JP2004157055A - Air leak amount detector and flowmeter equipped with the same - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は工場の動力源として使用されるエア供給装置の配管からのエアリーク量を測定するエアリーク量検出装置及びこれを備えた流量計に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、例えば自動車の車両組み立て工場などにおいては、例えばインパクトレンチなどのような工具やウインドウ取り付け装置などのアクチュエータを駆動するためにエアが供給されている。かかる駆動用エアの供給に当たって、工場内の様々な場所でエアが使用される関係上、コンプレッサに接続されたエア配管装置を無数に分岐させてそれぞれ所望の作業エリアにエアを供給するようになっている。
【0003】
このような工場設備内のエア供給のためにエア配管が多数の継手(カップリング)を介して分岐接続されているために、様々な場所でエアの漏れ(リーク)が必然的に発生する。そして、この漏れに伴うエアリーク量を測定することで、コンプレッサの駆動電力のうち、どの程度のエアがリークによってエア送給に際して無駄な電力として使われているかを確認できるような装置が求められている。
【0004】
なお、かかるエアリーク量を流量計のみで測定することも考えられるが、流量計のみでは微少流量を測定できなかったり逆流を測定できなかったりして使用に適さない。
【0005】
一方、配管内の気体リークを検出する従来技術として、内燃機関が停止した状態で遮断弁を閉じ、この状態において燃料管路内のガス燃料の一定時間経過後の圧力減圧量を測定することにより燃料管路から燃料の漏れを検出するガス燃料供給装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0006】
【特許文献1】特開2001−304000号公報(第4−5頁、図1)
【発明が解決しようとする課題】
工場内のエア配管は一般に工場内に縦横無尽に配設されている。また、例えば夏場などにおいては工場の稼働時と工場停止時に伴う工場内の冷房の作動非作動によって工場内の雰囲気温度もかなり変化する。そして、これに応じてエア配管内のエア温度もかなり変化する。従って、単にエア配管内のエア圧力を圧力センサで測定してその圧力の減圧量に応じて空気リーク量をチェックする装置では、空気が圧縮性流体であるが故に正確な空気リーク量を検出することができない。なお、上述したガス燃料供給装置における燃料ガスの漏れ検出に関しては、本来漏れるべきでない気体であるガスの漏れを判断することを目的とし、圧力センサのみを用いて燃料配管内の減圧量を測定してガス燃料の漏れを瞬時に判断するものである。従って、本発明の課題である、ある程度のリークを前提条件とした空気のリーク量を雰囲気温度変化の影響を受けずに正確に検出するという課題とは異なるものである。
【0007】
本発明の目的は、工場等に設置されたエア供給装置のエアリーク量を工場内の雰囲気温度の変化に係わらず常に正確に検出するエアリーク量検出装置、及びかかるエアリーク量検出装置を備えた流量計を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明にかかるエアリーク量検出装置は、エア供給用のコンプレッサと当該コンプレッサに接続され所望の位置にエアを送給するエア送給用配管とを備えた動力用エア供給設備に使用されるものであって、エア送給用配管内のエア圧力を測定する圧力センサと、エア配管内のエア温度を測定する温度センサと、圧力センサによる圧力値が第1の圧力値まで下降した時点から第1の圧力値よりもさらに低い第2の圧力値まで下降するまでの圧力下降時間を計測する圧力下降時間計測手段とを備え、圧力下降時間計測手段が、温度センサの出力に基づき第1の圧力値検出後に第2の圧力値検出までの間、第1の圧力値検出時からのエア温度変化分のみに伴うエア圧力変化分をキャンセルする圧力補正手段を有している。
【0009】
圧力下降時間計測手段を用いて第1の圧力値から第2の圧力値までの圧力下降時間を測定するに当たって、第1の圧力値検出後にエア温度の変化量のみに基づくエア圧力変化分をキャンセルするので、圧力下降時間測定時間内にエアの温度変化があっても測定圧力がこの影響を受けることなく常に正確なエアリーク量を圧力下降時間に換算して求める。
【0010】
また、本発明の請求項2に記載のエアリーク量検出装置は、エア供給用のコンプレッサと当該コンプレッサに接続され所望の位置にエアを送給するエア送給用配管とを備えた動力用エア供給設備に使用されるものであって、エア送給用配管内のエア圧力を計測する圧力センサと、エア送給用配管内のエア温度を計測する温度センサと、圧力センサによる圧力値が第1の圧力値まで下降した時点から第1の圧力値よりもさらに低い第2の圧力値まで下降するまでの圧力下降時間を計測するとともに、圧力値が第2の圧力値まで上昇した時点から第1の圧力値まで上昇するまでの圧力上昇時間を計測する圧力変化時間計測手段とを備え、当該圧力変化時間計測手段は、圧力下降時に圧力センサによる第1の圧力値検出後に第2の圧力値検出までの間、第1の圧力値検出時からのエア温度変化分のみに伴うエア圧力変化分をキャンセルするとともに、圧力上昇時に圧力センサによる第2の圧力値検出後に第1の圧力値検出までの間、第2の圧力値検出時からのエア温度変化分のみに伴うエア圧力変化分をキャンセルする圧力補正手段とを有し、かつ圧力変化時間計測手段によって計測された圧力上昇時間と圧力下降時間との相対関係よりエア漏洩率を算出するエア漏洩率算出手段を備えている。
【0011】
請求項1に記載のエアリーク量検出装置と同様に、圧力補正手段によって圧力上昇時間や圧力下降時間内におけるエアの温度変化のみに伴うエア圧力のシフト量をキャンセルすることができ、正確なエア漏洩率を算出する。
【0012】
また、コンプレッサ起動時における圧力上昇時の第2の圧力値から第1の圧力値までの圧力上昇時間と圧力下降時の第1の圧力値から第2の圧力値までの圧力下降時間とを相対的に比較することによって、エアリーク量検出装置の取り付けられるエア配管の種類や配設状態に係わらず常に正確なエア漏洩率を算出する。
【0013】
また、本発明の請求項3に記載のエアリーク量検出装置は、請求項2に記載のエアリーク量検出装置において、漏洩率とエア送給用配管の取り付けられるコンプレッサの単位時間あたりのエネルギー消費量とから漏洩したエアに相当する電力消費量を算出する無駄電力消費量算出手段を備えている。
【0014】
漏洩率を求めるだけでなく、この漏洩率に基づいて実際に漏洩したエアに相当するコンプレッサの電力消費量を求めることができるので、エアリークの度合いを直感的で分かり易い値として算出する。
【0015】
また、本発明の請求項4に記載のエアリーク量検出装置は、請求項3に記載のエアリーク量検出装置において、無駄電力消費量算出手段が、無駄電力消費量に相当する金額を更に算出可能としている。
【0016】
請求項3に記載の無駄電力消費量算出手段が無駄電力消費量を金額に換算して算出可能であるので、請求項3に比べて省エネがどの程度阻害されているかをより直感的に認識することができる。
【0017】
また、本発明の請求項5に記載のエアリーク量検出装置は、請求項1乃至請求項4のいずれかの記載のエアリーク量検出装置において、請求項1における圧力下降時間、請求項2におけるエア漏洩率、請求項3における無駄電力消費量、請求項4における金額の少なくともいずれか1つを表示する表示手段を備えている。
【0018】
圧力下降時間、エア漏洩率、エアリークに基づく無駄電力消費量やこれに相当する金額を表示することによって、エアリークに伴う無駄エネルギーの程度をその場で確認することができる。
【0019】
また、本発明の請求項6に記載のエアリーク量検出装置は、請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のエアリーク量検出装置を備え、当該エアリーク量検出装置の取り付けられるエア配管のエア流量を測定可能な流量計である。
【0020】
流量計が配管に供給されるエア流量を単に測定するだけでなく、エアリーク量をも正確に算出することができるので、流量計自体にエア配管のリーク量検出や無駄電力量の把握等の有用な付加的機能を持たせることができる。また、流量計一台でエアリーク量も測定できるので、圧力計等新たな測定機器を設置する必要はなく、コスト低減や設置工事の削減につながる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1の実施形態にかかるエアリーク量検出装置について図面に基づいて説明する。
【0022】
図1は、コンプレッサC及びこれに接続されたエア配管Pの一部を示すと共に、空気管路に取り付けられた流量計Rの概略ブロック図を示している。流量計Rは、差圧型発信器1を備え、エア配管Pの一部に設けたオリフィスSの上流側近傍圧力と下流側近傍圧力を測定し、この差圧を求めることでエア配管内のエア流量を測定するようになっている。なお、図1では流量計Rの下流側エア配管Pを一部しか図示していないが、実際のエア供給装置では、例えば工場内全体にエア配管Pが配設されるようになっており、図示しない部分のエア配管Pは無数に分岐されて工場内の所望の位置にそれぞれの配管端部がつながれている。これによって、工場内の各作業位置やアクチュエータの設置位置にコンプレッサからのエアをくまなく供給するようになっている。
【0023】
差圧型発信器1は、図1に示すように、上述した差圧を差圧センサ11で測定し、流量演算部15でエア流量を算出するだけでなく、差圧型発信器内部に設けられた圧力センサ12により空気配管内のエア圧力を測定すると共に、当該差圧型発信器に設けられた温度センサ13により差圧型発信器の出力ドリフトを補償するようになっている。従って、かかる温度センサ13によって空気配管内のエア温度を常に測定可能としている。そして、差圧型発信器1により検出されたエア圧力とエア温度の出力はエアリーク検出装置10を構成する圧力下降時間計測部16及び圧力補正部16aに送られ、エアリーク量と相関関係を有する圧力下降時間が求まるようになっている。また、エアリーク検出装置10には表示装置14が接続されている。
【0024】
以下、上述の差圧型発信器1を用いたエアリーク量検出の方法について具体的に説明する。
【0025】
本発明の第1の実施形態にかかるエアリーク量検出装置10は上述の差圧型発信器内部に一体に設けられ、図2のフロー図に示すように操作者がエアリーク量検出モードを選択し、マニュアルモードでエアリーク量を測定できるようになっている(ステップS1)。更には、このマニュアルモードとは別に圧力センサ12がエア圧力を常に監視しており、エアリーク量検出モードに移行することなく圧力が一定圧力まで下降したときに強制的にエアリーク量を測定する強制モードも有している(ステップS1a)。
【0026】
このようなエアリーク量検出モードになった場合の処理ステップについて以下に説明する。まず、操作者がエアリーク量検出モード(ステップS1)を選択した場合、圧力下降時間計測部16が図示しないエア配管内の全閉止バルブに閉止信号を送ると共に、コンプレッサ停止信号をコンプレッサに送る(ステップS2)。これによって、エア配管からある程度のエアリークがあると、エア配管内の圧力が徐々に下降していく。
【0027】
そして、エア配管内のエア圧力が下降して圧力P1に達するのを圧力センサ12が検出する。エア圧力が圧力P1まで下降したことを圧力センサ12が検出すると、エアリーク量検出ステップを開始する。具体的には圧力P1を検出した時間を記憶する(ステップS3)。なお、圧力P1は予め設定された固定値である。
【0028】
一方、圧力センサ12はコンプレッサCの動作状態がどのようになっているかには係わり無く、エア配管内のエア圧力を常に監視している(ステップS1a)。そして、上述したマニュアルのエアリーク量検出モードを選択しないにも係わらず配管内のエア圧力が圧力P1まで下降したときにも、この時点の時間を記憶する(ステップS3)。
【0029】
このようにエア圧力が圧力P1まで下降した後、圧力P1まで下降したときから更に圧力が下がり、圧力P1からこれよりもさらに低い圧力P2までエア圧力が下降するのに要する時間を計測する(ステップS5)。ここで、圧力P2も予め設定された固定値である。
【0030】
なお、ステップS3からステップS5に至るまでの間、圧力P1に達したときのエア配管のエア温度を温度センサ13によって測定し、圧力P1に達した後のエア圧力の測定において以下のように圧力P1検出時点からの温度変化分のみに伴う圧力変動分をキャンセルする(ステップS4)。このキャンセル(補償)の原理は以下の通りである。
【0031】
配管内の気体はボイル・シャルルの法則よりPV/T=一定である。ここで配管から漏れがない(V=一定)と仮定したとき、温度が仮に1/2になったとすると、圧力P’は、P’=P×1/2より、圧力も1/2となる。ステップS3からステップS5までの間、温度を測定しなかったとすると、この圧力差はエアの漏れと誤検出される。
【0032】
ここで、配管内の具体的温度上昇を一例としてあげると以下の通りとなる。
【0033】
圧力P1の時の温度が25°Cであったとする。その後、工場内の空調が停止したことにより配管内の温度は35°Cまで上昇したとすると、温度を補正した圧力P’は以下の通りとなる。
P’=P1×(25+273)/((25+273)+10)
よって、P’≒P1×0.968
と求めることができる。つまり、温度の補正を行わないと、
((25+273)+10)/(25+273)=1.034倍分圧力が増加したことになり、その分漏れを検知することや微少な漏れを検知することができない。
【0034】
しかしながら、本実施形態における圧力補正部16aは、ボイル・シャルルの法則により温度の変化分に基づいて測定圧力を補正する。上記例では測定圧力を2倍に補正することにより温度の影響を除いた圧力値を得ることができる。これにより、より正確な圧力を測定し、微少な漏れも検出することが可能となる。
【0035】
すなわち、本実施形態においては圧力センサ12が圧力P1を検出したときの温度をT1とする。それ以降、圧力P2を検出するまでの間で圧力センサ12が圧力値P’を検出し、この検出時点の温度がT1+ΔTとする。この場合、この温度変化量ΔTをキャンセルした圧力Pとの関係は以下のように求められる。
【0036】
P/T1=P’/(T1+ΔT)
よって、温度変化量ΔTをキャンセルした圧力Pは以下のようになる。
【0037】
P=P’×T1/(T1+ΔT)
このようにしてステップS3からステップS5の間において、圧力センサ12によって測定される圧力値のうち、温度センサ13によって測定されたエア温度の変化分のみによる圧力変化分をキャンセルしながら圧力測定を行う。そして、同じくステップS5で上記測定によって求められた圧力P1検出時から圧力P2検出時までの時間を計測し、上記時間をステップS6でエアリーク量のみに関係する圧力下降時間とする。
【0038】
なお、図3には上述した配管内の圧力を縦軸に、エア圧力の下降に伴う時間軸を横軸に示している。時間における区間Aにおいては配管内の圧力がほぼ一定の状態で圧力が或る範囲内でハンチングしていることが分かる。そして、▲1▼において操作者がエアリーク量検出モードを選択すると配管バルブが閉じられかつコンプレッサが停止するので、区間Bにおいて配管からのエアリークにより圧力が徐々に下降していく。そして、▲2▼においてエア圧力がP1に達し、この時点から圧力P2まで更に下降する時間を計測するようになっている。
【0039】
なお、コンプレッサを停止してからエア配管内の圧力がP2を越えて下降するまで、例えば数時間とかなり長時間要する場合が一般的であり、かつこのようなエアリーク量検出のためのマニュアルモード選択は、例えば、工場の稼働停止直後などに行う場合が多い。従って、例えば夏場などではこのような数時間という長時間を経過するとこの時間内において工場内冷房設備の停止により工場内の雰囲気温度が急激に上昇する。これに伴ってエア配管内の温度も上昇する。このようにエア配管内の温度が時間の経過とともに上昇すると、本来、エアリークの状態特性が図3の実線で示す場合であるにも係わらず、計測時間中、図3の一点鎖線に示すようにエア配管内の時間と圧力変化との関係が変化してしまう。
【0040】
これによって、エア温度の変化による圧力変動分をキャンセルしないで圧力測定を行うと、本来、圧力下降時間を図3の実線で示す圧力下降曲線に基づき圧力P1検出時から圧力P2検出時までの時間tと計測すべきにも係わらず、図3の一点鎖線で示す圧力下降曲線に基づき、圧力P1検出時から圧力P2検出時までの時間t’として長めに計測してしまう。すなわち、本来温度変化が無い場合に得られるべきエアリーク量に対してより少ないエアリーク量として誤検出してしまう。
【0041】
一方、例えば冬場などにおいて、工場設備の稼働停止と同時にエアリーク量検出モードを選択すると、上述した夏場の場合とは逆に工場設備の停止と同時に工場内の雰囲気温度が暖房設備の停止によって急激に下降し、これに応じてエア配管内のエア温度も低下する。従って、エア温度の変化による圧力変動分をキャンセルしないで圧力測定を行うと、図3に示す2点鎖線のように本来温度変化がない場合にエア圧力が低下する変化に比べてより傾きの大きい圧力変化となり、その結果、かかる温度変化を無視して圧力P1から圧力P2まで下降する時間を計測すると計測時間がt”と本来温度変化がない場合の圧力下降に基づく圧力P1検出時から圧力P2検出時までの時間tに対して短めに計測してしまう。すなわち、エアリーク量が実際のエアリーク量に比べて多めに誤検出される。
【0042】
しかしながら、本発明においては上述した通り、圧力センサがエア圧力P1を測定した時、この時点の温度Tに対する変化量ΔTを常に測定する。そして、この温度変化のみに基づく圧力の変化分を上述したボイル・シャルルの法則に基づいてキャンセルし、圧力センサが圧力P1を検出した以降、この圧力P1の検出時と同一の温度で検出される圧力に測定圧力を補正する。これによって、配管内の圧力低下度合いは配管内のエアリーク量のみに依存し、エア温度の変化から影響を受けることは無くなる。すなわち、エア温度の変化によって圧力下降曲線が図3に示す実線から一点鎖線や二点鎖線のようにシフトすることがなくなる。これによって、エア温度の変化に係わらず計測時間tが大きい場合はエア配管からのエアリーク量が少なく、計測時間tが小さい場合はエア配管からのリーク量が大きいと判断することができる。
【0043】
以上のように、本発明の第1の実施形態にかかるエアリーク量検出装置は、空気が圧縮性流体である故に生じる温度変化に伴う圧力測定時のエア温度変化の影響をなくし、圧力P1から圧力P2までの計測時間を配管内のエアリーク量のみに応じた計測時間として算出することができる。そして、このように計測された時間を表示装置14によって逐次表示して確認することができる。または、かかる表示装置14を設けなくても通信手段(電話回線)を介して各工場の省エネを管理する会社にデータを送るようにしても良い。なお、表示装置14にこのような圧力低下に応じた計測時間を表示させるようにした場合、現場の作業者がその場で工場内のエアリーク量を把握することができ、省エネの意識を高めることができる。
【0044】
続いて、本発明の第2の実施形態にかかるエアリーク量検出装置について説明する。なお、第1の実施形態と同様な構成については対応する符号を付して詳細な説明を省略する。
【0045】
本発明の第2の実施形態にかかるエアリーク量検出装置20は、図4に示すようにエア配管Pに設置された差圧型発信器2に一体に備わっている。
【0046】
即ち、差圧型発信器2は、第1の実施形態の場合と同様に、オリフィスSの上流側と下流側の差圧を測定する差圧センサ21、配管内のエア圧力を測定する圧力センサ22、及び配管内のエア温度を測定する温度センサ23を備え、これらの出力が流量演算部25に入力され、配管内のエア流量を測定するようになっている。
【0047】
エアリーク量検出装置20は、内部に圧力変化時間計測部26、圧力補正部26a、エア漏洩率算出部27、無駄電力消費量算出部28、無駄金額算出部29を備えており、表示装置24によってこれらの内容を表示可能としている。
【0048】
ここで、圧力センサ22及び温度センサ23の出力値は、エアリーク量検出装置20においても使用されるようになっている。すなわち、圧力センサ22によって検出された配管内のエア圧力値はエアリーク量検出装置20に送られる。また、温度センサ23によって検出された配管内のエア温度もエアリーク量検出装置20に送られる。そして、圧力変化時間計測部26及び圧力補正部26aの演算結果に基づきエア漏洩率算出部27がエア漏洩率を求めると共に、このエア漏洩率に基づき無駄電力消費量算出部28が無駄電力消費量を算出し、無駄金額算出部29がこの無駄電力に相当する金額を算出するようになっている。そして、これらのエア漏洩率や無駄電力消費量、及び無駄電力消費量に相当する金額が表示装置24によって表示される。なお、かかる表示装置24を設けずに、若しくはかかる表示装置24とともに、図4に示すようにエア漏洩率や無駄電力消費量、及びこれに相当する金額を第1の実施形態と同様に電話回線を介して遠隔の場所に送信するようにしても良い。
【0049】
続いて、エアリーク量検出装置20によるエア漏洩率算出方法について説明する。図5及び図6に示すフローチャートから分かるように、最初にコンプレッサCを起動して工場内のエア配管Pに空気を送給する(ステップS11)。コンプレッサCの起動に伴い、エア配管内の圧力が図7に示すように急激に上昇する。ここで、エアリーク量検出装置20は、圧力センサの値がP2まで上昇するか否かを監視し、エア圧力がP2に達した時点の時間を記憶する(ステップS12)。そして、エア圧力がP2に達した以降、この時点のエア温度T2を基準としてこれ以降測定するエア圧力をこの温度に換算したエア圧力に補正する(ステップS13)。なお、圧力P2は予め設定された固定値である。すなわち、エア圧力T2検出後のエア圧力は、圧力センサが具体的に測定した圧力P”に対し、温度変化分をキャンセルした圧力値をPとすると、この圧力Pは以下の式で求められる。
【0050】
P=P”×T2/(T2+ΔT)
ここで、ΔTは温度センサによって測定された圧力P2検出時の温度とそれ以降の圧力測定時点の温度との偏差量である。そして、圧力Pが予め決められた圧力P2よりも大きい圧力P1に達したときの時間を測定し、上述した圧力P2に達したときから圧力P1まで上昇するまでの圧力上昇時間t1(図7参照)を算出する(ステップS14)。
【0051】
その後、エア圧力Pはエアコンプレッサの作動に伴い上述した第1の実施形態における図3に示すような小さな振幅のハンチング(図7では特に図示せず)を繰り返しながら圧力P1を上回るほぼ一定レベルで安定する。続いて、操作者がエアリーク量検出モードを選択すると(ステップS15)、エア配管内のすべての閉止バルブが閉じられると共にコンプレッサCが停止し(ステップS16)、エア配管内の圧力が下降し始める。このように第1の実施形態と同様のマニュアルモードによりエアリーク量検出モードを選択するか(ステップS15)、または圧力センサ22が常時エア配管内の圧力を検出することで(ステップS17)、エア配管内の圧力が圧力P1まで下降するのを圧力センサ22が検出する(ステップS18)。
【0052】
そして、エア配管内の圧力がP1に達したのを圧力センサ22が検知すると、圧力P1に達した時点の時間を上述した第1の実施形態と同様に記憶する(ステップS18)。
【0053】
続いて、この時点から、圧力センサ22によって測定される圧力値を、第1の実施形態と同様な方法でエア温度による変化量のみをキャンセルした圧力値に換算して算出する(ステップS19)。すなわち、圧力P1における温度をT1とすると、圧力センサ22の検出圧力P’に対してエア温度の変化分ΔTをキャンセルしたエア配管内の圧力Pは以下の式で表される。
【0054】
P=P’×T1/(T1+ΔT)
この補正後の圧力値Pが圧力P1を検出した時点から圧力P2まで下降するまでの時間を測定し、この時間を圧力下降時間t2(図7参照)として算出する(ステップS20)。
【0055】
続いて、以上のように算出した圧力上昇時間t1及び圧力下降時間t2に基づいてエア漏洩率演算部27がエア漏洩率Lpを算出する(ステップS21)。エア漏洩率Lpは以下の式で求まる。
【0056】
Lp=(t1/(t1+t2))×100(%)
このように、本発明の第2の実施形態にかかるエアリーク量検出装置20は、エア圧力上昇時間t1とエア圧力下降時間t2との間の相対的な関係(圧力上昇時間t1と圧力下降時間t2との合計における圧力上昇時間t1の占める割合)として算出される。すなわち、配管内のエアリーク量が小さいと、t2の値が大きくなりエア漏洩率Lpは小さくなる。その逆に、配管内のエアリーク量が大きいと、t2の値が小さくなりエア漏洩率Lpが大きくなる。また、このようにエア漏洩率Lpを圧力上昇時間と圧力下降時間との間の値のみで算出しているので、エア配管内の容量が変わっても常に正しいエア漏洩率Lpを算出することができるというメリットがある。
【0057】
また、エア漏洩率Lpによってエアリーク量が表され、エア漏洩率Lpが大きいとエアリーク量も大いと判断でき、逆にこれが小さいとエアリーク量も小さいと判断できるので、かかるエア漏洩率Lpを表示装置24に表示することで現場操作者の保守点検に役立たせることができる。
【0058】
続いて、上述したエア漏洩率Lpに基づき単位時間当たりのコンプレッサのエネルギー消費量(W)及び稼動時間(T)を掛け合わせることによって、エアリーク量に相当する無駄電力消費量Leの算出を行う(ステップS22)。無駄電力消費量Leは以下の式で求めることができる。
【0059】
Le=W×T×Lp/100(kWh)
このように求めた無駄電力消費量Leを、上述のエア漏洩率Lpと同様に表示装置24によって表示すると、操作者にとって直感的で分かり易い値として把握することができる。
【0060】
また、上述した無駄電力消費量に電力に対する金額(Cy(円/kWh))をかけ合わせることによって、無駄電力消費量に相当した金額に換算した値を求めることができる(ステップS23)。即ち、金額Coは以下の式で求めることができる。
【0061】
Co=Cy×Le(円)
そして、この金額や上述したエア漏洩率Lp、無駄電力消費量Leを必要に応じて表示装置24に表示することによって工場内の保守点検や省エネ度合いの確認等に役立たせることができる(ステップS24)。
【0062】
なお、上述したエア漏洩率Lpや無駄電力消費量Le、及びこの無駄電力消費量Leに相当する金額Coのデータを第一の実施形態と同様に電話回線を利用して工場のエネルギー管理会社に送信してもよい。これによって、例えば工場稼働日ごとのエア漏洩率Lpの変化をトレンドとして把握することができ、エネルギーの管理がし易くなる。また、エアリークが急激に大きくなった場合、何らかの不具合が発生したとして迅速に対応することもできる。また、例えば月単位、年単位などの無駄電力消費量Leに基づく金額を算出することも可能である。
【0063】
なお、上述の実施形態においては、エアリーク量検出装置10,20は差圧型発信器1,2に一体に設けられた形態で説明したが、必ずしもこの構成に限らず、流量計とエアリーク量検出装置とが別体に設けられていても良い。
【0064】
また、第2の実施形態にかかるエアリーク量検出装置20において、無駄電力消費量Leやこれに相当する金額Coを算出することは必ずしも必要とせず、エア漏洩率Lpのみを算出するようにしても良い。また、エアリーク量検出装置10,20において、必ずしも表示装置14,24を備える必要はなく、表示装置14,24の代わりに上述した電話回線を利用したデータ送信手段のみを備えていても良い。
【0065】
また、上述の実施形態ではエアの温度変化があった場合、閾値である圧力P1,P2は予め設定した固定値として逐次測定する圧力値の温度変化分のみをキャンセルすることで対応したが、これとは異なり圧力上昇時の圧力P1や圧力下降時の圧力P2を、温度変化に応じてこの変化分に相当する圧力をキャンセルして逐次測定する圧力値は圧力センサの出力をそのまま用いるようにしても良い。すなわち、例えば圧力下降時間を計測する場合、圧力センサ12,22が圧力P1検出後、圧力P2検出時点の圧力P1検出時からの温度変化量をΔTとすると、閾値であるP2を以下のP2’に補正する。
【0066】
P2’=P2×(T1+ΔT)/T1
これとは異なり圧力上昇時間を計測する場合、圧力センサ12,22が圧力P2検出後、圧力P1検出時点の圧力P2検出時からの温度変化量をΔTとすると、閾値であるP1を以下のP1’に補正する。
【0067】
P1’=P1×(T2+ΔT)/T2
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかるエアリーク量検出装置は、圧力下降時間計測手段を用いて第1の圧力値から第2の圧力値までの圧力下降時間を計測するに当たって、第1の圧力値検出後にエア温度の変化量のみに基づくエア圧力変化分をキャンセルする。そのため、圧力下降時間計測時間内においてエアの温度変化があってもこの測定圧力が影響を受けることなく常に正確なエアリーク量を圧力下降時間に換算して求めることが可能となる。
【0068】
本発明の請求項2に記載のエアリーク量検出装置は、請求項1に記載の場合と同様に、圧力補正手段によって圧力上昇時間や圧力下降時間内におけるエアの温度変化のみに伴うエア圧力のシフトをキャンセルすることができ、正確なエア漏洩率を算出することが可能となる。
【0069】
また、コンプレッサ起動時における圧力上昇時の第2の圧力値から第1の圧力値までの圧力上昇時間と圧力下降時の第1の圧力値から第2の圧力値までの圧力下降時間とを相対的に比較するようになっている。これによって、エアリーク量検出装置の取り付けられるエア配管の種類や配設状態に係わらず常に正確なエア漏洩率を算出することが可能となる。
【0070】
また、本発明の請求項3に記載のエアリーク量検出装置は、漏洩率を求めるだけでなく、この漏洩率に基づいて実際に漏洩したエアに相当するコンプレッサの電力消費量を求めることができるので、エアリーク量の度合いを直感的で分かり易い値として算出することが可能となる。
【0071】
また、本発明の請求項4に記載のエアリーク量検出装置は、請求項3に記載の無駄電力消費量算出手段が無駄電力消費量を金額に換算して算出可能であるので、請求項3に比べて省エネがどの程度阻害されているかをより直感的に認識することが可能となる。
【0072】
また、本発明の請求項5に記載のエアリーク量検出装置は、圧力下降時間、エア漏洩率、エアリークに基づく無駄電力消費量やこれに相当する金額を表示できる。これによって、エアリークに伴う無駄エネルギーの程度をその場で確認することが可能となる。
【0073】
また、本発明の請求項6に記載のエアリーク量検出装置は、流量計が配管に供給されるエア流量を単に測定するだけでなく、エアリーク量をも正確に算出することができるので、流量計自体にエア配管のリーク量検出や無駄電力量の把握等の有用な付加的機能を持たせることが可能となる。また、流量計一台でエアリーク量も測定できるので、圧力計等新たな測定機器を設置する必要がなく、コスト低減や設置工事の削減につながる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態にかかるエアリーク量検出装置を備えた流量計をエア配管に設置した状態で示す概略構成図である。
【図2】図1のエアリーク量検出装置を用いて配管内のエアリーク量検出手順を示すフローチャートである。
【図3】図1のエアリーク量検出装置に基づいて配管内の圧力下降時間を計測する方法を説明する図である。
【図4】本発明の第2の実施形態にかかるエアリーク量検出装置を備えた流量計をエア配管に設置した状態で示す概略構成図である。
【図5】図4のエアリーク量検出装置を用いてエア漏洩率や、無駄電力消費量、及び無駄電力消費量に相当する金額を求めるフローチャートである。
【図6】図5に続くフローチャートである。
【図7】第2の実施形態にかかるエアリーク量検出装置を用いてエアリーク量を検出する方法を説明する図である。
【符号の説明】
1 差圧型発信器
2 差圧型発信器
10 エアリーク検出装置
11 差圧センサ
12 圧力センサ
13 温度センサ
14 表示装置
15 流量演算部
16 圧力下降時間計測部
16a 圧力補正部
20 エアリーク量検出装置
21 差圧センサ
22 圧力センサ
23 温度センサ
24 表示装置
25 流量演算部
26 圧力変化時間計測部
26a 圧力補正部
27 エア漏洩率算出部
28 無駄電力消費量算出部
29 無駄金額算出部
C コンプレッサ
P エア配管
R 流量計
S オリフィス
Lp エア漏洩率
Le 無駄電力消費量
Co 無駄金額
Cy 電力に対する金額[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an air leak detection device that measures an air leak from a pipe of an air supply device used as a power source of a factory, and a flow meter including the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in a vehicle assembly plant of an automobile, air is supplied to drive an actuator such as a tool such as an impact wrench or a window mounting device. In supplying such driving air, air is used in various places in the factory, so that an infinite number of air piping devices connected to the compressor are branched to supply air to desired working areas. ing.
[0003]
Since air pipes are branched and connected via a large number of joints (couplings) for supplying air in such factory equipment, air leakage (leakage) necessarily occurs at various places. By measuring the amount of air leak caused by this leak, a device that can confirm how much air of the compressor drive power is used as wasted power in air supply due to the leak is required. I have.
[0004]
Although it is conceivable to measure such an air leak amount only with a flow meter, it is not suitable for use because a flow rate alone cannot measure a minute flow rate or a backflow.
[0005]
On the other hand, as a conventional technique for detecting a gas leak in a pipe, a shut-off valve is closed in a state where an internal combustion engine is stopped, and in this state, a pressure reduction amount of a gas fuel in a fuel pipe after a certain time has elapsed is measured. 2. Description of the Related Art There is known a gas fuel supply device that detects leakage of fuel from a fuel pipe (for example, see Patent Document 1).
[0006]
[Patent Document 1] JP-A-2001-304000 (page 4-5, FIG. 1)
[Problems to be solved by the invention]
In general, air pipes in a factory are arranged endlessly in the factory. Further, in the summer, for example, the ambient temperature in the factory changes considerably due to the non-operation of the cooling in the factory when the factory is operating and when the factory is stopped. Then, the air temperature in the air pipe changes considerably according to this. Therefore, in a device that simply measures the air pressure in the air pipe with a pressure sensor and checks the amount of air leak according to the reduced amount of the pressure, an accurate amount of air leak is detected because the air is a compressible fluid. I can't. With respect to the detection of fuel gas leakage in the gas fuel supply device described above, the purpose is to determine the leakage of gas which should not be leaked, and the pressure reduction amount in the fuel pipe is measured using only the pressure sensor. To judge instantaneously the leakage of gas fuel. Therefore, this is different from the subject of the present invention, that is, the subject of accurately detecting the air leak amount on the premise of a certain degree of leak without being affected by a change in the ambient temperature.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an air leak amount detecting device that always accurately detects an air leak amount of an air supply device installed in a factory or the like irrespective of a change in the ambient temperature in the factory, and a flow meter including the air leak amount detecting device. Is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, an air leak amount detection device according to the present invention has a power supply compressor including an air supply compressor and an air supply pipe connected to the compressor for supplying air to a desired position. A pressure sensor for measuring the air pressure in the air supply pipe, a temperature sensor for measuring the air temperature in the air pipe, and a pressure value measured by the pressure sensor. Pressure descent time measuring means for measuring a pressure descent time from a time when the pressure value has been lowered to a second pressure value lower than the first pressure value, wherein the pressure descent time measuring means comprises a temperature sensor From the first pressure value detection to the second pressure value detection on the basis of the output of the first pressure value, the pressure correction means for canceling the air pressure change only due to the air temperature change from the first pressure value detection. hand That.
[0009]
In measuring the pressure drop time from the first pressure value to the second pressure value using the pressure drop time measuring means, the air pressure change amount based on only the air temperature change amount after the first pressure value is detected is canceled. Therefore, even if there is a temperature change of the air within the pressure fall time measurement time, the measured pressure is not affected by this, and an accurate air leak amount is always converted to the pressure fall time and found.
[0010]
An air leak amount detecting device according to a second aspect of the present invention is a power air supply device including a compressor for supplying air and an air supply pipe connected to the compressor for supplying air to a desired position. A pressure sensor for measuring the air pressure in the air supply pipe, a temperature sensor for measuring the air temperature in the air supply pipe, and a pressure sensor for measuring the air pressure in the air supply pipe. Is measured from the time when the pressure value decreases to the second pressure value to the second pressure value lower than the first pressure value, and from the time when the pressure value increases to the second pressure value to the first pressure value. Pressure change time measurement means for measuring a pressure rise time until the pressure value rises to a pressure value, wherein the pressure change time measurement means detects the second pressure value after the first pressure value is detected by the pressure sensor when the pressure drops. For up to In addition to canceling the change in air pressure caused only by the change in air temperature from the time of detection of the first pressure value, the first pressure value is detected after the detection of the second pressure value by the pressure sensor when the pressure rises. Pressure correction means for canceling the change in air pressure caused only by the change in air temperature from the time when the pressure value is detected, and the relative time between the pressure rise time and the pressure fall time measured by the pressure change time measurement means. An air leak rate calculating means for calculating an air leak rate from the relationship is provided.
[0011]
Similarly to the air leak amount detecting device according to
[0012]
Further, the pressure rise time from the second pressure value to the first pressure value when the pressure rises when the compressor is started and the pressure fall time from the first pressure value to the second pressure value when the pressure falls are relatively determined. By performing the comparison, an accurate air leak rate is always calculated irrespective of the type and arrangement of the air pipe to which the air leak amount detecting device is attached.
[0013]
An air leak amount detecting device according to a third aspect of the present invention is the air leak amount detecting device according to the second aspect, wherein the leak rate and the energy consumption per unit time of the compressor to which the air supply pipe is attached are determined. Power consumption calculating means for calculating the power consumption corresponding to the air leaked from the apparatus.
[0014]
In addition to calculating the leakage rate, the power consumption of the compressor corresponding to the actually leaked air can be calculated based on the leakage rate. Therefore, the degree of the air leak is calculated as an intuitive and easy-to-understand value.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, in the air leak amount detecting device according to the third aspect, the waste power consumption calculating means can further calculate an amount of money corresponding to the waste power consumption. I have.
[0016]
Since the wasteful power consumption calculating means according to the third aspect can convert the wasteful power consumption into a monetary amount, it can more intuitively recognize how much energy saving is hindered compared to the third aspect. be able to.
[0017]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an air leak amount detecting apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the pressure drop time in the first aspect and the air leaking time in the second aspect are provided. A display unit for displaying at least one of the rate, the amount of wasteful power consumption according to the third aspect, and the amount of money according to the fourth aspect.
[0018]
By displaying the pressure drop time, the air leak rate, the amount of wasteful power consumption based on the air leak, and the amount corresponding thereto, it is possible to confirm the degree of waste energy due to the air leak on the spot.
[0019]
An air leak detection device according to a sixth aspect of the present invention includes the air leak amount detection device according to any one of the first to fifth aspects, and an air flow rate of an air pipe to which the air leak amount detection device is attached. Is a flow meter that can measure
[0020]
Since the flow meter can not only measure the air flow supplied to the pipe but also accurately calculate the air leak amount, the flow meter itself is useful for detecting the leak amount of the air pipe and grasping the amount of wasted power, etc. Additional functions can be provided. In addition, since the air leak amount can be measured with one flow meter, there is no need to install a new measuring device such as a pressure gauge, which leads to a reduction in cost and installation work.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an air leak detection device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0022]
FIG. 1 shows a compressor C and a part of an air pipe P connected thereto, and also shows a schematic block diagram of a flow meter R attached to an air pipe. The flow meter R is provided with a differential
[0023]
As shown in FIG. 1, the differential
[0024]
Hereinafter, a method of detecting the amount of air leak using the above-described differential
[0025]
The air
[0026]
The processing steps when the air leak amount detection mode is set will be described below. First, when the operator selects the air leak amount detection mode (step S1), the pressure drop
[0027]
Then, the
[0028]
On the other hand, the
[0029]
After the air pressure has decreased to the pressure P1, the pressure further decreases from the time when the air pressure has decreased to the pressure P1, and the time required for the air pressure to decrease from the pressure P1 to the pressure P2 lower than this is measured (step). S5). Here, the pressure P2 is also a preset fixed value.
[0030]
During the period from step S3 to step S5, the air temperature of the air pipe when the pressure P1 is reached is measured by the
[0031]
The gas in the pipe is constant PV / T according to Boyle-Charles law. Here, assuming that there is no leakage from the pipe (V = constant), assuming that the temperature is reduced to 2, the pressure P ′ is also reduced to 'because P ′ = P × 1 /. . If the temperature is not measured during steps S3 to S5, this pressure difference is erroneously detected as air leakage.
[0032]
Here, as an example, a specific temperature rise in the pipe is as follows.
[0033]
Assume that the temperature at the pressure P1 is 25 ° C. Thereafter, assuming that the temperature in the piping has risen to 35 ° C. due to the stop of the air conditioning in the factory, the pressure P ′ obtained by correcting the temperature is as follows.
P ′ = P1 × (25 + 273) / ((25 + 273) +10)
Therefore, P ′ ≒ P1 × 0.968
You can ask. In other words, if the temperature is not corrected,
((25 + 273) +10) / (25 + 273) = 1.034 times the pressure has increased, and it is not possible to detect leakage or minute leakage.
[0034]
However, the
[0035]
That is, in the present embodiment, the temperature when the
[0036]
P / T1 = P '/ (T1 + ΔT)
Therefore, the pressure P at which the temperature change ΔT has been canceled is as follows.
[0037]
P = P '× T1 / (T1 + ΔT)
In this manner, during steps S3 to S5, the pressure measurement is performed while canceling the pressure change due to only the air temperature change measured by the
[0038]
In FIG. 3, the vertical axis indicates the pressure in the pipe described above, and the horizontal axis indicates the time axis accompanying the decrease in air pressure. In the section A in the time, it can be seen that the pressure in the pipe is almost constant and the pressure hunts within a certain range. Then, in (1), when the operator selects the air leak amount detection mode, the piping valve is closed and the compressor is stopped, so that in section B, the pressure gradually decreases due to the air leakage from the piping. Then, in (2), the time when the air pressure reaches P1 and further falls from this point to the pressure P2 is measured.
[0039]
In general, it takes a considerably long time, for example, several hours, after the compressor is stopped until the pressure in the air pipe drops over P2, and manual mode selection for detecting such an air leak amount is generally required. Is often performed, for example, immediately after the plant stops operating. Therefore, for example, in summer, when such a long time as several hours elapses, the ambient temperature in the factory rapidly rises during this time due to the stoppage of the cooling system in the factory. Along with this, the temperature inside the air pipe also rises. When the temperature in the air pipe rises as time elapses, as shown by the one-dot chain line in FIG. 3 during the measurement time, although the state characteristic of the air leak is originally indicated by the solid line in FIG. The relationship between the time in the air piping and the pressure change will change.
[0040]
As a result, if the pressure measurement is performed without canceling the pressure fluctuation due to the change in the air temperature, the pressure drop time is essentially the time from the time of detecting the pressure P1 to the time of detecting the pressure P2 based on the pressure drop curve shown by the solid line in FIG. Although it should be measured as t, the time t ′ from the time of detecting the pressure P1 to the time of detecting the pressure P2 is measured to be longer based on the pressure drop curve indicated by the one-dot chain line in FIG. That is, the air leak amount is erroneously detected as being smaller than the air leak amount that should be obtained when there is no temperature change.
[0041]
On the other hand, for example, in winter, when the air leak detection mode is selected at the same time as the operation of the factory equipment is stopped, the ambient temperature in the factory is suddenly reduced due to the stop of the heating equipment simultaneously with the stop of the factory equipment, contrary to the case of the summer described above. The air temperature in the air pipe decreases accordingly. Therefore, if the pressure measurement is performed without canceling the pressure fluctuation due to the change in the air temperature, the slope is larger than the change in which the air pressure decreases when there is no temperature change as shown by the two-dot chain line in FIG. As a result, the time taken for the pressure P1 to drop from the pressure P1 to the pressure P2 is measured ignoring such a temperature change. When the measurement time is t ″, the pressure P2 is detected when the pressure P1 is detected based on the pressure drop when there is no temperature change. The measurement is made shorter than the time t until the detection, that is, the air leak amount is erroneously detected more than the actual air leak amount.
[0042]
However, in the present invention, as described above, when the pressure sensor measures the air pressure P1, the variation ΔT with respect to the temperature T at this time is always measured. Then, the change in the pressure based only on this temperature change is canceled based on the above-described Boyle-Charles law, and after the pressure sensor detects the pressure P1, the pressure is detected at the same temperature as when the pressure P1 was detected. Correct the measured pressure to the pressure. As a result, the degree of pressure decrease in the pipe depends only on the amount of air leak in the pipe, and is not affected by a change in air temperature. That is, the pressure drop curve does not shift from the solid line shown in FIG. 3 to the one-dot chain line or the two-dot chain line due to the change in the air temperature. Accordingly, it is possible to determine that the amount of air leak from the air pipe is small when the measurement time t is large regardless of the change in the air temperature, and that the amount of leak from the air pipe is large when the measurement time t is small.
[0043]
As described above, the air leak amount detection device according to the first embodiment of the present invention eliminates the influence of the air temperature change at the time of the pressure measurement due to the temperature change caused by the fact that the air is a compressible fluid, and reduces the pressure from the pressure P1 to the pressure P1. The measurement time up to P2 can be calculated as a measurement time corresponding to only the amount of air leak in the pipe. Then, the time thus measured can be sequentially displayed on the
[0044]
Subsequently, an air leak amount detection device according to a second embodiment of the present invention will be described. Note that the same components as those in the first embodiment are denoted by the corresponding reference numerals, and detailed description is omitted.
[0045]
The air
[0046]
That is, as in the case of the first embodiment, the differential
[0047]
The air leak
[0048]
Here, the output values of the pressure sensor 22 and the
[0049]
Subsequently, a method of calculating an air leak rate by the air leak
[0050]
P = P ″ × T2 / (T2 + ΔT)
Here, ΔT is a deviation amount between the temperature at the time of detecting the pressure P2 measured by the temperature sensor and the temperature at the time of the subsequent pressure measurement. Then, the time when the pressure P reaches the pressure P1 larger than the predetermined pressure P2 is measured, and the pressure rise time t1 from when the pressure P2 is reached to when the pressure P rises to the pressure P1 (see FIG. 7). ) Is calculated (step S14).
[0051]
Thereafter, the air pressure P is kept at a substantially constant level exceeding the pressure P1 while repeating hunting (not particularly shown in FIG. 7) of a small amplitude as shown in FIG. 3 in the first embodiment described above with the operation of the air compressor. Stabilize. Subsequently, when the operator selects the air leak amount detection mode (Step S15), all the closing valves in the air piping are closed, the compressor C is stopped (Step S16), and the pressure in the air piping starts to decrease. As described above, the air leak amount detection mode is selected in the manual mode similar to the first embodiment (step S15), or the pressure sensor 22 constantly detects the pressure in the air pipe (step S17). The pressure sensor 22 detects that the internal pressure decreases to the pressure P1 (step S18).
[0052]
Then, when the pressure sensor 22 detects that the pressure in the air pipe has reached P1, the time at which the pressure reaches P1 is stored in the same manner as in the above-described first embodiment (step S18).
[0053]
Subsequently, from this point on, the pressure value measured by the pressure sensor 22 is calculated by converting it into a pressure value in which only the variation due to the air temperature is canceled by the same method as in the first embodiment (step S19). That is, assuming that the temperature at the pressure P1 is T1, the pressure P in the air pipe in which the change ΔT in the air temperature is canceled with respect to the detected pressure P ′ of the pressure sensor 22 is expressed by the following equation.
[0054]
P = P '× T1 / (T1 + ΔT)
The time from when the corrected pressure value P decreases to the pressure P2 after the detection of the pressure P1 is measured, and this time is calculated as a pressure decrease time t2 (see FIG. 7) (step S20).
[0055]
Subsequently, the air leak rate calculation unit 27 calculates the air leak rate Lp based on the pressure rise time t1 and the pressure fall time t2 calculated as described above (step S21). The air leakage rate Lp is obtained by the following equation.
[0056]
Lp = (t1 / (t1 + t2)) × 100 (%)
As described above, the air leak
[0057]
In addition, the air leak rate is expressed by the air leak rate Lp. If the air leak rate Lp is large, it can be determined that the air leak quantity is large, and if the air leak rate Lp is small, it can be determined that the air leak rate is small. By displaying the information on the
[0058]
Subsequently, by multiplying the energy consumption (W) of the compressor per unit time and the operating time (T) based on the above-described air leakage rate Lp, a waste power consumption Le corresponding to the air leakage amount is calculated ( Step S22). The wasted power consumption Le can be obtained by the following equation.
[0059]
Le = W × T × Lp / 100 (kWh)
When the waste power consumption Le obtained in this manner is displayed on the
[0060]
In addition, by multiplying the amount of waste power consumption by the amount of power (Cy (yen / kWh)), a value converted into an amount corresponding to the amount of waste power consumption can be obtained (step S23). That is, the amount of money Co can be obtained by the following equation.
[0061]
Co = Cy × Le (yen)
By displaying this money amount, the air leakage rate Lp, and the waste power consumption Le on the
[0062]
The data of the air leakage rate Lp, the wasted power consumption Le, and the amount Co corresponding to the wasted power consumption Le are transmitted to a factory energy management company using a telephone line in the same manner as in the first embodiment. You may send it. Thus, for example, a change in the air leak rate Lp for each factory operation day can be grasped as a trend, and energy management becomes easy. In addition, when the air leak suddenly increases, it is possible to respond promptly assuming that some trouble has occurred. It is also possible to calculate the amount of money based on the waste power consumption Le, for example, on a monthly or yearly basis.
[0063]
In the above-described embodiment, the air leak
[0064]
Further, in the air leak
[0065]
In the above-described embodiment, when there is a change in the temperature of the air, the pressures P1 and P2, which are the thresholds, are dealt with by canceling only the temperature change of the pressure value that is sequentially measured as a preset fixed value. Unlike the pressure P1 at the time of pressure increase and the pressure P2 at the time of pressure decrease, the pressure corresponding to the change is canceled according to the temperature change, and the pressure is measured successively. Is also good. That is, for example, when measuring the pressure fall time, assuming that after the
[0066]
P2 ′ = P2 × (T1 + ΔT) / T1
In contrast to this, when measuring the pressure rise time, assuming that after the
[0067]
P1 ′ = P1 × (T2 + ΔT) / T2
【The invention's effect】
As described above, the air leak amount detection device according to the present invention measures the pressure drop time from the first pressure value to the second pressure value using the pressure drop time measurement means. After the detection, the air pressure change based on only the air temperature change is canceled. Therefore, even if there is a change in the temperature of the air within the pressure falling time measurement time, the measured pressure is not affected, and the accurate air leak amount can always be obtained by converting it into the pressure falling time.
[0068]
In the air leak amount detecting device according to the second aspect of the present invention, similarly to the first aspect, the air pressure shift caused by only the temperature change of the air within the pressure rising time or the pressure falling time by the pressure correcting means. Can be canceled, and an accurate air leakage rate can be calculated.
[0069]
Further, the pressure rise time from the second pressure value to the first pressure value when the pressure rises when the compressor is started and the pressure fall time from the first pressure value to the second pressure value when the pressure falls are relatively determined. Are compared. This makes it possible to always calculate an accurate air leakage rate regardless of the type and arrangement of the air pipe to which the air leak amount detection device is attached.
[0070]
Further, the air leak amount detecting device according to the third aspect of the present invention can not only calculate the leak rate, but also can calculate the power consumption of the compressor corresponding to the actually leaked air based on the leak rate. In addition, the degree of the air leak amount can be calculated as an intuitive and easy-to-understand value.
[0071]
Also, in the air leak amount detecting device according to
[0072]
In addition, the air leak amount detecting device according to claim 5 of the present invention can display a pressure drop time, an air leak rate, a wasteful power consumption amount based on the air leak, and an amount corresponding thereto. This makes it possible to check on the spot the degree of wasted energy caused by air leaks.
[0073]
In the air leak amount detecting device according to the sixth aspect of the present invention, the flow meter can not only simply measure the flow rate of the air supplied to the pipe, but also accurately calculate the air leak amount. It is possible to provide a useful additional function to the air pipe itself, such as detecting a leak amount of the air pipe and grasping a waste power amount. In addition, since the air leak amount can be measured with one flow meter, there is no need to install a new measuring device such as a pressure gauge, which leads to a reduction in cost and installation work.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a state in which a flow meter provided with an air leak amount detection device according to a first embodiment of the present invention is installed in an air pipe.
FIG. 2 is a flowchart showing a procedure for detecting an air leak amount in a pipe using the air leak amount detecting device of FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram illustrating a method of measuring a pressure drop time in a pipe based on the air leak amount detection device of FIG. 1;
FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating a state in which a flow meter provided with an air leak amount detection device according to a second embodiment of the present invention is installed in an air pipe.
FIG. 5 is a flowchart for obtaining an air leak rate, a wasteful power consumption, and a money amount corresponding to the wasteful power consumption using the air leak amount detection device of FIG. 4;
FIG. 6 is a flowchart following FIG. 5;
FIG. 7 is a diagram illustrating a method of detecting an air leak amount using the air leak amount detecting device according to the second embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Differential pressure transmitter
2 Differential pressure transmitter
10 Air leak detection device
11 Differential pressure sensor
12 Pressure sensor
13 Temperature sensor
14 Display device
15 Flow rate calculator
16 Pressure fall time measurement section
16a Pressure compensator
20 Air leak detector
21 Differential pressure sensor
22 Pressure sensor
23 Temperature sensor
24 Display device
25 Flow rate calculator
26 Pressure change time measurement section
26a Pressure compensator
27 Air Leakage Rate Calculator
28 wasted power consumption calculator
29 Waste amount calculator
C compressor
P Air piping
R flow meter
S orifice
Lp Air leak rate
Le Wasted power consumption
Co waste amount
Cy Amount for electricity
Claims (6)
前記エア送給用配管内のエア圧力を測定する圧力センサと、
前記エア送給用配管内のエア温度を測定する温度センサと、
前記圧力センサによる圧力値が第1の圧力値まで下降した時点から第1の圧力値よりもさらに低い第2の圧力値まで下降するまでの圧力下降時間を計測する圧力下降時間計測手段とを備え、
前記圧力下降時間計測手段が、前記温度センサの出力に基づき前記第1の圧力値検出後に前記第2の圧力値検出までの間、前記第1の圧力値検出時からのエア温度変化分のみに伴うエア圧力変化分をキャンセルする圧力補正手段を有することを特徴とするエアリーク量検出装置。An air leak amount detection device used for a power air supply facility including an air supply compressor and an air supply pipe connected to the compressor to supply air to a desired position,
A pressure sensor for measuring the air pressure in the air supply pipe,
A temperature sensor for measuring the air temperature in the air supply pipe,
Pressure falling time measuring means for measuring a pressure falling time from a time when the pressure value by the pressure sensor falls to the first pressure value to a time when the pressure value falls to a second pressure value lower than the first pressure value. ,
The pressure falling time measuring means is configured to detect only the air temperature change from the time of the first pressure value detection until the second pressure value detection after the first pressure value detection based on the output of the temperature sensor. An air leak amount detecting device comprising a pressure correcting means for canceling an accompanying air pressure change.
前記エア送給用配管内のエア圧力を測定する圧力センサと、
前記エア送給用配管内のエア温度を測定する温度センサと、
前記圧力センサによる圧力値が第1の圧力値まで下降した時点から第1の圧力値よりもさらに低い第2の圧力値まで下降するまでの圧力下降時間を計測するとともに、前記圧力値が第2の圧力値まで上昇した時点から第1の圧力値まで上昇するまでの圧力上昇時間を計測する圧力変化時間計測手段とを備え、
前記圧力変化時間計測手段は、前記圧力下降時に圧力センサによる第1の圧力値検出後に前記第2の圧力値検出までの間、前記第1の圧力値検出時からのエア温度変化分のみに伴うエア圧力変化分をキャンセルすると共に、前記圧力上昇時に圧力センサによる第2の圧力値検出後に前記第1の圧力値検出までの間、前記第2の圧力値検出時からのエア温度変化分のみに伴うエア圧力変化分をキャンセルする圧力補正手段を有し、
かつ、前記圧力変化時間計測手段によって測定された圧力上昇時間と圧力下降時間との相対関係よりエア漏洩率を算出するエア漏洩率算出手段を備えたことを特徴とするエアリーク量検出装置。An air leak amount detection device used for a power air supply facility including an air supply compressor and an air supply pipe connected to the compressor to supply air to a desired position,
A pressure sensor for measuring the air pressure in the air supply pipe,
A temperature sensor for measuring the air temperature in the air supply pipe,
The pressure sensor measures a pressure drop time from a point in time when the pressure value drops to a first pressure value to a point in time when the pressure value drops to a second pressure value lower than the first pressure value. Pressure change time measuring means for measuring a pressure rise time from a time when the pressure value rises to a first pressure value to a time point when the pressure value rises to a first pressure value,
The pressure change time measuring means is configured to detect only the air temperature change from the time of the first pressure value detection until the second pressure value is detected after the first pressure value is detected by the pressure sensor at the time of the pressure drop. In addition to canceling the air pressure change, the air pressure change from the time of the second pressure value detection to the first pressure value detection after the second pressure value is detected by the pressure sensor at the time of the pressure rise is limited to only the air temperature change amount. Having a pressure correction means for canceling the accompanying air pressure change,
And an air leak rate calculating means for calculating an air leak rate from a relative relationship between the pressure rise time and the pressure fall time measured by the pressure change time measuring means.
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007064737A (en) * | 2005-08-30 | 2007-03-15 | Fukuda:Kk | Leak test method and temperature-sensitive member used for it |
JP2008111716A (en) * | 2006-10-30 | 2008-05-15 | Aisin Seiki Co Ltd | Leakage inspection device |
JP2014119456A (en) * | 2012-12-13 | 2014-06-30 | Tesat-Spacecom Gmbh & Co Kg | Method for testing airtightness of package |
CN104677571A (en) * | 2013-11-29 | 2015-06-03 | 北汽福田汽车股份有限公司 | Air tightness detection device |
WO2016083670A1 (en) * | 2014-11-26 | 2016-06-02 | Si-Tecno Oy | Method for measuring pressure differences between different premises in a building |
CN106644305A (en) * | 2016-12-09 | 2017-05-10 | 李勇辉 | Water purifier testing method and detector system for water purifier |
JP2017115705A (en) * | 2015-12-24 | 2017-06-29 | 日立工機株式会社 | air compressor |
KR20180114585A (en) * | 2017-04-11 | 2018-10-19 | 현대자동차주식회사 | Method for compensating offset of pressure sensor |
JP2020109358A (en) * | 2018-12-28 | 2020-07-16 | 株式会社キーエンス | Flowmeter |
JP2020109357A (en) * | 2018-12-28 | 2020-07-16 | 株式会社キーエンス | Flowmeter |
-
2002
- 2002-11-07 JP JP2002324549A patent/JP2004157055A/en active Pending
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007064737A (en) * | 2005-08-30 | 2007-03-15 | Fukuda:Kk | Leak test method and temperature-sensitive member used for it |
JP4630769B2 (en) * | 2005-08-30 | 2011-02-09 | 株式会社フクダ | Leak test method and temperature sensitive member used therefor |
JP2008111716A (en) * | 2006-10-30 | 2008-05-15 | Aisin Seiki Co Ltd | Leakage inspection device |
JP2014119456A (en) * | 2012-12-13 | 2014-06-30 | Tesat-Spacecom Gmbh & Co Kg | Method for testing airtightness of package |
CN104677571A (en) * | 2013-11-29 | 2015-06-03 | 北汽福田汽车股份有限公司 | Air tightness detection device |
US10481035B2 (en) | 2014-11-26 | 2019-11-19 | Si-Tecno Oy | Method for measuring pressure differences between different premises in a building |
WO2016083670A1 (en) * | 2014-11-26 | 2016-06-02 | Si-Tecno Oy | Method for measuring pressure differences between different premises in a building |
JP2017115705A (en) * | 2015-12-24 | 2017-06-29 | 日立工機株式会社 | air compressor |
CN106644305A (en) * | 2016-12-09 | 2017-05-10 | 李勇辉 | Water purifier testing method and detector system for water purifier |
KR20180114585A (en) * | 2017-04-11 | 2018-10-19 | 현대자동차주식회사 | Method for compensating offset of pressure sensor |
KR102249759B1 (en) * | 2017-04-11 | 2021-05-07 | 현대자동차주식회사 | Method for compensating offset of pressure sensor |
JP2020109358A (en) * | 2018-12-28 | 2020-07-16 | 株式会社キーエンス | Flowmeter |
JP2020109357A (en) * | 2018-12-28 | 2020-07-16 | 株式会社キーエンス | Flowmeter |
JP7160674B2 (en) | 2018-12-28 | 2022-10-25 | 株式会社キーエンス | Flowmeter |
JP7160673B2 (en) | 2018-12-28 | 2022-10-25 | 株式会社キーエンス | Flowmeter |
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