JP2000161237A - 圧縮空気製造設備及びその運転方法 - Google Patents
圧縮空気製造設備及びその運転方法Info
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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- F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C23/001—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids of similar working principle
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F04C28/08—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by varying the rotational speed
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- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】圧縮空気製造設備において、複数台の圧縮機を
並列に運転するときの動力消費を最小化する。 【解決手段】可変回転速度の圧縮機ＡCV号機と、複数の
回転速度一定の圧縮機ＢCC号機、ＣCC号機、・・・とを有
する圧縮空気製造設備では、各圧縮機に１対１に対応し
て制御装置ＡC，ＢC，ＣC、・・・が設けられている。制御
装置は階層化されており、制御装置ＡCが最上位であ
り、次いで制御装置ＢC、制御装置ＣC、・・・の順に下位
になっている。上位機である圧縮機ＡCV号機を優先して
回転速度制御し、次いでターンバック制御またはロータ
リー制御により下位圧縮機ＢCC号機、ＣCC号機、・・・を
全負荷運転または停止させる。
並列に運転するときの動力消費を最小化する。 【解決手段】可変回転速度の圧縮機ＡCV号機と、複数の
回転速度一定の圧縮機ＢCC号機、ＣCC号機、・・・とを有
する圧縮空気製造設備では、各圧縮機に１対１に対応し
て制御装置ＡC，ＢC，ＣC、・・・が設けられている。制御
装置は階層化されており、制御装置ＡCが最上位であ
り、次いで制御装置ＢC、制御装置ＣC、・・・の順に下位
になっている。上位機である圧縮機ＡCV号機を優先して
回転速度制御し、次いでターンバック制御またはロータ
リー制御により下位圧縮機ＢCC号機、ＣCC号機、・・・を
全負荷運転または停止させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、容量制御可能な圧
縮空気製造設備及びその運転方法に係り、特に、回転速
度を変化させて圧縮機容量を調整する圧縮機と、定回転
速度で運転する圧縮機とを組み合わせて容量制御する圧
縮空気製造設備及びその運転方法に関する。
縮空気製造設備及びその運転方法に係り、特に、回転速
度を変化させて圧縮機容量を調整する圧縮機と、定回転
速度で運転する圧縮機とを組み合わせて容量制御する圧
縮空気製造設備及びその運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の圧縮空気製造設備の一例が、特開
平９−２５０４８５号公報に開示されている。この公報
に記載の圧縮機では、圧縮空気の吐出圧力を検出する圧
力センサーが圧縮機出口に設けられており、ＰＩＤ制御
を用いて圧縮機の回転数を変化させ、圧縮機を容量制御
している。
平９−２５０４８５号公報に開示されている。この公報
に記載の圧縮機では、圧縮空気の吐出圧力を検出する圧
力センサーが圧縮機出口に設けられており、ＰＩＤ制御
を用いて圧縮機の回転数を変化させ、圧縮機を容量制御
している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術におい
ては、圧縮機を単独で運転したときには、圧縮機の回転
速度一定として容量制御するそれまでの方法に対し消費
動力を大幅に低減している。しかしながら、圧縮機を複
数台並列に接続して運転する圧縮空気製造設備では、あ
る程度の省電力効果は得られるものの、それまでの複数
台運転制御に比較してもそれほど大きな消費電力低減が
得られない、という不具合があった。
ては、圧縮機を単独で運転したときには、圧縮機の回転
速度一定として容量制御するそれまでの方法に対し消費
動力を大幅に低減している。しかしながら、圧縮機を複
数台並列に接続して運転する圧縮空気製造設備では、あ
る程度の省電力効果は得られるものの、それまでの複数
台運転制御に比較してもそれほど大きな消費電力低減が
得られない、という不具合があった。
【０００４】本発明は上記従来技術の不具合に鑑みなさ
れたものであり、その目的は圧縮空気製造設備におい
て、複数台の圧縮機を並列に運転するときの動力消費を
極力低減することにある。本発明の他の目的は、複雑な
構成を採用しなくとも圧縮空気製造設備において、省電
力を達成することにある。
れたものであり、その目的は圧縮空気製造設備におい
て、複数台の圧縮機を並列に運転するときの動力消費を
極力低減することにある。本発明の他の目的は、複雑な
構成を採用しなくとも圧縮空気製造設備において、省電
力を達成することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第１の特徴は、少なくとも１台の回転速度可
変の圧縮機と、少なくとも１台の固定回転速度の圧縮機
とを備えた圧縮空気製造設備において、可変速度圧縮機
及び前記固定速度圧縮機の各々から吐出される吐出空気
をその吐出側で合流させる手段と、この合流した吐出空
気の圧力を検出する圧力検出手段と、この検出圧力と予
め設定された圧力とに基づいて圧縮機を停止または始動
させる制御手段とを設け、この制御手段は固定速度圧縮
機がすべて停止したあとで加変速度圧縮機を停止させる
ものである。
の本発明の第１の特徴は、少なくとも１台の回転速度可
変の圧縮機と、少なくとも１台の固定回転速度の圧縮機
とを備えた圧縮空気製造設備において、可変速度圧縮機
及び前記固定速度圧縮機の各々から吐出される吐出空気
をその吐出側で合流させる手段と、この合流した吐出空
気の圧力を検出する圧力検出手段と、この検出圧力と予
め設定された圧力とに基づいて圧縮機を停止または始動
させる制御手段とを設け、この制御手段は固定速度圧縮
機がすべて停止したあとで加変速度圧縮機を停止させる
ものである。
【０００６】そして、可変速度圧縮機は吸い込み絞り弁
を備え、制御装置は、この可変速度圧縮機の回転速度が
所定回転速度に低下するまでは回転速度を変えて圧縮機
の容量を制御し、所定回転速度に達すると吸込み絞り弁
により圧縮機の容量を制御する；合流手段の近傍に吐出
圧力を制御する制御弁を設け、制御装置は、可変速度圧
縮機が所定回転速度に達したら、吸込み絞り弁を閉じ、
制御弁を用いて吐出圧力を低下させるよう制御する；制
御装置は、少なくとも１台の固定速度圧縮機の始動及び
停止の少なくともいずれかの手順を記憶する記憶手段を
有することが望ましい。
を備え、制御装置は、この可変速度圧縮機の回転速度が
所定回転速度に低下するまでは回転速度を変えて圧縮機
の容量を制御し、所定回転速度に達すると吸込み絞り弁
により圧縮機の容量を制御する；合流手段の近傍に吐出
圧力を制御する制御弁を設け、制御装置は、可変速度圧
縮機が所定回転速度に達したら、吸込み絞り弁を閉じ、
制御弁を用いて吐出圧力を低下させるよう制御する；制
御装置は、少なくとも１台の固定速度圧縮機の始動及び
停止の少なくともいずれかの手順を記憶する記憶手段を
有することが望ましい。
【０００７】また好ましくは、固定速度圧縮機及び可変
速度圧縮機の各々から吐出される吐出空気の圧力を検出
する個別吐出圧力検出手段を設け、前記吐出圧力検出手
段に不具合が発生したときにはこの個別吐出圧力検出手
段の検出圧力に基づいて、制御装置が各圧縮機を制御す
るものである。
速度圧縮機の各々から吐出される吐出空気の圧力を検出
する個別吐出圧力検出手段を設け、前記吐出圧力検出手
段に不具合が発生したときにはこの個別吐出圧力検出手
段の検出圧力に基づいて、制御装置が各圧縮機を制御す
るものである。
【０００８】上記目的を達成するための本発明の第２の
特徴は、少なくとも１台の回転速度可変の圧縮機と、複
数の固定回転速度の圧縮機とを備えた圧縮空気製造設備
の運転方法であって、可変速度圧縮機を制御する第１の
制御手段を優先し、この第１の制御手段が、複数の固定
速度圧縮機の各々を制御し各固定速度圧縮機ごとに設け
られた第２の制御手段に始動及び停止の指令を送るもの
である。
特徴は、少なくとも１台の回転速度可変の圧縮機と、複
数の固定回転速度の圧縮機とを備えた圧縮空気製造設備
の運転方法であって、可変速度圧縮機を制御する第１の
制御手段を優先し、この第１の制御手段が、複数の固定
速度圧縮機の各々を制御し各固定速度圧縮機ごとに設け
られた第２の制御手段に始動及び停止の指令を送るもの
である。
【０００９】そして好ましくは、複数の固定速度圧縮機
のそれぞれに優先度を付与し、第１の制御手段は始動時
には優先度が高いものから始動し、停止時には優先度の
低いものから停止するターンバック制御を実行する；複
数の固定速度圧縮機のそれぞれに優先度を付与し、第１
の制御手段は、始動時と停止時の双方において、優先度
が高いものから制御を開始するロータリー制御を実行す
る；複数の固定速度圧縮機の中の１台が故障したときに
は、この故障した圧縮機より優先度の高い圧縮機にはそ
のままの優先度を付与し、この故障した圧縮機より優先
度の低い圧縮機には、最も低い優先度の圧縮機から順に
この故障した圧縮機以下の優先度を付与し直す；可変速
度圧縮機が故障したときには、固定速度圧縮機の各々を
第２の制御装置が各々独立に制御するようにしたもので
ある。
のそれぞれに優先度を付与し、第１の制御手段は始動時
には優先度が高いものから始動し、停止時には優先度の
低いものから停止するターンバック制御を実行する；複
数の固定速度圧縮機のそれぞれに優先度を付与し、第１
の制御手段は、始動時と停止時の双方において、優先度
が高いものから制御を開始するロータリー制御を実行す
る；複数の固定速度圧縮機の中の１台が故障したときに
は、この故障した圧縮機より優先度の高い圧縮機にはそ
のままの優先度を付与し、この故障した圧縮機より優先
度の低い圧縮機には、最も低い優先度の圧縮機から順に
この故障した圧縮機以下の優先度を付与し直す；可変速
度圧縮機が故障したときには、固定速度圧縮機の各々を
第２の制御装置が各々独立に制御するようにしたもので
ある。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明のいくつかの実施例を、図
面を用いて説明する。図１は、本発明に係る圧縮空気製
造設備の一実施例のブロック図である。図２は、この図
１に示した圧縮空気製造設備を運転するときのタイミン
グチャートの一例であり、いわゆるターンバック制御の
例である。さらに、図５ないし図７は、ターンバック制
御のフローチャート図である。
面を用いて説明する。図１は、本発明に係る圧縮空気製
造設備の一実施例のブロック図である。図２は、この図
１に示した圧縮空気製造設備を運転するときのタイミン
グチャートの一例であり、いわゆるターンバック制御の
例である。さらに、図５ないし図７は、ターンバック制
御のフローチャート図である。
【００１１】本実施例は、３台の電動機で駆動される圧
縮機を備えた圧縮空気製造設備であるが、台数は３に限
るものでないことは言うまでもない。また、圧縮機とし
ては、スクリュー圧縮機を前提としているが、これに限
るものではない。ＡCV、ＢCC、ＣCC号機からなる３台の
圧縮機の中で、ＡCV号機は電動機の回転速度が可変の可
変速圧縮機である。ＢCC号機およびＣCC号機は、電動機
の回転速度が一定の圧縮機である。各圧縮機で圧縮され
た空気は、各圧縮機の出口部で集合されて空気槽１に導
かれ、圧縮空気使用ラインに供給される。
縮機を備えた圧縮空気製造設備であるが、台数は３に限
るものでないことは言うまでもない。また、圧縮機とし
ては、スクリュー圧縮機を前提としているが、これに限
るものではない。ＡCV、ＢCC、ＣCC号機からなる３台の
圧縮機の中で、ＡCV号機は電動機の回転速度が可変の可
変速圧縮機である。ＢCC号機およびＣCC号機は、電動機
の回転速度が一定の圧縮機である。各圧縮機で圧縮され
た空気は、各圧縮機の出口部で集合されて空気槽１に導
かれ、圧縮空気使用ラインに供給される。
【００１２】空気槽１には圧力センサーＺSが取り付け
られており、この信号は制御装置ＡCに取り込まれる。
制御装置ＡC、ＢC、ＣCには予め制御上限圧力Ｈと制御
下限圧力Ｌが設定されている。通常運転では、圧力セン
サーＺSが検出した圧力と、制御装置ＡCに記憶された制
御上限圧力Ｈおよび制御下限圧力Ｌを常時比較する。
られており、この信号は制御装置ＡCに取り込まれる。
制御装置ＡC、ＢC、ＣCには予め制御上限圧力Ｈと制御
下限圧力Ｌが設定されている。通常運転では、圧力セン
サーＺSが検出した圧力と、制御装置ＡCに記憶された制
御上限圧力Ｈおよび制御下限圧力Ｌを常時比較する。
【００１３】また、制御装置ＡC、ＢC、ＣCに運転する
圧縮機の順序を予め設定しておく。例えば、ＡCV号機
（最上位機）からＣCC号機（最下位機）へＡCV→ＢCC→
ＣCCの順に運転する。圧縮機の運転中に、空気槽の圧力
が制御下限圧力Ｌより高く、制御上限圧力Ｈ未満であれ
ば、圧縮機ＡCV号機は回転数制御を含む容量制御を行
い、圧縮機ＢCC号機およびＣCC号機は容量制御を行わず
に全負荷で運転する。空気槽１の圧力が制御上限圧力Ｈ
以上になったことを圧力センサーＺSが検出したら、制
御装置ＡCはＡタイマーの積算を開始する。
圧縮機の順序を予め設定しておく。例えば、ＡCV号機
（最上位機）からＣCC号機（最下位機）へＡCV→ＢCC→
ＣCCの順に運転する。圧縮機の運転中に、空気槽の圧力
が制御下限圧力Ｌより高く、制御上限圧力Ｈ未満であれ
ば、圧縮機ＡCV号機は回転数制御を含む容量制御を行
い、圧縮機ＢCC号機およびＣCC号機は容量制御を行わず
に全負荷で運転する。空気槽１の圧力が制御上限圧力Ｈ
以上になったことを圧力センサーＺSが検出したら、制
御装置ＡCはＡタイマーの積算を開始する。
【００１４】積算開始から制御装置ＡCに予め設定した
時間が経過すると、制御装置ＡCから制御装置ＢCおよび
制御装置ＣCをこの順で経由して、最終的に制御装置ＣC
に圧縮機ＣCC号機を停止させる信号を発生させる指令が
送られ、制御装置ＣCが圧縮機ＣCC号機を停止させる。
圧縮機を停止させる信号を発する前に、圧力が制御上限
圧力Ｈ以下になった場合は、Ａタイマーを０にリセット
する。圧縮空気製造設備から吐出される空気量より消費
量が減少して、圧力が制御上限圧力Ｈに到達する毎に、
この動作を繰り返し、末端の圧縮機から順次停止させ
る。
時間が経過すると、制御装置ＡCから制御装置ＢCおよび
制御装置ＣCをこの順で経由して、最終的に制御装置ＣC
に圧縮機ＣCC号機を停止させる信号を発生させる指令が
送られ、制御装置ＣCが圧縮機ＣCC号機を停止させる。
圧縮機を停止させる信号を発する前に、圧力が制御上限
圧力Ｈ以下になった場合は、Ａタイマーを０にリセット
する。圧縮空気製造設備から吐出される空気量より消費
量が減少して、圧力が制御上限圧力Ｈに到達する毎に、
この動作を繰り返し、末端の圧縮機から順次停止させ
る。
【００１５】これとは逆に、圧力センサーＺSが圧力が
制御下限圧力Ｌ以下であることを検出したときは、制御
装置ＡCはＢタイマーの積算を開始する。積算開始時間
から制御装置ＡCに予め設定した時間が経過したら、停
止順とは逆の順序、つまり上位側から圧縮機を始動する
指令を制御装置ＡCが指令する。そして、始動する圧縮
機が圧縮機ＡCV号機の場合には、圧縮機ＡCV号機を回転
数制御を含む容量制御する。始動する圧縮機が、圧縮機
ＢCC号機より末端側なら、全負荷運転する。圧縮機を始
動する前に圧力が制御下限圧力Ｌ以上になったら、Ｂタ
イマーを０にリセットする。ここで、Ａタイマー及びＢ
タイマーの設定時間は、圧縮空気製造設備の安定性等を
考慮して任意に設定できる。
制御下限圧力Ｌ以下であることを検出したときは、制御
装置ＡCはＢタイマーの積算を開始する。積算開始時間
から制御装置ＡCに予め設定した時間が経過したら、停
止順とは逆の順序、つまり上位側から圧縮機を始動する
指令を制御装置ＡCが指令する。そして、始動する圧縮
機が圧縮機ＡCV号機の場合には、圧縮機ＡCV号機を回転
数制御を含む容量制御する。始動する圧縮機が、圧縮機
ＢCC号機より末端側なら、全負荷運転する。圧縮機を始
動する前に圧力が制御下限圧力Ｌ以上になったら、Ｂタ
イマーを０にリセットする。ここで、Ａタイマー及びＢ
タイマーの設定時間は、圧縮空気製造設備の安定性等を
考慮して任意に設定できる。
【００１６】容量制御する圧縮機ＡCV号機は、圧力が一
定になるように回転数を変化させて運転する。圧縮機Ａ
CV号機の回転速度可変範囲は、図２に示したように、３
０〜１００％に設定している。この制御圧力は制御下限
圧力Ｌと制御上限圧力Ｈの間の任意の圧力に設定する。
この圧力も圧力センサーＺSで検出する。以上の制御の
様子は図５から図７に示したフローチャートに詳しい
が、図５は圧縮機ＡCV号機の運転に関するフローチャー
トであり、図６は圧縮機ＢCC号機の運転に関するフロー
チャート、図７は圧縮機ＣCC号機の運転に関するフロー
チャートである。なお、圧縮機の運転台数が、４台以上
になったときには、図７に示した圧縮機ＣCC号機の制御
フローチャートと同様な手順を踏んで、各圧縮機ＤCC，
ＥCC，・・・を制御する。
定になるように回転数を変化させて運転する。圧縮機Ａ
CV号機の回転速度可変範囲は、図２に示したように、３
０〜１００％に設定している。この制御圧力は制御下限
圧力Ｌと制御上限圧力Ｈの間の任意の圧力に設定する。
この圧力も圧力センサーＺSで検出する。以上の制御の
様子は図５から図７に示したフローチャートに詳しい
が、図５は圧縮機ＡCV号機の運転に関するフローチャー
トであり、図６は圧縮機ＢCC号機の運転に関するフロー
チャート、図７は圧縮機ＣCC号機の運転に関するフロー
チャートである。なお、圧縮機の運転台数が、４台以上
になったときには、図７に示した圧縮機ＣCC号機の制御
フローチャートと同様な手順を踏んで、各圧縮機ＤCC，
ＥCC，・・・を制御する。
【００１７】図３に、圧縮空気製造設備を、上記実施例
とは異なる制御法を用いて制御するときのタイミングチ
ャートを示す。圧縮空気設備としては、図１に示した設
備を用いている。この制御法は、いわゆるロータリー制
御といわれる制御である。図８及び図９に、ロータリー
制御時のフローチャートを示す。
とは異なる制御法を用いて制御するときのタイミングチ
ャートを示す。圧縮空気設備としては、図１に示した設
備を用いている。この制御法は、いわゆるロータリー制
御といわれる制御である。図８及び図９に、ロータリー
制御時のフローチャートを示す。
【００１８】制御装置ＡC、ＢC、ＣCはターンバック制
御機能と、下記のロータリー制御機能の双方を備えてい
る。各制御装置ＡC、ＢC、ＣCに、始動及び停止する圧
縮機の順序を予め設定する。例えば、圧縮機ＡCV号機
（最上位機）を始動し、その後圧縮機ＢCC号機、次いで
圧縮機ＣCC号機（最下位機）をＡCV→ＢCC→ＣCC順で始
動する点は、上記ターンバック制御と同一である。
御機能と、下記のロータリー制御機能の双方を備えてい
る。各制御装置ＡC、ＢC、ＣCに、始動及び停止する圧
縮機の順序を予め設定する。例えば、圧縮機ＡCV号機
（最上位機）を始動し、その後圧縮機ＢCC号機、次いで
圧縮機ＣCC号機（最下位機）をＡCV→ＢCC→ＣCC順で始
動する点は、上記ターンバック制御と同一である。
【００１９】圧縮機の運転中に空気槽の圧力が制御下限
圧力Ｌより高く、制御上限圧力Ｈ未満であれば、圧縮機
ＡCV号機について回転数制御を含む容量制御し、圧縮機
ＢCC号機および圧縮機ＣCC号機を容量制御せずに全負荷
で運転する点も、上記ターンバック制御と同じである。
ただし、容量制御運転に入ると、回転速度制御可能な圧
縮機ＡCV号機を除いて、常に圧縮機ＢCC号機を先に、圧
縮機ＣCC号機を後に始動、または停止する。すなわち、
容量が低下するときは、圧縮機ＢCC号機を先に停止し、
圧縮機ＣCC号機を後に停止する。また、運転再開も圧縮
機ＢCC号機を先に始動し、圧縮機ＣCC号機を後に始動す
る。この詳細を以下に示す。
圧力Ｌより高く、制御上限圧力Ｈ未満であれば、圧縮機
ＡCV号機について回転数制御を含む容量制御し、圧縮機
ＢCC号機および圧縮機ＣCC号機を容量制御せずに全負荷
で運転する点も、上記ターンバック制御と同じである。
ただし、容量制御運転に入ると、回転速度制御可能な圧
縮機ＡCV号機を除いて、常に圧縮機ＢCC号機を先に、圧
縮機ＣCC号機を後に始動、または停止する。すなわち、
容量が低下するときは、圧縮機ＢCC号機を先に停止し、
圧縮機ＣCC号機を後に停止する。また、運転再開も圧縮
機ＢCC号機を先に始動し、圧縮機ＣCC号機を後に始動す
る。この詳細を以下に示す。
【００２０】空気槽１の圧力が制御上限圧力Ｈ以上にな
ったことを圧力センサーＺSが検出したら、制御装置ＡC
はＡタイマーの積算を開始する。積算開始から制御装置
ＡＣに予め設定した時間が経過すると、制御装置Ａ
Ｃが、制御装置ＢCおよび制御装置ＣCの順に各制御装置
を経由して、圧縮機ＡCV号機を除く最後に停止した号機
の次の号機の制御装置に圧縮機を停止させる指令を送信
し、この号機の圧縮機を停止する。最後に停止した号機
が最終号機（最下位機）の場合は、圧縮機ＢCC号機に戻
る。圧縮機ＡCV号機を除く全ての圧縮機が停止している
ときは、圧縮機ＡCV号機を停止させる。圧縮機を停止す
る信号を発する前に、圧力が制御上限圧力Ｈ以下になっ
たときは、Ａタイマーを０にリセットする。圧縮空気製
造設備から吐出される空気量より、消費量が減少して圧
力が制御上限圧力Ｈに到達する毎に、この動作を繰り返
し順次圧縮機を停止する。
ったことを圧力センサーＺSが検出したら、制御装置ＡC
はＡタイマーの積算を開始する。積算開始から制御装置
ＡＣに予め設定した時間が経過すると、制御装置Ａ
Ｃが、制御装置ＢCおよび制御装置ＣCの順に各制御装置
を経由して、圧縮機ＡCV号機を除く最後に停止した号機
の次の号機の制御装置に圧縮機を停止させる指令を送信
し、この号機の圧縮機を停止する。最後に停止した号機
が最終号機（最下位機）の場合は、圧縮機ＢCC号機に戻
る。圧縮機ＡCV号機を除く全ての圧縮機が停止している
ときは、圧縮機ＡCV号機を停止させる。圧縮機を停止す
る信号を発する前に、圧力が制御上限圧力Ｈ以下になっ
たときは、Ａタイマーを０にリセットする。圧縮空気製
造設備から吐出される空気量より、消費量が減少して圧
力が制御上限圧力Ｈに到達する毎に、この動作を繰り返
し順次圧縮機を停止する。
【００２１】これとは逆に、圧力が制御下限圧力Ｌ以下
になったことを圧力センサーＺSが検出したら、制御装
置ＡCはＢタイマーの積算を開始する。積算開始時間か
ら、制御装置ＡCに予め設定された時間が経過すると、
制御装置ＡCから制御装置ＢC、次いで制御装置ＣCの順
に各制御装置を経由して、圧縮機ＡCV号機を除く最後に
始動した号機の次の号機の制御装置に圧縮機を始動させ
る指令が送られる。そして、停止指令に対応した制御装
置が、対応の圧縮機を停止させる。
になったことを圧力センサーＺSが検出したら、制御装
置ＡCはＢタイマーの積算を開始する。積算開始時間か
ら、制御装置ＡCに予め設定された時間が経過すると、
制御装置ＡCから制御装置ＢC、次いで制御装置ＣCの順
に各制御装置を経由して、圧縮機ＡCV号機を除く最後に
始動した号機の次の号機の制御装置に圧縮機を始動させ
る指令が送られる。そして、停止指令に対応した制御装
置が、対応の圧縮機を停止させる。
【００２２】ここで、最後に始動した号機が最終号機
（最下位機）であるか、またはまだ圧縮機ＢCC号機以降
全て運転していなければ圧縮機ＢCC号機を停止させる。
圧縮機ＡCV号機が停止しているときは、圧縮機ＡCV号機
を始動させる。
（最下位機）であるか、またはまだ圧縮機ＢCC号機以降
全て運転していなければ圧縮機ＢCC号機を停止させる。
圧縮機ＡCV号機が停止しているときは、圧縮機ＡCV号機
を始動させる。
【００２３】始動した圧縮機が圧縮機ＡCV号機の場合は
回転数制御を含む容量制御をし、圧縮機ＢCC号機以降の
場合は全負荷運転する。圧縮機を始動させる前に圧力が
制御下限圧力Ｌ以上になったときは、Ｂタイマーを０に
リセットする。以上の制御については、図８及び図９に
フローチャートの詳細を示している。
回転数制御を含む容量制御をし、圧縮機ＢCC号機以降の
場合は全負荷運転する。圧縮機を始動させる前に圧力が
制御下限圧力Ｌ以上になったときは、Ｂタイマーを０に
リセットする。以上の制御については、図８及び図９に
フローチャートの詳細を示している。
【００２４】図８は、圧縮機ＡCV号機に関する制御のフ
ローチャートであり、図９は代表的に圧縮機ＢCC号機に
関する制御のフローチャートを示したものである。圧縮
機ＣCC号機に関しては、図９と同様の制御のフローチャ
ートとなる。また、圧縮機の台数が４台以上の場合に
は、増加した分の制御のフローチャートは図９と同様で
ある。さらに、図３は制御のタイミングチャートであ
り、図２に示したターンバック制御に比べて、圧縮機Ｂ
CC号機及びＣCC号機の始動、停止タイミングが相違して
いる点がロータリー制御の特徴である。なお、この図３
のロータリー制御においても、圧縮機ＡCV号機の回転速
度制御範囲を３０〜１００%に設定している。
ローチャートであり、図９は代表的に圧縮機ＢCC号機に
関する制御のフローチャートを示したものである。圧縮
機ＣCC号機に関しては、図９と同様の制御のフローチャ
ートとなる。また、圧縮機の台数が４台以上の場合に
は、増加した分の制御のフローチャートは図９と同様で
ある。さらに、図３は制御のタイミングチャートであ
り、図２に示したターンバック制御に比べて、圧縮機Ｂ
CC号機及びＣCC号機の始動、停止タイミングが相違して
いる点がロータリー制御の特徴である。なお、この図３
のロータリー制御においても、圧縮機ＡCV号機の回転速
度制御範囲を３０〜１００%に設定している。
【００２５】ターンバック制御は、各圧縮機の最大吐出
空気量が違う場合に採用すると有効であり、圧縮機ＡCV
号機を除く他の圧縮機の最大吐出空気量の多い機種か
ら、ＢCC号機、ＣCC号機と順に定めるのが良い。一方、
ロータリー制御は、圧縮機ＡCV号機を除く各圧縮機の運
転時間を平均化できるので、ほぼ同一の圧縮機を複数台
採用するときに特に有効である。
空気量が違う場合に採用すると有効であり、圧縮機ＡCV
号機を除く他の圧縮機の最大吐出空気量の多い機種か
ら、ＢCC号機、ＣCC号機と順に定めるのが良い。一方、
ロータリー制御は、圧縮機ＡCV号機を除く各圧縮機の運
転時間を平均化できるので、ほぼ同一の圧縮機を複数台
採用するときに特に有効である。
【００２６】圧縮機ＡCV号機以外の圧縮機が故障した
ら、その故障した圧縮機の制御装置を上記ターンバック
制御またはロータリー制御の制御システムから切り離
す。このとき、故障した圧縮機より優先度が下位の号機
の圧縮機の始動・停止については、圧縮機ＡCV号機から
の指令が、優先度が最下位の圧縮機の制御装置、次いで
最下位より一つ手前の圧縮機の制御装置という具合に伝
達されるように、優先度の最下位から順次優先度が上位
の制御装置を経由するようにする。
ら、その故障した圧縮機の制御装置を上記ターンバック
制御またはロータリー制御の制御システムから切り離
す。このとき、故障した圧縮機より優先度が下位の号機
の圧縮機の始動・停止については、圧縮機ＡCV号機から
の指令が、優先度が最下位の圧縮機の制御装置、次いで
最下位より一つ手前の圧縮機の制御装置という具合に伝
達されるように、優先度の最下位から順次優先度が上位
の制御装置を経由するようにする。
【００２７】圧力センサーＺSが故障した場合は、圧力
センサーＺSを上記ターンバック制御またはロータリ制
御の制御システムから切り離し、制御に係る圧力を圧縮
機ＡCV号機の圧力センサーＡSで検出するようにする。
さらに圧力センサーＡSも故障した場合には、圧力セン
サーＡSも制御システムから切り離し、制御に係る圧力
を圧縮機ＢCC号機の圧力センサーＢSで検出するように
する。この場合、制御装置ＢCから制御装置ＡCに圧力の
検出値を伝え、制御装置ＡCはその圧力値に基づいて制
御する。この結果、圧縮空気製造設備の全ての圧力セン
サーが故障するまで、安定して圧縮空気製造設備を容量
制御することができる。
センサーＺSを上記ターンバック制御またはロータリ制
御の制御システムから切り離し、制御に係る圧力を圧縮
機ＡCV号機の圧力センサーＡSで検出するようにする。
さらに圧力センサーＡSも故障した場合には、圧力セン
サーＡSも制御システムから切り離し、制御に係る圧力
を圧縮機ＢCC号機の圧力センサーＢSで検出するように
する。この場合、制御装置ＢCから制御装置ＡCに圧力の
検出値を伝え、制御装置ＡCはその圧力値に基づいて制
御する。この結果、圧縮空気製造設備の全ての圧力セン
サーが故障するまで、安定して圧縮空気製造設備を容量
制御することができる。
【００２８】圧縮機ＡCV号機が故障したときは、全ての
圧縮機を制御システムから切り離す。そして、圧縮機Ａ
CV号機以外の各圧縮機を、それぞれが有する圧力センサ
ーで、独立に容量制御する。
圧縮機を制御システムから切り離す。そして、圧縮機Ａ
CV号機以外の各圧縮機を、それぞれが有する圧力センサ
ーで、独立に容量制御する。
【００２９】図１０及び図１１に、本圧縮空気製造設備
に用いる圧縮機１台についての、使用空気量Ｑと消費動
力ＬDの関係を示す。これらの図において、全負荷時の
吐出し空気量を１００％、そのときの圧縮機の消費動力
を１００％と正規化して示している。
に用いる圧縮機１台についての、使用空気量Ｑと消費動
力ＬDの関係を示す。これらの図において、全負荷時の
吐出し空気量を１００％、そのときの圧縮機の消費動力
を１００％と正規化して示している。
【００３０】図１０は、圧縮機の回転速度を一定にし、
圧縮機の吸込側に設けた絞り弁の開度を変えて流量調整
したときの消費動力の変化を示した図である。図１１
は、回転速度を可変にした圧縮機を用いて、圧縮機の流
量調整したときの消費動力の変化を示した図である。空
気量が、３０％〜１００％の範囲では回転速度制御し、
３０％以下の空気量範囲では、図１０と同様の吸込絞り
により流量調整している。圧縮機１台のみを用いるとき
には、図１１に示した回転速度制御併用の方が大幅に容
量制御特性に優れている。そして、負荷変動時の電力消
費を大きく改善できる。
圧縮機の吸込側に設けた絞り弁の開度を変えて流量調整
したときの消費動力の変化を示した図である。図１１
は、回転速度を可変にした圧縮機を用いて、圧縮機の流
量調整したときの消費動力の変化を示した図である。空
気量が、３０％〜１００％の範囲では回転速度制御し、
３０％以下の空気量範囲では、図１０と同様の吸込絞り
により流量調整している。圧縮機１台のみを用いるとき
には、図１１に示した回転速度制御併用の方が大幅に容
量制御特性に優れている。そして、負荷変動時の電力消
費を大きく改善できる。
【００３１】ところで、圧縮機の回転速度が一定の吸込
絞り方式の圧縮機を５台採用し、その中の１台のみを容
量制御し、他は全負荷運転させると、図４においてIIで
示した消費動力特性となる。これは、従来の圧縮機の台
数制御方法として広く用いられている制御方法である。
絞り方式の圧縮機を５台採用し、その中の１台のみを容
量制御し、他は全負荷運転させると、図４においてIIで
示した消費動力特性となる。これは、従来の圧縮機の台
数制御方法として広く用いられている制御方法である。
【００３２】また、回転速度可変の５台の圧縮機を単純
に並列運転すると、図４においてＩで示した消費動力特
性が得られる。この図４におけるＩとIIの比較において
は、部分的にIIの方が消費動力が下回るところがあり、
必ずしも回転速度可変による制御方法が省電力面で吸込
み絞り制御に比べて優位であるとは言えない。
に並列運転すると、図４においてＩで示した消費動力特
性が得られる。この図４におけるＩとIIの比較において
は、部分的にIIの方が消費動力が下回るところがあり、
必ずしも回転速度可変による制御方法が省電力面で吸込
み絞り制御に比べて優位であるとは言えない。
【００３３】以上に対し、本発明の圧縮空気製造設備で
は、回転速度が可変の圧縮機１台と、回転速度が一定の
圧縮機複数台とを備えているので、図４においてIIIで
示した消費動力特性を得ることが可能となる。すなわ
ち、複数台の圧縮機を備えた圧縮空気製造設備において
も、消費空気量に対してほぼ直線的に消費動力が低下す
る理想的な消費動力特性を得ることができる。
は、回転速度が可変の圧縮機１台と、回転速度が一定の
圧縮機複数台とを備えているので、図４においてIIIで
示した消費動力特性を得ることが可能となる。すなわ
ち、複数台の圧縮機を備えた圧縮空気製造設備において
も、消費空気量に対してほぼ直線的に消費動力が低下す
る理想的な消費動力特性を得ることができる。
【００３４】この場合、回転速度可変の圧縮機５台を用
いるIIの方式と比較すると、図４において傾斜部が省電
力となる。具体的には、３７ｋＷの圧縮機５台を用いる
場合、本発明の実施例のほうが、最大１８ｋＷｈだけ省
電力となる。これは、図１０のＰ点と図１１のＱ点との
差に相当する。なお、この比較は圧縮機５台の場合であ
るが、圧縮機の台数がこれ以外でも、台数に応じて省電
力となることは言うまでもない。
いるIIの方式と比較すると、図４において傾斜部が省電
力となる。具体的には、３７ｋＷの圧縮機５台を用いる
場合、本発明の実施例のほうが、最大１８ｋＷｈだけ省
電力となる。これは、図１０のＰ点と図１１のＱ点との
差に相当する。なお、この比較は圧縮機５台の場合であ
るが、圧縮機の台数がこれ以外でも、台数に応じて省電
力となることは言うまでもない。
【００３５】また、回転速度可変の圧縮機は、吐出圧力
を一定値にするように制御を行わせることができるた
め、この設定圧力を制御下限圧力Ｌより少し高く設定し
ておけば、無駄な圧力上昇を防止し、この面でも消費電
力を軽減することが可能である。
を一定値にするように制御を行わせることができるた
め、この設定圧力を制御下限圧力Ｌより少し高く設定し
ておけば、無駄な圧力上昇を防止し、この面でも消費電
力を軽減することが可能である。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、複数台の圧縮機を有す
る圧縮空気製造設備において、回転速度が可変の圧縮機
を最小数備えただけで、使用空気量の減少に対応してほ
ぼ直線的に消費動力を減少させることが可能になり、容
量制御による無駄な消費動力を低減できる。
る圧縮空気製造設備において、回転速度が可変の圧縮機
を最小数備えただけで、使用空気量の減少に対応してほ
ぼ直線的に消費動力を減少させることが可能になり、容
量制御による無駄な消費動力を低減できる。
【図１】本発明に係る圧縮空気製造設備の一実施例のブ
ロック図。
ロック図。
【図２】図１に示した実施例をターンバック制御したと
きのタイムチャート。
きのタイムチャート。
【図３】図１に示した実施例をロータリー制御したとき
のタイムチャート。
のタイムチャート。
【図４】圧縮空気製造設備の消費動力特性を説明する
図。
図。
【図５】図１に示した実施例をターンバック制御すると
きのフローチャート。
きのフローチャート。
【図６】図１に示した実施例をターンバック制御すると
きのフローチャート。
きのフローチャート。
【図７】図１に示した実施例をターンバック制御すると
きのフローチャート。
きのフローチャート。
【図８】図１に示した実施例をロータリー制御するとき
のフローチャート。
のフローチャート。
【図９】図１に示した実施例をロータリー制御するとき
のフローチャート。
のフローチャート。
【図１０】圧縮機の消費動力特性を説明する図。
【図１１】圧縮機の消費動力特性を説明する図。
１…空気槽、 ＡS，ＢS，ＣS，ＺS…圧力センサー、 ＡC，ＢC，ＣC…制御装置、 ＡCV…可変回転速度圧縮機、 ＢCC，ＣCC，ＤCC，ＥCC…固定回転速度圧縮機、 Ｈ…制御上限圧力、Ｌ…制御下限圧力。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 洋幸 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所空調システム事業部内 Ｆターム(参考） 3H029 AA03 AA18 AB02 AB08 BB42 BB54 CC02 CC07 CC54 CC63 3H045 AA02 AA09 AA16 AA26 BA32 CA03 CA29 DA01 DA05 DA13 DA36 DA39 DA43 EA35 EA38
Claims (10)
- 【請求項１】少なくとも１台の回転速度可変の圧縮機
と、少なくとも１台の固定回転速度の圧縮機とを備えた
圧縮空気製造設備において、前記可変速度圧縮機及び前
記固定速度圧縮機の各々から吐出される吐出空気をその
吐出側で合流させる手段と、この合流した吐出空気の圧
力を検出する圧力検出手段と、この検出圧力と予め設定
された圧力とに基づいて圧縮機を停止または始動させる
制御手段とを設け、この制御手段は前記固定速度圧縮機
がすべて停止したあとで前記加変速度圧縮機を停止させ
ることを特徴とする圧縮空気製造設備。 - 【請求項２】前記可変速度圧縮機は吸い込み絞り弁を備
え、前記制御装置は、この可変速度圧縮機の回転速度が
所定回転速度に低下するまでは回転速度を変えて圧縮機
の容量を制御し、所定回転速度に達すると前記吸込み絞
り弁により圧縮機の容量を制御することを特徴とする請
求項１に記載の圧縮空気製造設備。 - 【請求項３】前記合流手段の近傍に吐出圧力を制御する
制御弁を設け、前記制御装置は、前記可変速度圧縮機が
所定回転速度に達したら、前記吸込み絞り弁を閉じ、前
記制御弁を用いて吐出圧力を低下させるよう制御するこ
とを特徴とする請求項２に記載の圧縮空気製造設備。 - 【請求項４】前記制御装置は、前記少なくとも１台の固
定速度圧縮機の始動及び停止の少なくともいずれかの手
順を記憶する記憶手段を有することを特徴とする請求項
１ないし３のいずれか１項に記載の圧縮空気製造設備。 - 【請求項５】前記固定速度圧縮機及び可変速度圧縮機の
各々から吐出される吐出空気の圧力を検出する個別吐出
圧力検出手段を設け、前記吐出圧力検出手段に不具合が
発生したときにはこの個別吐出圧力検出手段の検出圧力
に基づいて、前記制御装置が各圧縮機を制御することを
特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧
縮空気製造設備。 - 【請求項６】少なくとも１台の回転速度可変の圧縮機
と、複数の固定回転速度の圧縮機とを備えた圧縮空気製
造設備の運転方法であって、前記可変速度圧縮機を制御
する第１の制御手段を優先し、この第１の制御手段が、
前記複数の固定速度圧縮機の各々を制御し各固定速度圧
縮機ごとに設けられた第２の制御手段に始動及び停止の
指令を送ることを特徴とする圧縮空気製造設備の運転方
法。 - 【請求項７】前記複数の固定速度圧縮機のそれぞれに優
先度を付与し、前記第１の制御手段は始動時には優先度
が高いものから始動し、停止時には優先度の低いものか
ら停止するターンバック制御を実行することを特徴とす
る請求項６に記載の圧縮空気製造設備の運転方法。 - 【請求項８】前記複数の固定速度圧縮機のそれぞれに優
先度を付与し、前記第１の制御手段は、始動時と停止時
の双方において、優先度が高いものから制御を開始する
ロータリー制御を実行することを特徴とする請求項６に
記載の圧縮空気製造設備の運転方法。 - 【請求項９】前記複数の固定速度圧縮機の中の１台が故
障したときには、この故障した圧縮機より優先度の高い
圧縮機にはそのままの優先度を付与し、この故障した圧
縮機より優先度の低い圧縮機には、最も低い優先度の圧
縮機から順にこの故障した圧縮機以下の優先度を付与し
直すことを特徴とする請求項７または８に記載の圧縮空
気製造設備の運転方法。 - 【請求項１０】前記可変速度圧縮機が故障したときに
は、前記固定速度圧縮機の各々を第２の制御装置が各々
独立に制御することを特徴とする請求項６ないし９のい
ずれか１項に記載の圧縮空気製造設備の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34136398A JP3930987B2 (ja) | 1998-12-01 | 1998-12-01 | 圧縮空気製造設備及びその運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34136398A JP3930987B2 (ja) | 1998-12-01 | 1998-12-01 | 圧縮空気製造設備及びその運転方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007010955A Division JP4627763B2 (ja) | 2007-01-22 | 2007-01-22 | 圧縮空気製造設備及びその運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000161237A true JP2000161237A (ja) | 2000-06-13 |
| JP3930987B2 JP3930987B2 (ja) | 2007-06-13 |
Family
ID=18345491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34136398A Expired - Lifetime JP3930987B2 (ja) | 1998-12-01 | 1998-12-01 | 圧縮空気製造設備及びその運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3930987B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002098084A (ja) * | 2000-09-20 | 2002-04-05 | Hitachi Ltd | スクリュー圧縮装置およびその運転方法 |
| JP2004513281A (ja) * | 2000-11-02 | 2004-04-30 | クノル−ブレムゼ ジステーメ フューア シーネンファールツォイゲ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | レール車両における圧力媒体の制御方法および制御装置 |
| JP2008133781A (ja) * | 2006-11-28 | 2008-06-12 | Hokuetsu Kogyo Co Ltd | 圧縮気体供給システムにおける圧縮機の運転制御方法及び圧縮気体供給システム |
| JP2009013961A (ja) * | 2007-07-09 | 2009-01-22 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 圧縮機装置及び圧縮機装置の制御方法 |
| US7481869B2 (en) | 2005-08-17 | 2009-01-27 | Andrew Llc | Dry gas production systems for pressurizing a space and methods of operating such systems to produce a dry gas stream |
| JP2009543965A (ja) * | 2006-07-18 | 2009-12-10 | アトラス コプコ エアーパワー，ナームローゼ フェンノートシャップ | 圧縮空気装置を制御する方法ならびに該方法を使用するための制御器および圧縮空気装置 |
| JP2012202358A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Ihi Compressor & Machinery Co Ltd | 圧縮機群多重ループ自動制御システム |
-
1998
- 1998-12-01 JP JP34136398A patent/JP3930987B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| BE1014042A5 (fr) | 2000-09-20 | 2003-03-04 | Hitachi Ltd | Systeme de compresseurs vis et son procede de fonctionnement. |
| US6599094B2 (en) | 2000-09-20 | 2003-07-29 | Hitachi, Ltd. | Screw compressor system and operating method thereof |
| JP4520608B2 (ja) * | 2000-09-20 | 2010-08-11 | 株式会社日立プラントテクノロジー | スクリュー圧縮装置 |
| JP2004513281A (ja) * | 2000-11-02 | 2004-04-30 | クノル−ブレムゼ ジステーメ フューア シーネンファールツォイゲ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | レール車両における圧力媒体の制御方法および制御装置 |
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