の往復動圧縮機は各段毎にシリンダを２筒ずつ備え、前記各シリンダはそのシリンダ毎に収容されたピストンにて隔てられてなる２室の圧縮室を備え、前記各圧縮室はその圧縮室毎にロード状態・アンロード状態を切替え可能な吸込弁アンローダを備える往復動圧縮機の容量調整方法において、予め設定された時間に従って前記圧縮室のロード状態・アンロード状態を切替えるので、０％から１００％までの容量（負荷）、具体的には１００％，７５％，５０％，２５％，０％の各ロードの調整を、ヘッドエンドアンローダ及びクリアランスポケット無しで実現できる。
【００４６】
また、本発明に係る往復動圧縮機の容量調整方法によれば、前記時間が一定時間間隔であるとし、その一定時間間隔、即ち、前記各圧縮室のロード切替間隔を適切な時間とすることにより、０％ロード時のシリンダ過熱によるリング材の損傷防止が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る２段往復動圧縮機の構成を説明するための系統図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る２段往復動圧縮機の負荷運転方法を説明するための模式図であり、図（ａ）は０％負荷時、図（ｂ）は２５％負荷時、図（ｃ）は５０％負荷時、図（ｄ）は７５％負荷時、図（ｅ）は１００％負荷時の状態を夫々示す。
【図３】図２（ｂ）における２５％負荷運転の他の運転方法を説明するための模式図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係り、図１のＸ部詳細を示す部分詳細断面図である。
【図５】従来例に係る往復動圧縮機の一種である対向釣合型２段圧縮機を説明するための模式図である。
【図６】図５のＹ部詳細を示す部分詳細断面図である。
【図７】従来例に係る２段往復動圧縮機の運転方法を説明するための模式図であり、図（ａ）は０％負荷時、図（ｂ）は２５％負荷時、図（ｃ）は５０％負荷時、図（ｄ）は７５％負荷時、図（ｅ）は１００％負荷時の状態を夫々示す。
【符号の説明】
【００４８】
ＨＥ：ヘッドエンド側のガス圧縮室,
ＣＥ：コンロッドエンド側のガス圧縮室,
Ｍ：駆動モータ，
１Ａ，１Ｂ：１段目の往復動圧縮機（第１段圧縮機），
２Ａ，２Ｂ：２段目の往復動圧縮機（第２段圧縮機），
３：ピストン， ４：クランク機構，
５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ：シリンダ，
７，７１ａ〜７４ａ，７１ｂ〜７４ｂ：吸込弁アンローダ，
８：制御器，
９ａ〜９ｄ：電磁弁，
１０：圧空配管， １１：圧力検出器，
１２：スパイダー， １２ａ：フィンガー，
１３：アクチュエータ， １３ａ：ピストン， １３ｂ：バネ，
１４：弁板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復動圧縮機の容量調整方法に関し、より詳しくは、０％から１００％に至るまでの段階的な容量の調整を、ヘッドエンドアンローダ（クリアランスポケット）の無い状態で実現可能な往復動圧縮機の容量調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＮＧ（液化天然ガス）の蒸発に伴うＢＯＧ（ボイルオフガス）の圧縮に用いられる圧縮機には、ＢＯＧの発生量の変動に対応可能な往復動圧縮機が一般的に用いられており、この様な往復動圧縮機の概要及び容量調整方法について図５，６を参照しながら説明する。図５は往復動圧縮機の一種である対向釣合型２段圧縮機を説明するための模式図、図６は図５のＹ部詳細を示す部分詳細断面図である。この対向釣合型２段圧縮機は、駆動モータＭによる回転運動を往復運動に変換するクランク機構２０と、このクランク機構２０に連結されガスを圧縮する１段目の往復圧縮機２１Ａ，２１Ｂと２段目の往復圧縮機２２Ａ，２２Ｂとによって構成される。
【０００３】
そして、前記クランク機構２０により前記２対の往復圧縮機２１Ａ，２２Ａ及び２１Ｂ，２２Ｂのピストン２３を夫々対向して駆動し、前記第１段圧縮機２１Ａ，２１Ｂのピストン２３で圧縮したガスを、更に第２段圧縮機２２Ａ，２２Ｂのピストン２３で圧縮して高圧を得る様に構成されている。この様な複数段の往復動圧縮機は、図５の様な２段圧縮機の場合は圧力１ＭＰａ〜１．５ＭＰａ程度の、３段圧縮機の場合は２〜４ＭＰａ程度の高圧の圧縮気体が得られる。
【０００４】
この様な従来例に係る２段往復動圧縮機の各シリンダ２４ａ，２４ｂ及び２５ａ，２５ｂは、夫々ガス圧縮室（以下、圧縮室とも称す）を２室、即ち、ヘッドエンド側のガス圧縮室ＨＥ及びクランクエンド側のガス圧縮室ＣＥを有しており、各圧縮室ＨＥ，ＣＥのロード・アンロードは、これらの各圧縮室ＨＥ，ＣＥに設けられた吸込弁アンローダ２７の開閉により切替される。
【０００５】
この吸込弁アンローダ２７は、図６に示す如く、空気圧を利用したアクチュエータ３１によりスパイダー３２を駆動し、このスパイダー３２に取り付けられたフィンガー３２ａの先端が前進して、弁板２７ａを押し込み拘束し、吸込側空間１００とガス圧縮室とを連通して、圧縮室ＨＥまたは／及びＣＥ（ＨＥ，ＣＥの何れか一方、あるいは両方）をアンロードさせる。その一方、前記フィンガー３２ａが後退して、弁板２７ａが前後の差圧（吸込側空間１００とガス圧縮室との差圧）で開閉作動することによって、前記圧縮室ＨＥまたは／及びＣＥ（ＨＥ，ＣＥの何れか一方、あるいは両方）をロードさせる様に構成されている。
【０００６】
更に、前記各圧縮室ＨＥのヘッドには、図５に示す如くクリアランスポケット２８が設けられ、ヘッドエンドアンローダ２９のピストン３０に接続されたプラグ２９ａにより前記クリアランスポケット２８を開閉させることよって、前記圧縮室ＨＥの圧縮容積を増減して圧縮室ＨＥの容量調整を行っている。
【０００７】
次に、この様な従来例に係る２段往復動圧縮機の運転方法につき、以下図７及び表１を参照しながら前図５，６も併用して説明する。図７は従来例に係る２段往復動圧縮機の運転方法を説明するための模式図であり、図（ａ）は０％負荷時、図（ｂ）は２５％負荷時、図（ｃ）は５０％負荷時、図（ｄ）は７５％負荷時、図（ｅ）は１００％負荷時の状態を夫々示す。表１は前記各負荷運転における圧縮室ＨＥ，ＣＥの吸込弁アンローダ及びヘッドエンドアンローダの状態を示す。
【０００８】
即ち、７５％負荷時では、２１Ａ，２２Ａシリンダを１００％負荷、２１Ｂ，２２Ｂシリンダを５０％負荷（その逆も可）とし、クリアランスポケット２８を用いなくても実現できる。一方、２５％負荷時では、ヘッドエンドアンローダ２９のプラグ２９ａを開いてクリアランスポケット３８にも負荷させている。従って、従来例に係る２段往復動圧縮機の２５％負荷運転時においては、ヘッドエンドアンローダが必須であったが、構造上シリンダ先端に取り付けるため、振動等の観点からも無い方が望ましい。
【０００９】
【表１】
【００１０】
また、この様なヘッドエンドアンローダ２９のプラグ２９ａ開閉時の移動量Ｌ１は約５０ｍｍであるのに対し、吸込弁アンローダ２７の弁板２７ａの押え込み量Ｌ２はせいぜい数ｍｍであるため、ロード切替時に前記吸込弁アンローダ２７とヘッドエンドアンローダ２９とを同時に作動させる場合には、切替タイミングに差異を生じて来る。
【００１１】
例えば、０％ロード（アンロード）から５０％ロードに切替える場合、シリンダ２２Ａ，２２Ｂの吸込弁アンローダ２７によるＣＥロードからＨＥロードへの切替と、ヘッドエンドアンローダ２９のプラグ２９ａ開によるクリアランスポケット２８のロードへの切替の様な２種類のアンローダを切替える場合に、上記切替に必要な時間の差異によりシリンダ２１Ａ，２１Ｂとシリンダ２２Ａ，２２Ｂとでロードの切替え方にずれを生じる。
【００１２】
一方、他の従来例に係る往復動圧縮機の容量調整方法として、往復動圧縮機を駆動する電動機に、２組以上の独立した巻線を有する極数切換誘導電動機を用い、高速回転する高速用巻線による高速出力トルクを低速回転する低速用巻線による低速出力トルクよりも少なくとも部分的に大きく、かつ極数切換時のトルク差が負荷トルクより大きくなるように設定し、高速出力トルクと低速出力トルクの差が負荷トルクよりも大きくなるまで、低速用巻線に通電して加速し、次いで、低速用巻線に通電したまま高速用巻線に通電し、短時間後に低速用巻線の通電をオフして極数切換を行うものがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３８０１７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記極数切換による容量調整方法は、電動機に重複通電による過電流を通電する必要があるため、この重複通電時間に制約があり、誤作動や操作ミス等によりこの制約時間以上に重複通電した場合は、電動機に焼付等の損傷を与えるという問題点がある。
【００１４】
従って、本発明の目的は、ヘッドエンドアンローダ無しで０％から１００％に至るまでの段階的な容量の調整、例えば２５％ロード等が実現でき、かつロード切替時の切替タイミングに差異を生ずることなくロード切替可能な往復動圧縮機の容量調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る往復動圧縮機の容量調整方法が採用した手段は、
複数段の往復動圧縮機を備え、
前記複数段の往復動圧縮機は各段毎にシリンダを２筒ずつ備え、
前記各シリンダはそのシリンダ毎に収容されたピストンにて隔てられてなる２室の圧縮室を備え、
前記各圧縮室はその圧縮室毎にロード・アンロードを切替え可能な吸込弁アンローダを備える往復動圧縮機の容量調整方法において、
予め設定された時間に従って前記圧縮室のロード状態・アンロード状態を切替えることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の請求項２に係る往復動圧縮機の容量調整方法が採用した手段は、請求項１に記載の往復動圧縮機の容量調整方法において、前記時間が一定時間間隔であることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の請求項３に係る往復動圧縮機の容量調整方法が採用した手段は、請求項１または２に記載の往復動圧縮機の容量調整方法において、前記各圧縮室に備えられた吸込弁アンローダが、空気圧を利用したアクチュエータにより作動され、これらのアクチュエータへの給気を開閉制御する電磁弁の一部をシリーズに接続すると共に、前記時間信号によってこれらの電磁弁を開閉することを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の請求項４に係る往復動圧縮機の容量調整方法が採用した手段は、請求項１乃至３のうちの何れか一つの項に記載の往復動圧縮機の容量調整方法において、
前記複数段の往復動圧縮機が、少なくとも、低段のシリンダに収容されたピストンと、高段のシリンダの収容されたピストンとをクランク機構にて連結して構成されたものであって、
前記低段のシリンダと前記高段のシリンダにおけるロード状態にある夫々の圧縮機が、一方がヘッドエンド側の圧縮室、他方がクランクエンド側の圧縮室となるよう、各圧縮室のロード状態・アンロード状態を切替えることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の請求項５に係る往復動圧縮機の容量調整方法が採用した手段は、請求項４に記載の往復動圧縮機の容量調整方法において、前記低段のシリンダのロード状態である圧縮室をヘッドエンド側の圧縮室とし、前記高段のシリンダのロード状態である圧縮室をクランクエンド側の圧縮室としたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の請求項１に係る往復動圧縮機の容量調整方法によれば、０％から１００％に至るまでの段階的な容量（負荷）、例えば、１００％，７５％，５０％，２５％，０％の各ロードの調整を、ヘッドエンドアンローダ及びクリアランスポケット無しで実現できる。
【００２１】
また、本発明の請求項２に係る往復動圧縮機の容量調整方法によれば、前記各圧縮室のロード切替間隔を適切な時間とすることにより、０％ロード（無負荷）時のシリンダ過熱によるリング材の損傷防止が可能となる。
【００２２】
更に、本発明の請求項３に係る往復動圧縮機の容量調整方法によれば、０％ロードを検出するための圧力検出器の数を２個に減らすことが出来る。また更に、本発明の請求項４に係る往復動圧縮機の容量調整方法によれば、クランク機構の回転に伴うトルクの変動を軽減することが可能となり、本発明の請求項５に係る往復動圧縮機の容量調整方法によれば、ピストンに設けられるロッドパッキン等の軸封手段にかかる負荷を軽減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
先ず、本発明の実施の形態１に係る往復動圧縮機の構成について図１を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態１に係る２段往復動圧縮機の構成を説明するための系統図である。本発明の実施の形態１に係る２段往復動圧縮機は、駆動モータＭによる回転運動を往復運動に変換するクランク機構４と、このクランク機構４に連結されガスを圧縮する１段目の往復動圧縮機１Ａ，１Ｂと２段目の往復動圧縮機２Ａ，２Ｂとによって構成される。１段目の往復動圧縮機１Ａ，１Ｂは各々シリンダ５ａ，５ｂを、２段目の往復動圧縮機２Ａ，２Ｂは各々シリンダ６ａ，６ｂを備えているので、各段の往復動圧縮機は各段毎にシリンダを２筒ずつ備えているといえる。
【００２４】
そして、前記クランク機構４により対向する２対の往復圧縮機１Ａ，２Ａ及び１Ｂ，２Ｂのピストン３を夫々対向して駆動し、前記第１段圧縮機１Ａ，１Ｂのピストン３で圧縮したガスを、更に第２段圧縮機２Ａ，２Ｂのピストン３で圧縮して高圧の圧縮空気を得る様に構成されている。この様な２段往復動圧縮機の各シリンダ５ａ，５ｂ及び６ａ，６ｂは、夫々ガス圧縮室を２室、即ち、ヘッドエンド側のガス圧縮室ＨＥ及びコンロッドエンド側のガス圧縮室ＣＥを有している。
【００２５】
従って、各シリンダ５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂは、そのシリンダ毎に収容されたピストン３に隔てられてなる２室の圧縮室を夫々備えている。また、この複数段（２段）の往復動圧縮機は、低段（１段目）のシリンダ５ａ，５ｂに収容されたピストン３と、高段（２段目）のシリンダ６ａ，６ｂに収容されたピストン３とを、クランク機構４にて連結して構成されたものといえる。各圧縮室ＨＥ，ＣＥのロード・アンロードは、これらの各圧縮室ＨＥ，ＣＥに夫々設けられた吸込弁アンローダ７の開閉により切替される。
【００２６】
この吸込弁アンローダ７は、図６に示した従来例の吸込弁アンローダと同様に、空気圧を利用したアクチュエータ３１によりスパイダー３２を駆動し、このスパイダー３２に取り付けられたフィンガー３２ａが前進して、弁板２７ａを押し込み拘束し、吸込側と連通することによって圧縮室ＨＥをアンロードさせ、前記フィンガー３２ａが後退することによって弁板２７ａが前後の差圧で開閉作動することによって、圧縮室ＨＥをロードさせる様に構成されている。
【００２７】
そして、本発明の実施の形態１に係る往復動圧縮機は、制御器８内に予め設定された時間信号によって、即ち予め設定された時間に従って、前記吸込弁アンローダ７のロード・アンロード、即ち、各圧縮室ＨＥ，ＣＥのロード状態・アンロード状態を切替え可能に構成されている。即ち、圧空源から前記吸込弁アンローダ７を駆動する各アクチュエータへは、電磁弁９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが介装された圧空配管１０によって接続され、これらの電磁弁９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄのうち９ａ，９ｂ，９ｃがシリーズ（直列）に、残りの電磁弁９ｄが単独に、前記圧空配管１０に接続されている。
【００２８】
そして、前記電磁弁９ａの開閉によって前記吸込弁アンローダ７３ａ，７４ａの、前記電磁弁９ｂの開閉によって前記吸込弁アンローダ７１ｂ，７２ｂの、前記電磁弁９ｃの開閉によって前記吸込弁アンローダ７１ａ，７２ａの、前記電磁弁９ｄの開閉によって前記吸込弁アンローダ７３ｂ，７３ｂのロード・アンロードを夫々切替え可能としているのである。
【００２９】
これらの電磁弁９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄは、前記制御器８内に予め設定された時間信号の指令によって、即ち予め設定された時間に従って開閉され、各電磁弁９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄの後流に夫々接続された前記アクチュエータを作動して、前記吸込弁アンローダ７１ａ〜７４ａ，７１ｂ〜７４ｂのうちの何れか該当する吸込弁アンローダのロード・アンロードの切替を行うのである。
【００３０】
即ち、前記吸込弁アンローダ７は、前記電磁弁９ａ〜９ｄのうちの何れかが開いて圧空が供給されると、該当のアクチュエータによって弁板が押し込まれて圧縮室ＨＥまたは／及びＣＥが吸込側の系と連通したアンロード状態に、逆に前記何れかの電磁弁が閉じて圧空が遮断されると、該当のアクチュエータによる弁板の拘束が外れ、前後の差圧で開閉作動する状態、即ち前記圧縮室ＨＥまたは／及びＣＥがロード状態となる。
【００３１】
尚、前記電磁弁のうち９ａ，９ｂ，９ｃをシリーズ（直列）に接続配管することによって、０％ロードを判断するための圧力検出器１１を２個に削減することが出来る。電磁弁９ｄのみ単独に接続配管する理由は、後述する様に２５％負荷時には電磁弁９ｃ，９ｄを交互に切替えるのが好ましいためである。
【００３２】
次に、この様な本発明の実施の形態１に係る２段往復動圧縮機の運転方法につき、以下図２，３及び表２を参照しながら説明する。図２は本発明の実施の形態１に係る往復動圧縮機の負荷運転方法を説明するための模式図であり、図（ａ）は０％負荷時、図（ｂ）は２５％負荷時、図（ｃ）は５０％負荷時、図（ｄ）は７５％負荷時、図（ｅ）は１００％負荷時の状態を夫々示す。図３は、図２（ｂ）における２５％負荷時の他の運転方法を説明するための模式図である。表２は、本発明の実施の形態に係る２段往復動圧縮機の運転方法における各シリンダの負荷状態を示す。
【００３３】
本発明の実施の形態１に係る２段往復動圧縮機の運転方法においては、０％負荷運転から負荷が２５％増加する各段毎に、圧縮室を１室ずつ増加させて運転することが可能となる。即ち、２５％負荷運転時では、対向する往復動圧縮機１Ａ，２Ａは無負荷運転する一方、他の対向する往復動圧縮機１Ｂ，２Ｂにおいては、往復動圧縮機１Ｂのシリンダの圧縮室ＨＥ及び往復動圧縮機２Ｂのシリンダの圧縮室ＣＥのみを負荷運転することによって、各段とも圧縮室４室の内１室を負荷運転することになり、（１／４）×１００＝２５％のロード運転を実現できるのである。
【００３４】
【表２】
【００３５】
但し、上記の如く、対向する往復動圧縮機１Ａ，２Ａのみ長時間の無負荷運転を継続すると、前記往復動圧縮機１Ａ，２Ａのシリンダの過熱によるリング材の損傷を招くことになる。この様な２５％負荷運転は、図３に示す如く、往復動圧縮機１Ｂ，２Ｂの代わりに往復動圧縮機１Ａのシリンダの圧縮室ＨＥ及び往復動圧縮機２Ａのシリンダの圧縮室ＣＥのみの負荷運転や、各段のシリンダの圧縮室４室のうちの１室を負荷運転する他の方法によっても達成可能である。そのため、前記往復動圧縮機１Ａ，２Ａと１Ｂ，２Ｂのシリンダの圧縮室のロード・アンロードを、前記制御器８内に予め設定された一定時間、即ち、５〜１０分程度の間隔で切替えるのが好ましい。
【００３６】
更に、５０％負荷運転時では、低段側（１段目）往復動圧縮機１Ａ，１Ｂのシリンダの圧縮室ＨＥと、高段側（２段目）往復動圧縮機２Ａ，２Ｂのシリンダの圧縮室ＣＥとを負荷運転することによって実現出来る一方、７５％負荷運転では、往復動圧縮機１Ａ，２Ａを１００％負荷、往復動圧縮機１Ｂのシリンダの圧縮室ＨＥ及び往復動圧縮機２Ｂのシリンダの圧縮室ＣＥのみを負荷運転することによって実現可能である。
【００３７】
尚、前記５０％負荷運転は、低段側（１段目）往復動圧縮機１Ａ，１Ｂのシリンダの圧縮室ＣＥと、高段側（２段目）往復動圧縮機２Ａ，２Ｂのシリンダの圧縮室ＨＥとを負荷運転すること等、各シリンダの圧縮室２室のうち、任意の１室を負荷運転することによっても実現可能であり、前記７５％負荷運転も、往復動圧縮機１Ａのシリンダの圧縮室ＨＥ及び往復動圧縮機２Ａのシリンダの圧縮室ＣＥのみを負荷運転し、対向する往復動圧縮機のシリンダ１Ｂ，２Ｂを１００％負荷運転すること等、各段のシリンダの圧縮室４室のうちの任意の３室を負荷運転することによって実現可能である。
【００３８】
ところで、従来技術として図７に示したものにおいて、０％負荷から５０％負荷への切替を行おうとした場合、高段側（２段目）往復動圧縮機２Ａ，２Ｂのシリンダの圧縮室ＣＥはすぐロード状態とすることが出来るが、低段側（１段目）往復動圧縮機１Ａ，１Ｂのシリンダの圧縮室ＨＥはヘッドアンローダを押し込み、ロード状態となるまでに所定の時間を要するため、高段のシリンダと低段のシリンダとの間にロード状態への切替の「ずれ」が生じる。
【００３９】
このロード状態への切替の「ずれ」は、いわば中間圧のバランスが崩れた状態が所定時間継続することを意味する。しかしながら、本発明においては、ヘッドアンローダがそもそも備えられていないため、上述した様なロード状態への切替の「ずれ」、ひいては中間圧のバランスが崩れた状態が生じないという利点がある。
【００４０】
尚、対向するシリンダの対においては、同じタイミングでピストンが押し出され、クランク機構に及ぼされる力は、対向するシリンダのピストンの反力の合算値となる。このため、上述した通り、低段側の往復動圧縮機のシリンダと高段側の往復動圧縮機のシリンダにおけるロード状態にある夫々の圧縮室が、一方がヘッドエンド側の圧縮室ＨＥ、他方がクランクエンド側の圧縮室ＣＥとなる様、各圧縮室のロード状態・アンロード状態を切替えることによって、対向するシリンダのピストンの反力の位相が（１８０度ずつ）ずれることになり、そのピストンの反力の合算値は過大とならない。
【００４１】
結果として、クランク機構の回転に伴うトルクの変動、ひいては駆動モータにかかる負荷を軽減することが可能となる。尚、更に、低段側の往復動圧縮機のシリンダのロード状態である圧縮室をヘッドエンド側の圧縮室ＨＥとし、高段側の往復動圧縮機のシリンダのロード状態である圧縮室をクランクエンド側の圧縮室ＣＥとすることによって、ピストンロッドが圧縮室ＣＥを貫通する部位に設けられるロッドパッキン等の軸封手段にかかる負荷を軽減できることが、本発明の発明者等によって経験則的に見出されている。
【００４２】
次に、本発明の実施の形態２に係る往復動圧縮機の容量調整方法を、添付図４を参照しながら説明する。図４は本発明の実施の形態２に係り、図１のＸ部詳細を示す部分詳細断面図である。但し、本発明の実施の形態２が上記実施の形態１と相違するところは、吸込弁アンローダの構成に相違があり、これ以外は上記実施の形態１と全く同構成であるから、上記実施の形態１と同一のものに同一符号を付して、以下その相違する点について説明する。
【００４３】
即ち、上記実施の形態１の吸込弁アンローダが、電磁弁が開いて圧空が供給されると、該当のアクチュエータが前進して弁板が押し込まれ圧縮室が吸込側の系と連通したアンロード状態に、逆に前記電磁弁が閉じて圧空が遮断されると、該当のアクチュエータが後退して弁板が前後の差圧で開閉作動する状態、即ちロード状態となる。
【００４４】
それに対し、本実施の形態２の吸込弁アンローダ７（７４ａ）は、電磁弁９ａが開いて圧空が該当のアクチュエータ１３に供給されると、ピストン１３ａがアクチュエータ１３側に押し戻されて、スパイダー１２のフィンガー１２ａ先端が弁板１４から離れ、弁板１４の前後の差圧で開閉作動する状態、即ちロード状態に、逆に前記電磁弁が閉じて圧空が該当のアクチュエータ１３から遮断されると、アクチュエータ１３内に収納されたバネ１３ｂによって、ピストン１３ａが圧縮室ＨＥ側に押し込まれて前記弁板１４が閉じて、圧縮室ＨＥが吸込側の系と連通したアンロード状態となる。
【００４５】
以上、本発明に係る往復動圧縮機の容量調整方法によれば、複数段の往復動圧縮機を備え、前記複数段の往復動圧縮機は各段毎にシリンダを２筒ずつ備え、前記各シリンダはそのシリンダ毎に収容されたピストンにて隔てられてなる２室の圧縮室を備え、前記各圧縮室はその圧縮室毎にロード状態・アンロード状態を切替え可能な吸込弁アンローダを備える往復動圧縮機の容量調整方法において、予め設定された時間に従って前記圧縮室のロード状態・アンロード状態を切替えるので、０％から１００％までの容量（負荷）、具体的には１００％，７５％，５０％，２５％，０％の各ロードの調整を、ヘッドエンドアンローダ及びクリアランスポケット無しで実現できる。
【００４６】
また、本発明に係る往復動圧縮機の容量調整方法によれば、前記時間が一定時間間隔であるとし、その一定時間間隔、即ち、前記各圧縮室のロード切替間隔を適切な時間とすることにより、０％ロード時のシリンダ過熱によるリング材の損傷防止が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る２段往復動圧縮機の構成を説明するための系統図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る２段往復動圧縮機の負荷運転方法を説明するための模式図であり、図（ａ）は０％負荷時、図（ｂ）は２５％負荷時、図（ｃ）は５０％負荷時、図（ｄ）は７５％負荷時、図（ｅ）は１００％負荷時の状態を夫々示す。
【図３】図２（ｂ）における２５％負荷運転の他の運転方法を説明するための模式図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係り、図１のＸ部詳細を示す部分詳細断面図である。
【図５】従来例に係る往復動圧縮機の一種である対向釣合型２段圧縮機を説明するための模式図である。
【図６】図５のＹ部詳細を示す部分詳細断面図である。
【図７】従来例に係る２段往復動圧縮機の運転方法を説明するための模式図であり、図（ａ）は０％負荷時、図（ｂ）は２５％負荷時、図（ｃ）は５０％負荷時、図（ｄ）は７５％負荷時、図（ｅ）は１００％負荷時の状態を夫々示す。
【符号の説明】
【００４８】
ＨＥ：ヘッドエンド側のガス圧縮室,
ＣＥ：コンロッドエンド側のガス圧縮室,
Ｍ：駆動モータ，
１Ａ，１Ｂ：１段目の往復動圧縮機（第１段圧縮機），
２Ａ，２Ｂ：２段目の往復動圧縮機（第２段圧縮機），
３：ピストン， ４：クランク機構，
５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ：シリンダ，
７，７１ａ〜７４ａ，７１ｂ〜７４ｂ：吸込弁アンローダ，
８：制御器，
９ａ〜９ｄ：電磁弁，
１０：圧空配管， １１：圧力検出器，
１２：スパイダー， １２ａ：フィンガー，
１３：アクチュエータ， １３ａ：ピストン， １３ｂ：バネ，
１４：弁板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数段の往復動圧縮機を備え、
前記複数段の往復動圧縮機は各段毎にシリンダを２筒ずつ備え、
前記各シリンダはそのシリンダ毎に収容されたピストンにて隔てられてなる２室の圧縮室を備え、
前記各圧縮室はその圧縮室毎にロード・アンロードを切替え可能な吸込弁アンローダを備える往復動圧縮機の容量調整方法において、
予め設定された時間に従って前記圧縮室のロード状態・アンロード状態を切替えることを特徴とする往復動圧縮機の容量調整方法。
【請求項２】
前記時間が一定時間間隔であることを特徴とする請求項１に記載の往復動圧縮機の容量調整方法。
【請求項３】
前記各圧縮室に備えられた吸込弁アンローダが、空気圧を利用したアクチュエータにより作動され、これらのアクチュエータへの給気を開閉制御する電磁弁の一部をシリーズに接続すると共に、前記時間信号によってこれらの電磁弁を開閉することを特徴とする請求項１または２に記載の往復動圧縮機の容量調整方法。
【請求項４】
前記複数段の往復動圧縮機が、少なくとも、低段のシリンダに収容されたピストンと、高段のシリンダの収容されたピストンとをクランク機構にて連結して構成されたものであって、
前記低段のシリンダと前記高段のシリンダにおけるロード状態にある夫々の圧縮機が、一方がヘッドエンド側の圧縮室、他方がクランクエンド側の圧縮室となるよう、各圧縮室のロード状態・アンロード状態を切替えることを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか一つの項に記載の往復動圧縮機の容量調整方法。
【請求項５】
前記低段のシリンダのロード状態である圧縮室をヘッドエンド側の圧縮室とし、前記高段のシリンダのロード状態である圧縮室をクランクエンド側の圧縮室としたことを特徴とする請求項４に記載の往復動圧縮機の容量調整方法。
【請求項１】
複数段の往復動圧縮機を備え、
前記複数段の往復動圧縮機は各段毎にシリンダを２筒ずつ備え、
前記各シリンダはそのシリンダ毎に収容されたピストンにて隔てられてなる２室の圧縮室を備え、
前記各圧縮室はその圧縮室毎にロード・アンロードを切替え可能な吸込弁アンローダを備える往復動圧縮機の容量調整方法において、
予め設定された時間に従って前記圧縮室のロード状態・アンロード状態を切替えることを特徴とする往復動圧縮機の容量調整方法。
【請求項２】
前記時間が一定時間間隔であることを特徴とする請求項１に記載の往復動圧縮機の容量調整方法。
【請求項３】
前記各圧縮室に備えられた吸込弁アンローダが、空気圧を利用したアクチュエータにより作動され、これらのアクチュエータへの給気を開閉制御する電磁弁の一部をシリーズに接続すると共に、前記時間信号によってこれらの電磁弁を開閉することを特徴とする請求項１または２に記載の往復動圧縮機の容量調整方法。
【請求項４】
前記複数段の往復動圧縮機が、少なくとも、低段のシリンダに収容されたピストンと、高段のシリンダの収容されたピストンとをクランク機構にて連結して構成されたものであって、
前記低段のシリンダと前記高段のシリンダにおけるロード状態にある夫々の圧縮機が、一方がヘッドエンド側の圧縮室、他方がクランクエンド側の圧縮室となるよう、各圧縮室のロード状態・アンロード状態を切替えることを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか一つの項に記載の往復動圧縮機の容量調整方法。
【請求項５】
前記低段のシリンダのロード状態である圧縮室をヘッドエンド側の圧縮室とし、前記高段のシリンダのロード状態である圧縮室をクランクエンド側の圧縮室としたことを特徴とする請求項４に記載の往復動圧縮機の容量調整方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−３０４５４（Ｐ２００９−３０４５４Ａ）
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９２４７０（Ｐ２００７−１９２４７０）
【出願日】平成１９年７月２４日（２００７．７．２４）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２４日（２００７．７．２４）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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