JP2715470B2

JP2715470B2 - コンプレッサ自動発停装置

Info

Publication number: JP2715470B2
Application number: JP22944788A
Authority: JP
Inventors: 正幸山後
Original assignee: HOKUETSU INDUSTRIES CO., LTD.
Current assignee: HOKUETSU INDUSTRIES CO., LTD.
Priority date: 1988-09-13
Filing date: 1988-09-13
Publication date: 1998-02-18
Anticipated expiration: 2013-02-18
Also published as: JPH0278777A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明はコンプレッサの自動発停装置に関する。

（従来技術）一般に、コンプレッサは消費側（負荷側）の消費空気
量に応じて容量制御装置を制御して消費側における空気
配管内圧力を適正に保つように制御している。従って、
この制御を行うためには消費側の圧力変化を圧力検出装
置によって検出してコンプレッサをアンロードもしくは
フルロードとすることにより容量制御を行っている。ま
た、消費側における消費空気量は常に不定でアンロード
時間が長く継続する場合には電力の節減を図るため、自
動的にコンプレッサを停止させたり、また空気消費が開
始されたときには再始動して圧縮空気の供給を開始する
いわゆる自動発停装置が用いられている。この場合、コ
ンプレッサの停止条件としては、運転後一定時間コンプ
レッサが継続して運転され、かつ、アンロード時間が一
定時間継続されるという２つの条件が満足されているか
否かによってその停止判断が成されるようになってい
る。

（発明が解決しようとする課題）以上で説明した２つの条件はモータ冷却及び消費側空
気量の減少が一時的なものかを判定するために必要であ
り、このためコンプレッサを停止させるまでのアンロー
ド時間を比較的長く（１〜３分程度）とる必要があり、
これにより無駄なアンロード運転が長くなるという問題
がある。また、消費側の配管容量が小さい場合には、配
管からのエア洩れにより一旦アンロードとなってもすぐ
に負荷運転に復帰するため前記アンロード運転状態が一
定時間継続されることは少なく、よって停止されること
はほとんどない場合もあって充分な省エネ効果が得られ
なかった。また通常、コンプレッサは始動電流軽減のた
めレシーバタンク圧力が完全に抜け切った状態で始動さ
せる必要があるため、前記レシーバタンク圧力が抜ける
までの間、再始動を禁止する始動インターロック機能を
備えており、停止後すぐに始動できないように設定され
ている。そのため停止直後に圧縮空気の消費開始があっ
たときには直ちに再始動できないため、使用機器の動作
に多くの支障をきたすことがあった。そのため、フルロ
ードへの復帰圧力を高くしたり、停止するまでのアンロ
ード時間を長くとる方法がとられている。このように従
来の自動発停装置は前述した２つの条件を全て満たすこ
とは少なく、コンプレッサを効率的に停止させることが
なかなかできず、十分な省エネ効果を得ることができな
かった。

本発明は、前記課題に基づいて成されたものであり、
コンプレッサの停止時間を長くして効率的な省エネを図
ることのできるコンプレッサ自動発停装置を提供するこ
とを目的とするものである。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、低圧モータを用いたコンプレッサ自動発停
装置において、コンプレッサのアンロード時間を求める
とともに、前記モータ始動後の前記コンプレッサのアン
ロード時間を累積する計時手段と、前記コンプレッサの
アンロード期間におけるコンプレッサの消費側圧力の低
下の割合を検出してこの割合に基づき消費側圧力が再始
動圧力に達するまでの所要時間を算出する演算手段と、
前記アンロード時間が前記演算に必要な所定の時間を越
え、前記アンロードの累積時間が前記モータ始動時の発
熱を冷却するのに要する冷却待時間を越えるとともに、
前記所要時間が前記コンプレッサの再始動インターロッ
ク時間以上であるときに前記コンプレッサを停止させる
制御手段とを備えたものである。

また、本発明は、高圧モータを用いたコンプレッサ自
動発停装置において、コンプレッサのアンロード時間を
求め、前記モータ始動後の前記コンプレッサのアンロー
ド時間を累積するとともに、モータ始動後の経過時間を
求める計時手段と、前記コンプレッサのアンロード期間
におけるコンプレッサの消費側圧力の低下の割合を検出
してこの割合に基づき消費側圧力が再始動圧力に達する
までの所要時間を算出する演算手段と、前記アンロード
時間が前記演算に必要な所定の時間を越え、前記アンロ
ードの累積時間が前記モータ始動時の発熱を冷却するの
に要する冷却待時間を越え、前記所要時間が前記コンプ
レッサの再始動インターロック時間以上であるととも
に、前記経過時間が一定時間を越えたときに前記コンプ
レッサを停止させる制御手段とを備えたものである。

また、本発明は、高圧モータを用いたコンプレッサ自
動発停装置において、コンプレッサのアンロード時間を
求めるとともに、前記モータ始動後の前記コンプレッサ
のアンロード時間を累積する計時手段と、所定時間内の
発停回数を計数する計数手段と、前記コンプレッサのア
ンロード期間におけるコンプレッサの消費側圧力の低下
の割合を検出してこの割合に基づき消費側圧力が再始動
圧力に達するまでの所要時間を算出する演算手段と、前
記アンロード時間が前記演算に必要な所定の時間を越
え、前記アンロードの累積時間が前記モータ始動時の発
熱を冷却するのに要する冷却待時間を越え、前記所要時
間が前記コンプレッサの再始動インターロック時間以上
であるとともに、前記発停回数が規定値以内であるとき
に前記コンプレッサを停止させる制御手段とを備えたも
のである。

（作用）本発明では、コンプレッサのアンロード期間における
コンプレッサの消費側圧力の低下の割合を検出してこの
割合に基づき消費側圧力が再始動圧力に達するまでの所
要時間を算出、つまり予想し、この所要時間がコンプレ
ッサの再始動インターロック時間以上であるときにコン
プレッサを停止させることにより、無駄なアンロード時
間を極力減らしつつ、かつ再始動圧力を高く設定するこ
となく、モータの停止時間を再始動インターロック時間
以上にする。なお、アンロード時間が前記演算に必要な
所定の時間を越えることを条件にしているのは、予想で
ある前記所要時間を妥当なものとするためである。これ
とともに、モータ始動後に累積されるアンロードの累積
時間がモータ始動時の発熱を冷却するのに要する冷却待
時間を越えたときにコンプレッサを停止させるので、連
続するアンロード時間が設定時間を越えることを停止条
件にする場合とは異なり、消費側空気量の減少が一時的
なものである場合を除外しながら、かつ、モータの確実
な冷却を確保しながら、無駄なアンロード時間を減らす
ことができる。以上のことから、コンプレッサを効率的
に停止させることができ、省エネを図ることができる。

なお、モータが高圧モータである場合には、その始動
器の熱的制約条件のためにモータ始動後所定時間モータ
を停止させられないので、コンプレッサの停止条件をさ
らに付加する。すなわち、モータ始動後の経過時間を求
め、経過時間が一定時間を越えたときにコンプレッサを
停止させるようにする。あるいは、モータ始動後の経過
時間が一定時間を越えるという条件が、この一定時間内
での発停回数が規定値以内であるという条件に変形でき
ることに基づいて、所定時間内の発停回数を計数し、発
停回数が規定値以内であるときにコンプレッサを停止さ
せるようにする。

（実施例）以下、図面に基づいて本発明の一実施例を詳述する。
第１図において、コンプレッサ１はモータ2,コンプレッ
サ本体3,レシーバタンク４及び逆止弁５から構成されて
おり、コンプレッサ本体３の出力空気はレシーバタンク
４に蓄えられた後、逆止弁５を介して消費側に導かれて
いる。また、圧力スイッチ６は消費側の圧力を検出する
ためのものである。

自動発停装置７はA/D変換器8,演算部9,タイマ10,デー
タ設定部11,信号出力部12及びモータ運転用コンタクタ1
3から構成されており、圧力スイッチ６より検出された
消費側の圧力はA/D変換器８によりA/D変換され演算部９
へ送られ、また演算部９にはタイマ10から計時信号が、
データ設定部11から予めコンプレッサの種類，用途等に
応じてセットされた種々のデータが送られ、演算部９は
これらのデータに基づいてコンプレッサを発進又は停止
させる発進信号と停止信号を信号出力部12へ出力する。
この信号出力部12としては例えばリレーなどの駆動手段
で構成することができ、演算部９から出力される発進信
号又は停止信号によってコンプレッサ１を自動発停する
ものである。前記演算部９は、演算手段の他、前記タイ
マ10とともに計時手段および計数手段をなし、前記信号
出力部12とともに制御手段をなすものである。

第２図は消費側圧力とコンプレッサ１の運転状態との
関係を示しており、コンプレッサ１が始動してフルロー
ドになると消費側圧力は上昇し、この圧力がアンロード
圧力P₁に達すると、自動発停制御装置７の制御により、
コンプレッサ１はアンロードとなり、この圧力がフルロ
ード圧力P₂まで低下すると再びフルロード復帰する。ま
た、P₃は再始動圧力であり、コンプレッサ１が停止状態
にあるとき、消費側圧力がその再始動圧力P₃まで低下す
ると、コンプレッサ１は自動発停制御装置７によって発
進される。

次に、コンプレッサ１のモータ２が低圧モータの場合
について演算部９により演算されるコンプレッサ１の停
止条件を詳述する。第２図に示すように、通常、コンプ
レッサ１はアンロードとフルロードを繰り返し負荷側の
圧力をアンロード圧力P₁とフルロード圧力P₂との間に維
持するように制御される。ここで、コンプレッサ１のモ
ータ２は始動電流によって発熱するため、停止前に必ず
所定時間T₁の間アンロードにして冷却した後停止しなけ
ればならず、この時間T₁を冷却待時間と称する。そし
て、演算部９は圧力センサ６及びタイマ10からデータを
取り組み、コンプレッサ１始動後のアンロード時間を累
積する。そして、この累積時間と冷却待時間T₁とが次式
を満足するか否かを判定する。

t₁₁＋…＋t_1n≧T₁ このようにアンロード時間の累積がT₁を越えるとモー
タ２が十分に冷却されて何時でも停止可能となる。

また、演算部９はアンロード期間にあるとき圧力低下
の割合を検出し、この割合に基づいてその時点から再始
動圧力P₃に達するまでの所要時間t₃を算出する。すなわ
ち、Δt₂間の圧力変化ΔＰから、圧力低下の割合ΔP/Δ
t₂を求め、この割合から再始動圧力P₃に達するまでの所
要時間t₃を算出する。そして、次式を満足するか否かを
判定する。

t₃≧T₃ ここで、T₃は再始動インターロック時間（コンプレッ
サ停止後のオートレリーフ放出待ちのための時間）であ
り、コンプレッサ１が停止後、再始動可能になるまでに
要する時間である。そして、式を満足することはコン
プレッサ１の停止時間が再始動インターロック時間以上
あることであり、コンプレッサ１を停止することが可能
となる。

さらに、演算部９は各々アンロードとなった時点でア
ンロードになってから経過した経過時間t₄が前記式及
び式を演算するのに必要な所定の時間T₄を越えたか否
かを判定する。

t₄≧T₄ このようにして、演算部９は随時，，の条件を
判定し、全ての条件が満たされたとき停止信号を出力し
てコンプレッサ１をアンロード状態から停止させる。こ
の場合アンロード時間の累積や圧力低下の割合等を演算
することは短時間で済み、随時アンロードの累積時間が
モータ２の冷却待時間に達したか否か、コンプレッサ１
の予想停止時間が再始動インターロック時間以上あるか
否か及びアンロードとなった経過時間が前記演算に必要
な所定の時間越えたか否かを判定し、これらを満足した
ときにコンプレッサ１を停止させるため、コンプレッサ
１の状態及び消費側空気の減少量を実際に正確に把握し
ながらコンプレッサ１を停止させているので、無駄なア
ンロード時間をできるだけ少なくし、停止時間を長くで
きるため、効率的な省エネを図ることができる。また、
式のように、コンプレッサ１の停止時間か再始動イン
ターロック時間以上であることを確認して停止させるた
め、コンプレッサの再始動圧力を低く設定でき、その結
果より一層コンプレッサ１の停止時間を長くすることが
できる。

なお、式は次式のように変形することもできる。

（フルロード運転累積時間）・k₁＋（アンロード累積時間）・k₂≧T₁ ′ ここでk₁,k₂はモータ２の機種によって異なるが、モ
ータ２の許容電流に対する実際の負荷電流との差で定ま
る負荷率に応じた係数である。この′式を式の代り
に判定してもほぼ同じ効果が得られる。また予め、デー
タ設定部11にはコンプレッサ１の種類，用途に応じて、
時間T₁,T₃,T₄及び圧力P₁,P₂,P₃をセットしておく。

次に、モータ２として高圧モータを使用した場合につ
いて詳述する。高圧モータの場合、リアクトルもしくは
コンドルファ等の始動器が設けられており、この始動器
の熱的制約条件からモータの発停回路が制約を受ける。
例えば60秒定格のリアクトル始動器において、リアクト
ル短絡時間を５秒，リアクトルの冷却時間を３時間とし
た場合、５秒×３時間/60秒＝15分となり、モータ始動後15分間はモータを停止させること
ができない。従って、モータ始動後、一定時間T₅を経過
していることが４番目の条件となり、演算部９は始動後
の経過時間ｔとこの時間T₅とを比較しｔ≧T₅ であるか否かを判定する。

また、この４番目の条件は一定時間内での発停回数が
規定回数Ｍ以内であるとする５番目の条件に変形するこ
とができる。すなわち、前記例を用いれば１時間当り４
回の発停が可能となり、演算部９は単位時間当りの発停
回数ｍとこの規定回数Ｍとを比較しｍ≦Ｍの場合、停止を可能とする。このようにして、高圧モー
タを使用した場合、前記低圧モータにおける〜の条
件の他に又はの条件が満されているかどうかが演算
部９によって判定される。なお、の条件はの条件に
対して、散発的に発生する圧力低下により始動した場合
でも一定時間T₅を待たなくともすぐに停止するため、無
駄なアンロード運転の時間を減らすことができる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明の
要旨の範囲内で種々変形できる。

［発明の効果］以上詳述したように本発明によれば、コンプレッサを
自動発停で停止させるに際して、消費側空気量の減少が
一時的なものである場合を除外し、かつ、モータの確実
な冷却を確保しながら、無駄なアンロード時間を減らす
ことができるとともに、再始動圧力も低く設定でき、コ
ンプレッサの停止時間を長くし効率的な省エネを図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略説明図，第２図は
コンプレッサ始動後の圧力変化を示すグラフである。１……コンプレッサ２……モータ６……圧力スイッチ９……演算部 10……タイマ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】低圧モータを用いたコンプレッサ自動発停
装置において、コンプレッサのアンロード時間を求める
とともに、前記モータ始動後の前記コンプレッサのアン
ロード時間を累積する計時手段と、前記コンプレッサの
アンロード期間におけるコンプレッサの消費側圧力の低
下の割合を検出してこの割合に基づき消費側圧力が再始
動圧力に達するまでの所要時間を算出する演算手段と、
前記アンロード時間が前記演算に必要な所定の時間を越
え、前記アンロードの累積時間が前記モータ始動時の発
熱を冷却するのに要する冷却待時間を越えるとともに、
前記所要時間が前記コンプレッサの再始動インターロッ
ク時間以上であるときに前記コンプレッサを停止させる
制御手段とを備えたことを特徴とするコンプレッサ自動
発停装置。
【請求項２】高圧モータを用いたコンプレッサ自動発停
装置において、コンプレッサのアンロード時間を求め、
前記モータ始動後の前記コンプレッサのアンロード時間
を累積するとともに、モータ始動後の経過時間を求める
計時手段と、前記コンプレッサのアンロード期間におけ
るコンプレッサの消費側圧力の低下の割合を検出してこ
の割合に基づき消費側圧力が再始動圧力に達するまでの
所要時間を算出する演算手段と、前記アンロード時間が
前記演算に必要な所定の時間を越え、前記アンロードの
累積時間が前記モータ始動時の発熱を冷却するのに要す
る冷却待時間を越え、前記所要時間が前記コンプレッサ
の再始動インターロック時間以上であるとともに、前記
経過時間が一定時間を越えたときに前記コンプレッサを
停止させる制御手段とを備えたことを特徴とするコンプ
レッサ自動発停装置。
【請求項３】高圧モータを用いたコンプレッサ自動発停
装置において、コンプレッサのアンロード時間を求める
とともに、前記モータ始動後の前記コンプレッサのアン
ロード時間を累積する計時手段と、所定時間内の発停回
数を計数する計数手段と、前記コンプレッサのアンロー
ド期間におけるコンプレッサの消費側圧力の低下を割合
を検出してこの割合に基づき消費側圧力が再始動圧力に
達するまでの所要時間を算出する演算手段と、前記アン
ロード時間が前記演算に必要な所定の時間を越え、前記
アンロードの累積時間が前記モータ始動時の発熱を冷却
するのに要する冷却待時間を越え、前記所要時間が前記
コンプレッサの再始動インターロック時間以上であると
ともに、前記発停回数が規定値以内であるときに前記コ
ンプレッサを停止させる制御手段とを備えたことを特徴
とするコンプレッサ自動発停装置。