JPS61106989A - コンプレツサ制御方式 - 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！） 本発明は電動機駆動型のコンプレッサを台数制卸するの
に適１７たコンプレッサ制御方式に関する。

（従来技術および発明が解決しようとする問題点）複数
のコンプレッサを並列運転する場合にあっては、負荷側
の使用空気量により供給空気量が過剰となることがある
ので、負荷側の使用空気量１ζ応じて不必要なコンプレ
ッサをアンロードもしくは停止し、コンプレッサの負担
の軽減および運転経費の節約を図るようにしている。

また、特定のコンプレッサに停止もしくは始動の繰り返
しが集中すると機器の寿命を早めることになるため、始
動もしくは停止を行うコンプレッサが順次移行する、い
わゆるローテーション方式の台数制卸が行われている。

第７図は従来における台数制御の概略構成を示したもの
であり、−例として４台のコンブレッサについて示して
いる。図において、ＣＯＭＰ１〜ＣＯＭＰ４は第１ない
し第４のコンプレッサであり、各コンプレッサは１台の
台数制御盤Ｃ０ＮＴにより制御されるようになっている
。しかして、台数制御盤Ｃ０ＮＴば負荷側圧力に応じて
各コンプレッサの運転状態を制細し、負荷側圧力を所定
の値に保ちつつ無駄のない最適な運転状態となるように
制御を行う。

ところで、上記の台数制御盤による台数制御は運転効率
および操作性が優れているため、非常に有用であるが、
次のような欠点を有していた。すなわち、 ■特別な台数制御盤が必要であり、台数制御盤は組み合
わせるコンプレッサの台数、性能等に応じて設計される
ものであるため、コンプレッサの台数が変わるとユニッ
トの大幅な改造が必要となり、そのままでは状１、　　
　　　！　Ｉｃ　ｃ　ｔｚ”［ｈ＋ｚ＊ｉ＋ｍｍ−ｒ；
ｓ＄°”９ができない。

０台数制御盤が故障すると他のコンプレッサは正常でも
台数制御が完全に不可能となる。

等の欠点である。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記の点に艦み提案されたものであり、その目
的とするところは、特別の台数制御盤を用いることなく
、各コンプレッサ間を若干の配線で接続するのみで台数
制御が行え、何台でもコンプレッサを追加することので
きる柔軟性のあるコンプレッサ制御方式を提供すること
にある。

以下、実施例を示す図面に沿って本発明を詳述する。

第１図は本発明を適用して４台のコンプレッサを組み合
わせた場合の実施例を示している。

なお、台数はこれに限られないことは言うまでもない。

図において、ＣＯＭＰ、〜ＣＯＭ　Ｐ４は第１ないし第
４のコンプレッサであり、各コンプレッサは同様の機能
を有しており、同じ構成である。ただし、空気容量等の
機械的な性能は異なっていてもよい。次いで、各コンプ
レッサの空気出力はチェック　バルブＣｖ１〜ＣＶ４を
夫々介し集合タンクＴにｔｌＡＭされ、この集合タンク
Ｔからはサービス　バルブＳｖを介して負荷側に圧縮空
気が供給されるようになっている。

一方、電気的な信号として（ま、集合タンクＴに取り付
けられた圧力スイッチＰＳＷから圧力信号ＳＰが各コン
プレッサに与えられるようになっており、その他に台数
制御信号Ｓ１ｉ、容量制御担当信号Ｓｌ、運転信号Ｓ２
が各コンプレッサ間で受は渡されるようになっている。

また、名コンプレッサには単独運転を行うためのセレク
ト・スイッチＳＳが設けられている。ここで、台数制御
信号Ｓｊｌとは、その時点において台数制御が行われて
いるのか否かを示す信号であり、いずれかのコンプレッ
サにより台数制御の開始スイッチＲＵＮにより台数制御
の開始が指示されるとその旨の信号を出力端子”’ＯＵ
Ｔから出力し、次号機の入力端子５ｊ１１Ｎに与え、信
号の与えられたコンプレッサも同様に台数制御信号Ｓｌ
を次号機に出カーリ−るものである。具体的な配線とし
ては、各コンプレッサの入力端子Ｓ＃ＩＮを前号機の（
第１のコンプレッサＣＯＭＰ１にあっては第４のコンプ
レッサＣＯＭＰ４の）出力端子ｓｊ’ｏｕ□に接続する
ことにより行われる。

次に、容量制御担当信号Ｓ１は自号機が容量制御担当機
であることを次号機に伝えるための信号、運転信号Ｓ２
は自号機が運転状態（始動済）であることを次号機に伝
えるための信号であり、これらの信号はバイパス・キャ
ンセル　リレーＲｙ。

〜Ｉ＋　ｙａにより自号機に取り込まないようにするこ
とが可能となっている。具体的には、第１のコンプレッ
サＣＯＭＰ、の入力端子Ｓｌ、Ｎ、　Ｓ２．Ｎはバイパ
ス・キャンセル・リレーＲ３１１の一方の固定接点に夫
々接続され、出力端子５１０１ＪＴｊ　５２０ＵＴはバ
イパスキャンセル・リレーＲｙ、の他方の固定接点に夫
々接続されると共に次号機のバイパス　キャンセル・リ
レーＲＶ２の可動接点に接続され、他のコンプレッサも
同様に配線が行われている。なお、バイパスキャンセル
・リレーＲｙＮ（Ｎけコンブ、ツサの番号）はコンプレ
ッサＣＯＭＰＮにより駆動されるもので、コンプレッサ
のセレクト・スイッチＳＳをオンにし当該コンプレッサ
を単独運転としている場合や、電源が切られて停止して
いる場合等において各信号を受は付けないようにし、自
号機を飛ばして次号機に信号を送出するようにしている
。

第２図は各コンプレッサに設定された動作プログラムを
フローチャートで示したものであり、１００〜１３４は
各ステップを示している。なお、詳細については後述す
る。

第３図は第１図の例（コンプレッサ：４台）におけるロ
ーテーション方式の台数制御の概念を示す図であり、破
線は始動順序、実線は停止順序である。すなわち、ロー
テーション方式にあっては、停止および始動をするコン
プレッサが特定のものに片寄らないようにするため、使
用空気量の増大（圧力低下）等により新たにコンブ′□
ｌｉ　　　　、−ｙヶ、、ゆヵオ、あ、ヵｆ！１；ｉｔ
！！＋＊Ｅ＋よ、ヵ８゜停止状態に入ったコンプレッサ
（その時点で最も長＜休んでいるコンプレッサ）を始動
させ、逆に使用空気量の減少（圧力上昇）等によりコン
プレッサを停止する必要が生じｔコ場合には最先に始動
状態に入ったコンプレッサ（その時点で最も長く働いて
いるコンプレッサ）から停止していくようにしている。

また、最先に始動状態に入ったコンプレッサが容量制御
担当機として動作し、アンロードもしくはフルロードを
繰り返し、空気圧力が所定の値となるように動作する。

そして、容量制御担当機はアンロード期間が一定時間持
続し、その他の停止条件を満たした際に停止し、容量制
御担当機は次号機に交替される。

第４図は負荷側へ供給する空気の圧力状態（集合タンク
Ｔ内の圧力状態）を示したものであり、所望の圧力状態
（正常圧力）を中心に５つの領域に分けられている。す
なわち、 Ａ：圧力上昇領域（Ｐ、≦Ｐ） Ｂ：圧力上限領域（Ｐ２≦ｐ＜ｐ、） Ｃ：圧力正常領域（Ｐ３＜Ｐ＜Ｐ２） Ｄ：圧力下限領域（Ｐ４＜Ｐ≦Ｐ３） Ｅ：圧力低下領域（Ｐ≦ｐ４） である。なお、これらの領域は集合タンクＴに設けられ
た圧力スイッチＰＳＷから与えられる圧力信号ＳＰに基
づいて判定されるものである。また、圧力状態を更に細
かく分け、よりきめの細かい制御を行うことも可能であ
ることは言うまでもない。

次に、第５図は容量制御担当信号Ｓ１と運転信号Ｓ２の
発生部をも含めて信号の受は渡しにかかる構成をより詳
細に示したものである。すなわち、各コンプレッサ内に
は接点Ｒ，，Ｒ２が設けられており、接点Ｒ１は台数制
御中で、かつ自号機が容量制御担当機である場合にオン
し、接点Ｒ２は台数制御中で、かり自号機が運転状態で
ある場合にオンする。そして、これらの接点の他端は信
号源に接続されており、接点がオンした際に次号機に信
号を送出するものである。

以下、第２図に沿って個々のコンプレッサの動作を詳述
する。なお、各コンプレッサは同一の状況下において、
負荷側の圧力状態と前号機の状態とに応じて夫々の動作
を行うため、以下においては全体の動作というよりは夫
々並行して行われる各コンプレッサの個々的な動作に重
点をおいて説明する。

・先発機となったコンプレッサについての動作とれは台
数制御の開始スイッチＲＵＮが押されたコンプレッサに
関しての動作である。

すなわち、自号機に設けられている台数制御の開始スイ
ッチＲＵＮが押されるとステップ１０１において検出さ
れ、ステップ１０３に進み、このコンプレッサが先発機
として容量制御担当機となる。

次いで、ステップ１０４において台数制御信号Ｓｌが次
号機に対しても送出され、その後ばいず第１かのコンプ
レッサから台数制御の停止スイッチ５ＴＯＰが押されて
台数制御が解除されるまでは前記台数制御信号Ｓｌは送
出され続ける。次いで、ステップ１０５で本機（自号機
）の状態が判断され、停止中であればステップ１０６、
運転中であればステップ１０７に移行する。

今、停止中であったとするとステップ１０６に進み、ス
テップ１０６においては本機は容量制御担当機であるた
めステップ１０８に進む。そして、ステップ１０８では
現在の負荷側の圧力状態が判断され、圧力下限領域りも
しくは圧力低下領域Ｅの場合はステップ１１７に移行し
て当該コンプレッサの始動が行われ、それ以外の圧力状
態ではステップ１０５に戻って同様の動作を繰り返す。

ただし、今度は運転中であるためステップ１０７へ進む
乙とになる。

次いで、ステップ１０７では再び本機が容量制御担当機
であるかどうかが判断され、この際には先発機として容
量制御担当機であるのでステップ１１８に進む。ステッ
プ１１８では圧力状態の判定が行われ、圧力上昇領域Ａ
あるいは圧力上限領域Ｂの時はステップ１１９を介して
ステップ１２２に進みアンロードとし、また、圧力正常
領域Ｃの時はステップ１２０を介してステップ１２３に
進み現状運転を維持し、圧力下限領域りあるいは圧力ｉ
、ｉｆ　　　　　低下領域Ｅ（１）時、よ、、ｆ、プ、
２．ゆ介、−Ｃユヶ２プ１２４に進みフルロードとして
圧力を正常値に導くように動作する。なお、容量制御担
当機を現状運転維持させる理由は、空気供給先の消費空
気量の程度によって圧ｍｉのアンロードとフルロードと
の繰り返し頻度が多くなるのを避けるためであり、圧力
幅を持たせ頻繁な切り替えが起こらないようにしている
。そして、以上のいずれかを選択して通過した後にステ
ップ１２５に進む。

次に、ステップ１２５においてアンロード中の場合のみ
ステップ１２６において停止条件の判定が行われ、停止
条件を満たした場合にはステップ１２７で停止が行われ
る。フルロード中である場合、および停止条件を満たし
ていない場合はステップ１０５に移行し、同上の動作を
繰り返す。乙とで、アンロードしている場合において停
止条件を満たすと停止せしめるのは、ローテーション方
式を実行するためであり、容量制御担当機は次に停止す
るコンプレッサであるからである。

また、第６図に示すように、自号機が停止すると容量制
御担当信号Ｓ１が消失し、これにより容量制御担当機は
次号機に交替される。なお、上記の停止条件は次の３点
である。

■始動後一定時間経過していること。

■アンロード運転が一定時間経過していること。

■エア・パージによりレシーバ・タンクの内圧が一定値
息下に達したこと。

ここで、■は例えば停止後に負荷側の圧縮機の空気消費
量が急激に増した時などに緊急始動が行えるようにする
ために備えたものであり、停止前にコンプレッサ内のレ
シーバ・タンクをエアパージして内圧を下げ、始動時に
コンプレッサのモータがロックしてしまわないようにし
ている。

次いで、当該コンプレッサが停止した後は再びステップ
１０５に戻るが、この時点では自号機は容量制御担当機
ではないので、その後の動作は次に説明する先発機にな
らなかっ□た場合の動作と同じであり、よって、ここで
は省略する。

・先発機とならなかったコンプレッサについての動作 これは他のコンプレッサの台数制御の開始スイッチＲＵ
Ｎが押されたことにより台数制御状態に入った場合の動
作である。

しかして、他のコンプレッサから台数制御の開始の指示
があるとステップ１０２により検出され、ステップ１０
４．１０５と進む。なお、他機から台数制御信号を受け
た場合で声っても次号機に対して台数制御信号をステッ
プ１０４で送出し、そのため先発機が何らかの原因で動
作不能となった場合であっても台数制御を続行すること
ができる。

次いで、ステップ１０５において本機の状態が判断され
るが、停止中であった場合はステップ１０６、運転中で
あった場合はステップ１０７に進み、ステップ１０６．
１０７で本機が容量制御担当機であるかの判断に対して
は本機は先発機でないため夫々ステップ１１１．１２８
に進む。

停止中であってステップ１１１に移行した場合にあって
は、ローテーション方式の原則に従い、前号機が運転中
で、かつ圧力低下によりコンプレッサを追加始動する必
要が生じた際にのみ始動を行う。すなわち、ステップ１
１１で前号機の状態が判断され、停止中であればステッ
プ１０５に戻り上記と同様の動作を繰ね返し、運転中で
あればステップ１１２で圧力状態が判定され、圧力低下
領域Ｅであればステップ１１７にダイレクトに移行して
緊急始動し、それより軽い圧力低下である圧力下限領域
りである場合にはステップ１１６で効果待ち時間の経過
を待って始動を行う。

一方、運転中であってステップ１２８に移行した場合に
あっては、容量制御担当機でないため本来はフルロード
のままでよいが、圧力が異常に高い圧力上昇領域Ａの場
合はステップ１２９を介してステップ１３２に進みアン
ロードとする。また、圧力上限領域Ｂの場合はステップ
１３０を介してステップ１３３に進み現状運転を維持し
、その他の場合はフルロードとすることによりアンロー
ドとフルロードとの切り換えに圧力幅を持たせ、切極　
　　□えい度や少。ｌ、−ｃ、’６゜ヶ、工、や。後は
ステップ１０５に戻り同様な動作を繰り返す。

以上の動作はすべての場合についてではないが、他の動
作については図から明らかであろう。

以上あようにして各コンプレッサは前号機から与えられ
る台数制御信号Ｓｌ、賽量制量制御担当信号、運転信号
Ｓ２と圧力信号ＳＰとに応じて所定の動作を行い、全体
として見ると第３図に示したローテーション方式の台数
制御を行うことになる。

なお、上記の例においては空気圧縮機の場合について説
明したが、電動機駆動型ヒートポンプ等にも適用できる
乙とは言うまでもない。

（発明の効果） 以上のように本発明にあっては、複数のコンプレッサを
消費側圧力に応じてローテーション方式にて台数制御す
るものにおいて、各コンプレッサに前号機の状況を判定
する機能を持たせると共に、次号機に自号機の状況を知
らせるなめの信号を送出する機能を持たせ、各コンプレ
ッサを消費側圧力と前号機の状況に応じて所定　　　　
１の動作を行わせるようにしｔこので、 （イ）コンプレッサの台数が何台でも対応可能であり、
一度設備したシステムに対し将来においてコンプレッサ
の台数を増減する場合であってもそのまま対応できる。

（ロ）各コンプレッサ毎に台数制御機能の一部を持たせ
るようにしであるため、従来の如く台数制御盤が故障し
て完全な制御不能となることがない。

（ハ）各コンプレッサは前号機と負荷側圧力との関係に
おいて自号機の動作を設定できるので、効果待ち時間、
アンロード停止タイマ等の自号機の出力空気制量との関
係で決定される数値を独立して設定でさ、異容量のコン
プレッサを組み合わせて台数制御を行うことも可能であ
る。

等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すシステムの構成図、第
２図は各コンプレッサの動作プルグラムを示すフロー・
チャート、第３図はローテーション方式の説明図、第４
図は圧力状態の説明゛＝１６− 図、第５図は容量制御担当信号および運転信号の受は渡
しを示す説明図、第６図は制量制御担当信号の変化状態
を示す説明図、第７図は従来の台数制御の概略構成図で
ある。 ＣＯＭＰ、〜ＣＯＭＰ４・・・・・・コンプレッサ、Ｃ
ｖｉ〜Ｃｖ４・・・・・・チェック・バルブ、Ｔ・・・
・・・集合タンク、Ｓｖ・・・・・・サービス・バルブ
、ｐｓｗ・・・・・・圧力スイッチ、ＲＶ１〜Ｒ３１４
・・・・・・バイパス　キャンセル　リレー、ＳＳ・・
・・・・セレクト・スイッチ、ＲＵＮ・・・・・・開始
スイッチ、５ＴＯＰ・・・・・・停止スイッチ、Ｓｌ・
・・・・・台数制御信号、Ｓｌ・・・・・・容量制御担
当信号、Ｓ２・・・・・・運転信号、ＳＰ・・・・・圧
力信号 ほか１名 第　７１ 手続補正書輸光） 昭和６０年１２月　６日 特許庁長官　宇　賀　通　部　殿 ２、発明の名称 コンプレッサ制御方式 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　称　　北越工業株式金相 ４、代　　理　　人　　　〒１６０ 住　　所　　　東京都新宿区西新宿７丁目１０番１３号
エナミビル５階 ６、補正の内容 １、明細書第７頁第７行と第８行との間に成文を挿入す
る。 「まｔこ、各コンプレッサに設けられた停止スイッチ５
ＴＯＰの回路は各号機に対して並列に接続されており（
図示せず）、いずれのコンプレッサからでも台数制御を
停止することができるようになっている。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のコンプレッサを消費側圧力に応じてローテ
   ーション方式にて台数制御するものにおいて、各コンプ
   レッサに前号機の状況を判定する機能を持たせると共に
   、次号機に自号機の状況を知らせるための信号を送出す
   る機能を持たせ、各コンプレッサを消費側圧力と前号機
   の状況に応じて所定の動作を行わせることを特徴とした
   コンプレッサ制御方式。
2. （２）次号機に送出する信号は、台数制御に入ったこと
   を示す台数制御信号と、自号機が容量制御担当機である
   ことを示す容量制御担当信号と、自号機が運転状態であ
   ることを示す運転信号とからなり、台数制御信号は各コ
   ンプレッサに設けられた開始／停止スイッチによりいず
   れのコンプレッサからでも送出および解除することがで
   きるようにしてなる特許請求の範囲第１項記載のコンプ
   レッサ制御方式。