JP4924855B1 - Compressor number control system - Google Patents
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Abstract
【課題】簡易な構成で、圧縮空気の使用負荷に迅速に追従させて圧縮空気を製造することのできる圧縮機台数制御システムを提供する。
【解決手段】複数台の圧縮機2と、これら圧縮機2から圧縮空気が供給されると共に圧縮空気利用機器へ圧縮空気を送るレシーバタンク3と、このレシーバタンク3に設置される圧力センサ4と、この圧力センサ4の検出圧力に基づき圧縮機2の運転台数を変更する台数制御器5とを備える。台数制御器5により運転台数を減少させるか否かの境界値としての台数減少用圧力は、運転台数が多いほど低くなるよう設定される。
【選択図】図1Provided is a compressor number control system capable of producing compressed air by quickly following the use load of compressed air with a simple configuration.
SOLUTION: A plurality of compressors 2, a receiver tank 3 to which compressed air is supplied from the compressors 2 and sends compressed air to a device using compressed air, and a pressure sensor 4 installed in the receiver tank 3 are provided. A number controller 5 that changes the number of operating compressors 2 based on the pressure detected by the pressure sensor 4 is provided. The number reduction pressure as a boundary value for determining whether or not to reduce the number of operating units by the number controller 5 is set so as to decrease as the number of operating units increases.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、複数台の空気圧縮機を備え、圧縮空気の使用負荷に応じて圧縮機の運転台数を変更する圧縮機台数制御システムに関するものである。 The present invention relates to a compressor number control system that includes a plurality of air compressors and changes the number of operating compressors according to the use load of compressed air.
従来、下記特許文献1に開示されるように、圧力とその変化率とに基づき、圧縮機の運転台数を増減する圧力閾値を変更することが提案されている。この特許文献1に記載の発明では、すべての圧縮機がオンオフ制御される(段落番号0029など)。
Conventionally, as disclosed in the following
しかしながら、圧力変化率は考慮されても、運転中の圧縮機の台数は考慮されていない。また、複数台の圧縮機は、単にオンオフ制御されている。これでは、圧縮空気の使用負荷に迅速に追従させて圧縮空気を製造することができない。 However, even if the pressure change rate is considered, the number of compressors in operation is not considered. In addition, the plurality of compressors are simply on / off controlled. In this case, the compressed air cannot be manufactured by quickly following the usage load of the compressed air.
本発明が解決しようとする課題は、簡易な構成で運転台数を考慮して制御し、圧縮空気の使用負荷に迅速に追従させて圧縮空気を製造することのできる圧縮機台数制御システムを提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a compressor number control system capable of producing compressed air by controlling the number of operating units with a simple configuration and quickly following the usage load of the compressed air. There is.
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、複数台の圧縮機と、これら圧縮機から圧縮空気が供給されると共に圧縮空気利用機器へ圧縮空気を送る箇所に設けられ、圧縮空気の圧力を検出する圧力センサと、この圧力センサの検出圧力に基づき前記圧縮機の運転台数を変更する台数制御器とを備え、前記台数制御器により運転台数を減少させるか否かの境界値としての台数減少用圧力は、運転台数が多いほど低くなるよう設定されることを特徴とする圧縮機台数制御システムである。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the invention according to
請求項1に記載の発明によれば、運転台数を減少させるか否かの境界値としての台数減少用圧力は、運転台数が多いほど低くなるよう設定される。圧縮機の運転台数が多いほど、目標圧力に維持するための1台当たりの寄与率は下がり、圧力変動は抑えられるので、運転台数の増加に応じて台数減少用圧力を下げることができる。言い換えれば、通常、台数減少用圧力以上になれば圧縮機を1台停止し、台数増加用圧力以下になれば圧縮機を1台起動するが、運転台数を増すほど台数減少用圧力を下げて、圧力変動幅を抑制することができる。 According to the first aspect of the present invention, the pressure for reducing the number of vehicles as a boundary value for determining whether or not to decrease the number of operating vehicles is set so as to decrease as the number of operating vehicles increases. As the number of operating compressors increases, the contribution rate per unit for maintaining the target pressure decreases, and the pressure fluctuation can be suppressed. Therefore, the pressure for reducing the number of units can be lowered as the number of operating units increases. In other words, one compressor is usually stopped when the pressure for reducing the number of units is higher than that, and one compressor is started when the pressure for increasing the number of units is lower, but the pressure for decreasing the number is lowered as the number of operating units increases. The pressure fluctuation range can be suppressed.
請求項2に記載の発明は、前記各圧縮機は、同時に複数台が運転される場合でもすべてが容量制御され、停止時を負荷率0%、全負荷時を負荷率100%とした場合に、運転中の前記圧縮機の1台当たりの負荷率が次式により求められる停止負荷率以下になると、運転中の1台を停止させることを特徴とする請求項1に記載の圧縮機台数制御システムである。
停止負荷率(%)=(運転台数−1)/運転台数×100
The invention according to
Stop load factor (%) = (Number of operating units-1) / Number of operating units × 100
請求項2に記載の発明によれば、同時に複数台が運転される場合でもすべてを容量制御しつつ、2台運転しているときは1台当たりの負荷率が50%以下になると1台停止させ、3台運転しているときは1台当たりの負荷率が67%以下になると1台停止させるというように、運転台数に応じた1台当たり負荷率に基づき停止制御することで、簡易な構成で最適な運転を行うことができる。
According to the invention described in
請求項3に記載の発明は、前記各圧縮機は、その吐出側の圧力を、下限圧力PLと上限圧力PHとの間に維持するように容量制御され、運転台数に応じた停止負荷率で運転中の1台を停止させるために、前記台数減少用圧力は運転台数に基づき次式により設定されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の圧縮機台数制御システムである。
台数減少用圧力={(上限圧力PH−下限圧力PL)÷運転台数}+下限圧力PL
According to a third aspect of the present invention, the capacity of each of the compressors is controlled so as to maintain the pressure on the discharge side between the lower limit pressure PL and the upper limit pressure PH, and at a stop load factor corresponding to the number of operating units. 3. The compressor number control system according to
Number reduction pressure = {(Upper limit pressure PH−Lower limit pressure PL) ÷ Number of operating units} + Lower limit pressure PL
請求項3に記載の発明によれば、停止負荷率を圧力に換算して、簡易に制御することができる。 According to the third aspect of the present invention, the stop load factor can be converted into pressure and easily controlled.
請求項4に記載の発明は、前記圧力センサによる検出圧力が前記台数減少用圧力以上の状態を設定時間継続後に、前記圧縮機の運転台数を減少させることを特徴とする請求項3に記載の圧縮機台数制御システムである。 According to a fourth aspect of the present invention, the number of operating compressors is decreased after a set time has elapsed while the pressure detected by the pressure sensor is equal to or greater than the pressure for decreasing the number of units. This is a compressor number control system.
請求項4に記載の発明によれば、圧力センサによる検出圧力が台数減少用圧力以上の状態を設定時間継続後に圧縮機の運転台数を減少させるので、圧縮機が次々と過剰に停止されるのを防止できる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the number of operating compressors is decreased after the set time is maintained while the pressure detected by the pressure sensor is equal to or higher than the pressure for decreasing the number of compressors, the compressors are excessively stopped one after another. Can be prevented.
請求項5に記載の発明は、前記各圧縮機からの圧縮空気は、共通のレシーバタンクへ供給された後、一または複数の圧縮空気利用機器へ送られ、前記圧力センサは、前記レシーバタンクに設置され、前記台数制御器により運転台数を増加させるか否かの境界値としての台数増加用圧力は、前記圧力センサの検出圧力Pの圧力変化率ΔPに基づき異なるよう設定され、圧力変化率ΔPの絶対値が第一設定値ΔP1未満である場合には、前記圧力センサの検出圧力Pが、前記台数増加用圧力としての第二下限圧力PL2以下になると1台起動させ、圧力変化率ΔPの絶対値が第一設定値ΔP1以上であるが第二設定値ΔP2未満である場合には、前記圧力センサの検出圧力Pが前記台数増加用圧力としての第一下限圧力PL1以下になると1台起動させ、それでも第一下限圧力PL1以下を維持する場合、所定の連続起動防止時間を経過するごとに1台起動させるが、前記第一下限圧力PL1よりも低圧の第二下限圧力PL2以下になれば、前記連続起動防止時間の経過を待つことなくさらに1台起動させ、圧力変化率ΔPの絶対値が第二設定値ΔP2以上である場合には、前記圧力センサの検出圧力Pが前記台数増加用圧力としての前記上限圧力PH以下であると1台起動させ、それでも前記上限圧力PH以下を維持する場合、所定の連続起動防止時間を経過するごとに1台起動させるが、前記上限圧力PHよりも低圧の第一下限圧力PL1以下になれば、前記連続起動防止時間の経過を待つことなくさらにもう1台起動させることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の圧縮機台数制御システムである。
According to a fifth aspect of the present invention, the compressed air from each of the compressors is supplied to a common receiver tank and then sent to one or a plurality of compressed air utilization devices, and the pressure sensor is supplied to the receiver tank. The pressure for increasing the number as a boundary value for determining whether or not to increase the number of operating units by the number controller is set differently based on the pressure change rate ΔP of the detected pressure P of the pressure sensor, and the pressure change rate ΔP Is less than the first set value ΔP1, when the detected pressure P of the pressure sensor becomes equal to or lower than the second lower limit pressure PL2 as the number-increasing pressure, one unit is started and the pressure change rate ΔP When the absolute value is greater than or equal to the first set value ΔP1 but less than the second set value ΔP2, one unit is activated when the detected pressure P of the pressure sensor is less than or equal to the first lower limit pressure PL1 as the number increase pressure. The If the first lower limit pressure PL1 or less is still maintained, one unit is activated every time the predetermined continuous activation prevention time elapses. However, if the first lower limit pressure PL1 is lower than the first lower limit pressure PL1, When one more unit is activated without waiting for the continuous activation prevention time to elapse and the absolute value of the pressure change rate ΔP is equal to or greater than the second set value ΔP2, the detected pressure P of the pressure sensor is the pressure for increasing the number of units. If one of the above-mentioned upper limit pressures PH is less than or equal to the upper limit pressure PH, and is still maintained below the upper limit pressure PH, one unit is started every time a predetermined continuous activation prevention time elapses. 5. The number of compressors according to
請求項5に記載の発明によれば、圧力センサの検出圧力が台数増加用圧力以下になると圧縮機を1台起動させ、それでも台数増加用圧力以下を維持する場合、所定の連続起動防止時間を経過するごとに圧縮機を1台起動させるが、圧力変化率の絶対値が設定値以上の領域では、圧力センサの検出圧力が即時増加用圧力以下になれば、所定時間の経過を待つことなく1台起動させる。このように、圧力変化率が設定値以上で大きく、しかも目標圧力範囲から大きく離れようとした場合には、所定時間の経過を待つことなく、即時増加用圧力以下で1台起動するので、圧縮機の吐出量と圧縮空気利用機器の使用量との差を迅速に是正することができる。
According to the invention described in
請求項6に記載の発明は、前記台数制御器は、前記圧力センサの検出圧力に加えて、前記各圧縮機からの圧縮空気の吐出流量、または前記各圧縮機の回転数、使用電流もしくは使用電力に基づき、前記圧縮機の運転台数を変更することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の圧縮機台数制御システムである。
According to a sixth aspect of the present invention, in addition to the pressure detected by the pressure sensor, the number controller controls the discharge flow rate of compressed air from each compressor, or the rotational speed, operating current or usage of each compressor. The compressor number control system according to any one of
請求項6に記載の発明によれば、各圧縮機からの圧縮空気の吐出流量、または各圧縮機の回転数、使用電流もしくは使用電力に基づき、圧縮機の運転台数を補正することで、最適な台数で運転することができる。 According to the invention described in claim 6, it is optimal by correcting the number of operating compressors based on the discharge flow rate of compressed air from each compressor, or the rotational speed, operating current, or operating power of each compressor. It is possible to drive with the number of cars.
さらに、請求項7に記載の発明は、前記台数制御器は、前記各圧縮機の使用電流または使用電力を監視し、使用電流または使用電力の少ない圧縮機を優先して運転することを特徴とする請求項6に記載の圧縮機台数制御システムである。 Furthermore, the invention according to claim 7 is characterized in that the number controller monitors the current or power used by each compressor, and prioritizes the compressor that uses less current or power. The compressor number control system according to claim 6.
請求項7に記載の発明によれば、使用電流または使用電力の少ない圧縮機を優先して運転することで、運転効率を向上することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to improve the operation efficiency by operating with priority to the compressor that uses less current or power.
本発明によれば、簡易な構成で運転台数を考慮して制御し、圧縮空気の使用負荷に迅速に追従させて圧縮空気を製造することができる。 According to the present invention, it is possible to manufacture compressed air by controlling in consideration of the number of operating units with a simple configuration and quickly following the usage load of the compressed air.
以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の圧縮機台数制御システムの一実施例を示す概略図である。本実施例の圧縮機台数制御システム1は、複数台の圧縮機2,2,…と、これら圧縮機2から圧縮空気が供給されるレシーバタンク3と、このレシーバタンク3内の圧力を検出する圧力センサ4と、この圧力センサ4の検出圧力などに基づき前記各圧縮機2を制御する台数制御器5とを備える。
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a compressor number control system according to the present invention. The compressor
各圧縮機2は、電動式の空気圧縮機であり、圧縮機本体がモータで駆動され、外気を吸入し圧縮して吐出する。各圧縮機2からの圧縮空気は、共通のレシーバタンク3を介して、一または複数の各種の圧縮空気利用機器(図示省略)へ送られる。
Each
各圧縮機2は、スクリュー式、ターボ式またはレシプロ式など、その構成を特に問わないが、典型的には互いに同一の構成とされる。また、各圧縮機2は、典型的には、同一の吐出容量とされる。
Each
本実施例の各圧縮機2は、容量制御可能に構成される。ここでは、機械的に自力で容量制御可能とされる。容量制御の具体的構成は特に問わないが、本実施例では、圧縮機2の吸込側に設けた容量調整弁(図示省略)の開度を調整することでなされる。
Each
容量調整弁は、圧縮機2の吐出側の圧力を所望に維持するように、自力で開度を調整する。つまり、圧縮機2の吐出側の圧力が上昇するのに伴い、容量調整弁は開度を絞って吸入量を減少させ、これにより圧縮機2は吐出量を減少させる一方、圧縮機2の吐出側の圧力が低下するのに伴い、容量調整弁は開度を拡げて吸入量を増加させ、これにより圧縮機2は吐出量を増加させる。
A capacity | capacitance adjustment valve adjusts an opening degree by itself so that the pressure of the discharge side of the
より具体的には、容量調整弁は、図2において、圧縮機2の吐出側の圧力を、下限圧力PLと上限圧力PHとの間に維持するように開度を調整する。この場合、容量調整弁は、圧縮機2の吐出側の圧力が下限圧力PL以下になると全開される一方、上限圧力PH以上になると全閉される。また、下限圧力PLと上限圧力PHとの間では、下限圧力PLから上限圧力PHへ行くに従って比例的に開度が絞られる。このように、下限圧力PLと上限圧力PHとの圧力範囲が、容量調整弁の制御範囲とされる。つまり、各圧縮機2は、容量調整弁により、規定の調整範囲PL〜PHで、吐出圧力と吐出流量とが逆比例のリニアな特性を有する。言い換えれば、吐出圧力と圧縮機2の負荷率とは一次関数になっている。なお、万一、圧縮機2の吐出側の圧力が所定の停止圧力PSを超えると、圧縮機2は強制停止される。
More specifically, in FIG. 2, the capacity adjustment valve adjusts the opening so as to maintain the pressure on the discharge side of the
本実施例の各圧縮機2は、典型的には、同時に複数台が運転される場合でもすべてが容量制御される。そのため、各圧縮機2は、全負荷運転に保持するためのフルロードロック機能を備える必要はない。
Each
レシーバタンク3は、各圧縮機2から圧縮空気が供給される一方、一または複数の圧縮空気利用機器へ圧縮空気を供給する中空容器である。レシーバタンク3内の圧力を検出可能に、圧力センサ4が設けられる。
The
台数制御器5は、各圧縮機2および圧力センサ4に接続され、圧力センサ4による検出圧力などに基づき、各圧縮機2を制御する。本実施例では、各圧縮機2の運転の有無(つまり運転台数の変更)を切り替える。具体的な制御方法は、以下のとおりである。
The
図2は、本実施例の圧縮機台数制御システム1による台数制御方法の一例を示す図であり、運転中の各圧縮機2の吐出圧力と、レシーバタンク3内の圧力(つまり圧力センサ4の検出圧力)と、運転台数増減表とを示している。
FIG. 2 is a diagram showing an example of the number control method by the compressor
運転台数増減表は、図2の中央に表形式で示すように、運転台数を増やすための起動表と、図2の右側に棒グラフ状に示すように、運転台数を減らすための停止表とに分けられる。起動表は、レシーバタンク3内の圧力Pとその変化率ΔPとに基づき、圧縮機2を如何に起動するか、言い換えれば運転台数を如何に増加させるかを示している。一方、停止表は、レシーバタンク3内の圧力Pと、現在実際に運転中の台数とに基づき、圧縮機2を如何に停止するか、言い換えれば運転台数を如何に減少させるかを示している。これらの制御は、圧力センサ4の検出圧力Pと圧力変化率ΔPとをそれぞれ所定周期で求め、それに基づき行われる。本実施例では、検出圧力Pとして、台数制御器5のCPUの演算周期の所定回数分(たとえば20回分)の平均値が用いられ、圧力変化率ΔPとして、直近の所定時間(たとえば直近20秒)の平均値が用いられる。
As shown in the form of a table in the center of FIG. 2, the operation number increase / decrease table is divided into a start table for increasing the operation number and a stop table for reducing the operation number as shown in a bar graph on the right side of FIG. Divided. The start-up table shows how to start the
圧力変化率ΔPとは、所定時間当たりの変動圧力である。圧力変化率ΔPがマイナスの場合、レシーバタンク3内の圧力は減少傾向にあり、圧力変化率ΔPがプラスの場合、レシーバタンク3内の圧力は増加傾向にある。圧縮空気利用機器による圧縮空気の使用量が、圧縮機2による圧縮空気の吐出量よりも多い場合、レシーバタンク3内の圧力は減少し、逆に、圧縮機2による圧縮空気の吐出量が、圧縮空気利用機器による圧縮空気の使用量よりも多い場合、レシーバタンク3内の圧力は増加する。
The pressure change rate ΔP is a fluctuating pressure per predetermined time. When the pressure change rate ΔP is negative, the pressure in the
圧縮機2からレシーバタンク3への配管の圧力損失により、レシーバタンク3内の圧力は、圧縮機2の吐出圧力よりも若干低圧になる。そのため、図2において若干傾きのある破線で結んで示すように、レシーバタンク3内の圧力PL1,PL2は、それぞれ、圧縮機2の吐出圧力PL1´,PL2´と対応する。なお、本実施例の圧縮機台数制御システム1の場合、停止表から明らかなとおり、レシーバタンク3内の圧力が容量調整弁の制御範囲の上限圧力PHになるときは、すべての圧縮機2が停止され、空気流量は0になるので、上限圧力PHに関しては、圧縮機吐出圧力とレシーバタンク圧力とは同一になる。
Due to the pressure loss of the piping from the
台数制御器5は、圧力センサ4の検出圧力と、予め設定した圧力値とを比較して、圧縮機2の運転台数を増減する。この際、運転台数を増加させる圧力値は、前記起動表に示すように、圧力センサ4の検出圧力Pの圧力変化率ΔPに基づき異なるよう設定される。つまり、台数制御器5は、圧力センサ4の検出圧力Pが台数増加用圧力A以下になると圧縮機2を1台起動させるが、運転台数を増加させるか否かの境界値としての台数増加用圧力Aは、圧力変化率ΔPがマイナス側へ大きくなるほど段階的に高圧になるよう設定される。
The
運転台数を増加させる場合、台数制御器5は、圧力センサ4の検出圧力Pが台数増加用圧力A以下の状態を維持する場合、所定時間(連続起動防止時間)を経過するごとに前記圧縮機2を1台起動させるが、圧力変化率ΔPが設定値(−ΔP1)以下の領域(つまりΔP≦−ΔP1)では、圧力センサ4の検出圧力Pが即時増加用圧力B以下になれば、前記所定時間の経過を待つことなくさらに1台起動させる。なお、即時増加用圧力Bは、圧力変化率ΔPの絶対値が大きいほど高圧に設定されるのがよい。
When the number of operating units is to be increased, the
一方、運転台数を減少させる圧力値は、前記停止表に示すように、現在実際に運転中の圧縮機2の運転台数に基づき異なるよう設定される。つまり、台数制御器5は、圧力センサ4の検出圧力Pが台数減少用圧力C以上になると圧縮機2を1台停止させるが、運転台数を減少させるか否かの境界値としての台数減少用圧力Cは、運転台数が増すほど段階的に低圧になるよう設定される。
On the other hand, as shown in the stop table, the pressure value for decreasing the number of operating units is set to be different based on the number of
台数減少用圧力Cは、各圧縮機2の負荷率を考慮して決定するのがよい。すなわち、停止時を負荷率0%、全負荷時を負荷率100%とした場合に、運転中の圧縮機2の1台当たりの負荷率が次式により求められる停止負荷率以下になると、運転中の1台を停止させる。
The pressure C for reducing the number of units should be determined in consideration of the load factor of each
[数1] 停止負荷率(%)=(運転台数−1)/運転台数×100 [Equation 1] Stop load factor (%) = (Number of operating units-1) / Number of operating units × 100
台数制御器5は、運転中の台数に応じた停止負荷率で1台を停止させるために、運転中の台数に基づき台数減少用圧力Cを次式により求め、これに基づき運転台数を適宜減少させる。
The
[数2] 台数減少用圧力C=上限圧力PH−{(上限圧力PH−下限圧力PL)×停止負荷率(%)/100} [Equation 2] Number of pressure reduction C = upper limit pressure PH − {(upper limit pressure PH−lower limit pressure PL) × stop load factor (%) / 100}
この数式2は、前記数式1を用いて、次のように書き換えることができる。
This
[数3] 台数減少用圧力C={(上限圧力PH−下限圧力PL)÷運転台数}+下限圧力PL [Equation 3] Number of units decreasing pressure C = {(upper limit pressure PH−lower limit pressure PL) ÷ number of operating units} + lower limit pressure PL
このように、運転台数に応じて台数減少用圧力Cを規定することができる。なお、数式2および数式3にいう上限圧力PHおよび下限圧力PLは、前述したように容量調整弁の制御範囲を規定する圧縮機吐出圧力であるが、実際の停止制御は本実施例ではレシーバタンク3に設けた圧力センサ4の検出圧力に基づきなされるので、圧縮機2とレシーバタンク3との間の圧力損失を考慮して補正した値を用いるのが好ましい。但し、上限圧力PHについては、前述したように、圧縮機吐出圧力とレシーバタンク圧力とは同一になる。従って、下限圧力PLについて、レシーバタンク圧力に換算した値を用いるのが好ましい。あるいは、数式2および数式3で導出される台数減少用圧力Cは厳密には圧縮機吐出圧力であるので、これをレシーバタンク圧力に換算して制御するのが好ましい。
In this way, the pressure C for decreasing the number can be defined according to the number of operating units. Note that the upper limit pressure PH and the lower limit pressure PL in the
以下、具体的制御について、図2に基づき説明する。なお、第一下限圧力PL1よりも低圧で第二下限圧力PL2が設定され、第一下限圧力PL1および第二下限圧力PL2は、容量調整弁の制御範囲下限値PLよりも低圧に設定される。また、第一設定値ΔP1,第二設定値ΔP2は、圧縮機1台分の全負荷運転時の吐出容量を考慮して設定される。 Hereinafter, specific control will be described with reference to FIG. The second lower limit pressure PL2 is set lower than the first lower limit pressure PL1, and the first lower limit pressure PL1 and the second lower limit pressure PL2 are set lower than the control range lower limit PL of the capacity adjustment valve. The first set value ΔP1 and the second set value ΔP2 are set in consideration of the discharge capacity during full load operation for one compressor.
(1)圧縮機2の運転台数の増加制御
(1−1)圧力変化率ΔPの絶対値が第一設定値ΔP1未満である場合。具体的には、−ΔP1<ΔP<+ΔP1である場合。
圧力センサ4の検出圧力Pが台数増加用圧力Aとしての第二下限圧力PL2以下になると1台起動させる。これにより通常は圧力が第二下限圧力PL2を上回るが、この間も圧縮空気の使用負荷が増加し続けると、圧力が第二下限圧力PL2以下を維持する場合がある。その場合、所定の連続起動防止時間を経過するごとに圧縮機2を1台起動させる。つまり、圧力センサ4の検出圧力Pが図2における「1台起動」領域に留まる場合には、停止中の圧縮機2がある限り、連続起動防止時間を経過するごとに1台ずつ起動させる。
(1) Increase control of the number of operating units of the compressor 2 (1-1) When the absolute value of the pressure change rate ΔP is less than the first set value ΔP1. Specifically, when -ΔP1 <ΔP <+ ΔP1.
When the detected pressure P of the
(1−2)圧力変化率ΔPの絶対値が第一設定値ΔP1以上であるが第二設定値ΔP2未満である場合。具体的には、−ΔP2<ΔP≦−ΔP1である場合。
圧力センサ4の検出圧力Pが台数増加用圧力Aとしての第一下限圧力PL1以下になると1台起動させる。この場合も、1台起動させても第一下限圧力PL1以下を維持する場合、所定の連続起動防止時間を経過するごとに1台起動させるが、即時増加用圧力Bとしての第二下限圧力PL2以下になれば、連続起動防止時間の経過を待つことなくさらにもう1台起動させる。
(1-2) A case where the absolute value of the pressure change rate ΔP is equal to or greater than the first set value ΔP1 but less than the second set value ΔP2. Specifically, when -ΔP2 <ΔP ≦ −ΔP1.
When the detected pressure P of the
つまり、図2において、「1台起動」領域に入ることで1台を起動させても、なおその領域に留まる場合には、停止中の圧縮機2がある限り、連続起動防止時間ごとに1台ずつ圧縮機2を起動させる。また、その間、「さらに1台起動」領域に入れば、連続起動防止時間を経過しないでも、さらに1台を起動させる。
That is, in FIG. 2, if one unit is started by entering the “one unit start” region and still remains in that region, it remains 1 every continuous start prevention time as long as there is a
(1−3)圧力変化率ΔPの絶対値が第二設定値ΔP2以上である場合。具体的には、ΔP≦−ΔP2である場合。
レシーバタンク3内の圧力下降時(圧力変化率ΔPがマイナスの場合つまりΔP≦−ΔP2の場合)には、圧力センサ4の検出圧力Pが台数増加用圧力Aとしての容量調整弁の制御範囲上限値PH以下、言い換えれば容量調整弁の制御範囲PL〜PHであっても、1台起動させる。この場合も、1台起動させても容量調整弁の制御範囲PL〜PHを維持する場合、所定の連続起動防止時間を経過するごとに1台起動させるが、即時増加用圧力Bとしての第一下限圧力PL1以下になれば、連続起動防止時間の経過を待つことなくさらにもう1台起動させる。
(1-3) The absolute value of the pressure change rate ΔP is equal to or greater than the second set value ΔP2. Specifically, when ΔP ≦ −ΔP2.
When the pressure in the
つまり、図2において「1台起動」領域に入ることで1台を起動させても、なおその領域に留まる場合には、停止中の圧縮機2がある限り、連続起動防止時間ごとに1台ずつ圧縮機2を起動させる。また、その間、「さらに1台起動」領域に入れば、連続起動防止時間を経過しないでも、さらに1台を起動させる。
That is, even if one unit is started by entering the “one unit start” area in FIG. 2 and still remains in that region, as long as there is a
(2)圧縮機2の運転台数の減少制御
圧力センサ4により空気圧力を監視して、たとえば、2台運転している場合には、1台当たりの負荷率が50%以下になると1台停止させ、3台運転している場合には、1台当たりの負荷率が67%以下になると1台停止させ、4台運転している場合には、1台あたりの負荷率が75%以下になると1台停止させるというように、前述した数式1による停止負荷率を考慮して、圧縮機2の運転台数を減少させる。
(2) Reduction control of the number of
これにより、1台だけ運転している場合には、負荷率が0〜100%で運転され、2台運転している場合には、1台当たりの負荷率が50〜100%で運転され、3台運転している場合には、1台当たりの負荷率が67〜100%で運転されるというように、台数が増すほど高負荷で運転される。 Thereby, when only one unit is operated, the load factor is operated at 0 to 100%, and when two units are operated, the load factor per unit is operated at 50 to 100%. In the case of operating three units, the operation is performed with a higher load as the number of units increases, such as operation with a load factor of 67 to 100% per unit.
圧力に基づく制御を行うには、前述した数式3(または数式2)により求められる運転台数に応じた台数減少用圧力C以上になれば、1台停止させればよい。たとえば、2台運転している場合には、「{(上限圧力PH−下限圧力PL)÷2)}+下限圧力PL」以上になると、圧縮機2を1台停止させる。また、3台運転している場合には、「{(上限圧力PH−下限圧力PL)÷3}+下限圧力PL」以上になると、圧縮機2を1台停止させるというように、運転中の台数に基づき数式3により台数減少用圧力Cが設定される。
In order to perform the control based on the pressure, it is only necessary to stop one unit if the pressure is not less than the number-decreasing pressure C corresponding to the number of operating units determined by the above-described Formula 3 (or Formula 2). For example, when two units are operating, when “{(upper limit pressure PH−lower limit pressure PL) ÷ 2)} + lower limit pressure PL” or more, one
ここで、圧力センサ4による検出圧力Pが台数減少用圧力C以上の状態を設定時間継続後に、圧縮機2の運転台数を減少させるのが好ましい。これにより、1台を停止させた後に次の1台を停止させるまでに規定の時間を要し、次々と過剰に停止させるおそれがない。
Here, it is preferable to reduce the number of
ところで、レシーバタンク3の圧力のみでは、圧縮空気利用機器における圧縮空気の実際の使用負荷は分からない。そこで、台数制御器5は、圧力センサ4の検出圧力に加えて、各圧縮機2からの圧縮空気の吐出流量、または各圧縮機2の回転数、使用電流もしくは使用電力に基づき、圧縮機2の運転台数を補正するようにしてもよい。
By the way, the actual use load of the compressed air in the compressed air utilization device is not known only by the pressure of the
たとえば、各圧縮機2からレシーバタンク3への吐出配管に空気流量計を設置したり、レシーバタンク3から圧縮空気利用機器への吐出配管に空気流量計を設置したり、各圧縮機2の回転数や電流などを検出したりして、各圧縮機2の負荷率つまり空気負荷を把握する。そして、空気負荷に対応した圧縮機2の台数(能力)を設定しておき、過剰となる圧縮機2を停止させればよい。特に、図2の停止表から分かるように、台数が増加するほど台数減少用圧力Cの差異が狭くなり、最適動作台数がずれるおそれがあるので、各圧縮機2の消費電力などを監視し、台数減少用圧力または運転台数を補正してもよい。
For example, an air flow meter is installed in the discharge pipe from each
あるいは、前記実施例では、レシーバタンク3の圧力により制御したが、場合により上述した空気流量にて制御してもよい。なお、電流の計測を行えば、空気負荷に対する電力消費を管理することができ、本発明の台数制御システム1の有無による省エネルギー効果をお知らせすることも可能となる。
Or in the said Example, although controlled by the pressure of the
また、台数制御器5は、各圧縮機2の使用電流または使用電力を監視し、使用電流または使用電力の少ない圧縮機2を優先して運転するようにしてもよい。さらに、配管の圧力損失、容量調整弁の誤差、機器同士の干渉などで、運転中の各圧縮機2が同じ吐出容量にならないおそれもあるので、各圧縮機2の消費電力を監視して、消費電力の少ない圧縮機を優先して動かす他、消費電力に一定以上の偏り(差異)がある場合には、お知らせを出して容量調整弁などのメンテナンスを促してもよい。
In addition, the
複数台を同時に運転する場合において、仮に1台だけを容量制御し他を全負荷運転させる場合、容量調整を1台のみで行っているので、空気使用量が急激に減少した場合に、レシーバタンク3内の圧力が過上昇するおそれがある。ところが、本実施例の構成によれば、複数台の圧縮機2を運転する場合でも、すべてを容量制御するので、空気使用量が急激に減少した場合でも、複数台の圧縮機2の容量制御機能が並行して作用することで、レシーバタンク3内の圧力が過上昇するのを防止することができる。たとえ空気使用量が突然に全くなくなったとしても、空気圧力が過上昇することはない。
When operating multiple units at the same time, if only one unit is capacity controlled and the others are operated at full load, the capacity adjustment is performed with only one unit, so if the air usage decreases rapidly, the receiver tank There is a possibility that the pressure in 3 will rise excessively. However, according to the configuration of this embodiment, even when a plurality of
複数台を同時に運転する場合において、仮に1台だけを容量制御し他を全負荷運転させる場合、各圧縮機2には全負荷運転に保持するためのフルロードロック機能が必要となる。ところが、この機能は圧縮機2に標準的に装備されている訳ではなく圧縮機2を改造する必要がある。しかしながら、本実施例のシステム1によれば、各圧縮機2にフルロードロック機能は不要であるから、各圧縮機2を改造する必要がない。
In the case of operating a plurality of units simultaneously, if only one unit is capacity-controlled and the others are operated at full load, each
また、運転台数の増加に応じて台数減少用圧力Cを下げると、運転中の各圧縮機2の負荷率は前述したように上がり、言い換えれば、各圧縮機2は吐出圧力が低い側で運転することになる。そして、一般に、圧縮機2は吐出圧力が低い側で運転するほど高効率なので、台数減少用圧力Cを下げることで、運転効率を向上することができる。
Further, when the pressure C for decreasing the number is lowered in accordance with the increase in the number of operating units, the load factor of each operating
本発明の圧縮機台数制御システム1は、前記実施例の構成に限らず適宜変更可能である。たとえば、各圧縮機2は、アンローダ機能を有していてもよい。その場合、前記実施例において、圧縮機2の起動と停止は、圧縮機2のロードとアンロードとすればよい。
The compressor
また、各圧縮機2の容量制御の方法は、前記実施例のように圧縮機2の吸込側に設けた容量調整弁に限らず、従来公知の他の構成を採用することもできる。さらに、容量制御せずに、すべての圧縮機2を単にオンオフ制御やロード・アンロード制御するだけでもよい。
Further, the capacity control method of each
また、前記実施例では、各圧縮機2からの圧縮空気はレシーバタンク3を介して圧縮空気利用機器へ送り、そのレシーバタンク3に圧力センサ4を設けたが、レシーバタンク3以外に、各圧縮機2から圧縮空気が供給される箇所、あるいは圧縮空気利用機器へ圧縮空気を送る箇所に、圧力センサ4を設けてもよい。
Moreover, in the said Example, although the compressed air from each
さらに、前記実施例では、各圧縮機は互いに同一の構成および吐出容量としたが、場合によりこれらは異ならせてもよい。たとえば、他と比べて2倍の吐出容量を有した圧縮機が含まれる場合、その圧縮機は2台分として制御すればよい。 Furthermore, in the said Example, although each compressor was set as the mutually same structure and discharge capacity, you may make these differ depending on the case. For example, when a compressor having a discharge capacity twice that of the other is included, the compressor may be controlled as two units.
1 圧縮機台数制御システム
2 圧縮機
3 レシーバタンク
4 圧力センサ
5 台数制御器
A 台数増加用圧力
B 即時増加用圧力
C 台数減少用圧力
DESCRIPTION OF
Claims (7)
これら圧縮機から圧縮空気が供給されると共に圧縮空気利用機器へ圧縮空気を送る箇所に設けられ、圧縮空気の圧力を検出する圧力センサと、
この圧力センサの検出圧力に基づき前記圧縮機の運転台数を変更する台数制御器とを備え、
前記台数制御器により運転台数を減少させるか否かの境界値としての台数減少用圧力は、運転台数が多いほど低くなるよう設定される
ことを特徴とする圧縮機台数制御システム。 Multiple compressors,
A pressure sensor for detecting the pressure of the compressed air, which is provided at a location where the compressed air is supplied from these compressors and the compressed air is sent to the device using the compressed air;
A number controller for changing the number of operating compressors based on the pressure detected by the pressure sensor,
The compressor number control system, wherein the number reduction pressure as a boundary value as to whether or not the number of operating units is reduced by the number controller is set to be lower as the number of operating units increases.
停止時を負荷率0%、全負荷時を負荷率100%とした場合に、運転中の前記圧縮機の1台当たりの負荷率が次式により求められる停止負荷率以下になると、運転中の1台を停止させる
ことを特徴とする請求項1に記載の圧縮機台数制御システム。
停止負荷率(%)=(運転台数−1)/運転台数×100 Each of the compressors is capacity-controlled even when multiple units are operated at the same time,
When the load factor is 0% at the time of stop and the load factor is 100% at the time of full load, if the load factor per unit of the compressor in operation is less than or equal to the stop load factor obtained by the following equation, One unit is stopped. The compressor number control system according to claim 1, wherein one unit is stopped.
Stop load factor (%) = (Number of operating units-1) / Number of operating units × 100
運転台数に応じた停止負荷率で運転中の1台を停止させるために、前記台数減少用圧力は運転台数に基づき次式により設定される
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の圧縮機台数制御システム。
台数減少用圧力={(上限圧力PH−下限圧力PL)÷運転台数}+下限圧力PL Each of the compressors is capacity-controlled so as to maintain the pressure on the discharge side between the lower limit pressure PL and the upper limit pressure PH,
3. The system according to claim 1, wherein the pressure for decreasing the number of units is set according to the following equation based on the number of operating units in order to stop one unit in operation at a stop load factor corresponding to the number of operating units. Compressor number control system.
Number reduction pressure = {(Upper limit pressure PH−Lower limit pressure PL) ÷ Number of operating units} + Lower limit pressure PL
ことを特徴とする請求項3に記載の圧縮機台数制御システム。 4. The compressor number control system according to claim 3, wherein the number of operating compressors is decreased after a set time has continued in a state where the pressure detected by the pressure sensor is equal to or higher than the number reduction pressure.
前記圧力センサは、前記レシーバタンクに設置され、
前記台数制御器により運転台数を増加させるか否かの境界値としての台数増加用圧力は、前記圧力センサの検出圧力Pの圧力変化率ΔPに基づき異なるよう設定され、
圧力変化率ΔPの絶対値が第一設定値ΔP1未満である場合には、前記圧力センサの検出圧力Pが、前記台数増加用圧力としての第二下限圧力PL2以下になると1台起動させ、
圧力変化率ΔPの絶対値が第一設定値ΔP1以上であるが第二設定値ΔP2未満である場合には、前記圧力センサの検出圧力Pが前記台数増加用圧力としての第一下限圧力PL1以下になると1台起動させ、それでも第一下限圧力PL1以下を維持する場合、所定の連続起動防止時間を経過するごとに1台起動させるが、前記第一下限圧力PL1よりも低圧の第二下限圧力PL2以下になれば、前記連続起動防止時間の経過を待つことなくさらに1台起動させ、
圧力変化率ΔPの絶対値が第二設定値ΔP2以上である場合には、前記圧力センサの検出圧力Pが前記台数増加用圧力としての前記上限圧力PH以下であると1台起動させ、それでも前記上限圧力PH以下を維持する場合、所定の連続起動防止時間を経過するごとに1台起動させるが、前記上限圧力PHよりも低圧の第一下限圧力PL1以下になれば、前記連続起動防止時間の経過を待つことなくさらにもう1台起動させる
ことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の圧縮機台数制御システム。 Compressed air from each of the compressors is supplied to a common receiver tank and then sent to one or more compressed air utilization devices,
The pressure sensor is installed in the receiver tank,
The number increase pressure as a boundary value for determining whether or not to increase the number of operating units by the number controller is set to be different based on the pressure change rate ΔP of the detected pressure P of the pressure sensor,
When the absolute value of the pressure change rate ΔP is less than the first set value ΔP1, when the detected pressure P of the pressure sensor becomes equal to or less than the second lower limit pressure PL2 as the number increase pressure, one unit is started,
When the absolute value of the pressure change rate ΔP is not less than the first set value ΔP1 but less than the second set value ΔP2, the detected pressure P of the pressure sensor is not more than the first lower limit pressure PL1 as the number increase pressure. When one of them is activated and still maintains the first lower limit pressure PL1 or lower, one unit is activated every time a predetermined continuous activation prevention time elapses, but the second lower limit pressure is lower than the first lower limit pressure PL1. If it becomes less than PL2, one more unit is started without waiting for the lapse of the continuous startup prevention time,
When the absolute value of the pressure change rate ΔP is greater than or equal to the second set value ΔP2, one unit is activated if the detected pressure P of the pressure sensor is less than or equal to the upper limit pressure PH as the pressure for increasing the number of units. In order to maintain the upper limit pressure PH or lower, one unit is started every time the predetermined continuous start prevention time elapses. However, if the first lower limit pressure PL1 lower than the upper limit pressure PH is reached, the continuous start prevention time is increased. 5. The compressor number control system according to claim 3, wherein another unit is started without waiting for progress.
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の圧縮機台数制御システム。 The number controller is configured to operate the compressor based on the discharge flow rate of the compressed air from each compressor or the rotational speed, current used or power consumed by each compressor in addition to the pressure detected by the pressure sensor. The number of compressors control system according to any one of claims 1 to 5, wherein the number is changed.
使用電流または使用電力の少ない圧縮機を優先して運転する
ことを特徴とする請求項6に記載の圧縮機台数制御システム。 The number controller monitors the current or power consumption of each compressor,
The compressor number control system according to claim 6, wherein the compressor is operated with priority on a compressor that uses less current or power.
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