JPH01100392A - 圧縮機の台数制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は複数台の圧縮機を、負荷の変動に対して過不
足なく選択して運転する台数制御方法に関する。

３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は複数台の圧縮機を、負荷の変動に対して過不
足な（選択して運転する台数制御方法に関する。

〔従来の技術〕

第６図は、複数台の圧縮機が吐出する圧縮空気を集合し
たのち負荷に供給するシステム、例えば、特開昭５９−
６００８４号公報に記載されているようなシステムの１
例を示したものである。同図において、１１．１２．１
３、・・・ＩＮは圧縮機（例えば、スクリュウ式圧縮機
）、２１．２２．２３、・・・２Ｎは圧縮機を駆動する
駆動モータ、３１，３２．３３、・・・３Ｎは個別制御
装置（起動／停止装置）であって、台数制御装置４から
送出される各圧縮機１１．１２、・・・ＩＮに対する起
動／停止指令ＳＩ−，Ｓ２　、・・・Ｓ７を受けて、そ
れぞれ駆動モータ２１．２２、・・・２Ｎの起動／停止
制御を行う。各圧縮機１１．１２、・・・ＩＮが吐出す
る圧縮空気は個別配管５を経由し母管６を通してレシー
バタンク７に集められ、該レシーバタンク７から負荷配
管８を通して負荷９ａ、９ｂ１９ｃｓ　　・・・に供給
される。１０は圧力検出器であって、レシーバタンク７
内の圧力（吐出圧力）Ｐｏを検出してアナログ圧力信号
を台数制御装置４に送出する。

この台数制御装置４は、供給可能風量を段階的に区分し
てランク付けし、各ランク毎に運転される圧縮機の台数
もしく組み合わせを規定したランクテーブルをメモリに
格納しており、負荷の使用風量（消費風量）が急減した
ことにより、吐出圧力ＰＯが、第７図（ａ）に示す如く
上■設定圧力Ｐ）ｌまで上昇した場合、上限設定圧力Ｐ
Ｏに達した時点ｔ２で、総供給可能風量において現在の
ランクより低い下位のランクを選択し、ランクダウン指
令を発生して、現在のランクに属する稼働中の圧縮機の
うちの下位の°ランクに属さない圧縮機の運転を停止さ
せるか、或いは、現在稼働している全圧縮機の運転を停
止させて別の圧縮機を起動させ、また、逆に、負荷使用
量が増加したことにより、吐出圧力Ｐｏが第７図（ｂ）
に示すように下限設定圧力ＰＬまで低下した場合には、
総供給可能風量において現在のランクより高い高位のラ
ンクを選択し、ランクアップ指令を発生して、高位ラン
クに属するが現在稼働していない圧縮機を起動させるか
、或いは、現在稼働している全圧縮機の運転を停止させ
て別の圧縮機を起動させる台数制御を行う。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、周知の通り、圧縮機はその起動停止に時間が
かかるので、吐出圧力Ｐｏが上限設定圧力Ｐ、に達した
時点ｔ２で上記ランクダウン指令を与える上記従来の方
法では、吐出圧力ＰＯは、ランクダウン指令の発生後、
しばらくの間、上昇を続けたのち上限設定圧力ＰＭに向
かって降下するパターンを描き、また、逆に、吐出圧力
Ｐｏが下限設定圧力ＰＬに達した時点ｔ２で上記ランク
アップ指令を与える上記従来の方法では、吐出圧力Ｐｏ
は、ランクアップ指令の発生後、しばらくの間、下降を
続けるので、臨界圧力Ｌ（＜ＰＬに向かって下降するパ
ターンを描くため、特に、負荷変動がランダムで、かつ
、高頻度に発生するような場合には、吐出圧力ＰＯが安
定せず、また、供給可能風量に余裕持たせておかなくて
はならず、１００％負荷率運転に近づけることが難しく
、運転効率を高めることができないという問題があった
。

この発明は上記した従来の問題を解消するためになされ
たもので、ランクダウン指令やランクアップ指令に対す
る吐出圧力の応答性を高め、従来に比して、圧力が安定
した圧縮空気を供給することができ、運転効率を大幅に
改善することができる圧縮機の台数制御方法を提供する
ことを目的とする。

〔問題を解決するための手段〕

この発明は上記内的を達成するため、消費風量を監視し
、該消費風量が現在ランクによる供給可能風量を超えて
上昇もしくは低下した場合に、現在ランクより下位もし
くは上位のランクを選択して該ランクが規定する圧縮機
を運転する構成としたものである。

〔作用〕 この発明では、このランクダウン指令時には、吐出圧力
ＰＯは上昇傾向を呈し始めた状態にあるので、上限設定
圧力Ｐ、に達するまえに下位ランクへのランク切換えを
完了させることができ、また、ランクアップ指令時には
、吐出圧力Ｐｏは低下傾向を呈し始めた状態にあるので
、下限設定圧力ＰＬに達するまえに上位ランクへのラン
ク切換えを完了させることが可能である。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図（ａ）及び（ｂ）は、この発明の基本的原理を説
明するための図であって、この発明は、吐、出圧力Ｐｏ
の上昇、低下は消費風ｌＱｏの低下、増大に追従するも
のであり、消費風量ＱＯの増・減に対しである時間遅れ
Ｔｕ、Ｔｄを持って吐出圧力Ｐｏの低下・上昇が起こる
ことに着目してなされたもので、消費風量Ｑｏを、現在
稼働している圧縮機もしくは圧縮機群が供給可能な総風
量（供給可能風量）Ｑｌと比較し、Ｑｏ＞Ｃ４，もしく
はＱｏ＜Ｑｌ、なった時点ｊ＋（くｔｚ）で、ランクア
ップ指令もしくはランクダウン指令を発生せしめる構成
としたものである。

このために、本発明では、台数制御装置に、第２図に示
す風量余剰判断ロジックと第３図に示す風量不足判断ロ
ジックを持たせる。

以下に、この発明を第４図に示したシステムに実施した
場合について説明する。

第４図における台数制御装置４０は圧力検出器１０が送
出する吐出圧力（信号）Ｐｏを所定時間間隔ｔ、でサン
プリングして取り込むとともに吸込み圧力検出器１０１
．１０２．１０３、・・・１ＯＮが送出する吸込み圧力
Ｐ、いＰ。、Ｐ、３、・・・Ｐ５．４をサンプリングし
て取り込んで、下記式に従い消費風量Ｑｏと供給可能風
ｆｆｉ　ｃａｔ　ｉ　Ｎを演算する。

ｓ Σｑｉｎ・Ｍｆｉ　：現在ランクＮにおける総供給可能
風量Ｑ０ ｑｉｎ：現在ランクＮが規定する圧縮機の定格風量 Ｍｆｌ　：稼働率 ■　：レシーバタンク７の容量 Ｐｉ　：今回サンプリング吐出圧力 Ｐｉ−１：今回サンプリング吐出圧力 Ｋ　：定数 なお、第５図にランクテーブルの１例を示す。

ＣＩ）Ｃ４）Ｉ＞Ｑｏになった場合には、上記風量余剰
判断ロジックが作動する。このロジックでは、低圧力時
のランクダウンを防止するため、吐出圧力ＰＯが圧力制
御範囲ｐＨ−ＰＬの、例えば、２５％以上であるかどう
かをチェックし、２５％以上である場合には次ぎのステ
ップに進み、下位ランク（Ｎ−１）が規定する圧縮機の
総供給可能風１１Ｑｉ（Ｈ−ｎを演算する。但し、この
演算においては、運転中の最小容量機をアンロード機と
する場合は該最小容量機の容量を除く。総供給可能風量
Ｑ直（Ｎ−１）の演算が終わると、Ｃ１＝ＨとＱ！（Ｎ
−１１を比較し、その差が所定値以上（最小容量機をア
ンロード運転機とする場合は該最小容量機の容量以上）
であれば、ランクダウンを要求する。これにより、供給
可能風量が消費風量に見合う下位ランクへの切換えが従
われて、供給風量が低下するので、第１図（ａ）に示す
ように、吐出圧力Ｐｏの、鎖線で示すような過上昇は抑
制されることになる。

（ＩＩ）Ｑｉｎ＜Ｑｏになった場合には、前記不足風量
判定ロジックが作動する。このロジックでは、風量不足
が判定されると、アンロード機の有無をチェックし、ア
ンロード機が無い場合には、吐出圧力Ｐｏが下限設定圧
力ＰＬに達するまでの圧力降下予想時間ｔＬ ｔｔ　＝　（ｐｔ　−ｐｔ　）　／ΔＰｉ−１但し、Δ
Ｐｉ−１＝　　（ｐｔ　−Ｐｉ−１）　／ｌｓを演算し
て該圧力降下予想時間ｔＬを、上位ランクＮ＋１に属し
次ぎに起動する圧縮機の圧送開始待ち時間ｔ、と比較し
、ｔＬ＜’ｔ、である場合には、直に、ランクアップを
要求する。これにより、供給可能風量が消費風量に見合
う上位ランクへの切換えが行われて、供給風量が増加す
るので、第１図（′ｂ）に示すように、吐出圧力Ｐｏの
、鎖線で示す過低下は抑制されることになる。この実施
例では、ｔＬ＞ｔＰである場合には、時間的余裕がある
ので、該圧縮機の運転準備を要求するようにしである。

アンロード機が有る場合には、アンロ−ド機を含めた供
給可能風量を演算し、アンロード機のアンロードを解除
したのち、風量不足の存無を再度チェックし、風量不足
である場合には、上記アンロード機が無い場合と同様に
してランクアップもしくは次ぎに起動する圧縮機の運転
準備を要求する。

このように、本実施例では、消費風量が急減して現在ラ
ンクの供給可能風量を超えて降下した場合にランクダウ
ンを指令するので、このランクダウン指令時には、吐出
圧力Ｐｏは上昇傾向を呈し始めた状態にあり、現在ラン
クが規定する圧縮機から下位ラン・りが規定する圧縮機
に完全に切換ねるまで該吐出圧力Ｐｏは上昇を続けるが
、上限設定圧力Ｐ）ｌに達するまえに供給風量の切換え
を完了させることができる。消費風量が急増した場合に
も、同様にして、吐出圧力Ｐｏが臨界圧力りへ低下する
前に、現在ランクが規定する圧縮機の供給風量から上位
ランクが規定する圧縮機の供給風量への切換えを完了す
ることができる。

なお、上記実施例では、ランクアップ及びランクダウン
共に消費風量の供給可能風量に対する増減に基づき判定
しているが、いずれか一方を吐出圧力と設定圧力とから
判定する従来方式としてもよい。

また、上記実施例では、スクリュー式圧縮機の場合を例
にして説明したが、レシプロ式圧縮機が混在している場
合でも同様の効果が得られることは明白である。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明した通り、消費風量を供給可能風量
と比較してその大小によりランクダウンもしくはランク
アップを指令して圧縮機の台数制御を行う構成としたこ
とにより、圧縮機の始動・停止時間遅れに起因する吐出
圧力の応答遅れを吸収することができるため、負荷の急
変があっても、吐出圧力の過上昇もしくは過降下を抑制
することができるので、従来に比して、負荷への供給圧
を安定させることができ、所要圧縮機総容量を低減する
ことができる上、圧縮機群の運転効率を高めることがで
きる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）及び（ｂｌこの発明の基本原理を説明する
ための消費風量−供給可能風量及び吐出圧力の関係を示
す図、第２図及び第３図はそれぞれこの発明の実施に使
用される余剰風量判断ロジック及び不足風量判断ロジッ
クの１例を示す図、第４図は本発明を適用した圧縮空気
供給システムとその制御系を示すブロック図、第５図は
ランクテーブルの１例を示す図、第６図は従来の圧縮空
気供給システムとその制御系を示すブロック図、第７図
（ａ）及び（ｂ）は従来の台数制御方法の問題点を説明
するため吐出圧カー設定圧力関係図である。 １１．１２．１３、・・・−圧縮機 ２１．２２．２３、・・・−・駆動モータ３１．３２．
３３、・・・−個別制御装置１〇−圧力検出器、４〇−
台数制御装置１０１．１０２、・・・−吸い込み圧力検
出器。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数台の圧縮機を、負荷の変動に対して過不足な
   く選択して台数制御する場合において、供給可能風量を
   段階的に区分してランク付けし、各ランク毎に運転され
   る圧縮機の台数もしく組み合わせを規定した上、消費風
   量を監視し、該消費風量が現在ランクにより規定される
   圧縮機の総供給可能風量を超えて上昇もしくは低下した
   場合に、現在ランクより下位もしくは上位のランクを選
   択して該ランクが規定する圧縮機の運転へランク切換え
   を行うことを特徴とする圧縮機の台数制御方法。
2. （２）消費風量は、吐出圧力に基づいて演算により求め
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の圧縮機
   の台数制御方法。
3. （３）現在ランクが規定する圧縮機中にアンロード機が
   ある場合には該アンロード機のアンロードを解除すると
   ともに風量不足の有無をチェックしたのち風量不足があ
   る場合に上位ランクへのランク切換えを行うことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の圧縮機
   の台数制御方法。
4. （４）最小容量機をアンロード機として運転する場合に
   は余剰風量が該アンロード機の容量以上である場合に下
   位ランクへのランク切換えを行うことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項または第２項記載の圧縮機の台数制御
   方法。