KR20170127627A

KR20170127627A - 공기압축기의 통합 제어 장치

Info

Publication number: KR20170127627A
Application number: KR1020160057923A
Authority: KR
Inventors: 김영균
Original assignee: (주)스마트에어
Priority date: 2016-05-12
Filing date: 2016-05-12
Publication date: 2017-11-22

Abstract

본 발명은 압축공기가 생성되는 다수의 공기압축기; 상기 다수의 공기압축기에서 이송된 압축공기가 저장되는 리시버탱크; 및 상기 다수의 공기압축기에 요구되는 압축공기 생성량(즉, 압축공기 요구량)이 입력되는 인터페이스와, 상기 인터페이스에 입력된 압축공기 요구량에 따라 상기 다수의 공기압축기의 운전수를 증가 또는 감소시키는 제어기를 포함하는 통합제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기압축기의 통합 제어 장치에 관한 것이다.

Description

공기압축기의 통합 제어 장치{Control equipment of air compressor}

본 발명은 압축공기가 생성되는 공기압축기의 운전을 제어하기 위한 공기압축기의 통합 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로 공압시스템은 각종 산업 분야에 이용되는 다양한 기계장치의 구동이 압축공기에 의해 운전되는 시스템을 의미한다.

도 1은 일반적인 공압시스템을 나타낸 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 공압시스템(1)은 압축공기가 생성되는 공기압축기(10)와, 공기압축기에서 이송된 압축공기의 압력을 조절하는 레귤레이터(20)와, 레귤레이터에서 이송된 압축공기가 저장되는 리시버탱크(30)와, 리시버탱크에 저장된 압축공기를 기계장치(50)로 공급하거나 차단하는 솔레노이드밸브(40)를 포함한다.

이 때, 최근 공압시스템은 대용량화 및 멀티화되면서 다수의 공기압축기가 장착됨에 따라, 다수의 공기압축기의 운전을 각각 제어하기 위한 공기압축기의 통합 제어 장치가 설치된다.

도 2는 종래의 공기압축기의 제어 장치의 시간경과에 따른 공기량, 부하 전력, 무부하 전력, 라인 압력을 나타낸 그래프이다. 여기에서, 공기량은 다수의 공기압축기가 생성하는 공기량을 의미하며, 부하 전력은 다수의 공기압축기가 압축공기를 생성하는 부하 운전에 공급되는 전력, 무부하 전력은 다수의 공기압축기가 압축 공기를 생성하지 않는 무부하 운전에 공급되는 전력(부하 운전에 공급되는 전력의 50% 내지 70%), 라인 압력은 다수의 공기압축기에서 리시버탱크로 이송되는 압축공기의 압력을 의미한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 공기압축기의 제어 장치는 다수의 공기압축기가 생성하는 공기량의 변동과 관계없이, 부하 전력과 무부하 전력이 반복적으로 소요되는데, 무부하 전력은 다수의 공기압축기가 압축 공기를 생성하지 않는 상태에서 소요되는 손실전력에 해당하므로, 무부하 전력이 빈번하게 소요될수록 손실전력도 증가하게 된다. 또한, 부하 운전과 무부하 운전이 반복되어 라인 압력의 상승 및 하강이 반복된다.

도 3은 종래의 공기압축기의 제어 장치의 시간경과에 따른 압축공기 요구량과 운전비용을 나타낸 그래프이다. 여기에서 압축공기 요구량은 다수의 공기압축기에 요구되는 압축공기 생성량을 의미하며, 운전비용은 다수의 공기압축기의 운전 비용을 의미한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 공기압축기의 제어 장치는 압축공기 요구량이 매우 적어도 앞서 설명한 무부하 전력이 빈번하게 소요되어 압축공기 요구량보다 운전비용이 필요 이상으로 많이 소요되는 문제점이 있었다.

따라서 상술한 문제점을 해결하기 위한 다양한 공기압축기의 통합 제어 장치의 개발이 필요한 실정이다.

이와 관련된 선행기술로는 한국공개특허 제2007-0099368호의 사용자로부터 설정온도를 입력받는 온도 입력부와; 실내온도를 검출하는 온도 검출부와; 상기 검출된 실내온도와 상기 입력받은 설정온도에 근거한 기준온도를 비교하고, 그 비교 결과에 상응하는 기 설정된 운전모드에 따라, 공조시스템을 단계적으로 운전하는 운전 제어부와; 상기 운전 제어부의 제어신호에 따라, 압축기를 구동하는 구동부를 포함하는 다수의 압축기를 구비한 공조시스템의 운전제어 장치가 제시된 적이 있었다.

한국공개특허 제2007-0099368호(2007.10.09)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 다수의 공기압축기에 요구되는 압축공기 생성량(즉, 압축공기 요구량)에 따라 다수의 공기압축기의 운전수를 조절함으로써, 무부하 전력(즉, 손실 전력)이 소요되는 것을 방지할 수 있으며 다수의 공기압축기의 운전비용을 절감할 수 있는 공기압축기의 통합 제어 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 공기압축기의 통합 제어 장치는 압축공기가 생성되는 다수의 공기압축기; 상기 다수의 공기압축기에서 이송된 압축공기가 저장되는 리시버탱크; 및 상기 다수의 공기압축기에 요구되는 압축공기 생성량(즉, 압축공기 요구량)이 입력되는 인터페이스와, 상기 인터페이스에 입력된 압축공기 요구량에 따라 상기 다수의 공기압축기의 운전수를 증가 또는 감소시키는 제어기를 포함하는 통합제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다수의 공기압축기는 소용량 그룹과, 상기 소용량 그룹들보다 용량이 큰 대용량 그룹으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어기는 상기 리시버탱크에 설치된 압력센서에 실시간으로 측정된 압축공기의 압력 시간당 감소율이 기준 수치보다 낮으면 상기 대용량 그룹만 운전시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어기는 상기 리시버탱크에 설치된 압력센서에 실시간으로 측정된 압축공기의 압력 시간당 감소율이 기준 수치보다 높으면 상기 소용량 그룹만 운전시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다수의 공기압축기는 서로 동일한 용량으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어기는 상기 리시버탱크에 설치된 압력센서에 실시간으로 측정된 압축공기의 압력 시간당 감소율이 기준 수치보다 낮으면 상기 다수의 공기압축기 중 가동시간이 가장 적은 것만 운전시키는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명에 따른 공기압축기의 통합 제어 장치는 다수의 공기압축기에 요구되는 압축공기 생성량(즉, 압축공기 요구량)에 따라 다수의 공기압축기의 운전수를 조절함으로써, 무부하 전력(즉, 손실 전력)이 소요되는 것을 방지할 수 있으며 다수의 공기압축기의 운전비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 공압시스템을 나타낸 개략도
도 2는 종래의 공기압축기의 제어 장치의 시간경과에 따른 공기량, 부하 전력, 무부하 전력, 라인 압력을 나타낸 그래프
도 3은 종래의 공기압축기의 제어 장치의 시간경과에 따른 압축공기 요구량과 운전비용을 나타낸 그래프
도 4는 본 발명에 따른 공기압축기의 통합 제어 장치를 나타낸 개략도
도 5는 본 발명에 따른 공기압축기의 통합 제어 장치의 시간경과에 따른 공기량, 부하 전력을 나타낸 그래프
도 6은 본 발명에 따른 공기압축기의 통합 제어 장치의 시간경과에 따른 압축공기 요구량과 운전비용을 나타낸 그래프
도 7은 본 발명에 따른 다수의 공기압축기가 대용량 그룹과 소용량 그룹으로 구성된 상태에서 제어기가 대용량 그룹만 운전시키는 상태를 나타낸 개략도
도 8은 본 발명에 따른 다수의 공기압축기가 대용량 그룹과 소용량 그룹으로 구성된 상태에서 제어기가 소용량 그룹만 운전시키는 상태를 나타낸 개략도
도 9는 본 발명에 따른 다수의 공기압축기가 서로 동일한 용량으로 구성된 상태에서 제어기가 다수의 공기압축기가 가동시간이 제일 적은 것만 운전시키는 상태를 나타낸 개략도

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

도 4는 본 발명에 따른 공기압축기의 통합 제어 장치를 나타낸 개략도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공기압축기(100)의 통합 제어 장치는 다수의 공기압축기(100), 리시버탱크(200), 통합제어부(300)를 포함한다.

상기 다수의 공기압축기(100)는 외부 대기를 흡입 및 압축하여 압축공기를 생성한다.

상기 리시버탱크(200)는 상기 다수의 공기압축기(100)에서 이송된 압축공기가 저장된다.

상기 통합제어부(300)는 인터페이스(310), 제어기(320), 통신기(330)를 포함한다.

상기 인터페이스(310)는 상기 다수의 공기압축기(100)에 요구되는 압축공기 생성량(즉, 압축공기 요구량)이 입력된다. 이때, 상기 압축공기 요구량은 상기 리시버탱크(200)의 압촉공기 소비량으로도 정의할 수 있다.

상기 제어기(320)는 상기 인터페이스(310)에 입력된 압축공기 요구량에 따라 상기 다수의 공기압축기(100)의 운전수를 증가 또는 감소시킨다. 이 때, 상기 제어기(320)는 상기 다수의 공기압축기(100)에 각각 전력을 공급 또는 차단하는 것으로, 상기 다수의 공기압축기(100)의 운전수를 증가 또는 감소시킨다.

상기 통신기(330)는 상기 인터페이스(310)에서 전송된 압축공기 요구량을 상기 제어기(320)로 전달하는 역할을 한다.

도 5는 본 발명에 따른 공기압축기의 통합 제어 장치의 시간경과에 따른 공기량, 부하 전력을 나타낸 그래프이다. 여기에서, 공기량은 다수의 공기압축기(100)가 생성하는 공기량을 의미하며, 부하 전력은 다수의 공기압축기(100)가 압축공기를 생성하는 부하 운전에 공급되는 전력, 라인 압력은 다수의 공기압축기(100)에서 리시버탱크(200)로 이송되는 압축공기의 압력을 의미한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공기압축기(100)의 통합 제어 장치는 다수의 공기압축기(100)가 생성하는 공기량의 변동에 대응하여, 다수의 공기압축기(100)의 운전수가 증가 또는 감소됨에 따라 부하 전력만 소요된다. 또한, 부하 운전만 진행되어 라인 압력이 최대한 일정하게 유지된다.

도 6은 본 발명에 따른 공기압축기의 통합 제어 장치의 시간경과에 따른 압축공기 요구량과 운전비용을 나타낸 그래프이다. 여기에서 압축공기 요구량은 다수의 공기압축기(100)에 요구되는 압축공기 생성량을 의미하며, 운전비용은 다수의 공기압축기(100)의 운전 비용을 의미한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공기압축기(100)의 통합 제어 장치는 압축공기 요구량에 대응하여 다수의 공기압축기(100)의 운전수가 증가 또는 감소됨에 따라 운전비용이 최대한 절감된다.

이에 따라, 본 발명에 따른 공기압축기(100)의 통합 제어 장치는 다수의 공기압축기(100)에 요구되는 압축공기 생성량(즉, 압축공기 요구량)에 따라 다수의 공기압축기(100)의 운전수를 조절함으로써, 다수의 공기압축기(100)가 압축 공기를 생성하지 않는 무부하 운전에 필요한 전력인 무부하 전력(즉, 손실 전력)이 소요되는 것을 방지할 수 있으며 다수의 공기압축기(100)의 운전비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 7은 본 발명에 따른 다수의 공기압축기가 대용량 그룹과 소용량 그룹으로 구성된 상태에서 제어기가 대용량 그룹만 운전시키는 상태를 나타낸 개략도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다수의 공기압축기(100)는 소용량 그룹(100-2)과, 상기 소용량 그룹(100-2)들보다 용량이 큰 대용량 그룹(100-1)으로 구성될 수 있는데, 상기 리시버탱크(200)에 설치된 압력센서(400)에 실시간으로 측정된 압축공기의 압력 시간당 감소율이 기준 수치보다 낮으면 상기 대용량 그룹(100-1)만 운전시켜서 상기 리시버탱크(200)로 좀 더 많은 양의 압축공기를 공급하여 상기 리시버탱크(200)에 저장된 압축공기의 압력이 신속하게 증가되게 한다. 이 때, 상기 대용량 그룹(100-1)만 운전됨에 따라, 무부하 운전에 의한 손실 전력은 발생하지 않는다.

도 8은 본 발명에 따른 다수의 공기압축기가 대용량 그룹과 소용량 그룹으로 구성된 상태에서 제어기가 소용량 그룹만 운전시키는 상태를 나타낸 개략도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다수의 공기압축기(100)는 소용량 그룹(100-2)과, 상기 소용량 그룹(100-2)들보다 용량이 큰 대용량 그룹(100-1)으로 구성된 상태에서, 상기 압력센서(400)에 실시간으로 측정된 압축공기의 압력 시간당 감소율이 기준 수치보다 높으면 상기 소용량 그룹(100-2)만 운전시켜서 상기 리시버탱크(200)로 좀 더 적은 양의 압축공기를 공급하여 상기 리시버탱크(200)에 저장된 압축공기의 압력이 서서히 증가되게 한다. 이 때, 상기 소용량 그룹(100-2)만 운전됨에 따라, 무부하 운전에 의한 손실 전력은 발생하지 않는다.

도 9는 본 발명에 따른 다수의 공기압축기가 서로 동일한 용량으로 구성된 상태에서 제어기가 다수의 공기압축기 중 가동시간이 제일 적은 것만 운전시키는 상태를 나타낸 개략도이다.

상기 리시버탱크(200)에 설치된 압력센서(400)에 실시간으로 측정된 압축공기의 압력 시간당 감소율이 기준 수치보다 낮으면 상기 다수의 공기압축기(100) 중 가동시간이 가장 적은 것(즉, 시간당 압축공기 생성량이 가장 많은 것)만 운전시켜서 상기 리시버탱크(200)로 좀 더 많은 양의 압축공기를 공급하여 상기 리시버탱크(200)에 저장된 압축공기의 압력이 신속하게 증가되게 한다. 이 때, 상기 상기 다수의 공기압축기(100) 중 가동시간이 가장 적은 것만 운전됨에 따라, 무부하 운전에 의한 손실 전력은 발생하지 않는다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

1000 : 본 발명에 따른 공기압축기의 통합 제어 장치
100, 100-1, 100-2 : 공기압축기
200 : 리시버탱크
300 : 통합제어부
310 : 인터페이스
320 : 제어기
330 : 통신기
400 : 압력센서

Claims

압축공기가 생성되는 다수의 공기압축기;
상기 다수의 공기압축기에서 이송된 압축공기가 저장되는 리시버탱크; 및
상기 다수의 공기압축기에 요구되는 압축공기 생성량(즉, 압축공기 요구량)이 입력되는 인터페이스와, 상기 인터페이스에 입력된 압축공기 요구량에 따라 상기 다수의 공기압축기의 운전수를 증가 또는 감소시키는 제어기를 포함하는 통합제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기압축기의 통합 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 다수의 공기압축기는
소용량 그룹과, 상기 소용량 그룹들보다 용량이 큰 대용량 그룹으로 구성되는 것을 특징으로 하는 공기압축기의 통합 제어 장치.
제2항에 있어서, 상기 제어기는
상기 리시버탱크에 설치된 압력센서에 실시간으로 측정된 압축공기의 압력 시간당 감소율이 기준 수치보다 낮으면 상기 대용량 그룹만 운전시키는 것을 특징으로 하는 공기압축기의 통합 제어 장치.
제2항에 있어서, 상기 제어기는
상기 리시버탱크에 설치된 압력센서에 실시간으로 측정된 압축공기의 압력 시간당 감소율이 기준 수치보다 높으면 상기 소용량 그룹만 운전시키는 것을 특징으로 하는 공기압축기의 통합 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 다수의 공기압축기는
서로 동일한 용량으로 구성되는 것을 특징으로 하는 공기압축기의 통합 제어 장치.
제5항에 있어서, 상기 제어기는
상기 리시버탱크에 설치된 압력센서에 실시간으로 측정된 압축공기의 압력 시간당 감소율이 기준 수치보다 낮으면 상기 다수의 공기압축기 중 가동시간이 가장 적은 것만 운전시키는 것을 특징으로 하는 공기압축기의 통합 제어 장치.