JP2737207B2 - コンプレッサ自動発停方法 - Google Patents

コンプレッサ自動発停方法

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JP2737207B2 JP4267189A JP4267189A JP2737207B2 JP 2737207 B2 JP2737207 B2 JP 2737207B2 JP 4267189 A JP4267189 A JP 4267189A JP 4267189 A JP4267189 A JP 4267189A JP 2737207 B2 JP2737207 B2 JP 2737207B2
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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方法に関する。
(従来の技術) 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している。そして、この
制御を行うには消費側の空気配管内圧力の変化を圧力検
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消費側圧力を適正圧力
範囲に維持するようにしている。また、消費側における
消費空気量は常に不定であり、アンロード期間が長く接
続する場合には電力の節減を図るめに自動的にコンプレ
ッサを停止させ、一方、空気消費が開始されたときに再
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は
運転後停止制限時間以上コンプレッサが継続して運転さ
れ、かつ、アンロード期間が一定時間以上継続されると
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
止判断がなされ、またコンプレッサの再始動は停止後再
始動制限時間を経過しているか否かによってその再始動
判断がなされている。
これを第7図を参照して説明すると、コンプレッサ運
転開始後一定の停止制限時間T1以上の期間アンロード開
始圧力P1とフルロード開始圧力P2との間でアンロードと
フルロードが継続して繰り返され、かつアンロード期間
が一定時間T2以上継続された時点Aでコンプレッサが停
止し、その後停止期間が再始動制限時間T3以上経過し、
かつ、消費側圧力が再始動圧力P3に達した時点Bで再始
動するようになっている。
(発明が解決しようとする課題) 前記従来技術における2つの停止条件はモータの冷却
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
でのアンロード期間を比較的長い時間T2(1〜3分程
度)に設定する必要がある。したがって、コンプレッサ
停止時点Aにおける消費側の空気配管内圧力はアンロー
ド開始圧力P1より相当低下しており、このため停止時点
Aから消費側圧力が再始動圧力P3に達して再始動する時
点Bまでの停止時間t1は短くなり、十分な省エネ効果を
得ることができなかった。また、コンプレッサの停止時
点においては後述するコンプレッサ1から逆止弁2(第
1図参照)に至る配管系内の圧縮空気を大気中に放出し
次の始動に備えるようになっているために再始動制御時
間T3を経過するまで再始動できないため、停止時点Aが
再始動圧力P3の近くである場合、再始動制御時間T3が経
過するまでに消費側の空気配管内圧力が所望とする圧力
以下に低下し、作業に支障を来たすことがあった。
そこで、本発明は以上の問題点に鑑みコンプレッサの
停止時間を長くしてその発停頻度を減らし該発停に伴う
消費電力の省エネを図ると共に消費側圧力の低下時間を
可及的に長くして上記問題を解消するようにしたコンプ
レッサ自動発停方法を提供することを目的とする。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、消費側圧力の変化を検出してコンプレッサ
をアンロードまたはフルロードに切り換えると共に、圧
縮空気の消費に応じてコンプレッサを停止又は始動する
ようにしたコンプレッサの自動発停方法において、アン
ロード期間が一定時間継続することによりコンプレッサ
が停止可能状態になったときにコンプレッサを一旦フル
ロードに切り換えて消費側圧力をアンロード開始圧力ま
で上昇させ、コンプレッサのアンロード運転を所定時間
継続させてから前記コンプレッサの停止を行うようにし
たものである。
さらに本発明は、前記コンプレッサの停止は、消費側
圧力を一旦アンロード開始圧力まで上昇させた後コンプ
レッサのアンロード運転を所定時間継続させるとともに
このアンロード期間における圧力低下の割合に基づいて
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
し、この所要時間がコンプレッサの再始動制限時間以上
であるときにコンプレッサを停止させるものである。
(実施例) 以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。
第1図乃至第4図は本発明の第1実施例を示し、第1
図において、コンプレッサ1の吐出側は逆止弁2を介し
て消費側に導かれている。また、前記逆止弁2より消費
側には圧力センサ3が消費側の空気配管内圧力を検出す
るために設けられている。
制御回路4はマイクロコンピュータから構成され、A/
D変換回路5、入力回路6、演算処理回路7、タイマ
8、データ設定回路9および駆動回路10を有しており、
前記入力回路6には開始スイッチ11と停止スイッチ12が
接続され、前記駆動回路10には電磁接触器であるモータ
用コンタクタ13と容量制御用電磁弁14が接続されてい
る。そして、圧力センサ3により検出された消費側の圧
力はA/D変換回路5によりデジタル信号に変換されて演
算処理回路7へ送られ、また演算処理回路7にはタイマ
8から計時信号が、データ設定回路9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、演算処理回路7はこれらのデータに基づいて
コンプレッサ1を自動発停する制御信号を駆動回路10へ
出力し、駆動回路10を介してモータ用コンタクタ13を制
御するとともに、コンプレッサ1を容量制御する制御信
号を駆動回路10へ出力し、駆動回路10を介して容量制御
用電磁弁14を制御する。
次に制御回路4の動作について第2図のフローチャー
ト並びに第3図のグラフを参照して説明する。
先ず、開始スイッチ11をONにする(ステップ1)。す
ると制御回路4は予め設定されたアンロード開始圧力P1
とフルロード開始圧力P2との間で消費側圧力に基づきア
ンロードとフルロードを繰り返して容量制御を行う(ス
テップ2)。また、制御回路4は第1の停止条件である
コンプレッサ1の運転継続期間が予め設定された停止制
限時間T1以上であるか否かを判定すると共に、第2の停
止条件であるアンロード期間が予め設定された一定時間
T2に達したか否かを判定する(ステップ3)。制御回路
4はこれらの2つの条件が満足した時点Aにおいてコン
プレッサ1をアンロードからフルロードに切り換える
(ステップ4)と共に、その後消費側圧力がアンロード
開始圧力P1に達したか否かを判定する(ステップ5)。
そして、制御回路4は消費側圧力がアンロード開始圧力
P1に達したならばその圧力P1に達した時点Cにタイマ8
による計時を開始する(ステップ6)。その後、時点C
から予め設定された所定時間t2(5秒程度)が経過する
時点Dまでアンロード期間を継続させる(ステップ7)
と共に、この所定時間t2とこのアンロード期間における
圧力低下分ΔPから得られる圧力低下の割合と、時点D
の圧力P4とに基づいて消費側圧力が再始動圧力P3に達す
るまでの所要時間t3を次式により算出する(ステップ
8)。
t2(P4−P3/ΔP)=t3 次に制御回路4は所要時間t3が予め設定された再始動
制限時間T3(15秒程度)以上であるか否かを判定する
(ステップ9)。
t3≧T3 これはコンプレッサ1の停止準備及び昇圧中に消費側
空気量が急激に増加していないかを確認するためであ
る。そしてt3≧T3であるときには時点Dにおいてコンプ
レッサ1を停止させる(ステップ10)。その後制御回路
4は消費側圧力が再始動圧力P3に達したか否かを判定し
(ステップ11)、再始動圧力P3に達した時点Eにおいて
コンプレッサ1を再始動させる(ステップ12)。一方、
ステップ9においてt3<T3のときはステップ2に戻って
そのままアンロード期間を継続させて容量制御を行う。
このように上記実施例においては、2つの停止条件を
満足して停止可能状態になった時点Aにコンプレッサ1
をアンロードからフルロードに切り換えて消費側圧力を
アンロード開始圧力P1まで上昇させ、その後アンロード
を所定時間t2継続させた時点Dにおいてt3≧T3を判定
し、満足したときにコンプレッサ1を停止させている。
したがって、コンプレッサ1の停止時点Dにおける消費
側の空気配管内圧力はアンロード開始圧力P1よりあまり
低下せず、停止時点Dから再始動圧力P3までの停止時間
t3は従来の停止時間t1に比べ相当長くなり、t3−t1分だ
け従来より省エネを図ることができる。この省エネ効果
は第4図のグラフに示すように軽負荷あるいは中間負荷
時において本発明を示すa曲線と従来を示すb曲線の違
いが顕著であり、斜線部分Cで示す省電力分が大きい。
また、特に消費側空気量に余裕があり発停頻度が多い場
合等には中間負荷における自動発停になるので同様に省
エネ効果が良好であり、さらに消費側にレシーバタンク
がある場合にもその分蓄圧効果が増すのである。さらに
また、停止時点Dの圧力が高いので従来のように再始動
圧力P3付近でコンプレッサ1が停止することがなく、消
費側圧力の低下により作業に支障を来たすことを防止で
きる。
第5図および第6図は本発明の第2実施例であり、こ
の例では第2図のステップ2における容量制御をアンロ
ード開始圧力P1がフルロード開始圧力P2に可及的に近づ
くようにして行うようにしたものであり、この容量制御
は先ずアンロード開始圧力P1を予め設定されたアンロー
ド開始圧力P1の許容可変範囲の上限値K1に設定し、アン
ロード開始圧力P1とフルロード開始圧力P2に基づいて消
費側圧力によりアンロードとフルロードを2回繰り返し
たか否かを判定し(第5図の太線で示したグラフ参
照)、この2回の繰り返し時間を求めて1回の繰り返し
時間の平均値を演算し、この平均値が予め設定された所
定時間以上か否かを判定する。平均値が所定時間以上で
あればアンロード開始圧力P1を圧力可変値ΔP′分下降
させた場合下降したアンロード開始圧力P1は許容可変範
囲の下限値であるP2+K2より大きいか否かを判定し、大
きい場合にはアンロード開始圧力P1をΔP′分下降さ
せ、下降したアンロード開始圧力P1とフルロード開始圧
力P2とによりアンロードとフルロードとを繰り返す。そ
の後同様の判定を行いながらアンロード開始圧力P1を順
次圧力可変値ΔP′分ずつ下降させる(第5図の細線で
示したグラフ参照)。一方、アンロードとフルロードの
2回の繰り返し時間から求められた1回の繰り返し時間
の平均値が所定時間より小さい場合(第6図の太線で示
したグラフ参照)はアンロード開始圧力P1を圧力可変値
ΔP′分上昇させたとき上昇したアンロード開始圧力P1
は許容可変範囲の上限値であるK2より小さいか否かを判
定し、小さい場合にはアンロード開始圧力P1をΔP′分
上昇させ、上昇したアンロード開始圧力P1とフルロード
開始圧力P2とによりアンロードとフルロードとを繰り返
し、その後同様の判定を行いながらアンロード開始圧力
P1を順次圧力可変値ΔP分ずつ上昇させる(第6図の細
線で示したグラフ参照)。
第2図のステップ2においてこのような容量制御を行
いながらステップ3の2つの条件が満足した時点Aにお
いてコンプレッサ1をアンロードからフルロードに切り
換える(ステップ4)と共に、消費側圧力をアンロード
開始圧力P1の上限値K1まで上昇させ(ステップ5)、消
費側圧力が上限値K1に達したならばその時点Cからアン
ロード期間を所定時間t2継続させ(ステップ7)、ステ
ップ8、ステップ9を経てステップ9の条件を満足した
ならば時点Dにおいてコンプレッサ1を停止させる。
このように上記実施例においてはアンロード開始圧力
P1がフルロード開始圧力P2に近づくようにしているので
停止可能状態になった時点Aが再始動圧力P3に近くなる
ことがあるが、この実施例ではコンプレッサの停止直前
に一旦消費側圧力をアンロード開始圧力P1の上限値K1
で上昇させてからコンプレッサ1を停止するようにして
いるのでコンプレッサ1の停止後再始動までの間に消費
側圧力が低下して作業に支障を来たすことがなく、また
停止時間t3が従来よりも長くなるためコンプレッサの発
停頻度が減少した分省エネを図ることができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく
本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能で
ある。例えば時点Cから時点Dまでの時間t2は適宜選定
すればよい。
[発明の効果] 本発明はコンプレッサの停止可能状態を判定停止直前
に一旦消費側圧力を上昇させた後コンプレッサを停止さ
せるようにしたので、コンプレッサの停止時間を可及的
に長くして発停頻度を減らし効率的な省エネを図ること
ができ、かつ停止後再始動までの間における消費側圧力
の低下を少なくし消費側における作業の障害を解消する
ことのできるコンプレッサ自動発停方法を提供するもの
である。
さらに本発明は消費側圧力を一旦アンロード開始圧力
まで上昇させた後アンロード運転を所定時間継続させる
とともに消費側圧力が再始動圧力に達するまでの所要時
間を算出し、この所要時間がコンプレッサの再始動制限
時間以上であるときにコンプレッサを停止させるので、
前記省エネおよび作業の障害解消の効果をいっそう高め
られる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第4図は本発明の第1実施例を示し、第1図
は概略説明図、第2図はフローチャート、第3図はコン
プレッサ運転開始後の圧力変化を示すグラフ、第4図は
電力と負荷率の関係を示すグラフ、第5図および第6図
は本発明の第2実施例の圧力変化を示すグラフ、第7図
は従来のコンプレッサ運転開始後の圧力変化を示すグラ
フである。 1……コンプレッサ 3……圧力センサ 4……制御回路

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】消費側圧力の変化を検出してコンプレッサ
    をアンロードまたはフルロードに切り換えると共に、圧
    縮空気の消費に応じてコンプレッサを停止又は始動する
    ようにしたコンプレッサの自動発停方法において、アン
    ロード期間が一定時間継続することによりコンプレッサ
    が停止可能状態になったときにコンプレッサを一旦フル
    ロードに切り換えて消費側圧力をアンロード開始圧力ま
    で上昇させ、コンプレッサのアンロード運転を所定時間
    継続させてから前記コンプレッサの停止を行うようにし
    たことを特徴とするコンプレッサ自動発停方法。
  2. 【請求項2】前記コンプレッサの停止は、消費側圧力を
    一旦アンロード開始圧力まで上昇させた後コンプレッサ
    のアンロード運転を所定時間継続させるとともにこのア
    ンロード期間における圧力低下の割合に基づいて消費側
    圧力が再始動圧力に達するまでの所要時間を算出し、こ
    の所要時間がコンプレッサの再始動制限時間以上である
    ときにコンプレッサを停止させることを特徴とする請求
    項1記載のコンプレッサ自動発停方法。
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