CN116783388A - 压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种压缩机。压缩机包括:具有用于对气体进行压缩的压缩机主体和用于驱动压缩机主体的电动机的压缩机单元(100);和进行多个压缩机单元(100)的台数控制的控制装置(180)。多个压缩机单元(100)与同一配管(105)连接。控制装置(180)一边持续进行台数控制的对象的压缩机单元的台数控制,一边使台数控制的对象之外的压缩机单元启动而执行试运转处理。

Description

压缩机
技术领域
本发明涉及压缩机。
背景技术
已知生成用作生产线中的压力机等工作机械的空压致动器的动力源的压缩气体、以及吹风枪、风钻等气动工具中使用的压缩气体的压缩机。专利文献1中,记载了多个压缩机单元(压缩模块)并联地连接、能够在持续进行系统运转的同时、仅使维护对象的压缩机单元成为运转停止状态,从而对该压缩机单元进行维护。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-125772号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
专利文献1记载的技术中,对因检出异常等而停止的压缩机单元进行维护时,能够在维护中使其它压缩机单元继续工作。但是,专利文献1中,关于进行用于确认因检出异常等而停止的压缩机单元是否正常工作的试运转时的压缩机单元的控制,没有公开任何内容。
一般而言,具有用同一电源驱动的多台压缩机单元的压缩机中,发生了压缩机单元的故障的情况下,使发生了故障的该压缩机单元的运转停止。该压缩机单元在实施检查和更换后进行试运转,再次加入通常运转中。此时,因为全部压缩机单元都从同一电源接受电力供给,所以即使使该压缩机单元的运转停止,该部件也处于通电的状态。在通电的状态下进行部件更换等可能损害作业者的安全,因此使压缩机全体停止而更换故障部分的情况较多。
但是,取决于故障的种类,存在无需进行部件更换或接触检查的情况。该情况下,在试运转中确认了规定的压缩机单元正常之后,恢复为压缩机全体的通常控制。像这样,在进行试运转时,使压缩机全体停止的情况下,在提高压缩机的运转效率的方面存在改善的余地。
用于解决课题的技术方案
本发明的一个方式的压缩机包括:压缩机单元,其具有用于对气体进行压缩的压缩机主体和用于驱动所述压缩机主体的电动机;和控制装置,其进行多个所述压缩机单元的台数控制。所述多个压缩机单元与同一配管连接。所述控制装置一边持续进行所述台数控制的对象的压缩机单元的台数控制,一边使所述台数控制的对象之外的压缩机单元启动。
发明效果
根据本发明,规定的压缩机单元因检出异常等而停止的情况下,能够不妨碍其它压缩机单元的台数控制运转地、使规定的压缩机单元启动而进行试运转,在确认其正常之后将其编入台数控制运转。在规定的压缩机单元的试运转时,不会妨碍其它压缩机单元的台数控制运转,因此能够提高压缩机的运转率。
附图说明
图1是表示第一实施方式的压缩机的结构的图。
图2是压缩机单元的截面示意图。
图3是对于压缩机的操作方法进行说明的图。
图4是表示用控制装置执行的台数控制的一例的流程图。
图5是表示在台数控制中停止条件成立时使压缩模块停止的控制内容的流程图。
图6是表示在台数控制中进行的压缩模块的试运转和恢复台数控制的控制内容的流程图。
图7是第一实施方式的变形例的利用控制装置设定了试运转模式时的控制内容的流程图。
图8是表示第二实施方式的压缩机的结构的图。
图9是表示第二实施方式的变形例的控制装置进行的电动机的速度控制中使用的目标旋转速度表的图。
图10是表示第三实施方式的压缩机的结构的图。
图11是表示第三实施方式的利用控制装置设定了试运转模式时的控制内容的流程图。
图12是表示变形例1的控制装置中存储的停止标志与可否执行试运转处理的关系的图。
具体实施方式
参考附图,对于本发明的实施方式的压缩机进行说明。
<第一实施方式>
图1是表示本发明的第一实施方式的压缩机10的结构的图。如图1所示,本发明的第一实施方式的压缩机10具有:生成压缩空气等压缩气体的3台压缩模块101A、101B、101C;和从3台压缩模块101A、101B、101C排出的压缩气体被供给至的主排出配管105;在主排出配管105设置的第二后冷却器142;在主排出配管105中的第二后冷却器142的下游侧设置的第三后冷却器143;在主排出配管105中的第三后冷却器143的下游侧设置的干燥器144;在主排出配管105中的干燥器144的下游侧设置的压力传感器131;进行3台压缩模块101A、101B、101C的台数控制的控制装置(控制板)180;和收纳这些部件的大部分的封装箱体11。
对于封装箱体11内收纳的多个压缩模块101A、101B、101C、控制装置180及其它电气部件,均供给来自封装箱体11外的同一电源(未图示)的电力。来自电源的电力供给路线在封装箱体11内分支,与多个压缩模块101A、101B、101C、控制装置180及其它电气部件连接。
3台压缩模块101A、101B、101C分别是相同的结构,因此将它们总称作压缩模块101。压缩模块101包括:具有压缩机主体110和电动机120的压缩机单元100;切换对电动机120的电力供给和切断的电磁开闭器(电磁开关)140;与压缩机主体110的吸入口连接的捕捉异物的过滤器150;从压缩机主体110排出的压缩气体被供给至的模块配管104;在模块配管104设置的止回阀151;和在模块配管104中的止回阀151的下游侧设置的第一后冷却器141。止回阀151允许从压缩机主体110流向第一后冷却器141的气体的流动,禁止从第一后冷却器141流向压缩机主体110的气体的流动。由此,止回阀151在压缩模块101停止时,防止压缩气体从主排出配管105侧逆流至压缩机主体110。3台压缩模块101的模块配管104与同一主排出配管105连接。
在控制装置180,连接有电磁开闭器140、干燥器144、操作面板170、通信装置190、压力传感器131、温度传感器132和周围温度传感器133。压力传感器131检测压缩机10的排出压力,将其检测结果输出至控制装置180。温度传感器132检测压缩机主体110的温度,将其检测结果输出至控制装置180。周围温度传感器133检测压缩机10的周围的温度,将其检测结果输出至控制装置180。
控制装置180由具有CPU(Central Processing Unit,中央处理器)、MPU(MicroProcessing Unit,微处理器)、DSP(Digital Signal Processor,数字信号处理器)等处理器181、ROM(Read Only Memory,只读存储器)、闪存、作为磁存储装置的硬盘驱动器等非易失性存储器182、被称为所谓RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)的易失性存储器183、输入接口、输出接口、和其它周边电路的计算机构成。另外,控制装置180可以由1台计算机构成,也可以由多台计算机构成。
在非易失性存储器182中,保存了包括用于实现台数控制等的控制程序的执行各种处理所需的程序、数据等信息。即,非易失性存储器182是能够读取实现本实施方式的功能的程序的存储介质(存储装置)。处理器181是将非易失性存储器182中存储的程序部署至易失性存储器183而执行运算的处理装置,按照程序对从输入接口、非易失性存储器182和易失性存储器183导入的数据进行规定的运算处理。
输入接口将从操作面板170、通信装置190、压力传感器131、温度传感器132和周围温度传感器133、电磁开闭器140等输入的信号转换为能够用处理器181运算的数据。另外,输出接口生成与用处理器181运算的结果对应的输出用的信号,将该信号输出至电磁开闭器140、干燥器144和通信装置190等。
控制装置180通过控制第一电磁开闭器140A,使第一压缩机单元100A以一定速度动作或停止。控制装置180通过控制第二电磁开闭器140B,使第二压缩机单元100B以一定速度动作或停止。控制装置180通过控制第三电磁开闭器140C,使第三压缩机单元100C以一定速度动作或停止。电磁开闭器140具有电磁接触器和热继电器(热动继电器)。热继电器通过检测电动机120中流过的过电流而使触点动作,使电动机120停止。由此,防止电动机120烧毁。热继电器的过电流的检测信号被输出至控制装置180。控制装置180基于来自热继电器的检测信号,检测电动机120的过电流。
从压缩机单元100排出的压缩气体经过止回阀151,供给至第一后冷却器141。被第一后冷却器141冷却后的压缩气体经过模块配管104供给至主排出配管105。即,从第一~第三压缩机单元100A~100C排出的压缩气体在主排出配管105汇流,被供给至第二后冷却器142并被冷却。被第二后冷却器142冷却后的压缩气体被供给至第三后冷却器143并被冷却。被第三后冷却器143冷却后的压缩气体被供给至干燥器144。干燥器144通过与冷却风热交换而对压缩气体进行除湿。即,干燥器144是从压缩气体中除去排出水(drain)的热交换器。用干燥器144除湿后的压缩气体从装置出口部被导向外部的容器(罐,未图示)。虽然未图示,但容器经由输出配管与空压设备连接,通过使设置于输出配管的阀装置开闭,而向空压设备供给压缩气体。空压设备例如是机床中使用的空压致动器、吹风枪、风钻等气动工具。
参考图2,对压缩机单元100的结构进行说明。图2是压缩机单元100的截面示意图。如图2所示,压缩机单元100具有:对空气等气体进行压缩的压缩机主体110;驱动压缩机主体110的电动机(motor)120;和产生冷却风的冷却风扇130。本实施方式的压缩机主体110用被称为涡旋式的压缩方式对气体进行压缩。压缩机主体110具有以彼此相对的方式配置的固定涡旋件111和旋转涡旋件112,在固定涡旋件111与旋转涡旋件112之间构成压缩室113,通过旋转运动对压缩室113内的空气进行压缩。
固定涡旋件111具有:形成为圆板状的端板111a;从端板111a向电动机120侧突出地设置的涡旋状的卷体部(lap,涡卷齿部)111b;和从端板111a向电动机120侧的相反侧突出地设置的多个冷却翅片111c。
旋转涡旋件112具有:形成为圆板状的端板112a;从端板112a向固定涡旋件111侧突出地设置的涡旋状的卷体部112b;和从端板112a向电动机120侧突出地设置的多个冷却翅片112c。
在固定涡旋件111的卷体部111b的前端面,设置有作为将卷体部111b的前端面与旋转涡旋件112的端板112a之间密封的密封部件的顶部密封件(tip seal)111d。在旋转涡旋件112的卷体部112b的前端面,设置有作为将卷体部112b的前端面与固定涡旋件111的端板111a之间密封的密封部件的顶部密封件112d。
压缩室113在固定涡旋件111的卷体部111b与旋转涡旋件112的卷体部112b之间形成,被顶部密封件111d、112d保持为气密。压缩室113在旋转涡旋件112向正方向旋转运动时,从卷体部111b、112b的径向外侧向径向内侧移动,并且在卷体部111b、112b之间连续地缩小。由此,从外部对压缩室113供给的气体被压缩,被压缩后的气体从卷体中央的排出口向模块配管104(参考图1)排出。
电动机120具有:在定子芯体安装有定子线圈的定子121;与定子121隔着空隙配置的转子122;和固定于转子122的轴123。定子121和转子122被收纳在电动机壳体内,轴123被设置于电动机壳体的轴承124A、124B可旋转地支承。从未图示的电源供给的交流电力经由电磁开闭器140供给至定子线圈,由此形成旋转磁场,转子122与轴123一同旋转。
另外,本实施方式的电动机120是轴向间隙型的电动机,是同轴地驱动压缩机主体110的结构,但电动机120的类型不限于此。电动机120也可以使用内转子型或外转子型这样的径向间隙型、或者直线型的结构。
电动机120的动力经由轴123传递至旋转涡旋件112和冷却风扇130。通过电动机120旋转,旋转涡旋件112旋转而使气体被压缩,并且通过冷却风扇130旋转,产生冷却风。冷却风流向电动机120和压缩机主体110,对电动机120和压缩机主体110进行冷却。另外,也可以设置以使由冷却风扇130产生的冷却风流向固定涡旋件111的冷却翅片111c和旋转涡旋件112的冷却翅片112c的方式对冷却风进行引导的部件(导管等)。
在固定涡旋件111的冷却翅片111c,安装有检测压缩机主体110的温度的温度传感器132。
参考图3,对压缩机10的操作方法进行说明。如图3所示,在压缩机10的封装箱体11的正面侧安装有操作面板170。操作面板170具有用于对使用者通知压缩机10的状态的多个显示部171a、171b。显示部171a是液晶显示器等的数字显示器,显示用压力传感器131检测出的压缩机10的排出压力、和压缩机10的运转时间等。另外,显示部171a可以是具有多个7段LED(发光二极管)的7段显示器。多个显示部171b由LED等构成。显示部171b以规定的颜色点亮、闪烁等,对使用者通知压缩机10的运转状态、选择中的控制模式、压缩机10有无异常等。
操作面板170具有由使用者操作的多个操作开关172a~172d。多个操作开关172a~172d中,包括用于指示运转开始的运转开关172a、用于指示运转停止的停止开关172b、用于指示变更设定的菜单开关172c、和用于切换显示部171a的显示内容的显示切换开关172d。
使用者通过对操作面板170的操作开关172a~172d进行操作,能够使压缩机10的运转开始或停止、或变更设定、或切换显示部171a的显示内容。另外,本实施方式中,能够使用与压缩机10进行无线通信的信息终端90进行压缩机10的操作。信息终端90是使用者能够携带的智能手机、平板、可穿戴机器等各种便携终端。
信息终端90中安装了用于监视压缩机10的运转状态、或远程操作压缩机10的压缩机用应用。压缩机10和信息终端90通过无线通信交接彼此的信息。压缩机10的通信装置190(参考图1)具有包括以规定频段为感应频段的通信天线的通信接口。
压缩机10与信息终端90的通信方法能够采用各种方法。例如,压缩机10与信息终端90可以经由作为广域网的通信线路8进行信息的传递。其中,通信线路8是互联网、4G、5G等移动电话通信网(移动通信网)、LAN(Local Area Network,局域网)、WAN(Wide AreaNetwork,广域网)等。另外,压缩机10与信息终端90也能够采用Bluetooth(注册商标)作为能够不经由通信线路8地直接进行信息传递的近距离无线通信方式。另外,近距离无线通信方式不限定于Bluetooth,也能够采用Wi-Fi(注册商标)、ZigBee(注册商标)等通信方式。
信息终端90使安装的压缩机用应用启动,通过在信息终端90的触摸面板93上进行规定操作,能够控制压缩机10的动作。信息终端90在发挥显示部兼输入部的功能的触摸面板93中的状态显示区域91,显示与操作面板170的显示部171a、171b的显示内容同样的显示内容。另外,信息终端90在触摸面板93中的操作区域92,显示与操作面板170的操作开关172a~172d同样的运转开关92a、停止开关92b、菜单开关92c和显示切换开关92d。信息终端90的使用者通过对操作开关92a~92d进行触摸操作,使压缩机10的运转开始或停止、或变更设定、或切换触摸面板93的显示内容。
另外,信息终端90也可以是仅进行压缩机10的操作和监视的专用的信息终端。该情况下,也能够将对于封装箱体11可拆装的操作面板170用作信息终端90。另外,使用操作面板170的操作方法与使用信息终端90的操作方法是同样的。因此,以下代表性地对于基于操作面板170的操作的控制装置180的控制内容进行说明,关于基于信息终端90的操作的控制装置180的控制内容省略说明。
参考图1和图4,对利用控制装置180执行的台数控制进行说明。图1所示的控制装置180具有存储由压力传感器131检测出的压力的功能、计测并存储各压缩机单元100的累计运转时间的功能、和使电动机120运转或停止的功能。压力传感器131设置于与容器(未图示,罐)连接的主排出配管105。即,利用压力传感器131检测出的压力是与容器内的压力大致相同的值。
控制装置180对电磁开闭器140A~140C输出运转指令,使电磁开闭器140A~140C动作,由此使压缩机单元100A~100C的电动机120以一定速度旋转。控制装置180通过对电磁开闭器140A~140C分别单独地输出运转指令,能够使压缩模块101A~101C单独地工作。例如,控制装置180能够选择压缩模块101A~101C中的1台并使其运转,或选择压缩模块101A~101C中的2台并使其运转,或选择全部压缩模块101A~101C并使其运转。
台数控制中,控制装置180以使由压力传感器131检测出的压力维持在从下限压力Pmin到上限压力Pmax的压力范围内的方式,控制压缩模块101的运转台数。上限压力Pmax和下限压力Pmin预先被存储在非易失性存储器182中。另外,对于在非易失性存储器182中存储的上限压力Pmax和下限压力Pmin,能够通过对操作面板170进行操作而变更。
图4是表示利用控制装置180执行的台数控制的一例的流程图。图4所示的流程图的处理通过运转开关172a被操作而开始,在进行初始设定之后,按规定的采样周期Ts(例如200ms)反复执行。
在步骤S10中,控制装置180取得用压力传感器131检测出的压力P(t),前进至步骤S15。在步骤S15中,控制装置180判断步骤S10中取得的压力P(t)是否低于下限压力Pmin。步骤S15中判断为压力P(t)低于下限压力Pmin时,处理前进至步骤S20。在步骤S20中,控制装置180使压缩模块101A~101C全部启动,结束本运算循环中的图4的流程图所示的处理。即,前进至经过采样周期Ts后执行的下一个运算循环的步骤S10。
步骤S15中判断为压力P(t)在下限压力Pmin以上的情况下,处理前进至步骤S25。在步骤S25中,控制装置180判断步骤S10中取得的压力P(t)是否在上限压力Pmax以上。步骤S25中判断为压力P(t)在上限压力Pmax以上时,处理前进至步骤S30。在步骤S30中,控制装置180使压缩模块101A~101C全部停止,结束本运算循环中的图4的流程图所示的处理。即,前进至经过采样周期Ts后执行的下一个运算循环的步骤S10。
步骤S25中判断为压力P(t)低于上限压力Pmax的情况下,处理前进至步骤S35。在步骤S35中,控制装置180使用前一个运算循环的步骤S10中取得的压力P(t-1)、和当前的运算循环的步骤S10中取得的压力P(t),按照以下的式(1),运算压力变化率K。
K=(P(t)-P(t-1))/Ts……(1)
压力变化率K是压缩机10的排出压力的时间变化率。
压力变化率K的运算处理(步骤S35)完成时,处理前进至步骤S40。在步骤S40中,控制装置180判断步骤S35中运算得到的压力变化率K是否为负值。步骤S40中判断为压力变化率K是负值的情况下、即排出压力在下降中的情况下,处理前进至步骤S50。步骤S40中判断为压力变化率K不是负值的情况下,处理前进至步骤S45。
在步骤S50中,控制装置180如以下式(2)所示,通过下限压力Pmin与步骤S10中取得的当前的压力P(t)的差除以步骤S35中运算得到的压力变化率K,运算从当前时刻直至达到下限压力Pmin的预测时间Td。
Td=(Pmin-P(t))/K……(2)
预测时间Td的运算处理(步骤S50)完成时,前进至步骤S60。
在步骤S60中,控制装置180判断预测时间Td是否低于预先决定的第一时间阈值Td1(例如2秒)。第一时间阈值Td0被存储在非易失性存储器182中。步骤S60中判断为预测时间Td低于第一时间阈值Td0时,处理前进至步骤S70。步骤S60中判断为预测时间Td在第一时间阈值Td0以上时,结束本运算循环中的图4的流程图所示的处理。
在步骤S70中,控制装置180决定使压缩模块101的运转台数增加1台,前进至步骤S80。在步骤S80中,控制装置180使累计运转时间最短、并且停止中的压缩模块101优先启动,结束本运算循环中的图4的流程图所示的处理。
步骤S45中,控制装置180判断步骤S35中运算得到的压力变化率K是否为正值。步骤S45中判断为压力变化率K是正值的情况下、即排出压力在上升中的情况下,处理前进至步骤S55。步骤S45中判断为压力变化率K不是正值的情况下,即压力变化率K是0、不存在压力变化的情况下,结束本运算循环中的图4的流程图所示的处理。
在步骤S55中,控制装置180如以下式(3)所示地,通过上限压力Pmax与步骤S10中取得的当前的压力P(t)的差除以步骤S35中运算得到的压力变化率K,运算从当前时刻直至达到上限压力Pmax的预测时间Tu。
Tu=(Pmax-P(t))/K……(3)
预测时间Tu的运算处理(步骤S55)完成时,前进至步骤S65。
在步骤S65中,控制装置180判断预测时间Tu是否低于预先决定的第二时间阈值Tu0(例如5秒)。第二时间阈值Tu0被存储在非易失性存储器182中。步骤S65中判断为预测时间Tu低于第二时间阈值Tu0时,处理前进至步骤S75。步骤S65中判断为预测时间Tu在第二时间阈值Tu0以上时,结束本运算循环中的图4的流程图所示的处理。
在步骤S75中,控制装置180决定使压缩模块101的运转台数减少1台,前进至步骤S85。在步骤S85中,控制装置180使累计运转时间最长的压缩模块101优先停止,结束本运算循环中的图4的流程图所示的处理。
如以上所述,本实施方式的控制装置180基于与空气使用量相应地变化的压力P(t),控制压缩模块101的运转台数。控制装置180通过在超过上限压力Pmax之前减少压缩模块101的运转台数,能够节省多余的消耗电力。另外,控制装置180通过在降至低于下限压力Pmin之前使压缩模块101的运转台数增加,能够适当地对空压设备供给需要的空气量。控制装置180使累计运转时间短的压缩模块101优先启动,使累计运转时间长的压缩模块101优先停止。因此,能够使各压缩模块101的累计运转时间平均化。结果,通过在相同时期并行地进行各压缩模块101的维护,能够使压缩机10不运转的时间成为最低限度的值。
另外,台数控制的处理的流程不限于图4所示的例子。台数控制只要是能够用多台压缩模块101生成目标压力的控制即可,能够在处理的流程中采用各种方式。例如,控制装置180也可以执行反复进行在用压力传感器131检测出的压力P(t)低于下限压力Pmin时使台数控制对象的多台压缩模块101一起启动的处理、和在用压力传感器131检测出的压力P(t)达到上限压力Pmax以上时使台数控制对象的多台压缩模块101一起停止的处理的台数控制。
控制装置180单独地判断多台压缩模块101中是否存在异常。控制装置180在判断为压缩模块101存在异常的情况下,对判断为存在异常的压缩模块101设定停止标志。控制装置180继续进行对没有设定停止标志的压缩模块101的台数控制,同时执行使设定了停止标志的压缩模块101停止并将其从台数控制的对象排除的排除处理。这样,控制装置180通过使判断为存在异常的压缩模块101停止并且将其排除在台数控制的对象之外,能够防止以后的压缩模块101的损耗(顶部密封件111d、112d的劣化、止回阀151的损伤等)。另外,在排除处理中,控制装置180可以在使设定了停止标志的压缩模块101停止之后将其从台数控制的对象排除,也可以在将设定了停止标志的压缩模块101从台数控制的对象排除之后使其停止。
进而,控制装置180使显示部171a、171b显示设定了停止标志的压缩模块101的信息。设定了停止标志的压缩模块101、即因设定了停止标志而停止了的压缩模块101,只要不解除停止标志就不能恢复为进行台数控制。
使用者能够根据显示部171a、171b的显示方式,得知压缩模块101因检出异常等而停止、以及停止的理由(例如异常的内容)。由本实施方式的控制装置180检测出的异常有温度异常和电流异常。另外,本实施方式的控制装置180不仅在检测出异常时、也在压缩模块101的累计运转时间达到维护时间时设定停止标志。以下,对于在执行台数控制的过程中使压缩模块101停止的条件(以下也记作停止条件)进行详细说明。
控制装置180判断以下第一~第三停止条件是否成立。控制装置180在第一~第三停止条件中的某一者成立的情况下,设定停止标志,使设定了停止标志的压缩模块101停止。
(第一停止条件)压缩机主体110的温度T1与压缩机10的周围温度T2的差即温度差ΔT在温度阈值T0以上。即,发生了温度异常。
(第二停止条件)由热继电器检测出过电流。即,发生了电流异常。
(第三停止条件)累计运转时间已达到维护时间。
另外,如上所述,多个停止条件(第一~第三停止条件)中,包括压缩机单元100存在异常的情况下成立的停止条件(第一和第二停止条件)。
控制装置180进行的判断第一停止条件是否成立的处理与判断是否存在温度异常的处理同样。顶部密封件111d、112d发生经年劣化时,压缩气体从压缩室113经过顶部密封件111d、112d泄漏,再次被压缩室113吸引并压缩,由此压缩气体的温度与正常时相比上升。即,顶部密封件111d、112d劣化、发生密封泄漏时,由控制装置180检测出温度异常。
另外,本实施方式中,对于基于压缩机主体110的温度与压缩机10的周围温度的差判断是否发生了温度异常的例子进行说明,但也可以仅基于压缩机主体110的温度判断是否发生了温度异常。但是,压缩机主体110的温度因设置压缩机10的环境而受到影响。例如,如果设置压缩机10的房间的温度高,则与房间的温度低的情况相比,压缩机主体110的温度更高。因此,通过如本实施方式那样基于压缩机10的周围温度(房间的温度)与压缩机主体110的温度的差来判断是否发生了温度异常,能够高精度地检测温度异常。
另外,本实施方式中,对于温度传感器132设置于冷却翅片111c的例子进行说明,但只要能够检测与压缩室113内的温度具有一定关系的部位的温度,则温度传感器132也可以设置在冷却翅片111c以外的场所。
控制装置180进行的判断第二停止条件是否成立的处理与判断是否存在电流异常的处理同样。如上所述,顶部密封件111d、112d发生经年劣化时,存在压缩气体从压缩室113经过顶部密封件111d、112d泄漏、再次被压缩室113吸引而被压缩的情况。压缩气体从高压侧的压缩室113流入低压侧的压缩室113时,驱动压缩机主体110所需的力增大。该情况下,电动机驱动电流与正常时相比上升。即,顶部密封件111d、112d发生劣化、发生密封泄漏时,由控制装置180检测出电流异常。
另外,卷体部111b、112b因经年劣化等而变形时,存在固定涡旋件111的卷体部111b与旋转涡旋件112的卷体部112b接触的情况。卷体部彼此接触时,驱动压缩机主体110所需的力增大。该情况下,电动机驱动电流与正常时相比上升。即,顶部密封件111d、112d发生劣化、发生卷体部彼此的接触时,由控制装置180检测出电流异常。
另外,轴承124A、124B发生了经年劣化的情况下,驱动压缩机主体110所需的力也增大,因此电动机驱动电流与正常时相比上升。即,轴承124A、124B发生劣化时,由控制装置180检测出电流异常。
另外,本实施方式中,对于基于在电磁开闭器140设置的热继电器的动作来检测电流异常的例子进行说明,但也可以利用电流传感器检测将电磁开闭器140与电动机120连接的电力线的电流,基于其检测结果来检测电流异常。但是,设置电流传感器的情况下,相应地压缩机10的成本变高。因此,通过如本实施方式那样采用基于电磁开闭器140的热继电器的动作来检测电流异常的结构,能够降低压缩机10的成本。
第一停止条件成立的情况下,控制装置180设定温度异常停止标志Ft(j)作为停止标志(Ft(j)=1)。第二停止条件成立的情况下,控制装置180设定电流异常停止标志Fi(j)作为停止标志(Fi(j)=1)。第三停止条件成立的情况下,控制装置180设定维护停止标志Fm(j)作为停止标志(Fm(j)=1)。其中,j是用于识别第一~第三压缩模块101A~101C的数字1~3。例如,与第一压缩模块101A关联的停止标志中j=1,与第二压缩模块101B关联的停止标志中j=2,对第三压缩模块101C设定的停止标志中j=3。
控制装置180运算利用温度传感器132检测出的压缩机主体110的温度T1(j)与利用周围温度传感器133检测出的压缩机10的周围温度T2的差(以下称为温度差)ΔT(j)(ΔT(j)=T1(j)-T2)。控制装置180对于每个压缩模块101运算温度差ΔT(j)。即,控制装置180运算利用第一温度传感器132A检测出的温度T1(1)与利用周围温度传感器133检测出的温度T2的差作为第一压缩模块101A的温度差ΔT(1)。同样地,控制装置180运算利用第二温度传感器132B检测出的温度T1(2)与利用周围温度传感器133检测出的温度T2的差作为第二压缩模块101B的温度差ΔT(2)。另外,控制装置180运算利用第三温度传感器132C检测出的温度T1(3)与利用周围温度传感器133检测出的温度T2的差作为第三压缩模块101C的温度差ΔT(3)。
控制装置180判断各压缩模块101的温度差ΔT(j)是否在温度阈值T0以上。温度阈值T0被预先存储在非易失性存储器182中。控制装置180在温度差ΔT(j)低于温度阈值T0的情况下,判断为第一停止条件不成立而使温度异常停止标志Ft(j)维持为非设定状态(Ft(j)=0)。控制装置180在温度差ΔT在温度阈值T0以上的情况下,判断为第一停止条件成立而设定温度异常停止标志Ft(j)(Ft(j)=1)。温度异常停止标志Ft(j)是表示检测出压缩模块101的压缩机单元100的温度异常的停止标志,与判断为第一停止条件成立的压缩模块101关联地设定。
控制装置180基于来自电磁开闭器140的热继电器的过电流的检测信号,判断是否利用电磁开闭器140的热继电器检测出过电流。控制装置180在没有利用热继电器检测出过电流的情况下,判断为第二停止条件不成立而使电流异常停止标志Fi(j)维持为非设定状态(Fi(j)=0)。控制装置180在利用热继电器检测出过电流的情况下,判断为第二停止条件成立而设定电流异常停止标志Fi(j)(Fi(j)=1)。电流异常停止标志Fi(j)是表示检测出压缩模块101的压缩机单元100的过电流的停止标志,与判断为第二停止条件成立的压缩模块101关联地设定。
控制装置180判断累计运转时间to是否达到维护时间to0。维护时间to0被预先存储在非易失性存储器182中。控制装置180在累计运转时间to低于维护时间to0的情况下,判断为第三停止条件不成立而使维护停止标志Fm(j)维持为非设定状态(Fm(j)=0)。控制装置180在累计运转时间to在维护时间to0以上的情况下,判断为第三停止条件成立而设定维护停止标志Fm(j)(Fm(j)=1)。维护停止标志Fm(j)是表示已到达维护时期的停止标志,与判断为第三停止条件成立的压缩模块101关联地设定。
如上所述,设定了停止标志的压缩模块101只要不解除停止标志的设定,就不被编入台数控制。控制装置180基于来自操作面板170的操作指令,进行已停止的压缩模块101的试运转。通过试运转,使用者确认了不存在异常的情况下,使用者进行解除停止标志的操作。由此,能够使停止标志的设定被解除的、进行了试运转的压缩模块101恢复为台数控制。
本实施方式的控制装置180在继续进行对于没有设定停止标志的压缩模块101的台数控制的同时,执行使设定了停止标志的压缩模块101再次启动、进行规定时间的运转的试运转处理。即,控制装置180一边持续进行台数控制的对象的压缩模块101的台数控制,一边使台数控制的对象之外的压缩模块101启动。例如,控制装置180一边持续进行判断为不存在温度异常的压缩模块101的台数控制,一边使判断为存在温度异常的压缩模块101再次启动。
另外,控制装置180在执行排除处理后试运转处理尚未完成的情况下,使得不能解除停止标志的设定,在执行了排除处理后试运转处理已完成的情况下,使得能够解除停止标志的设定。
以下,参考图5对在台数控制中停止条件成立时使压缩模块101停止的控制内容进行详细说明。如上所述,运转开关172a被操作时,执行控制装置180的台数控制(图5的步骤S1、图4的流程图)。如图5所示,执行台数控制(步骤S1)时,控制装置180按规定的采样周期反复执行步骤S105~S190的处理。
在步骤S105中,控制装置180执行判断第一~第三停止条件是否成立的处理。控制装置180在判断为停止条件成立的情况下,与判断为停止条件成立的压缩模块101关联地设定停止标志。例如,控制装置180在对于第一压缩模块101A判断为第一停止条件成立的情况下,使第一压缩模块101A的温度异常停止标志Ft(1)从非设定状态(无效(OFF))切换为设定状态(有效(ON))(Ft(1)=0→Ft(1)=1)。另外,例如,控制装置180对于第二压缩模块101B判断为第二停止条件成立的情况下,使第二压缩模块101B的电流异常停止标志Fi(2)从非设定状态(无效(OFF))切换为设定状态(有效(ON))(Fi(2)=0→Fi(2)=1)。另外,例如,控制装置180对于第三压缩模块101C判断为第三停止条件成立的情况下,使第三压缩模块101C的维护停止标志Fm(3)从非设定状态(无效(OFF))切换为设定状态(有效(ON))(Fm(3)=0→Fm(3)=1)。
停止判断处理(步骤S105)完成时,处理前进至步骤S110。在步骤S110中,控制装置180判断多个压缩模块101的至少一个中是否设定了停止标志。步骤S110中判断为多个压缩模块101全部未设定停止标志时,处理前进至步骤S190。步骤S110中判断为多个压缩模块101的至少一者设定了停止标志的情况下,处理前进至步骤S115。
在步骤S115中,控制装置180执行使设定了停止标志的压缩模块101停止的停止处理,前进至步骤S120。
在步骤S120中,控制装置180执行将设定了停止标志的压缩模块101从台数控制中排除的排除处理,前进至步骤S190。
在步骤S190中,控制装置180判断停止开关172b是否被操作。步骤S190中判断为停止开关172b没有被操作时,处理返回步骤S105。步骤S190中判断为停止开关172b被操作了时,处理前进至步骤S195。在步骤S195中,控制装置180使全部压缩模块101停止,结束图5的流程图所示的处理。
以下,参考图6,对于在台数控制中进行的压缩模块101的试运转和恢复为台数控制的控制内容进行详细说明。当通过操作面板170进行开始试运转的操作时,控制装置180设定试运转模式。图6所示的处理通过设定试运转模式而执行。如图6所示,设定了试运转模式时,在步骤S130中,控制装置180使显示部171a显示提示使用者进行实施试运转的压缩模块101的选择操作的选择操作画面。选择操作画面例如是显示进行试运转的压缩模块101的编号(例如1~3)的画面。每当显示切换开关172d被操作时,显示部171a中的压缩模块101的编号被切换。正在显示表示进行试运转的压缩模块101的编号时,当菜单开关172c被操作时,控制装置180选择与试运转主体选择画面显示的编号对应的压缩模块101作为进行试运转的压缩模块101。另外,不能进行尚未停止的压缩模块101的试运转。
在步骤S130中,当选择了进行试运转的压缩模块101时,处理前进至步骤S135。在步骤S135中,控制装置180对于步骤S130中选择的压缩模块101的电动机120,利用电磁开闭器140供给电力,由此执行使电动机120以一定速度动作规定时间tp的试运转处理。规定时间tp只要是能够确认压缩模块101的异常的时间即可,设定为数秒~数分钟程度的值。初始设定中,将规定时间tp设定为数秒程度,优选能够用操作面板170变更规定时间tp。通过将试运转的时间设为数秒程度,能够抑制压缩模块101的进一步的损耗(劣化)。另外,通过设为能够利用操作面板170变更规定时间tp,能够根据需要将规定时间tp变更为与初始设定时相比更长的时间而提高异常确认的精度。
另外,在步骤S135中,控制装置180为了抑制从压缩机10排出的气体的流量的变化,可以使通过台数控制运转中的压缩模块101停止规定时间tp。例如,控制装置180在第一压缩模块101A和第二压缩模块101B这2台正在运转、且进行设定了停止标志的第三压缩模块101C的试运转时,可以使第三压缩模块101C启动,并且使第一压缩模块101A或第二压缩模块101B的运转停止。
试运转处理(步骤S135)完成时,前进至步骤S140。在步骤S140中,控制装置180使显示部171a显示标志解除选择画面。标志解除选择画面例如是提示使用者进行是否解除停止标志的选择操作的画面。每当显示切换开关172d被操作时,作为标志解除选择画面显示的选择内容,切换“y”和“n”的显示。
在步骤S140中,控制装置180判断是否进行了解除停止标志的操作。步骤S140中,在显示部171a正在显示“y”时,当菜单开关172c被操作时,控制装置180判断为进行了解除停止标志的操作,前进至步骤S145。步骤S140中,在显示部171a正在显示“n”时,当菜单开关172c被操作时,控制装置180判断为不解除进行了试运转的压缩模块101的停止标志,结束试运转模式。另外,解除停止标志的操作方法不限定于此。
在步骤S145中,控制装置180解除进行了试运转的压缩模块101的停止标志的设定而前进至步骤S150。在步骤S150中,控制装置180使步骤S145中解除了停止标志的设定的压缩模块101包括在台数控制的对象中,结束试运转模式。在设定了停止标志的压缩模块101的试运转中,没有被设定停止标志的压缩模块101继续进行台数控制运转。即,步骤S150中,解除了停止标志的设定的压缩模块101恢复为台数控制运转。
根据上述实施方式,能够实现以下作用效果。
(1)压缩机10包括:具有对气体进行压缩的压缩机主体110和驱动压缩机主体110的电动机120的压缩机单元100;和进行多个压缩机单元100的台数控制的控制装置180。多个压缩机单元100与同一配管(主排出配管105)连接。控制装置180一边持续进行台数控制的对象的压缩机单元100的台数控制,一边使台数控制的对象之外的压缩机单元100启动。
根据该结构,规定的压缩机单元100(例如第三压缩机单元100C)因检出异常等而停止的情况下,能够不妨碍其它压缩机单元(例如第一和第二压缩机单元100A、100B)的台数控制运转地、使规定的压缩机单元(例如第三压缩机单元100C)启动而进行试运转,确认其正常之后将其编入台数控制运转。在规定的压缩机单元100试运转时,不会妨碍其它压缩机单元100的台数控制运转,因此能够提高压缩机10的运转率。
(2)控制装置180判断多个压缩机单元100是否存在异常。控制装置180使判断为存在异常的压缩机单元100停止并且将其排除在台数控制的对象之外,一边持续进行判断为不存在异常的压缩机单元100的台数控制,一边使判断为存在异常的压缩机单元100再次启动。
根据该结构,能够不妨碍判断为不存在异常的压缩机单元100的台数控制运转地、使判断为存在异常的压缩机单元100再次启动而进行试运转,确认其正常之后将其编入台数控制运转。从而,能够使因误检测而判断为存在异常的压缩机单元100迅速地恢复成进行台数控制。例如,存在由于设置有压缩机10的房间的门打开、外部空气流入房间中,而导致周围温度T2急剧降低的情况。此时的压缩机主体110的温度T1(j)的降低程度与周围温度T2的降低程度相比较小。即,压缩机主体110的温度T1(j)的时间变化率的绝对值比周围温度T2的时间变化率的绝对值小。结果存在温度差ΔT在温度阈值T0以上、判断为存在温度异常的情况。
这样,即使在压缩机主体110的顶部密封件111d、112d没有发生泄漏的情况下,也可能误检测为温度异常。这样的情况下使压缩机10全体停止的话,压缩机10的运转率降低。于是,使用者进行试运转,判断温度异常是否是误检测。使用者用临时设置的温度计计测压缩机主体110的温度,或使显示部171a显示常时设置的温度传感器132的检测值,由此判断温度异常是否是误检测。
使用者在判断为温度异常是误检测的情况下,进行停止标志(温度异常停止标志)的解除操作而解除停止标志。由此,能够使因误检测而停止的压缩机单元100迅速地恢复为台数控制。另外,在执行因误检测而使规定的压缩机单元100停止的处理、进行该压缩机单元100的试运转的处理、使该压缩机单元100恢复为台数控制的处理等一系列处理的期间中,其它压缩机单元100继续进行台数控制运转。因此,能够将压缩机10的运转率的降低抑制为最低限度。即,根据本实施方式,与在试运转时使压缩机10全体停止之后进行试运转的情况相比,能够抑制压缩机10的运转率的降低。
(3)另外,关于电流异常,认为原因是压缩机主体110的顶部密封件111d、112d的劣化引起的压缩气体的泄漏、卷体部111b、112b的变形导致的卷体部彼此的接触、以及轴承124A、124B的劣化。于是,使用者进行试运转,确认电流异常的原因。使用者用耳朵听来确认是否存在因卷体部彼此接触而产生的异常音和轴承124A、124B的异常音。另外,使用者用临时设置的温度计计测压缩机主体110的温度,或使显示部171a显示常时设置的温度传感器132的检测值。使用者能够基于压缩机单元100的试运转中的声音、压缩机主体110的温度,确定电流异常的原因。之后,使用者使压缩机10停止,进行用于消除电流异常的原因的维护作业。这样,本实施方式中,在进行用于确定规定的压缩机单元100的电流异常的原因的试运转的期间中,能够继续进行其它压缩机单元100的台数控制,因此能够提高压缩机10的运转率。
(4)控制装置180在判断为压缩机单元100存在异常的情况下,对判断为存在异常的压缩机单元100设定停止标志。控制装置180一边继续进行对于没有设定停止标志的压缩机单元100的台数控制,一边执行使设定了停止标志的压缩机单元100停止并将其从台数控制的对象中排除的排除处理。控制装置180一边继续进行对于没有设定停止标志的压缩机单元100的台数控制,一边执行使设定了停止标志的压缩机单元100再次启动的试运转处理。在执行了排除处理之后试运转处理尚未完成的情况下,使得不能解除停止标志的设定,在执行了排除处理之后试运转处理已完成的情况下,使得能够解除停止标志的设定。
假设没有完成规定的压缩机单元100的试运转处理就使得能够解除停止标志的设定的情况,认为存在以下所述的问题。实际上,发生顶部密封件111d、112d的泄漏引起的温度异常而压缩机单元100停止的情况下,存在使用者错误地进行停止标志的设定的解除操作的风险。该情况下,存在导致顶部密封件111d、112d的进一步劣化的担忧。与此不同,本实施方式中,只要不完成试运转处理,就不能解除停止标志的设定。因此,不会发生上述问题。即,使用者能够进行试运转而进行温度异常是否为误检测的判断,在温度异常并非误检测的情况下,使压缩机10停止,而采取压缩机单元100的顶部密封件111d、112d的更换等适当的对策。
(5)控制装置180在进行台数控制的对象的压缩机单元100的台数控制时,当台数控制的对象之外的压缩机单元100的停止标志的设定被解除时,一边继续进行台数控制,一边使解除了停止标志的设定的压缩机单元100包括在台数控制的对象中。根据该结构,能够不使压缩机10停止地、使进行了试运转的压缩机单元100恢复为台数控制。因此,根据本实施方式,与使压缩机单元100恢复为台数控制时使压缩机10停止的情况相比,能够提高压缩机10的运转率。
(6)压缩机10具有切换对电动机120的电力供给和切断的电磁开闭器140。控制装置180通过用电磁开闭器140对电动机120供给电力,而使台数控制的对象之外的压缩机单元100以一定速度动作规定时间tp后停止。根据该结构,试运转的动作时间被限制为规定时间tp。即,能够防止试运转超过规定时间tp地持续进行。从而能够防止压缩模块101因长期进行试运转而损伤。
<第一实施方式的变形例>
第一实施方式中,说明了存在3台压缩机单元100、且存在1台台数控制的对象之外的压缩机单元100的情况下,对该压缩机单元100进行试运转,在解除了停止标志之后使其恢复为台数控制的例子,但本发明不限定于此。例如,也可以将本发明应用于具有4台以上压缩机单元100的压缩机10、和仅具有2台压缩机单元100的压缩机10。但是,仅具有2台压缩机单元100的压缩机10的情况下,2台压缩机单元100中的1台因停止标志而停止时,能够进行通常动作的压缩机单元100仅剩余1台。该情况下,不会通过图4的步骤S70、S80的处理使剩余1台压缩机单元100追加启动,但图4所示的台数控制的处理的流程自身是相同的。即,具有2台以上压缩机单元100的压缩机100中,无论已停止的压缩机单元100的台数是多少,控制装置180都进行图4所示的台数控制。
另外,存在多台台数控制的对象之外的压缩机单元100的情况下,可以对于台数控制的对象之外的压缩机单元100进行试运转,在停止标志解除后,使其恢复为台数控制。另外,存在多台台数控制的对象之外的压缩机单元100的情况下,优选逐台地(一台一台地)进行试运转。如果同时进行多台压缩机单元100的试运转,则存在难以确认有无异常的情况。
图7是与图6同样的图,是表示第一实施方式的变形例的利用控制装置180设定了试运转模式时的控制内容的流程图。图7的流程图中,在图6的流程图的步骤S150的处理之后,添加了步骤S160的处理。如图7所示,在步骤S150中,当使解除了停止标志的压缩模块101包括在台数控制对象中的处理完成时,前进至步骤S160。
在步骤S160中,控制装置180判断试运转模式的结束条件是否成立。控制装置180在多台压缩模块101中存在设定了停止标志的压缩模块101的情况下,判断为试运转模式的结束条件不成立,返回步骤S130。控制装置180在多台压缩模块101中不存在设定了停止标志的压缩模块101的情况下,判断为试运转模式的结束条件成立,结束图7的流程图所示的处理。另外,步骤S130中,控制装置180仅选择1台设定了停止标志的压缩模块101,前进至步骤S135。
这样,本变形例中,存在多个台数控制的对象之外的压缩机单元100的情况下,控制装置180使多个台数控制的对象之外的压缩机单元100一台一台地驱动。从而,存在多台设定了停止标志的压缩机单元100的情况下,使用者一台一台地选择要进行试运转的压缩机单元100,逐个进行试运转。由此,例如,能够基于试运转中的压缩机单元100的声音,适当地确认压缩机单元100有无异常。
<第二实施方式>
参考图8和图9,对于本发明的第二实施方式的压缩机20进行说明。另外,对于与第一实施方式中说明的结构相同或对应的结构标注相同附图标记,主要说明不同点。图8是与图1同样的图,是表示第二实施方式的压缩机20的结构的图。
第一实施方式的压缩机10是利用电磁开闭器140控制为使电动机120以一定速度旋转的结构(参考图1)。与此不同,第二实施方式的压缩机20如图8所示,是用逆变器240控制电动机120的旋转速度的结构。以下,对于第二实施方式的压缩机20进行详细说明。
第二实施方式的压缩机20是与第一实施方式大致相同的结构,但代替第一实施方式中说明的电磁开闭器140,设置了对电动机120供给来自电源的电力的逆变器240。另外,第一压缩模块101A的逆变器240A、第二压缩模块101B的逆变器240B和第三压缩模块101C的逆变器240C是同样的结构。
控制装置280利用逆变器240控制电动机120的旋转速度,使得与压缩气体的使用量相应地变化的排出压力(即由压力传感器131检测出的压力)的值成为预先决定的压力目标值。本实施方式的控制装置280基于压力传感器131的检测结果,将商用电源的电流频率(例如60Hz)转换为目标电流频率,对电动机120供给,由此控制电动机120的旋转速度。
逆变器240具有多个开关元件、电压传感器235和电流传感器236。逆变器240是具有转换器电路和逆变器电路和平滑电容器的公知的结构。逆变器电路将从转换器电路供给的直流电流用开关元件转换为交流电流。电压传感器235检测将转换器电路和逆变器电路连接的一对电力线(直流母线)间的直流电压,将表示其检测结果的电压信号输出至控制装置280。电流传感器236设置于将逆变器电路和电动机(三相交流电动机)120的各相的电枢绕组连接的导电部件,检测对电动机120供给的电流,将表示其检测结果的电流信号输出至控制装置280。
第一实施方式中,压缩机单元100以一定速度运转,无论压缩气体的使用量如何,排出流量都是一定值。与此不同,第二实施方式中,能够以与压缩气体的使用量相应地利用逆变器240控制电动机旋转速度,从而调节排出流量(输出)的容量控制方式运转,或以无论压缩气体的使用量如何都将排出流量(输出)设为一定值的固定控制方式运转。例如,台数控制运转中,在气体使用量的变动较少的状态下,通过不进行压缩机单元100的启动、停止地控制电动机120的旋转速度,能够使排出压力(容器压力)总是保持在下限压力附近。由此,能够避免高压力区间中的运转,因此能够抑制消耗电力。
控制装置280判断以下第一~第五停止条件是否成立。控制装置280在第一~第五停止条件中的任一者成立的情况下,设定停止标志,使设定了停止标志的压缩模块101停止。
(第一停止条件)压缩机主体110的温度T1与压缩机20的周围温度T2的差即温度差ΔT在温度阈值T0以上。即,发生了温度异常。
(第二停止条件)利用电流传感器236检测出的电流I在电流阈值I0以上。即,发生了电流异常。
(第三停止条件)累计运转时间已达到维护时间。
(第四停止条件)利用电压传感器235检测出的电压V在高电压阈值VH以上。即,发生了高电压异常。
(第五停止条件)利用电压传感器235检测出的电压V低于低电压阈值VL。即,发生了低电压异常。
第二实施方式的第一停止条件和第三停止条件与第一实施方式的第一停止条件和第三停止条件相同,因此省略说明。第二实施方式的第二停止条件在以发生了电流异常为停止条件这一点上是共通的,但第二实施方式中,基于由逆变器240的电流传感器236检测出的电流I检测过电流。另外,温度异常和电流异常的发生原因与第一实施方式相同,因此省略说明。
控制装置280进行的判断第四停止条件是否成立的处理与判断是否存在高电压异常的处理同样。规定的压缩模块101的止回阀151发生经年劣化时,压缩气体可能从主排出配管105侧逆流至规定的压缩模块101的压缩机主体110。规定的压缩模块101已停止时,压缩气体逆流至该压缩模块101的压缩机主体110时,压缩机主体110旋转,电动机120旋转。结果,电动机120发电,利用电压传感器235检测出的电压V与正常时相比上升。即,止回阀151劣化、发生向压缩机主体110的逆流时,由控制装置280检测出高电压异常。
控制装置280进行的判断第五停止条件是否成立的处理与判断是否存在低电压异常的处理同样。规定的压缩模块101的止回阀151发生经年劣化、发生压缩气体泄漏时,可能在驱动该压缩机单元100时发生失步。结果,利用电压传感器235检测出的电压V与正常时相比降低。即,止回阀151发生劣化、发生压缩机单元100的失步时,由控制装置280检测出低电压异常。
第一停止条件成立的情况下,控制装置280设定温度异常停止标志Ft(j)作为停止标志(Ft(j)=1)。第二停止条件成立的情况下,控制装置280设定电流异常停止标志Fi(j)作为停止标志(Fi(j)=1)。第三停止条件成立的情况下,控制装置280设定维护停止标志Fm(j)作为停止标志(Fm(j)=1)。第四停止条件成立的情况下,控制装置280设定高电压异常停止标志Fvh(j)作为停止标志(vh(j)=1)。第五停止条件成立的情况下,控制装置280设定低电压异常停止标志Fvl(j)作为停止标志(Fvl(j)=1)。
控制装置280判断利用电流传感器236检测出的电流I(j)是否在电流阈值I0以上。电流阈值I0被预先存储在非易失性存储器182中。控制装置280在电流I(j)低于电流阈值I0的情况下,判断为第二停止条件不成立而使电流异常停止标志Fi(j)维持为非设定状态(Fi(j)=0)。控制装置280在电流I(j)在电流阈值I0以上的情况下,判断为第二停止条件成立而设定电流异常停止标志Fi(j)(Fi(j)=1)。电流异常停止标志Fi(j)是表示检测出压缩模块101的压缩机单元100的电流异常的停止标志,与判断为第二停止条件成立的压缩模块101关联地设定。
控制装置280判断利用电压传感器235检测出的电压V(j)是否在高电压阈值VH以上。高电压阈值VH被预先存储在非易失性存储器182中。控制装置280在电压V(j)低于高电压阈值VH的情况下,判断为第四停止条件不成立而使高电压异常停止标签Fvh(j)维持为非设定状态(Fvh(j)=0)。控制装置280在电压V(j)在高电压阈值VH以上的情况下,判断为第四停止条件成立而设定高电压异常停止标签Fvh(j)(Fvh(j)=1)。高电压异常停止标签Fvh(j)是表示检测出压缩模块101的压缩机单元100的高电压异常的停止标志,与判断为第四停止条件成立的压缩模块101关联地设定。
控制装置280判断利用电压传感器235检测出的电压V(j)是否低于低电压阈值VL。低电压阈值VL是比高电压阈值VH低的阈值,被预先存储在非易失性存储器182中。控制装置280在电压V(j)在低电压阈值VL以上的情况下,判断为第五停止条件不成立而使低电压异常停止标志Fvl(j)维持为非设定状态(Fvl(j)=0)。控制装置280在电压V(j)低于低电压阈值VL的情况下,判断为第四停止条件成立而设定低电压异常停止标志Fvl(j)(Fvl(j)=1)。低电压异常停止标志Fvl(j)是表示检测出压缩模块101的压缩机单元100的低电压异常的停止标志,与判断为第五停止条件成立的压缩模块101关联地设定。
该第二实施方式的控制装置280执行与第一实施方式中说明的图5和图6所示的处理同样的处理。另外,该第二实施方式中,在图5所示的步骤S105中,控制装置280执行判断第一~第五停止条件是否成立的处理。控制装置280在判断为停止条件成立的情况下,与判断为停止条件成立的压缩模块101关联地设定停止标志。
图6所示的步骤S135中,控制装置280执行使步骤S130中选择出的压缩模块101运转规定时间tp的试运转处理。该第二实施方式中,控制装置280在试运转处理中,使电动机120以最低速度Ntmin旋转。另外,最低速度Ntmin是电动机120的速度控制范围中的最低值。可以认为最低速度Ntmin是能够使压缩机单元100稳定地旋转的速度的最低值。
这样,第二实施方式的控制装置280使台数控制的对象之外的压缩机单元100的电动机120以最低速度动作规定时间后停止。假设因卷体部111b、112b接触而检测出压缩机单元100的电流异常,该压缩机单元100停止的情况下,当以电动机120的速度控制范围中的最高速度进行试运转时,存在卷体部111b、112b损伤的风险。与此不同,该第二实施方式中,使电动机120以最低速度动作,因此能够防止压缩模块101的损伤。即,根据本第二实施方式,能够防止压缩模块101的损伤,并且通过试运转来判断电动机120是否正常。
<第二实施方式的变形例>
控制装置280也可以使台数控制的对象之外的压缩机单元100的电动机120的旋转速度从最低速度Ntmin起随时间经过逐渐增加至规定速度(例如最高速度Ntmax)。在非易失性存储器182中存储了决定试运转的经过时间te与目标旋转速度Nt的关系的数据表即目标旋转速度表(参考图9)。如图9所示,试运转的经过时间te是从0到te1时,目标旋转速度Nt是最低速度Ntmin。试运转的经过时间te超过te1时,试运转的经过时间te越长,目标旋转速度Nt越大,试运转的经过时间te达到te2时,目标旋转速度Nt成为最高速度Ntmax。试运转的经过时间te超过te2时,目标旋转速度Nt维持在最高速度Ntmax,试运转的经过时间te达到规定时间tp时,目标旋转速度Nt成为0。
控制装置280在开始试运转处理(图6的步骤S135)时,开始试运转的经过时间te的计测。控制装置280参考图9所示的目标旋转速度表,运算与经过时间te对应的目标旋转速度Nt。控制装置280将用于使电动机120以目标旋转速度Nt旋转的控制信号输出至逆变器240。
由此,电动机120的旋转速度随时间经过而逐渐增加。根据这样的变形例,能够确认是否存在与旋转速度相应的特有的异常。
例如,顶部密封件111d、112d发生了劣化的情况下,即使电动机120的旋转速度是低速,高温的压缩气体也经过顶部密封件111d、112d泄漏、进一步被压缩,由此压缩机主体110的温度上升。另外,以低速进行试运转的情况下,冷却风扇130的旋转速度也较低,因此压缩机主体110的温度易于上升。从而,使用者通过计测压缩机主体110的温度,能够在以低速进行试运转的状态下,确认是否存在顶部密封件111d、112d的劣化。
另外,通过使电动机120的旋转速度增加,卷体部111b、112b的变形量因离心力而变大。因此,使用者在电动机120的旋转速度逐渐增加的期间中,能够通过听取从压缩机单元100发出的声音、或测量电动机驱动电流,而确认卷体部111b、112b是否接触。
这样,本变形例中,能够确认是否存在与旋转速度相应的特有的异常,因此能够容易地确定异常的原因。
<第三实施方式>
参考图10和图11,对于本发明的第三实施方式的压缩机30进行说明。另外,对于与第二实施方式中说明的结构相同或相应的结构标注相同的附图标记,主要说明不同点。图10是与图8同样的图,是表示本发明的第三实施方式的压缩机30的结构的图。
如图10所示,压缩机30具有作为取得从压缩机单元100发出的声音的声音取得装置的麦克风337。麦克风337在每个压缩单元101中设置,将取得的声音转换为电信号(以下记作声音数据),经由未图示的信号线输出至控制装置380。控制装置380基于从执行了试运转处理的压缩机单元100发出的声音,判断执行了试运转处理的压缩机单元100中是否存在异常,输出其判断结果。
图11是与图6同样的图,是表示第三实施方式的利用控制装置380设定了试运转模式时的控制内容的流程图。图11的流程图中,代替图6的流程图的步骤S135地执行步骤S335、S336、S337。
如图11所示,第三实施方式的控制装置380,在步骤S130中选择了要进行试运转的压缩模块101时,处理前进至步骤S335。在步骤S335中,控制装置380执行使步骤S130中选择出的压缩模块101的电动机120运转规定时间tp的试运转处理。进而,控制装置380在试运转处理的期间中,从麦克风337取得声音数据,将其存储在非易失性存储器182中。
试运转处理(步骤S335)完成时,处理前进至步骤S336。在步骤S336中,控制装置380进行执行了试运转的压缩机单元100中是否存在异常的诊断。该自动诊断处理(步骤S336)中,控制装置380对步骤S335中取得的在非易失性存储器182中存储的声音数据与预先在非易失性存储器182中存储的基准声音数据进行比较。基准声音数据例如是压缩机30出货时测量出的声音数据。控制装置380基于取得的声音数据与基准声音数据的比较结果,判断压缩机单元100中是否存在异常。例如,控制装置380在取得的声音数据的频率与基准声音数据的频率的差在规定的允许范围内的情况下,判断为在压缩机单元100不存在异常。控制装置380在取得的声音数据的频率与基准声音数据的频率的差在规定的允许范围外的情况下,判断为在压缩机单元100存在异常。另外,控制装置380也可以在取得的声音数据的振幅(大小)的最大值与基准声音数据的振幅(大小)的最大值的差(振幅差)在规定的允许范围内的情况下,判断为在压缩机单元100不存在异常,在振幅差在规定的允许范围外的情况下,判断为在压缩机单元100存在异常。
自动诊断处理(步骤S336)完成时,处理前进至步骤S337。在步骤S337中,控制装置380使显示部171a显示步骤S337中的判断结果(诊断结果),前进至步骤S140。另外,诊断结果的输出处理(步骤S337)也能够代替用显示部171a输出诊断结果的处理,而改为用扬声器等声音输出装置输出诊断结果的处理。
根据该第三实施方式,执行试运转处理时,能够自动地诊断压缩机单元100中是否存在异常。因此,使用者能够容易地判断是否应当解除停止标志。
<第三实施方式的变形例>
第三实施方式中,说明了基于从执行了试运转处理的压缩机单元100发出的用麦克风337取得的声音,来判断执行了试运转处理的压缩机单元100中是否存在异常的例子,但本发明不限定于此。控制装置380也可以基于对执行了试运转处理的压缩机单元100的电动机120供给的电流、即利用电流传感器236检测出的电流,来判断执行了试运转处理的压缩机单元100中是否存在异常。另外,控制装置380也可以基于执行了试运转处理的压缩机单元100的压缩机主体110的温度、即利用温度传感器132检测出的温度,来判断执行了试运转处理的压缩机单元100中是否存在异常。
即,控制装置380是基于从执行了试运转处理的压缩机单元100发出的声音、对电动机120供给的电流、和压缩机主体110的温度中的至少一者,来判断在执行了试运转处理的压缩机单元100是否存在异常、并输出其判断结果的结构即可。根据该结构,执行试运转处理时,能够自动地诊断压缩机单元100中是否存在异常。因此,使用者能够容易地判断是否应当解除停止标志。
另外,通过对于执行了试运转处理的压缩机单元100的自动诊断,诊断为在压缩机单元100不存在异常的情况下,控制装置380可以自动地进行停止标志的解除。该情况下,使用者无需进行停止标志的解除操作,因此能够缩短从试运转到恢复为台数控制的时间。
如下所述的变形例也在本发明的范围内,能够将变形例所示的结构与上述实施方式中说明的结构组合,或将上述不同实施方式中说明的结构相互组合,或将以下不同变形例中说明的结构相互组合。
<变形例1>
存在因温度异常和低电压异常的误检测,而第一停止条件和第五停止条件成立的情况。温度异常的误检测例如因设置有压缩机10、20、30的房间的门的开闭、空调工作等导致温度差ΔT成为温度阈值T0以上而发生。低电压异常的误检测例如因为对电动机120进行伴随大速度变化的控制、转子122的旋转不能适当地追随因从逆变器240对定子121供给的电流而产生的旋转磁场发生失步而电动机驱动电压V低于低电压阈值VL而发生。与此不同,第二停止条件、第三停止条件和第四停止条件不会因误检测而成立。因此,控制装置180、280、380可以与停止标志相应地决定可否执行试运转处理。
本变形例的控制装置180、280、380在预先决定的多个停止条件中的任一者成立的情况下,设定与成立的停止条件相应的停止标志,基于设定的停止标志,决定可否执行试运转处理。
以下,作为第二实施方式的变形例,说明其一例。如图12所示,在控制装置280的非易失性存储器182中存储了停止标志与可否执行试运转处理的关系。如图12所示,控制装置280在设定了温度异常停止标志或低电压异常标志的情况下,决定为能够执行试运转处理,使显示部171a显示该消息。设定了温度异常停止标志或低电压异常标志时,当利用操作面板170进行开始试运转的操作时,控制装置280设定试运转模式,执行图6的流程图所示的处理。
另一方面,控制装置280在设定了高电压异常停止标志的情况下,决定为不能执行试运转处理,使显示部171a显示该消息。例如,控制装置280使显示部171a显示“发生了高电压异常。请更换止回阀151”等消息、或者与该消息对应的错误代码。设定了高电压异常停止标志时,当利用操作面板170进行开始试运转的操作时,控制装置280使显示部171a显示不能执行试运转处理,而不设定试运转模式。
由此,能够防止在更换止回阀151之前、对检测出高电压异常的压缩模块101进行试运转。使用者使包括没有检测出异常的压缩模块101的压缩机20全体停止,更换检测出异常的压缩模块101的止回阀151之后,利用操作面板170进行复位操作。由此,控制装置280解除压缩模块101的高电压异常停止标志。另外,控制装置280也通过切断压缩机10的电源而解除高电压异常停止标志。
同样地,控制装置280在设定了电流异常停止标志的情况下,决定为不能执行试运转处理,使显示部171a显示该消息。例如,控制装置280使显示部171a显示“发生了电流异常。请进行压缩机单元的修理或者压缩机单元的更换。”等消息、或者与该消息对应的错误代码。设定了电流异常停止标志时,当利用操作面板170进行开始试运转的操作时,控制装置280使显示部171a显示不能执行试运转处理,而不设定试运转模式。
由此,能够防止在进行压缩机单元100的修理或更换之前、对检测出电流异常的压缩模块101进行试运转。使用者使包括没有检测出异常的压缩模块101的压缩机20全体停止,进行检测出异常的压缩模块101的压缩机单元100的修理或更换之后,利用操作面板170进行复位操作。由此,控制装置280解除压缩模块101的电流异常停止标志。另外,控制装置280也通过切断压缩机10的电源而解除电流异常停止标志。
这样,根据本变形例,控制装置280根据停止标志的种类,决定可否执行试运转。从而,在设定了规定的停止标志(例如高电压异常停止标志或电流异常标志)的情况下,直接禁止进行试运转,因此能够防止压缩模块101因试运转而损伤。
<变形例2>
在图6的步骤S135中,说明了控制装置180、280使压缩模块101的电动机120进行规定时间tp的旋转动作之后、自动地使电动机120停止的例子,但本发明不限定于此。控制装置180也可以根据使用者的操作,使试运转处理(图6的步骤S135)结束。
例如,控制装置180在图6的步骤S135中,使压缩模块101的电动机120进行旋转动作时,当操作面板170的停止开关172b被操作时,在经过规定时间tp之前使电动机120停止。根据该结构,能够进行符合压缩机单元100的状态的试运转。
<变形例3>
上述实施方式中,对于电动机120的轴123直接安装于旋转涡旋件112、电动机120的动力直接传递至旋转涡旋件112的结构进行了说明,但本发明不限定于此。也可以在电动机120的轴和旋转涡旋件112的轴分别设置滑轮,在电动机120的滑轮和旋转涡旋件112的滑轮上安装将由电动机120产生的动力传递至旋转涡旋件112的传动带。该结构中,因经年劣化而在传动带发生磨损或伸长时,驱动压缩机主体110所需的力增大,因此电动机驱动电流与正常时相比上升。即,传动带发生劣化时,由控制装置180检测出电流异常。
<变形例4>
停止条件不限定于上述实施方式中说明的内容。例如,第二实施方式中,控制装置280可以在逆变器240中检测出异常的情况下,视为停止条件成立而设定停止标志。
<变形例5>
第一实施方式中,作为控制装置180检测出异常的例子,以顶部密封件111d、112d、轴承124A、124B、卷体部111b、112b的经年劣化引起的异常作为例子进行了说明,但本发明不限定于此。例如,电动机120中使用的磁体因经年劣化而逐渐退磁。因此,控制装置180也可以是检测磁体的经年劣化引起的电流异常的结构。
<变形例6>
上述实施方式中,对于压缩机10、20、30具有涡旋式的压缩机单元100的例子进行了说明,但本发明不限定于此。压缩机10、20、30可以具有多台公知的螺杆式、往复式(活塞式)、涡轮式的压缩机单元。另外,也可以将本发明应用于具有多台机型不同的压缩机单元的压缩机。例如,可以将本发明应用于具有控制2台涡旋式的压缩机单元和2台往复式的压缩机单元的共计4台压缩机单元的运转台数的控制装置的压缩机。
上述实施方式仅示出了有助于理解本发明的概念的具体例,意图并不在于限定本发明的范围。实施方式能够在不脱离本发明的主旨的范围内,进行各种构成要素的添加、删除或转换。
上述各实施方式中说明的各种功能部也可以通过使用电路而实现。电路可以是实现特定的功能的专用电路,也可以是处理器这样的通用电路。
上述各实施方式的处理的至少一部分也能够通过使用通用的计算机作为基本硬件而实现。实现上述处理的程序可以保存在能够用计算机读取的记录介质中提供。程序作为可安装的格式的文件或可执行的格式的文件存储在记录介质中。作为记录介质,有磁盘、光盘(CD-ROM、CD-R、DVD等)、磁光盘(MO等)、半导体存储器等。记录介质只要能够存储程序、并且计算机能够读取,就可以是任意的介质。另外,也可以将实现上述处理的程序保存在与互联网等网络连接的计算机(服务器)中,经由网络将其下载至计算机(客户端)。
附图标记说明
10、20、30……压缩机,100……压缩机单元,101……压缩模块,105……主排出配管(配管),110……压缩机主体,111b、112b……卷体部,111d、112d……顶部密封件(密封部件),120……电动机,124A、124B……轴承,131……压力传感器,132……温度传感器,133……周围温度传感器,140……电磁开闭器,151……止回阀,170……操作面板,171a、171b……显示部,172a……运转开关(操作开关),172b……停止开关(操作开关),172c……菜单开关(操作开关),172d……显示切换开关(操作开关),180……控制装置,181……处理器,182……非易失性存储器,183……易失性存储器,190……通信装置,235……电压传感器,236……电流传感器,240……逆变器,280……控制装置,337……麦克风(声音取得装置),380……控制装置。

Claims (10)

1.一种压缩机,其特征在于,包括:
压缩机单元,其具有用于对气体进行压缩的压缩机主体和用于驱动所述压缩机主体的电动机;和
控制装置,其进行多个所述压缩机单元的台数控制,
所述多个压缩机单元与同一配管连接,
所述控制装置一边持续进行所述台数控制的对象的压缩机单元的台数控制,一边使所述台数控制的对象之外的压缩机单元启动。
2.如权利要求1所述的压缩机,其特征在于:
所述控制装置判断所述多个压缩机单元是否存在异常,
使判断为存在异常的压缩机单元停止并且将其排除在台数控制的对象之外,
一边持续进行判断为不存在异常的压缩机单元的台数控制,一边使判断为存在异常的所述压缩机单元再次启动。
3.如权利要求2所述的压缩机,其特征在于:
所述控制装置在判断为所述压缩机单元存在异常的情况下,对判断为存在异常的所述压缩机单元设定停止标志,
一边持续进行对没有设定所述停止标志的所述压缩机单元的所述台数控制,一边执行使设定了所述停止标志的所述压缩机单元停止并将其从所述台数控制的对象排除的排除处理,
一边持续进行对没有设定所述停止标志的所述压缩机单元的所述台数控制,一边执行使设定了所述停止标志的所述压缩机单元再次启动的试运转处理,
在执行了所述排除处理之后所述试运转处理尚未完成的情况下,使得不能解除所述停止标志的设定,
在执行了所述排除处理之后所述试运转处理已完成的情况下,使得能够解除所述停止标志的设定。
4.如权利要求3所述的压缩机,其特征在于:
所述控制装置在预先决定的多个停止条件中的任一者成立的情况下,设定与成立的所述停止条件对应的停止标志,
基于设定的所述停止标志,决定可否执行所述试运转处理,
所述多个停止条件中包括所述压缩机单元存在异常时成立的停止条件。
5.如权利要求3所述的压缩机,其特征在于:
在进行所述台数控制的对象的压缩机单元的台数控制时,
当所述台数控制的对象之外的压缩机单元的所述停止标志的设定被解除时,一边持续进行所述台数控制,一边使已解除所述停止标志的设定的所述压缩机单元包含在所述台数控制的对象中。
6.如权利要求1所述的压缩机,其特征在于:
具有电磁开闭器,其用于切换对所述电动机的电力供给和切断,
所述控制装置通过利用所述电磁开闭器对所述电动机供给电力,使所述台数控制的对象之外的压缩机单元以一定速度动作规定时间后停止。
7.如权利要求1所述的压缩机,其特征在于:
具有逆变器,其用于对所述电动机供给电力,
所述控制装置使所述台数控制的对象之外的压缩机单元的所述电动机以最低速度动作规定时间后停止。
8.如权利要求1所述的压缩机,其特征在于:
具有逆变器,其用于对所述电动机供给电力,
所述控制装置使所述台数控制的对象之外的压缩机单元的所述电动机的旋转速度从最低速度起随时间经过逐渐增加至规定速度。
9.如权利要求1所述的压缩机,其特征在于:
所述控制装置在存在多个所述台数控制的对象之外的压缩机单元的情况下,使所述多个所述台数控制的对象之外的压缩机单元一台一台地驱动。
10.如权利要求3所述的压缩机,其特征在于:
所述控制装置基于执行了所述试运转处理的所述压缩机单元发出的声音、对所述电动机供给的电流和所述压缩机主体的温度的至少一者,判断执行了所述试运转处理的所述压缩机单元是否存在异常,输出其判断结果。
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