WO2019186861A1

WO2019186861A1 - 気体圧縮機

Info

Publication number: WO2019186861A1
Application number: PCT/JP2018/013122
Authority: WO
Inventors: 謙次森田; 正彦高野; 英晴田中
Original assignee: 株式会社日立産機システム
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2019-10-03
Also published as: JP6940686B2; JPWO2019186861A1; CN111902631A; CN111902631B

Abstract

圧力変動に対する追随性を保持しつつ動力低減効果を図る。気体を吸込み圧縮気体を吐き出す圧縮機本体と、前記圧縮気体の吐出圧力を検出する圧力検出装置と、前記圧縮機本体の駆動源と、前記圧力検出装置の検出値に応じて前記駆動源を可変速に制御すると共に前記吸込み絞り弁の開閉を制御する制御装置とを有する気体圧縮機であって、前記制御装置が、前記吐出圧力が設定圧力Ｐ０より高く、前記設定圧力Ｐ０よりも高い上限圧力Ｐ１未満の圧力のとき、前記駆動源を全速回転数より低く且つ該駆動源の下限回転数より高い回転数で駆動させるものである。

Description

気体圧縮機

　本発明は、気体圧縮機に係り、駆動負荷の軽減を行う気体圧縮機に関する。

　例えば、空気等の気体を吸い込み、容積型やターボ型といった圧縮機構によって高圧の圧縮気体を生成する気体圧縮機では、従来から駆動負荷の軽減を図る種々の運転制御方法が知られている。

　駆動源の回転を一定に固定する一定速圧縮機では、吐出圧力が、ユーザが所望する目標圧力に達すると、圧縮機本体の吸気路に設置された吸込み絞り弁を閉じ、流入する気体量を制限することで動力負荷を軽減する無負荷運転制御が知られている。このような無負荷運転は、必要な消費動力を定格動力の７０％程度にすることができる。

　また、インバータ等の電力変換装置を用いて電動機の回転数を変化させる可変速制御の気体圧縮機では、目標圧力に達するまでは電力変換装置によって高回転（全速）で運転し、吐出圧力が当該圧力を上回ると、電力変換装置によって回転数が低下させて動力の低減を図る技術が知られている。

　例えば、ユーザ（圧縮気体の需要者）側での圧縮気体の使用量が多く、ユーザ側吐出圧力が目標圧力より下回っていれば、定格での最高回転数で運転し、やがてユーザ側の使用量が減少し、ユーザ側吐出圧力が目標圧力を上回ると、回転数を低下させて動力の低減を行うようになっている。このような回転数を変化させる制御のとしては、Ｐ、ＰＩ又はＰＩＤという、吐出圧力に比例して回転数を変化させる制御方法が一般に知られている。

　更に、可変速制御の気体圧縮機では、更に動力低減を図る技術として、電力変換装置による回転数制御に加えて、吸込み絞り弁や放気弁を併用した無負荷運転方法が知られている。例えば、特許文献１は、空気圧縮機であって、目標圧力（Ｐ０）を基調としてＰＩＤ制御運転を行うが、ユーザ側の空気使用量が低下し、ユーザ側吐出圧力がＰ０から所定の圧力まで昇圧すると、回転数をＰ０以上又はＰ０より高い所定の圧力範囲に保ったままで回転数を低下させる制御を行う。より具体的には、Ｐ０よりも高い上限圧（Ｐ１）にまで圧力が上昇すると、吸込絞り弁を閉じ、電動機の回転数を下限回転数に下げて動力の低減を図るとともに、ユーザ側吐出口よりも上流側の圧縮空気を大気に放気し、圧縮機本体の負荷（電動機の負荷）を低下させ、更なる動力の低減を図る運転方法である。

　また、特許文献１は、上限圧Ｐ１に達して電動機を下限回転数で運転するが、ユーザ側の空気使用量が徐々に増加して、ユーザ側吐出圧力がＰ０とＰ１の間の圧力である下限圧（Ｐ２）に達すると、回転数は下限回転数のまま放気弁を締める及び／又は吸込絞り弁を開として、再度Ｐ１に達するまで昇圧する負荷運転を行う制御も開示する。ユーザ側圧力を一定範囲内に保ちつつ動力の低減を図ることができる技術である。このような無負荷運転中に必要な消費動力は定格動力の３０％程度にすることができる。
なお、絞り弁の開閉制御と、放気とは必ずしも併用するものではなく、何れか一方であっても相当の動力低減効果がある。

特開２００１－２８０２７５号公報

　ところで、特許文献１では、無負荷及び負荷運転中は、電動機の回転数を下限回転数として省エネを図るが、圧縮機は、圧縮空気の使用状況の変化にたいして圧力変動が生じる。吐出空気量が一定であっても、圧縮空気の使用量が変化すれば圧力も変動する。圧縮空気圧力に特定圧力（以上）が必要な場合、使用量が多すぎれば圧縮空気の生成が間に合わず、特定圧力を下回ることもある。即ち使用量の変化に対する追随性が低下する。

　このような圧力変動に対して、一般に気体圧縮機は、ユーザ側吐出口の下流配管が、圧縮気体を貯留する気体槽（リザーバタンクともいう。）に接続され、気体槽から配管を介して各ユーザ側の末端機器に圧縮気体が供給される構成をとる。即ち上述したような動力低減を図るための種々の運転制御は、気体槽がある程度の容積を持つことで効率的に実現できるものであるともいえる。

　気体槽は、容積が大きければユーザ側末端での圧縮気体使用量の変化に対する圧力変動に一定のバッファとして機能し、圧縮機本体に要求する差圧変動の割合を比較的小さい範囲にさせることができる。これによって、圧縮機は回転数変化の頻度を減少させることができ、その分動力低減にも寄与する。また、急激な圧力変動が低減することは、電動機等の駆動源のハンチングやトリップ等の防止にも寄与する。

　上述のように、圧力変動のバッファとして機能する上で要求される気体槽の容積は比較的大きく、圧縮機を小型化しても実際の使用環境の構成では、設置スペースを確保する必要がある。

　圧力変動に対する追随性を保持しつつ動力低減効果を図る技術が望まれる。更には、圧縮機設備の省スペース化を図る技術が望まれる。

　上記課題を解決するために、例えば請求の範囲に記載の構成を適用する。即ち気体を吸込み圧縮気体を吐き出す圧縮機本体と、前記圧縮気体の吐出圧力を検出する圧力検出装置と、前記圧縮機本体の駆動源と、前記圧力検出装置の検出値に応じて前記駆動源を可変速に制御すると共に前記吸込み絞り弁の開閉を制御する制御装置とを有する気体圧縮機であって、前記制御装置が、前記吐出圧力が設定圧力Ｐ０より高く、前記設定圧力Ｐ０よりも高い上限圧力Ｐ１未満の圧力のとき、前記駆動源を全速回転数より低く且つ該駆動源の下限回転数より高い回転数で駆動させるものである構成である。

　本発明によれば、圧力変動に対する気体圧縮機の追随性が向上し又動力負荷の低減を図ることができる。更には、気体槽を含めた圧縮機設備の省スペース化等にも寄与する。

本発明を適用した実施例１による空気圧縮機の構成を模式的に示すブロック図である。実施例１による空気圧縮機の圧力と回転数等の遷移を模式的にしめす遷移図である。本発明を適用した実施例２による空気圧縮機の構成を模式的に示すブロック図である。実施例２による空気圧縮機の圧力と回転数等の遷移を模式的にしめす遷移図である。

　以下、図面を用いて発明を実施するための形態について説明する。

　図１に、本発明を適用した実施例形態の例である空気圧縮機５０（以下、「圧縮機５０」と称する場合がある。）の構成を模式的に示す。

　圧縮機５０は、圧縮機本体１、電動機２、電力変換装置３、制御装置４、気液分離器１２、エアクーラ１６、圧力センサ１７、オイルクーラ２１、ファン装置２５を主に備え、基台からパネル４０によって前後左右及び上面が囲まれたパッケージ型圧縮機の構成を有する。

　圧縮機本体１は、容積型やターボ型といった圧縮機構を有し、吸込フィルタ８から吸い込んだ空気を圧縮する。圧縮機本体１の圧縮作動室には、油配管２０を介して潤滑油が供給され、空気とともに気液混合の圧縮気体を吐き出すようになっている。
本実施例では、回転型のスクリューロータを圧縮機構として備えるものとして説明する。

　電動機２は、圧縮機本体１の駆動源である。駆動源としては内燃機関を適用することもできる。電動機２は、電力による回転力を軸同により、或いはベルト又はギヤを介して圧縮機本体１のスクリューロータに供給する。電力変換装置は、制御装置４からの指令に基づいて電動機２に供給する電力の周波数を変換し、電動機２の回転数を変更させる。

　制御装置４は、ＭＰＵやＣＰＵといった半導体演算装置及び記憶装置を備え、プログラムとの協働によって圧縮機１の全体制御を行う機能部を実現する。なお、制御装置４は、アナログ回路構成及びこれらの組み合わせから構成することもできる。制御装置４は、吐出気体温度を検出する温度センサ１１や吐出気体の圧力を検出する圧力センサ１７からの検出値の入力を受け、電力変換装置３に周波数指令を出力したり、各種弁体の開閉指令等を出力するようになっている。詳細は後述する。

　気液分離器１２は、圧縮機本体１から吐き出された気液混合の圧縮気体から油を一次分離する分離器である。本実施例では、圧縮気体が内筒内を旋回することで遠心力によって油と空気を分離する旋回分離式を適用するものとするが、衝突分離式を適用することもできる。分離された油は、気液分離器１２の底部に貯留され、気液分離器１２内の空気圧力やポンプ１０によって油配管２０を介してオイルクーラ２１に搬送され、所定の温度まで冷却された後、圧縮機本体１に還流されるようになっている。

　二次フィルタ１３は、例えば、不織布等を備え、気液分離器１２で油と一次分離された圧縮空気の二次分離を行う。二次分離された圧縮空気は、下流側の吐出配管に流れ更に下流側への流通を許可する逆止弁１５を経由してエアクーラ１６に流れる。

　エアクーラ１６は、熱交交換機であり、ファン装置２５が駆動することで、吸気口３０から外気が冷却風として圧縮機５０内部に吸い込まれ、排気口３２から外部に吐き出されるようになっている。ファン装置２５は、温度センサ１１の検出値に応じて可変速制御されるようになっている。なお、オイルクーラ２１の上流には電磁式の三方弁及びバイパス配管２４が配置し、制御装置４が、温度センサ１１の検出値に応じて、気液分離器１２から還流される潤滑油流路の切り替えやポンプ２３の駆動状態を制御するようになっている。エアクーラ１６は、圧縮作用によって高温となった圧縮空気とファン装置２５が生成する冷却風と熱交交換することで、圧縮空気を所定温度（例えば、７０度）まで冷却する。
これら冷却系により、冷却風は、電動機２や圧縮機本体１を空冷した後、下流側のエアクーラ１６やオイルクーラ２１に流れ、各クーラと熱交換を行うようになっている。

　エアクーラ１６の出口から外部配管５９までの管路上（又は外部配管５９上でもよい）には、圧力センサ１７が配置する。圧力センサ１７は、制御装置４と制御通信可能に接続されており、圧縮機５０から吐き出された圧縮空気の圧力値を制御装置４に出力するようになっている。制御装置４は、圧力センサ１７からの入力値を監視し、後述する設定圧力や上限圧力等に応じた周波数指令や弁体の開閉指令を出力するようになっている。

　エアクーラ１６で所定温度に冷却された圧縮空気は、その後、圧縮機１から外部配管５９を介して吐き出されるようになっている。外部配管５９は、気体槽６０と接続する。気体槽６０は、所定圧力の圧縮気体を貯留する圧力容器である。圧縮空気は、気体槽６０から末端配管（不図示）を介して圧縮空気を利用する末端機器に供給されるようになっている。

　また、圧縮機本体１の吸込み側（吸込フィルタ８の下流）には、吸込絞り弁５が配置する。吸込絞り弁５は、圧縮機５０の運転状態に応じて、吸込ポートから圧縮機本体１の圧縮作動室内への吸気の流入を許可・制限する弁体である。本実施例において、吸込絞り弁５は、圧縮機本体１の吐出圧力を作動源として弁体としてのピストンが開閉する構成として説明するが、電磁弁や他の圧力を作動源としてもよい。吸込絞り弁５の開閉は、制御装置４によって実行される。

　本実施例の特徴の一つとして、吸込絞り弁５は、後述する上限圧力Ｐ１に達すると閉弁する点が上げられる。より具体的には、吸込絞り弁５は、上限圧力Ｐ１になるまでは全開であり、Ｐ１になると閉弁するようになっている。

　次いで、制御装置４の制御について詳細に説明する。
図２に、本実施例による吐出圧力、電動機２の回転数（電力変換装置３の周波数）、吸込絞り弁５の状態遷移を時系列で示す。同図中、設定圧力はＰ０、上限圧力はＰ１とし夫々０．７０Ｍｐａ、０．８０Ｍｐａを例とする。なお、設定圧力とは、ユーザ側からの任意設定入力或いは初期設定の圧力であり、圧縮機５０が吐出目標とする圧力値である。上限圧力とは、機器定格仕様によって定まる最大吐出圧力であり、機器保守や種々の保安基準によって定まる圧力値である。本実施例では、保安基準による保安圧力よりも低い圧力を上限圧力Ｐ１として設定するものとして説明する。

　また、電動機２の全速回転数は６０００ｒｐｍ／ｍｉｎ、下限回転数は８００ｒｐｍ／ｍｉｎを例とする。全速回転数は電動機２の定格上の最高回転数であり、下限回転数とはこれよりも低い所定の回転数である。例えば、特許文献１に示す負荷運転や無負荷運転といった圧縮機の駆動時にとり得る最低回転数である。
なお、同図では、簡単のために圧力や回転数の遷移は模式的に示しており、本発明は必ずしも図示する数値に限定されるものではない。

　先ず、制御装置４は、例えばユーザ等の入力による所定の設定圧力Ｐ０を目標としてＰＩＤ制御を行うようになっている。即ち吐出圧力の変動に応じて、電飾変換装置３から出力する周波数値を変化させ、圧縮機本体１の吐出空気量を増減する制御である。なお、Ｐ或いはＰＩ制御を適用してもよい。

　図２の時間ｔ０～ｔ１において、圧縮機１が運転開始すると、制御装置４は、電動機２が所定の増速レートで定格の全速運転となるように周波数指令値を電力変換装置３に出力し、圧力センサ１７からの入力値がＰ０となるようにＰＩＤ制御での運転を行う。なお、この時、吸込絞り弁５は開（Ｏｐｅｎ）である。

　次いで、時間ｔ１～ｔ２において、圧縮空気の使用者側での空気使用量が減少（例えば２０％程度の使用量）し、吐出圧力が設定圧力Ｐ０よりも昇圧すると、制御装置４は、全速回転数と下限回転数の間となる所定周波数の指令を電力変換装置３に出力する（全速回転周波数＞所定周波数＞下限回転）。より具体的には、吐出圧力がＰ０から上昇するのに応じて徐々に所定周波数を減少させ電動機の回転数を低下させるようになっている。本実施例では、設定圧力Ｐ０より高く上限圧力Ｐ１未満の圧力帯域において、これに対応する回転数は、圧力値と比例の関係であるものとするが、吐出圧力が高くなる程回転数の低下割合を増加させる或いは吐出圧力が低いときほど回転数の低下割合を増加させる等、吐出圧力と対応回転数対応に偏りをつけるようにしてもよい。更には、当該圧力帯域で所定圧力幅毎に所定回転数分を増減するといった段階的な周波数変更であってもよい。

　このように制御装置４は、吐出圧力が設定圧力Ｐ０を上回った場合に、下限回転数とせずにそれよりも高い回転数且つ全速より低い回転数となる周波数制御で圧縮機本体１を運転するようになっている。また、ｔ１からｔ２において、吸込絞り弁５は全開である。

　次いで、時間ｔ２～において、圧縮空気の使用量が更に減少すると吐出圧力は更に昇圧し、やがて上限圧力（Ｐ１）に達する。吐出圧力が上限圧力Ｐ１に達すると、制御装置４は、下限回転数となる周波数指令値を電力変換装置３に出力し又吸込絞り弁５を閉（ＯＣｌｏｓｅ）とする制御指令を出力する。これによって、圧力センサ１７の圧力上昇が停止する。

　つまり、本実施例の特徴の一つとして、吐出圧力が設定圧力Ｐ０から上限圧力Ｐ１の間は、全速回転数未満且つ下限回転数より高い回転数で圧縮機本体１を運転させる点が上げられる。即ち吐出圧力がＰ０より高くＰ１よりも低い圧力帯域の場合、下限回転数よりも高い回転数で運転していることから、当該圧力帯域において下限回転数で運転する場合よりも吐出圧力の変動に対して追随性が向上するという効果がある。

　例えば、圧縮空気の使用量が減少によって吐出圧力がＰ０を上回り、回転数を下限回転数として圧縮機本体１の吐出空気量を減少させるが、その後、圧縮空気の使用量が再度増加した場合を考える。
空気使用量が再度増加することによって、気体槽６０の圧力が低下するが、当該低下に応じて圧縮機本体１の吐出空気量を増加させる為に下限回転数から全速運転を再開しても、回転数が全速に至るまでには時間的なズレが生ずる。即ち電動機２や圧縮機本体１の慣性によるトリップを回避する為や、急激な過電流を出力することによる電力変換装置３の保守の為に、増速レートを超えた運転は困難である。このため、再増加した使用空気量と同等以上の空気量を圧縮機本体１が吐き出すまでにはタイムラグが生じ、使用空気の増加量がより多ければ、使用者側の圧縮空気圧が設定圧力Ｐ０を下回る場合もある。

　これに対して、本実施例は、吐出圧力が設定圧力Ｐ０より高く、上限圧力Ｐ１未満にあるときに、全速回転数未満及び下限回転数より高い回転数で圧縮機本体１を運転する。よって、上記のような使用空気量の再増加のときに、圧縮機本体１の運転を全速回転数によるものまで復帰させる時間は相対的に短くすることができる。

　また、設定圧力Ｐ０から上限圧力Ｐ１の間は、全速回転よりは低い回転であることからその分の消費動力を削減する効果も期待できるし、更に、昇圧のために必要とする動力が低減できるという省エネ効果を期待することもできる。

　例えば、従来の吸込絞り弁制御では、設定圧力Ｐ０から上限圧力Ｐ１の間（使用空気量比が低下）は、吸込絞り弁を徐々に閉塞させる為、圧縮機の吸気圧力も徐々に低下する。そして、全閉時にはほぼ真空圧にまで低下する。即ち吸込み側が真空の圧力で、吐出側が上限圧力Ｐ１という圧力差で圧縮機本体１が駆動することとなる。
これに対して本実施例は、使用空気量比が低下しても吸込絞り弁５は全開のままである。このため圧縮機本体１の吸気圧力は、ほぼ大気圧を維持したままとなる。即ち上限圧力に向かうにしたがって、圧縮機本体１の吸気圧力が低下するため昇圧量が増加するものの本実施例の場合、上限圧力に達するための昇圧量ですむので、その分省エネ効果が大きくなる。

　更に、本実施例のように気体槽６０を備える場合、気体槽６０の容積を小さくすることが可能となる。一般に気体槽６０は、空気使用量等の増減による圧力変動を緩和する役割を持つ。換言すれば、圧力は空気量の変動によるところが多いことから、使用量に対して一定容量の圧縮空気を予め貯留しておくことで、使用に伴う圧力変動幅を小さくするためのバッファとして機能させることができる。本実施例は、圧力変動に対する追随性が高くなることから、その分、気体槽６０の容積を小さくすることが可能となる。

　以下に、本実施例におけ追随性向上の効果及び気体槽６０の容積を小型化可能とする効果について例を用いて説明する。
例えば、使用空気量比１００％時の空気量が６ｍ３（立方メートル）／ｍｉｎ、気液分離器１２の容積を３０Ｌ、吐出空気温度を８０℃、設定圧力Ｐ０は０．７ＭＰａ、上限圧力Ｐ１は０．８ＭＰａとする。使用空気量比が０％付近の場合、気液分離器１２内の圧力は、上限圧力Ｐ１（０．８ＭＰａ）となる。その後、ユーザ側の使用空気量比が１００％となっても設定圧力（０．７ＭＰａ）を確保できるように圧縮機本体１を運転する必要がある。

　ここで、気液分離器１２内の圧力（圧力センサ１７の検出値）が０．８０Ｍｐａ→０．７０ＭＰａまで圧力降下する時間ｔを下記数式１で算出すると約０．３秒となる。

　全速回転まで復帰するための時間を０．３秒以下にしなければ、目標圧力Ｐ０を確保することができない。電動機２が、停止から全速までの加速時間に６秒を要する仕様の場合、上限圧力Ｐ１での消費動力比を６５％とすれば、全速までに要する時間は約２秒となり、１．７秒間は目標圧力Ｐ０よりも低下する。そのため本実施例において、目標圧力Ｐ０を維持させるためには、圧縮機５０の下流に約０．２ｍ３の空気槽が必要となる。

　これに対して、吐出空気量６ｍ３／ｍｉｎ相当の圧縮機で、目標圧力Ｐ０～上限圧力Ｐ１の間に回転数を下限回転数とし吸込絞り弁を徐々に閉弁する定速機及び可変速機に必要な気体槽は以下となる。

　・定速機　≒　０．７ｍ３（本実施例の３．５倍）
　・可変速機　≒　０．４ｍ３（本実施例の２倍）
　このように、本実施例は圧力変動に対する追随性向上及び気体槽の小型化において著しい効果を発揮することがわかる。

　次いで、本発明を適用した実施例２について説明する。
図３に、実施例２による圧縮機１００の構成を模式的に示す。なお、実施例１と共通する構成については同一符号を用い、詳細な説明を省略する場合がある。
実施例１の圧縮機５０との主な相違点は、実施例２の圧縮機１００は、吸込絞り弁５を備えない。また、圧縮機１００は吐出配管１０において、逆止弁１５と二次フィルタ１３の間に放気弁１４を備える。

　放気弁１４は、圧縮機本体１から逆止弁１５までの圧縮空気を大気に放気する放気手段であり、弁体からなる。例えば、電磁弁などからなり制御装置４の制御指令によって開閉を行うようになっている。なお、バネ等の不勢力によって所定圧力で開弁する機械的な弁体から構成してもよい。本実施例において所定圧力とは上限圧力Ｐ１とする。
なお、図示しないが放気弁１４は圧縮機本体１の吸込み側（吸込フィルタ８と吸込みポートの間）と接続し、圧縮空気を放気するようになっている。これに限らずパッケージ内部の何れかの空間或いは外部に直接放気するようにしてもよい。

　本実施例において、制御装置４は、圧力センサ１７の検出値が上限圧力Ｐ１を検出すると放気弁を開弁（Ｏｐｅｎ）するようになっている。即ち設定圧力Ｐ０から上限圧力Ｐ１
までは、制御装置４は、全速より低く下限回転数よりも高い範囲の周波数で電動機２を駆動させるのは実施例１と同様である。上限圧Ｐ１以上になると、放気弁１４を開弁して、動力負荷の低減を図る点を特徴の一つとする。

　図４に、実施例２による吐出圧力、電動機２の回転数（電力変換装置３の周波数）、放気弁４の状態遷移を時系列で示す。なお、設定圧力Ｐ０や上限圧力Ｐ１等の数値は実施例１の図２と同様である。

　図４の時間ｔ０～ｔ１において、制御装置４は、電動機２が所定の増速レートで定格の全速運転となるように電動機２を駆動させ、圧力センサ１７からの入力値がＰ０となるようにＰＩＤ制御での運転を行う。なお、この時、放気弁１４は閉（Ｃｌｏｓｅ）である。

　次いで、時間ｔ１～ｔ２において、圧縮空気の使用者側での空気使用量が減少（例えば２０％程度の使用量）し、吐出圧力が設定圧力Ｐ０よりも昇圧すると、制御装置４は、全速回転数と下限回転数の間となる所定周波数の指令を電力変換装置３に出力する（全速回転周波数＞所定周波数＞下限回転）。

　次いで、時間ｔ２～において、圧縮空気の使用量が更に減少すると吐出圧力は更に昇圧し、やがて上限圧力（Ｐ１）に達する。吐出圧力が上限圧力Ｐ１に達すると、制御装置４は、下限回転数となる周波数指令値を電力変換装置３に出力し又放気弁１４を開（Ｏｐｅｎ）とする制御指令を出力する。これによって、圧力センサ１７の圧力上昇が停止し、逆止弁１５から上流の圧力が降圧することになる。
なお、不図示であるが、吐出配管１０には、保圧弁が配置し、上限圧力Ｐ１よりも高い保安圧力になると安全のために放気する弁体を備える。

　実施例２によれば、実施例１と同様に、圧力変動に対する追随性の向上及び気体槽の小型化という効果を期待できる。また、上記ｔ１～ｔ２の間のように、全速回転よりも少ない回転数で回転する分、消費動力の低減を図ることもできる。

　以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は上記種々の例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更や置換が可能である。

　例えば、上記実施例１では、上限圧力Ｐ１に達すると吸込み絞り弁５を閉弁、実施例２では放気弁１４を開弁したが、これら両方を備え且つ制御するようにしてもよい。上限圧力Ｐ１以上において、両者による省エネ効果を更に期待することができる。

　また、上記実施例１及び２では、上限圧力Ｐ１で、吸込絞り弁５を閉弁又は放気弁１４を開弁したが、その後、圧縮空気の使用量が増加し圧力がＰ１より低くなった場合に、吸込み絞り弁５を開弁又は放気弁１４を閉弁するようにするようにしてもよい。更には、上限圧力Ｐ１が所定時間継続する場合には、自動的に圧縮機５０、１００の駆動を停止するようにしてもよい。所定時間としては、上限圧力Ｐ１の継続時間や直前までの所定時間における負荷率（全速回転数での運転継続時間と、全速より低い回転数での運転時間との比等）が上げられる。これらに更に圧縮機５０・１００の起動後最低運転時間（保守駆動時間）を考慮して停止するようにしてもよい。

　また、上記実施例では、空気圧縮機を例としたが、他の気体の圧縮機であっても、趣旨を逸脱しない範囲で本発明を適用することができる。

　また、上記実施例では、パッケージ型の空気圧縮機を例とし、また気体槽６０が圧縮機５０・１００と別体配置とする構成であるが、タンクマウント式等の圧縮機と気体槽が一体構成であってもよいし、パッケージ内に気体槽を内臓する構成であってもよい。

　また、上記実施例では、給油式の圧縮機を例としたが、水等の他の液体を圧縮作動室に供給する給液式圧縮機であってもよい。更には、無給液式の気体圧縮機にも適用することができる。また、圧縮委本体を多段構成とする場合、放気弁１４の配置場所は、高圧段側に限らず、中間段の空気を放気する位置であってもよい。

１…圧縮機本体、２…電動機、３…電力変換装置、４…制御装置、５…吸込絞り弁、７…吸込み口、８…吸込フィルタ、１０…吐出配管、１１…温度センサ、１２…気液分離器、１３…二次フィルタ、１４…放気弁、１５…逆止弁、１６…エアクーラ、１７…圧力センサ、２０…油配管、２１…オイルクーラ、２２…三方弁、２３…ポンプ、２４…バイパス配管、２５…ファン装置、３０…吸気口、３２…排気口、４０…パネル、５０・１００…圧縮機、５９…外部配管、６０…気体槽

Claims

　気体を吸込み圧縮気体を吐き出す圧縮機本体と、前記圧縮気体の吐出圧力を検出する圧力検出装置と、前記圧縮機本体の駆動源と、前記圧力検出装置の検出値に応じて前記駆動源を可変速に制御すると共に前記吸込み絞り弁の開閉を制御する制御装置とを有する気体圧縮機であって、
　前記制御装置が、
　前記吐出圧力が設定圧力Ｐ０より高く、前記設定圧力Ｐ０よりも高い上限圧力Ｐ１未満の圧力のとき、前記駆動源を全速回転数より低く且つ該駆動源の下限回転数より高い回転数で駆動させるものである気体圧縮機。
　請求項１に記載の気体圧縮機であって、
　前記制御装置が、前記設定圧力Ｐ０から前記上限圧力Ｐ１に向かって吐出圧力が高くなるのに応じて前記下限回転数に近づく回転数で駆動させるものである気体圧縮機。
　請求項１に記載の気体圧縮機であって、
　前記制御装置が、前記吐出圧力が前記上限圧力Ｐ１以上のときに、前記下限回転数で駆動するものである気体圧縮機。
　請求項１に記載の気体圧縮機であって、
　前記圧縮機本体の吸込み側に、吸気気体量を制御する吸込絞り弁を備え、
　前記制御装置が、前記吐出圧力が前記上限圧力Ｐ１以上のときに、前記吸込み絞り弁を閉弁するものである気体圧縮機。
　請求項１に記載の気体圧縮機であって、
　前記圧縮機本体の吸込み側に、吸気気体量を制御する吸込絞り弁を備え、
　前記制御装置が、前記吐出圧力が前記設定圧力Ｐ０より高く、前記上限圧力Ｐ１未満のときに、前記吸込み絞り弁を全開にするものである気体圧縮機。
　請求項１に記載の気体圧縮機であって、
　前記圧縮機本体の下流側に、前記圧縮気体を保安圧力以下の圧力で放気する放気手段を備え、
　前記吐出圧力が前記上限圧力Ｐ１より高いときに、前記放気手段が前記圧縮気体を放気するものである気体圧縮機。
　請求項１に記載の気体圧縮機であって、
　前記圧縮機本体の下流側に、前記圧縮機気体を放気する放気手段を備え、
　前記制御装置が、
　前記吐出圧力が前記上限圧力以上のときに、前記放気手段を開弁させるものである気体圧縮機。
　請求項１に記載の気体圧縮機であって、
　前記気体が空気である気体圧縮機。
　請求項１に記載の気体圧縮機であって、
　気体圧縮機が給液式である気体圧縮機。
　請求項１に記載の気体圧縮機であって、
　前記圧縮機本体が、容積型又はターボ型である気体圧縮機。