JP7254498B2 - compressor - Google Patents

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Description

本発明は、気体を圧縮して吐出する圧縮機に関する。 The present invention relates to a compressor that compresses and discharges gas.

空気等の気体を吸込み、圧縮機構によって圧縮空気等の高圧気体を吐き出す圧縮機が知られている。特に、空気圧縮は、工作機やプレス機、エアーブロー等のエア―源として工場ラインや作業現場で使用される。 2. Description of the Related Art Compressors are known that take in gas such as air and discharge high-pressure gas such as compressed air using a compression mechanism. In particular, air compression is used in factory lines and work sites as an air source for machine tools, press machines, air blowers, and the like.

この圧縮機においては、圧縮機の圧力を所定値に維持するために、タンクの圧力が上限値に達した場合に電動機を停止させる断続運転制御モードと、電動機を停止させることなく圧縮機を無負荷状態にする連続運転制御モードが知られている。 In order to maintain the compressor pressure at a predetermined value, this compressor has an intermittent operation control mode that stops the electric motor when the tank pressure reaches the upper limit, and an intermittent operation control mode that disables the compressor without stopping the electric motor. A continuous operation control mode is known which provides a load condition.

本技術分野に関連する背景技術として特許文献1がある。特許文献1には、空気を圧縮する圧縮機本体と、圧縮機本体で圧縮された空気を貯留するタンクと、圧縮機本体の駆動を制御する制御部とを備え、制御部は、圧縮機が停止してから、起動して、次に停止するまでの運転サイクル時間が所定時間以上になるように圧縮機本体を制御する空気圧縮機が開示されている。 There is Patent Document 1 as a background art related to this technical field. Patent Document 1 includes a compressor body that compresses air, a tank that stores the air compressed by the compressor body, and a control unit that controls the driving of the compressor body. An air compressor is disclosed that controls a compressor main body so that an operation cycle time from stop to start to stop is equal to or longer than a predetermined time.

特開2017-190781号公報JP 2017-190781 A

特許文献1における空気圧縮機は、圧縮機を停止させる基準となるタンクの圧力の上限値を、運転サイクル時間が所定時間以上になるようにすることで決定しているため、消費空気量が急激に増加した際には、高い圧力での連続運転が長時間続く場合があり、圧縮熱により圧縮機本体の温度上昇を生じさせ、グリース封入軸受など摺動部の潤滑寿命を確保することができない、という点について考慮していない。 In the air compressor in Patent Document 1, the upper limit of the tank pressure, which is the reference for stopping the compressor, is determined by setting the operation cycle time to be equal to or longer than a predetermined time, so the amount of air consumption increases rapidly. If the pressure increases to 200 MPa, continuous operation at high pressure may continue for a long time, causing the temperature of the compressor body to rise due to the heat of compression, making it impossible to ensure the lubrication life of sliding parts such as grease-filled bearings. , is not considered.

本発明は、上記問題点に鑑み、低コストでありながら圧縮熱による圧縮機本体の温度上昇を防止可能であり、かつ電動機や電子部品の寿命を確保することができる圧縮機を提供することを目的とする。 In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a compressor that can prevent the temperature rise of the compressor body due to heat of compression and that can ensure the life of the electric motor and electronic parts while being low in cost. aim.

本発明は、その一例を挙げるならば、圧縮機であって、気体を圧縮する圧縮機本体と、圧縮機本体で圧縮された気体を貯留するタンクと、圧縮機本体の駆動を制御する制御部とを備え、制御部は、圧縮機本体の連続負荷運転時間が所定の時間T1に達した場合、運転を停止するか、アンロード状態とする。 An example of the present invention is a compressor comprising a compressor body for compressing gas, a tank for storing the gas compressed by the compressor body, and a control unit for controlling the driving of the compressor body. When the continuous load operation time of the compressor main body reaches a predetermined time T1, the control unit stops the operation or puts the compressor into an unloaded state.

本発明によれば、低コストでありながら圧縮熱による圧縮機本体の温度上昇を防ぎつつ、電動機や電子部品の寿命を確保することができる圧縮機を提供することが可能となる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a compressor capable of securing the service life of an electric motor and electronic parts while preventing the temperature rise of the compressor body due to heat of compression while being low in cost.

実施例1における圧縮機の全体断面図である。1 is an overall cross-sectional view of a compressor in Example 1. FIG. 実施例1におけるアンロード状態を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an unloaded state in Embodiment 1; 実施例1における主要部分の配線図である。4 is a wiring diagram of the main parts in Example 1. FIG. 実施例1における運転制御の動作説明図である。4 is an operation explanatory diagram of operation control in Embodiment 1. FIG. 実施例2における課題を説明するための運転制御の動作説明図である。FIG. 10 is an operation explanatory diagram of operation control for explaining a problem in the second embodiment; 実施例2における運転制御の動作説明図である。FIG. 10 is an operation explanatory diagram of operation control in Embodiment 2; 実施例3における運転制御の動作説明図である。FIG. 11 is an operation explanatory diagram of operation control in Example 3; 従来の断続運転制御方式の動作説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory diagram of a conventional intermittent operation control method; 従来の連続運転制御方式の動作説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory diagram of a conventional continuous operation control method; 空気圧縮機における圧力比と圧縮温度の関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between pressure ratio and compression temperature in an air compressor.

以下、本発明の実施例を、図面に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the drawings.

まず、本実施例の前提である、従来の圧縮機の運転制御方式について説明する。従来の圧縮機の運転制御方式には、断続運転制御方式と連続運転制御方式があり、気体として空気を圧縮する空気圧縮機を例に、図8、9を用いて説明する。 First, the conventional compressor operation control method, which is the premise of the present embodiment, will be described. Conventional compressor operation control methods include an intermittent operation control method and a continuous operation control method. An air compressor that compresses air as a gas will be described with reference to FIGS.

図8に示す断続運転制御方式は、タンクの圧力が上限圧力に達すると圧力開閉器がOFFし、電動機を停止させ、下限圧力に達すると圧力開閉器がONし、電動機が起動する制御方式である。この方式は、タンク内の圧力が上限圧力に達すると電動機を停止させるため、無駄な電力を消費しない。しかし下限圧力で改めて電動機を起動するため、電動機が頻繁に運転・停止を繰り返すと、電動機が過熱し易い、電気部品の寿命が短くなるという問題がある。 The intermittent operation control method shown in FIG. 8 is a control method in which when the tank pressure reaches the upper limit pressure, the pressure switch is turned OFF to stop the electric motor, and when the tank pressure reaches the lower limit pressure, the pressure switch is turned ON and the electric motor is started. be. This system stops the motor when the pressure in the tank reaches the upper limit pressure, so no power is wasted. However, since the motor is restarted at the lower limit pressure, if the motor is repeatedly started and stopped, the motor tends to overheat and the life of the electric parts is shortened.

図9に示す連続運転制御方式は、タンクの圧力が上限圧力に達すると、例えば吸込み弁を開放して電動機の負荷を軽減した無負荷(アンロード)運転を行い、下限圧力に達すると吸込み弁を閉じて通常の負荷運転に戻す制御方式である。この方式は、タンク内の圧力が上限圧力に達した場合でも電動機は停止させず空気弁を開放するなどして負荷を軽減させるので、空気を吐出しないアンロード動力、すなわち無駄な電力を消費している。しかし電動機はアンロード運転しているため、電動機や電気部品への負荷は軽くなるほか、例えば圧縮機本体の冷却を主軸に直結したプーリファンで行うような場合、アンロード運転中の回転によって圧縮機本体を冷却することが可能である。 In the continuous operation control method shown in FIG. 9, when the tank pressure reaches the upper limit pressure, for example, the suction valve is opened to reduce the load on the motor and perform unloaded operation, and when the pressure reaches the lower limit pressure, the suction valve is closed to return to normal load operation. With this method, even if the pressure in the tank reaches the upper limit pressure, the load is reduced by opening the air valve without stopping the electric motor. ing. However, since the motor is in unloaded operation, the load on the motor and electrical parts is lightened. It is possible to cool the machine body.

そのため、空気圧縮機において、圧縮機本体の温度上昇を抑えるためには、上記で述べた連続運転制御方式として、極力無負荷状態にてプーリファンによる冷却を行い、さらに制御圧力の上限値が低いほど効果的である。これは図10に示すように、圧縮機の吐出し圧力Pdと吸込み圧力Psの比に比例して圧縮後の空気の温度が指数関数的に上昇するためである。 Therefore, in the air compressor, in order to suppress the temperature rise of the main body of the compressor, as the continuous operation control method described above, cooling is performed with a pulley fan in a no-load state as much as possible, and the upper limit of the control pressure is low. is as effective as This is because, as shown in FIG. 10, the temperature of the air after compression rises exponentially in proportion to the ratio of the discharge pressure Pd and the suction pressure Ps of the compressor.

そこで、本実施例においては、圧縮機の連続負荷運転時間に応じて運転制御を行い、圧縮機本体の温度を低減する点について、以下説明する。 Therefore, in this embodiment, operation control is performed according to the continuous load operation time of the compressor to reduce the temperature of the main body of the compressor.

図1は、本実施例における圧縮機の全体断面図である。図1においては、気体として空気を圧縮する空気圧縮機を例として、往復動圧縮機の全体構成を示している。 FIG. 1 is an overall sectional view of a compressor in this embodiment. FIG. 1 shows the overall configuration of a reciprocating compressor, taking as an example an air compressor that compresses air as a gas.

図1において、空気を吸込み圧縮する圧縮機本体2において圧縮された空気はタンク1に貯留される。圧縮機本体2にはシリンダヘッド15が組み付けられており、シリンダヘッド15には、図2に示す吸込み弁12およびアンローダピストン13が組み付けられている。タンク1と圧縮機本体2との間には3方電磁弁3を有するアンローダ配管4が設けられている。 In FIG. 1, air compressed in a compressor main body 2 for sucking and compressing air is stored in a tank 1 . A cylinder head 15 is assembled to the compressor main body 2, and the suction valve 12 and the unloader piston 13 shown in FIG. An unloader pipe 4 having a three-way solenoid valve 3 is provided between the tank 1 and the compressor body 2 .

ロード状態とアンロード状態について図2を用いて説明する。図2において、3方電磁弁3を通電することにより、圧縮機本体2の吸込み弁12を操作するアンローダピストン13にタンク1内の圧力を加えて強制的に図2に示すようなアンロード(吸込み弁12の開放)状態にする。これにより、圧縮機本体2が起動しても吸込み弁12が開放されているため、圧縮機本体2で圧縮された空気は、タンク1に貯留されず、空気取入れ口16から大気に開放される。 A load state and an unload state will be described with reference to FIG. In FIG. 2, by energizing the three-way solenoid valve 3, the pressure in the tank 1 is applied to the unloader piston 13 that operates the suction valve 12 of the compressor body 2, forcibly unloading (see FIG. 2). Open the suction valve 12). As a result, even when the compressor body 2 is started, the intake valve 12 is open, so the air compressed by the compressor body 2 is not stored in the tank 1 and is released to the atmosphere from the air intake port 16. .

一方、3方電磁弁3の通電を断つことでアンローダピストン13に圧力が加わらない状態(ロード状態)として、吸込み弁12に通常の開閉動作を行わせるようになっている。これにより、ロード状態においては、圧縮機本体2が起動すると、吸込み弁12が開となり空気取入れ口16から空気を取入れ、吸込み弁12が閉となって圧縮後の圧縮空気はタンク1に貯留される。 On the other hand, by de-energizing the three-way solenoid valve 3, the unloader piston 13 is put into a state where no pressure is applied (loaded state), and the suction valve 12 is caused to perform normal opening and closing operations. As a result, when the compressor main body 2 is started in the loaded state, the intake valve 12 is opened to take in air from the air intake port 16 , and the intake valve 12 is closed to store the compressed air in the tank 1 after compression. be.

図3に本実施例における主要部分の配線図を示す。図3において、電磁接触器5は、3方電磁弁3とともに制御部としての制御基板6に接続され、3方電磁弁3とともに制御基板6により制御される。制御基板6は、圧力センサ11によりタンク1の圧力を検知し、その圧力により電磁接触器5を作動させる信号を電子回路から流すことで電動機9の運転、停止の制御を行なう。また、制御基板6は、3方電磁弁3に信号を流すことでアンローダピストン13の作動を行い、アンロード状態、ロード状態の制御を行う。制御基板6にはディスプレイ7が組みつけられており、設定圧力などを表示させる。 FIG. 3 shows a wiring diagram of the main parts in this embodiment. In FIG. 3 , the electromagnetic contactor 5 is connected to a control board 6 as a control section together with the three-way solenoid valve 3 and controlled by the control board 6 together with the three-way solenoid valve 3 . The control board 6 detects the pressure of the tank 1 with the pressure sensor 11, and controls the operation and stop of the electric motor 9 by sending a signal for operating the electromagnetic contactor 5 from the electronic circuit. Further, the control board 6 operates the unloader piston 13 by sending a signal to the three-way electromagnetic valve 3, thereby controlling the unloading state and the loading state. A display 7 is mounted on the control board 6 to display the set pressure and the like.

図1~3を参照して、本実施例における制御部としての制御基板6による圧縮機の制御の内容を説明する。 The contents of control of the compressor by the control board 6 as the control section in this embodiment will be described with reference to FIGS.

運転スイッチ8を操作しない状態では、電動機9の電源17が断たれているため、圧縮機が停止状態となっている。タンク1は大気圧またはタンク1内に残った空気の圧力となり、3方電磁弁3が通電されていない状態では、アンローダ配管4が大気圧状態となって、アンロード状態から開放されるため、吸込み弁12がロード状態(圧縮運転しうる状態)となっている。 When the operation switch 8 is not operated, the power source 17 of the electric motor 9 is cut off, so the compressor is stopped. The pressure in the tank 1 is the atmospheric pressure or the pressure of the air remaining in the tank 1, and when the three-way solenoid valve 3 is not energized, the unloader pipe 4 is in the atmospheric pressure state and is released from the unloaded state. The intake valve 12 is in a loaded state (a state in which compression operation can be performed).

運転スイッチ8を押すと、制御基板6からの信号により、電磁接触器5が作動し接点10が閉じられて電動機9が起動する。電動機9の起動により圧縮機本体2が運転されてタンク1内の圧力が上昇していく。圧力が予め決められた停止圧力Poff(任意に設定)に達し、圧力センサ11に検知されると、この検出信号が制御基板6に入力され、制御基板6からの信号により、電磁接触器5の通電が断たれ、電動機9は停止し、圧縮機本体2も停止する。 When the operation switch 8 is pressed, a signal from the control board 6 activates the electromagnetic contactor 5 to close the contact 10 and start the electric motor 9 . When the electric motor 9 is started, the compressor main body 2 is operated and the pressure in the tank 1 is increased. When the pressure reaches a predetermined stop pressure Poff (arbitrarily set) and is detected by the pressure sensor 11, this detection signal is input to the control board 6, and the signal from the control board 6 causes the electromagnetic contactor 5 to operate. The power is cut off, the electric motor 9 stops, and the compressor main body 2 also stops.

圧縮機本体2の停止後、止め弁14に接続された顧客の機器の作動により空気が消費され、タンク1内の圧力が低下する。タンク1の圧力が所定の基準圧力(復帰圧力Pon)を下回り、圧力センサ11により検知されると、制御基板6からの信号により、電磁接触器5に通電され接点が閉じて、電動機9が再度起動し、圧縮機本体2が運転を再開する。 After the compressor main body 2 stops, air is consumed by the operation of the customer's equipment connected to the stop valve 14, and the pressure in the tank 1 decreases. When the pressure in the tank 1 falls below a predetermined reference pressure (return pressure Pon) and is detected by the pressure sensor 11, a signal from the control board 6 energizes the electromagnetic contactor 5 to close the contact, and the electric motor 9 is restarted. It starts up and the compressor main body 2 resumes its operation.

断続運転制御方式では、このような制御により圧縮機本体2の運転・停止を制御する。ここで、本実施例では、上述の断続運転制御に加え、ロード状態・アンロード状態を制御する連続運転制御を行う。 In the intermittent operation control method, operation/stop of the compressor body 2 is controlled by such control. Here, in this embodiment, in addition to the above-described intermittent operation control, continuous operation control for controlling the load state/unload state is performed.

運転制御方式に関わらず、圧縮機本体2の負荷運転時間Tload(圧縮機本体2が起動してから停止するまでの時間)は、使用空気量比(圧縮機本体2が生成する空気量に対する使用空気量の比)が高いほど長くなる。これは、使用空気量が多い場合は、タンク1の圧力が上昇しにくく、圧縮機本体2が運転している時間が長くなり、使用空気量が少ない場合は、タンク1の圧力が低下しにくく、圧縮機本体2が停止している時間が長くなるためである。 Regardless of the operation control method, the load operation time Tload of the compressor body 2 (the time from when the compressor body 2 is started until it is stopped) is the ratio of the amount of air used (the amount of air Air volume ratio) is longer. This is because when the amount of air used is large, the pressure in the tank 1 is difficult to rise, and the time during which the compressor body 2 is in operation is long, and when the amount of air used is small, the pressure in the tank 1 is difficult to decrease. , the time during which the compressor main body 2 is stopped becomes longer.

負荷運転時間Tloadが長いと、圧縮熱により圧縮機本体2の温度が上昇し、軸受封入グリース等の熱劣化が進行してしまう。 When the load operation time Tload is long, the temperature of the compressor body 2 rises due to heat of compression, and thermal deterioration of the bearing-filled grease and the like progresses.

そこで、本実施例では、タンク1の圧力Pが所定の基準圧力(復帰圧力Pon)より高い圧力(復帰圧力Pon+ΔP)以上の状態で、圧縮機本体2の負荷運転時間Tが所定の時間T1を経過すると、強制的に運転を停止する。この動作により、運転圧力が高い状態での長時間の連続負荷運転を防止し、圧縮機本体2の温度上昇を防止することが可能となる。 Therefore, in this embodiment, when the pressure P in the tank 1 is higher than the predetermined reference pressure (recovery pressure Pon) (recovery pressure Pon+ΔP), the load operation time T of the compressor body 2 exceeds the predetermined time T1. When the time elapses, the operation is forcibly stopped. This operation prevents continuous load operation for a long period of time in a state where the operating pressure is high, and makes it possible to prevent the temperature rise of the compressor main body 2 .

本実施例における制御および圧縮機本体2の温度状態について、図4を用いて詳細に説明する。 The control and the temperature state of the compressor body 2 in this embodiment will be described in detail with reference to FIG.

図4において、上段はタンク1内の圧力変化を示し、中段は圧縮機の運転状態、下段は圧縮機の本体温度を示している。まず、圧縮機本体2の運転開始後、タンク1内の圧力が上昇していく。 In FIG. 4, the upper part shows the pressure change in the tank 1, the middle part shows the operating state of the compressor, and the lower part shows the body temperature of the compressor. First, after the compressor body 2 starts operating, the pressure in the tank 1 rises.

圧力が予め決められた基準圧力(復帰圧力Pon+ΔP)以上になると、電動機9は運転したまま、制御基板6内のタイマー21(図示せず)が負荷運転時間Tloadの計測を開始する。 When the pressure reaches a predetermined reference pressure (recovery pressure Pon+ΔP) or higher, the timer 21 (not shown) in the control board 6 starts measuring the load operation time Tload while the motor 9 continues to operate.

タイマー21が許容連続負荷運転時間T1(軸受封入グリース等、熱劣化する部品が寿命を確保できる上限温度に到達する時間として予め決められた運転時間:図示せず)になると、タンク1の圧力Pが停止圧力Poffに達していなくても電動機9を停止させ、圧縮機本体2の運転を停止させる。 When the timer 21 reaches the permissible continuous load operating time T1 (predetermined operating time for reaching the upper limit temperature for ensuring the service life of thermally degraded parts such as bearing grease, not shown), the pressure P in the tank 1 is reached. does not reach the stop pressure Poff, the motor 9 is stopped and the operation of the compressor main body 2 is stopped.

停止後、止め弁14に接続された顧客の機器の作動により空気が消費され、タンク1内の圧力が復帰圧力Ponを下回り、圧力センサ11に検知されると、電動機9が再度起動し、圧縮機本体2が運転を再開する。ここで、タイマー21の計測をリセットし、負荷運転時間Tの計測を再開し、同様の制御を繰り返す。 After the stop, air is consumed by the operation of the customer's equipment connected to the stop valve 14, and when the pressure in the tank 1 falls below the return pressure Pon and is detected by the pressure sensor 11, the electric motor 9 is restarted to The machine body 2 resumes operation. Here, the measurement of the timer 21 is reset, the measurement of the load operation time T is resumed, and the same control is repeated.

もし、負荷運転時間Tの計測開始の後、空気が消費されず、許容連続負荷運転時間T1に到達するよりも前にタンク1内の圧力が停止圧力Poffを上回り、圧力センサ11に検知されると、電動機9が停止し、圧縮機本体2が運転を停止する。 If the pressure in the tank 1 exceeds the stop pressure Poff before the allowable continuous load operation time T1 is reached after the start of measurement of the load operation time T, and the pressure sensor 11 detects Then, the electric motor 9 stops, and the compressor body 2 stops operating.

以上の動作により、運転圧力が高い状態での長時間の連続負荷運転を防止し、圧縮機本体2の温度上昇を防止することができる。したがって、軸受封入グリース等の熱劣化を防止し、寿命を延長することが可能となる。 By the above operation, continuous load operation for a long period of time in a state of high operating pressure can be prevented, and temperature rise of the compressor main body 2 can be prevented. Therefore, it is possible to prevent heat deterioration of the grease enclosed in the bearing and extend the life of the grease.

また、本実施例は、圧縮機本体2の温度上昇を防止するものであるが、温度自体を計測する手段などを使用せず、軸受封入グリース等、熱劣化する部品が寿命を確保できる上限温度に到達する時間として予め決められた運転時間をもとに、運転・停止の制御を行うものである。このため、製品の製造コスト低減が可能となる。 This embodiment prevents the temperature rise of the compressor main body 2, but does not use means for measuring the temperature itself. Based on the operation time predetermined as the time to reach the point, the control of operation and stop is performed. Therefore, it is possible to reduce the manufacturing cost of the product.

このように、本実施例によれば、低コストでありながら圧縮熱による圧縮機本体の温度上昇を防ぎつつ、電動機や電子部品の寿命を確保することができる圧縮機を提供することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a compressor capable of securing the service life of the electric motor and electronic parts while preventing the temperature rise of the compressor body due to the heat of compression, while keeping the cost low. Become.

本実施例では、圧縮機本体の運転を停止させてからの圧力降下速度が早い場合について説明する。 In this embodiment, the case where the pressure drop speed after stopping the operation of the compressor body is fast will be described.

図5は、本実施例における課題を説明するための運転制御の動作説明図である。図5においては、図4と同様の、圧力、運転状態、温度変化を示している。 FIG. 5 is an operation explanatory diagram of operation control for explaining problems in the present embodiment. FIG. 5 shows the same pressure, operating conditions, and temperature changes as in FIG.

使用空気量比が高い場合や、タンク1の容積が小さい場合など、図5に示すように、圧縮機本体2の運転を停止させてからの圧力降下速度が早すぎるようなケースにおいては、タンク1内の圧力が短時間で復帰圧力Ponを下回るため、過頻度発停による電動機9やほかの電子部品の寿命低下を招く可能性がある。また、圧縮機本体2の停止時間が短いため、自然放熱による冷却では十分に圧縮機本体2各部の温度が低下せず、復帰圧力Ponに達した後の再起動によって温度が上昇し、以降同じ動作の繰り返しによって熱が登り階段状に蓄積されていき、軸受封入グリース等、熱劣化する部品が寿命を確保可能な温度を超過する可能性がある。 As shown in FIG. 5, such as when the used air volume ratio is high or when the volume of the tank 1 is small, the pressure drop rate after stopping the operation of the compressor body 2 is too fast. Since the pressure in 1 falls below the return pressure Pon in a short period of time, there is a possibility that the service life of the electric motor 9 and other electronic parts will be shortened due to excessive start/stop. In addition, since the stop time of the compressor body 2 is short, the temperature of each part of the compressor body 2 does not drop sufficiently by cooling by natural heat dissipation, and the temperature rises due to the restart after reaching the return pressure Pon, and the temperature is the same thereafter. As the operation is repeated, heat is accumulated in a stepwise fashion, and there is a possibility that the temperature of heat-degrading parts such as the bearing-filled grease may exceed the temperature at which the service life can be secured.

そこで、本実施例では、タンク1の圧力Pが所定の基準圧力(復帰圧力Pon+ΔP)以上であり、かつ圧縮機本体2の負荷運転時間Tloadが所定の時間T1以上になると、強制的に運転を停止するのではなく、アンロード状態への切替えを行う。 Therefore, in this embodiment, when the pressure P in the tank 1 is equal to or higher than a predetermined reference pressure (recovery pressure Pon+ΔP) and the load operating time Tload of the compressor body 2 is equal to or longer than a predetermined time T1, the operation is forced to start. Switch to the unload state instead of stopping.

本実施例における制御について図6を用いて詳細を説明する。なお、図6においては、図4と同様の、圧力、運転状態、温度変化を示している。 Details of the control in this embodiment will be described with reference to FIG. It should be noted that FIG. 6 shows the same pressure, operating state, and temperature changes as in FIG.

図6において、まず、圧縮機本体2の運転開始後、タンク1内の圧力が上昇していく。圧力が予め決められた復帰圧力Pon+ΔPになると、電動機9は運転したまま、制御基板6内のタイマー21(図示せず)が負荷運転時間Tloadの計測を開始させる。 In FIG. 6, first, after the compressor body 2 starts operating, the pressure in the tank 1 increases. When the pressure reaches the predetermined return pressure Pon+ΔP, the timer 21 (not shown) in the control board 6 starts measuring the load operation time Tload while the motor 9 continues to operate.

タイマー21が許容連続負荷運転時間T1(軸受封入グリース等、熱劣化する部品が寿命を確保できる上限温度に到達する時間として予め決められた運転時間:図示せず)になると、停止圧力Poffに達していなくても圧縮機本体2の運転をアンロード状態に切り替える。 When the timer 21 reaches the permissible continuous load operation time T1 (predetermined operation time as the time required for heat-deteriorating parts such as bearing grease to reach the upper limit temperature to ensure the life span: not shown), the stop pressure Poff is reached. To switch the operation of a compressor body 2 to an unloaded state even if the compressor body 2 is not loaded.

アンロード状態への切替え後、止め弁14に接続された顧客の機器の作動により空気が消費され、タンク1内の圧力が復帰圧力Ponを下回り、圧力センサ11に検知されると、圧縮機本体2の運転をロード状態に切り替える。ここで、タイマー21の計測をリセットし、負荷運転時間Tloadの計測を再開し、同様の制御を繰り返す。 After switching to the unloaded state, air is consumed by the operation of the customer's equipment connected to the stop valve 14, and the pressure in the tank 1 falls below the return pressure Pon. Switch the operation of 2 to the load state. Here, the measurement of the timer 21 is reset, the measurement of the load operation time Tload is restarted, and the same control is repeated.

もし、負荷運転時間Tの計測開始の後、空気が消費されず、許容連続負荷運転時間T1に到達するよりも前にタンク1内の圧力が停止圧力Poffを上回り、圧力センサ11に検知されると、圧縮機本体2の運転をアンロード状態に切り替える。 If the pressure in the tank 1 exceeds the stop pressure Poff before the allowable continuous load operation time T1 is reached after the start of measurement of the load operation time T, and the pressure sensor 11 detects , the operation of the compressor main body 2 is switched to the unloaded state.

また、圧縮機本体2の運転がアンロード状態に切替わった後、空気が消費されず、タンク1内の圧力が復帰圧力Ponを下回らず、一定時間T2(圧縮機本体2を十分に冷却可能な時間として予め決められた運転時間:図示せず)が経過すると、電動機9を停止させ、圧縮機本体2の運転を停止させる。 In addition, after the operation of the compressor body 2 is switched to the unloaded state, air is not consumed, the pressure in the tank 1 does not fall below the return pressure Pon, and the fixed time T2 (the compressor body 2 can be sufficiently cooled) When a predetermined operating time (not shown) elapses, the electric motor 9 is stopped and the operation of the compressor main body 2 is stopped.

以上の動作により、運転圧力が高い状態での長時間の連続負荷運転を防止し、復帰圧力Ponに達するまでの時間が短くともアンロード運転時の圧縮機プーリの冷却風によって圧縮機本体2を効率的に冷却し、温度上昇を防止することができる。さらに、過頻度発停による電動機9やほかの電子部品の寿命低下を防止することができる。 The above operation prevents continuous load operation for a long period of time in a state where the operating pressure is high. Efficient cooling can prevent temperature rise. Furthermore, it is possible to prevent the life of the electric motor 9 and other electronic components from being shortened due to over-frequent starting and stopping.

また、圧縮機本体2の温度がアンロード状態の運転によって充分に冷却されたのちは、運転を停止させることで無駄な消費電力を抑制することができる。 Further, after the temperature of the compressor body 2 is sufficiently cooled by the operation in the unloaded state, the operation can be stopped to suppress wasteful power consumption.

本実施例では、圧縮機本体の運転をアンロード状態としてからの圧力降下速度が非常に遅い場合について説明する。 In this embodiment, the case where the pressure drop rate after the operation of the compressor main body is set to the unloaded state is very slow will be described.

すなわち、使用空気量比が低い場合など、圧縮機本体2の運転をアンロード状態としてからの圧力降下が非常に遅く、タンク1内の圧力が復帰圧力Ponを下回るまでに経過する時間が非常に長くなった際に、圧縮機本体2の自然放熱に充分な時間が確保できるにも関わらず、実施例2に従ってアンロード状態への切替えを行うと、無駄な電力を消費する、という問題がある。 That is, when the air volume ratio is low, the pressure drop after the operation of the compressor main body 2 is unloaded is very slow, and the time it takes for the pressure in the tank 1 to fall below the return pressure Pon is very long. Even though sufficient time can be secured for the natural heat dissipation of the compressor main body 2 when it becomes long, if switching to the unloaded state is performed according to the second embodiment, there is a problem that power is wasted. .

そこで、本実施例では、前回のアンロード運転時間と停止時間の合計である前回アンロード・停止時間Tstopが所定の時間T3以下であった場合のみ、タンク1の圧力Pが所定の基準圧力(復帰圧力Pon+ΔP)以上であり、かつ圧縮機本体2の負荷運転時間Tが所定の時間T1を経過すると、実施例2と同様にアンロード状態への切替えを行い、そうでなければ実施例1と同様に強制的に運転を停止する。 Therefore, in this embodiment, only when the previous unload/stop time Tstop, which is the sum of the previous unload operation time and the stop time, is equal to or less than the predetermined time T3, the pressure P of the tank 1 is set to the predetermined reference pressure ( is equal to or higher than the return pressure Pon+.DELTA.P) and the load operation time T of the compressor body 2 has passed the predetermined time T1, the switching to the unloaded state is performed in the same manner as in the second embodiment. Similarly, the operation is forcibly stopped.

本実施例における制御について図7を用いて詳細を説明する。なお、図7においては、図4と同様の、圧力、運転状態、温度変化を示している。 Details of the control in this embodiment will be described with reference to FIG. It should be noted that FIG. 7 shows the same pressure, operating state, and temperature changes as in FIG.

図7において、圧縮機本体2の運転停止あるいはアンロード状態への切替えが生じたときに、制御基板6内のタイマー22(図示せず)がアンロード・停止時間Tstopの計測を開始させる。 In FIG. 7, when the operation of the compressor body 2 is stopped or switched to an unloaded state, a timer 22 (not shown) in the control board 6 starts measuring the unload/stop time Tstop.

アンロード・停止時間Tstopの計測開始の後、止め弁14に接続された顧客の機器の作動により空気が消費され、タンク1内の圧力が復帰圧力Ponを下回り、圧力センサ11に検知されると、圧縮機本体2の運転をロード状態に切り替える。 After the start of measurement of the unload/stop time Tstop, air is consumed by the operation of the customer's equipment connected to the stop valve 14, the pressure in the tank 1 falls below the return pressure Pon, and the pressure sensor 11 detects , the operation of the compressor body 2 is switched to the load state.

ここで、アンロード・停止時間Tstopが所定の時間T3以上であれば、次のサイクル(次にTload>T1の時)は実施例1と同様の制御を行い、タイマー22の計測をリセットする。また、アンロード・停止時間Tstopが所定の時間T3以下であれば、次のサイクルは実施例2と同様の制御を行い、タイマー22の計測をリセットする。 Here, if the unload/stop time Tstop is equal to or longer than the predetermined time T3, the next cycle (when Tload>T1 next) performs the same control as in the first embodiment, and resets the measurement of the timer 22 . Further, if the unload/stop time Tstop is equal to or less than the predetermined time T3, the control similar to that of the second embodiment is performed in the next cycle, and the measurement of the timer 22 is reset.

本実施例では、上記動作中でのT1を、前回停止時間Tstopによって変化させても良い手例について説明する。 In this embodiment, an example will be described in which T1 during the above operation may be changed according to the previous stop time Tstop.

すなわち、前回アンロード・停止時間が長い場合には、圧縮機本体2の冷却が十分に行われているため、許容連続負荷運転時間T1を長くすることができる。これにより、過頻度発停による電動機9やほかの電子部品の寿命低下を防止することができる。 That is, when the previous unload/stop time is long, the compressor body 2 is sufficiently cooled, so the allowable continuous load operation time T1 can be lengthened. As a result, it is possible to prevent the life of the electric motor 9 and other electronic components from being shortened due to over-frequent starting and stopping.

さらに、実施例1と実施例2の制御方法のどちらをとるか、あるいは許容連続負荷運転時間T1をいくつにするかの判定については、本実施例に示したアンロード・停止時間Tstopによって行う以外にも、前回負荷運転時間と前回アンロード・停止時間との比(前回運転サイクルにおける使用空気量比)によって行っても良いし、運転・停止数サイクル分の平均をとるなどを行っても良い。 Further, the determination of which of the control methods of the first embodiment and the second embodiment should be taken, or what the allowable continuous load operation time T1 should be, is determined by the unload/stop time Tstop shown in this embodiment. Alternatively, the ratio of the previous load operation time and the previous unload/stop time (ratio of air used in the previous operation cycle) may be used, or the average of several operation/stop cycles may be taken. .

以上、実施例について説明したが、これらの実施例は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されない。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。例えば、上記実施例では、圧縮機として、往復動圧縮機で説明したが、これに限定されるものでなく、スクリュー式あるいはスクロール式等の圧縮機や、外部から1次圧を供給され再圧縮するブースタ圧縮機等でもよい。また、圧縮する気体を空気として説明したが、これに限定されるものでなく、窒素等でもよい。 Although the embodiments have been described above, each of these embodiments merely shows an example of implementation for carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention is not limitedly interpreted by these. . That is, the present invention can be embodied in various forms without departing from its technical concept or main features. For example, in the above embodiment, a reciprocating compressor was used as the compressor, but the compressor is not limited to this. It may be a booster compressor or the like. Also, although the gas to be compressed has been described as air, it is not limited to this, and nitrogen or the like may be used.

また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、上記の制御部は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し実行することによりソフトウェアで実現してもよいし、例えば集積回路で設計することによるハードウェアで実現してもよい。 In addition, it is possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Moreover, it is possible to add, delete, or replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration. Further, the above control unit may be realized by software by a processor interpreting and executing a program for realizing each function, or may be realized by hardware by designing an integrated circuit, for example.

1:タンク、2:圧縮機本体、3:3方電磁弁、4:アンローダ配管、5:電磁接触器、6:制御基板、7:ディスプレイ、8:運転スイッチ、9:電動機、10:接点、11:圧力センサ、12:吸込み弁、13:アンローダピストン、14:止め弁、15:シリンダヘッド、16:空気取入れ口 、17:電源 1: tank, 2: compressor body, 3: 3-way solenoid valve, 4: unloader piping, 5: electromagnetic contactor, 6: control board, 7: display, 8: operation switch, 9: electric motor, 10: contact, 11: pressure sensor, 12: intake valve, 13: unloader piston, 14: stop valve, 15: cylinder head, 16: air intake, 17: power supply

Claims (5)

気体を圧縮する圧縮機本体と、
前記圧縮機本体で圧縮された気体を貯留するタンクと、
前記圧縮機本体の運転によって該圧縮機本体を冷却するファンと、
前記圧縮機本体の駆動を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記圧縮機本体の連続負荷運転時間が所定の時間T1に達した場合、運転を停止するか、アンロード状態とし、
前記圧縮機本体が前回停止あるいはアンロード状態での運転をしていた時間が所定の時間T3に達していた場合、前記圧縮機本体の連続負荷運転時間が所定の時間T1に達したのち運転を停止し、
前記圧縮機本体が前回停止あるいはアンロード状態での運転をしていた時間が所定の時間T3に達していなかった場合、前記圧縮機本体の連続負荷運転時間が所定の時間T1に達したのち運転をアンロード状態にし、該アンロード状態での運転によって前記ファンにより前記圧縮機本体を冷却することを特徴とする圧縮機。
a compressor body for compressing gas;
a tank for storing the gas compressed by the compressor main body;
a fan that cools the compressor body by operating the compressor body;
A control unit for controlling the driving of the compressor body,
When the continuous load operation time of the compressor main body reaches a predetermined time T1, the control unit stops the operation or puts the compressor into an unloaded state,
When the time during which the compressor main body was previously stopped or operated in an unloaded state reached a predetermined time T3, the operation is resumed after the continuous load operation time of the compressor main body reaches a predetermined time T1. stop and
If the time during which the compressor main body was previously stopped or operated in the unloaded state did not reach the predetermined time T3, the continuous load operation time of the compressor main body reaches the predetermined time T1, and then the compressor is operated. is placed in an unloaded state , and the compressor body is cooled by the fan during operation in the unloaded state .
請求項1に記載の圧縮機であって、
前記制御部は、前記アンロード状態での運転が所定の時間T2に達した場合、運転を停止することを特徴とする圧縮機。
A compressor according to claim 1,
The compressor, wherein the control unit stops the operation when the operation in the unloaded state reaches a predetermined time T2.
請求項1または2に記載の圧縮機であって、
前記タンクは、内部の圧力を検出する圧力検出手段を有し、
前記制御部は、前記タンク内の圧力が所定の基準圧力以上の場合、前記連続負荷運転時間の計測を開始することを特徴とする圧縮機。
A compressor according to claim 1 or 2,
The tank has pressure detection means for detecting internal pressure,
The compressor, wherein the control unit starts measuring the continuous load operation time when the pressure in the tank is equal to or higher than a predetermined reference pressure.
請求項1から3の何れか1項に記載の圧縮機であって、
前記制御部は、前記圧縮機本体が前回停止あるいはアンロード状態での運転をしていた時間に応じて、前記圧縮機本体を連続負荷運転させる所定の時間T1を変更することを特徴とする圧縮機。
A compressor according to any one of claims 1 to 3,
The control unit changes a predetermined time T1 for continuous load operation of the compressor body according to the time during which the compressor body was previously stopped or operated in an unloaded state. machine.
気体を圧縮する圧縮機本体と、a compressor body for compressing gas;
前記圧縮機本体で圧縮された気体を貯留するタンクと、a tank for storing the gas compressed by the compressor main body;
前記圧縮機本体の駆動を制御する制御部とを備え、A control unit for controlling the driving of the compressor body,
前記制御部は、前記圧縮機本体の連続負荷運転時間が所定の時間T1に達した場合、運転を停止するか、アンロード状態とし、When the continuous load operation time of the compressor main body reaches a predetermined time T1, the control unit stops the operation or puts the compressor into an unloaded state,
前記圧縮機本体が前回停止あるいはアンロード状態での運転をしていた時間が所定の時間T3に達していた場合、前記圧縮機本体の連続負荷運転時間が所定の時間T1に達したのち運転を停止し、When the time during which the compressor main body was previously stopped or operated in an unloaded state reached a predetermined time T3, the operation is resumed after the continuous load operation time of the compressor main body reaches a predetermined time T1. stop and
前記圧縮機本体が前回停止あるいはアンロード状態での運転をしていた時間が所定の時間T3に達していなかった場合、前記圧縮機本体の連続負荷運転時間が所定の時間T1に達したのち運転をアンロード状態にし、If the time during which the compressor main body was previously stopped or operated in the unloaded state did not reach the predetermined time T3, the continuous load operation time of the compressor main body reaches the predetermined time T1, and then the compressor is operated. to the unloaded state,
前記圧縮機本体が前回停止あるいはアンロード状態での運転をしていた時間に応じて、前記圧縮機本体を連続負荷運転させる所定の時間T1を変更することを特徴とする圧縮機。A compressor characterized in that a predetermined time T1 for continuous load operation of said compressor body is changed according to a time period during which said compressor body was previously stopped or operated in an unloaded state.
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