JP2011117347A - 圧縮機の容量制御方法及び圧縮装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】圧縮流体を発生するロードと、前記圧縮流体を発生しないアンロードとを切り替える制御を含む圧縮機の容量制御方法において、前記圧縮機がアンロードに切り替わった時点を開始点としてアンロードからロードまでのサイクル運転をし、前記開始点から予め設定された時間が経過した時点で前記圧縮機をロードからアンロードに切り替える時間サイクル制御を行なうとともに、前記圧縮機の吐出圧力を検知し、前記吐出圧力が予め設定された上限圧力を超えた場合に前記時間サイクル制御より優先させて前記圧縮機をロードからアンロードに切り替える上限圧力制御を行なうようにした。
【選択図】図2
Description
図7は、従来の圧縮機の容量制御方法の一例を説明する圧力動作図である。一般に、圧縮機のロード時は、負荷側の消費空気量よりも圧縮機の吐出量の方が多いため吐出圧力は上昇していく。この吐出圧力を検知し、吐出圧力に応じて、上限圧力Phと下限圧力Plとの間で圧縮機をアンロードまたはロードに切り替えて、配管圧力が一定範囲内となるように制御している。
例えば、特許文献1(特許第2684715号公報)には、圧力センサで検出した消費側圧力の変化から圧縮機のアンロードとフルロードの繰り返し時間を求め、この繰り返し時間が所定時間より長いときにアンロード開始圧力を予め設定された許容可変範囲で下降させるとともに、繰り返し時間が所定時間より短いときにアンロード開始圧力を許容可変範囲で上昇させる方法が開示されており、アンロード開始圧力をフルロード開始圧力に近づけることで消費電力の節減を図っている。
なお、本発明において、圧縮機をアンロードの状態にする方法は、圧縮機を駆動するモータを停止する方法、圧縮機の駆動はそのまま続け、圧縮機の吸い込み側を閉鎖する方法、圧縮機の駆動はそのまま続け、圧縮機の吸い込み側を開放する方法、圧縮機の駆動はそのまま続け、吐出側を開放して使用側に出さない方法などが挙げられる。
このように、吐出圧力の下限値でアンロードからロードに切り替えることにより、圧縮機を適正な圧力範囲内で運転できる。
時間サイクル制御では、アンロード時間が長い場合やロードに切り替わっても圧力が十分に上がっていない場合であっても、前記開始点から前記予め設定された時間が経過したらアンロードに切り替える制御が行なわれるため、吐出圧力が上限最小値を超えていないとアンロードに切り替わらないように制限を加えることで、圧縮機の運転に不具合が生じることを防止できる。
これは、上記した上限最小値を設定する場合と同様に、ロード時間が時間最小値を超えていないとアンロードに切り替わらないように制限を加えることで、圧縮機の運転に不具合が生じることを防止できる。
さらに、前記制御手段の前記時間サイクル制御部は、前記開始点から前記予め設定された時間が経過した時点で前記圧縮機の前記吐出圧力が予め設定された上限最小値以下である場合、前記アンロード手段を動作させない制限が設けられていることが好ましい。
さらにまた、前記制御手段の前記時間サイクル制御部は、前記開始点から前記予め設定された時間が経過した時点で前記圧縮機のロード時間が予め設定された時間最小値以下である場合、前記アンロード手段を動作させない制限が設けられていることが好ましい。
また、圧縮機の吐出圧力が上限圧力を超えた場合には、時間サイクル制御より優先させて圧縮機をロードからアンロードに切り替える上限圧力制御を行なうことにより、圧縮機を適正な圧力範囲内で運転できる。
同図では、圧縮機10をアンロードの状態にするアンロード手段として、圧縮機10のモータ11を停止する電磁開閉器12を用いた構成につき例示しているが、アンロード手段はこれに限定されるものではない。
アンロード手段は他にも、(1)吸気弁を用いた手段や(2)放風弁を用いた手段などが挙げられる。具体的には、(1)吸気弁を用いた手段は、圧縮機の駆動はそのまま続け、吸気弁を可変して圧縮機の吸気量を絞ることにより無負荷運転する。これは、主にスクリュー式圧縮機に適用される。また、吸気弁を用いた別の手段は、圧縮機の駆動はそのまま続け、吸気弁を開放することにより無負荷運転する。これは、主にレシプロ式圧縮機に適用される。(2)放風弁を用いた手段は、圧縮機の駆動はそのまま続け、吐出側に設けられた放風弁を開放して無負荷運転する。
タイマ16は、圧縮機10がアンロードに切り替わった時点を開始点t0として時間を計測する。
演算部17は、時間サイクル制御部18と上限圧力制御部19とを有する。
時間サイクル制御部18は、図2に示すように、圧縮機10がアンロードに切り替わった時点を開始点t0としてアンロードからロードまでのサイクル運転をし、開始点から予め設定された設定運転時間Tが経過した時点tで圧縮機10をロードからアンロードに切り替える時間サイクル制御を行なう。
上限圧力制御部19は、圧力センサ14で検知された吐出圧力Pが予め設定された上限圧力PHを超えた場合に、時間サイクル制御部18より優先させて圧縮機10をロードからアンロードに切り替える上限圧力制御を行なう。
設定運転時間Tは、時間サイクル制御でロードからアンロードに切り替える時間であり、例えば圧縮機の寿命、あるいはアンロードからロードまでの平均時間等に基づいて設定され、その設定方法は特に限定されない。
上限圧力PHは、圧縮機自体に設定されている上限圧力、または圧縮流体の消費率等に基づいて設定され、その設定方法は特に限定されない。
このように、制御手段15により、吐出圧力の下限値PLでアンロードからロードに切り替えることにより、圧縮機10を適正な圧力範囲内で運転できる。
図3は第1実施形態に係る圧縮機の容量制御方法を示すフローチャートで、図4は第1実施形態に係る圧縮機の圧力動作図である。第1実施形態は、図1及び図2に示した基本的な容量制御方法に制限条件を付加した構成を備える。この制限条件は、時間サイクル制御にて、開始点t0から設定運転時間Tが経過した時点で圧縮機10の吐出圧力Pが予め設定された上限最小値PHmin以下である場合、圧縮機10をロードからアンロードに切り替えないように制限するものである。なお、上限最小値PHminは、上限圧力PHよりも低い値に設定される。
ロード運転では、制御手段15により電磁開閉器12をONに制御し、モータ11を回転させて圧縮機10を駆動する。圧縮機10の吸気ポートから圧縮室に吸い込まれた作動流体は、モータ11の駆動により圧縮されて吐出ポートより吐出される。吐出空気は空気タンク21に溜められ、所定の圧力まで上昇する。
制御手段15の上限圧力制御部19で、圧力センサ14により検知された吐出圧力Pが記憶部20に格納された上限圧力PHを超えているか否かを判定し(S15)、吐出圧力が上限圧力PHを超えていたら、ロード運転からアンロード運転に切り替える(S11)。
図5は第2実施形態に係る圧縮機の容量制御方法を示すフローチャートで、図6は第2実施形態に係る圧縮機の圧力動作図である。第2実施形態は、上記した第1実施形態とは別の制限条件を付加した構成を備える。この制限条件は、時間サイクル制御にて、開始点t0から設定運転時間Tが経過した時点で圧縮機10のロード時間t2が予め設定された時間最小値Tmin以下である場合、圧縮機10をロードからアンロードに切り替えないように制限するものである。なお、時間最小値Tminは、設定運転時間Tより短く設定される。
圧力センサ14により圧縮機10の吐出圧力Pを検知し、この吐出圧力Pが、記憶部20に格納されている下限圧力PL未満であるか否かを制御手段15により判定し(S23)、吐出圧力Pが下限圧力PL未満となったらアンロード運転からロード運転に切り替える(S24)。
また、ロード運転の開始と同時に、制御手段15の別のタイマ16´をスタートさせ、ロード運転時間t2を計測する(S25)。
制御手段15の上限圧力制御部19で、圧力センサ14により検知された吐出圧力Pが記憶部20に格納された上限圧力PHを超えているか否かを判定し(S26)、吐出圧力が上限圧力PHを超えていたら、ロード運転からアンロード運転に切り替える(S21)。
11 モータ
12 電磁開閉器
14 圧力センサ
15 制御手段
16 タイマ
17 演算部
18 時間サイクル制御部
19 上限圧力制御部
20 記憶部
21 空気タンク
Claims (8)
- 圧縮機のロードとアンロードとを切り替える制御を含む圧縮機の容量制御方法において、
前記圧縮機がアンロードに切り替わった時点を開始点としてアンロードからロードまでのサイクル運転をし、前記開始点から予め設定された時間が経過した時点で前記圧縮機をロードからアンロードに切り替える時間サイクル制御を行なうとともに、
前記圧縮機の吐出圧力を検知し、前記圧縮機のロード中に前記吐出圧力が予め設定された上限圧力を超えた場合に前記時間サイクル制御より優先させて前記圧縮機をロードからアンロードに切り替える上限圧力制御を行なうことを特徴とする圧縮機の容量制御方法。 - 前記圧縮機のアンロード中に、前記圧縮機の前記吐出圧力が予め設定された下限圧力未満となったら前記圧縮機をアンロードからロードに切り替えることを特徴とする請求項1に記載の圧縮機の容量制御方法。
- 前記時間サイクル制御にて、前記開始点から前記予め設定された時間が経過した時点で前記圧縮機の前記吐出圧力が予め設定された上限最小値以下である場合、前記圧縮機をロードからアンロードに切り替えない制限を設けたことを特徴とする請求項1または2に記載の圧縮機の容量制御方法。
- 前記時間サイクル制御にて、前記開始点から前記予め設定された時間が経過した時点で前記圧縮機のロード時間が予め設定された時間最小値以下である場合、前記圧縮機をロードからアンロードに切り替えない制限を設けたことを特徴とする請求項1または2に記載の圧縮機の容量制御方法。
- 圧縮流体を生成する圧縮機と、
前記圧縮機の吐出圧力を検知する圧力センサと、
前記圧縮機をアンロードの状態にするアンロード手段と、
前記アンロード手段を制御して前記圧縮機のロードとアンロードとを切り替える制御手段とを備えた圧縮装置において、
前記制御手段は、
前記圧縮機がアンロードに切り替わった時点を開始点として時間を計測するタイマと、前記タイマで計測された時間が予め設定された時間になった時、前記圧縮機をロードからアンロードに切り替えるように前記アンロード手段を制御する時間サイクル制御部と、前記圧力センサで検知された吐出圧力が予め設定された上限圧力を超えた場合、前記時間サイクル制御部より優先させて前記圧縮機をロードからアンロードに切り替えるように前記アンロード手段を制御する上限圧力制御部とを有することを特徴とする圧縮装置。 - 前記制御手段は、前記圧縮機のアンロード中に、前記吐出圧力が予め設定された下限圧力未満となったら前記圧縮機をアンロードからロードに切り替えることを特徴とする請求項5に記載の圧縮装置。
- 前記制御手段の前記時間サイクル制御部は、前記開始点から前記予め設定された時間が経過した時点で前記圧縮機の前記吐出圧力が予め設定された上限最小値以下である場合、前記アンロード手段を動作させない制限が設けられていることを特徴とする請求項5または6に記載の圧縮装置。
- 前記制御手段の前記時間サイクル制御部は、前記開始点から前記予め設定された時間が経過した時点で前記圧縮機のロード時間が予め設定された時間最小値以下である場合、前記アンロード手段を動作させない制限が設けられていることを特徴とする請求項5または6に記載の圧縮装置。
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