(57)【要約】【課題】多段型のオイルフリースクリュ圧縮機の吐出温度を上昇させることなく，速度制御の際の下限回転速度の設定を低下させる。【解決手段】低圧段圧縮機１０に対し，高圧段圧縮機１１を小型のものとすると共に，低圧段圧縮機１０の吐出口と前記高圧段圧縮機１１の吸気口を連通する中間段流路２０に中間放気手段２１を設け，速度制御による容量制御の実行時に，前記低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１が，非常停止温度Ｔｍａｘ（一例として２５０℃）に対し所定の低い温度として予め設定した放気開始温度Ｔｓ（一例として２３０℃）以上に上昇したとき，前記中間放気手段２１により中間段流路２０内の気体を大気放出して低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１の上昇を抑える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧縮機を直列に連通して多段に構成し，低圧段圧縮機で圧縮された圧縮気体を高圧段圧縮機に導入して更に圧縮する多段オイルフリースクリュ圧縮機において，
前記低圧段圧縮機に対し，前記高圧段圧縮機を小型のものとすると共に，
前記低圧段圧縮機の吐出口と前記高圧段圧縮機の吸気口を連通する中間段流路内の気体を大気放出可能とし，
前記低圧段圧縮機の吸気口を開いた状態で，前記各圧縮機の回転速度を，消費側に供給する圧縮気体の圧力変化に対応して変化させることにより行う容量制御時，前記低圧段圧縮機の吐出温度が予め設定した放気開始温度以上に上昇したとき，又は，前記低圧段圧縮機の回転速度が予め設定した放気開始回転速度以下に下降したときに，前記中間段流路内の気体の大気放出を行いつつ前記容量制御を継続することを特徴とする多段オイルフリースクリュ圧縮機の容量制御方法。
【請求項２】
前記多段オイルフリースクリュ圧縮機を非常停止させる前記低圧段圧縮機の吐出温度である非常停止温度と，この非常停止温度に対し所定の低い吐出温度である前記放気開始温度とを設定し，
前記低圧段圧縮機の吐出温度が予め設定した前記放気開始温度以上に上昇したとき前記中間段流路内の気体の大気放出を行うことを特徴とする請求項１記載の多段オイルフリースクリュ圧縮機の容量制御方法。
【請求項３】
前記中間段流路内の気体の大気放出を停止した前記容量制御時における前記低圧段圧縮機の吸気温度，回転速度，及び吐出温度の対応関係を予め求めておくと共に，多段オイルフリースクリュ圧縮機を非常停止させる前記低圧段圧縮機の吐出温度である非常停止温度を設定し，
前記吸気温度を測定し，前記対応関係に基づいて前記測定した吸気温度において前記低圧段圧縮機の吐出温度が前記非常停止温度に対し所定の低い吐出温度となる前記低圧段圧縮機の回転速度を算出して前記放気開始回転速度として設定し，前記低圧段圧縮機の回転速度が該放気開始回転速度以下に低下したとき前記中間段流路内の気体の大気放出を行うことを特徴とする請求項１記載の多段オイルフリースクリュ圧縮機の容量制御方法。
【請求項４】
前記中間段流路内の気体の大気放出を開始した時点の前記低圧段圧縮機の吐出温度に対し所定の低い温度を放気停止温度として設定し，
前記低圧段圧縮機の吐出温度が前記放気停止温度以下に下降したとき前記中間段流路内の気体の大気放出を停止することを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の多段オイルフリースクリュ圧縮機の容量制御方法。
【請求項５】
前記中間段流路内の気体の大気放出を開始した時点の前記低圧段圧縮機の回転速度に対し所定の高い回転速度を放気停止回転速度として設定し，
前記低圧段圧縮機の回転速度が前記放気停止回転速度以上に上昇したとき前記中間段流路内の気体の大気放出を停止することを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の多段オイルフリースクリュ圧縮機の容量制御方法。
【請求項６】
前記中間段流路内の気体の大気放出を停止した前記容量制御時における前記低圧段圧縮機の吸気温度，回転速度，及び吐出温度の対応関係を予め求めておき，
前記吸気温度を測定し，前記対応関係に基づいて前記測定された吸気温度において前記中間段流路内の気体の大気放出を開始した時点の前記低圧段圧縮機の吐出温度に対し所定の低い温度となる回転速度を算出して放気停止回転速度として設定し，
前記低圧段圧縮機の回転速度が前記放気停止回転速度以上に上昇したとき前記中間段流路内の気体の大気放出を停止することを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の多段オイルフリースクリュ圧縮機の容量制御方法。
【請求項７】
前記容量制御を，前記低圧段圧縮機の回転速度と前記高圧段圧縮機の回転速度の比を一定に固定して行うことを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載の多段オイルフリースクリュ圧縮機の容量制御方法。
【請求項８】
前記中間段流路内の気体の大気放出を開始した直後の前記低圧段圧縮機の吐出温度と前記高圧段圧縮機の吐出温度が，略同一の温度となるように前記中間段流路内の気体の放出量を調整することを特徴とする請求項１〜７いずれか１項記載の多段オイルフリースクリュ圧縮機の容量制御方法。
【請求項９】
前記中間段流路内の気体の大気放出を行っている前記容量制御時に，前記低圧段圧縮機の吐出温度が多段オイルフリースクリュ圧縮機を非常停止させる非常停止温度に対し所定の低い温度となる前記低圧段圧縮機の回転速度を予め測定しておき，この測定した回転速度を，前記容量制御時における前記低圧段圧縮機の回転速度範囲の下限値に設定することを特徴とする請求項１〜８いずれか１項記載の多段オイルフリースクリュ圧縮機の容量制御方法。
【請求項１０】
前記中間段流路内の気体の大気放出を行っている前記容量制御時において，多段オイルフリースクリュ圧縮機を非常停止させる非常停止温度に対し所定の低い吐出温度となる前記低圧段圧縮機の吸気温度と回転速度との対応関係を予め求めておき，
前記吸気温度を測定し，測定した吸気温度から前記対応関係に基づいて前記所定の低い吐出温度に対応する回転速度を算出し，この算出した回転速度を，前記容量制御時における前記低圧段圧縮機の回転速度範囲の下限値に設定することを特徴とする請求項１〜９いずれか１項記載の多段オイルフリースクリュ圧縮機の容量制御方法。
【請求項１１】
低圧段圧縮機と，該低圧段圧縮機で圧縮された圧縮気体を導入して更に圧縮する高圧段圧縮機を備え，前記低圧段圧縮機の吸気口を開いた状態で，前記各圧縮機の回転速度を，消費側に供給する圧縮気体の圧力変化に対応して変化させる容量制御を行う容量制御装置を備えた多段オイルフリースクリュ圧縮機において，
前記低圧段圧縮機に対し，前記高圧段圧縮機を小型のものとすると共に，
前記低圧段圧縮機の吐出口と前記高圧段圧縮機の吸気口を連通する中間段流路内の気体を大気放出する中間放気手段を設け，
前記容量制御装置に，前記低圧段圧縮機の吐出温度が予め設定した放気開始温度以上に上昇したとき，又は，前記低圧段圧縮機の回転速度が予め設定した放気開始回転速度以下に下降したときに，前記中間放気手段に大気放出を行わせる制御装置を設けたことを特徴とする多段オイルフリースクリュ圧縮機。
【請求項１２】
前記制御装置が，
前記多段オイルフリースクリュ圧縮機を非常停止させる前記低圧段圧縮機の吐出温度である非常停止温度と，この非常停止温度に対し所定の低い吐出温度である前記放気開始温度とを記憶した記憶領域を備え，
前記低圧段圧縮機の吐出温度が予め設定した前記放気開始温度以上に上昇したとき，前記中間放気手段に大気放出を行わせることを特徴とする請求項１１記載の多段オイルフリースクリュ圧縮機。
【請求項１３】
前記制御装置が，
前記中間段流路内の気体の大気放出を停止した前記容量制御時における前記低圧段圧縮機の吸気温度，回転速度，及び吐出温度の対応関係を記憶すると共に，多段オイルフリースクリュ圧縮機を非常停止させる前記低圧段圧縮機の吐出温度である非常停止温度を記憶した記憶領域を備え，
前記対応関係に基づいて，測定された前記吸気温度から，該吸気温度において前記非常停止温度に対し所定の低い温度となる回転速度を算出して前記放気開始回転速度として設定し，
前記低圧段圧縮機の回転速度が前記放気開始回転速度以下に低下したとき，前記中間放気手段に前記大気放出を行わせることを特徴とする請求項１１記載の多段オイルフリースクリュ圧縮機。
【請求項１４】
前記制御装置が，前記中間放気手段による大気放出開始時点の前記低圧段圧縮機の吐出温度に対し所定の低い温度を放気停止温度として設定し，
前記低圧段圧縮機の吐出温度が前記放気停止温度以下に下降したとき前記中間放気手段に大気放出を停止させることを特徴とする請求項１１〜１３いずれか１項記載の多段オイルフリースクリュ圧縮機。
【請求項１５】
前記制御装置が，前記中間放気手段による大気放出開始時点の前記低圧段圧縮機の回転速度に対し所定の高い回転速度を放気停止回転速度として設定し，
前記低圧段圧縮機の回転速度が前記放気停止回転速度以上に上昇したとき前記中間放気手段による前記大気放出を停止することを特徴とする請求項１１〜１３いずれか１項記載の多段オイルフリースクリュ圧縮機。
【請求項１６】
前記制御装置が，
前記中間放気手段による大気放出を停止した前記容量制御時における前記低圧段圧縮機の吸気温度，回転速度，及び吐出温度の対応関係を記憶した記憶領域を備え，
前記対応関係に基づいて，測定された吸気温度から，該吸気温度において前記中間放気手段による大気放出開始時点の前記低圧段圧縮機の吐出温度に対し所定の低い温度となる回転速度を算出して放気停止回転速度として設定し，
前記低圧段圧縮機の回転速度が前記放気停止回転速度以上に上昇したとき，前記中間放気手段による前記大気放出を停止させることを特徴とする請求項１１〜１３いずれか１項記載の多段オイルフリースクリュ圧縮機。
【請求項１７】
前記低圧段圧縮機と前記高圧段圧縮機に共通のモータと，前記モータの回転を一定の増速比で前記低圧段圧縮機と前記高圧段圧縮機に伝達する動力伝達手段を備えることを特徴とする請求項１１〜１６いずれか１項記載の多段オイルフリースクリュ圧縮機。
【請求項１８】
前記中間放気手段による放気開始直後の前記低圧段圧縮機の吐出温度と前記高圧段圧縮機の吐出温度が，略同一の温度となるよう前記中間放気手段による放気量を設定したことを特徴とする請求項１１〜１７いずれか１項記載の多段オイルフリースクリュ圧縮機。
【請求項１９】
前記制御装置が，
前記中間放気手段による大気放出を行っている前記容量制御時に，前記低圧段圧縮機の吐出温度が多段オイルフリースクリュ圧縮機を非常停止させる前記低圧段圧縮機の吐出温度である非常停止温度に対し所定の低い温度となる前記低圧段圧縮機の回転速度を記憶していると共に，
該回転速度を，前記容量制御時における回転速度範囲の下限値に設定することを特徴とする請求項１１〜１８いずれか１項記載の多段オイルフリースクリュ圧縮機。
【請求項２０】
前記制御装置が，
前記中間段流路内の気体の大気放出を行っている前記容量制御時において，多段オイルフリースクリュ圧縮機を非常停止させる低圧段圧縮機の吐出温度である非常停止温度に対し所定の低い吐出温度となる前記低圧段圧縮機の吸気温度と回転速度との対応関係を記憶した記憶領域を備え，
前記対応関係に基づいて，測定された吸気温度から前記所定の低い温度に対応する回転速度を算出すると共に，
該回転速度を，前記容量制御時における回転速度範囲の下限値に設定することを特徴とする請求項１１〜１８いずれか１項記載の多段オイルフリースクリュ圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，多段オイルフリースクリュ圧縮機の容量制御方法及び多段オイルフリースクリュ圧縮機に関し，より詳細には，圧縮作用空間の冷却及び密封に潤滑油を使用しないオイルフリー式のスクリュ圧縮機を直列に連通して，低圧段圧縮機が吐出した圧縮気体を，高圧段圧縮機で更に圧縮する多段オイルフリースクリュ圧縮機において，容量制御を主として回転速度を変化させることにより行う場合の容量制御方法，及び前記容量制御方法を実行する多段オイルフリースクリュ圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気，燃料ガス，その他の各種気体を圧縮して所定の圧力に圧縮された圧縮気体を得るためにスクリュ圧縮機が広く使用されている。
【０００３】
このうち，圧縮作用空間の冷却及び密封に潤滑油を使用することなく，雄，雌一対のスクリュロータ間，及び各スクリュロータの歯先とシリンダ内壁間に微小な間隙を介した非接触の状態でロータを高速回転させることにより被圧縮気体の圧縮を行うオイルフリー式のスクリュ圧縮機では，前述した微小間隙を介した圧縮気体の逆流等により１台の圧縮機によっては最終目標とする圧力まで被圧縮気体の圧力を高めることが困難な場合がある。
【０００４】
そのため，複数の圧縮機を直列に連通し，低圧段圧縮機が圧縮した圧縮気体を高圧段圧縮機に導入して更に圧縮する（二段以上の場合には更により高圧段の圧縮機で圧縮する）ことで最終目標とする圧力の圧縮気体を得る，多段構造とした圧縮機も提供されている。
【０００５】
なお，以下の説明では低圧段と高圧段から成る二台のオイルフリースクリュ圧縮機を直列に接続した二段構成の場合を例として説明するが，本発明の多段オイルフリースクリュ圧縮機には，三段以上の多段とした構成も含み得る。
【０００６】
前述した高圧段，低圧段の圧縮機を備える多段オイルフリースクリュ圧縮機では，各圧縮機の入力軸に増速ギヤ等を介してモータを連結し，消費側に供給される圧縮気体の圧力，従って，消費側における圧縮気体の消費量に応じて，インバータ等によりモータの回転速度を変化させる，回転速度制御型の容量制御が一般に行われている。
【０００７】
そして，このような回転速度制御型の容量制御を行う多段オイルフリースクリュ圧縮機において，消費電力を低減できるようにした容量制御方法も各種提案されている。
【０００８】
このような容量制御方法の一例として，後掲の特許文献１には，高圧段圧縮機の吐出流路に放気弁を設け，負荷運転時には該放気弁を閉じた状態で消費側に供給する圧縮気体の圧力変化に応じて低圧段圧縮機及び高圧段圧縮機の回転速度を制御し，無負荷運転時には低圧段，高圧段の圧縮機をいずれも最低回転速度に維持すると共に，上記放気弁を開放することで，無負荷運転時における消費電力を低減できるようにすることが提案されている（特許文献１［0032］欄）。
【０００９】
また，後掲の特許文献２には，前掲の特許文献１に記載の発明に対し，更なる消費電力の低減を目的として，高圧段圧縮機の吐出流路に設けた放気弁（高圧側放気弁）の他，低圧段圧縮機の吐出口と高圧段圧縮機の吸気口を連通する中間流路中にも放気弁（低圧側放気弁）を設け，無負荷運転時には，高圧段及び低圧段の圧縮機をいずれも最低回転速度に維持すると共に，高圧側放気弁を開放するだけでなく，更に，低圧側放気弁についても開放して高圧段圧縮機の吸気量を減らすことで，高圧段圧縮機で圧縮に費やされる動力を低減することで無負荷運転時における消費電力を更に低減させることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−８２３９１号公報
【特許文献２】特開２００２−１３８９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前述した多段オイルフリースクリュ圧縮機では，回転速度を低下させて吐出気体量を減少させる減量運転を行う場合，吐出温度が上昇するという問題がある（前掲の特許文献１［0008］欄参照）。
【００１２】
この温度は，回転速度の低下と共に上昇するため，多段オイルフリースクリュ圧縮機の回転速度を大幅に減速すると，吐出温度の上昇に伴う熱膨張により低圧段，高圧段いずれか，または双方の圧縮機の各部間（例えばスクリュロータ間やスクリュロータの先端とシリンダ内壁間）が接触するおそれがあり，圧縮機に焼き付き等の重大な故障を生じさせる原因となる。
【００１３】
このことから，多段オイルフリースクリュ圧縮機では，故障が生じる危険のある吐出温度と，この吐出温度が生じる回転速度の関係を予め実験的に求めておき，この回転速度に対し必要な余裕分を上乗せした回転速度を，速度制御時における回転速度範囲の下限値（設定下限回転速度）として設定しており，この設定下限回転速度とモータの定格回転速度を上限とする回転速度範囲内において容量制御（回転速度制御）が行われ，設定下限回転速度よりも回転速度を下げる容量制御（回転速度制御）が行えないようになっている。
【００１４】
このような設定下限回転速度は，定格回転速度１００％に対し５０％よりも大きな回転速度となり得ることから，低負荷での運転時，あるいは無負荷運転時であってもモータは必要以上に高い回転速度で運転され，余分な電力消費が行われている。
【００１５】
そのため，吐出温度の上昇を抑制しつつ，速度制御（容量制御）時における回転速度範囲の下限値（設定下限回転速度）をより低い回転速度とすることができれば，多段オイルフリースクリュ圧縮機の消費電力の低減が可能となる。
【００１６】
このような吐出温度の上昇を抑制しつつ，速度制御（容量制御）時の回転速度をより低速にできるようにするために，前掲の特許文献１では，低圧段圧縮機と高圧段圧縮機とをそれぞれ独立して可変速駆動できるようにし，減量運転時に低圧段圧縮機と高圧段圧縮機それぞれの吐出温度に基づき，その吐出温度に応じて高圧段と低圧段のモータの回転速度をそれぞれ独立して制御することで，各圧縮機の回転速度をより低速にすることを可能としている（特許文献１［0015］欄）。
【００１７】
しかし，特許文献１に記載されている上記の容量制御を行うためには，低圧段圧縮機と高圧段圧縮機の回転速度をそれぞれ別個に制御する必要があり，単一のモータで高圧段圧縮機と低圧段圧縮機を一定の固定された増速比で運転する一般的な多段オイルフリースクリュ圧縮機に対して適用することができない。
【００１８】
また，低圧段圧縮機と高圧段圧縮機をそれぞれ独立して回転速度制御することから，制御自体が複雑となるだけでなく，圧縮機を駆動するモータやインバータを，圧縮機毎に設ける必要があると共に，制御装置（電子制御装置）が行う処理量も大幅に増えるため，処理能力の高い制御装置を採用する必要があるなど，装置自体の構成も複雑かつ高価となる。
【００１９】
そこで，本発明の発明者は，より簡単な構成で，吐出温度を上昇させることなく設定下限回転速度を低下させることができないかを検討した。
【００２０】
ここで，オイルフリースクリュ圧縮機では，圧縮作用空間の冷却と密封に潤滑油を使用しておらず，スクリュロータ間及びスクリュロータの歯先とシリンダ内壁間に微小な間隙が形成されており，スクリュロータを高速回転させることで圧縮を可能としていることは前述した通りであり，そのため，低流量（低回転速度）になると上記間隙を介した内部漏れ量が増加し，一度圧縮した空気を再度圧縮するため，圧縮に伴う発熱量が増加して吐出温度が上昇する。
【００２１】
そして，検討に使用した多段オイルフリースクリュ圧縮機は，低圧段圧縮機に比較して小型の高圧段圧縮機を採用しているが，圧縮機の工作精度は，圧縮機の大きさが小さくなってもこれに比例して向上させることができないため，低圧段圧縮機と高圧段圧縮機で前述の間隙の大きさにはさほどの違いがなく，その結果，小型である高圧段圧縮機の方が，相対的に大きな間隙が形成されていることになり，回転速度を低下させた際に生じる内部漏れ量の増加は，低圧段圧縮機よりも高圧段圧縮機においてより顕著に生じる。
【００２２】
従って，内部漏れ量の増加を直接の原因とする吐出温度上昇は，高圧段圧縮機の方が顕著であると予想される。
【００２３】
しかし，検討に使用した多段オイルフリースクリュ圧縮機において低圧段圧縮機の吐出温度と高圧段圧縮機の吐出温度を測定すると，回転速度を低下させた際の温度上昇は，低圧段圧縮機の吐出温度において顕著な上昇を見せており，高圧段圧縮機の吐出温度は，低圧段圧縮機の吐出温度ほどの顕著な上昇を見せていなかった。
【００２４】
以上の結果から，回転速度の低下時，高圧段圧縮機に比較して低圧段圧縮機の吐出温度の方が顕著に上昇する原因を，高圧段圧縮機の内部漏れ量が低圧段圧縮機に比較して大きく，高圧段圧縮機の体積効率（理論空気量に対する実空気量の比）と低圧段圧縮機の体積効率のバランスが回転速度の低下に伴って変化することが原因であると予測した。すなわち，多段式オイルフリースクリュ圧縮機において，低圧段圧縮機の吸入側圧力（空気であれば大気圧：ゲージ圧０MPa）と高圧段圧縮機の吐出側圧力（消費側に供給する圧縮気体の圧力として設定した目標圧力：一例として０．７０MPa）は略一定であり，２台の圧縮機が協働して大気圧（ゲージ圧０MPa）の空気を目標圧力（０．７０MPa）まで圧縮する。
【００２５】
そのため，高圧段圧縮機側において大幅な体積効率の低下が生じ，２つの圧縮機の体積効率のバランスが変化すると，低圧段圧縮機の吐出口と高圧段圧縮機の吸気口をつなぐ中間段流路内の圧力が回転速度を低下させる前に比較して上昇し，その結果，低圧段圧縮機の圧縮比が高まり吐出温度において顕著な上昇が見られたものと考えられる。
【００２６】
その一方で，中間段流路内の圧力の上昇は，高圧段圧縮機にとっては吸気の圧力が上昇することになるから，高圧段圧縮機の圧縮比が低下するため，低圧段に比較して内部漏れ量が増加し，一度圧縮した空気を再度圧縮するための発熱量が増加するに拘わらず，高圧段圧縮機の吐出温度は大幅には上昇しなかったものと考えられる。
【００２７】
上記予想に従えば，高圧段圧縮機として，低圧段圧縮機に比較して小型の圧縮機を採用する多段オイルフリースクリュ圧縮機では，低圧段圧縮機と高圧段圧縮機の回転速度を各圧縮機の吐出温度に応じてそれぞれ独立して制御するといった複雑な制御を行わなくとも，減量運転時に低圧段圧縮機の吐出側圧力を下げてやることができれば，低圧段圧縮機の吐出温度の上昇を抑制しつつ，より低回転速度まで高圧段，低圧段いずれの圧縮機の設定下限回転速度共に低下させることができることになる。
【００２８】
本発明は，上記予測の下，従来の容量制御（特許文献１）とは全く異なる方法により，より簡単な構成で，かつ，低圧段と高圧段を一定の増速比で運転する多段オイルフリースクリュ圧縮機においても設定下限回転速度をより低い回転速度に設定することが可能な容量制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
以下に，課題を解決するための手段を，発明を実施するための形態で使用する符号と共に記載する。この符号は，特許請求の範囲の記載と，発明を実施するための形態の記載との対応を明らかにするためのものであり，言うまでもなく，本願発明の技術的範囲の解釈に制限的に用いられるものではない。
【００３０】
上記目的を達成するために，本発明の多段オイルフリースクリュ圧縮機の容量制御方法は，
複数の圧縮機１０，１１を直列に連通して多段に構成し，低圧段圧縮機１０で圧縮された圧縮気体を高圧段圧縮機１１に導入して更に圧縮する多段オイルフリースクリュ圧縮機１において，
前記低圧段圧縮機１０に対し，前記高圧段圧縮機１１を小型のものとすると共に，
前記低圧段圧縮機１０の吐出口と，前記高圧段圧縮機１１の吸気口を連通する中間段流路２０内の気体を大気放出可能とし，
前記低圧段圧縮機１０の吸気口１０ａを開いた状態で，前記各圧縮機１０，１１の回転速度を消費側に供給する圧縮気体の圧力変化に対応して変化させることにより行う容量制御時，前記低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１が予め設定した放気開始温度Ｔｓ（一例として２３０℃）以上に上昇したとき，又は，前記低圧段圧縮機１０の回転速度が予め設定した放気開始回転速度Ｎｓ（一例として定格回転速度の５５％の回転速度）以下に下降したときに，前記中間段流路２０内の気体の大気放出を行いつつ前記容量制御を継続することを特徴とする（請求項１）。
【００３１】
上記構成の容量制御方法において，
前記多段オイルフリースクリュ圧縮機１を非常停止させる前記低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１である非常停止温度Ｔｍａｘ（一例として２５０℃）と，この非常停止温度Ｔｍａｘに対し所定の低い吐出温度Ｔ１である前記放気開始温度Ｔｓ（一例として２３０℃）とを設定し，
前記低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１が予め設定した前記放気開始温度Ｔｓ以上に上昇したとき前記中間段流路２０内の気体の大気放出を行うものとすることができる（請求項２）。
【００３２】
又は，上記構成の容量制御方法において，
前記中間段流路２０内の気体の大気放出を停止した前記容量制御時における前記低圧段圧縮機１０の吸気温度Ｔａ，回転速度，及び吐出温度Ｔ１の対応関係を予め求めておくと共に，多段オイルフリースクリュ圧縮機１を非常停止させる前記低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１である非常停止温度Ｔｍａｘ（一例として２５０℃）を設定しておき，
前記吸気温度Ｔａを測定し，前記対応関係に基づいて前記測定した吸気温度Ｔａにおいて前記低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１が前記非常停止温度Ｔｍａｘに対し所定の低い吐出温度（一例として放気開始温度Ｔｓ：２３０℃）となる前記低圧段圧縮機１０の回転速度を算出して放気開始回転速度Ｎｓとして設定し，前記低圧段圧縮機１０の回転速度が前記放気開始回転速度Ｎｓ以下に低下したとき前記中間段流路２０内の気体の大気放出を行うものとすることができる（請求項３）。
【００３３】
上記中間段流路２０内の気体の大気放出の停止は，以下のいずれかの場合に行うものとしても良い。
【００３４】
前記中間段流路２０内の気体の大気放出を開始した時点の前記低圧段圧縮機１０の吐出温度（実施例において放気開始温度Ｔｓ：２３０℃）に対し所定の低い温度（一例として２１０℃）を放気停止温度Ｔｅとして設定し，
前記低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１が前記放気停止温度Ｔｅ以下に下降したとき前記中間段流路２０内の気体の大気放出を停止する（請求項４）。
【００３５】
又は，前記中間段流路２０内の気体の大気放出を開始した時点の前記低圧段圧縮機１０の回転速度（実施例において前記放気開始回転速度Ｎｓ：定格回転速度の５５％の回転速度）に対し所定の高い回転速度（一例として定格回転速度の６０％の回転速度）を放気停止回転速度Ｎｅとして設定し，
前記低圧段圧縮機１０の回転速度が前記放気停止回転速度Ｎｅ以上に上昇したとき前記中間段流路２０内の気体の大気放出を停止する（請求項５）。
【００３６】
又は，前記中間段流路２０内の気体の大気放出を停止した前記容量制御時における前記低圧段圧縮機１０の吸気温度Ｔａ，回転速度，及び吐出温度Ｔ１の対応関係を予め求めておき，
前記吸気温度Ｔａを測定し，前記対応関係に基づいて前記測定された吸気温度Ｔａ（実施例において３０℃）において前記中間段流路２０内の気体の大気放出を開始した時点の前記低圧段圧縮機の吐出温度（実施例において放気開始温度Ｔｓ：２３０℃）に対し所定の低い温度（一例として２１０℃）となる回転速度を算出して放気停止回転速度Ｎｅとして設定し，
前記低圧段圧縮機１０の回転速度が前記放気停止回転速度Ｎｅ以上に上昇したとき前記中間段流路２０内の気体の大気放出を停止する（請求項６）。
【００３７】
なお，上記いずれの制御方法においても，前記容量制御を，前記低圧段圧縮機１０の回転速度と前記高圧段圧縮機１１の回転速度の比を一定に固定して行うことができる（請求項７）。
【００３８】
前記中間段流路２０内の気体の大気放出を開始した直後の前記低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１と前記高圧段圧縮機１１の吐出温度Ｔ２が，略同一の温度（実施例においていずれも２１５℃）となるように前記中間段流路２０内の気体の放出量を調整することが好ましい（請求項８）。
【００３９】
また，前記中間段流路２０内の気体の大気放出を行っている前記容量制御時に，前記低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１が多段オイルフリースクリュ圧縮機を非常停止させる前記低圧段圧縮機１０の吐出温度である非常停止温度Ｔｍａｘ（一例として２５０℃）に対し所定の低い温度（一例として２３０℃）となる前記低圧段圧縮機１０の回転速度を予め測定しておき，この測定した回転速度を前記容量制御時における低圧段圧縮機１０の回転速度範囲の下限値（設定下限回転速度Ｎｍｉｎ）に設定する（請求項９）。
【００４０】
更に，
前記中間段流路２０内の気体の大気放出を行っている前記容量制御時において，前記低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１が多段オイルフリースクリュ圧縮機１を非常停止させる非常停止温度Ｔｍａｘ（一例として２５０℃）に対し，所定の低い吐出温度（一例として２３０℃）となる前記低圧段圧縮機１０の吸気温度Ｔａと回転速度との対応関係を予め求めておき，
前記吸気温度Ｔａを測定し，測定した吸気温度Ｔａ（実施例において３０℃）から前記対応関係に基づいて前記所定の低い吐出温度（一例として２３０℃）に対応する回転速度を算出し，この算出した回転速度を前記容量制御時における前記低圧段圧縮機１０の回転速度範囲の下限値（設定下限回転速度Ｎｍｉｎ：一例として定格回転速度の４５％の回転速度）に設定する（請求項１０）。
【００４１】
また，上記容量制御方法を実行する本発明の多段オイルフリースクリュ圧縮機１は，
低圧段圧縮機１０と，該低圧段圧縮機１０で圧縮された圧縮気体を導入して更に圧縮する高圧段圧縮機１１を備え，前記低圧段圧縮機１０の吸気口１０ａを開いた状態で，前記各圧縮機１０，１１の回転速度を，消費側に供給する圧縮気体の圧力変化に対応して変化させる容量制御を行う容量制御装置（圧力検出手段４４，インバータ３１，吸入弁１３，制御装置３０等）を備えた多段オイルフリースクリュ圧縮機１において，
前記低圧段圧縮機１０に対し，前記高圧段圧縮機１１を小型のものとすると共に，
前記低圧段圧縮機１０の吐出口１０ｂと前記高圧段圧縮機１１の吸気口１１ａを連通する中間段流路２０内の気体を大気放出する中間放気手段２１を設け，
前記容量制御装置に，前記低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１が予め設定した放気開始温度Ｔｓ（実施例において２３０℃）以上に上昇したとき，又は，前記低圧段圧縮機１０の回転速度が予め設定した放気開始回転速度Ｎｓ以下に下降したときに，前記中間放気手段２１に大気放出を行わせる制御装置３０を設けたことを特徴とする（請求項１１）。
【００４２】
上記構成の多段オイルフリースクリュ圧縮機において，
前記制御装置３０が，
前記多段オイルフリースクリュ圧縮機１を非常停止させる前記低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１である非常停止温度Ｔｍａｘ（一例として２５０℃）と，この非常停止温度Ｔｍａｘに対し所定の低い吐出温度Ｔ１である前記放気開始温度Ｔｓ（一例として２３０℃）とを記憶した記憶領域（図示せず）を備え，
前記低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１が予め設定した前記放気開始温度Ｔｓ以上に上昇したとき，前記中間放気手段２１に大気放出を行わせるよう構成しても良い（請求項１２）。
【００４３】
又は，上記構成の多段オイルフリースクリュ圧縮機において，
前記制御装置３０が，
前記中間放気手段２１による大気放出を停止した前記容量制御時における前記低圧段圧縮機１０の吸気温度Ｔａ，回転速度，及び吐出温度Ｔ１の変化の対応関係を記憶すると共に，多段オイルフリースクリュ圧縮機１を非常停止させる前記低圧段圧縮機１０の吐出温度である非常停止温度Ｔｍａｘを記憶した記憶領域（図示せず）を備え，
前記対応関係に基づいて，測定された前記吸気温度Ｔａから，該吸気温度Ｔａにおいて前記非常停止温度Ｔｍａｘに対し所定の低い温度（一例として２３０℃）となる回転速度を算出して前記放気開始回転速度Ｎｓとして設定し，
前記低圧段圧縮機１０の回転速度が前記放気開始回転速度Ｎｓ以下に低下したとき，前記中間放気手段２１に前記大気放出を行わせるよう構成しても良い（請求項１３）。
【００４４】
前記制御装置３０は，前記中間放気手段２１による大気放出開始時点の前記低圧段圧縮機の吐出温度（一例として放気開始温度Ｔｓ：２３０℃）に対し所定の低い温度（一例として２１０℃）を放気停止温度Ｔｅとして設定し，
前記低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１が前記放気停止温度Ｔｅ以下に下降したとき前記中間放気手段２１に大気放出を停止させるように構成するものとしても良い（請求項１４）。
【００４５】
又は，前記制御装置３０は，前記中間放気手段２１による大気放出開始時点の前記低圧段圧縮機１０の回転速度（一例として放気開始回転速度Ｎｓ：定格回転速度の５５％の回転速度）に対し所定の高い回転速度（一例として定格回転速度の６０％の回転速度）を放気停止回転速度Ｎｅとして設定し，
前記低圧段圧縮機１０の回転速度が前記放気停止回転速度Ｎｅ以上に上昇したとき前記中間放気手段２１による前記大気放出を停止するように構成しても良い（請求項１５）。
【００４６】
又は，前記制御装置３０が，
前記中間放気手段２１による大気放出を停止した前記容量制御時における前記低圧段圧縮機１０の吸気温度Ｔａ，回転速度，及び吐出温度Ｔ１の対応関係を記憶した記憶領域（図示せず）を備え，
前記対応関係に基づいて，測定された吸気温度Ｔａから該吸気温度Ｔａにおいて前記中間放気手段２１による大気放出開始時点の前記低圧段圧縮機の吐出温度（一例として放気開始温度Ｔｓ：２３０℃）に対し所定の低い温度（一例として２１０℃）となる回転速度を算出して放気停止回転速度Ｎｅとして設定し，
前記低圧段圧縮機１０の回転速度が前記放気停止回転速度Ｎｅ以上に上昇したとき，前記中間放気手段２１による前記大気放出を停止させるように構成しても良い（請求項１６）。
【００４７】
前記いずれの多段オイルフリースクリュ圧縮機１共に，前記低圧段圧縮機１０と前記高圧段圧縮機１１に共通のモータＭと，前記モータＭの回転を一定の増速比で前記低圧段圧縮機１０と前記高圧段圧縮機１１に伝達する動力伝達手段（増速ギヤ）３２を備える構成とすることができる（請求項１７）。
【００４８】
前記中間放気手段２１による放気開始直後の前記低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１と前記高圧段圧縮機１１の吐出温度Ｔ２が，略同一の温度（一例として２１５℃）となるよう前記中間放気手段２１による放気量を設定することが好ましい（請求項１８）。
【００４９】
なお，前記制御装置３０は，
前記中間放気手段２１が大気放出を行っている前記容量制御時に，前記低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１が多段オイルフリースクリュ圧縮機１を非常停止させる前低圧段圧縮機１０の吐出温度である非常停止温度Ｔｍａｘ（実施例において２５０℃）に対し所定の低い温度（実施例において２３０℃）となる前記低圧段圧縮機の回転速度を記憶していると共に，
該回転速度を，前記容量制御時における前記低圧段圧縮機１０の回転速度範囲の下限値（設定下限回転速度Ｎｍｉｎ）に設定するように構成しても良い（請求項１９）。
【００５０】
また，前記制御装置３０は，
多段オイルフリースクリュ圧縮機１を非常停止させる低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１である非常停止温度Ｔｍａｘ（一例として２５０℃）に対し所定の低い吐出温度（実施例において２３０℃）となる前記低圧段圧縮機１０の吸気温度Ｔａと回転速度との対応関係を記憶した記憶領域（図示せず）を備え，
前記対応関係に基づいて，測定された吸気温度Ｔａ（実施例において３０℃）から前記所定の低い温度（一例として２３０℃）に対応する回転速度を算出すると共に，
該回転速度を，前記容量制御時における前記低圧段圧縮機１０の回転速度範囲の下限値（設定下限回転速度Ｎｍｉｎ;実施例において定格回転速度の４５％の回転速度）に設定するように構成しても良い（請求項２０）。
【発明の効果】
【００５１】
以上で説明した本発明の構成により，本発明の容量制御方法では，吐出温度Ｔ１，Ｔ２の上昇を抑制して焼き付き等の発生を防止しつつ，容量制御時に使用できる回転速度範囲の下限値（設定下限回転速度Ｎｍｉｎ）を，従来の制御方法に比較して低く設定することが可能となり，その結果，従来の容量制御方法を行う場合に比較して，消費電力を低減することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の多段オイルフリースクリュ圧縮機の説明図。
【図２】本発明の多段オイルフリースクリュ圧縮機の基本動作（始動，速度制御，停止）を説明したフロー図。
【図３】本発明の多段オイルフリースクリュ圧縮機の非常停止動作及び中間段流路の放気動作を説明したフロー図（吐出圧力に基づいて中間放気手段を制御する例）。
【図４】本発明の多段オイルフリースクリュ圧縮機の非常停止動作及び中間段流路の放気動作を説明したフロー図（回転速度に基づいて中間放気手段を制御する例）。
【図５】設定下限回転速度Ｎｍｉｎを定格値の５５％とした場合と定格値の４５％とした場合の消費動力の違いを説明したグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下に，本発明の実施例につき添付図面を参照しながら説明するが，本発明の構成は，以下に示す実施例に限定されない。
【００５４】
〔多段オイルフリースクリュ圧縮機の装置構成〕
図１に，本発明の多段オイルフリースクリュ圧縮機１の構成例を示す。
【００５５】
なお，図１に示す多段オイルフリースクリュ圧縮機１は，二台の圧縮機１０，１１を直列に連通して二段型のオイルフリースクリュ圧縮機１としたものであるが，本発明の容量制御方法が適用される多段オイルフリースクリュ圧縮機１は，三台以上の圧縮機を直列に連通したものも含む。
【００５６】
図１に示す多段オイルフリースクリュ圧縮機１は，被圧縮気体を空気とするもので，低圧段圧縮機１０が空気を吸入できるよう，低圧段圧縮機１０の吸気口１０ａが吸入弁１３及び吸入フィルタ１４を介して大気開放されている。
【００５７】
この低圧段圧縮機１０の吐出口１０ｂは，インタークーラ２２を備えた中間段流路２０を介して高圧段圧縮機１１の吸気口１１ａに連通されており，これにより低圧段圧縮機１０より吐出された圧縮空気が，インタークーラ２２で冷却された後，高圧段圧縮機１１に導入されて更に圧縮されるように構成されている。
【００５８】
図１では，便宜上，低圧段圧縮機１０と高圧段圧縮機１１を同じ大きさに示しているが，高圧段圧縮機１１として，前述の低圧段圧縮機１０に比較して小型のものを使用している。
【００５９】
そして，この高圧段圧縮機１１の吐出口１１ｂが，逆止弁４１及びアフタクーラ４２を備えた吐出流路４０に連通され，この吐出流路４０を介して図示せざる空気作業機等に連通された消費側に圧縮空気を供給することができるように構成されている。
【００６０】
低圧段圧縮機１０と，高圧段圧縮機１１をそれぞれ回転駆動するために，これらの入力軸がモータＭの出力軸に連結されている。
【００６１】
低圧段圧縮機１０と，高圧段圧縮機１１は，これらを駆動するモータＭをそれぞれ独立して設けるものとしても良いが，図１に示す実施例では，共通のモータＭによって低圧段，高圧段いずれの圧縮機１０，１１共に駆動することができるよう，低圧段及び高圧段圧縮機１０，１１のいずれの入力軸共に，増速ギヤから成る動力伝達手段３２を介して単一のモータＭの出力軸に連結されている。
【００６２】
したがって，本実施例では，低圧段圧縮機１０の回転速度と高圧段圧縮機１１の回転速度は，増速ギヤ３２の増速比によって決まる一定の比率を維持した状態で，モータＭの回転速度の増減に対応して回転速度が増減するように構成されている。
【００６３】
このモータＭの回転速度Ｎｄは，インバータ３１により制御され，吐出流路４０に設けた圧力検知手段（圧力センサ）４４によって検知された高圧段圧縮機１１の吐出圧力Ｐｄ，従って，消費側に供給される圧縮空気の圧力に基づいて，制御装置３０がインバータ３１を制御して，モータＭの回転速度を変化させることで，吐出流路４０内の圧力が，設定された所定の目標圧力Ｐｔ（本実施例では０．７０MPa）に近づくよう速度制御による容量制御が行われる。
【００６４】
本発明の多段オイルフリースクリュ圧縮機１には，更に，中間段流路２０内の圧縮空気を放気する中間放気手段２１と，吐出流路４０内の圧縮空気を放気する高圧段放気手段４３を備える。
【００６５】
図示の実施例において中間放気手段２１は，一端をインタークーラ２２の一次側で前述の中間段流路２０に連通し，他端を，サイレンサ２１ｃを介して大気開放した放気流路２１ｂと，この放気流路２１ｂを開閉する，電磁弁である放気弁２１ａによって構成されており，制御装置３０より受信した制御信号によって放気弁２１ａを開閉することで，中間段流路２０内の圧縮空気の放気を開始し及び停止することができるように構成されている。
【００６６】
この中間放気手段２１は，例えば前述の放気流路２１ｂの管径の選択により，使用する放気弁２１ａのサイズ選定により，あるいは別途絞りを設けることにより，放気弁２１ａを開いた際，中間段流路２０内を流れる圧縮空気の一部が適切な流量で放気されるようにその流路面積が絞られている。
【００６７】
好ましくは，中間放気手段２１が中間段流路２０を閉じている状態から，低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１が後述する放気開始温度Ｔｓ（一例として２３０℃）となって中間放気手段２１による放気を開始した際，放気開始直後における低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１と，高圧段圧縮機１１の吐出温度Ｔ２が略同一の温度となるように，中間放気手段２１による放気量を調整する。
【００６８】
一方，高圧段放気手段４３は，一端をアフタクーラ４２及び逆止弁４１の一次側で前述の吐出流路４０に連通し，他端を，サイレンサ４３ｃを介して大気開放した放気流路４３ｂと，この放気流路４３ｂを開閉する，電磁弁から成る放気弁４３ａによって構成されており，制御装置３０より受信した制御信号によって放気弁４３ａが開閉することで，吐出流路４０内の圧縮空気の放気を開始し，及び停止することができるように構成されている。
【００６９】
なお，本実施例では，この高圧段放気手段４３の放気流路４３ｂの開閉を行う放気弁４３ａを，制御装置３０からの制御信号によって動作する電磁弁によって構成したが，この構成に代えて，機械式の開閉弁を放気弁４３ａとして設け，低圧段圧縮機１０の吸気口１０ａに設けた吸入弁１３の開閉動作に連動して，放気弁４３ａが吸入弁１３の閉時に開き，吸入弁１３の開時に閉じるように構成するものとしても良い。
【００７０】
なお，図１中，符号「２３」及び符号「４５」は温度検知手段（温度センサ）であり，温度検知手段２３は低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１を検出して制御装置３０に出力し，温度検知手段４５は高圧段圧縮機１１の吐出圧力Ｔ２を検出して制御装置３０に出力する。
【００７１】
制御装置３０は，記憶領域内に予め記憶した所定のプログラムに従い，前述した温度検知手段２３，４５が検知した吐出温度Ｔ１，Ｔ２，及び圧力検知手段４４が検知した吐出圧力Ｐｄに基づいて，インバータ３１，中間放気手段２１，高圧段放気手段４３及び吸入弁１３を制御する。
【００７２】
なお，本発明の多段オイルフリースクリュ圧縮機１には，更に，低圧段圧縮機１０が吸入する空気の温度（吸気温度Ｔａ）を検知する温度センサである温度検知手段１５を設け，この温度検知手段１５の検知信号を制御装置３０に入力するように構成しても良い。
【００７３】
〔多段オイルフリースクリュ圧縮機の動作説明〕
以上，図１を参照して説明した構成を備えた多段オイルフリースクリュ圧縮機の動作を，図２〜４に示すフローチャートを参照して説明する。
【００７４】
〈基本動作（始動・容量制御・停止）〉（図２）
本発明の多段オイルフリースクリュ圧縮機１の始動から容量制御及び停止までの基本動作を，図２を参照して説明する。
【００７５】
主電源をＯＮにして多段オイルフリースクリュ圧縮機を起動し（Ｓ１），この状態でオペレータは，操作盤のスイッチ類を操作して所定の始動操作を行う（Ｓ２）。
【００７６】
多段オイルフリースクリュ圧縮機１が，消費側に供給する圧縮空気の圧力設定（目標圧力Ｐｔの設定）を変更可能なものである場合，オペレータはこの始動操作において目標圧力Ｐｔを設定する。
【００７７】
オペレータによる始動操作により，制御装置３０は，予め記憶領域に記憶した対応関係に従い，温度検知手段１５が検知した吸気温度Ｔａに基づき設定下限回転速度Ｎｍｉｎを設定すると共に，オペレータが入力した目標圧力Ｐｔに対し所定の高い圧力であるアンロード開始圧力Ｐｕを設定し，多段オイルフリースクリュ圧縮機１に所定の始動運転を行わせる（Ｓ３）。
【００７８】
制御装置３０は，一例としてこの始動運転を，吸入弁１３を閉じ，かつ，高圧段放気手段４３の放気弁４３ａを開いた状態でモータＭを始動させると共に一定時間，設定下限回転速度Ｎｍｉｎで運転することにより行う。
【００７９】
前述した始動運転（Ｓ３）の終了後，制御装置３０は吸入弁１３を開くと共に高圧段放気手段４３による放気を停止し（Ｓ４），これにより多段オイルフリースクリュ圧縮機１は通常運転に移行する。
【００８０】
通常運転への移行により，制御装置３０は高圧段圧縮機１１の吐出側に設けた圧力検知手段４４からの検知信号に基づいて吐出流路４０内の圧力（吐出圧力Ｐｄ），すなわち消費側に供給される圧縮機空気の圧力を監視し，検出される吐出圧力Ｐｄが，オペレータにより設定された前述の目標圧力Ｐｔ（一例として０．７０MPa）に近づくよう，モータＭの回転速度を制御すると共に，吸入弁１３及び高圧段放気手段４３を制御する。
【００８１】
具体的には，制御装置３０は，吐出圧力Ｐｄが前述のアンロード開始圧力Ｐｕ（一例として０．７５MPa）未満の場合（Ｓ５のNO）には，予め記憶している対応関係に従い，検出された吐出圧力Ｐｄと目標圧力Ｐｔの偏差を０（ゼロ）とする目標回転速度Ｎｃを算出し（Ｓ９），モータＭの回転速度がこの目標回転速度Ｎｃとなるよう，インバータ３１に対し出力周波数を変化させる制御信号を出力してモータＭの回転速度を制御することで（Ｓ１０），消費側において行われる圧縮空気の消費量に対応した圧縮空気を生成して供給する。
【００８２】
一方，消費側における圧縮空気の消費が停止する等して吐出圧力Ｐｄがアンロード開始圧力以上になると（Ｓ５のYES），制御装置３０は吸入弁１３を閉じて低圧段圧縮機１０に対する吸気を停止すると共に，高圧段放気手段４３の放気弁４３ａを開き，吐出流路４０内の圧縮空気を大気放出して吐出圧力Ｐｄを低下させて圧縮機の動力を低減した状態で，モータＭの回転速度を設定下限回転速度Ｎｍｉｎに低下させた無負荷運転に移行し（Ｓ６），吐出圧力Ｐｄがアンロード開始圧力Ｐｕ以上である間，この無負荷運転を継続する（Ｓ７のNO）。
【００８３】
この無負荷運転中，消費側における圧縮空気の消費が再開される等して吐出圧力Ｐｄが再度アンロード開始圧力Ｐｕ未満に低下すると（Ｓ７のYES），制御装置３０は吸入弁１３を開くと共に高圧段放気手段４３の放気弁４３ａを閉じて放気を停止し（Ｓ８），モータＭの回転速度Ｎｄを吐出圧力Ｐｄに基づき算出された目標回転速度Ｎｃに変化させる制御（Ｓ９，Ｓ１０）を行う。
【００８４】
上記の速度制御による容量制御（Ｓ５〜Ｓ１０）は，オペレータが操作盤を操作して停止処理を指令するまで繰り返し行われ（Ｓ１１のNO），オペレータにより停止処理の指令が入力されると（Ｓ１１のYES），制御装置３０は吸入弁１３を閉じ，高圧段放気手段４３の放気弁４３ａを開いて放気を開始し（Ｓ１２），通常の停止処理ではこの状態で所定時間運転した後，モータを停止して（Ｓ１３），多段オイルフリースクリュ圧縮機を停止する。
【００８５】
〈非常停止／中間放気手段の制御（吐出温度基準型）〉（図３参照）
主電源をＯＮにして多段オイルフリースクリュ圧縮機を起動すると（図２のＳ１），制御装置３０は図３に示すように温度検知手段２３，４５からの検知信号に基づいて，低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１と，高圧段圧縮機１１の吐出温度Ｔ２の監視を開始する（図３のＳ１６，Ｓ１４）。
【００８６】
高圧段圧縮機１１の吐出温度Ｔ２が予め設定されている所定の非常停止温度Ｔｍａｘ（一例として２５０℃）未満ではこの吐出温度Ｔ２の監視が継続され（Ｓ１５のNO），非常停止温度Ｔｍａｘ以上になると（Ｓ１５のYES），制御装置３０は，吸入弁１３を閉じると共に，高圧段放気手段４３の放気弁４３ａを開き（図２のＳ１２），モータＭを停止して（Ｓ１３），多段オイルフリースクリュ圧縮機１を非常停止させる。
【００８７】
なお，前述の通常の停止処理の場合，制御装置３０は吸入弁１３を閉じると共に高圧段放気手段４３の放気弁４３ａを開き（Ｓ１２），負荷を低減した状態で一定時間運転を継続した後，モータＭの停止処理（Ｓ１３）を行うものと説明したが，非常停止の場合には，前述した負荷を低減した状態での一定時間の運転を行うことなく，吸入弁１３の閉塞と高圧段放気手段４３による放気開始と同時にモータＭの停止処理を行うように構成しても良い。
【００８８】
制御装置３０は，更に，温度検知手段２３からの検知信号に基づいて低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１についても監視しており（Ｓ１６），低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１が予め記憶している非常停止温度Ｔｍａｘ（一例として２５０℃）以上になると（Ｓ１７のYES），吸入弁１３を閉じ，高圧段放気手段４３による放気を開始すると共に（図２のＳ１２），モータＭを停止して（図２のＳ１３），多段オイルフリースクリュ圧縮機１を非常停止させる。
【００８９】
なお，非常停止の場合には，吸入弁１３を開いたままモータの停止処理を行うようにしても良く，モータＭの停止処理を行った後で高圧段放気弁４３ａを開放するようにしても良い。
【００９０】
低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１が非常停止温度Ｔｍａｘ（一例として２５０℃）未満である場合（図３のＳ１７のNO）であって，この非常停止温度（一例として２５０℃）に対し所定の低い温度として設定した放気開始温度Ｔｓ（一例として２３０℃）未満の場合（Ｓ１８のNO），制御装置３０は低圧段圧縮機１０の吐出温度の監視を継続する（Ｓ１６へ戻る）。
【００９１】
低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１が放気開始温度Ｔｓ（一例として２３０℃）以上になると（Ｓ１８のYES），制御装置３０は中間放気手段２１による中間段流路２０の放気を開始し（Ｓ１９），中間段流路２０内の圧力を低下させる。
【００９２】
このようにして中間段流路２０の圧力を低下することで，低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１が低下する。
【００９３】
中間放気手段２１による放気中，制御装置３０は低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１を予め記憶されている所定の放気停止温度Ｔｅと比較して，吐出温度Ｔ１がこの放気停止温度Ｔｅ（一例として２１０℃）以下に低下した場合（Ｓ２０のYES），中間放気手段２１による放気を停止し（Ｓ２１），制御装置３０は低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１の監視を継続する（Ｓ１６へ戻る）。
【００９４】
制御装置３０は，吐出温度Ｔ１が放気停止温度Ｔｅを超えている場合（Ｓ２０のNO）であって，更に吐出温度Ｔ１が非常停止温度Ｔｍａｘ以上となっていれば（Ｓ２２のYES）非常停止を行い（図２のＳ１２，Ｓ１３），非常停止温度Ｔｍａｘ未満であれば（Ｓ２２のNO），中間放気手段２１による放気を継続する（Ｓ１９へ戻る）。
【００９５】
この放気停止温度Ｔｅは，中間放気手段２１による放気開始直後の低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１の測定値（本実施例では２１５℃）よりも低く設定し，例えば予め実験的に上記吐出温度を測定しておいて制御装置３０に記憶させておくものとしても良く，あるいは，中間放気手段２１による放気開放直後の低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１を温度検知手段２３により測定し，制御装置３０がこの測定値に基づいて，この測定値よりも所定の低い温度を放気停止温度Ｔｅとして設定するようにしても良い。
【００９６】
以上のように構成された多段オイルフリースクリュ圧縮機１では，通常運転時，制御装置３０は吐出圧力Ｐｄが目標圧力Ｐｔ（一例として０．７０MPa）となるようにモータＭの回転速度を制御することで（図２のＳ９，Ｓ１０），消費側の圧縮空気の消費量が減少して吐出圧力Ｐｄが目標圧力Ｐｔよりも高くなるとモータＭの回転速度を低下させる速度制御（容量制御）を行う。
【００９７】
従って，消費側における圧縮空気の消費量が減少して，モータＭの回転速度が定格値（１００％）から減少するに従い，前述した体積効率の変化によって低圧段圧縮機１０と高圧段圧縮機１１間の中間段流路２０内の温度（低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１）が徐々に上昇する。
【００９８】
一例として，本実施例の多段オイルフリースクリュ圧縮機１では，低圧段圧縮機１０の吸気温度Ｔａ（外気温度）が３０℃でモータＭの回転速度が定格値（１００％），吐出圧力Ｐｄが目標圧力Ｐｔ（０．７０MPa）と略一致した全負荷運転時，中間段流路２０内の圧力は０．２０MPa，低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１は１９０℃，高圧段圧縮機１１の吐出温度Ｔ２は１９０℃であった。
【００９９】
これに対し，吐出圧力Ｐｄと目標圧力Ｐｔ（０．７０MPa）が略一致した状態でモータＭの回転速度Ｎｄを定格時の５５％にまで低下させると，中間段流路２０内の圧力は０．２３MPa，低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１は２３０℃，高圧段圧縮機１１の吐出温度Ｔ２は２１０℃まで上昇した。
【０１００】
消費側における圧縮空気の消費量が大幅に減少した場合には，モータＭの回転速度は予め設定した設定下限回転速度Ｎｍｉｎ（本実施例では温度検知手段１５が検知した外気温Ｔａに基づいて制御装置３０が算出した設定下限回転速度Ｎｍｉｎ：一例として定格時の４５％の回転速度）まで低下するが，モータＭの回転速度が設定下限回転速度Ｎｍｉｎまで低下する過程で低圧段圧縮機１０の吐出温度が２３０℃以上になると（図３のＳ１８のYES），制御装置３０は中間放気手段２１による放気を開始し（Ｓ１９），中間段通路２０内の圧力を低下させる。
【０１０１】
これにより低圧段圧縮機１０の圧縮比が低下して低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１を放気開始温度Ｔｓ（２３０℃）よりも低い温度に低下させる。
【０１０２】
一例として本実施例の多段オイルフリースクリュ圧縮機１では，放気開始温度（２３０℃）となったときの中間段流路２０内の圧力は０．２３MPaであったが，中間放気手段２１による放気により，放気直後の中間段流路２０内の圧力を０．２０MPa，吐出温度Ｔ１を２１５℃まで低下させることができた。
【０１０３】
但し，中間放気手段２１によって中間段流路２０より放気される圧縮空気の量は，絞りによって調整されており，絞りの径が小さすぎると大気放出される圧縮空気の量が少なく中間段通路内の圧力の低下が小さくなって低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１も十分に低下させることができない。
【０１０４】
逆に，絞りの径が大き過ぎる場合には，大気へ放出される圧縮空気の量が多くなり，中間段流路２０内の圧力を早期に低下させて低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１を大きく降下させることができるが，その反面，中間段流路２０内の圧力を下げ過ぎると，高圧段圧縮機１１の圧縮比が高まり高圧段圧縮機１１の吐出温度Ｔ２が上昇して非常停止温度に近づくことになる。
【０１０５】
従って，中間放気手段２１による放気量は，低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１と，高圧段圧縮機１１の吐出温度Ｔ２がバランスするように決定することが好ましく，より好ましくは，中間放気手段２１による放気開始直後の低圧段圧縮機１０の吐出温度と高圧段圧縮機１１の吐出温度Ｔ２がほぼ一致するように放気量を設定し，本実施例では中間放気手段２１による放気開始直後の低圧段圧縮機１０の吐出温度と高圧段圧縮機１１の吐出温度が共に２１５℃となるように設定した。
【０１０６】
また，中間段通路２０から大気へ放出される圧縮空気の量は，無負荷運転時に高圧段放気手段４３によって放気される圧縮空気量よりも少ない量に設定する。
【０１０７】
このように，本実施例では中間放気手段２１による放気を開始した直後の低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１，及び，高圧段圧縮機１１の吐出温度Ｔ２はいずれも２１５℃で，非常停止温度Ｔｍａｘ（一例として２５０℃）よりも十分に低いことから，中間放気手段２１による放気を行った状態でさらに速度制御（容量制御）を継続して低圧段及び高圧段圧縮機１０，１１の回転速度を低下させることが可能で，その結果，速度制御（容量制御）に使用する回転速度の下限値である設定下限回転速度Ｎｍｉｎの低下が可能となる。
【０１０８】
一例として，この設定下限回転速度Ｎｍｉｎは，低圧段圧縮機１０の吸気口１０ａに設けた吸入弁１３を開き，中間放気手段２１による放気を行った状態で低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１が２３０℃になるモータＭの回転速度を実験により求め，求めた回転速度以上の値，好ましくは求めた回転速度を設定下限回転速度Ｎｍｉｎとして設定し，本実施例では定格回転速度に対し４５％の回転速度を設定下限回転速度Ｎｍｉｎとして設定した。
【０１０９】
これにより，中間段流路２０内の圧縮空気を放気しない場合には，低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１を２３０℃以下にするためには，設定下限回転速度を定格回転速度の５５％の回転速度に設定する必要があったが，本発明の構成ではモータの設定下限回転速度Ｎｍｉｎを定格回転速度の４５％の回転速度まで低下させた場合であっても低圧段圧縮機の吐出温度Ｔ１を２３０℃以下に抑えることができた。
【０１１０】
図５に，設定下限回転速度Ｎｍｉｎを定格値の５５％とした場合と定格値の４５％とした場合の空気量比と消費動力比の違いをグラフに示す。図中，実線が設定下限回転速度Ｎｍｉｎを定格値の５５％とした場合，一点鎖線が４５％とした場合である。
【０１１１】
設定下限回転速度Ｎｍｉｎを定格値の５５％とした場合，空気量比が５５〜１００％の間は，吸入弁１３を開いて回転速度制御を行い，空気量比が０〜５５％の間は，回転速度を定格値の５５％一定で吸入弁１３を開閉制御を行って，空気量比が０％のときには，回転速度を定格値の５５％で吸入弁１３を閉じ，高圧段放気手段４３を開いている。
【０１１２】
これに対して，設定下限回転速度Ｎｍｉｎを定格値の４５％とした場合，空気量比が４５〜１００％の間は吸入弁１３を開いて回転速度制御を行い，空気量比が０〜４５％の間は定格値の４５％一定の回転速度で吸入弁１３を開閉制御を行って，空気量比が０％のときには回転速度を定格値の４５％で吸入弁１３を閉じ高圧段放気手段４３を開いている。
【０１１３】
設定下限回転速度Ｎｍｉｎを定格値の５５％から４５％に１０％低減させることにより，図５中に斜線で示した分の消費動力の低減が得られることとなり，その結果，多段オイルフリースクリュ圧縮機をより小さな消費電力で運転することが可能となる。
【０１１４】
このようにして中間放気手段２１による放気が行われている際に，消費側の圧縮空気の消費量が増加して吐出圧力Ｐｄが目標圧力Ｐｔよりも低くなると，制御装置３０は吐出圧力Ｐｄが目標圧力Ｐｔ（０．７０MPa）となるようにモータＭの回転速度を上昇させる。
【０１１５】
このモータＭの回転速度の上昇により，圧縮機の内部漏れ量が減少して漏れた圧縮空気の再圧縮が抑えられると共に，高圧段圧縮機１１の内部漏れ量が減少することで中間段流路２０内の圧力が下がり，低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１も低下する。そして，低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１が放気停止温度Ｔｅ（一例として２１０℃）以下になると（図３のＳ２０YES）制御装置３０は中間放気手段２１による放気を停止する（Ｓ２１）。
【０１１６】
本実施例では，このときの低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１及び高圧段圧縮機１１の吐出温度Ｔ２はいずれも２３０℃未満である。
【０１１７】
なお，無負荷運転時は，高圧段放気手段４３による放気が行われていることで吐出流路４０内の圧力が低下していることから，中間段流路２０内の圧力も低く，低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１は放気停止温度Ｔｅ（２１０℃）以下となっており，中間放気手段２１による放気は行われない。
【０１１８】
但し，この場合であっても，例えば高圧段放気手段４３の故障等で吐出流路４０内の圧力が低下せずに低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１が上昇した場合等，何等かの理由により低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１が放気開始温度（２３０℃）以上に上昇した場合には，制御装置３０は中間放気手段２１による放気を開始するため，低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１が低下する。
【０１１９】
〈非常停止／中間放気手段の制御（回転速度基準型）〉（図４参照）
以上，図３を参照して説明した構成では，前述した中間放気手段２１の制御を，温度検知手段２３が検出した低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１に基づいて行うように構成した。
【０１２０】
これに対し，本実施例では，温度検知手段２３，４５が検出した低圧段圧縮機１０と高圧段圧縮機１１の吐出温度Ｔ１，Ｔ２は，非常停止温度Ｔｍａｘの検出にのみ使用し，中間放気手段２１の開閉制御を，モータＭの回転速度Ｎｄに基づいて行うように構成している。
【０１２１】
この場合の動作を，図４を参照して説明する。
主電源をＯＮにして多段オイルフリースクリュ圧縮機を起動すると（図２のＳ１），図４に示すように制御装置３０は，温度検知手段２３，４５からの検知信号に基づいて，高圧段圧縮機１１の吐出温度Ｔ２及び低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１の監視を開始し（Ｓ２５及びＳ２３），高圧段圧縮機１１の吐出温度Ｔ２又は低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１が，非常停止温度Ｔｍａｘ以上になると（Ｓ２４，Ｓ２６），吸入弁１３を閉じ，高圧段放気手段４３による放気を開始すると共に（図２のＳ１２），モータＭを停止して（図２のＳ１３）多段オイルフリースクリュ圧縮機１を非常停止させる点は，図３を参照して説明した制御と同様である。
【０１２２】
本実施例の構成では，制御装置３０の記憶領域には，低圧段圧縮機１０の吸気温度Ｔａと，中間放気手段２１を開閉動作の基準となるモータＭの回転速度の対応関係が記憶されており，制御手段３０は，温度検知手段１５が検知した吸気温度Ｔａに基づいて，中間放気手段２１による放気を開始する放気開始回転速度Ｎｓと，中間放気手段２１による放気を停止する放気停止回転速度Ｎｅを算出して設定するように構成されている（図４のＳ２７）。
【０１２３】
この放気開始回転速度Ｎｓと放気停止回転速度Ｎｅは，予め実験等により中間放気手段２１を閉じた状態で吸気温度Ｔａ毎にモータＭの回転速度の変化と低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１の変化を測定しておき，この測定結果に基づく演算式を制御装置３０に記憶させておくことで，制御装置３０が吸気温度Ｔａに基づき前述の非常停止温度Ｔｍａｘ（一例として２５０℃）に対し所定の低い放気開始温度Ｔｓ（一例として２３０℃）に対応する回転速度を放気開始回転速度Ｎｓとして設定すると共に，前記放気開始温度Ｔｓ（２３０℃）よりも所定の低い放気停止温度（一例として２１０℃）に対応する回転速度を，前述の放気停止回転速度Ｎｅとして設定できるようにしておく。
【０１２４】
一例として，本実施例の装置では，吸気温度Ｔａが３０℃，目標圧力の設定値を０．７０MPaとしたときの，定格回転速度１００％に対する放気開始回転速度は５５％，放気停止回転速度は６０％であった。
【０１２５】
制御装置３０は，前述した放気開始回転速度Ｎｓと放気停止回転速度Ｎｅに基づきモータＭの回転速度Ｎｄを監視し（Ｓ２８），モータＭの回転速度Ｎｄが放気開始回転速度Ｎｓ以下になると（Ｓ２９のYES）中間放気手段２１による放気を開始し（Ｓ３０），その後，モータＭの回転速度Ｎｄが放気停止回転速度Ｎｅよりも低い状態（Ｓ３１のNO）では中間放気手段２１による放気を継続し（Ｓ３０に戻る），放気停止回転速度Ｎｅ以上になると（Ｓ３１のYES），中間放気手段２１による放気を停止し（Ｓ３２），以上で説明したモータＭの回転速度Ｎｄの監視を継続する（Ｓ２８へ戻る）。
【０１２６】
上記構成では，通常運転時，吐出圧力Ｐｄが目標圧力Ｐｔ（０．７０MPa）となるようにモータＭの回転速度を制御し，消費側の圧縮空気の消費量が減少して吐出圧力Ｐｄが目標圧力Ｐｔよりも高くなるとモータＭの回転速度Ｎｄを低下させる。
【０１２７】
消費側の圧縮空気の消費量が大幅に減少した場合には，モータＭの回転速度は予め設定した設定下限回転速度Ｎｍｉｎ（本実施例では温度検知手段１５が検知した外気温Ｔａに基づいて制御装置３０が算出した設定下限回転速度Ｎｍｉｎ：一例として定格時の４５％の回転速度）まで低下するが，モータＭの回転速度が設定下限回転速度Ｎｍｉｎまで低下する過程で，回転速度Ｎｄが放気開始回転速度Ｎｓ（一例として定格回転速度の５５％の回転速度）以下に低下すると，中間放気手段２１が放気を開始し，これにより中間段流路２０内の圧力が低下する結果，低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１を低下させることができる。
【０１２８】
本実施例で使用した多段オイルフリースクリュ圧縮機１では，温度検知手段１５が検知した外気温Ｔａが３０℃でモータＭの回転速度が定格値（１００％），吐出圧力Ｐｄと目標圧力Ｐｔ（０．７０MPa）が略一致した全負荷運転のとき，中間段流路２０内の圧力は０．２０MPa，低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１は１９０℃，高圧段圧縮機１１の吐出温度Ｔ２は１９０℃であるが，吐出圧力Ｐｄが目標圧力Ｐｔ（０．７０MPa）でモータの回転速度が放気開始回転Ｎｓ（定格回転速度の５５％の回転速度）に低下すると中間段通路内の圧力は０．２３MPa，低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１は２３０℃，高圧段圧縮機１１の吐出温度Ｔ２は２１０℃まで上昇する。
【０１２９】
しかし，上記放気開始回転速度Ｎｓ（定格回転速度の５５％の回転速度）で中間放気手段２１による放気を開始すると，放気開始直後において低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１，高圧段圧縮の吐出温度Ｔ２をいずれも２１５℃まで低下させることができ，この温度は非常停止温度Ｔｍａｘ（２５０℃）より十分に低いことから，中間放気手段２１で放気を行うことで，回転速度を更に低下させた場合であっても，吐出温度Ｔ１，Ｔ２を，非常停止温度Ｔｍａｘ（２５０℃）に対し所定の低い温度（一例として２３０℃）以下に抑えることが可能となる。
【０１３０】
従って，設定下限回転速度Ｎｍｉｎを，中間放気手段２１による放気を行った状態で低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１が非常停止温度Ｔｍａｘ（２５０℃）に対し所定の低い温度（一例として２３０℃）となるモータの回転速度を実験により得て，この実験で得た回転速度以上の値，好ましくは前記実験で得た回転速度を設定下限回転速度Ｎｍｉｎとして設定する。
【０１３１】
本実施例で使用した多段オイルフリースクリュ圧縮機では，低圧段圧縮機１０の吸気温度３０℃，目標圧力０．７０MPaとしたときの前記実験で得た回転速度は定格回転速度の４５％の回転速度であり，この回転速度を前記設定下限回転速度Ｎｍｉｎとした。
【０１３２】
本実施例の多段オイルフリースクリュ圧縮機１において，中間放気手段２１による放気を行わない場合に低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１を２３０℃以下に抑える回転速度は，定格時の回転速度に対し５５％の回転速度であり，この回転速度が，従来の多段オイルフリースクリュ圧縮機の速度制御（容量制御）時に使用できる設定下限回転速度Ｎｍｉｎである。
【０１３３】
本実施例ではこの回転速度（定格回転速度の５５％）に対し，設定下限回転速度を定格回転速度の４５％の回転速度まで１０％も低下させることができ，速度制御（容量制御）に使用することができる回転速度の範囲を，より低速側に拡張することが可能となり，多段オイルフリースクリュ圧縮機の運転時における消費動力を減少させることができる（図５参照）。
【０１３４】
なお，本実施例ではモータＭの回転速度に基づいて中間放気手段２１の動作を制御することから，制御装置３０がモータＭの回転速度を把握することができるようになっている必要があるが，このようなモータＭの回転速度Ｎｄは，モータ軸に回転速度センサを設けて検出するものとしても良く，又は，制御装置３０がインバータを制御する際に算出する目標回転速度Ｎｃや，インバータ３１がモータＭに対し出力する周波数信号に基づいてモータＭの回転速度Ｎｄを把握するように構成しても良い。
【０１３５】
以上のようにして，中間放気手段２１による放気を行っている状態で消費側における圧縮空気の消費量が増加して吐出圧力Ｐｄが目標圧力Ｐｔ（一例として０．７０MPa）よりも低くなると，制御装置３０はモータＭの回転速度を上昇させて，吐出圧力Ｐｄが目標圧力Ｐｔ（０．７０MPa）に近づくようにモータＭの回転速度を制御する。
【０１３６】
モータＭの回転速度の上昇により，低圧段・高圧段の両圧縮機１０，１１の内部漏れ量が減少して漏れた圧縮空気の再圧縮が抑えられると共に，高圧段圧縮機１１の内部漏れ量が減少することで，高圧段圧縮機１１の体積効率が改善し，中間段流路２０内の圧力が低下し，低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１が下降する。
【０１３７】
そして，モータＭの回転速度Ｎｄが放気停止回転速度Ｎｅ（定格回転速度の６０％の回転速度）以上に上昇すると，制御装置３０は中間放気手段２１による放気を停止する。このときの低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１及び高圧段圧縮機１１吐出温度Ｔ２はいずれも２３０℃未満である。
【０１３８】
なお，本実施例では，放気停止回転速度Ｎｅを，低圧段圧縮機１０の吸気温度３０℃，目標圧力の設定が０．７０MPaとして中間放気手段２１による放気を停止した状態で運転したときの低圧段吐出温度が２１０℃になるモータＭの回転速度として設定したが，この構成に代え，制御装置３０は，例えば放気停止回転速度Ｎｅを，放気開始回転速度Ｎｓ（５５％）に所定の値，例えば５％を加えた値として設定するように構成しても良い。
【０１３９】
以上で説明した本実施例の構成では，モータＭの回転速度に応じて中間放気手段２１による放気の開始及び停止を制御することから，モータＭの回転速度が設定下限回転速度Ｎｍｉｎとなっている無負荷運転時においても，中間放気手段２１による放気が行われることとなる。
【０１４０】
しかし，無負荷運転時には，高圧段放気手段４３による放気が行われることで吐出流路４０内の圧力が低下しており，その結果，中間段流路２０内の圧力も低く，低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１も放気停止温度Ｔｅ（一例として２１０℃）以下となっていることから，中間放気手段２１による放気を行う必要はない。
【０１４１】
一方，無負荷運転時に中間段流路２０内が負圧になると，中間放気手段２１を介して外気が中間段流路２０内に流入する場合があることから，回転速度に基づいて中間放気手段２１を制御する本実施例の構成では，制御装置３０は，無負荷運転時には，中間放気手段２１の放気弁２１ａを閉じるようにしてもよい。
【０１４２】
〈その他（変形例）〉
図３を参照して説明した実施例では，低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１に基づいて中間放気手段２１による放気を開始し，及び停止する構成を採用し，一方，図４を参照して説明して説明した実施例では，モータＭの回転速度によって中間放気手段２１による放気を開始し，及び停止させる構成を採用しているが，両者の組み合わせによって中間放気手段２１の動作を制御するようにしても良い。
【０１４３】
すなわち，中間放気手段２１による放気の開始は，低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１に基づいて行い，中間放気手段２１による放気の停止については，モータＭの回転速度Ｎｄに基づいて行い，又は，これとは逆に，中間放気手段２１による放気の開始は，モータＭの回転速度Ｎｄに基づいて行い，中間放気手段２１による放気の停止については，低圧段圧縮機１０の吐出温度Ｔ１に基づいて行うようにしても良い。
【符号の説明】
【０１４４】
１  多段オイルフリースクリュ圧縮機
１０  低圧段圧縮機
１０ａ  吸気口（低圧段圧縮機の）
１０ｂ  吐出口（低圧段圧縮機の）
１１  高圧段圧縮機
１１ａ  吸気口（高圧段圧縮機の）
１１ｂ  吐出口（高圧段圧縮機の）
１３  吸入弁
１４  吸入フィルタ
１５  温度検知手段（吸気温度Ｔａの）
２０  中間段流路
２１  中間放気手段
２１ａ  放気弁
２１ｂ  放気流路
２１ｃ  サイレンサ
２２  インタークーラ
２３  温度検知手段（低圧段圧縮機の吐出温度Ｔ１の）
３０  制御装置
３１  インバータ
３２  動力伝達手段（増速ギヤ）
４０  吐出流路
４１  逆止弁
４２  アフタクーラ
４３  高圧段放気手段
４３ａ  放気弁
４３ｂ  放気流路
４３ｃ  サイレンサ
４４  圧力検知手段（吐出圧力Ｐｄの）
４５  温度検知手段（高圧段圧縮機の吐出温度Ｔ２の）
Ｍ  モータ
Ｔ１  吐出温度（低圧段圧縮機の）
Ｔ２  吐出温度（高圧段圧縮機の）
Ｔｍａｘ  非常停止温度（ex.250℃）
Ｔｓ  放気開始温度（ex.230℃）
Ｔｅ  放気停止温度（ex.210℃）
Ｔａ  吸気温度
Ｎｄ  回転速度（測定値）
Ｎｃ  目標回転速度（演算値）
Ｎｓ  放気開始回転速度（ex.定格回転速度の55％）
Ｎｅ  放気停止回転速度（ex.定格回転速度の60％）
Ｎｍｉｎ  設定下限回転速度（ex.定格回転速度の45％）
Ｐｄ  吐出圧力
Ｐｔ  目標圧力（ex.0.70MPa）
Ｐｕ  アンロード開始圧力（ex.0.75MPa）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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