JP4119016B2 - LOAD MEASUREMENT DIAGNOSIS DEVICE FOR AIR COMPRESSOR AND AIR COMPRESSOR HAVING THE SAME - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、実際に稼動中の空気圧縮機の消費動力、空気使用量比率などを測定し、空気圧縮機の診断を行うための負荷測定診断装置と、その負荷測定診断装置を備えた空気圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気圧縮機の診断は、一般に、消費動力、圧力などの特性値を記録計で測定し、実測した各特性値を記録紙に記録して圧縮機の製造元に負荷状況の判定を依頼したり、測定者が稼動状況を推測して手作業で負荷状況を計算して行っている。なお、特性値として、圧縮空気の空気使用量比率、積算電力などを計測することもある。
【０００３】
空気圧縮機の容量制御のために、自動的に負荷率を検出するものとして、たとえば、特公平１−３４３１６号公報に開示された方法が提案されている。
【０００４】
この方法は、オンオフ式制御と吸入絞り式制御とをそれぞれ実行し、計測される圧縮機のモータの入力電力、空気量、空気量比、吐出圧力などの状態量を比較して、それらの計算値が一致した点を両制御の切替点として記憶するようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
圧縮機の稼動状況の測定を電流や積算電力で行う場合には、圧縮機に対する測定器の取付けが比較的容易であるが、電流測定では電圧の影響を受けやすく、積算電力を測定しても、圧縮機の診断には負荷率の算出が必要になる。このため、いずれの場合にも、負荷率を手計算で行っている。
【０００６】
負荷率の算出には、流量センサの使用も考えられるが、価格、取付け方法に難点がある。また、種々の出力や特性がわからない圧縮機では、負荷状態を推定できないため、その診断が不可能であった。
【０００７】
また、負荷率の計算が必要なため、通常は測定した各特性を測定した結果を一旦持ち帰り、負荷率の算出を圧縮機のメーカーに依頼するか、手計算で算出している。このため、圧縮機の診断に時間がかかっている。
【０００８】
上記の事情に鑑み、本発明の目的は、特性のわからない空気圧縮機であっても、測定された消費動力（電力、電流、電圧）、圧力などの特性値から負荷率、および負荷−動力特性を算出して、特性がわかっている空気圧縮機と比較することで省エネルギー効果の診断を可能とした空気圧縮機における負荷測定診断装置と、それを備えた空気圧縮機を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本出願の請求項１に記載の発明は、検出手段により検出された空気圧縮機の消費動力及び吐出圧力を記憶する記憶手段と、 空気圧縮機の消費動力及び吐出圧力の測定によって測定対象となる空気圧縮機の容量制御方式の別を判定し、測定対象となる空気圧縮機のデータと比較機のデータとを比較する演算手段とを備え、
空気圧縮機の運転により吐出圧力を上昇させて１００％負荷になったとき消費動力と吐出圧力とを前記記憶手段に記憶し、
空気圧縮機の運転により吐出圧力を上昇させて１００％負荷とした後の０％負荷状態における消費動力が最低動力になって安定した場合は、吸い込み絞り弁及び放気弁で吐出圧力を開放する容量制御方式（Ｉ式）と判定して消費動力と吐出圧力が低下し始める時刻における消費動力と吐出圧力とを前記記憶手段に記憶し、このときの負荷率を算出して切替点とし、かつ、吐出圧力の低下とともに消費動力が安定した時刻における消費動力と吐出圧力とを前記記憶手段に記憶して、これらを、吸い込み絞り弁及び放気弁で吐出圧力を開放する容量制御方式（Ｉ式）の特性データとして記憶され、
空気圧縮機の運転により吐出圧力を上昇させて１００％負荷とした後の０％負荷状態において吐出圧力が低下せずに安定した場合は吸い込み絞り式の容量制御方式（Ｕ式）と判定され、この安定した時刻における消費動力と吐出圧力とを前記記憶手段に記憶して、吸い込み絞り式の容量制御方式（Ｕ式）の特性データとして記憶され、
測定対象となる空気圧縮機の消費動力及び特性データに基づいて負荷率を算定し、比較機のデータと比較することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、前記記憶手段には測定対象となる空気圧縮機の特性データが予め記憶され、圧縮機の特性がわかっている場合には予め記憶された特性データを選択可能としたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、予め記憶された特性データを用いる場合に、測定対象の空気圧縮機が標準仕様以外の設定になっているときは、測定対象の空気圧縮機の特性データについて、標準仕様時の傾きを保ったまま、消費動力を変化させることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、予め記憶された特性データを用いる場合に、測定対象の空気圧縮機と比較機との出力が異なるときは、出力差若しくは出力比に基づいて、測定対象の空気圧縮機の負荷率と比較機の負荷率との比較を行なうことを特徴とする。
【００１３】
さらに、請求項５に記載の発明は、空気圧縮機に前記請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の負荷測定診断装置を設けた。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１ないし図５は、本発明の実施の形態を示すもので、図１は、本発明による負荷測定診断装置を備えた空気圧縮機の模式図、図２は、空気圧縮機の容量制御特性を示す特性図、図３は、容量制御特性を創出するための動力と圧力の変化の一例を示す特性図、図４は、測定方法の一例を示すフローチャート、図５は、圧力相違、異機種による特性を修正する方法の一例を示すフローチャートである。
【００１５】
図１において、Ａは圧縮機。Ｂは負荷測定診断装置である。１は吸い込みフィルタ。２は吸い込み絞り弁で、吸い込みフィルタ１に接続されている。３は圧縮機本体で、吸い込み絞り弁２に接続されている。４はモータで、歯車列５を介して圧縮機本体３を駆動する。６はオイルセパレータで、圧縮機本体３に接続され、圧縮機本体３から吐出される圧縮空気に含まれる油を分離する。７は逆止弁で、オイルセパレータ６に接続されている。８は放気弁で、オイルセパレータ６と逆止弁７の間に接続されている。
【００１６】
９はオイルクーラで、オイルセパレータ６と圧縮機本体３の間に接続され、オイルセパレータ６から圧縮機本体３に供給される油を冷却する。１０はクーラで、逆止弁７に接続され、オイルセパレータ６から逆止弁７を通して送り込まれる圧縮空気を冷却する。１１は空気槽で、クーラ１０で冷却された圧縮空気を貯溜し、使用機器に圧縮空気を供給する。１２は圧縮機始動盤で、電源のオンオフスイッチなどが配置されている。
【００１７】
２１は圧力センサで、空気槽１１の入口付近に設置されている。２２は電圧プローブで、圧縮機始動盤１２に接続された電源の電圧（圧縮機３の駆動モータ４に印加される電圧）を検出する。２３は電流プローブで、圧縮機始動盤１２に接続された電源の電流（圧縮機３の駆動モータ４に供給される電流）を検出する。２４はＡ／Ｄ変換器で、圧力センサ２１、電圧プローブ２２および電流プローブ２３の出力をＡ／Ｄ変換する。
【００１８】
２５はコンピュータで、Ａ／Ｄ変換器２４に接続され、容量制御特性を記憶する記憶手段２６と、測定、診断結果を外部に出力するための記憶手段２７と、演算手段２８とを備えている。２９は表示器で、コンピュータ２５の操作および記憶手段２６、２７の記憶内容の表示を行う。
【００１９】
なお、前記記憶手段２６は、内部が複数のエリアに分割され、予め設定される圧縮機の空気使用量比率に対する負荷−動力特性の変化、実機から検出される消費動力の変化、空気使用量比率、吐出圧力に対する消費電力の変化、などを記憶する。
【００２０】
このような構成で、負荷率を判定する方法として、容量特性と実動力から判定する場合について図２により説明する。圧縮機の特性として、圧縮機の運転状態で、吐出される圧縮空気を１００％使用し、動力を１００％消費する１００％負荷の点Ａと、全く空気を使用しない０％負荷の状態（吐出空気量比０％線の上）とがある。
前記の負荷率とは吐出空気量比、すなわち、空気圧縮機の最大吐出空気量を１００％としたときの吐出空気量（実測値％）をいう。
【００２１】
容量制御方式により吸い込み絞り弁２を徐々に閉め全閉する吸い込み絞り方式（Ｕ式）と、吸い込み絞りおよび放気弁８で圧縮機本体３の吐出圧力を解放する方式（Ｉ式）とでは、切替点Ｃよりも負荷率が小さくなるとその消費動力に差が発生し、０％負荷の状態における消費動力比が、Ｕ式では点Ｂとなり、Ｉ式では点Ｄとなる。
【００２２】
予め圧縮機の特性がわかっている場合には、その特性を記憶手段２６に記憶させておく。また、測定対象となる特性が不明の場合には、圧縮機を初期状態にして運転して、各点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの消費動力比を取り込む。さらに、比較対象とする圧縮機がある場合には、その圧縮機の特性ＡＢ−ＤＢを記憶させておく。
【００２３】
たとえば、実測定機における消費動力比がＰである場合の負荷率を求めることにより、比較機の消費動力比を求めることもでき、その差により省エネルギー効果を求めることができる。
【００２４】
図３および図４により、各特性の取り込みタイミングおよび診断方法を説明する。
まず、圧力センサ２１、電圧プローブ２２および電流プローブ２３を取付け、測定を開始する（ステップＳ１）。
【００２５】
測定対象となる圧縮機本体３についてその特性がわかっているか否かを選定する（ステップ２）。予め圧縮機本体３の特性がわからない場合には、負荷測定診断装置Ｂを特性創出にセット（ステップ３）する。まず、Ｕ式の特性を測定するよう選定し、測定を開始する（ステップＳ４）。
【００２６】
圧力センサ２１で空気槽１１内の圧力を測定し、空気槽１１内の圧力が所定の圧力以上の場合には、圧縮空気の使用側で圧縮空気を放出するなど、空気槽１１内の圧力を低下させる（ステップＳ５）。圧縮機本体３の吐出弁を所定の開度に設定し圧縮機本体３の運転を開始する（ステップＳ６）。
【００２７】
圧縮機本体３の運転により、空気槽１１内の圧力が上昇するとともに、モータ４の消費動力も上昇する。図３に示すように、吐出圧力が１００％負荷（時刻ｔ１、吐出圧力Ｐ０）を通過すると消費動力が低下する。吐出圧力が１００％負荷に達した時（消費動力が下降し始める時）の消費動力とこの時の吐出圧力を測定する（ステップＳ７）。測定された消費動力Ａ１と吐出圧力Ｐ０を記憶手段２６に記憶する（ステップＳ８）。
【００２８】
空気槽１１の出口の吐出弁を全閉し、圧縮空気が使用されない０％負荷状態に設定する（ステップＳ９）。Ｕ式では、０％負荷になると、図３に示すように、圧縮機本体３の吐出圧力がＰ１まで上昇して安定する。
圧縮空気を使用していないので、圧縮機の吐出圧力は上昇する。そこでＵ式では、先に段落００２１で説明したように、吸い込み絞り弁を絞り込んで消費動力を低下させる。
図３の例では、時刻ｔ１から徐々に吸い込み絞り弁２を絞り込む。消費動力はあるところまで低下して安定する。１００％負荷を超え一定時間経過した時刻ｔ２の消費動力Ａ２と吐出圧力Ｐ１を測定する（ステップＳ１１）。測定された消費動力Ａ２と吐出圧力Ｐ１を記憶手段２６に記憶する（ステップＳ１２）。
【００２９】
圧縮機本体３を一旦停止させ、Ｉ式測定に移行する（ステップＳ１３）。そして、Ｕ式と同様にステップＳ５からステップＳ１０を繰り返して、時刻ｔ３の消費動力と吐出圧力を測定し、記憶手段２６に記憶する。
【００３０】
Ｉ式の特性で、空気槽１１の吐出弁全閉（０％負荷）時にモータ４の消費動力が最低動力となり安定したかを判定する（ステップＳ１４）。
Ｉ式においては、先に段落番号００２１で説明したように、吸い込み絞り弁２を絞るとともに放気弁８を開いて圧縮機の吐出圧力を解放する。
図３の例では、時刻ｔ３で吸い込み絞り弁２を絞り始めたが、これだけでは十分に降圧しないので、時刻ｔ４で放気弁８を開いて動力を低減させる。
消費動力と圧力とが低下し始める時刻ｔ４での吐出圧力Ｐ２と消費動力Ａ３とを測定して、記憶手段２６に記憶する（ステップＳ１５）。なお、この時の吐出圧力Ｐ２と消費動力Ａ３を、図２に示す切替点Ｃとする。
【００３１】
切替点Ｃの負荷率を、Ｕ式で測定した特性Ａ−ＢとＩ式で測定した切替点Ｃの消費動力との比較により算出する（ステップＳ１６）。算出された切替点Ｃの負荷率により、容量制御切替点Ｃの有無を判定する（ステップＳ１７）。切替点Ｃが存在する場合には、Ｉ式の測定として負荷測定診断装置Ｂの容量制御にＩ式を設定する（ステップＳ１８）。
【００３２】
前記ステップＳ１４において、圧力の上昇に対して消費動力が最低にならず安定した場合には、容量制御切替点Ｃが無いとと判定し、負荷測定診断装置Ｂの容量制御にＵ式を設定する（ステップＳ１９）。
【００３３】
切替点Ｃがあり、吐出圧力の低下とともに消費動力の変化が安定した場合は、その時刻ｔ５の吐出圧力Ｐ３と消費動力Ａ４を測定し、記憶手段２６に記憶する（ステップＳ２０）。
【００３４】
上記のステップにより測定、記憶されたデータから、図２に示すＡ−Ｂ、Ａ−Ｃ−Ｄの特性データを作成し、記憶手段２６に記憶する（ステップＳ２０）。特性データの創出を終了し（ステップＳ２２）、圧縮機本体３を停止させる（ステップＳ２３）。
【００３５】
前記ステップＳ２において、測定する圧縮機の特性がわかっている場合には、予め記憶手段２６に記憶されている特性データを選択する（ステップＳ２４）。
【００３６】
測定対象となる圧縮機本体３を稼動させて、その消費動力を測定する（ステップＳ２５）。測定された消費動力から、所定時間間隔（たとえば１分毎）で負荷率を算出し記憶手段２６に記憶する（ステップＳ２６）。予め記憶されている比較機のデータＰＢと、新たに測定、算出された実測機のデータＰＡとを比較し、省エネルギー効果を算出する（ステップＳ２７）。
【００３７】
前記各測定結果と、算出結果を表示器２９のディスプレイに表示し、あるいはプリントする（ステップＳ２８）。
【００３８】
なお、図２における特性は、標準仕様の圧縮機に対するものであり、標準仕様以外のものでは、Ａ−Ｂ、Ａ−Ｃ−Ｄ、ＡＢ−ＤＢ特性がＤＦ１の矢印のように移動し、負荷率の判定に誤差を生じることがある。また、異機種の圧縮機と比較する場合には、ＡＢ−ＤＢ特性がＤＦ２の矢印のように移動して、負荷率の判定に誤差を生じることがある。
【００３９】
標準仕様と異なるもの、あるいは異機種間で比較する場合には、このような誤差を補正し、正確な判定を行うため、図５に示す方法で補正する。
【００４０】
負荷測定診断装置Ｂの記憶手段２６に空気量不足を判定するための最低圧力と圧力低下許容時間を設定する（ステップＳ１）。測定開始前に、稼動中の圧縮機本体３の吐出圧力と圧力低下時間を見て、空気量が正常か否かを判定する（ステップＳ２）。空気量が不足している場合には測定を中断する（ステップＳ３）。
【００４１】
記憶手段２６に設定された吐出圧力と圧力低下時間の設定値と測定中の吐出圧力と圧力低下時間を比較して測定中の空気量が正常か否かを監視する（ステップＳ４）。空気量が不足した場合には、測定を中断して、表示器２９にその旨のコメントを表示する（ステップＳ５）。
【００４２】
予め記憶手段２６に記憶されている特性データを使用する場合には、測定する圧縮機本体３の吐出圧力が標準仕様（たとえば、７ｋｇｆ／ｃｍ2 または８．５ｋｇｆ／ｃｍ2 ）以外の設定になっているか否かを確認する（ステップＳ６）。測定対象の圧縮機本体３の標準仕様以外での吐出圧力状態を確認する（ステップＳ７）。
【００４３】
記憶手段２６に記憶された容量特性データ（図２に示すＵ式特性Ａ−Ｂ、Ｉ式特性Ａ−Ｃ−Ｄ、および比較機特性ＡＢ−ＤＢ）を測定した圧力に合わせてＤＦ１方向に移動させ調整する。なお、吐出圧力が標準仕様より低い場合には、１００％消費動力、０％消費動力も低下するため、標準仕様時の傾きを保った状態で下方に移動させる。
【００４４】
表示器２９から、測定対象の圧縮機本体３の機種、容量制御方式、吐出圧力などを設定する（ステップＳ９）。設定された吐出圧力が、標準圧力より上昇し他圧力か下降した圧力になるかを判定する（ステップＳ１０）。
【００４５】
設定圧力が圧縮機本体３の標準圧力より低い場合には、
設定圧力の消費動力＝標準動力×仕様圧力／設定圧力×係数（１．０６８）
で算出する（ステップＳ１１）。
【００４６】
また、設定圧力が圧縮機本体３の標準圧力より高い場合には、
設定圧力の消費動力＝標準動力×仕様圧力／設定圧力×係数（１／１．０６８）
で算出する（ステップＳ１２）。
【００４７】
１００％負荷、０％負荷の計算を行い（ステップＳ１３）、計算結果に基づいて圧力変更後の特性データを創出して記憶手段２６に記憶する（ステップＳ１４）。
【００４８】
また、圧縮機本体３の吐出圧力が仕様圧力であっても、測定対象の圧縮機と比較機の出力が異なる場合、測定結果により算出された負荷率と予め設定された負荷率とを直接比較することができないため、測定対象の圧縮機本体３と比較機の出力が同じであるか否かを選択する（ステップＳ１５）。
【００４９】
測定対象の圧縮機本体３を比較機の出力が異なる場合には、その差（もしくは比）に基づいて容量特性の調整量を設定する（ステップＳ１６）。測定対象となる圧縮機本体３から求めた負荷率を、比較機の負荷率に合わせて調整する（ステップＳ１７）。調整された負荷率に応じた比較機の出力を求める（ステップＳ１８）。比較機の出力に対する負荷率を、
比較機の負荷率＝測定負荷率×対象機出力／比較機出力
で求める（ステップＳ１９）。計算結果を比較特性として記憶手段２６に記憶する（ステップＳ２０）。
【００５０】
上記のように、容量特性のわからない圧縮機でも特性を測定し、その場で負荷率を算出することができる。また、圧縮機本体の出力特性が異なっていても、また、異機種間であってもその負荷率を比較機の負荷率と比較することができるので、設備の診断、省エネルギー提案などをその場で行うことができ、営業活動のツールとして使用することもできる。
【００５１】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明によれば、空気圧縮機の容量特性が不明であっても、圧力調整が施されていても、実稼動状態における圧縮機の特性を精度良く測定することができ、
かつ、特性が既知の空気圧縮機と比較することができるので、その場で圧縮機の診断を行うことができる。また、圧縮機に対する特別な知識を有しない人であっても圧縮機の診断を行うことができる。
【００５２】
また、圧縮機に本発明の負荷測定診断装置を付設しておくことにより、圧縮機の負荷特性を継続的に監視することができ、圧縮機のメンテナンスなどの管理を的確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による負荷測定診断装置を備えた空気圧縮機の模式図。
【図２】空気圧縮機の容量制御特性を示す特性図。
【図３】容量制御特性を創出するための動力と圧力の変化の一例を示す特性図。
【図４】測定方法の一例を示すフローチャート。
【図５】圧力相違、異機種による特性を修正する方法の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
Ａ…圧縮機、Ｂ…負荷測定診断装置、１…吸い込みフィルタ、
２…吸い込み絞り弁、３…圧縮機本体、４…モータ、６…オイルセパレータ、
１１…空気槽、２１…圧力センサ、２２…電圧プローブ、
２３…電流プローブ、２４…Ａ／Ｄ変換器、
２５…コンピュータ、２６…記憶手段、２７…記憶手段、２８…演算手段、
２９…表示器。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a load measurement diagnostic apparatus for diagnosing an air compressor by measuring power consumption, an air usage ratio, and the like of an air compressor that is actually in operation, and an air compression equipped with the load measurement diagnostic apparatus. Related to the machine.
[0002]
[Prior art]
Air compressor diagnosis generally involves measuring characteristic values such as power consumption and pressure with a recorder, recording each measured characteristic value on recording paper, and requesting the compressor manufacturer to determine the load status, The measurer estimates the operating status and calculates the load status manually. In addition, as the characteristic value, an air usage rate ratio, integrated power, or the like of compressed air may be measured.
[0003]
For the purpose of automatically detecting the load factor for controlling the capacity of the air compressor, for example, a method disclosed in Japanese Patent Publication No. 1-334316 has been proposed.
[0004]
This method executes on / off control and suction throttle control, compares the measured input power of the compressor motor, the air volume, the air volume ratio, the discharge pressure, and other state quantities, and calculates them. The point where the values coincide is stored as the switching point of both controls.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
When measuring the operating status of a compressor with current or integrated power, it is relatively easy to attach a measuring instrument to the compressor, but current measurement is easily affected by voltage, and even if the integrated power is measured. In order to diagnose the compressor, it is necessary to calculate the load factor. For this reason, in any case, the load factor is calculated manually.
[0006]
For the calculation of the load factor, the use of a flow sensor can be considered, but there are difficulties in price and mounting method. Further, a compressor whose various outputs and characteristics are not known cannot estimate the load state, and thus cannot be diagnosed.
[0007]
In addition, since it is necessary to calculate the load factor, usually, the measurement result of each measured characteristic is once taken home, and the load factor is calculated by a compressor manufacturer or calculated manually. For this reason, it takes time to diagnose the compressor.
[0008]
In view of the above circumstances, the object of the present invention is to determine the load factor and load-power characteristics from the measured power consumption (electric power, current, voltage), pressure and other characteristic values, even for an air compressor whose characteristics are unknown. calculates the invention is to provide a load measuring diagnostic apparatus in characteristics allow diagnosis of energy-saving effect that is compared is the air compressor known to the air compressor, the air compressor having the same.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present application is directed to a storage means for storing power consumption and discharge pressure of the air compressor detected by the detection means , and power consumption and discharge of the air compressor. It is determined whether the capacity control method of the air compressor to be measured is determined by measuring the pressure, and includes a calculation means for comparing the data of the air compressor to be measured with the data of the comparator,
When the discharge pressure is raised by the operation of the air compressor and the load becomes 100%, the power consumption and the discharge pressure are stored in the storage means,
When the power consumption in the 0% load state after the discharge pressure is raised by operating the air compressor to 100% load and becomes the minimum power, the discharge pressure is released with the suction throttle valve and the discharge valve. The power consumption and the discharge pressure at the time when the power consumption and the discharge pressure start to decrease are determined in the capacity control method (formula I), and the load factor at this time is calculated as a switching point, and The capacity control system (type I) which stores the power consumption and the discharge pressure at the time when the power consumption becomes stable with the decrease of the discharge pressure in the storage means, and releases the discharge pressure with the suction throttle valve and the discharge valve. ) Is stored as characteristic data,
When the discharge pressure is stabilized without lowering in the 0% load state after increasing the discharge pressure to 100% load by operating the air compressor, it is determined as a suction throttle type capacity control method (U type), The power consumption and discharge pressure at this stable time are stored in the storage means, and stored as characteristic data of the suction throttle type capacity control system (U type),
The load factor is calculated based on the power consumption and characteristic data of the air compressor to be measured, and is compared with the data of the comparator .
[0010]
In the invention according to claim 2, characteristic data of the air compressor to be measured is stored in advance in the storage means, and when the characteristics of the compressor are known, the pre-stored characteristic data is selected. It is possible to do this.
[0011]
Further, in the invention described in claim 3, in the invention described in claim 2, when the characteristic data stored in advance is used and the air compressor to be measured is set to a setting other than the standard specification, the characteristic data of the air compressor to be measured, while maintaining the slope for the standard specification, and wherein Rukoto changing the power consumption.
[0012]
Further, in the invention described in claim 4, in the invention described in claim 2 , when the characteristic data stored in advance is used and the output of the air compressor to be measured is different from that of the comparator, the output difference Alternatively, the load factor of the air compressor to be measured is compared with the load factor of the comparator based on the output ratio .
[0013]
Further, according to a fifth aspect of the present invention, the load measurement diagnostic device according to any one of the first to fourth aspects is provided in an air compressor.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 5 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic diagram of an air compressor provided with a load measurement diagnostic apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a capacity control characteristic of the air compressor. FIG. 3 is a characteristic diagram showing an example of changes in power and pressure for creating capacity control characteristics, FIG. 4 is a flowchart showing an example of a measurement method, and FIG. 5 is a pressure difference, different models. 5 is a flowchart illustrating an example of a method for correcting the characteristics according to the method.
[0015]
In FIG. 1, A is a compressor. B is a load measurement diagnostic apparatus. 1 is a suction filter. A suction throttle valve 2 is connected to the suction filter 1. A compressor body 3 is connected to the suction throttle valve 2. A motor 4 drives the compressor body 3 through a gear train 5. An oil separator 6 is connected to the compressor main body 3 and separates oil contained in the compressed air discharged from the compressor main body 3. A check valve 7 is connected to the oil separator 6. 8 is an air release valve, which is connected between the oil separator 6 and the check valve 7.
[0016]
An oil cooler 9 is connected between the oil separator 6 and the compressor body 3 and cools oil supplied from the oil separator 6 to the compressor body 3. A cooler 10 is connected to the check valve 7 and cools the compressed air fed from the oil separator 6 through the check valve 7. An air tank 11 stores the compressed air cooled by the cooler 10 and supplies the compressed air to the equipment used. Reference numeral 12 denotes a compressor start panel on which a power on / off switch and the like are arranged.
[0017]
Reference numeral 21 denotes a pressure sensor, which is installed near the inlet of the air tank 11. A voltage probe 22 detects the voltage of the power source connected to the compressor starter 12 (voltage applied to the drive motor 4 of the compressor 3). Reference numeral 23 denotes a current probe that detects the current of the power source connected to the compressor starter 12 (current supplied to the drive motor 4 of the compressor 3). An A / D converter 24 A / D converts the outputs of the pressure sensor 21, the voltage probe 22 and the current probe 23.
[0018]
25 is a computer, connected to the A / D converter 24, a memory unit 26 for storing the capacity control characteristics, measurement, and storage means 27 for outputting the diagnosis result to the outside, and a calculating means 28 . Reference numeral 29 denotes a display that operates the computer 25 and displays the stored contents of the storage means 26 and 27.
[0019]
The storage means 26 is divided into a plurality of areas, and changes in load-power characteristics with respect to a preset compressor air usage ratio, changes in power consumption detected from the actual machine, air usage ratio The change of the power consumption with respect to the discharge pressure is stored.
[0020]
As a method of determining the load factor with such a configuration, a case of determining from the capacity characteristics and the actual power will be described with reference to FIG. The characteristics of the compressor are as follows: 100% of the compressed air that is discharged and 100% of the power consumed in the compressor operating state, 100% load point A that consumes 100% of power, and 0% load that does not use any air (discharge) Air amount ratio above the 0% line) .
The load factor refers to a discharge air amount ratio, that is, a discharge air amount (actual value%) when the maximum discharge air amount of the air compressor is 100%.
[0021]
In the suction throttle method (U type) in which the suction throttle valve 2 is gradually closed and fully closed by the capacity control method, and in the method (I type) in which the discharge pressure of the compressor body 3 is released by the suction throttle and the discharge valve 8, load factor of the switching point C is reduced when the difference is generated in the power consumption, the power consumption ratio in the state of 0% load, becomes point B in U-type, ing and the point D in formula I.
[0022]
If the characteristics of the compressor are known in advance, the characteristics are stored in the storage means 26. When the characteristics to be measured are unknown, the compressor is operated in the initial state and the power consumption ratio at each point A, B, C, D is captured. Furthermore, when there is a compressor to be compared, the characteristic AB-DB of the compressor is stored.
[0023]
For example, by power consumption ratio in the actual measuring instrument is determined load factor when it is P, can also be determined consumed power ratio of the comparative machine, it is possible to determine the energy saving effect by the difference.
[0024]
With reference to FIGS. 3 and 4, the timing of capturing each characteristic and the diagnosis method will be described.
First, the pressure sensor 21, the voltage probe 22, and the current probe 23 are attached, and measurement is started (step S1).
[0025]
It is selected whether or not the characteristics of the compressor body 3 to be measured are known (step 2). If the characteristics of the compressor body 3 are not known in advance, the load measurement diagnostic device B is set to create characteristics (step 3). First, the U-type characteristic is selected to be measured, and measurement is started (step S4).
[0026]
The pressure in the air tank 11 is measured by the pressure sensor 21, and when the pressure in the air tank 11 is equal to or higher than a predetermined pressure, the pressure in the air tank 11 is released by, for example, releasing compressed air on the use side of the compressed air. Decrease (step S5). The discharge valve of the compressor main body 3 is set to a predetermined opening and the operation of the compressor main body 3 is started (step S6).
[0027]
The operation of the compressor body 3 increases the pressure in the air tank 11 and increases the power consumption of the motor 4. As shown in FIG. 3, when the discharge pressure passes a 100% load (time t1, discharge pressure P0), power consumption decreases. The power consumption when the discharge pressure reaches 100% load (when the power consumption starts to drop) and the discharge pressure at this time are measured (step S7). The measured power consumption A1 and discharge pressure P0 are stored in the storage means 26 (step S8).
[0028]
The discharge valve at the outlet of the air tank 11 is fully closed, and a 0% load state in which compressed air is not used is set (step S9). In the U type, when the load becomes 0%, the discharge pressure of the compressor body 3 rises to P1 and stabilizes as shown in FIG.
Since compressed air is not used, the discharge pressure of the compressor increases. Therefore, in the U-type, as described in paragraph 0021, the suction throttle valve is throttled to reduce the power consumption.
In the example of FIG. 3, the suction throttle valve 2 is gradually narrowed from time t1. Power consumption drops to a certain point and stabilizes. The power consumption A2 and the discharge pressure P1 at time t2 when a certain time has passed after exceeding the 100% load are measured (step S11). The measured power consumption A2 and discharge pressure P1 are stored in the storage means 26 (step S12).
[0029]
The compressor main body 3 is temporarily stopped and the process proceeds to the I-type measurement (step S13). Then, similarly to the U type, steps S5 to S10 are repeated, and the power consumption and discharge pressure at time t3 are measured and stored in the storage means 26.
[0030]
It is determined whether the consumption power of the motor 4 becomes the minimum power and is stable when the discharge valve of the air tank 11 is fully closed (0% load) based on the characteristics of the formula I (step S14).
In the formula I, as explained earlier in paragraph 0021, the suction throttle valve 2 is throttled and the discharge valve 8 is opened to release the discharge pressure of the compressor.
In the example of FIG. 3, the suction throttle valve 2 starts to be throttled at time t3. However, the pressure is not sufficiently reduced by this alone, so that the power is reduced by opening the air release valve 8 at time t4.
By measuring the consumption and power and pressure between the discharge pressure P2 at time t4 begins to drop and power consumption A3, stored in the storage unit 26 (step S15). In addition, let the discharge pressure P2 and the power consumption A3 at this time be the switching point C shown in FIG.
[0031]
The load factor of the switching point C, and calculated as compared to the power consumption of the switching point C as measured by a characteristic A-B and I-type measured by U-type (step S16). The presence / absence of the capacity control switching point C is determined based on the calculated load factor of the switching point C (step S17). When the switching point C exists, the formula I is set for the capacity control of the load measurement diagnostic apparatus B as the measurement of the formula I (step S18).
[0032]
In step S14, when the power consumption does not become the lowest with respect to the pressure increase and is stable, it is determined that there is no capacity control switching point C, and the U-type is set for the capacity control of the load measurement diagnostic device B. (Step S19).
[0033]
If there is a switching point C and the change in power consumption is stabilized as the discharge pressure decreases, the discharge pressure P3 and power consumption A4 at time t5 are measured and stored in the storage means 26 (step S20).
[0034]
Characteristic data A-B and A-C-D shown in FIG. 2 are created from the data measured and stored in the above steps and stored in the storage means 26 (step S20). The creation of the characteristic data is finished (step S22), and the compressor main body 3 is stopped (step S23).
[0035]
If the characteristics of the compressor to be measured are known in step S2, the characteristic data stored in advance in the storage means 26 is selected (step S24).
[0036]
The compressor main body 3 to be measured is operated and its power consumption is measured (step S25). The load factor is calculated from the measured power consumption at predetermined time intervals (for example, every minute) and stored in the storage means 26 (step S26). The pre-stored comparator data PB is compared with the newly measured and calculated actual device data PA to calculate the energy saving effect (step S27).
[0037]
Each measurement result and calculation result are displayed on the display of the display 29 or printed (step S28).
[0038]
Incidentally, characteristics in FIG. 2 are those against the standard specification compressor, is other than a standard specification, AB, A-C-D , AB-DB characteristic shifts as indicated by arrow a DF1 An error may occur in the determination of the load factor. Further, when compared with a compressor of a different model, the AB-DB characteristic may move as indicated by the arrow of DF2, and an error may occur in determination of the load factor.
[0039]
When comparing different specifications or different models, such errors are corrected and corrected by the method shown in FIG. 5 in order to make an accurate determination.
[0040]
The minimum pressure and the allowable pressure drop time for determining the air amount shortage are set in the storage means 26 of the load measurement diagnostic apparatus B (step S1). Before starting the measurement, it is determined whether or not the air amount is normal by looking at the discharge pressure of the compressor main body 3 in operation and the pressure drop time (step S2). If the amount of air is insufficient, the measurement is interrupted (step S3).
[0041]
The discharge pressure and pressure drop time set values set in the storage means 26 are compared with the discharge pressure and pressure drop time during measurement to monitor whether the amount of air being measured is normal (step S4). If the amount of air is insufficient, the measurement is interrupted and a comment to that effect is displayed on the display 29 (step S5).
[0042]
When using the characteristic data stored in the storage means 26 in advance, the discharge pressure of the compressor body 3 to be measured is set to a value other than the standard specification (for example, 7 kgf / cm 2 or 8.5 kgf / cm 2 ). It is confirmed whether it is (step S6). The discharge pressure state other than the standard specification of the compressor main body 3 to be measured is confirmed (step S7).
[0043]
The capacity characteristic data (U-type characteristics AB, I-type characteristics AC-D, and comparator characteristics AB-DB shown in FIG. 2) stored in the storage means 26 is moved in the DF1 direction according to the measured pressure. Adjust. When the discharge pressure is lower than the standard specification, the 100% power consumption and the 0% power consumption are also reduced, so that the discharge pressure is moved downward while maintaining the inclination of the standard specification.
[0044]
From the display 29, the model of the compressor body 3 to be measured, the capacity control method, the discharge pressure, etc. are set (step S9). It is determined whether the set discharge pressure is higher than the standard pressure and the other pressure is reduced (step S10).
[0045]
When the set pressure is lower than the standard pressure of the compressor body 3,
Power consumption of set pressure = standard power x specification pressure / set pressure x coefficient (1.068)
(Step S11).
[0046]
When the set pressure is higher than the standard pressure of the compressor body 3,
Power consumption of set pressure = standard power x specification pressure / set pressure x coefficient (1 / 1.068)
(Step S12).
[0047]
100% load and 0% load are calculated (step S13), and the characteristic data after pressure change is created based on the calculation result and stored in the storage means 26 (step S14).
[0048]
Even if the discharge pressure of the compressor body 3 is the specified pressure, if the output of the compressor to be measured and the comparator are different, the load factor calculated from the measurement result is directly compared with the preset load factor. Therefore, it is selected whether or not the output of the compressor main body 3 to be measured and the comparator are the same (step S15).
[0049]
When the output of the comparator of the compressor body 3 to be measured is different, the adjustment amount of the capacity characteristic is set based on the difference (or ratio) (step S16). The load factor obtained from the compressor main body 3 to be measured is adjusted according to the load factor of the comparator (step S17). The output of the comparator according to the adjusted load factor is obtained (step S18). The load factor relative to the output of the comparator
The load factor of the comparator is obtained by the following formula: measurement load factor × target machine output / comparator output (step S19). The calculation result is stored in the storage means 26 as a comparison characteristic (step S20).
[0050]
As described above, even with a compressor whose capacity characteristics are unknown, the characteristics can be measured and the load factor can be calculated on the spot. In addition, even if the output characteristics of the compressor body are different, or even between different models, the load factor can be compared with the load factor of the comparator. Can also be used as a tool for sales activities.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even if the capacity characteristic of the air compressor is unknown or the pressure is adjusted, the characteristic of the compressor in the actual operation state can be accurately measured,
And since it can compare with an air compressor with a known characteristic , a compressor can be diagnosed on the spot. Even a person who does not have special knowledge about the compressor can diagnose the compressor.
[0052]
Further, by attaching the load measurement diagnostic device of the present invention to the compressor, it is possible to continuously monitor the load characteristics of the compressor, and it is possible to accurately manage the maintenance of the compressor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of an air compressor provided with a load measurement diagnostic apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing capacity control characteristics of an air compressor.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing an example of changes in power and pressure for creating a capacity control characteristic.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a measurement method.
FIG. 5 is a flowchart showing an example of a method for correcting pressure differences and characteristics of different models.
[Explanation of symbols]
A ... Compressor, B ... Load measurement diagnostic device, 1 ... Suction filter,
2 ... Suction throttle valve, 3 ... Compressor body, 4 ... Motor, 6 ... Oil separator,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Air tank, 21 ... Pressure sensor, 22 ... Voltage probe,
23 ... Current probe, 24 ... A / D converter,
25 ... Computer, 26 ... Storage means, 27 ... Storage means, 28 ... Calculation means,
29: Display.
Claims (5)
空気圧縮機の消費動力及び吐出圧力の測定によって測定対象となる空気圧縮機の容量制御方式の別を判定し、測定対象となる空気圧縮機のデータと比較機のデータとを比較する演算手段と、を備え、
空気圧縮機の運転により吐出圧力を上昇させて１００％負荷になったときの消費動力と吐出圧力とを前記記憶手段に記憶し、
空気圧縮機の運転により吐出圧力を上昇させて１００％負荷とした後の０％負荷状態における消費動力が最低動力になって安定した場合は、吸い込み絞り弁及び放気弁で吐出圧力を開放する容量制御方式（Ｉ式）と判定して消費動力と吐出圧力が低下し始める時刻における消費動力と吐出圧力とを前記記憶手段に記憶し、このときの負荷率を算出して切替点とし、かつ、吐出圧力の低下とともに消費動力が安定した時刻における消費動力と吐出圧力とを前記記憶手段に記憶して、これらを、吸い込み絞り弁及び放気弁で吐出圧力を開放する容量制御方式（Ｉ式）の特性データとして記憶され、
空気圧縮機の運転により消費動力を上昇させて１００％負荷とした後の０％負荷状態において吐出圧力が低下せずに安定した場合は吸い込み絞り式の容量制御方式（Ｕ式）と判定され、この安定した時刻における消費動力と吐出圧力とを前記記憶手段に記憶して、吸い込み絞り式の容量制御方式（Ｕ式）の特性データとして記憶され、
測定対象となる空気圧縮機の消費動力及び特性データに基づいて負荷率を算定し、比較機のデータと比較することを特徴とする空気圧縮機における負荷測定診断装置。 Storage means for storing the power consumption and discharge pressure of the air compressor detected by the detection means;
A calculation means for determining whether the air compressor is the capacity control method by measuring the power consumption and discharge pressure of the air compressor and comparing the data of the air compressor to be measured with the data of the comparator; With
The power consumption and discharge pressure when the discharge pressure is raised by the operation of the air compressor to become 100% load are stored in the storage means,
When the power consumption in the 0% load state after the discharge pressure is raised by operating the air compressor to 100% load and becomes the minimum power, the discharge pressure is released with the suction throttle valve and the discharge valve. The power consumption and the discharge pressure at the time when the power consumption and the discharge pressure start to decrease are determined in the capacity control method (formula I), and the load factor at this time is calculated as a switching point, and The capacity control system (type I) which stores the power consumption and the discharge pressure at the time when the power consumption becomes stable with the decrease of the discharge pressure in the storage means, and releases the discharge pressure with the suction throttle valve and the discharge valve. ) Is stored as characteristic data,
If the discharge pressure does not decrease in the 0% load state after increasing the power consumption to 100% load by operating the air compressor, it is determined as a suction throttle type capacity control method (U type), The power consumption and discharge pressure at this stable time are stored in the storage means, and stored as characteristic data of the suction throttle type capacity control system (U type),
A load measurement diagnostic apparatus for an air compressor, characterized in that a load factor is calculated based on power consumption and characteristic data of an air compressor to be measured and compared with data of a comparator .
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