JP2617330B2 - 圧縮機の運転制御方法 - Google Patents

圧縮機の運転制御方法

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JP2617330B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、空気の使用状態に応じて圧縮機の運転制御
方式を切換えるようにした圧縮機の運転制御方法に関す
る。
[従来の技術] 従来、圧縮機の運転制御方式としては、圧縮機の連続
制御運転(アンローダ制御)と断続制御運転(圧力開閉
器制御)との2方式がある。即ち、圧縮機のモータを停
止することなく、圧縮機の空気吸込口を開放するアンロ
ーダを自動的に作動させて空気タンク内の圧力を所定範
囲内に規制する連続制御運転と、空気タンク内の任意に
設定した空気圧の上限圧,下限圧の信号によって圧縮機
のモータの起動,停止を繰返すことにより空気タンク内
の圧力を自動調整する断続制御運転との2方式が採用さ
れている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記の両方式には、それぞれ長所,短
所がある。例えば連続制御運転においては、アンローダ
時も電力が消費されるので、長時間アンローダとなる場
合は、電気エネルギーの消費が多くなる。また断続制御
運転においては、電気エネルギの節約になるが、圧縮空
気の消費が多いと頻繁にモータの起動,停止が繰返され
るため、モータの過熱,モータの起動,停止による開閉
器の接点の消耗、その他振動等による機械的損耗があ
り、圧縮機の寿命が短くなる等の長所,短所を有してい
る。
従って、これらの両方式における欠点を解消するた
め、圧縮空気の使用状態に応じて両方式を手動により切
換えるようにした制御が使用されているが、圧縮空気の
使用量が急変した場合には、同様に上記の不具合が生じ
る。また継電器を用いて両方式を切換えるようにした制
御も検討されてきているが、構造が複雑になり、コスト
高になるという問題があった。
本発明の目的は、圧縮機の消費電力を軽減し、機械的
損耗が少なく、しかも簡単に制御し得る圧縮機の運転制
御方法を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明の圧縮機の運転制御方法は、互いに逆に接続し
た逆止弁付流量調整弁を介して空気タンク内の圧力を検
出して設定した上限圧および下限圧で圧縮機のモータに
それぞれ停止指令および起動指令を出力する圧力開閉器
と、この圧力開閉器で設定した上限圧および下限圧によ
りそれぞれ若干高い圧力および低い圧力で圧縮機の空気
吸込口開設機構を各々作動および復帰させる自動アンロ
ーダ弁とを具備し、前記逆止弁付流量調整弁による圧力
開閉器に対する圧力変動遅延作用と空気タンク内の昇圧
および降圧速度との相対関係とを利用し、圧縮空気の使
用量の少ない範囲での前記圧力開閉器による断続制御運
転と圧縮空気の使用量の多い範囲での前記自動アンロー
ダ弁による連続制御運転とを自動的に切換えることを特
徴とするものである。
[作 用] 本発明においては、圧縮空気の使用量の少ない場合、
即ち圧力開閉器の下限圧への降圧時間が長い場合は、空
気タンク内の圧力変動と圧力開閉器の圧力変動に時間差
がなく、したがって圧縮機は圧力開閉器の下限圧および
上限圧の信号により起動,停止をする断続制御運転をな
し、圧縮空気の使用量が多い場合は空気タンク内の圧力
変動が急激となるが、圧力開閉器の圧力変動が流量調整
弁によって遅延するため、圧力開閉器の上限圧よりやや
高い圧力で動作し、圧力開閉器の下限圧よりやや低い圧
力で復帰する自動アンローダ弁が作動して圧縮機の空気
吸込口を開放する連続制御運転に自動的に切換えるよう
にすることにより、圧縮機の消費電力を軽減し、機械的
損耗が少なく、しかも簡単な制御システムで実行するこ
とができる。
[実施例] 以下本発明を第1図ないし第4図を参照して説明す
る。まず第1図は本発明の圧縮機の運転制御方法を採用
する圧縮機の制御系を示すもので、同図において、圧縮
機10はモータ1によって駆動される往復圧縮機を示して
いるが、回転圧縮機の場合にも同様な構成でその機能を
持たせることができる。
圧縮機10で作られた圧縮空気は、その吐出口11から空
気通路12を介して空気タンク2に送られる。空気タンク
2には、圧縮空気供給通路13とは別に、圧力検出通路14
を有し、その端部に空気タンク2内の圧力を任意に設定
した上限圧および下限圧を検知する圧力開閉器3を設
け、制御盤7の電磁開閉器を介してモータ1の運転,停
止を制御している。
また圧力検出通路14の途中に2個の逆止弁付流量調整
弁6a,6bを互いに逆にして接続しており、圧力開閉器3
の昇圧時の流量調整は逆止弁付流量調整弁6aが行い、圧
力開閉器3の降圧時の流量調整は逆止弁付流量調整弁6b
が行うようになっている。これらの調整弁6a,6bをそれ
ぞれ適宜流量調整することにより、圧縮空気の使用量に
応じて任意に圧縮機10の断続制御運転と連続制御運転と
を切換えることができる。
さらに空気タンク2の圧力検出通路14の分岐通路14′
に自動アンローダ弁4を設け、その空気通路5を圧縮空
気により圧縮機10の空気吸込口15を開放する後述の吸込
口開放機構16に接続している。この自動アンローダ弁4
は、圧力開閉器3の上限圧よりやや高い圧力に設定した
動作圧の時は空気通路5と空気タンク2(分岐通路1
4′)とが接続されて圧縮機10はアンローダ状態とな
り、圧力開閉器3の下限圧よりやや低い圧力に設定した
復帰圧の時は空気通路5が大気に開放されて圧縮機10は
負荷運転状態となる。
前記の吸込口開放機構16は第3図に示すように圧縮機
10のピストン17が往復動するシリンダ18のシリンダヘッ
ド19に組み込まれている。すなわち、シリンダヘッド19
は仕切20によって空気吸気口15を有する吸込室21と圧縮
空気吐出口11を有する吐出室22とが区画されており、そ
の吸込室21および吐出室22には常時閉じ形の吸込弁23お
よび吐出弁24がそれぞれ設けられている。
本発明によりシリンダヘッド19の吸込室21に設けた吸
込口開放機構16は、前記自動アンローダ弁4の空気通路
5から送られる圧縮空気に応動するアンローダピストン
25が常時スプリング26によって上向きに偏位され、その
ピストンロッド27の先端が吸込弁23に対向するよう構成
されている。
この吸込口開放機構16を備えた圧縮機10においては、
通常の運転時にピストン17の下降により吸込弁23が空気
の圧力差によって押し下げられ、空気吸気口15から入っ
た空気は矢示Y1のように吸込弁23の開いた吸気弁口から
シリンダ18内に流入する。次にピストン17の上昇により
空気圧で吐出弁24が押し上げられ、圧縮空気が矢示Y2
ように吐出弁24の開いた吐出弁口から出て圧縮空気吐出
口11から空気通路12を経て空気タンク2に送り込まれ
る。
また自動アンローダ弁4が動作して空気通路5から吸
込口開放機構16のアンローダピストン25の上部に圧縮空
気が送られると、アンローダピストン25が押し下げられ
てそのピストンロッド27で吸込弁23を押圧解放してアン
ローダ状態になる。自動アンローダ弁4が復帰すると、
空気通路5が大気に解放されてアンローダピストン27が
スプリング26で押し上げられて吸込弁23が再び閉じ状態
となり、圧縮機10は負荷運転状態となる。
次に以上の制御系を備えた圧縮機10における本発明の
運転制御方法を第1図、第2図および第4図を用いて説
明する。第2図は第1図の配管展開図であり、第4図は
運転状態における空気タンク2と圧力開閉器3との圧力
の時間変化を示すものである。
第1図および第2図において、圧縮機10が停止してい
る時は、空気タンク2の圧力は圧力開閉器3の上限圧に
達していないので圧力開閉器3はONになっており、自動
アンローダ弁4も第2図の実線で示す復帰位置にある。
この状態で電源が投入されると、制御盤7の電磁開閉器
が閉じてモータ1が回転して圧縮機10は運転に入る。圧
縮機10で作られた圧縮空気は、空気通路12を経て空気タ
ンク2内に送り込まれ、その中の空気圧が第4図の空気
タンク圧力特性P1に沿うて上昇していく。
空気タンク2内の空気圧P1が第4図の自動アンローダ
弁4の動作圧に達すると、自動アンローダ弁4が第2図
の点線に示すように作動して空気タンク2と空気通路5
とを通路14,14′を通して連通する。この自動アンロー
ダ弁4の動作によって圧縮空気が空気通路5から吸込口
開放機構16のアンローダピストン25に作用し、そのピス
トンロッド27で吸込弁23を押圧して吸込弁口を開放する
ことにより圧縮機10はアンローダ状態となる。
この時、圧力開閉器3の圧力は、第4図の圧力開閉器
圧力特性P2に示すように逆止弁付流量調整弁6aの流量調
整すなわち絞り効果によって上限圧より遥かに低いレベ
ルにある。この状態で空気タンク2内の圧縮空気を使用
すると、空気タンク2の空気圧P1が自動アンローダ弁4
の復帰圧まで降下して自動アンローダ弁4が第2図の実
線位置に復帰する。この自動アンローダ弁4の復帰によ
って空気通路5と空気タンク2とは遮断されて空気通路
5は大気開放され、吸込口開放機構16のアンローダピス
トン26が上昇して吸込弁23は閉じる。
この吸込弁23は開閉を繰返して圧縮機10が負荷運転を
する連続制御運転となる。このとき、圧力開閉器3の圧
力P2は、逆止弁付流量調整弁6a,6bの流量調整すなわち
絞り効果により空気タンク2の空気圧P1の変動に大幅に
遅延しながら追随していくが、空気タンク2内の圧縮空
気の使用量が多いと空気タンク2の空気圧P1の変動が速
く、圧力開閉器3の圧力P2が上限圧に達し得ずして圧縮
機10は第4図に示すような連続制御運転が続行される。
ここで空気タンク2の圧縮空気の使用量が少なくなる
と、アンローダ状態が長くなり、第4図のように圧力開
閉器3の圧力P2′が漸次上昇して上限圧に達すると、圧
力開閉器3がOFFして制御盤7の電磁開閉器が開いてモ
ータ1は停止する。この時に空気タンク2内の圧縮空気
が使用されると、第4図の空気タンク2内の空気圧P1
が降下して圧力開閉器3の圧力P2′が下限圧に達すれ
ば、圧力開閉器3がONして制御盤7の電磁開閉器を閉じ
てモータ1が回転する。
圧力開閉器3がONする時点では、逆止弁付流量調整弁
6bの絞り効果により空気タンク2の空気圧P1′は自動ア
ンローダ弁4の復帰圧まで既に降下しており、自動アン
ローダ弁4は復帰していてモータ1の回転と同時に負荷
運転に入り、圧縮機10は第4図のように断続制御運転が
続行される。
このように本発明による圧縮機の制御運転方法におい
ては、連続制御運転と断続制御運転とが圧縮空気の使用
量に応じて切換えることができ、空気タンク2の圧縮空
気の使用量に応じて最適な圧縮機の運転制御を行うこと
ができる。
[発明の効果] 以上のように本発明においては、連続制御運転時にア
ンローダ運転が長く続くと断続制御運転に切換わり、断
続運転時に空気タンクの空気圧の降下が急激になれば連
続制御運転に切換わるようにしたので、電気エネルギの
消費が低減でき、圧縮機の機械的損耗が少なくなり、圧
縮機の寿命を延ばすことができるなどの効果を有するも
のである。
【図面の簡単な説明】
第1図に本発明による圧縮機の制御運転方法を採用する
圧縮機の制御系統図、第2図は第1図の配管展開図、第
3図は本発明に使用する吸込口開放機構を示す説明図、
第4図は本発明における連続制御運転および断続制御運
転における自動アンローダ弁と圧力開閉器の圧力の時間
変化を示す特性図である。 1……圧縮機のモータ 2……空気タンク 3……圧力開閉器 4……自動アンローダ弁 5……空気通路 6a,6b……逆止弁付流量調整弁 7……制御盤(電磁開閉器) 10……圧縮機 11……吐出口 12……圧縮空気通路 13……圧縮空気供給通路 14……圧力検出通路 14′……分岐通路 15……空気吸込口 16……吸込口開放機構 23……吸込弁 24……吐出弁 25……アンローダピストン 27……ピストンロッド

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】互いに逆に接続した逆止弁付流量調整弁を
    介して空気タンク内の圧力を検出して設定した上限圧お
    よび下限圧で圧縮機のモータにそれぞれ停止指令および
    起動指令を出力する圧力開閉器と、この圧力開閉器で設
    定した上限圧および下限圧によりそれぞれ若干高い圧力
    および低い圧力で圧縮機の空気吸込口開放機構を各々作
    動および復帰させる自動アンローダ弁とを具備し、前記
    逆止弁付流量調整弁による圧力開閉器に対する圧力変動
    遅延作用と空気タンク内の昇圧および降圧速度との相対
    関係とを利用し、圧縮空気の使用量の少ない範囲での前
    記圧力開閉器による断続制御運転と圧縮空気の使用量の
    多い範囲での前記自動アンローダ弁による連続制御運転
    とを自動的に切換えることを特徴とする圧縮機の運転制
    御方法。
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