JPH02185695A - 圧力流体の圧力調節方法及び装置 - 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） 本発明は、圧力流体の圧力を一定範囲内に調節し維持す
る方法及び装置に関する。

（従来技術とその問題点） ポンプ、ブロワ−及びコンプレッサー等の流体を所定圧
力で噴射する方式の各種装置では、得られる流体圧力を
常にほぼ一定値に維持する、つまり流量変化を出来るだ
け小さくことが該装置のユーザーから要望されている。

そのために従来は、該装置の発生圧力を一定範囲内に維
持するための方法として、吐出弁の調節による方法と前
記各装置のモーター等の回転数を制御する方法の２種類
が採用されている。

吐出弁による方法は得られるエネルギの一部を消耗させ
てしまうため好ましくなく、省エネルギの目的のため後
者の回転制御による方法が主流となっている。該回転制
御方法は大別して、一定範囲を外れた圧力を検出して圧
力信号を発生し、該信号を前記モーター等を駆動させる
インバータ等に入力し、前記モーターの回転数を調節し
て圧力を前記一定範囲内に戻すか、又は前記信号を集積
回路に入力し該集積回路の所定出力により前記圧力を調
節する方法の２種類がある。

前記各種ポンプ等の流量Ｑと圧力Ｐは第１図の流量−圧
力曲線で示す通り、流量が増加するほど圧力が減少しあ
るいは逆に流量が減少するほど圧力抄（増加する曲線関
係を示し、該曲線関係はモーターを回転させるインバー
タ等の電源の周波数によって図中の各曲線のように変化
する。

例えば図中のＨ，Ｈｚでモーターを駆動させ、該モータ
ーによりポンプに所定流量の流体を流して圧力を発生さ
せる場合に、Ｑｃの流量の流体を流すと許容圧力の最大
値ＰＡ（流量ＯＡに相当）と最小４ａＰｍＣ流量Ｑ、に
相当）の範囲内にあるＰ、の圧力が住する。通常の操作
継続中には前記流体の流量Ｑは常に変動し、従って生ず
る圧力Ｐも前記曲線上の微小範囲内で常に変動している
。前記流量変動が前記ＱＡ及びＱ８の範囲を外れると、
生ずる圧力Ｐも所定範囲（ｐｓとＰ、の間）を外れる。

この場合に圧力Ｐを前記所定範囲に戻すために前記回転
数制御法の圧力信号を使用してそのまま前記インバータ
等の周波数の変動を行うと、前記圧力信号は圧力変化量
に比例する量であり、実際に必要な周波数を修正する値
とは必ずしも一致しない。従って該圧力信号を継続して
補正すること必要となり、従来は圧力信号をＰＩＤ調節
計の出力変換器等により補正した信号値をインバータに
入力して周波数修正を行い、得られる圧力を所定範囲内
に維持するようにしている。しかしながら該信号値の補
、正は非常に複雑な過程を必要とし、前記調節計の大型
化及び該大型化による反応の遅れつまり所定範囲外の圧
力に長く維持されること更に製造コストが上昇するとい
う問題点を有している。

前述の集積回路を使用する方法は、該調節計を小型化し
て反応を迅速にすることを意図するものであるが、前記
集積回路が非常に高価であり、より以上の価格の高騰を
招いている。

（発明の目的） 本発明は、上述の従来技術の欠点を解消し、より確実か
つ迅速にポンプ等の圧力変動を所望範囲に戻すことので
きる方法及び装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、第１に、電源からの電流により作動する圧力
流体発生器により生ずる圧力流体の圧力を測定して信号
を発生し、該信号が前記圧力が設定範囲を外れたことを
示すものである場合に、圧力が増加した場合は圧力減少
信号を又圧力が減少した場合は圧力増加信号を発生し、
可変抵抗器を利用することにより、前記圧力減少信号の
場合には周波数減少用直流電圧を又前記圧力増加信号の
場合には周波数増加用直流電圧をそれぞれ発生させ、該
直流電圧を前記電源に印加することのできる調節機構に
より該電源の周波数を増減させて前記圧力流体の圧力を
調節することを特徴とする圧力流体の圧力調節方法であ
り、第２に、電源、該電源により作動する電動機、該電
動機により圧力流体を生じさせる圧力流体発生器、該圧
力流体の圧力を検出して該圧力が設定範囲を外れた際に
、圧力が増加した場合には圧力減少信号を又圧力が減少
した場合には圧力増加信号をそれぞれ発生し、該圧力信
号が圧力減少信号の場合には周波数減少用直流電圧を又
前記圧力増加信号の場合には周波数増加用直流電圧をそ
れぞれ発生させ、該直流電圧を前記電源に印加するため
の可変抵抗器を有する調節機構を含んで成り、前記電源
に印加する前記直流電圧により該電源の周波数を増減さ
せて前記圧力流体の圧力を調節することを特徴とする圧
力流体の圧力調節用装置である。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明方法及び装置は、圧力信号をそのまま電源に供給
しても適正な周波数調節を行えないことに鑑み、前記圧
力信号を一旦可変抵抗器を有する調節機構に入力し、該
調節機構中にて該圧力信号の種類つまり圧力減少信号又
は圧力増加信号であるかに応じて、前記可変抵抗器によ
りそれぞれ周波数減少用直流電圧又は周波数増加用直流
電圧を発生させ、該電圧を前記電源に印加して該電源の
周波数を増減させ、これにより前記圧力流体発生器にお
ける前述の流量−圧力曲線を変化させて前記圧力流体の
圧力を一定範囲内に維持しようとするものである。

本発明では、電源、電動機、圧力流体発生器及び発振器
は既存のものをそのまま使用すればよい。

本発明の特徴である前記調節機構は、圧力信号を可変抵
抗器により対応する直流電圧に変換できるものであれば
特に限定されないが、例えば一対のリレーと、入力され
る圧力信号の種類に応じて該リレーにより一方方向ある
いは反対方向に回転する例えばパルスモータ、ステッピ
ングモータ等の小型電動機を含み、該電動機の回転によ
り前記可変抵抗器の抵抗値を変えて異なった大きさの直
流電圧を生じさせ、該電圧を前記電源に印加するように
した調節機構を使用することができる。

該調節機構を使用すると、前記直流電圧に応じて前記電
源の周波数が増減して、前記圧力流体の圧力が一定範囲
内に戻り、これにより圧力信号が生じなくなり、従って
前記直流電圧も生じないため、前記圧力流体の圧力は前
記一定範囲に維持され、時間の経過に伴い再度前記圧力
流体発生器により生ずる圧力流体の圧力が前記一定範囲
を外れたときは同様にして圧力調節機構が作動して常に
前記圧力流体の圧力を好ましい一定範囲内に維持する。

（実施例） 次に添付の第２図及び第３図に示す本発明の実施例を示
す回路図及び前記第１図に基づいて本発明をより詳細に
説明するが、本発明は該実施例に限定されるものではな
い。

第１図中、１はインバータ、サイリスク等の電源、２は
該電源ｌにより作動する電動機、３は供給される流体を
該電動機２により加圧して圧力流体を生成する圧力流体
発生器、４は該圧力流体発生器３により生成する圧力流
体の圧力に応じた信号の発振器、Ａは、該信号により適
切な直流電圧を前記電源１に印加して該電源１の周波数
を増減させる調節機構であり、該調節機構Ａは、前記発
振器４からの信号により前記圧力流体の圧力を検出し、
該圧力変化が設定した一定範囲内から外れたときに、上
方に外れた（圧力が増加した）場合に圧力減少信号を又
下方に外れた（圧力が減少した）場合に圧力増加信号を
発生する調節計５、−対のリレー６．６°、該リレー６
．６°により作動する小型電動機７及び該小型電動機７
によりその抵抗値を変動させて大きさの異なった直流電
圧を生じさせ該直流電圧を前記電源ｌに印加して該電源
ｌの周波数を増減させる可変抵抗器８を含んでいる。

通常運転の場合、例えば第１図の示したＨｔＨｚで前記
電動機２を駆動させ前記圧力流体発生器３にＱ、の流量
の空気を流すと、前述の通り許容圧力の最大値ＰＡと最
小値Ｐ、の範囲内にあるＰＣの圧力が生ずる。該圧力流
体発生器３により生ずる圧力ＰがＰＡとＰ、の間にある
ときは前記圧力Ｐは空気の流量に応じて若干変動しなが
ら所定範囲内に維持される。

しかし例えば流体の流量が増加して前記流’ｉ　Ｑ　１
を越えるとそれにより生ずる圧力Ｐも前記Ｈ！曲線に沿
って減少して前記圧力下限値Ｐｌより小さくなり、例え
ば流ＮＱゎでは圧力Ｐ′。となる、この状態つまり？Ａ
量Ｑ工のまま周波数Ｈ８をＨｌに増加すると、その圧力
−流量関係は、第１図のＨｔ凸曲線移り、生ずる圧力は
前記最大値ＰＡと最小値Ｐ、の範囲内にあるＰｃＯ値に
修正される。同様にして流量Ｑが流量ＱＡを下回った場
合には周波数をＨａ　（Ｈｒ　〉Ｈ！　＞　Ｈ３である
）に減少させることにより増加した圧力Ｐを前記所定範
囲内に移動させることができる。

本実施例では、前記発振器４により生ずる圧力信号が圧
力が上限値を越えたことを示す信号である場合には、前
記調節機構Ａの一方のリレー６に又下限値を下回ったこ
とを示す信号である場合には、他方のリレー６°に該信
号を人力して前者の場合には前記小型電動機７を一方方
向に後者の場合には他方向に回転させることにより前記
可変抵抗器８の抵抗値を変え、それにより生ずる直流電
圧の大きさを変えて、該直流電圧を前記電源ｌに加えて
その周波数を制御するようにしている。この場合該周波
数調節により圧力Ｐが所定範囲内に戻った場合は、直ち
に前記圧力信号発生機構４による圧力信号の発生が停止
して前記所定範囲内に維持され、次に流量変化による圧
力変化が住するまではその状態に維持され、該流量変化
が生じた際には前述の通り直ちに制御機構が働き、微小
時間内に圧力Ｐを所定範囲内に戻すことができる。

従って流量変化が非常に激しく起こる装置でも本実施例
装置を使用すれば所定範囲外へのずれを最小限に抑える
ことができる。

本実施例では、一対のリレー６．６”により小型電動機
７の回転方向を調節して可変抵抗器８に直流電圧を発生
させ、該直流電圧により周波数制御を行うようにしたが
、本発明はこれに限定されるものではなく、前記圧力信
号に応じて前記可変抵抗器８に所定の直流電圧を生じさ
せることができる任意の構成を採用することができる。

第３図は、本発明の他の実施例を示すもので、該実施例
は前記実施例の修正に係わるものである。

第３図の各部材は第２図のものと配置のみが異なる同一
部材であるため、同一符号を付して各々の説明を省略す
る。

本実施例は小型電動機７により電源ｌに直接接続された
可変抵抗器８の抵抗値を増減させて前記電源ｌの周波数
を増減させる方式である。

（発明の効果） 本発明は、圧力流体の圧力が所定範囲外に外れたことを
検出し該信号値に応じて可変抵抗器により生ずる直流電
圧を制御し、該直流電圧により電源の周波数を調節して
該周波数の増減により前記所定範囲外に外れた圧力を該
所定範囲内に戻し、圧力流体の圧力を前記一定範囲内に
維持させるようにした方法及び装置である。

つまり本発明は、圧力流体の圧力変化による圧力信号を
利用して可変抵抗器に生ずる直流電圧により周波数制御
を行うという原理に基づくもので、従来の制御方法と比
較して非常に簡略化された技術思想であるため、その構
成が簡略化して応答が迅速になりしかも構成素子の数が
減少するため経済的になる。更に圧力が正常範囲に戻ま
た場合には直ちに対応して圧力信号の発生を停止し、よ
り以上の圧力変動を生じさせないため、長期に亘り安定
した操業が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、各種ポンプ等における流量Ｑと圧力Ｐとの関
係を示すグラフ、第２図は、本発明の第１実施例を示す
回路図、第３図は同じく第２実施例を示す回路図である
。 ・・電源　２・・・電動機 ・・圧力流体発生器　４・・・発振器 ・・調節機構　５・・・調節針 ６″・・・リレー　７・・・小型電動機・・可変抵抗器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）電源からの電流により作動する圧力流体発生器に
   より生ずる圧力流体の圧力を測定して信号を発生し、該
   信号が前記圧力が設定範囲を外れたことを示すものであ
   る場合に、圧力が増加した場合は圧力減少信号を又圧力
   が減少した場合は圧力増加信号を発生し、可変抵抗器を
   利用することにより、前記圧力減少信号の場合には周波
   数減少用直流電圧を又前記圧力増加信号の場合には周波
   数増加用直流電圧をそれぞれ発生させ、該直流電圧を前
   記電源に印加することのできる調節機構により該電源の
   周波数を増減させて前記圧力流体の圧力を調節すること
   を特徴とする圧力流体の圧力調節方法。
2. （２）電源、該電源により作動する電動機、該電動機に
   より圧力流体を生じさせる圧力流体発生器、該圧力流体
   の圧力を検出して該圧力が設定範囲を外れた際に、圧力
   が増加した場合には圧力減少信号を又圧力が減少した場
   合には圧力増加信号をそれぞれ発生し、該圧力信号が圧
   力減少信号の場合には周波数減少用直流電圧を又前記圧
   力増加信号の場合には周波数増加用直流電圧をそれぞれ
   発生させ、該直流電圧を前記電源に印加するための可変
   抵抗器を有する調節機構を含んで成り、前記電源に印加
   する前記直流電圧により該電源の周波数を増減させて前
   記圧力流体の圧力を調節することを特徴とする圧力流体
   の圧力調節用装置。
3. （３）調節機構が、可変抵抗器、該可変抵抗器を調節す
   る小型電動機及び前記圧力増加信号又は圧力減少信号に
   応じて前記小型電動機を所定方向に回転させて前記可変
   抵抗器の抵抗値を調節する一対のリレーを含むものであ
   る請求項２に記載の圧力調節用装置。