KR100597864B1 - 복수의 압축기를 제어하는 방법 - Google Patents

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Abstract

압축 기체가 복수의 압축기로부터 집적되어 필요시 사용된다. 이와 같이 집적된 압축 기체의 압력은 압력 센서에 의해 계측되어 압력신호를 생성하고 이 압력신호는 제어기에 전송된다. 상기 압력신호는 제어기로부터 전자 개폐기로 전송되어 압축기용 모터를 제어함으로써 어떤 압축기를 운전할 것인지를 결정한다.

Description

복수의 압축기를 제어하는 방법{METHOD OF CONTROLLING A PLURALITY OF COMPRESSORS}
도 1은 본 발명의 일실시예를 도시하는 도면,
도 2는 도 1에 있어서의 압축기에 대한 압력에 있어서의 변화를 도시하는 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 압축기 2 : 모터
3 : 전자 개폐기 4 : 체크 밸브
5 : 압력 탱크 6 : 밸브
8 : 압력 센서 9 : 제어기
10 : 압축기의 운전대수 결정부 11 : 선택부
12 : 조작부
본 발명은 복수의 압축기를 제어하는 방법에 관한 것이다.
일본 특허 제 2,875,702호 공보는 복수의 압축기로부터 압축 기체를 필요한 압축 기체가 인출되는 압력 탱크로 집적하는 시스템에 있어서 복수의 압축기를 제어하는 방법을 개시한다.
압축기로부터 출력된 압축 기체를 사용시에 압축 기체가 인출되는 압력 탱크로 공급할 때 압축기는 빈번하게 기동 및 정지가 되어 압력의 상한치와 하한치 사이의 차가 작으면 압축기의 고장이나 모터의 손상을 초래하게 된다.
따라서, 압력 탱크의 용량 증가에 의해 압력의 상한치가 사용된 압력보다 0.2 MPa 정도 커져 상한치와 하한치의 차이를 증가시킨다.
그러나, 이 방법은 장시간 동안 작동되어 구동 전력을 증가시킴으로써 운전 비용을 증가시킨다. 압축기는 고압으로 연속 운전되므로 압축기의 수명을 단축시킨다.
또한, 압축기의 회전 속도는 상한치 압력에 따라 설정되고, 정상적인 운전시에 회전속도를 줄일 필요가 있다. 따라서, 공기의 양을 감소시켜 운전함으로써 압축기의 효율을 저하시킨다.
저속으로 구동되는 냉각 팬에 의해 압축기가 냉각되므로 냉각 효과를 감소시키게 되어 팁 실(tip seal) 및 베어링 수명의 감소를 초래한다.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 하한치 근방의 낮은 압력으로 운전되는 압축기의 대수를 증가시키고, 상한치 근방의 높은 압력에서 운전되는 압축기의 대수를 적게 하고, 또한 운전 시간도 단축시킴으로써 운영비의 저감을 도모함과 아울러 압축기의 수명, 팁 실 및 베어링의 수명을 향상시킬 수 있는 압축기의 운전을 제어하는 방법을 제공하는 데에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 복수의 압축기를 제어하는 방법은, 거의 동일 능력을 갖는 복수의 압축기로부터 출력된 압축 기체를 집적하는 단계; 상기 집적된 압축 기체의 압력을 계측하여 상기 복수의 압축기를 제어하기 위한 압력 신호를 전송하는 단계; 상기 압축 기체의 상한치와 하한치 사이의 압력을 상기 압축기의 대수와 동일한 수의 복수의 압력 레벨로 구분하는 단계; 상기 압력 신호가 상기 압력 레벨의 경계에 도달하면 어떤 압축기를 운전할 것인지를 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 특징 및 장점은 첨부 도면을 참조한 다음의 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예를 도시한다.
복수의 압축기로부터 출력된 압축 공기와 같은 압축 기체는 압력 탱크로 집적된다. 압축 공기의 요구량은 압력 탱크로부터 인출되어 사용된다. 압축 기체는 항상 압력 탱크로 집적되지 않고 직접 배관으로부터 인출될 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에 있어서, C1 내지 C8 을 포함하는 8개의 압축기(1)는 M1 내지 M8을 포함하는 모터(2)에 의해 각각 구동되며, E1 내지 E 8을 포함하는 전자 개폐기(3)는 모터(M1~M8)를 각기 온 및 오프시킨다.
압축기(1)의 출구에는 V1~V8을 포함하는 체크 밸브(4)가 압축기(1)로부터 압축 공기의 역류를 방지하기 위해 제공된다. 체크 밸브(4)를 통해 압축 기체는 압력 탱크(5)로 모두 공급되어 오브젝트(object)에서 사용된 압축 공기는 밸브(6)를 개폐함으로써 인출된다. 압력 탱크(5) 내의 압축 공기를 소망의 압력으로 유지하기 위하여 압축기(1)는 압력 탱크(5)내의 압축 공기의 계측값에 의한 피드백에 의거하여 제어된다.
압력 탱크(5)내의 압축 공기의 압력은 압력 센서(8)에 의해 계측되어 제어기(9)로 전송될 압력 신호를 생성하며, 제어기(9)는 압축기의 운전 대수를 결정하는 결정부(10)와 압축기의 기동 및 정지를 위한 선택부(11)를 가진다. 압력 센서(8)에 의해 계측된 압력 신호에 의거하여 결정부(10)는 압축기(1)의 운전 대수를 결정한다. 일반적으로, 압축기의 운전은 기설정된 상, 하한치 간의 압력 신호에 의거하여 결정된다.
바람직한 실시예에 있어서, 압축기(1) 각각은 대략 동일 능력을 가지며, 상, 하한 치간의 압력은 수에 있어서 압축기(1)와 동일한 압력 레벨로 구분된다. 계측된 압력 신호는 소망의 압력 레벨로부터 벗어나 이 압력 레벨의 경계에 도달됨으로써 압축기(1)의 운전 대수를 변경한다.
특히, 계측된 압력 신호는 증가되어 소망의 압력 레벨보다 1단계 높은 압력 레벨에 도달된다. 이후, 압축기(1)의 운전 대수로부터 1만큼 차감된 대수가 압축기의 새로운 운전 대수로서 결정된다. 반면, 압축 신호는 감소되어 소망의 압력 레벨보다 1단계 낮은 압력 레벨에 도달된다. 이후, 압축기(1)의 운전 대수에 1만큼 가산된 대수는 압축기의 새로운 운전 대수로서 결정된다.
결정부(10)에서 결정된 대수의 신호는 어떤 압축기가 기동 또는 정지하는지를 선택하는 선택부(11)에 전송된다. 기동 및 정지의 기설정된 순서에 의해 선택이 수행된다. 바람직하게는 순서대로 기동 및 정지되는 압축기(1)에 번호의 순서가 할당될 수 있다. 번호의 순서에 의해 압축기(1) 중 어떤 것은 동일하게 기동 및 정지되어서 특정 압축기가 빈번하게 기동 및 정지되어 장시간동안 운전되는 단점을 회피한다.
기동 또는 정지되는 압축기(1)가 선택부(11)에서 선택되면 조작부(12)에 신호가 전송되어 이로부터 대응하는 모터(2)로의 전원을 온, 오프시키는 전자 개폐기(3)로 전송됨으로써 압축기(1)는 선택부(11)에 의해 기동 또는 정지가 선택된다.
도 2는 C1 내지 C8 등의 8개의 압축기가 제어될 때 운전되는 압축기(1)에 대한 압력에 있어서의 변화를 도시하는 그래프이다. 0.6 MPa의 하한치와 0.7 MPa의 상한치 사이의 압력 탱크(5)내의 압축 공기는 수가 압축기(1)와 동일한 8단계로 압력에 있어서 구분되어 각 압력 레벨을 결정한다. 하한치 및 상한치는 레벨 0 및 레벨 8/8로 각각 설정되어 동일하게 구분됨으로써 이 하한치 및 상한치 사이는 1/8 ~ 8/8로 설정된다. 또한, 예컨대 소망의 압력 레벨은 1/8 ~ 2/8로 설정된다. 일련의 No 1 ~ 8이 8개의 압축기(1)에 할당된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 우선 압력 센서(8)에 의해 계측된 압력 신호(13)가 압력 레벨 1/8이 될 때까지 8개의 압축기(1)는 모두 운전된다. 압력이 상승하면 압력레벨은 하한치 0 을 지나 P1에서 1/8에 도달하고, 정지 신호는 제어기(9)로부터 조작부(12)를 통해 압축기 No.1(C1)의 전자 개폐기(E1)로 전송되어 압축기 No.1을 정지시킨다. 7개의 압축기 No. 2 내지 8은 계속해서 운전된다.
압력이 압축공기 없이 상승하여 P2에서 압력 레벨 2/8에 도달된 후, 정지 신호는 제어기(9)로부터 조작부(12)를 통해 압축기 No.2(C2)에 대한 전자 개폐기(E2)로 전송되어 압축기 No.2를 정지시킨다. 6개의 압축기 No.3 내지 8은 계속해서 운전된다.
압력이 압축 공기 없이 약간 상승하여 다음 압력 레벨 3/8이 되기 전에 압축 공기가 사용되고, 압력 레벨은 P3에서 1/8로 떨어진다. 이후, 기동신호는 제어기(9)로부터 조작부(12)를 통해 초기에 정지한 압축기 No.1(C1)에 대한 전자 개폐기(E1)로 전송되어 압축기 No.1은 기동된다. 따라서, 7개의 압축기 No.1 및 No.3 내지 8은 계속해서 운전된다.
압축 공기에 의해 압력 레벨이 떨어지지만 0에 도달하지는 않는다. 이후, 압축 공기는 사용되지 않고, 압력은 압력 레벨 1/8을 넘어서 다시 P4에서 2/8에 도달한다. 정지 신호는 제어기(9)로부터 조작부(12)를 통해 압축기 No.3(C3)에 대한 전자 개폐기(E3)로 전송된다. 따라서, 6개의 압축기 No.1 및 No.4 내지 8은 계속해서 운전된다.
압축 공기는 사용되지 않고 압력 레벨이 P5에서 3/8까지 상승하여 정지 신호가 제어기(9)로부터 조작부(12)를 통해 압축기 No.4(C4)에 대한 전자 개폐기(E4)로 전송되어서 압축기 No.4를 정지시킨다. 4개의 압축기 No.1 및 No.5 내지 8은 계속해서 운전된다.
압축 공기가 사용되지 않고 압력이 상승하여 압력 레벨이 P6에서 4/8에 도달된다. 정지 신호는 제어기(9)로부터 조작부(12)를 통해 압축기 No.5(C5)에 대한 전자 개폐기(E5)로 전송되어 이 압축기 No.5를 정지시킨다. 4개의 압축기 No.1 및 No.6 내지 8은 계속해서 운전된다.
압축 공기가 사용되지 않고 압력이 상승하여 압력 레벨이 P7에서 5/8에 도달된다. 정지 신호는 제어기(9)로부터 압축기 No.6(C6)에 대한 전자 개폐기(E6)로 전송되어 이 압축기는 정지된다. 3개의 압축기 No.1,7 및 8은 계속해서 운전된다.
압축 공기가 사용되지 않고 압력이 상승하여 압력 레벨이 P8에서 6/8에 도달된다. 정지 신호는 제어기(9)로부터 조작부(12)를 통해 압축기 No.7(C7)에 대한 전자 개폐기(E7)로 전송되어 이 압축기 No.7를 정지시킨다. 2개의 압축기 No.1 및 8은 계속해서 운전된다.
압축 공기가 사용되지 않고 압력이 상승하여 압력 레벨이 P9에서 7/8에 도달된다. 정지 신호는 제어기(9)로부터 조작부(12)를 통해 압축기 No.8(C8)에 대한 전자 개폐기(E8)로 전송되어 이 압축기 No.8을 정지시킨다. 단지 압축기 No.1만이 계속해서 운전된다.
압축 공기가 사용되지 않고 압력이 상승하여 압력 레벨이 P10에서 8/8에 도 달된다. 정지 신호는 제어기(9)로부터 압축기 No.1(C1)에 대한 전자 개폐기(E1)로 전송되어 이 압축기는 정지된다. 모든 압축기가 운전되지 않는다.
압축 공기가 사용되어 압력 레벨이 7/8 아래로 떨어지는 동안 모든 압축기는 여전히 운전되지 않는다.
압축 공기가 사용되어 압력 레벨이 P11에서 7/8로 떨어져 기동신호는 제어기(9)로부터 조작부(12)를 통해 2번째로 정지하고 있던 압축기 No.2(C2)에 대한 전자 개폐기(E2)로 전송되어서 압축기 No.2를 정지시킨다. 7개의 압축기 No.1 및 No.2 내지 8은 여전히 운전되지 않는다.
압축 공기가 사용되어 압력 레벨이 P12에서 6/8으로 떨어져 기동신호는 제어기(9)로부터 조작부(12)를 통해 3번째로 정지하고 있던 압축기 No.3(C3)에 대한 전자 개폐기(E3)로 전송되어서 압축기 No.3를 기동시킨다. 압축기 No.1 및 No.4 내지 8은 여전히 운전되지 않는다.
압축 공기가 사용되어 압력 레벨이 P13에서 5/8로 떨어져 기동신호는 제어기(9)로부터 조작부(12)를 통해 4번째로 정지하고 있는 압축기 No.4(C4)에 대한 전자 개폐기(E4)로 전송되어서 압축기 No.4를 기동시킨다. 압축기 No.1 및 No.5 내지 8은 여전히 운전되지 않는다.
압축 공기가 사용되어 압력 레벨이 P14에서 4/8로 떨어져 기동신호는 제어기(9)로부터 조작부(12)를 통해 5번째로 정지하고 있는 압축기 No.5(C5)에 대한 전자 개폐기(E5)로 전송되어서 압축기 No.5를 기동시킨다. 압축기 No.1 및 No.6 내지 8은 여전히 운전되지 않는다.
압축 공기가 사용되어 압력 레벨이 P15에서 3/8으로 떨어져 기동신호는 제어기(9)로부터 조작부(12)를 통해 6번째로 정지하고 있는 압축기 No.6(C6)에 대한 전자 개폐기(E6)로 전송되어서 압축기 No.6을 기동시킨다. 3개의 압축기 No.1,7 및 8은 운전되지 않는다.
압축 공기가 사용되어 압력 레벨이 P16에서 2/8으로 떨어져 기동신호는 제어기(9)로부터 조작부(12)를 통해 7번째로 정지하고 있는 압축기 No.7(C7)에 대한 전자 개폐기(E7)로 전송되어서 압축기 No.7를 기동시킨다. 2개의 압축기 No.1 및 8은 여전히 운전되지 않는다.
압축 공기가 사용되어 압력 레벨이 P17에서 1/8로 떨어져 기동신호는 제어기(9)로부터 조작부(12)를 통해 8번째로 정지하고 있는 압축기 No.8(C8)에 대한 전자 개폐기(E8)로 전송되어서 압축기 No.8을 기동시킨다. 단지 압축기 No.1는 여전히 운전되지 않는다.
압축 공기가 사용되어 압력 레벨이 P18에서 0/8으로 떨어져 기동신호는 제어기(9)로부터 조작부(12)를 통해 9번째로 정지하고 있는 압축기 No.1(C1)에 대한 전자 개폐기(E1)로 전송되어서 압축기 No.1을 기동시킨다. 모든 압축기 No. 1 내지 8 은 운전되며, 운전되지 않는 어떠한 압축기도 없다.
본 발명을 바람직한 실시예와 관련하여 설명하였으나, 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어남이 없이 그 분야의 숙련자에 의해서 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있음은 분명하다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의한 복수의 압축기를 제어하는 방법에 의하면, 하한치 근방의 낮은 압력으로 운전되는 압축기의 대수를 증가시키고, 상한치 근방의 높은 압력에서 운전되는 압축기의 대수를 적게 하고, 또한 운전 시간도 단축시킴으로써 운영비의 저감을 도모함과 아울러 압축기의 수명, 팁 실 및 베어링의 수명을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 거의 동일 능력을 갖는 복수의 압축기로부터 출력된 압축 기체를 집적하는 단계;
    상기 집적된 압축 기체의 압력을 계측하여 상기 복수의 압축기를 제어하기 위한 압력 신호를 압축기의 운전 대수를 결정하는 결정부로 전송하는 단계;
    상기 압축 기체의 상한치와 하한치 사이의 압력을 상기 압축기의 대수와 동일한 수의 복수의 압력 레벨로 구분하는 단계;
    상기 압력 신호가 상기 압력 레벨의 경계에 도달하면 상기 압축기의 운전대수를 결정하는 결정부에서 압축기의 운전 대수를 결정하는 단계;
    압축기 선택부에서 상기 압축기의 운전 대수를 결정하는 결정부에서의 신호에 따라 어떤 압축기를 운전할 것인지를 결정하는 단계;
    상기 압축기 선택부로부터의 신호에 따라 압축기를 기동 또는 정지시키기 위해 스위치를 on/off 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 압축기를 제어하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축 기체는 상기 복수의 압축기로부터 압력 탱크로 집적되는 것을 특징으로 하는 복수의 압축기를 제어하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 집적된 압축 기체의 압력은 압력 센서에 의해 계측되어 압력 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 복수의 압축기를 제어하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축 기체는 공기인 것을 특징으로 하는 복수의 압축기를 제어하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 신호는 상기 압축기의 운전 대수를 결정하는 결정부와 상기 압축기를 기동 및 정지하는 선택부를 갖는 제어기에 전송되는 것을 특징으로 하는 복수의 압축기를 제어하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 압력 신호는 상기 제어기로부터 조작부를 통해 전자 개폐기로 전송되며, 상기 전자 개폐기는 상기 압축기용 모터에 접속되어 상기 압축기를 온 및 오프시키는 것을 특징으로 하는 복수의 압축기를 제어하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력이 상한 압력 레벨로 상승하면 압축기의 운전 대수를 감소시키는 한편, 상기 압력이 하한 압력 레벨로 떨어지면 압축기의 운전 대수를 증가시키는 것을 특징으로 하는 복수의 압축기를 제어하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 압축기에 일련 번호가 할당되고, 그 번호의 순서대로 압축기가 기동 및 정지되어 압축기의 운전 대수를 변경시키는 것을 특징으로 하는 복수의 압축기를 제어하는 방법.
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