JP2004204691A - 圧縮空気製造設備及び圧縮機の制御方法 - Google Patents
圧縮空気製造設備及び圧縮機の制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004204691A JP2004204691A JP2002371370A JP2002371370A JP2004204691A JP 2004204691 A JP2004204691 A JP 2004204691A JP 2002371370 A JP2002371370 A JP 2002371370A JP 2002371370 A JP2002371370 A JP 2002371370A JP 2004204691 A JP2004204691 A JP 2004204691A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compressors
- rotation speed
- compressor
- compressed air
- lower limit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
【課題】消費動力を低減することができる圧縮空気製造設備を提供する。
【解決手段】圧縮機本体４Ａ，４Ｂ，４Ｃと、これら圧縮機本体４Ａ，４Ｂ，４Ｃをそれぞれ駆動する電動機５Ａ，５Ｂ，５Ｃと、これら電動機５Ａ，５Ｂ，５Ｃの回転数をそれぞれ所定の下限値から上限値までの可変範囲内で可変制御するインバータ制御装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃと、圧縮空気供給先の必要風量の増減に応じて、圧縮機本体４Ａ，４Ｂ，４Ｃのうちのいずれか１台を、回転数を可変範囲内となるようにしつつ対応するインバータ制御装置を介した回転数可変制御によって運転するとともに、それ以外の他の圧縮機本体を、順次その回転数を対応するインバータ制御装置を介して下限値又は上限値に固定して運転する制御装置１とを備える。
【選択図】 図１
【解決手段】圧縮機本体４Ａ，４Ｂ，４Ｃと、これら圧縮機本体４Ａ，４Ｂ，４Ｃをそれぞれ駆動する電動機５Ａ，５Ｂ，５Ｃと、これら電動機５Ａ，５Ｂ，５Ｃの回転数をそれぞれ所定の下限値から上限値までの可変範囲内で可変制御するインバータ制御装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃと、圧縮空気供給先の必要風量の増減に応じて、圧縮機本体４Ａ，４Ｂ，４Ｃのうちのいずれか１台を、回転数を可変範囲内となるようにしつつ対応するインバータ制御装置を介した回転数可変制御によって運転するとともに、それ以外の他の圧縮機本体を、順次その回転数を対応するインバータ制御装置を介して下限値又は上限値に固定して運転する制御装置１とを備える。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータにより回転数を可変制御される電動機によって駆動される圧縮機を複数台備えた圧縮空気製造設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、圧縮空気製造設備は、空気を圧縮する複数の圧縮機と、これら圧縮機をそれぞれ駆動する複数の電動機と、これら電動機の回転数をそれぞれ所定の下限値から上限値までの可変範囲内において可変制御する複数のインバータと、上記複数の圧縮機から吐出される圧縮空気を合流させる空気槽と、この空気槽内の圧力を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段の検出した圧力に基づき上記複数の圧縮機をそれぞれのインバータを介して制御する運転制御手段とを備えている。
【０００３】
このような圧縮空気製造設備としては、例えば特開平１１−３４３９８６号公報に記載のものがある。ここでは、回転数可変制御を行う圧縮機を１台のみに限定し、その他の圧縮機についてはその回転数を可変範囲の上限値（全負荷運転）とするか又は停止する。すなわち、例えば供給先の必要風量が減少する際には、その必要風量の減少に合わせて回転数可変制御されている圧縮機の回転数が低下し、必要風量がその回転数可変制御された圧縮機の吐出空気量分を要さない量まで減少したらその圧縮機を停止して、残りの圧縮機のうちのいずれか１台を回転数可変制御する。一方、供給先の必要風量が増加する際には、その必要風量の増加に合わせて回転数可変制御された圧縮機の回転数が上昇し、必要風量が運転中の圧縮機のみでは足りない量まで増加したら、その圧縮機の回転数を上限値に固定して運転し、停止中の圧縮機のいずれか１台を起動して回転数可変制御する。このようにすることで、例えばインバータにより回転数可変制御が行われる複数の圧縮機を単純に並列運転するような場合と比べ、特に必要風量が少ない領域において圧縮機の運転台数を少なくすることができるので、消費動力を小さくして動力低減を図ることができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３４３９８６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では以下のような課題が存在する。
すなわち、一般に、インバータを介して圧縮機の回転数可変制御を行う場合、圧縮機の回転数は、インバータ及び圧縮機を駆動する電動機等によって定まる所定の下限値から上限値までの可変範囲内において制御されるため、可変範囲の下限値より小さくなることはない。このため、供給先の必要風量が少なく圧縮機の回転数を可変範囲の下限値より小さくする必要がある場合には、通常、回転数をその下限値で一定とした上で、圧縮機の吸込み側に配設された吸込み絞り弁の閉塞及び圧縮機の吐出側に配設された放気弁の開放による無負荷運転を必要に応じて行うことで、供給先の必要風量に応じた圧縮空気の容量制御を行う。したがって、このような圧縮機の無負荷運転を行う場合には動力を余分に消費することとなり、省エネ特性が悪化する傾向にある。
【０００６】
上記従来技術では、上述したように供給先の必要風量の増減に伴って圧縮機の運転台数も増減するが、必要風量の減少の際には停止される圧縮機の回転数が低下して下限値となった時点から上記無負荷運転をされることとなり、必要風量の増加の際には起動される圧縮機の回転数が上昇して下限値となるまで無負荷運転されることとなる。したがって、上記従来技術では供給先の必要風量の増減に伴う圧縮機の運転台数の増減の度に余分な動力を消費する無負荷運転が行われることとなり、省エネルギの観点において更なる改善の余地がある。
【０００７】
本発明の目的は、消費動力を低減することができる圧縮空気製造設備を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明の圧縮空気製造設備は、複数の圧縮機と、これら圧縮機をそれぞれ駆動する複数の電動機と、これら電動機の回転数をそれぞれ所定の下限値から上限値までの可変範囲内で可変制御する複数のインバータと、圧縮空気供給先の必要風量の増減に応じて、前記複数の圧縮機のうちのいずれか１つを、回転数を前記可変範囲内となるようにしつつ前記インバータを介した回転数可変制御によって運転するとともに、それ以外の他の圧縮機を、順次回転数を前記インバータを介して前記下限値又は前記上限値に固定して運転する運転制御手段とを備えるものとする。
【０００９】
一般に、インバータを介して圧縮機の回転数可変制御を行う場合、圧縮機の回転数は、インバータ及び圧縮機を駆動する電動機等によって定まる所定の下限値から上限値までの可変範囲内において可変制御されるため、可変範囲の下限値より小さくなることはない。このため、圧縮空気供給先の必要風量が少なく圧縮機の回転数を可変範囲の下限値より小さくする必要がある場合には、通常、回転数をその下限値で一定とした上で、圧縮機の吸込み側に配設された吸込み絞り弁の閉塞及び圧縮機の吐出側に配設された放気弁の開放による無負荷運転を必要に応じて行うことで、供給先の必要風量に応じた容量制御を行う。したがって、このような圧縮機の無負荷運転を行う場合には動力を余分に消費することとなり、圧縮空気製造設備の省エネ特性が悪化する。
【００１０】
本発明においては、圧縮空気供給先の必要風量に応じて、運転制御手段で複数の圧縮機のうちいずれか１台のみの圧縮機をインバータを介した回転数可変制御によって運転する。このとき、運転制御手段は、この回転数可変制御される圧縮機の回転数が可変範囲内となるようにしつつ、これ以外の他の圧縮機を順次インバータを介して下限値又は上限値に固定して運転する。これにより、例えば供給先の必要風量の増減に伴って圧縮機の運転台数に増減が生じても、圧縮機の回転数は常に可変範囲内となるように運転される。この結果、回転数が下限値より小さくなって圧縮機の無負荷運転が行われるのを回避することができるので、圧縮機の運転台数の増減の度に無負荷運転が行われる前述の従来技術のような構造と比べ、無負荷運転による余分な消費動力がなくなる分、圧縮空気製造設備の消費動力を低減することができる。
【００１１】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記運転制御手段は、前記複数の圧縮機のうちの少なくとも１つの回転数を前記上限値に固定した状態で、前記回転数可変制御されたいずれか１つの圧縮機の回転数が低下して前記下限値となった場合に、前記複数の圧縮機のうちの運転中であるもののいずれか１つの回転数を前記下限値に固定するとともに、前記複数の圧縮機のうち運転中のものにおいて回転数を前記上限値に固定して運転する台数を１つ減らすものとする。
【００１２】
本発明においては、例えば圧縮空気供給先の必要風量が減少した場合に、運転制御手段で回転数可変制御が行われている圧縮機（以下、先の圧縮機と記述する）の回転数を低下させる。これにより、この先の圧縮機の回転数が可変範囲の下限値に達すると、例えばこの先の圧縮機の回転数を下限値に固定することでその回転数が下限値より小さくなることを防止し、同時に回転数可変制御を行う対象機を例えば回転数を上限値に固定して運転されている他の圧縮機（以下、後の圧縮機と記述する）に切り換える。これにより、さらに必要風量が減少した場合でも、後の圧縮機の回転数が回転数可変制御により必要風量の減少に追従して低下することで、先の圧縮機の回転数については下限値に固定した状態のままで必要風量に応じた容量制御を行うことができる。本発明によれば、このようにして供給先の必要風量が減少した際に回転数可変制御された圧縮機が無負荷運転となるのを回避することができるので、圧縮空気製造設備の消費動力を低減することができる。
【００１３】
（３）上記（１）又は（２）において、また好ましくは、前記運転制御手段は、前記複数の圧縮機のうちのいずれか１つの回転数を前記下限値に固定した状態で、前記回転数可変制御されたいずれか１つの圧縮機の回転数が低下して第１のしきい値になった場合に、前記下限値に固定した圧縮機の回転数の固定を解除するとともに、前記複数の圧縮機のうちの運転中であるもののいずれか１つを停止するものとする。
【００１４】
本発明においては、複数の圧縮機のうちのいずれか１台の回転数が下限値に固定された状態において、供給先の必要風量がこの回転数を下限値に固定した圧縮機の吐出空気量分を要しない量まで減少したときの回転数可変制御されている圧縮機の回転数を、第１のしきい値として例えば運転制御手段に予め設定入力しておく。これにより、複数の圧縮機のうちのいずれか１台の圧縮機の回転数が下限値に固定された状態において、供給先の必要風量が減少し、回転数可変制御されている圧縮機の回転数が低下して第１のしきい値となった場合には、回転数を下限値に固定した圧縮機の吐出空気量分を要しない量まで減少したとみなすことができるので、運転制御手段によって例えばその回転数を下限値に固定して運転した圧縮機の回転数の固定を解除し、停止する。このようにすることで、供給先の必要風量の減少に伴って圧縮機の運転台数を減少させる際に圧縮機が無負荷運転となるのを回避することができ、且つ、圧縮機の運転台数を供給先の必要風量に応じた必要最低限の台数とすることができる。したがって、圧縮空気製造設備の消費動力を確実に低減することができる。
【００１５】
（４）上記（１）乃至（３）のいずれかにおいて、また好ましくは、前記運転制御手段は、前記複数の圧縮機のうちの少なくとも１つが停止した状態で、前記回転数可変制御されたいずれか１つの圧縮機の回転数が増大して第２のしきい値となった場合に、前記停止した圧縮機のうちいずれか１つを起動するとともに、前記複数の圧縮機のうちの運転中であるもののいずれか１つの回転数を前記下限値に固定するものとする。
【００１６】
本発明においては、複数の圧縮機のうちの少なくとも１台が停止した状態において、供給先の必要風量が運転中の圧縮機の吐出空気量では不足する量まで増加したときの回転数可変制御された圧縮機の回転数を、第２のしきい値として例えば運転制御手段に予め設定入力しておく。これにより、複数の圧縮機のうちの少なくとも１台が停止した状態において、供給先の必要風量が増加し、回転数可変制御されている圧縮機の回転数が上昇して第２のしきい値となった場合には、供給先の必要風量が運転中の圧縮機の吐出空気量では不足する量まで増加したとみなすことができるので、運転制御手段によって停止した圧縮機のうちのいずれか１台を起動すると同時に、例えばこの起動した圧縮機の回転数を下限値に固定して運転する。なおこのとき、他の回転数可変制御された圧縮機の回転数が追従して低下するので、供給先の必要風量に応じた圧縮空気の容量制御は問題なく行われる。このようにして、供給先の必要風量の増加に伴って圧縮機の運転台数が増加する際に圧縮機が無負荷運転されるのを回避することができ、且つ、圧縮機の運転台数を供給先の必要風量に応じた必要最低限の台数とすることができる。したがって、圧縮空気製造設備の消費動力を確実に低減することができる。
【００１７】
（５）上記（１）乃至（４）のいずれかにおいて、また好ましくは、前記運転制御手段は、前記複数の圧縮機のうちのいずれか１つの回転数を前記下限値に固定した状態で、前記回転数可変制御されたいずれか１つの圧縮機の回転数が増大して第２のしきい値となった場合に、前記下限値に固定した圧縮機の回転数の固定を解除するとともに、前記複数の圧縮機のうち運転中のものにおいて回転数を前記上限値に固定して運転する台数を１つ追加することを特徴とする圧縮空気製造設備。
【００１８】
（６）上記（１）乃至（５）のいずれかにおいて、また好ましくは、前記複数の圧縮機から吐出される圧縮空気を合流させる空気槽と、この空気槽内の圧力を検出する圧力検出手段とをさらに備え、前記運転制御手段は、前記圧力検出手段で検出した圧力に応じて前記複数の圧縮機のうちいずれか１つを回転数可変制御によって運転するものとする。
【００１９】
（７）上記目的を達成するために、本発明の圧縮機の制御方法は、圧縮空気供給先の必要風量の増減に応じて、インバータを介し所定の下限値から上限値までの可変範囲内で回転数を可変制御される電動機によって駆動される複数の圧縮機のうち、いずれか１つの圧縮機を、回転数が前記可変範囲内となるようにしつつ前記インバータを介した回転数可変制御によって運転するとともに、それ以外の他の圧縮機を、順次回転数を前記インバータを介して前記下限値又は前記上限値に固定して運転する方法とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の圧縮空気製造設備の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の圧縮空気製造設備の一実施の形態の全体構成を表したフローである。なお、図中実線の矢印は空気の流れ、破線の矢印は信号の流れを示している。
【００２１】
この図１において、圧縮空気製造設備は３台の圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃと、これら圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃを制御する制御装置１と、圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃから吐出される圧縮空気が合流され、この合流された圧縮空気を供給先へ供給する空気槽２と、この空気槽２内の圧力を検出する圧力センサ３とを備えている。
【００２２】
上記圧縮機ユニットＡ（又は圧縮機ユニットＢ，Ｃ、以下かっこ内対応関係同様）は、空気を圧縮する圧縮機本体４Ａ（又は圧縮機本体４Ｂ，４Ｃ）と、この圧縮機本体４Ａ（又は圧縮機本体４Ｂ，４Ｃ）を駆動する電動機５Ａ（又は電動機５Ｂ，５Ｃ）と、この電動機５Ａ（又は電動機５Ｂ，５Ｃ）の回転数を可変範囲内において可変制御するインバータ制御装置６Ａ（又はインバータ制御装置６Ｂ，６Ｃ）とを備えている。このインバータ制御装置６Ａ（又はインバータ制御装置６Ｂ，６Ｃ）には上記圧力センサ３で検出した空気槽圧力Ｐが入力されるようになっており、インバータ制御装置６Ａ（又はインバータ制御装置６Ｂ，６Ｃ）はこの入力された空気槽圧力Ｐと例えばこのインバータ制御装置６Ａ（又はインバータ制御装置６Ｂ，６Ｃ）に予め記憶（又は適宜設定入力してもよい）された目標圧力ＰOとに基づきＰＩＤ演算を行い、決定した回転数で電動機５Ａ（又は電動機５Ｂ，５Ｃ）を駆動することで、圧縮機本体４Ａ（又は圧縮機本体４Ｂ，４Ｃ）の回転数可変制御運転を行うようになっている。
【００２３】
この回転数可変制御運転においては、圧縮機本体４Ａ（又は圧縮機本体４Ｂ，４Ｃ）の回転数はインバータ制御装置６Ａ（又はインバータ制御装置６Ｂ，６Ｃ）及び電動機５Ａ（又は電動機５Ｂ，５Ｃ）等によって定まる所定の下限値ＦLA（又は下限値ＦLB，ＦLC）から上限値ＦHA（又は上限値ＦHB，ＦHC）までの可変範囲内において可変制御されるため、その回転数を上記下限値ＦLA（又は下限値ＦLB，ＦLC）より小さい値に可変させることはできない。このため、供給先の圧縮空気使用量が少なくなり、インバータ制御装置６Ａ(又はインバータ制御装置６Ｂ，６Ｃ)による回転数可変制御によって圧縮機本体４Ａ（又は圧縮機本体４Ｂ，４Ｃ）の回転数が低下して可変範囲の下限値ＦLA（又は下限値ＦLB，ＦLC）に達するような場合には、以下のような運転が行われるようになっている。なお、ここでは、説明を簡単にするために、圧縮空気製造設備が圧縮機ユニットＡ（又は圧縮機ユニットＢ，Ｃ）を単体で備えているものとして説明する。
【００２４】
まず、インバータ制御装置６Ａ（又はインバータ制御装置６Ｂ，６Ｃ）によって電動機５Ａ（又は電動機５Ｂ，５Ｃ）の回転数が下限値ＦLA（又は下限値ＦLB，ＦLC）に固定される（以下、この状態の運転を最低負荷運転と記述する）。このとき、供給先の使用空気量がこの最低負荷運転された圧縮機ユニットＡ（又は圧縮機ユニットＢ，Ｃ）の吐出空気量よりも少ない場合には、空気槽２内の圧力が上昇する。この結果、圧力センサ３で検出する空気槽圧力Ｐが上昇して例えばインバータ制御装置６Ａ（又はインバータ制御装置６Ｂ，６Ｃ）に予め記憶（又は適宜設定入力してもよい）された上限圧力ＰHに達すると、インバータ制御装置６Ａ（又はインバータ制御装置６Ｂ，６Ｃ）により、圧縮機本体４Ａ（又は圧縮機本体４Ｂ，４Ｃ）の吸込み側に配設された吸込み絞り弁７Ａ（又は吸込み絞り弁７Ｂ，７Ｃ）が閉塞され、吐出側に配設された吐出配管８Ａ（又は吐出配管８Ｂ，８Ｃ）から分岐して設けられた放気弁９Ａ（又は放気弁９Ｂ，９Ｃ）が開放される（以下、この状態の運転を無負荷運転と記述する）。この無負荷運転時には、上記吐出配管８Ａ（又は吐出配管８Ｂ，８Ｃ）の放気弁９Ａ（又は放気弁９Ｂ，９Ｃ）より下流側に設けられた逆止弁１０Ａ（又は逆止弁１０Ｂ，１０Ｃ）が閉塞して空気槽２に圧縮空気が送られないため、空気槽２内の圧力が減少する。この結果、圧力センサ３で検出した空気槽圧力Ｐが減少して例えばインバータ制御装置６Ａ（又はインバータ制御装置６Ｂ，６Ｃ）に予め記憶（又は適宜設定入力してもよい）された下限圧力ＰLに達すると、上記吸込み絞り弁７Ａ（又は吸込み絞り弁７Ｂ，７Ｃ）が開放され、放気弁９Ａ（又は放気弁９Ｂ，９Ｃ）が閉塞されて、圧縮空気が空気槽２に送られる。すなわち、再び最低負荷運転が行われる。このようにして、供給先の使用空気量が圧縮機ユニットＡ（又は圧縮機ユニットＢ，Ｃ）の最低負荷運転時の吐出空気量よりも少ない場合には、最低負荷運転と無負荷運転とが交互に行われるようになっている。
【００２５】
また、圧縮機ユニットＡ（又は圧縮機ユニットＢ，Ｃ）は、吸込みフィルター１１Ａ（又は吸込みフィルター１１Ｂ，１１Ｃ）と、アフタークーラ１２Ａ（又はアフタークーラ１２Ｂ，１２Ｃ）とを備えている。すなわち、電動機５Ａ（又は電動機５Ｂ，５Ｃ）の回転によって圧縮機本体４Ａ（又は圧縮機本体４Ｂ，４Ｃ）内のスクリューロータ（図示せず）が回転駆動されることにより、空気が上記吸込みフィルター１１Ａ（又は吸込みフィルター１１Ｂ，１１Ｃ）及び吸込み絞り弁７Ａ（又は吸込み絞り弁７Ｂ，７Ｃ）を介して圧縮機本体４Ａ（又は圧縮機本体４Ｂ，４Ｃ）内へ吸入され、この圧縮機本体４Ａ（又は圧縮機本体４Ｂ，４Ｃ）で圧縮・昇圧され高温となった圧縮空気は吐出配管８Ａ（又は吐出配管８Ｂ，８Ｃ）を通って上記アフタークーラ１２Ａ（又はアフタークーラ１２Ｂ，１２Ｃ）で冷却され、空気槽２へ送られるようになっている。
【００２６】
以上のように構成される圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃのインバータ制御装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃは、その回転数ＦA，ＦB，ＦCをそれぞれ前記の制御装置１に出力する。制御装置１は、この入力された回転数ＦA，ＦB，ＦCに応じ、各圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃのインバータ制御装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃに対してそれぞれ運転指示信号ＳA，ＳB，ＳCを出力する。これにより、各インバータ制御装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃは、この入力された運転指示信号ＳA，ＳB，ＳCに応じて圧縮機本体４Ａ，４Ｂ，４Ｃの運転状態（運転、停止、全負荷運転（後述）、最低負荷運転、回転数可変制御運転）を決定する。制御装置１は、このようにして運転指示信号ＳA，ＳB，ＳCを各圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃのインバータ制御装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃにそれぞれ出力することで、圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃのうち１台だけに対し回転数可変制御を行い、必要に応じて１台だけを最低負荷運転し、その他の圧縮機ユニットについてはその回転数を可変範囲の上限値ＦHA（又は上限値ＦHB，ＦHC）に固定して運転（以下、全負荷運転と記述する）又は停止するとともに、圧縮機ユニットの運転台数が供給先の使用空気量に対して必要最低限となるように運転制御を行うようになっている。以下、この制御装置１による圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃの運転制御方法及びその動作の詳細内容を図２を用いて説明する。
【００２７】
図２は、この制御装置１による圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃの運転制御方法とそのときの圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃの動作を表す図である。なお、制御装置１は回転数可変制御を行う圧縮機ユニットの順番について予め記憶（又は適宜設定入力してもよい）できるようになっており、本実施の形態においてはその順番をＡ→Ｂ→Ｃ（停止時）及びＣ→Ｂ→Ａ（起動時）としている。
【００２８】
まず、供給先の使用空気量が３００％から０％まで減少する場合の制御方法及び動作について説明する。なお、ここでは圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃが３台とも全負荷運転されているときの吐出空気量（＝使用空気量）を３００％としている。また、圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃの運転時には、インバータ制御装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃは常に制御装置１に対してその回転数ＦA，ＦB，ＦCを出力するようになっている。
【００２９】
供給先の使用空気量が３００％（図２中ｄ）であるとき、制御装置１から圧縮機ユニットＢ，Ｃ（正確にはインバータ制御装置６Ｂ，６Ｃ）に対して全負荷運転するように指示する運転指示信号（以下、全速ロック信号と記述する）ＳB，ＳCが出力され、これによりインバータ制御装置６Ｂ，６Ｃは圧縮機本体４Ｂ，４Ｃの回転数を可変範囲の上限値ＦHB，ＦHCに固定して運転する。また、圧縮機ユニットＡ（正確にはインバータ制御装置６Ａ）に対しては回転数可変制御運転を行うように指示する運転指示信号（以下、回転数可変制御信号と記述）ＳAが出力され、これによりインバータ制御装置６Ａは圧力センサ３で検出した空気槽圧力Ｐを入力し、この空気槽圧力Ｐに応じて圧縮機本体４Ａの回転数を可変制御する。このようにして、空気槽１２内の圧力はほぼ目標圧力ＰOに一定に制御される。
【００３０】
使用空気量が３００％から徐々に減少すると（図２中ｄ〜ｅ間）、圧縮機ユニットＢ，Ｃ（正確には圧縮機本体４Ｂ，４Ｃ）については全負荷運転されつつ、圧縮機ユニットＡ（正確には圧縮機本体４Ａ）の回転数が回転数可変制御により使用空気量の減少に追従して減少する。これにより空気槽圧力はほぼ目標圧力ＰOに一定に保たれる。
【００３１】
使用空気量が２３０％まで減少すると（図２中ｅ）、圧縮機ユニットＡの回転数は下限値ＦLAまで低下し、圧縮機ユニットＡは最低負荷運転となる。このとき、制御装置１から圧縮機ユニットＡに対して回転数を下限値ＦLAに固定するように指示する運転指示信号（以下、最低速ロック信号と記述する）ＳAが出力されて圧縮機ユニットＡが最低負荷に固定されて運転されるとともに、圧縮機ユニットＢへ出力されている全速ロック信号ＳBが解除され、この圧縮機ユニットＢに対して回転数可変制御信号ＳBが出力されて圧縮機ユニットＢが回転数可変制御運転される。なお、制御装置１（インバータ制御装置６Ａでもよい）には例えばタイマＴ１が設けられており、圧縮機ユニットＡの回転数が下限値ＦLAとなった状態が上記タイマＴ１に設定された設定時間ｔ１だけ持続されて初めて、回転数可変制御機が圧縮機ユニットＡから圧縮機ユニットＢに切り換わるようになっている。これにより、回転数可変制御機の切換時のハンチングを防止できる。なお、上記圧縮機ユニットＡの回転数が下限値ＦLAまで減少したときに最低負荷運転とするのは圧縮機ユニットＡに限らず、圧縮機ユニットＢでも、圧縮機ユニットＣでもよい。すなわち、運転中の圧縮機ユニットのいずれか１台であればよい。
【００３２】
使用空気量が２３０％からさらに減少すると（図２中ｅ〜ｆ間）、圧縮機ユニットＡは最低負荷運転されつつ、圧縮機ユニットＢの回転数が回転数可変制御により使用空気量の減少に追従して低下する。これにより、空気槽圧力はほぼ目標圧力ＰOに一定に保たれる。
【００３３】
さらに使用空気量が２００％まで減少すると（図２中ｆ）、圧縮機ユニットＢの回転数がしきい値ＦMBまで減少する。なお、このしきい値ＦMBは、供給先の使用空気量が圧縮機ユニットＢ，Ｃの吐出量で足りる（言い換えれば、最低負荷運転された圧縮機ユニットＡの吐出量分は要しない）量となったときの回転数可変制御機である圧縮機ユニットＢの回転数として、例えば制御装置１に予め記憶（又は適宜設定入力してもよい）されたものであり、圧縮機ユニットＢの吐出空気量が全負荷運転時の約７０％（＝１００％−３０％（最低負荷運転されている圧縮機ユニットＡの吐出空気量））となるときの回転数である（又はその回転数よりも若干低い値としてもよい）。このとき、制御装置１から圧縮機ユニットＡへ出力されている最低速ロック信号ＳAが解除されるとともに圧縮機ユニットＡに対して停止信号ＳAが出力され、圧縮機ユニットＡが停止する。なお、この圧縮機ユニットＡの停止により、圧縮機ユニットＢの回転数は回転数可変制御によってしきい値ＦMBから上限値ＦHB近傍まで上昇する。これにより、空気槽圧力はほぼ一定に保たれる。なおここでは、制御装置１は、圧縮機ユニットＢの回転数がしきい値ＦMBとなった状態が例えば制御装置１（インバータ制御装置６Ｂでもよい）に設けられたタイマＴ２に設定される設定時間ｔ２だけ持続され、且つ圧縮機ユニットＡに最低速ロック信号ＳAが出力されていて初めて、圧縮機ユニットＡを停止させるようになっている。これによりハンチングを防止でき、また誤動作を防止できるようになっている。すなわち、この後、図２中ｆ〜ｇ間では、圧縮機ユニットＡが停止した状態で、圧縮機ユニットＢの回転数が使用空気量の減少に追従して上限値ＦHB近傍から徐々に減少するが、再び上記しきい値ＦMBとなったときに同様な制御を行わないようになっている。なお、上記圧縮機ユニットＢの回転数がしきい値ＦMBまで減少したときに停止するのは圧縮機ユニットＡに限らず、圧縮機ユニットＢでも、圧縮機ユニットＣでもよい。すなわち、運転中の圧縮機ユニットのいずれか１台であればよい。
【００３４】
その後、使用空気量が１３０％まで減少すると（図２中ｇ）、上述した図２中ｅのときと同様の制御により、圧縮機ユニットＢ（圧縮機ユニットＣでもよい）が最低負荷運転されるとともに圧縮機ユニットＣ（圧縮機ユニットＢでもよい）が回転数可変制御運転される。さらに使用空気量が１００％まで減少すると（図２中ｈ）、圧縮機ユニットＣの回転数がしきい値ＦMCまで減少する。なお、このしきい値ＦMCは、供給先の使用空気量が圧縮機ユニットＣ１台の吐出量で足りる（言い換えれば、最低負荷運転された圧縮機ユニットＢの吐出量分は要しない）量となったときの回転数可変制御機である圧縮機ユニットＣの回転数として、例えば制御装置１に予め記憶（又は適宜設定入力してもよい）されたものである（又はその回転数よりも若干低い値としてもよい）。このとき、上述した図２中ｆのときと同様の制御により、圧縮機ユニットＢ（圧縮機ユニットＣでもよい）が停止される。
【００３５】
このようにして使用空気量が１００％以下まで減少すると、圧縮機ユニットＣは前述した単独運転の場合と同様に制御される。すなわち、使用空気量が１００％〜３０％（図２中ｈ〜ｉ）の範囲では回転数可変制御運転され、これにより空気槽圧力が目標圧力ＰOにほぼ一定に保たれる。一方、使用空気量が３０％（図２中ｉ）より少ない範囲では、空気槽圧力が上限圧力ＰHになると無負荷運転、下限圧力ＰL（本実施の形態では目標圧力ＰOに設定されている。但し、目標圧力ＰOより小さい値に設定してもよい）になると最低負荷運転が繰り返され、例えば無負荷運転が制御装置１（インバータ制御装置６Ｃでもよい）に設けられたタイマＴ３で設定される時間ｔ３だけ持続した場合に、圧縮機ユニットＣが停止される。
【００３６】
次に、供給先の使用空気量が０％から３００％まで増大する場合について説明する。
使用空気量が０％から増加すると空気槽１２内の圧力が減少し、下限圧力ＰL（ここでは目標圧力ＰO）まで減少すると圧縮機ユニットＣ（圧縮機ユニットＡ又はＢでもよい）が起動される。その後、使用空気量が３０％（図２中ｊ）となるまでは圧縮機ユニットＣの無負荷運転と最低負荷運転とが交互に行われる。使用空気量が３０％まで上昇すると圧縮機ユニットＣの回転数可変制御が開始され、使用空気量が３０％〜１００％の範囲では回転数可変制御により空気槽圧力が目標圧力ＰOにほぼ一定に保たれる。
【００３７】
使用空気量が１００％（図２中ｋ）になると、圧縮機ユニットＣの回転数が上昇してしきい値ＦNC（但し、図２には図示せず）に達する。なお、このしきい値ＦNCは、供給先の使用空気量が圧縮機ユニットＣ１台（又は圧縮機ユニットＣと最低負荷運転された圧縮機ユニットＢとの２台）の吐出流量では不足する量まで増加したときの回転数可変制御機である圧縮機ユニットＣの回転数として、例えば制御装置１に予め記憶（又は適宜設定入力してもよい）されたものであり、可変範囲の上限値ＦHCより若干低めの値となっている（図２では煩雑防止のため上限値ＦHCのみ図示）。これは、例えば使用環境等によっては圧縮機ユニットＣの回転数が可変範囲の上限値ＦHCまで上昇しきれない場合があり、その場合にはしきい値を上限値ＦHCとすると制御がうまくいかないためである。このとき、制御装置１から圧縮機ユニットＢに対して起動信号ＳBが出力され圧縮機ユニットＢが起動するとともに、最低速ロック信号ＳBが出力されてこの圧縮機ユニットＢの最低負荷運転が行われる。この圧縮機ユニットＢの最低負荷運転により、回転数可変制御された圧縮機ユニットＣの回転数が追従して減少し、空気槽圧力は一定に保たれる。なおここでは、制御装置１は、圧縮機ユニットＣの回転数がしきい値ＦNCとなった状態が例えばこの制御装置１（インバータ制御装置６Ｃでもよい）に設けられたタイマＴ４に設定される設定時間ｔ４だけ持続され、且つ圧縮機ユニットＢに最低速ロック信号ＳBが出力されていない状態のときに、圧縮機ユニットＢを起動・最低負荷運転させるようになっている。これによりハンチングを防止でき、また誤動作を防止できるようになっている。すなわち、この後、図２中ｋ〜ｌ間において、圧縮機ユニットＢが最低負荷運転された状態で圧縮機ユニットＣの回転数が使用空気量の増加に追従して上昇し、再び上記しきい値ＦNCとなったときに同様の制御を行わないようになっている。なお、上記圧縮機ユニットＣの回転数がしきい値ＦNCまで上昇したときに起動させるのは圧縮機ユニットＡでもよい。すなわち、停止中の圧縮機ユニットのいずれか１台であればよい。また、その後最低負荷運転とするのは圧縮機ユニットＣでもよい。すなわち、運転中の圧縮機ユニットのいずれか１台であればよい。
【００３８】
使用空気量が１３０％（図２中ｌ）まで増加すると、圧縮機ユニットＣの回転数が再度しきい値ＦNC（但し、図２には図示せず）まで上昇する。これにより、制御装置１から圧縮機ユニットＢへ出力されている最低速ロック信号ＳBが解除され、回転数可変制御信号ＳBが出力されて圧縮機ユニットＢが回転数可変制御運転されるとともに、圧縮機ユニットＣに全速ロック信号ＳCが出力されて圧縮機ユニットＣが全負荷に固定されて運転される。なおここでは、制御装置１は、圧縮機ユニットＣの回転数がしきい値ＦNCとなった状態が例えば制御装置１（インバータ制御装置６Ｃでもよい）に設けられたタイマＴ５に設定される設定時間ｔ５だけ持続され、且つ圧縮機ユニットＢに最低速ロック信号ＳBが出力されている場合に、圧縮機ユニットＢを回転数可変制御運転させるようになっている。なお、ここで全負荷運転されるのは圧縮機ユニットＢでもよい。すなわち、運転中の圧縮機ユニットのいずれか１台であればよい。
【００３９】
この後、図２中ｌ〜ｍ間では、圧縮機ユニットＣは全負荷運転されつつ、圧縮機ユニットＢの回転数が回転数可変制御により使用空気量の増加に追従して上昇することで、空気槽圧力はほぼ目標圧力ＰOに一定に保たれる。
【００４０】
使用空気量が２００％（図２中ｍ）になると、上述した図２中ｋのときと同様の制御により、圧縮機ユニットＡが起動されるとともに最低負荷運転される。なお、ここで最低負荷運転とするのは圧縮機ユニットＢでも圧縮機ユニットＣでもよい。すなわち、運転中の圧縮機ユニットのいずれか１台であればよい。
【００４１】
さらに使用空気量が２３０％まで増加すると（図２中ｎ）、上述した図２中ｌのときと同様の制御により、圧縮機ユニットＡが回転数可変制御されるとともに圧縮機ユニットＢ（圧縮機ユニットＡでもよい）が全負荷運転される。
【００４２】
この後、図２中ｎ〜ｏ間においては、圧縮機ユニットＢ及びＣは全負荷運転されつつ、圧縮機ユニットＡの回転数は回転数可変制御により使用空気量の増加に追従して上昇する。これにより、空気槽圧力はほぼ目標圧力ＰOに一定に保たれる。このようにして、使用空気量は３００％に達する（図２中ｏ）。
【００４３】
以上において、制御装置１は特許請求の範囲各項記載の運転制御手段を構成し、圧縮機本体４Ａ，４Ｂ，４Ｃは複数の圧縮機を構成し、インバータ制御装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃは電動機の回転数をそれぞれ所定の下限値から上限値までの可変範囲内で可変制御する複数のインバータを構成し、圧力センサ３は空気槽内の圧力を検出する圧力検出手段を構成する。また、しきい値ＦMBは第１のしきい値に相当し、しきい値ＦNCは第２のしきい値に相当する。
【００４４】
以上説明したような構成及び動作を行う本発明の圧縮空気製造設備の一実施の形態の効果を以下に説明する。
上記図２において説明したように、圧縮機ユニットＣにおいて、最低負荷運転と無負荷運転とを開始する際の吐出空気量（＝使用空気量）は、全負荷運転時の吐出空気量（＝使用空気量）を１００％とした場合に約３０％である（なお、この値は圧縮機ユニットによって異なる）。本実施の形態では圧縮機ユニットＡ，Ｂについても同様である。すなわち、各圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃは、圧縮機ユニット単体の使用空気量が圧縮機ユニットの全負荷運転時の吐出空気量の約３０％〜１００％の範囲においては回転数可変制御により運転され、使用空気量が約３０％より少ない範囲においては最低負荷運転と無負荷運転とが交互に行われる。
【００４５】
ここで、図３は、圧縮機ユニットＡ（又は圧縮機ユニットＢ，Ｃ）単体における使用空気量Ｑに対する消費動力Ｌの特性を表す図である。なお、この図３では、全負荷運転時の吐出空気量（＝使用空気量）及び消費動力を１００％として示している。
この図３に示すように、使用空気量Ｑが全負荷運転時の吐出空気量の約３０％〜１００％の範囲（すなわち回転数可変制御運転される範囲）では、消費動力Ｌは使用空気量Ｑの減少にほぼ比例して直線的に低下する特性を有している。一方、使用空気量Ｑが約３０％より少ない範囲（すなわち、回転数可変制御運転が行えず無負荷運転と最低負荷運転が交互に行われる範囲）では、無負荷運転によって動力を余分に消費する分、使用空気量Ｑに対する消費動力Ｌの低下分が小さくなり、使用空気量Ｑが約３０％〜１００％の範囲と比べて圧縮機ユニットの省エネ特性が悪化する。
【００４６】
図４はこのような消費動力特性を有する圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃを備えた本発明の圧縮空気製造設備の一実施の形態の消費動力特性図である。
この図４において、実線Ｘは本実施の形態の圧縮空気製造設備における使用空気量Ｑと消費動力Ｌとの関係を示しており、その消費動力の低減効果を比較例を用いて以下に説明する。
【００４７】
第１の比較例として、インバータにより回転数可変制御が行われる圧縮機ユニットを単純に並列運転する構造を考える。これを本実施の形態にあてはめて考えると、各圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃが制御装置１からの運転指示を受けず、圧力センサ３で検出した空気槽圧力Ｐに応じてインバータ制御装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃによりそれぞれ回転数可変制御運転される構造である。この第１の比較例の使用空気量Ｑと消費動力Ｌとの関係は図４中破線Ｙのようになる。この第１の比較例においては、使用空気量にかかわらず３台の圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃが全台運転されるので、使用空気量Ｑの減少に応じて直線的に消費動力が減少する理想的な消費動力特性線（図４中原点と使用空気量Ｑ及び消費動力Ｌ３００％の点を結ぶ対角線。但し煩雑防止のため図示せず）に対し、使用空気量Ｑの全範囲において消費動力Ｌが大きくなる特性を有する。
【００４８】
次に第２の比較例として、前述の特開平１１−３４３９８６号公報に記載の従来技術のように回転数可変制御を行う圧縮機を１台のみに限定し、その他の圧縮機については全負荷運転又は停止とする構造を考える。この第２の比較例の使用空気量Ｑと消費動力Ｌとの関係は図４中実線Ｚのようになる。本第２の比較例では圧縮機ユニットの運転台数を使用空気量Ｑに応じて必要最低限の台数とすることができるので、特性線Ｚは使用空気量Ｑのほぼ全範囲に渡って上記の第１の比較例の特性線Ｙよりも下回っている。しかしながら、本第２の比較例では、使用空気量Ｑの増減に伴って圧縮機ユニットの運転台数が増減される度に無負荷運転が行われこととなり、単体使用空気量３０％未満の省エネ特性の悪化する領域（図４中斜線領域）を有することとなる。したがって、本第２の比較例の特性線Ｚは、上記第１の比較例に比べれば前記の理想の消費動力特性線に近づけることはできるものの、この図４に示すように各圧縮機ユニットの単体使用空気量３０％未満の範囲において、余分な動力を消費する領域を有している。
【００４９】
これに対し、本実施の形態においては、図２において前述したように、使用空気量の減少時には、図２中ｅ−ｆ間及びｇ−ｈ間において回転数可変制御された圧縮機ユニットの回転数を下限値に固定し、且つ回転数可変制御機を他の全負荷運転されている圧縮機ユニットに切り換えることで、回転数が下限値より小さくなることを回避する。一方、使用空気量の増加時には、図２中ｋ−ｌ間及びｍ−ｎ間において起動する圧縮機ユニットの回転数を下限値に固定することで、その回転数が下限値より小さくなることを回避する。このようにして、本実施の形態によれば、圧縮機ユニットＣ１台運転時の無負荷運転領域である使用空気量３０％以下の範囲を除く全ての使用空気量の範囲（すなわち使用空気量が３０％以上の範囲、図２中ｄ−ｉ間及びｊ−ｏ間）において、圧縮機ユニットが無負荷運転となるのを回避することができるので、無負荷運転による余分な消費動力がなくなる分、圧縮空気製造設備の消費動力を低減することができる。したがって、本実施の形態の特性線Ｘは、第２の比較例の特性線Ｚと比べて省エネ特性の悪化する領域（図４中斜線領域）分を低減することができた結果、前記の理想の消費動力特性線に極めて近づけることができる。
【００５０】
また、本実施の形態によれば、圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃが無負荷運転となるのを回避することができるので、各圧縮機ユニットに備えられる吸込み絞り弁７Ａ，７Ｂ，７Ｃ及び放気弁９Ａ，９Ｂ，９Ｃ等の無負荷運転時に動作する機器の動作頻度が極めて少なくなり、その結果、それらの機械的寿命を延ばすことができる効果もある。
【００５１】
なお、上記本発明の一実施の形態においては圧縮空気製造設備は３台の圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃを備えるものとしたが、圧縮機ユニットの台数は３台に限るものではなく、２台でもよいし、また４台以上でもよい。
【００５２】
また、上記本発明の一実施の形態では、各圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃの回転数可変制御運転時には、各圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃに備えられるインバータ制御装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃが圧力センサ３で検出した空気槽圧力Ｐに応じて圧縮機本体４Ａ，４Ｂ，４Ｃの回転数をそれぞれ可変制御するようにしたが、これに限らない。すなわち、例えば目標圧力ＰOを制御装置１に記憶（又は適宜設定入力してもよい）するようにし、圧力センサ３で検出した空気槽圧力Ｐに応じてこの制御装置１がＰＩＤ演算により回転数を決定し、インバータ制御装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃを介して圧縮機本体４Ａ，４Ｂ，４Ｃの回転数をそれぞれ可変制御するようにしてもよい。なお、この場合における制御装置１は、請求項６記載の運転制御手段を構成する。
【００５３】
またさらに、上記本発明の一実施の形態では、回転数可変制御を行う圧縮機ユニットの切り換えの順番をＡ→Ｂ→Ｃ（停止時）の順としたが、これに限らず、Ａ→Ｃ→Ｂ、Ｂ→Ａ→Ｃ、Ｂ→Ｃ→Ａ、Ｃ→Ａ→Ｂ、又はＣ→Ｂ→Ａの順番にしてもよい。起動時の順番についても同様にＣ→Ｂ→Ａに限られるものではない。また、回転数可変制御を行う圧縮機ユニットは運転台数の増減の度に必ずしも切り換える必要はなく、例えばＡ→Ｂ→Ｂというように同じ圧縮機ユニットについて連続して回転数可変制御をしてもよいし、例えばＣ→Ｃ→Ｃというように特定の圧縮機ユニットについてのみ回転数可変制御を行うようにしてもよい。図５は、この圧縮機ユニットＣについてのみ回転数可変制御を行う場合の圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃの運転制御方法と動作を表す図である。
【００５４】
この図５において、前述した図２と相違する点は、まず、使用空気量が２３０％まで減少して（図５中ｅ）回転数可変制御された圧縮機ユニットＣの回転数が下限値ＦLCとなったときに、この圧縮機ユニットＣを最低負荷運転とせずに全負荷運転された圧縮機ユニットＡを最低負荷運転とする点である。このとき、圧縮機ユニットＣの回転数は回転数可変制御により追従して上限値ＦHC近傍まで上昇し、これにより空気槽圧力はほぼ目標圧力ＰOに一定に保たれる。また同様に、使用空気量が１３０％まで減少して（図５中ｇ）圧縮機ユニットＣの回転数が再び下限値ＦLCとなったときについても、この圧縮機ユニットＣを最低負荷運転とせずに全負荷運転された圧縮機ユニットＢを最低負荷運転とする。
【００５５】
一方、使用空気量の増加時においては、使用空気量が１３０％まで増加して（図５中ｌ）圧縮機ユニットＣの回転数がしきい値ＦNC（図５には図示せず）となったときに、起動後最低負荷で固定運転した圧縮機ユニットＢの回転数の固定を解除して直接全負荷運転とする点である。このとき、圧縮機ユニットＣの回転数は回転数可変制御により追従して下限値ＦLC近傍まで低下し、これにより空気槽圧力はほぼ目標圧力ＰOに一定に保たれる。また同様に、使用空気量が２３０％まで増加して（図５中ｎ）回転数が再びしきい値ＦNCとなったときについても、最低負荷で固定運転した圧縮機ユニットＡを直接全負荷運転とする。したがって、本変形例においても使用空気量の増減に伴う圧縮機ユニットの運転台数の増減時に圧縮機ユニットが無負荷運転となるのを回避することができるので、無負荷運転による余分な消費動力がなくなる分、圧縮空気製造設備の消費動力を低減することができる。
【００５６】
図６は、本変形例の圧縮空気製造設備の消費動力特性図である。この図６に示すように、本変形例の特性線Ｘ′についても、前述の一実施の形態と同様に省エネ特性の悪化する領域（図６中斜線領域）分を低減することができる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明によれば、圧縮空気供給先の必要風量に応じ、運転制御手段で複数の圧縮機のうちいずれか１台のみの圧縮機をその回転数が可変範囲内となるように回転数可変制御運転し、他の圧縮機については順次回転数を下限値又は上限値に固定して運転する。これにより、供給先の必要風量の増減に伴って圧縮機の運転台数に増減が生じる際にも常に圧縮機の回転数は可変範囲内となり、圧縮機の無負荷運転が行われるのを回避することができる。したがって、無負荷運転による余分な消費動力がなくなる分、圧縮空気製造設備の消費動力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧縮空気製造設備の一実施の形態の全体構成を表したフローである。
【図２】本発明の圧縮空気製造設備の一実施の形態を構成する制御装置による圧縮機ユニットの運転制御方法とその動作を表す図である。
【図３】本発明の圧縮空気製造設備の一実施の形態を構成する圧縮機ユニット単体における使用空気量に対する消費動力の特性を表す図である。
【図４】本発明の圧縮空気製造設備の一実施の形態の消費動力特性図である。
【図５】本発明の圧縮空気製造設備の一実施の形態の変形例における、制御装置による圧縮機ユニットの運転制御方法とその動作を表す図である。
【図６】本発明の圧縮空気製造設備の一実施の形態の変形例の消費動力特性図である。
【符号の説明】
１ 制御装置（運転制御手段）
２ 空気槽
３ 圧力センサ（圧力検出手段）
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ 圧縮機本体（圧縮機）
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ 電動機
６Ａ，６Ｂ，６Ｃ インバータ制御装置（インバータ）
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータにより回転数を可変制御される電動機によって駆動される圧縮機を複数台備えた圧縮空気製造設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、圧縮空気製造設備は、空気を圧縮する複数の圧縮機と、これら圧縮機をそれぞれ駆動する複数の電動機と、これら電動機の回転数をそれぞれ所定の下限値から上限値までの可変範囲内において可変制御する複数のインバータと、上記複数の圧縮機から吐出される圧縮空気を合流させる空気槽と、この空気槽内の圧力を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段の検出した圧力に基づき上記複数の圧縮機をそれぞれのインバータを介して制御する運転制御手段とを備えている。
【０００３】
このような圧縮空気製造設備としては、例えば特開平１１−３４３９８６号公報に記載のものがある。ここでは、回転数可変制御を行う圧縮機を１台のみに限定し、その他の圧縮機についてはその回転数を可変範囲の上限値（全負荷運転）とするか又は停止する。すなわち、例えば供給先の必要風量が減少する際には、その必要風量の減少に合わせて回転数可変制御されている圧縮機の回転数が低下し、必要風量がその回転数可変制御された圧縮機の吐出空気量分を要さない量まで減少したらその圧縮機を停止して、残りの圧縮機のうちのいずれか１台を回転数可変制御する。一方、供給先の必要風量が増加する際には、その必要風量の増加に合わせて回転数可変制御された圧縮機の回転数が上昇し、必要風量が運転中の圧縮機のみでは足りない量まで増加したら、その圧縮機の回転数を上限値に固定して運転し、停止中の圧縮機のいずれか１台を起動して回転数可変制御する。このようにすることで、例えばインバータにより回転数可変制御が行われる複数の圧縮機を単純に並列運転するような場合と比べ、特に必要風量が少ない領域において圧縮機の運転台数を少なくすることができるので、消費動力を小さくして動力低減を図ることができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３４３９８６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では以下のような課題が存在する。
すなわち、一般に、インバータを介して圧縮機の回転数可変制御を行う場合、圧縮機の回転数は、インバータ及び圧縮機を駆動する電動機等によって定まる所定の下限値から上限値までの可変範囲内において制御されるため、可変範囲の下限値より小さくなることはない。このため、供給先の必要風量が少なく圧縮機の回転数を可変範囲の下限値より小さくする必要がある場合には、通常、回転数をその下限値で一定とした上で、圧縮機の吸込み側に配設された吸込み絞り弁の閉塞及び圧縮機の吐出側に配設された放気弁の開放による無負荷運転を必要に応じて行うことで、供給先の必要風量に応じた圧縮空気の容量制御を行う。したがって、このような圧縮機の無負荷運転を行う場合には動力を余分に消費することとなり、省エネ特性が悪化する傾向にある。
【０００６】
上記従来技術では、上述したように供給先の必要風量の増減に伴って圧縮機の運転台数も増減するが、必要風量の減少の際には停止される圧縮機の回転数が低下して下限値となった時点から上記無負荷運転をされることとなり、必要風量の増加の際には起動される圧縮機の回転数が上昇して下限値となるまで無負荷運転されることとなる。したがって、上記従来技術では供給先の必要風量の増減に伴う圧縮機の運転台数の増減の度に余分な動力を消費する無負荷運転が行われることとなり、省エネルギの観点において更なる改善の余地がある。
【０００７】
本発明の目的は、消費動力を低減することができる圧縮空気製造設備を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明の圧縮空気製造設備は、複数の圧縮機と、これら圧縮機をそれぞれ駆動する複数の電動機と、これら電動機の回転数をそれぞれ所定の下限値から上限値までの可変範囲内で可変制御する複数のインバータと、圧縮空気供給先の必要風量の増減に応じて、前記複数の圧縮機のうちのいずれか１つを、回転数を前記可変範囲内となるようにしつつ前記インバータを介した回転数可変制御によって運転するとともに、それ以外の他の圧縮機を、順次回転数を前記インバータを介して前記下限値又は前記上限値に固定して運転する運転制御手段とを備えるものとする。
【０００９】
一般に、インバータを介して圧縮機の回転数可変制御を行う場合、圧縮機の回転数は、インバータ及び圧縮機を駆動する電動機等によって定まる所定の下限値から上限値までの可変範囲内において可変制御されるため、可変範囲の下限値より小さくなることはない。このため、圧縮空気供給先の必要風量が少なく圧縮機の回転数を可変範囲の下限値より小さくする必要がある場合には、通常、回転数をその下限値で一定とした上で、圧縮機の吸込み側に配設された吸込み絞り弁の閉塞及び圧縮機の吐出側に配設された放気弁の開放による無負荷運転を必要に応じて行うことで、供給先の必要風量に応じた容量制御を行う。したがって、このような圧縮機の無負荷運転を行う場合には動力を余分に消費することとなり、圧縮空気製造設備の省エネ特性が悪化する。
【００１０】
本発明においては、圧縮空気供給先の必要風量に応じて、運転制御手段で複数の圧縮機のうちいずれか１台のみの圧縮機をインバータを介した回転数可変制御によって運転する。このとき、運転制御手段は、この回転数可変制御される圧縮機の回転数が可変範囲内となるようにしつつ、これ以外の他の圧縮機を順次インバータを介して下限値又は上限値に固定して運転する。これにより、例えば供給先の必要風量の増減に伴って圧縮機の運転台数に増減が生じても、圧縮機の回転数は常に可変範囲内となるように運転される。この結果、回転数が下限値より小さくなって圧縮機の無負荷運転が行われるのを回避することができるので、圧縮機の運転台数の増減の度に無負荷運転が行われる前述の従来技術のような構造と比べ、無負荷運転による余分な消費動力がなくなる分、圧縮空気製造設備の消費動力を低減することができる。
【００１１】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記運転制御手段は、前記複数の圧縮機のうちの少なくとも１つの回転数を前記上限値に固定した状態で、前記回転数可変制御されたいずれか１つの圧縮機の回転数が低下して前記下限値となった場合に、前記複数の圧縮機のうちの運転中であるもののいずれか１つの回転数を前記下限値に固定するとともに、前記複数の圧縮機のうち運転中のものにおいて回転数を前記上限値に固定して運転する台数を１つ減らすものとする。
【００１２】
本発明においては、例えば圧縮空気供給先の必要風量が減少した場合に、運転制御手段で回転数可変制御が行われている圧縮機（以下、先の圧縮機と記述する）の回転数を低下させる。これにより、この先の圧縮機の回転数が可変範囲の下限値に達すると、例えばこの先の圧縮機の回転数を下限値に固定することでその回転数が下限値より小さくなることを防止し、同時に回転数可変制御を行う対象機を例えば回転数を上限値に固定して運転されている他の圧縮機（以下、後の圧縮機と記述する）に切り換える。これにより、さらに必要風量が減少した場合でも、後の圧縮機の回転数が回転数可変制御により必要風量の減少に追従して低下することで、先の圧縮機の回転数については下限値に固定した状態のままで必要風量に応じた容量制御を行うことができる。本発明によれば、このようにして供給先の必要風量が減少した際に回転数可変制御された圧縮機が無負荷運転となるのを回避することができるので、圧縮空気製造設備の消費動力を低減することができる。
【００１３】
（３）上記（１）又は（２）において、また好ましくは、前記運転制御手段は、前記複数の圧縮機のうちのいずれか１つの回転数を前記下限値に固定した状態で、前記回転数可変制御されたいずれか１つの圧縮機の回転数が低下して第１のしきい値になった場合に、前記下限値に固定した圧縮機の回転数の固定を解除するとともに、前記複数の圧縮機のうちの運転中であるもののいずれか１つを停止するものとする。
【００１４】
本発明においては、複数の圧縮機のうちのいずれか１台の回転数が下限値に固定された状態において、供給先の必要風量がこの回転数を下限値に固定した圧縮機の吐出空気量分を要しない量まで減少したときの回転数可変制御されている圧縮機の回転数を、第１のしきい値として例えば運転制御手段に予め設定入力しておく。これにより、複数の圧縮機のうちのいずれか１台の圧縮機の回転数が下限値に固定された状態において、供給先の必要風量が減少し、回転数可変制御されている圧縮機の回転数が低下して第１のしきい値となった場合には、回転数を下限値に固定した圧縮機の吐出空気量分を要しない量まで減少したとみなすことができるので、運転制御手段によって例えばその回転数を下限値に固定して運転した圧縮機の回転数の固定を解除し、停止する。このようにすることで、供給先の必要風量の減少に伴って圧縮機の運転台数を減少させる際に圧縮機が無負荷運転となるのを回避することができ、且つ、圧縮機の運転台数を供給先の必要風量に応じた必要最低限の台数とすることができる。したがって、圧縮空気製造設備の消費動力を確実に低減することができる。
【００１５】
（４）上記（１）乃至（３）のいずれかにおいて、また好ましくは、前記運転制御手段は、前記複数の圧縮機のうちの少なくとも１つが停止した状態で、前記回転数可変制御されたいずれか１つの圧縮機の回転数が増大して第２のしきい値となった場合に、前記停止した圧縮機のうちいずれか１つを起動するとともに、前記複数の圧縮機のうちの運転中であるもののいずれか１つの回転数を前記下限値に固定するものとする。
【００１６】
本発明においては、複数の圧縮機のうちの少なくとも１台が停止した状態において、供給先の必要風量が運転中の圧縮機の吐出空気量では不足する量まで増加したときの回転数可変制御された圧縮機の回転数を、第２のしきい値として例えば運転制御手段に予め設定入力しておく。これにより、複数の圧縮機のうちの少なくとも１台が停止した状態において、供給先の必要風量が増加し、回転数可変制御されている圧縮機の回転数が上昇して第２のしきい値となった場合には、供給先の必要風量が運転中の圧縮機の吐出空気量では不足する量まで増加したとみなすことができるので、運転制御手段によって停止した圧縮機のうちのいずれか１台を起動すると同時に、例えばこの起動した圧縮機の回転数を下限値に固定して運転する。なおこのとき、他の回転数可変制御された圧縮機の回転数が追従して低下するので、供給先の必要風量に応じた圧縮空気の容量制御は問題なく行われる。このようにして、供給先の必要風量の増加に伴って圧縮機の運転台数が増加する際に圧縮機が無負荷運転されるのを回避することができ、且つ、圧縮機の運転台数を供給先の必要風量に応じた必要最低限の台数とすることができる。したがって、圧縮空気製造設備の消費動力を確実に低減することができる。
【００１７】
（５）上記（１）乃至（４）のいずれかにおいて、また好ましくは、前記運転制御手段は、前記複数の圧縮機のうちのいずれか１つの回転数を前記下限値に固定した状態で、前記回転数可変制御されたいずれか１つの圧縮機の回転数が増大して第２のしきい値となった場合に、前記下限値に固定した圧縮機の回転数の固定を解除するとともに、前記複数の圧縮機のうち運転中のものにおいて回転数を前記上限値に固定して運転する台数を１つ追加することを特徴とする圧縮空気製造設備。
【００１８】
（６）上記（１）乃至（５）のいずれかにおいて、また好ましくは、前記複数の圧縮機から吐出される圧縮空気を合流させる空気槽と、この空気槽内の圧力を検出する圧力検出手段とをさらに備え、前記運転制御手段は、前記圧力検出手段で検出した圧力に応じて前記複数の圧縮機のうちいずれか１つを回転数可変制御によって運転するものとする。
【００１９】
（７）上記目的を達成するために、本発明の圧縮機の制御方法は、圧縮空気供給先の必要風量の増減に応じて、インバータを介し所定の下限値から上限値までの可変範囲内で回転数を可変制御される電動機によって駆動される複数の圧縮機のうち、いずれか１つの圧縮機を、回転数が前記可変範囲内となるようにしつつ前記インバータを介した回転数可変制御によって運転するとともに、それ以外の他の圧縮機を、順次回転数を前記インバータを介して前記下限値又は前記上限値に固定して運転する方法とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の圧縮空気製造設備の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の圧縮空気製造設備の一実施の形態の全体構成を表したフローである。なお、図中実線の矢印は空気の流れ、破線の矢印は信号の流れを示している。
【００２１】
この図１において、圧縮空気製造設備は３台の圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃと、これら圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃを制御する制御装置１と、圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃから吐出される圧縮空気が合流され、この合流された圧縮空気を供給先へ供給する空気槽２と、この空気槽２内の圧力を検出する圧力センサ３とを備えている。
【００２２】
上記圧縮機ユニットＡ（又は圧縮機ユニットＢ，Ｃ、以下かっこ内対応関係同様）は、空気を圧縮する圧縮機本体４Ａ（又は圧縮機本体４Ｂ，４Ｃ）と、この圧縮機本体４Ａ（又は圧縮機本体４Ｂ，４Ｃ）を駆動する電動機５Ａ（又は電動機５Ｂ，５Ｃ）と、この電動機５Ａ（又は電動機５Ｂ，５Ｃ）の回転数を可変範囲内において可変制御するインバータ制御装置６Ａ（又はインバータ制御装置６Ｂ，６Ｃ）とを備えている。このインバータ制御装置６Ａ（又はインバータ制御装置６Ｂ，６Ｃ）には上記圧力センサ３で検出した空気槽圧力Ｐが入力されるようになっており、インバータ制御装置６Ａ（又はインバータ制御装置６Ｂ，６Ｃ）はこの入力された空気槽圧力Ｐと例えばこのインバータ制御装置６Ａ（又はインバータ制御装置６Ｂ，６Ｃ）に予め記憶（又は適宜設定入力してもよい）された目標圧力ＰOとに基づきＰＩＤ演算を行い、決定した回転数で電動機５Ａ（又は電動機５Ｂ，５Ｃ）を駆動することで、圧縮機本体４Ａ（又は圧縮機本体４Ｂ，４Ｃ）の回転数可変制御運転を行うようになっている。
【００２３】
この回転数可変制御運転においては、圧縮機本体４Ａ（又は圧縮機本体４Ｂ，４Ｃ）の回転数はインバータ制御装置６Ａ（又はインバータ制御装置６Ｂ，６Ｃ）及び電動機５Ａ（又は電動機５Ｂ，５Ｃ）等によって定まる所定の下限値ＦLA（又は下限値ＦLB，ＦLC）から上限値ＦHA（又は上限値ＦHB，ＦHC）までの可変範囲内において可変制御されるため、その回転数を上記下限値ＦLA（又は下限値ＦLB，ＦLC）より小さい値に可変させることはできない。このため、供給先の圧縮空気使用量が少なくなり、インバータ制御装置６Ａ(又はインバータ制御装置６Ｂ，６Ｃ)による回転数可変制御によって圧縮機本体４Ａ（又は圧縮機本体４Ｂ，４Ｃ）の回転数が低下して可変範囲の下限値ＦLA（又は下限値ＦLB，ＦLC）に達するような場合には、以下のような運転が行われるようになっている。なお、ここでは、説明を簡単にするために、圧縮空気製造設備が圧縮機ユニットＡ（又は圧縮機ユニットＢ，Ｃ）を単体で備えているものとして説明する。
【００２４】
まず、インバータ制御装置６Ａ（又はインバータ制御装置６Ｂ，６Ｃ）によって電動機５Ａ（又は電動機５Ｂ，５Ｃ）の回転数が下限値ＦLA（又は下限値ＦLB，ＦLC）に固定される（以下、この状態の運転を最低負荷運転と記述する）。このとき、供給先の使用空気量がこの最低負荷運転された圧縮機ユニットＡ（又は圧縮機ユニットＢ，Ｃ）の吐出空気量よりも少ない場合には、空気槽２内の圧力が上昇する。この結果、圧力センサ３で検出する空気槽圧力Ｐが上昇して例えばインバータ制御装置６Ａ（又はインバータ制御装置６Ｂ，６Ｃ）に予め記憶（又は適宜設定入力してもよい）された上限圧力ＰHに達すると、インバータ制御装置６Ａ（又はインバータ制御装置６Ｂ，６Ｃ）により、圧縮機本体４Ａ（又は圧縮機本体４Ｂ，４Ｃ）の吸込み側に配設された吸込み絞り弁７Ａ（又は吸込み絞り弁７Ｂ，７Ｃ）が閉塞され、吐出側に配設された吐出配管８Ａ（又は吐出配管８Ｂ，８Ｃ）から分岐して設けられた放気弁９Ａ（又は放気弁９Ｂ，９Ｃ）が開放される（以下、この状態の運転を無負荷運転と記述する）。この無負荷運転時には、上記吐出配管８Ａ（又は吐出配管８Ｂ，８Ｃ）の放気弁９Ａ（又は放気弁９Ｂ，９Ｃ）より下流側に設けられた逆止弁１０Ａ（又は逆止弁１０Ｂ，１０Ｃ）が閉塞して空気槽２に圧縮空気が送られないため、空気槽２内の圧力が減少する。この結果、圧力センサ３で検出した空気槽圧力Ｐが減少して例えばインバータ制御装置６Ａ（又はインバータ制御装置６Ｂ，６Ｃ）に予め記憶（又は適宜設定入力してもよい）された下限圧力ＰLに達すると、上記吸込み絞り弁７Ａ（又は吸込み絞り弁７Ｂ，７Ｃ）が開放され、放気弁９Ａ（又は放気弁９Ｂ，９Ｃ）が閉塞されて、圧縮空気が空気槽２に送られる。すなわち、再び最低負荷運転が行われる。このようにして、供給先の使用空気量が圧縮機ユニットＡ（又は圧縮機ユニットＢ，Ｃ）の最低負荷運転時の吐出空気量よりも少ない場合には、最低負荷運転と無負荷運転とが交互に行われるようになっている。
【００２５】
また、圧縮機ユニットＡ（又は圧縮機ユニットＢ，Ｃ）は、吸込みフィルター１１Ａ（又は吸込みフィルター１１Ｂ，１１Ｃ）と、アフタークーラ１２Ａ（又はアフタークーラ１２Ｂ，１２Ｃ）とを備えている。すなわち、電動機５Ａ（又は電動機５Ｂ，５Ｃ）の回転によって圧縮機本体４Ａ（又は圧縮機本体４Ｂ，４Ｃ）内のスクリューロータ（図示せず）が回転駆動されることにより、空気が上記吸込みフィルター１１Ａ（又は吸込みフィルター１１Ｂ，１１Ｃ）及び吸込み絞り弁７Ａ（又は吸込み絞り弁７Ｂ，７Ｃ）を介して圧縮機本体４Ａ（又は圧縮機本体４Ｂ，４Ｃ）内へ吸入され、この圧縮機本体４Ａ（又は圧縮機本体４Ｂ，４Ｃ）で圧縮・昇圧され高温となった圧縮空気は吐出配管８Ａ（又は吐出配管８Ｂ，８Ｃ）を通って上記アフタークーラ１２Ａ（又はアフタークーラ１２Ｂ，１２Ｃ）で冷却され、空気槽２へ送られるようになっている。
【００２６】
以上のように構成される圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃのインバータ制御装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃは、その回転数ＦA，ＦB，ＦCをそれぞれ前記の制御装置１に出力する。制御装置１は、この入力された回転数ＦA，ＦB，ＦCに応じ、各圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃのインバータ制御装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃに対してそれぞれ運転指示信号ＳA，ＳB，ＳCを出力する。これにより、各インバータ制御装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃは、この入力された運転指示信号ＳA，ＳB，ＳCに応じて圧縮機本体４Ａ，４Ｂ，４Ｃの運転状態（運転、停止、全負荷運転（後述）、最低負荷運転、回転数可変制御運転）を決定する。制御装置１は、このようにして運転指示信号ＳA，ＳB，ＳCを各圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃのインバータ制御装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃにそれぞれ出力することで、圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃのうち１台だけに対し回転数可変制御を行い、必要に応じて１台だけを最低負荷運転し、その他の圧縮機ユニットについてはその回転数を可変範囲の上限値ＦHA（又は上限値ＦHB，ＦHC）に固定して運転（以下、全負荷運転と記述する）又は停止するとともに、圧縮機ユニットの運転台数が供給先の使用空気量に対して必要最低限となるように運転制御を行うようになっている。以下、この制御装置１による圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃの運転制御方法及びその動作の詳細内容を図２を用いて説明する。
【００２７】
図２は、この制御装置１による圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃの運転制御方法とそのときの圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃの動作を表す図である。なお、制御装置１は回転数可変制御を行う圧縮機ユニットの順番について予め記憶（又は適宜設定入力してもよい）できるようになっており、本実施の形態においてはその順番をＡ→Ｂ→Ｃ（停止時）及びＣ→Ｂ→Ａ（起動時）としている。
【００２８】
まず、供給先の使用空気量が３００％から０％まで減少する場合の制御方法及び動作について説明する。なお、ここでは圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃが３台とも全負荷運転されているときの吐出空気量（＝使用空気量）を３００％としている。また、圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃの運転時には、インバータ制御装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃは常に制御装置１に対してその回転数ＦA，ＦB，ＦCを出力するようになっている。
【００２９】
供給先の使用空気量が３００％（図２中ｄ）であるとき、制御装置１から圧縮機ユニットＢ，Ｃ（正確にはインバータ制御装置６Ｂ，６Ｃ）に対して全負荷運転するように指示する運転指示信号（以下、全速ロック信号と記述する）ＳB，ＳCが出力され、これによりインバータ制御装置６Ｂ，６Ｃは圧縮機本体４Ｂ，４Ｃの回転数を可変範囲の上限値ＦHB，ＦHCに固定して運転する。また、圧縮機ユニットＡ（正確にはインバータ制御装置６Ａ）に対しては回転数可変制御運転を行うように指示する運転指示信号（以下、回転数可変制御信号と記述）ＳAが出力され、これによりインバータ制御装置６Ａは圧力センサ３で検出した空気槽圧力Ｐを入力し、この空気槽圧力Ｐに応じて圧縮機本体４Ａの回転数を可変制御する。このようにして、空気槽１２内の圧力はほぼ目標圧力ＰOに一定に制御される。
【００３０】
使用空気量が３００％から徐々に減少すると（図２中ｄ〜ｅ間）、圧縮機ユニットＢ，Ｃ（正確には圧縮機本体４Ｂ，４Ｃ）については全負荷運転されつつ、圧縮機ユニットＡ（正確には圧縮機本体４Ａ）の回転数が回転数可変制御により使用空気量の減少に追従して減少する。これにより空気槽圧力はほぼ目標圧力ＰOに一定に保たれる。
【００３１】
使用空気量が２３０％まで減少すると（図２中ｅ）、圧縮機ユニットＡの回転数は下限値ＦLAまで低下し、圧縮機ユニットＡは最低負荷運転となる。このとき、制御装置１から圧縮機ユニットＡに対して回転数を下限値ＦLAに固定するように指示する運転指示信号（以下、最低速ロック信号と記述する）ＳAが出力されて圧縮機ユニットＡが最低負荷に固定されて運転されるとともに、圧縮機ユニットＢへ出力されている全速ロック信号ＳBが解除され、この圧縮機ユニットＢに対して回転数可変制御信号ＳBが出力されて圧縮機ユニットＢが回転数可変制御運転される。なお、制御装置１（インバータ制御装置６Ａでもよい）には例えばタイマＴ１が設けられており、圧縮機ユニットＡの回転数が下限値ＦLAとなった状態が上記タイマＴ１に設定された設定時間ｔ１だけ持続されて初めて、回転数可変制御機が圧縮機ユニットＡから圧縮機ユニットＢに切り換わるようになっている。これにより、回転数可変制御機の切換時のハンチングを防止できる。なお、上記圧縮機ユニットＡの回転数が下限値ＦLAまで減少したときに最低負荷運転とするのは圧縮機ユニットＡに限らず、圧縮機ユニットＢでも、圧縮機ユニットＣでもよい。すなわち、運転中の圧縮機ユニットのいずれか１台であればよい。
【００３２】
使用空気量が２３０％からさらに減少すると（図２中ｅ〜ｆ間）、圧縮機ユニットＡは最低負荷運転されつつ、圧縮機ユニットＢの回転数が回転数可変制御により使用空気量の減少に追従して低下する。これにより、空気槽圧力はほぼ目標圧力ＰOに一定に保たれる。
【００３３】
さらに使用空気量が２００％まで減少すると（図２中ｆ）、圧縮機ユニットＢの回転数がしきい値ＦMBまで減少する。なお、このしきい値ＦMBは、供給先の使用空気量が圧縮機ユニットＢ，Ｃの吐出量で足りる（言い換えれば、最低負荷運転された圧縮機ユニットＡの吐出量分は要しない）量となったときの回転数可変制御機である圧縮機ユニットＢの回転数として、例えば制御装置１に予め記憶（又は適宜設定入力してもよい）されたものであり、圧縮機ユニットＢの吐出空気量が全負荷運転時の約７０％（＝１００％−３０％（最低負荷運転されている圧縮機ユニットＡの吐出空気量））となるときの回転数である（又はその回転数よりも若干低い値としてもよい）。このとき、制御装置１から圧縮機ユニットＡへ出力されている最低速ロック信号ＳAが解除されるとともに圧縮機ユニットＡに対して停止信号ＳAが出力され、圧縮機ユニットＡが停止する。なお、この圧縮機ユニットＡの停止により、圧縮機ユニットＢの回転数は回転数可変制御によってしきい値ＦMBから上限値ＦHB近傍まで上昇する。これにより、空気槽圧力はほぼ一定に保たれる。なおここでは、制御装置１は、圧縮機ユニットＢの回転数がしきい値ＦMBとなった状態が例えば制御装置１（インバータ制御装置６Ｂでもよい）に設けられたタイマＴ２に設定される設定時間ｔ２だけ持続され、且つ圧縮機ユニットＡに最低速ロック信号ＳAが出力されていて初めて、圧縮機ユニットＡを停止させるようになっている。これによりハンチングを防止でき、また誤動作を防止できるようになっている。すなわち、この後、図２中ｆ〜ｇ間では、圧縮機ユニットＡが停止した状態で、圧縮機ユニットＢの回転数が使用空気量の減少に追従して上限値ＦHB近傍から徐々に減少するが、再び上記しきい値ＦMBとなったときに同様な制御を行わないようになっている。なお、上記圧縮機ユニットＢの回転数がしきい値ＦMBまで減少したときに停止するのは圧縮機ユニットＡに限らず、圧縮機ユニットＢでも、圧縮機ユニットＣでもよい。すなわち、運転中の圧縮機ユニットのいずれか１台であればよい。
【００３４】
その後、使用空気量が１３０％まで減少すると（図２中ｇ）、上述した図２中ｅのときと同様の制御により、圧縮機ユニットＢ（圧縮機ユニットＣでもよい）が最低負荷運転されるとともに圧縮機ユニットＣ（圧縮機ユニットＢでもよい）が回転数可変制御運転される。さらに使用空気量が１００％まで減少すると（図２中ｈ）、圧縮機ユニットＣの回転数がしきい値ＦMCまで減少する。なお、このしきい値ＦMCは、供給先の使用空気量が圧縮機ユニットＣ１台の吐出量で足りる（言い換えれば、最低負荷運転された圧縮機ユニットＢの吐出量分は要しない）量となったときの回転数可変制御機である圧縮機ユニットＣの回転数として、例えば制御装置１に予め記憶（又は適宜設定入力してもよい）されたものである（又はその回転数よりも若干低い値としてもよい）。このとき、上述した図２中ｆのときと同様の制御により、圧縮機ユニットＢ（圧縮機ユニットＣでもよい）が停止される。
【００３５】
このようにして使用空気量が１００％以下まで減少すると、圧縮機ユニットＣは前述した単独運転の場合と同様に制御される。すなわち、使用空気量が１００％〜３０％（図２中ｈ〜ｉ）の範囲では回転数可変制御運転され、これにより空気槽圧力が目標圧力ＰOにほぼ一定に保たれる。一方、使用空気量が３０％（図２中ｉ）より少ない範囲では、空気槽圧力が上限圧力ＰHになると無負荷運転、下限圧力ＰL（本実施の形態では目標圧力ＰOに設定されている。但し、目標圧力ＰOより小さい値に設定してもよい）になると最低負荷運転が繰り返され、例えば無負荷運転が制御装置１（インバータ制御装置６Ｃでもよい）に設けられたタイマＴ３で設定される時間ｔ３だけ持続した場合に、圧縮機ユニットＣが停止される。
【００３６】
次に、供給先の使用空気量が０％から３００％まで増大する場合について説明する。
使用空気量が０％から増加すると空気槽１２内の圧力が減少し、下限圧力ＰL（ここでは目標圧力ＰO）まで減少すると圧縮機ユニットＣ（圧縮機ユニットＡ又はＢでもよい）が起動される。その後、使用空気量が３０％（図２中ｊ）となるまでは圧縮機ユニットＣの無負荷運転と最低負荷運転とが交互に行われる。使用空気量が３０％まで上昇すると圧縮機ユニットＣの回転数可変制御が開始され、使用空気量が３０％〜１００％の範囲では回転数可変制御により空気槽圧力が目標圧力ＰOにほぼ一定に保たれる。
【００３７】
使用空気量が１００％（図２中ｋ）になると、圧縮機ユニットＣの回転数が上昇してしきい値ＦNC（但し、図２には図示せず）に達する。なお、このしきい値ＦNCは、供給先の使用空気量が圧縮機ユニットＣ１台（又は圧縮機ユニットＣと最低負荷運転された圧縮機ユニットＢとの２台）の吐出流量では不足する量まで増加したときの回転数可変制御機である圧縮機ユニットＣの回転数として、例えば制御装置１に予め記憶（又は適宜設定入力してもよい）されたものであり、可変範囲の上限値ＦHCより若干低めの値となっている（図２では煩雑防止のため上限値ＦHCのみ図示）。これは、例えば使用環境等によっては圧縮機ユニットＣの回転数が可変範囲の上限値ＦHCまで上昇しきれない場合があり、その場合にはしきい値を上限値ＦHCとすると制御がうまくいかないためである。このとき、制御装置１から圧縮機ユニットＢに対して起動信号ＳBが出力され圧縮機ユニットＢが起動するとともに、最低速ロック信号ＳBが出力されてこの圧縮機ユニットＢの最低負荷運転が行われる。この圧縮機ユニットＢの最低負荷運転により、回転数可変制御された圧縮機ユニットＣの回転数が追従して減少し、空気槽圧力は一定に保たれる。なおここでは、制御装置１は、圧縮機ユニットＣの回転数がしきい値ＦNCとなった状態が例えばこの制御装置１（インバータ制御装置６Ｃでもよい）に設けられたタイマＴ４に設定される設定時間ｔ４だけ持続され、且つ圧縮機ユニットＢに最低速ロック信号ＳBが出力されていない状態のときに、圧縮機ユニットＢを起動・最低負荷運転させるようになっている。これによりハンチングを防止でき、また誤動作を防止できるようになっている。すなわち、この後、図２中ｋ〜ｌ間において、圧縮機ユニットＢが最低負荷運転された状態で圧縮機ユニットＣの回転数が使用空気量の増加に追従して上昇し、再び上記しきい値ＦNCとなったときに同様の制御を行わないようになっている。なお、上記圧縮機ユニットＣの回転数がしきい値ＦNCまで上昇したときに起動させるのは圧縮機ユニットＡでもよい。すなわち、停止中の圧縮機ユニットのいずれか１台であればよい。また、その後最低負荷運転とするのは圧縮機ユニットＣでもよい。すなわち、運転中の圧縮機ユニットのいずれか１台であればよい。
【００３８】
使用空気量が１３０％（図２中ｌ）まで増加すると、圧縮機ユニットＣの回転数が再度しきい値ＦNC（但し、図２には図示せず）まで上昇する。これにより、制御装置１から圧縮機ユニットＢへ出力されている最低速ロック信号ＳBが解除され、回転数可変制御信号ＳBが出力されて圧縮機ユニットＢが回転数可変制御運転されるとともに、圧縮機ユニットＣに全速ロック信号ＳCが出力されて圧縮機ユニットＣが全負荷に固定されて運転される。なおここでは、制御装置１は、圧縮機ユニットＣの回転数がしきい値ＦNCとなった状態が例えば制御装置１（インバータ制御装置６Ｃでもよい）に設けられたタイマＴ５に設定される設定時間ｔ５だけ持続され、且つ圧縮機ユニットＢに最低速ロック信号ＳBが出力されている場合に、圧縮機ユニットＢを回転数可変制御運転させるようになっている。なお、ここで全負荷運転されるのは圧縮機ユニットＢでもよい。すなわち、運転中の圧縮機ユニットのいずれか１台であればよい。
【００３９】
この後、図２中ｌ〜ｍ間では、圧縮機ユニットＣは全負荷運転されつつ、圧縮機ユニットＢの回転数が回転数可変制御により使用空気量の増加に追従して上昇することで、空気槽圧力はほぼ目標圧力ＰOに一定に保たれる。
【００４０】
使用空気量が２００％（図２中ｍ）になると、上述した図２中ｋのときと同様の制御により、圧縮機ユニットＡが起動されるとともに最低負荷運転される。なお、ここで最低負荷運転とするのは圧縮機ユニットＢでも圧縮機ユニットＣでもよい。すなわち、運転中の圧縮機ユニットのいずれか１台であればよい。
【００４１】
さらに使用空気量が２３０％まで増加すると（図２中ｎ）、上述した図２中ｌのときと同様の制御により、圧縮機ユニットＡが回転数可変制御されるとともに圧縮機ユニットＢ（圧縮機ユニットＡでもよい）が全負荷運転される。
【００４２】
この後、図２中ｎ〜ｏ間においては、圧縮機ユニットＢ及びＣは全負荷運転されつつ、圧縮機ユニットＡの回転数は回転数可変制御により使用空気量の増加に追従して上昇する。これにより、空気槽圧力はほぼ目標圧力ＰOに一定に保たれる。このようにして、使用空気量は３００％に達する（図２中ｏ）。
【００４３】
以上において、制御装置１は特許請求の範囲各項記載の運転制御手段を構成し、圧縮機本体４Ａ，４Ｂ，４Ｃは複数の圧縮機を構成し、インバータ制御装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃは電動機の回転数をそれぞれ所定の下限値から上限値までの可変範囲内で可変制御する複数のインバータを構成し、圧力センサ３は空気槽内の圧力を検出する圧力検出手段を構成する。また、しきい値ＦMBは第１のしきい値に相当し、しきい値ＦNCは第２のしきい値に相当する。
【００４４】
以上説明したような構成及び動作を行う本発明の圧縮空気製造設備の一実施の形態の効果を以下に説明する。
上記図２において説明したように、圧縮機ユニットＣにおいて、最低負荷運転と無負荷運転とを開始する際の吐出空気量（＝使用空気量）は、全負荷運転時の吐出空気量（＝使用空気量）を１００％とした場合に約３０％である（なお、この値は圧縮機ユニットによって異なる）。本実施の形態では圧縮機ユニットＡ，Ｂについても同様である。すなわち、各圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃは、圧縮機ユニット単体の使用空気量が圧縮機ユニットの全負荷運転時の吐出空気量の約３０％〜１００％の範囲においては回転数可変制御により運転され、使用空気量が約３０％より少ない範囲においては最低負荷運転と無負荷運転とが交互に行われる。
【００４５】
ここで、図３は、圧縮機ユニットＡ（又は圧縮機ユニットＢ，Ｃ）単体における使用空気量Ｑに対する消費動力Ｌの特性を表す図である。なお、この図３では、全負荷運転時の吐出空気量（＝使用空気量）及び消費動力を１００％として示している。
この図３に示すように、使用空気量Ｑが全負荷運転時の吐出空気量の約３０％〜１００％の範囲（すなわち回転数可変制御運転される範囲）では、消費動力Ｌは使用空気量Ｑの減少にほぼ比例して直線的に低下する特性を有している。一方、使用空気量Ｑが約３０％より少ない範囲（すなわち、回転数可変制御運転が行えず無負荷運転と最低負荷運転が交互に行われる範囲）では、無負荷運転によって動力を余分に消費する分、使用空気量Ｑに対する消費動力Ｌの低下分が小さくなり、使用空気量Ｑが約３０％〜１００％の範囲と比べて圧縮機ユニットの省エネ特性が悪化する。
【００４６】
図４はこのような消費動力特性を有する圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃを備えた本発明の圧縮空気製造設備の一実施の形態の消費動力特性図である。
この図４において、実線Ｘは本実施の形態の圧縮空気製造設備における使用空気量Ｑと消費動力Ｌとの関係を示しており、その消費動力の低減効果を比較例を用いて以下に説明する。
【００４７】
第１の比較例として、インバータにより回転数可変制御が行われる圧縮機ユニットを単純に並列運転する構造を考える。これを本実施の形態にあてはめて考えると、各圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃが制御装置１からの運転指示を受けず、圧力センサ３で検出した空気槽圧力Ｐに応じてインバータ制御装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃによりそれぞれ回転数可変制御運転される構造である。この第１の比較例の使用空気量Ｑと消費動力Ｌとの関係は図４中破線Ｙのようになる。この第１の比較例においては、使用空気量にかかわらず３台の圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃが全台運転されるので、使用空気量Ｑの減少に応じて直線的に消費動力が減少する理想的な消費動力特性線（図４中原点と使用空気量Ｑ及び消費動力Ｌ３００％の点を結ぶ対角線。但し煩雑防止のため図示せず）に対し、使用空気量Ｑの全範囲において消費動力Ｌが大きくなる特性を有する。
【００４８】
次に第２の比較例として、前述の特開平１１−３４３９８６号公報に記載の従来技術のように回転数可変制御を行う圧縮機を１台のみに限定し、その他の圧縮機については全負荷運転又は停止とする構造を考える。この第２の比較例の使用空気量Ｑと消費動力Ｌとの関係は図４中実線Ｚのようになる。本第２の比較例では圧縮機ユニットの運転台数を使用空気量Ｑに応じて必要最低限の台数とすることができるので、特性線Ｚは使用空気量Ｑのほぼ全範囲に渡って上記の第１の比較例の特性線Ｙよりも下回っている。しかしながら、本第２の比較例では、使用空気量Ｑの増減に伴って圧縮機ユニットの運転台数が増減される度に無負荷運転が行われこととなり、単体使用空気量３０％未満の省エネ特性の悪化する領域（図４中斜線領域）を有することとなる。したがって、本第２の比較例の特性線Ｚは、上記第１の比較例に比べれば前記の理想の消費動力特性線に近づけることはできるものの、この図４に示すように各圧縮機ユニットの単体使用空気量３０％未満の範囲において、余分な動力を消費する領域を有している。
【００４９】
これに対し、本実施の形態においては、図２において前述したように、使用空気量の減少時には、図２中ｅ−ｆ間及びｇ−ｈ間において回転数可変制御された圧縮機ユニットの回転数を下限値に固定し、且つ回転数可変制御機を他の全負荷運転されている圧縮機ユニットに切り換えることで、回転数が下限値より小さくなることを回避する。一方、使用空気量の増加時には、図２中ｋ−ｌ間及びｍ−ｎ間において起動する圧縮機ユニットの回転数を下限値に固定することで、その回転数が下限値より小さくなることを回避する。このようにして、本実施の形態によれば、圧縮機ユニットＣ１台運転時の無負荷運転領域である使用空気量３０％以下の範囲を除く全ての使用空気量の範囲（すなわち使用空気量が３０％以上の範囲、図２中ｄ−ｉ間及びｊ−ｏ間）において、圧縮機ユニットが無負荷運転となるのを回避することができるので、無負荷運転による余分な消費動力がなくなる分、圧縮空気製造設備の消費動力を低減することができる。したがって、本実施の形態の特性線Ｘは、第２の比較例の特性線Ｚと比べて省エネ特性の悪化する領域（図４中斜線領域）分を低減することができた結果、前記の理想の消費動力特性線に極めて近づけることができる。
【００５０】
また、本実施の形態によれば、圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃが無負荷運転となるのを回避することができるので、各圧縮機ユニットに備えられる吸込み絞り弁７Ａ，７Ｂ，７Ｃ及び放気弁９Ａ，９Ｂ，９Ｃ等の無負荷運転時に動作する機器の動作頻度が極めて少なくなり、その結果、それらの機械的寿命を延ばすことができる効果もある。
【００５１】
なお、上記本発明の一実施の形態においては圧縮空気製造設備は３台の圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃを備えるものとしたが、圧縮機ユニットの台数は３台に限るものではなく、２台でもよいし、また４台以上でもよい。
【００５２】
また、上記本発明の一実施の形態では、各圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃの回転数可変制御運転時には、各圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃに備えられるインバータ制御装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃが圧力センサ３で検出した空気槽圧力Ｐに応じて圧縮機本体４Ａ，４Ｂ，４Ｃの回転数をそれぞれ可変制御するようにしたが、これに限らない。すなわち、例えば目標圧力ＰOを制御装置１に記憶（又は適宜設定入力してもよい）するようにし、圧力センサ３で検出した空気槽圧力Ｐに応じてこの制御装置１がＰＩＤ演算により回転数を決定し、インバータ制御装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃを介して圧縮機本体４Ａ，４Ｂ，４Ｃの回転数をそれぞれ可変制御するようにしてもよい。なお、この場合における制御装置１は、請求項６記載の運転制御手段を構成する。
【００５３】
またさらに、上記本発明の一実施の形態では、回転数可変制御を行う圧縮機ユニットの切り換えの順番をＡ→Ｂ→Ｃ（停止時）の順としたが、これに限らず、Ａ→Ｃ→Ｂ、Ｂ→Ａ→Ｃ、Ｂ→Ｃ→Ａ、Ｃ→Ａ→Ｂ、又はＣ→Ｂ→Ａの順番にしてもよい。起動時の順番についても同様にＣ→Ｂ→Ａに限られるものではない。また、回転数可変制御を行う圧縮機ユニットは運転台数の増減の度に必ずしも切り換える必要はなく、例えばＡ→Ｂ→Ｂというように同じ圧縮機ユニットについて連続して回転数可変制御をしてもよいし、例えばＣ→Ｃ→Ｃというように特定の圧縮機ユニットについてのみ回転数可変制御を行うようにしてもよい。図５は、この圧縮機ユニットＣについてのみ回転数可変制御を行う場合の圧縮機ユニットＡ，Ｂ，Ｃの運転制御方法と動作を表す図である。
【００５４】
この図５において、前述した図２と相違する点は、まず、使用空気量が２３０％まで減少して（図５中ｅ）回転数可変制御された圧縮機ユニットＣの回転数が下限値ＦLCとなったときに、この圧縮機ユニットＣを最低負荷運転とせずに全負荷運転された圧縮機ユニットＡを最低負荷運転とする点である。このとき、圧縮機ユニットＣの回転数は回転数可変制御により追従して上限値ＦHC近傍まで上昇し、これにより空気槽圧力はほぼ目標圧力ＰOに一定に保たれる。また同様に、使用空気量が１３０％まで減少して（図５中ｇ）圧縮機ユニットＣの回転数が再び下限値ＦLCとなったときについても、この圧縮機ユニットＣを最低負荷運転とせずに全負荷運転された圧縮機ユニットＢを最低負荷運転とする。
【００５５】
一方、使用空気量の増加時においては、使用空気量が１３０％まで増加して（図５中ｌ）圧縮機ユニットＣの回転数がしきい値ＦNC（図５には図示せず）となったときに、起動後最低負荷で固定運転した圧縮機ユニットＢの回転数の固定を解除して直接全負荷運転とする点である。このとき、圧縮機ユニットＣの回転数は回転数可変制御により追従して下限値ＦLC近傍まで低下し、これにより空気槽圧力はほぼ目標圧力ＰOに一定に保たれる。また同様に、使用空気量が２３０％まで増加して（図５中ｎ）回転数が再びしきい値ＦNCとなったときについても、最低負荷で固定運転した圧縮機ユニットＡを直接全負荷運転とする。したがって、本変形例においても使用空気量の増減に伴う圧縮機ユニットの運転台数の増減時に圧縮機ユニットが無負荷運転となるのを回避することができるので、無負荷運転による余分な消費動力がなくなる分、圧縮空気製造設備の消費動力を低減することができる。
【００５６】
図６は、本変形例の圧縮空気製造設備の消費動力特性図である。この図６に示すように、本変形例の特性線Ｘ′についても、前述の一実施の形態と同様に省エネ特性の悪化する領域（図６中斜線領域）分を低減することができる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明によれば、圧縮空気供給先の必要風量に応じ、運転制御手段で複数の圧縮機のうちいずれか１台のみの圧縮機をその回転数が可変範囲内となるように回転数可変制御運転し、他の圧縮機については順次回転数を下限値又は上限値に固定して運転する。これにより、供給先の必要風量の増減に伴って圧縮機の運転台数に増減が生じる際にも常に圧縮機の回転数は可変範囲内となり、圧縮機の無負荷運転が行われるのを回避することができる。したがって、無負荷運転による余分な消費動力がなくなる分、圧縮空気製造設備の消費動力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧縮空気製造設備の一実施の形態の全体構成を表したフローである。
【図２】本発明の圧縮空気製造設備の一実施の形態を構成する制御装置による圧縮機ユニットの運転制御方法とその動作を表す図である。
【図３】本発明の圧縮空気製造設備の一実施の形態を構成する圧縮機ユニット単体における使用空気量に対する消費動力の特性を表す図である。
【図４】本発明の圧縮空気製造設備の一実施の形態の消費動力特性図である。
【図５】本発明の圧縮空気製造設備の一実施の形態の変形例における、制御装置による圧縮機ユニットの運転制御方法とその動作を表す図である。
【図６】本発明の圧縮空気製造設備の一実施の形態の変形例の消費動力特性図である。
【符号の説明】
１ 制御装置（運転制御手段）
２ 空気槽
３ 圧力センサ（圧力検出手段）
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ 圧縮機本体（圧縮機）
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ 電動機
６Ａ，６Ｂ，６Ｃ インバータ制御装置（インバータ）
Claims (7)
- 複数の圧縮機と、
これら圧縮機をそれぞれ駆動する複数の電動機と、
これら電動機の回転数をそれぞれ所定の下限値から上限値までの可変範囲内で可変制御する複数のインバータと、
圧縮空気供給先の必要風量の増減に応じて、前記複数の圧縮機のうちのいずれか１つを、回転数を前記可変範囲内となるようにしつつ前記インバータを介した回転数可変制御によって運転するとともに、それ以外の他の圧縮機を、順次回転数を前記インバータを介して前記下限値又は前記上限値に固定して運転する運転制御手段とを備えたことを特徴とする圧縮空気製造設備。 - 請求項１記載の圧縮空気製造設備において、前記運転制御手段は、前記複数の圧縮機のうちの少なくとも１つの回転数を前記上限値に固定した状態で、前記回転数可変制御されたいずれか１つの圧縮機の回転数が低下して前記下限値となった場合に、前記複数の圧縮機のうちの運転中であるもののいずれか１つの回転数を前記下限値に固定するとともに、前記複数の圧縮機のうち運転中のものにおいて回転数を前記上限値に固定して運転する台数を１つ減らすことを特徴とする圧縮空気製造設備。
- 請求項１又は２記載の圧縮空気製造設備において、前記運転制御手段は、前記複数の圧縮機のうちのいずれか１つの回転数を前記下限値に固定した状態で、前記回転数可変制御されたいずれか１つの圧縮機の回転数が低下して第１のしきい値になった場合に、前記下限値に固定した圧縮機の回転数の固定を解除するとともに、前記複数の圧縮機のうちの運転中であるもののいずれか１つを停止することを特徴とする圧縮空気製造設備。
- 請求項１乃至３のいずれか１項記載の圧縮空気製造設備において、前記運転制御手段は、前記複数の圧縮機のうちの少なくとも１つが停止した状態で、前記回転数可変制御されたいずれか１つの圧縮機の回転数が増大して第２のしきい値となった場合に、前記停止した圧縮機のうちいずれか１つを起動するとともに、前記複数の圧縮機のうちの運転中であるもののいずれか１つの回転数を前記下限値に固定することを特徴とする圧縮空気製造設備。
- 請求項１乃至４のいずれか１項記載の圧縮空気製造設備において、前記運転制御手段は、前記複数の圧縮機のうちのいずれか１つの回転数を前記下限値に固定した状態で、前記回転数可変制御されたいずれか１つの圧縮機の回転数が増大して第２のしきい値となった場合に、前記下限値に固定した圧縮機の回転数の固定を解除するとともに、前記複数の圧縮機のうち運転中のものにおいて回転数を前記上限値に固定して運転する台数を１つ追加することを特徴とする圧縮空気製造設備。
- 請求項１乃至５のいずれか１項記載の圧縮空気製造設備において、前記複数の圧縮機から吐出される圧縮空気を合流させる空気槽と、この空気槽内の圧力を検出する圧力検出手段とをさらに備え、前記運転制御手段は、前記圧力検出手段で検出した圧力に応じて前記複数の圧縮機のうちいずれか１つを回転数可変制御によって運転することを特徴とする圧縮空気製造設備。
- 圧縮空気供給先の必要風量の増減に応じて、インバータを介し所定の下限値から上限値までの可変範囲内で回転数を可変制御される電動機によって駆動される複数の圧縮機のうち、いずれか１つの圧縮機を、回転数が前記可変範囲内となるようにしつつ前記インバータを介した回転数可変制御によって運転するとともに、それ以外の他の圧縮機を、順次回転数を前記インバータを介して前記下限値又は前記上限値に固定して運転することを特徴とする圧縮機の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002371370A JP4443109B2 (ja) | 2002-12-24 | 2002-12-24 | 圧縮空気製造設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002371370A JP4443109B2 (ja) | 2002-12-24 | 2002-12-24 | 圧縮空気製造設備 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004204691A true JP2004204691A (ja) | 2004-07-22 |
| JP4443109B2 JP4443109B2 (ja) | 2010-03-31 |
Family
ID=32810267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002371370A Expired - Lifetime JP4443109B2 (ja) | 2002-12-24 | 2002-12-24 | 圧縮空気製造設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4443109B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006063813A (ja) * | 2004-08-25 | 2006-03-09 | Hitachi Industries Co Ltd | ターボ圧縮機システムの運転方法 |
| CN103375406A (zh) * | 2012-04-27 | 2013-10-30 | 阿耐思特岩田株式会社 | 压缩气体供给单元 |
| JP2015203348A (ja) * | 2014-04-14 | 2015-11-16 | オリオン機械株式会社 | 排気システムおよび排気装置制御方法 |
| JP2018013225A (ja) * | 2016-07-22 | 2018-01-25 | 株式会社日立産機システム | 配管、及びそれを備えた圧縮機 |
| JP2018015738A (ja) * | 2016-07-29 | 2018-02-01 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 噴霧装置 |
| CN108138757A (zh) * | 2015-11-13 | 2018-06-08 | 株式会社日立产机系统 | 气体压缩机 |
| CN114562451A (zh) * | 2020-11-27 | 2022-05-31 | 中国石油天然气集团有限公司 | 往复式压缩机组负荷的调节方法、装置、终端及介质 |
-
2002
- 2002-12-24 JP JP2002371370A patent/JP4443109B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006063813A (ja) * | 2004-08-25 | 2006-03-09 | Hitachi Industries Co Ltd | ターボ圧縮機システムの運転方法 |
| JP4496886B2 (ja) * | 2004-08-25 | 2010-07-07 | 株式会社日立プラントテクノロジー | ターボ圧縮機システムの運転方法 |
| CN103375406A (zh) * | 2012-04-27 | 2013-10-30 | 阿耐思特岩田株式会社 | 压缩气体供给单元 |
| JP2013231396A (ja) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Anest Iwata Corp | 圧縮気体供給ユニット |
| JP2015203348A (ja) * | 2014-04-14 | 2015-11-16 | オリオン機械株式会社 | 排気システムおよび排気装置制御方法 |
| CN108138757A (zh) * | 2015-11-13 | 2018-06-08 | 株式会社日立产机系统 | 气体压缩机 |
| CN108138757B (zh) * | 2015-11-13 | 2019-10-18 | 株式会社日立产机系统 | 气体压缩机 |
| US11773855B2 (en) | 2015-11-13 | 2023-10-03 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. | Gas compressor |
| JP2018013225A (ja) * | 2016-07-22 | 2018-01-25 | 株式会社日立産機システム | 配管、及びそれを備えた圧縮機 |
| JP2018015738A (ja) * | 2016-07-29 | 2018-02-01 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 噴霧装置 |
| CN114562451A (zh) * | 2020-11-27 | 2022-05-31 | 中国石油天然气集团有限公司 | 往复式压缩机组负荷的调节方法、装置、终端及介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4443109B2 (ja) | 2010-03-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4248077B2 (ja) | 圧縮機装置 | |
| JP4786443B2 (ja) | 圧縮空気製造設備 | |
| JP5224474B2 (ja) | 圧縮機の容量制御方法及び圧縮装置 | |
| JP2004011597A (ja) | ポンプユニット | |
| JP2008255799A (ja) | ロータリコンプレッサ及びその運転制御方法 | |
| JP2004204691A (ja) | 圧縮空気製造設備及び圧縮機の制御方法 | |
| JP2009515130A (ja) | 多重圧縮機冷却器システムでの能力制御のためのシステムおよび方法 | |
| JP5415484B2 (ja) | 蒸気システム | |
| JP3547314B2 (ja) | 圧縮空気製造装置 | |
| CN104792077B (zh) | 制冷设备及用于制冷设备的压缩机的开机控制方法、装置 | |
| JPH1082391A (ja) | ２段スクリュー圧縮機の制御装置 | |
| KR20190081315A (ko) | 선박용 장치 냉각 시스템 및 방법 | |
| WO2020011126A1 (zh) | 螺杆压缩机系统以及包含该螺杆压缩机系统的换热系统 | |
| JP2005016464A (ja) | 圧縮装置 | |
| JP5163962B2 (ja) | 蒸気システム | |
| KR101521559B1 (ko) | 공기 압축기 병렬 운전 시스템 및 그 제어 방법 | |
| JP4122451B2 (ja) | 圧縮空気製造システム | |
| JP2005140499A (ja) | 冷凍装置 | |
| JP4417178B2 (ja) | 圧縮空気製造システム | |
| JP2004218434A (ja) | 圧縮空気製造装置 | |
| KR20070053939A (ko) | 냉장고 및 그 제어방법 | |
| JP2006312900A (ja) | 圧縮ガス供給装置 | |
| JP2005140498A (ja) | 冷凍装置 | |
| JP4399655B2 (ja) | 圧縮空気製造設備 | |
| JP2020067028A (ja) | 圧縮機 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041026 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080131 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080205 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080407 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080603 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080804 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090210 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090408 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20090414 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091013 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091209 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100112 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100112 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4443109 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130122 Year of fee payment: 3 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |