WO2023048041A1 - 気体圧縮機 - Google Patents

Abstract

圧縮空気用プレフィルタ及び冷却風用プレフィルタの清掃ないし交換頻度を最適化することを目的とする。　上記目的を達成するために、筐体の圧縮空気用吸気口に塵埃を一次除去する圧縮空気用プレフィルタが配置され、塵埃をさら二次除去する吸気フィルタと、吸気フィルタと吸気通路を介して空気を吸い込み圧縮する少なくとも１個の圧縮機本体と、圧縮機本体を駆動するモータと、圧縮空気を冷却するエアクーラと、エアクーラへ冷却風を通過させる冷却ファンと、冷却ファンによって外気より吸い込む冷却風用吸気口と、冷却風用吸気口に設けられた冷却風用プレフィルタと、圧縮機の運転を制御する制御装置を備えた気体圧縮機であって、制御装置は、運転状態の指標となる負荷率から圧縮空気用プレフィルタと冷却風用プレフィルタの清掃ないし交換の頻度を決定する。

Description

気体圧縮機

本発明は、気体圧縮機に関する。

　気体圧縮機のうち、例えば、気体である空気を吸込み圧縮する圧縮機では、内部に往復動体または回転体を備えた圧縮機本体に流入する空気を濾過するための吸気フィルタを一つないし複数個備えている。また、前記圧縮機本体は防音性や対候性を持たせるための筐体内に設置され、前記筐体に設けられた吸気口には、さらに外気の塵埃等をある程度除去するための外気フィルタが設けられることがあり、複数段のフィルタによって、清浄な空気が圧縮機本体に吸い込まれるようにする技術が知られている。この種の従来技術としては、例えば、特許文献１がある。

　特許文献１においては、状態に基づく監視を使用するターボ機械の構成要素の劣化速度を予測するためのシステムにおいて、センサデータ、１つまたは複数のフィルタ劣化速度、またはそれらの何らかの組み合わせに基づいて圧縮機の性能の関数を提供する圧縮機劣化予測モデルを使用して圧縮機に対する圧縮機劣化速度を予測し、圧縮機劣化速度予測に基づいて１つまたは複数の予防動作を実行する点が開示されている。

特開２０１８－４４５４６号公報

　特許文献１においては、フィルタ劣化速度を算出するフィルタ劣化予測モデルに関して、フィルタを通過する吸込み空気量と、圧縮機の負荷運転時間も予測モデルに大きな影響を与えると予測できるが、空気量に関係する圧縮機の駆動方式や、圧縮機に設けられた吸い込み弁の開時間と運転時間の比率、もしくは、圧縮機本体を駆動するモータないし原動機の回転速度といったパラメータによって求められる圧縮機の運転状態の指標となる負荷率との関係について具体的な言及はなされていない。

　また、特許文献１においてはフィルタハウスのさらに上流側に大気中の塵埃を一次除去するプレフィルタを配置するような構成とした場合に、前記プレフィルタの清掃ないし交換の時期を判断するための方策については特段述べられていない。

　さらに、特許文献１におけるフィルタは、ターボ圧縮機本体が吸入する空気を濾過するものであるが、圧縮空気を冷却するための空冷式のクーラを備えた圧縮機の場合、冷却ファンを備え、冷却ファンの吸気口には塵埃を一次除去するクーラ用プレフィルタが設けられることがあり、前記クーラ用プレフィルタに関するフィルタ劣化予測モデルに相当する検討については言及されていない。

　本発明の目的は、上記課題に鑑み、圧縮空気用プレフィルタ及び冷却風用プレフィルタの清掃ないし交換の頻度を最適化することを目的とする。

　本発明は、その一例を挙げるならば、筐体の圧縮空気用吸気口に塵埃を一次除去する圧縮空気用プレフィルタが配置され、塵埃をさら二次除去する吸気フィルタと、吸気フィルタと吸気通路を介して空気を吸い込み圧縮する少なくとも１個の圧縮機本体と、圧縮機本体を駆動するモータと、圧縮空気を冷却するエアクーラと、エアクーラへ冷却風を通過させる冷却ファンと、冷却ファンによって外気より吸い込む冷却風用吸気口と、冷却風用吸気口に設けられた冷却風用プレフィルタと、圧縮機の運転を制御する制御装置を備えた気体圧縮機であって、制御装置は、運転状態の指標となる負荷率から圧縮空気用プレフィルタと冷却風用プレフィルタの清掃ないし交換の頻度を決定する。

　本発明によれば、圧縮空気用プレフィルタ及び冷却風用プレフィルタの清掃ないし交換の頻度を最適化する効果が得られる。

実施例１における気体圧縮機の構成要素を示す系統図である。 実施例１における圧縮空気用および冷却風用のプレフィルタの清掃または交換の時期判定の処理フローチャートである。 実施例２におけるプレフィルタの清掃または交換の時期判定の処理フローチャートである。 実施例３における気体圧縮機の構成要素を示す系統図である。 実施例４における冷却ファン用インバータの出力周波数とインバータ入力電流の関係を示す図である。 実施例４におけるプレフィルタの清掃または交換の時期判定の処理フローチャートである。 実施例５における気体圧縮機の構成要素を示す系統図である。 実施例６における気体圧縮機の構成要素を示す系統図である。 実施例７におけるプレフィルタの清掃または交換の時期判定の処理フローチャートである。 実施例７における圧力損失曲線および累積圧力損失曲線を示す図である。 実施例７における運転時間に対する圧力損失を示す図である。 実施例７における運転時間に対する累積圧力損失を示す図である。 実施例７における運転時間に対する累積圧力損失曲線の傾きを示す図である。 実施例８におけるプレフィルタの清掃または交換の時期判定の処理フローチャートである。 実施例９におけるプレフィルタの清掃または交換の時期判定の処理フローチャートである。

　本発明の実施例について、以下に図を用いて説明する。

  本実施例では、気体圧縮機として空冷式の無給油式二段スクリュー空気圧縮機を例にして説明する。

　図１は本実施例における気体圧縮機の構成要素を示す系統図である。図１において、気体圧縮機１は、空気を二段階に分けて圧縮する構成となっており、低圧段圧縮機本体１０１と、高圧段圧縮機本体１０２が駆動されることで、空気を吸入し、圧縮、吐出する。

　図１において、低圧段圧縮機本体１０１と、高圧段圧縮機本体１０２と、モータ１０３と、オイルポンプ１０５は、増速装置ケース１０４に固定される。低圧段圧縮機本体１０１の駆動軸先端部に低圧段ピニオン１０７が、高圧段圧縮機本体１０２の駆動軸先端部に高圧段ピニオン１０８が取り付けられており、モータ１０３の駆動軸には、駆動軸の根元側からブルギヤ１０６、オイルポンプピニオン１０９が嵌合されている。ブルギヤ１０６は、低圧段ピニオン１０７と高圧段ピニオン１０８と相互に噛み合い、また、オイルポンプピニオン１０９はオイルポンプギヤ１１０と噛み合っており、モータ１０３が駆動し、ブルギヤ１０６が回転することで、低圧段圧縮機本体１０１、高圧段圧縮機本体１０２、及び、オイルポンプ１０５が駆動される。

　運転開始時には、モータ１０３によって、低圧段圧縮機本体１０１と高圧段圧縮機本体１０２が駆動されるとともに吸込み弁３０１が開となり、気体圧縮機１の筐体の吸気口２ａに設けられた圧縮空気用プレフィルタ６００ａを介して大気より空気が吸い込まれ、吸い込まれた空気から塵埃が一次分離され、空気は吸気ダクト２ｂ内を通過し、吸気フィルタ６０１でさらに塵埃が二次分離され、清浄度の高い空気が吸気通路である吸込空気経路４０１及び吸込み弁３０１を介して、低圧段圧縮機本体１０１に流入する。

　低圧段圧縮機本体１０１は、所定の圧力まで空気を圧縮し、圧縮空気は低圧段吐出空気経路４０２を通って、インタークーラ２０１に流入する。インタークーラ２０１は空冷式の熱交換器、すなわちエアクーラであり、冷却ファン２０４で生起された冷却風を通過させることで高温の圧縮空気が冷却される。インタークーラ２０１で冷却後の圧縮空気は、高圧段吸込空気経路４０３を通り、高圧段圧縮機本体１０２へ流入し、そこでより高い圧力に空気を圧縮する。高圧段圧縮機本体１０２から吐出された高圧の圧縮空気は、高圧段吐出空気経路４０４を通り、アフタークーラ２０２へ流入する。アフタークーラ２０２もインタークーラ２０１と同様の空冷式の熱交換器、すなわちエアクーラであり、冷却ファン２０４の冷却風によって圧縮空気を冷却する。アフタークーラ２０２で冷却された圧縮空気は、吐出空気経路４０５を通り、圧縮空気の需要先へと供給される。

　圧縮空気用プレフィルタ６００ａは、一般的には吸気フィルタ６０１よりも相対的に濾過精度は低いものであり、比較的大きな異物、塵埃を一次除去することを目的としており、これによって吸気フィルタ６０１の目詰まりを遅らせることを期待されるものである。同様に、冷却風用プレフィルタ６００ｂを冷却風用吸気口３ａに取り付けることで同様に比較的大きな異物、塵埃が除去されるため、冷却ファン２０４によって冷却風用吸気口３ａ及び冷却風ダクト３ｂを介して吸い込まれた空気はある程度清浄となり、空冷式であるインタークーラ２０１、アフタークーラ２０２、オイルクーラ２０３の冷却フィン部分への塵埃の目詰まりを低減させることができる。前記インタークーラ２０１、アフタークーラ２０２、オイルクーラ２０３を通過し、高温の圧縮空気や潤滑油と熱交換後の冷却風はファンダクト４ｂ内を通過し、排気口４ａより大気へ排出される。

　低圧段圧縮機本体１０１、高圧段圧縮機本体１０２、増速装置ケース１０４、オイルポンプ１０５には、図示しない内部の回転体を支持する軸受が内蔵されており、また、ブルギヤ１０６、低圧段ピニオン１０７、高圧段ピニオン１０８、オイルポンプピニオン１０９、オイルポンプギヤ１１０はそれぞれ噛み合いながら回転することから、これらの機械部品には一般的に潤滑剤が必要であり、本実施例では潤滑油が増速装置ケース１０４の下部に貯留されている。

　モータ１０３によって、オイルポンプ１０５が駆動されると、潤滑油が、増速装置ケース１０４の下部より吸い込まれ、吸込油配管４１１を通り、オイルポンプ１０５に流入し、吐出される。オイルポンプ１０５より吐出された潤滑油は吐出油経路４１２を通り、空冷式の熱交換器であるオイルクーラ２０３で冷却された後、主給油経路４１３へ送出される。主給油経路４１３の途中にはオイルフィルタ６０３が設置されている。また、主給油経路４１３は低圧段給油経路４１４と、高圧段給油経路４１５と、増速装置給油経路４１６とに分岐し、低圧段圧縮機本体１０１、高圧段圧縮機本体１０２、増速装置ケース１０４へと潤滑油を供給する。

　圧縮空気経路上には、気体圧縮機が無負荷運転を行う場合や、運転を停止した際に圧縮空気経路に残留する圧縮空気を外部に放出するための放気装置があり、放気弁３０２及び放気弁３０３は高圧段圧縮機本体１０２の吐出側から逆止弁３０４までの空気経路上の圧縮空気を外部に放出する。

　気体圧縮機１の内部の各所には、制御装置７０３が気体圧縮機の運転状態が正常であるか判断したり、気体圧縮機の運転を制御したりするために、各種検出器が設置されている。例えば、吸込空気経路４０１上に吸込圧力センサ５０１、低圧段吐出空気経路４０２上に低圧段吐出空気温度センサ５０５、高圧段吸込空気経路４０３上に高圧段吸込空気圧力センサ５０２と、高圧段吸込空気温度センサ５０６、高圧段吐出空気経路４０４上に高圧段吐出空気温度センサ５０７、吐出空気経路４０５上に吐出空気圧力センサ５０３を備える。また、低圧段給油経路４１４上に、油圧センサ５０４と油温センサ５０８を備える。

　気体圧縮機１の操作は、表示兼入力装置７０１に入力され、入力値に基づき、制御装置７０３が気体圧縮機１の全ての電気電子装置の制御出力をする。また、制御装置７０３には気体圧縮機内部の各種検出器からの入力を受け、予め記憶装置７０２に設定されたプログラムに基づき、気体圧縮機の運転状態を監視、判断して、制御を行う。

　アンテナ７０４は、気体圧縮機１に内蔵の各種検出機器が検出している値や記憶装置７０２に保存されている情報を、通信ネットワーク８０１を介して、外部のサーバ８０２に対し送受信するための無線送受信装置である。

　図示しない遠隔地の閲覧者は、外部のサーバ８０２に保存された気体圧縮機の情報を、各種情報端末を介して閲覧することができる。

　図２は、本実施例における図１の気体圧縮機１が行う圧縮空気用および冷却風用のプレフィルタの清掃または交換の時期判定の処理フローチャートである。なお、本実施例における低圧段圧縮機本体１０１と高圧段圧縮機本体１０２は、電源周波数に基づき一定の速度でモータ１０３が駆動される固定速度機であり、また、冷却ファン２０４も電源周波数により一定の回転速度で運転される固定速制御である場合について説明する。

　気体圧縮機１の操作者が表示兼入力装置７０１より運転開始の操作を行うと、モータ１０３が始動し、低圧段圧縮機本体１０１と高圧段圧縮機本体１０２が駆動されるとともに、吸込み弁３０１が開となり、大気より吸い込まれた空気は圧縮空気用プレフィルタ６００ａと吸気フィルタ６０１を通過し塵埃をほとんど除去された状態で低圧段圧縮機本体１０１へと流入、１段目の圧縮をされ、以後は図１の系統図の流れ方向にそって流れ、最終的に所定圧力となった圧縮空気が吐出空気経路４０５から圧縮空気需要先へ供給される。

　また、モータ１０３の始動と同時に、冷却ファン２０４も始動され、外気より冷却風として空気が冷却風用プレフィルタ６００ｂを通過して塵埃をおおよそ除去された後、インタークーラ２０１、アフタークーラ２０２、オイルクーラ２０３を通過し高温流体と熱交換したのち、排気口４ａから排気される。

　図２のステップＳ１０１において、モータ１０３が始動し、吸込み弁３０１が開となって空気を吸い込み始めた時点で、吸込圧力センサ５０１の検出する吸込圧力Ｐｓ（ゲージ圧力のため、負値である）が、予め設定された吸込圧力警報値Ｐｓ０に対して、Ｐｓ＞Ｐｓ０となる場合はステップＳ１０３へ進む。また、Ｐｓ≦Ｐｓ０となる場合は、吸気フィルタが目詰まりした状態であることを意味し、この場合、圧縮機本体内部の圧力比が大きくなることで吐出空気温度が異常に高温となる可能性が生じ、故障の要因となる可能性があるため、これを防止するためにステップＳ１０２へ進み、速やかに表示兼入力装置７０１や通信ネットワーク８０１を介して外部のサーバ８０２や、サーバ８０２を介して遠隔監視をしている図示しない情報端末等に警報表示を行う。そして、本フローチャートを終了する。

　ステップＳ１０３では、最終清掃指示から現在までの累積運転時間Ｈｃが所定の判定周期Ｈの整数倍となった場合はステップＳ１０４へ進み、整数倍にならない場合は本フローチャートを終了する。

　次にステップＳ１０４以降で、プレフィルタの清掃または交換の頻度の判定を行なうが、プレフィルタの清掃または交換は、冷却風用プレフィルタまたは圧縮空気用プレフィルタの区別無く両方同時にするほうが、気体圧縮機の性能及び信頼性を維持するためには好ましい。そのため、気体圧縮機の平均負荷率Ｒと冷却ファン平均負荷率Ｒｆを比較し、より負荷率の大きい方の値をプレフィルタの清掃または交換の頻度の判定に用いてもよいし、冷却ファン２０４が気体圧縮機１の運転状態に関わらず常に一定の回転速度で運転される固定速制御の場合は、プレフィルタの清掃または交換の頻度の判定は気体圧縮機の平均負荷率Ｒのみで判定してもよい。したがって、以降の処理においては、気体圧縮機の平均負荷率Ｒで説明するが、冷却ファン平均負荷率Ｒｆを使用する場合は、ＲをＲｆに読み替えて処理を行う。

　ステップＳ１０４では、気体圧縮機の平均負荷率Ｒが、中負荷率判定値ＲＭに対して、Ｒ≦ＲＭを満たす場合にステップＳ１０６へ進み、満たさない場合はステップＳ１０５へ進む。

　ここで、平均負荷率Ｒは次のように定義される。すなわち、モータ１０３の回転速度が固定速機の場合、一例として、負荷運転と無負荷運転を１回ずつ行うサイクルを運転サイクル時間Ｔ３とすると、現在負荷率Ｒｃ［％］＝負荷運転時間Ｔ２÷運転サイクル時間Ｔ３として算出される。ここで、運転サイクル時間Ｔ３＝無負荷運転時間Ｔ１＋負荷運転時間Ｔ２である。但し、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は現在気体圧縮機が運転している運転サイクルの１回前の運転サイクルにおける各時間を参照している。この現在負荷率Ｒｃを最後の負荷率判定から現在までの負荷回数（＝運転サイクル回数）Ｎ回分だけ合計し、これをＮで除することで、平均負荷率Ｒが求められ、すなわち、平均負荷率Ｒ＝ΣＲｃ／Ｎで表すことができる。

　ステップＳ１０４でＲ＞ＲＭと判定されてステップＳ１０５へ進んだ場合、プレフィルタの判定周期Ｈに所定の高頻度清掃周期ＨＨ、例えば、１００時間を代入し、ステップＳ１０９へ進む。

　ステップＳ１０４でＲ≦ＲＭと判定され、ステップＳ１０６へ進んだ場合、平均負荷率Ｒが、低負荷率判定値ＲＬに対し、Ｒ≦ＲＬを満たす場合は、ステップＳ１０８へと進む。これを満たさない場合はステップＳ１０７へ進む。

　ステップＳ１０７では、プレフィルタの判定周期Ｈに通常清掃周期ＨＭ、例えば、２００時間を代入し、ステップＳ１０９へ進む。　
　ステップＳ１０６でＲ≦ＲＬと判定され、ステップＳ１０８へ進んだ場合はプレフィルタの判定周期Ｈに低頻度清掃周期ＨＬ、例えば、４００時間を代入し、ステップＳ１０９へ進む。

　ステップＳ１０９では、ステップＳ１０９より前のステップで代入されたプレフィルタの判定周期Ｈに対して、最終清掃指示から現在までの累積運転時間Ｈｃの差、Ｈ－Ｈｃを求め、Ｈ－Ｈｃ≦０を満たす場合、つまり、最終清掃指示から現在までの累積運転時間Ｈｃがプレフィルタを清掃すべき周期（判定周期Ｈ）を超えているため、プレフィルタを清掃すべき時期であると判断し、ステップＳ１１０へ進み、プレフィルタの清掃または交換を推奨するメッセージ等を表示兼入力装置７０１上に表示させるとともに、通信ネットワーク８０１を介してサーバ８０２へプレフィルタの清掃または交換を推奨するデータを送信する。その後、ステップＳ１１１へ進み、最終清掃指示から現在までの累積運転時間Ｈｃを０で初期化し、本フローチャートを終了する。

　ステップＳ１０９でＨ－Ｈｃ≦０を満たさない場合、つまり、最終清掃指示から現在までの累積運転時間Ｈｃが判定周期Ｈに達してない場合は本フローチャートを終了する。

　図２のフローチャートによれば、気体圧縮機の負荷率の高低は吸込み圧縮空気用プレフィルタ６００ａを通過する空気量と関係しており、平均負荷率Ｒが中負荷率判定値ＲＭより高い場合は圧縮空気用プレフィルタ６００ａの通過空気量は大きくなり、圧縮空気用プレフィルタ６００ａで捕集される塵埃量も比例して増えるため、この場合は、推奨清掃周期は高頻度清掃周期ＨＨが選定され、より通常よりも早い周期でプレフィルタを清掃または交換することが望ましいという判定となる。

　一方で、平均負荷率Ｒが低負荷率判定値ＲＬよりも低い場合は圧縮空気用プレフィルタ６００ａで捕集される塵埃量も少なくなるため、清掃頻度は少なくともよくなるため、低頻度清掃周期ＨＬが選定され、プレフィルタ清掃周期が長くなることとなり、ユーザにとってはプレフィルタ清掃の回数を減らすことができる。

　以上のように、本実施例によれば、圧縮空気用プレフィルタ及び冷却風用プレフィルタの清掃ないし交換の頻度を気体圧縮機の形式や負荷率に応じて最適化することが可能となる。

　本実施例では冷却ファンの入力電流の変化を考慮してプレフィルタの清掃または交換の指示を行なう例について説明する。

　本実施例における気体圧縮機の構成要素を示す系統図は、図１の構成に対して、冷却ファン２０４の入力電流を測定する電流計を備えた構成であり、その系統図は省略する。

　図３は、本実施例におけるプレフィルタの清掃または交換の時期判定の処理フローチャートである。図３において、図２と同じ処理ステップは同じ符号を付し、その説明は省略する。図３において、図２と異なる点は、ステップＳ２０１を追加した点である。

　冷却ファン２０４が電源周波数により常時一定速度で運転される固定速制御の場合、冷却風用プレフィルタ６００ｂの目詰まりが進行すると、冷却風用吸気口３ａを介して吸いと込まれる空気量が減少する。吸い込み空気量が減少すると、冷却ファンの消費動力が冷却風用プレフィルタ６００ｂの目詰まりが少ないときと比較して下がるため、入力電流値も下がる。そのため、ステップＳ２０１において、冷却ファン２０４の入力電流Ｉｆについて所定の閾値Ｉｔｈを設定しておき、冷却ファン入力電流Ｉｆが所定の閾値Ｉｔｈよりも小さい場合は、冷却風用プレフィルタ６００ｂの目詰まりが相当程度進行していると判定し、冷却風用プレフィルタ６００ｂ、または、冷却風用プレフィルタ６００ｂ及び圧縮空気用プレフィルタ６００ａの両方について、清掃または交換の指示を表示兼入力装置７０１上に表示し、ユーザに注意と対処を促すようにする。

　以上のように、本実施例によれば、実施例１の効果に加え、冷却風用プレフィルタ６００ｂの目詰まりを事前に判定できるという効果がある。

　本実施例では冷却ファンがインバータ駆動され回転数が可変速制御される場合について説明する。

　図４は本実施例における気体圧縮機の構成要素を示す系統図である。図４において、図１と同じ構成は同じ符号を付し、その説明は省略する。図４において、図１と異なる点は、制御装置７０３の内部に冷却ファンの可変速制御装置である冷却ファン用インバータ７０３ａを備えた点である。

　本実施例における図４の気体圧縮機１が行う圧縮空気用および冷却風用のプレフィルタの清掃または交換の時期判定の処理フローチャートは、図２と同様であるが、インバータ駆動され回転数が可変速制御される冷却ファンの場合は、平均負荷率の算出方法が固定速の場合と異なる。可変速の平均負荷率の算出方法の一例を示すと、インバータ駆動される冷却ファンの場合は、冷却ファンの現在負荷率Ｒｆｃ＝（負荷時間Ｔ２・ファンインバータ現在周波数ｆｆｃ［Ｈｚ］）÷（運転サイクル時間Ｔ３・ファンインバータ定格周波数ｆｆｒ［Ｈｚ］）となり、これを最後の負荷率判定から最後の運転サイクルまでの負荷回数Ｎ回で平均をとった冷却ファン平均負荷率Ｒｆ［％］＝ΣＲｆｃ／Ｎと求められる。

　以上のように、本実施例によれば、実施例１と同様に、圧縮空気用プレフィルタ及び冷却風用プレフィルタの清掃ないし交換の頻度を気体圧縮機の形式や負荷率に応じて最適化することが可能となる。

　実施例２では、冷却ファン入力電流の変化を考慮してプレフィルタの清掃または交換の指示を行なう例について説明した。しかしながら、実施例２では、冷却ファン２０４が固定速制御であるのに対し、冷却ファンが可変速制御される場合は、例えば、無負荷運転時には冷却ファン２０４の回転速度が負荷運転時よりも低下する制御をされるといった場合は、回転速度の低下によって冷却ファン２０４の入力電流も低下することから、単純に入力電流の閾値のみでプレフィルタの目詰まり状態を判定することが必ずしも正確な判断とはならない。

　そこで、本実施例では、冷却ファンがインバータ駆動され回転数が可変速制御される場合の冷却風用プレフィルタ６００ｂの目詰まりを事前に判定できる例について説明する。

　本実施例における気体圧縮機の構成要素を示す系統図は、図４の構成に対して、冷却ファン用インバータ７０３ａの入力電流を測定する電流計を備えた構成であり、その他の構成は同じなので、その記載は省略する。

　図５は本実施例における冷却ファン用インバータの出力周波数とインバータ入力電流値の関係を示す図である。図５において、冷却ファン用インバータの出力周波数ｆｆｃと冷却ファン用インバータ入力電流Ｉｉｆの関係は、プレフィルタの目詰まり時には、正常時に比べて同じ出力周波数ｆｆｃに対して入力電流Ｉｉｆが低下する。

　図６は本実施例におけるプレフィルタの清掃または交換の時期判定の処理フローチャートである。図６において、図３と同じ処理ステップは同じ符号を付し、その説明は省略する。図６において、図３と異なる点は、ステップＳ２０１をステップＳ３０１に差し替えた点である。

　図６のステップＳ３０１において、図５のような、予め想定する冷却ファン用インバータの出力周波数ｆｆｃと冷却ファン用インバータ入力電流Ｉｉｆの特性を把握しておき、所定の出力周波数時のインバータ入力電流の予測値Ｉｏに対して、実測された冷却ファン用インバータ入力電流Ｉｉｆが、例えば６０％以下の値しかない場合は、冷却風用プレフィルタ６００ｂの目詰まりであると判断し、清掃または交換の指示を表示兼入力装置７０１上に表示し、ユーザに注意と対処を促すようにする。なお、６０％等の値は、プレフィルタの目詰まりが発生頻度に関係するため、気体圧縮機１の実際の設置環境に応じて、ユーザが調節可能なパラメータとするのが望ましい。

　以上のように、本実施例によれば、実施例３の効果に加え、冷却風用プレフィルタ６００ｂの目詰まりを事前に判定できるという効果がある。

　本実施例では、気体圧縮機が周波数変換装置であるモータ用インバータによってモータの回転速度を制御可能な可変速機であり、かつ、冷却ファンがインバータ駆動され回転数が可変速制御される場合について説明する。

　図７は本実施例における気体圧縮機の構成要素を示す系統図である。図７において、図４と同じ構成は同じ符号を付し、その説明は省略する。図４において、図４と異なる点は、制御装置７０３の内部に可変速制御装置であるモータ用インバータ７０３ｂを備えた点である。

　本実施例における図７の気体圧縮機１が行う圧縮空気用および冷却風用のプレフィルタの清掃または交換の時期判定の処理フローチャートは、図２と同様であるが、モータ用インバータ７０３ｂによってモータの回転速度を制御可能な可変速機の場合、平均負荷率の算出方法が一定速機と異なる。可変速機の平均負荷率の算出方法の一例を示すと、負荷運転中は吐出し空気圧力が一定となるようにモータ１０３の回転速度をインバータの出力周波数を変化させる。現在負荷率Ｒｃは、Ｒｃ［％］＝（負荷時間Ｔ２・現在周波数ｆｃ［Ｈｚ］）÷（運転サイクル時間Ｔ３・定格周波数ｆｒ［Ｈｚ］）で表すことができる。したがって、プレフィルタ清掃判定周期における可変速機の平均負荷率Ｒ[％]＝ΣＲｃ／（負荷回数Ｎ［回］）として求められる。

　以上のように、本実施例によれば、実施例１、３と同様に、圧縮空気用プレフィルタ及び冷却風用プレフィルタの清掃ないし交換の頻度を気体圧縮機の形式や負荷率に応じて最適化することが可能となる。

　実施例５においては、圧縮空気用の吸気口２ａと冷却風用吸気口３ａがそれぞれ独立して分かれているが、本実施例では、圧縮空気用の吸気口２ａに代えて、冷却風用吸気口３ａが、その機能を兼ねている構成であってもよい点について説明する。

　図８は本実施例における気体圧縮機の構成要素を示す系統図である。図８において、図７と同じ構成は同じ符号を付し、その説明は省略する。図８において、図７と異なる点は、圧縮空気用の吸気口２ａがなく、冷却風用吸気口３ａが圧縮空気用の吸気口２ａの機能を兼ねている点である。また、圧縮空気用プレフィルタ６００ａもなく、冷却風用プレフィルタ６００ｂが圧縮空気用プレフィルタ６００ａの機能を兼ねている。

　このように、本実施例では、冷却風用吸気口３ａが圧縮空気用の吸気口２ａを兼ねている構成でも、実施例５と同様に、圧縮空気用と冷却風用を兼ねたプレフィルタの清掃ないし交換の頻度を気体圧縮機の形式や負荷率に応じて最適化することが可能となる。

　なお、冷却風用吸気口３ａが圧縮空気用の吸気口２ａを兼ねている構成を、実施例１から３に示したような、気体圧縮機が固定速度機か可変速機か、または冷却ファンが固定速制御か可変速制御か、のそれぞれの組み合わせに対して適用することも可能である。

　本実施例においては、実施例１に対して、吸込み圧力Ｐsを大気圧に対する圧力損失（圧力降下）と考えて吸込み圧力（大気圧をゼロ基準とした負値）の絶対値をとって圧力損失δｐとし、これを運転時間分累積して加えた累積圧力損失Ｓを求め、所定の時間あたりの累積圧力損失の変化量である累積圧力損失曲線の傾きΔＳと、平均負荷率Ｒの組合せにより、プレフィルタの目詰まり具合を推定し、判定周期を増減させる方法について説明する。

　図９は、本実施例における図１の気体圧縮機１が行う圧縮空気用および冷却風用のプレフィルタの清掃または交換の時期判定の処理フローチャートである。図９においては、図２に対し、ステップＳ１０４からＳ１０９に代えて、累積圧力損失曲線の傾きΔＳ／Ｈのうち、今回判定時の累積圧力損失曲線の傾きΔＳｎ／Ｈｎと、前回判定時の累積圧力損失曲線の傾きΔＳｎ－１／Ｈｎ－１）との間に、（ΔＳｎ－１／Ｈｎ－１）＜（ΔＳｎ／Ｈｎ）の関係が成立するかどうかの判定するステップＳ１１３と、前記ステップＳ１１３が成立しない場合のうち、（ΔＳｎ／Ｈｎ）＜（ΔＳｎ－1／Ｈｎ－１）が成立するかどうかを判定するステップＳ１１５と、前記ステップＳ１１５が成立しない場合で、プレフィルタの清掃指示１回目と２回目の間の累積圧力損失の傾きΔＳ１／Ｈ１と、現在の累積圧力損失の傾きΔＳｎ／Ｈｎとの間に、（ΔＳ１／Ｈ１）＜（ΔＳｎ／Ｈｎ）が成立するかどうかを判定するステップＳ１１９と、平均負荷率Ｒ≦中負荷率判定値ＲＭの関係が成立するかどうかのステップＳ１１４及びステップＳ１１８と、平均負荷率Ｒ≦低負荷率判定値ＲＬの関係が成立するかどうかのステップＳ１１６及びステップＳ１２０と、判定周期を短縮するための減少係数α１ないしα２（但し、α２＜α１＜１とする）を判定周期Ｈｎに乗じて、新たな判定周期Ｈｎを代入するステップＳ１２３及びＳ１２２と、現在の判定周期Ｈｎを維持するステップＳ１１７、ステップＳ１２４及びステップＳ１２６と、判定周期を延長するための増大係数β１ないしβ２（但し、１＜β１＜β２とする）を判定周期Ｈｎに乗じて、新たな判定周期Ｈｎを代入するステップＳ１２５及びＳ１２１と、図２の前記ステップＳ１０９に代わって、判定周期Ｈｎが下限判定周期ＨＬＬ以下かを判定するステップＳ１２７と、前記ステップＳ１２７が成立した場合に、判定周期Ｈｎに下限判定周期ＨＬＬを代入するステップＳ１２８と、判定周期Ｈｎが上限判定周期ＨＨＨ以上かどうかを判定するステップＳ１２９と、前記ステップＳ１２９が成立した場合に、判定周期Ｈｎに上限判定周期ＨＨＨを代入するステップＳ１３０が新たに加えられている。

　図１０は、本実施例における、横軸を運転時間、左側縦軸を圧力損失δｐ、右側縦軸を累積圧力損失Ｓとした場合の圧力損失曲線および累積圧力損失曲線を示す図である。図１０において、例えば、プレフィルタが無く、吸気フィルタのみを備え、圧縮機の負荷率が常時一定の場合の圧力損失曲線９００は、階段状（デジタル値のため）のグラフとなり、吸気フィルタの目詰まり警報を発する（グラフの右端部）運転時間の約８０％程度の運転時間から圧力損失δｐが上昇し始め、その後短期間に急激に圧力損失が増加して吸気フィルタの目詰まり警報の発出となる。一方で、プレフィルタがある場合の圧力損失曲線９１０は、プレフィルタの目詰まりが進行した場合には短時間のうちに圧力損失δｐが上昇し、その後、プレフィルタが清掃または交換されると下降し、プレフィルタの目詰まり及び清掃による圧力損失のピークが見られる。しかしながら、プレフィルタ及び吸気フィルタ目詰まり以外にも、圧力損失δｐは圧縮機の負荷率に応じて変化し、かつ、圧縮機の負荷率の変化はフィルタの目詰まりの進展よりも速く、激しく増減することから、瞬時値としての圧力損失δｐではプレフィルタ目詰まりの判定には用いることが困難である。そこで、測定された圧力損失δｐを累積した、運転時間ｔの関数である累積圧力損失曲線を算出する。

　図１０において、プレフィルタ無しの累積圧力損失曲線９５０に対して、プレフィルタ有りの累積圧力損失曲線９６０は、プレフィルタ目詰まり分の圧力損失が加わることで累積圧力損失はさらに増加し、プレフィルタ無しの累積圧力損失曲線９５０よりもプレフィルタ有りの累積圧力損失曲線９６０の方が累積圧力損失は大きくなる。

　図１１は、本実施例における、運転時間ｔに対する圧力損失δｐを示す図である。運転時間０から判定ｎ回目における運転時間ｔｎまでの累積圧力損失Ｓｎ＝Σ（δｐｎ）である。ここで、判定（ｎ―１）回目の運転時間ｔｎ―１から判定ｎ回目までの運転時間ｔｎとの差が判定周期Ｈｎであるが、判定周期Ｈｎにわたる累積圧力損失Ｓｎの増分をΔＳｎとする。図１１では、判定（ｎ－１）回目から判定ｎ回目の累積圧力損失の増分ΔＳｎは、運転時間ｔｎと、運転時間ｔｎ－１と、圧力損失δｐの曲線とで囲まれた面積に等しい。

　図１２は、本実施例における、運転時間ｔに対する累積圧力損失Ｓを示す図であり、横軸の運転時間は図１１と対応している。図１２において、累積圧力損失曲線９７０は右上がりで常に増加するが、その傾きの大きさはプレフィルタの目詰まり具合や圧縮機の負荷率で変化する。ここで、判定周期Ｈｎあたりの累積圧力損失の増分ΔＳｎ（＝Ｓｎ―（Ｓｎ－1））は、累積圧力損失の傾きΔＳｎ／Ｈｎとして表され、これの１回前の判定時、即ち、（ｎ－１）回目の判定周期Ｈｎ－１における累積圧力損失の傾きは、同様に、（ΔＳｎ－１／Ｈｎ－１）として表される。図１１において判定周期Ｈｎ－２（＝（ｔｎ－２）－（ｔｎ－３））と、判定周期Ｈｎ－１（＝（ｔｎ－１）－（ｔｎ－２））との長さは等しいとして、この期間の圧力損失δｐは一定であるため、図１２における累積圧力損失Ｓの曲線は、判定周期Ｈｎ－２と判定周期Ｈｎ－１において傾き（ΔＳｎ－２／Ｈｎ－２）及び（ΔＳｎ―１／Ｈｎ－１）は等しい。一方で、図１１の判定周期Ｈｎ－１（＝（ｔｎ－１）－（ｔｎ－２））と、判定周期Ｈｎ（＝（ｔｎ）－（ｔｎ－１））の時間において圧力損失δｐは増加しており、このとき、累積圧力損失の増分ΔＳｎは、ΔＳｎ－１やΔＳｎ－２よりも大きいため、傾きΔＳｎ／Ｈｎは前記（ΔＳｎ－２／Ｈｎ－２）及び（ΔＳｎ―１／Ｈｎ－１）よりも大きい。

　図１３は、図１０のプレフィルタ無しの累積圧力損失曲線９５０と、プレフィルタ有りの累積圧力損失曲線９６０に対して、それぞれプレフィルタ無しの累積圧力損失曲線の傾きΔＳ／Ｈ９８０と、プレフィルタ有りの累積圧力損失曲線の傾きΔＳ’／Ｈ９９０を作成し、比較した図である。プレフィルタ無しの累積圧力損失曲線の傾きΔＳ／Ｈ９８０は、運転時間の経過により、吸気フィルタ６０１の目詰まりが途中から急速に進行する運転時間において、急速に増加していることが分かる。一方、プレフィルタ有りの累積圧力損失曲線の傾きΔＳ’／Ｈ９９０も、プレフィルタ目詰まりの発生と、清掃による目詰まりの解消によって、傾きの増減が発生し、ピークが認められる。このように累積圧力損失の傾きを算出することで、プレフィルタ目詰まり状態の判断が容易になる。

　さらに、図９で示した通り、圧縮機の平均負荷率Ｒと組み合わせることで、例えば、負荷率が大きい場合はフィルタを通過する空気量が多いことによる累積圧力損失の増大分と、プレフィルタの目詰まり進行による累積圧力損失の増大と切り離すことができるため、これによって、フィルタ目詰まり度合いによってプレフィルタ清掃の判定周期Ｈを変更することができる。

　例えば、図９において、ステップＳ１１３で、（ΔＳｎ－１／Ｈｎ－１）＜（ΔＳｎ／Ｈｎ）が成立する場合は、ステップＳ１１４に進む。これは前回判定時よりも圧力損失が大きくなっていることを意味する。ステップＳ１１４において、Ｒ≦ＲＭが成立しない場合は、高負荷率と判定され、ステップＳ１１７へと進み、高負荷率で圧力損失大の状況と推定されるため、判定周期Ｈは現在の判定周期が維持される。一方、ステップＳ１１４でＲ≦ＲＭが成立する場合は、ステップＳ１１６へ進み、ここで、Ｒ≦ＲＬが成立すれば、低負荷率と判定され、ステップＳ１２２へ進む。このとき、低負荷率にもかかわらず、圧力損失大であることから、プレフィルタの目詰まりが相当程度進行していると判定され、現在の判定周期Ｈｎに減少係数α２を乗じた、より短い判定周期Ｈｎ×α２に更新される。一方で、ステップＳ１１６でＲ≦ＲＬが成立しない場合、即ち、ＲＬ＜Ｒ≦ＲＭの範囲にある中負荷率と判定され、次のステップＳ１２３で現在の判定周期Ｈｎに減少係数α１を乗じた、より短い判定周期Ｈｎ×α１に更新される。ここで、減少係数は、α２＜α１＜１の関係であり、より負荷率が小さくて、圧力損失が大きい状態ほど、判定周期Ｈが短縮される結果となる。

　一方、ステップＳ１１３で（ΔＳｎ－１／Ｈｎ）＜（ΔＳｎ／Ｈｎ）が成立しない場合はステップＳ１１５へ進む。ステップＳ１１５では、さらに、（ΔＳｎ／Ｈｎ）＜（ΔＳｎ－１／Ｈｎ－1）が成立するかどうかを判定し、成立する場合は、ステップＳ１１８に進む。成立しない場合は、即ち、（ΔＳｎ／Ｈｎ）＝（ΔＳｎ－１／Ｈｎ－1）であり、前回と今回の判定周期において圧力損失の変化が無いことを意味し、ステップＳ１１９へ進む。前記ステップＳ１１８において、Ｒ≦ＲＭが成立する場合、次のステップＳ１２０に進み、ステップＳ１２０においてＲ≦ＲＬが成立すれば、低負荷率と判定され、ステップＳ１２４へ進む。このときは、低負荷率で圧力損失小と判定され、判定周期Ｈｎは現在の判定周期が維持される。一方、ステップＳ１１８でＲ≦ＲＭが成立しない場合は、高負荷率と判定され、ステップＳ１２１へと進み、高負荷率で圧力損失小の状況と推定されるため、プレフィルタの目詰まりの進行は遅いと判断できるため、現在の判定周期Ｈｎに増大係数β２を乗じた、より長い判定周期Ｈｎ×β２に更新される。ステップＳ１２０でＲ≦ＲＬが成立しない場合は、即ち、ＲＬ＜Ｒ≦ＲＭの範囲にある中負荷率と判定され、次のステップＳ１２５で現在の判定周期Ｈｎに増大係数β１を乗じた、長い判定周期Ｈｎ×β１に更新される。ここで、増大係数は、１＜β１＜β２の関係であり、圧力損失が小さい状態で、より負荷率が大きいほど、判定周期Ｈｎが延長される結果となる。

　前記ステップＳ１１５が不成立の場合はステップＳ１１９に進む。ステップＳ１１９では、圧縮機が運転開始後初回のプレフィルタ判定時と、第２回目のプレフィルタ判定時の間の判定周期Ｈ１時間における累積圧力損失の増加分ΔＳ１から求まる初期の累積圧力損失の傾きΔＳ１／Ｈ１を、今回判定時の累積圧力損失の傾きΔＳｎ／Ｈｎとを比較し、（ΔＳ１／Ｈ１）＜（ΔＳｎ＜Ｈｎ）が成立する場合は、ステップＳ１２６へ進み、Ｈｎに現在の判定周期Ｈｎを代入して判定周期の長さを維持する。不成立の場合には、ステップＳ１１８の負荷率判定のフローへ合流する。ステップＳ１１９の効果としては、前回と今回の判定周期の圧力損失の傾きが同一で、変化していなくとも、プレフィルタの目詰まりが進行し、傾きの絶対値大きい場合には、判定周期Ｈｎは延長しないほうが好ましいため、累積圧力損失の傾きの評価基準の一つとして初期の累積圧力損失の傾きΔＳ１／Ｈ１と今回判定時の累積圧力損失の傾きΔＳｎ／Ｈｎとを比較して、（ΔＳ１／Ｈ１）＜（ΔＳｎ＜Ｈｎ）が成立する場合には判定周期の長さを維持するためである。初期の累積圧力損失の傾きΔＳ１／Ｈ１は、吸気フィルタ６０１の目詰まりの度合いは小さいと想定され、プレフィルタの目詰まりによる累積圧力損失の傾きの影響が出やすいと予想されることから、このときの累積圧力損失の傾きΔＳ１／Ｈ１を評価基準として用いることで、今回判定時の今回判定時の累積圧力損失の傾きΔＳｎ／Ｈｎの妥当性が向上する。

　判定周期Ｈｎは、累積圧力損失の傾きの大小と、平均負荷率の大小によって変化するが、ステップＳ１２１、Ｓ１２２、Ｓ１２３、Ｓ１２５で更新された判定周期は、条件によっては減少係数αによって短くなりつづけたり、増大係数βによって長くなりつづけたりしないように、上限判定周期ＨＨＨ、下限判定周期ＨＬＬを予め定めておき、前記上限及び下限周期を超えて判定周期Ｈが変化しないようにする。前記ステップＳ１２２、Ｓ１２３を通過後は、ステップＳ１２７へ進み、Ｈｎ≦ＨＬＬが成立している場合には、判定周期ＨｎにＨＬＬを代入し、ステップＳ１１０へ進む。同様に、前記ステップＳ１２１、Ｓ１２５を通過後は、ステップＳ１２９へ進み、ＨＨＨ≦Ｈｎが成立している場合には、判定周期ＨｎにＨＨＨを代入し、ステップＳ１１０へ進む。前記ステップＳ１１７、Ｓ１２４、及び、Ｓ１２６を通過した場合は、判定周期Ｈｎは前回判定時のまま維持されているため、前記ステップＳ１１０へ進む。

　以上のように、本実施例によれば、累積圧力損失曲線の傾きΔＳと、平均負荷率Ｒの組合せにより、プレフィルタの目詰まり状態の判断が容易になり、実施例１と同様に、圧縮空気用プレフィルタ及び冷却風用プレフィルタの清掃ないし交換の頻度を気体圧縮機の形式や負荷率に応じて最適化することが可能となる。

　本実施例においては、実施例７に対して、実施例２と同様の、冷却ファンの入力電流の変化を考慮してプレフィルタの清掃または交換の指示を行なう例について説明する。

　図１４は、本実施例におけるプレフィルタの清掃または交換の時期判定の処理フローチャートである。図１４において、図９と同じ処理ステップは同じ符号を付し、その説明は省略する。図１４において、図９と異なる点は、ステップＳ２０１を追加した点である。
図１４において、図３で説明したように、ステップＳ２０１において、冷却ファン２０４の入力電流Ｉｆについて所定の閾値Ｉｔｈを設定しておき、冷却ファン入力電流Ｉｆが所定の閾値Ｉｔｈよりも小さい場合は、冷却風用プレフィルタの目詰まりが相当程度進行していると判定し、ステップＳ１０２へ進み、警報表示を行う。

　以上のように、本実施例によれば、実施例７の効果に加え、冷却風用プレフィルタの目詰まりを事前に判定できるという効果がある。

　本実施例では、実施例８に対して、実施例４と同様の、冷却ファンがインバータ駆動され回転数が可変速制御される場合の冷却風用プレフィルタ６００ｂの目詰まりを事前に判定できる例について説明する。

　図１５は、本実施例におけるプレフィルタの清掃または交換の時期判定の処理フローチャートである。図１５において、図１４と同じ処理ステップは同じ符号を付し、その説明は省略する。図１５において、図１４と異なる点は、ステップＳ２０１をステップＳ３０１に差し替えた点である。

　図１５において、図６で説明したように、所定の出力周波数時のインバータ入力電流の予測値Ｉｏに対して、実測された冷却ファン用インバータ入力電流Ｉｉｆが、例えば６０％以下の値しかない場合は、冷却風用プレフィルタの目詰まりであると判断し、ステップＳ１０２へ進み、警報表示を行う。

　以上のように、本実施例によれば、実施例８と同様に、冷却風用プレフィルタの目詰まりを事前に判定できるという効果がある。

　以上実施例について説明したが、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例で説明した気体圧縮機は、無給油式二段スクリュー空気圧縮機を例に説明したが、この形式の流体機械に限定するものではなく、例えば、圧縮機本体を一つのみ備える単段式圧縮機であってもよいし、圧縮空気の冷却と封止、及び、図示しない雄雌一対のスクリューロータの摺動面の潤滑を目的として、圧縮機本体内部の圧縮室に潤滑油を注入する給油式圧縮機にも適用が可能である。

　また、上記した実施例１乃至実施例９の気体圧縮機は空冷式であるが、水冷式の圧縮機であっても、圧縮空気用の吸気口２ａが存在し、さらに、筐体内の換気用に小型の冷却ファンが備わっている場合や、モータ１０３の反負荷側に自冷却ファンが備わっている場合には大小問わず冷却風用吸気口３ａが設けられていることが多いため、上記した実施例は水冷式圧縮機にも適用が可能である。

　また、同様に圧縮方式も上記した実施例における雄雌一対のスクリューロータを内包するツインスクリュー式に限らず、一本のスクリューロータと複数のゲートロータで構成されるシングルスクリュー式や、ツース式、レシプロ式等のあらゆる容積型圧縮機、及び、遠心式、軸流式のターボ圧縮機にも適用可能である。

　また、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１：気体圧縮機、２ａ：吸気口、２ｂ：吸気ダクト、３ａ：冷却風用吸気口、３ｂ：冷却風ダクト、１０１：低圧段圧縮機本体、１０２：高圧段圧縮機本体、１０３：モータ、２０１：インタークーラ、２０２：アフタークーラ、２０４：冷却ファン、６００ａ：圧縮空気用プレフィルタ、６００ｂ：冷却風用プレフィルタ、６０１：吸気フィルタ、７０１：表示兼入力装置、７０２：記憶装置、７０３：制御装置、７０３ａ:冷却ファン用インバータ、７０３ｂ:モータ用インバータ、９００、９１０：圧力損失曲線、９５０、９６０、９７０：累積圧力損失曲線、９８０、９９０：累積圧力損失曲線の傾き、Ｐｓ：吸込み圧力、Ｐｓ０：吸込み圧力警報設定値、Ｒ：気体圧縮機の平均負荷率、Ｒｃ：気体圧縮機の現在負荷率、Ｒｆ：冷却ファン平均負荷率、Ｒｆｃ：冷却ファンの現在負荷率、ＲＨ：高負荷率判定値、ＲＭ：中負荷率判定値、ＲＬ：低負荷率判定値、ＨＨ：高頻度清掃周期、ＨＭ：通常清掃周期、ＨＬ：低頻度清掃周期、Ｈｃ：最終清掃指示から現在までの累積運転時間、Ｈ：判定周期

Claims (9)

1. 　筐体の圧縮空気用吸気口に塵埃を一次除去する圧縮空気用プレフィルタが配置され、塵埃をさら二次除去する吸気フィルタと、前記吸気フィルタと吸気通路を介して空気を吸い込み圧縮する少なくとも１個の圧縮機本体と、前記圧縮機本体を駆動するモータと、圧縮空気を冷却するエアクーラと、前記エアクーラへ冷却風を通過させる冷却ファンと、前記冷却ファンによって外気より吸い込む冷却風用吸気口と、前記冷却風用吸気口に設けられた冷却風用プレフィルタと、圧縮機の運転を制御する制御装置を備えた気体圧縮機であって、
   　前記制御装置は、運転状態の指標となる負荷率から前記圧縮空気用プレフィルタと前記冷却風用プレフィルタの清掃ないし交換の頻度を決定することを特徴とする気体圧縮機。
2. 　請求項１に記載の気体圧縮機において、
   　前記圧縮機本体は固定速度機であり、
   　前記圧縮機本体の負荷運転と無負荷運転を１回ずつ行う運転サイクル時間をＴ３、無負荷運転時間をＴ１、負荷運転時間をＴ２、運転サイクル回数をＮ、Ｔ３＝Ｔ１＋Ｔ２、現在負荷率Ｒｃ＝Ｔ２÷Ｔ３、平均負荷率Ｒ＝ΣＲｃ／Ｎとすると、
   　前記制御装置は、前記負荷率として前記平均負荷率Ｒを算出し、前記平均負荷率Ｒと負荷率判定値を比較することで前記圧縮空気用プレフィルタと前記冷却風用プレフィルタの清掃ないし交換の頻度を決定することを特徴とする気体圧縮機。
3. 　請求項２に記載の気体圧縮機において、
   　前記冷却ファンは固定速制御であり、
   　前記制御装置は、前記冷却ファンの平均負荷率Ｒｆの算出し、前記圧縮機本体の平均負荷率Ｒと前記冷却ファンの平均負荷率Ｒｆを比較し、より負荷率の大きい方の値を前記圧縮空気用プレフィルタと前記冷却風用プレフィルタの清掃ないし交換の頻度の決定に用いることを特徴とする気体圧縮機。
4. 　請求項１に記載の気体圧縮機において、
   　前記冷却ファンは固定速制御であり、
   　前記冷却ファンの入力電流を測定する電流計と、
   　表示装置を有し、
   　前記制御装置は、前記冷却ファンの入力電流が所定の閾値よりも小さい場合は、前記圧縮空気用プレフィルタと前記冷却風用プレフィルタの清掃ないし交換の指示を前記表示装置に表示することを特徴とする気体圧縮機。
5. 　請求項３に記載の気体圧縮機において、
   　前記冷却ファンは可変速制御であり、
   　前記冷却ファンを可変速制御させる可変速制御装置を有し、
   　前記冷却ファンの負荷運転と無負荷運転を１回ずつ行う運転サイクル時間をＴ３、無負荷運転時間をＴ１、負荷運転時間をＴ２、Ｔ３＝Ｔ１＋Ｔ２、前記可変速制御装置の現在周波数をｆｆｃ、前記可変速制御装置の定格周波数をｆｆｒ、運転サイクル回数をＮ、前記冷却ファンの現在負荷率Ｒｆｃ＝（Ｔ２・ｆｆｃ］）÷（Ｔ３・ｆｆｒ）とすると、
   　前記制御装置は、前記冷却ファンの平均負荷率ＲｆとしてＲｆ＝ΣＲｆｃ／Ｎを算出することを特徴とする気体圧縮機。
6. 　請求項１に記載の気体圧縮機において、
   　前記冷却ファンは可変速制御であり、
   　前記冷却ファンを可変速制御させる可変速制御装置と、
   　前記可変速制御装置の入力電流を測定する電流計と、
   　表示装置を有し、
   　前記制御装置は、前記可変速制御装置の出力周波数と、それに対応する予め推定される前記入力電流の予測値との関係から、前記電流計で測定された入力電流が前記入力電流の予測値よりも所定量小さい場合は、前記圧縮空気用プレフィルタと前記冷却風用プレフィルタの清掃ないし交換の指示を前記表示装置に表示することを特徴とする気体圧縮機。
7. 　請求項１に記載の気体圧縮機において、
   　前記圧縮機本体は可変速機であり、
   　前記圧縮機本体を可変速制御させる可変速制御装置を有し、
   　前記圧縮機本体の負荷運転と無負荷運転を１回ずつ行う運転サイクル時間をＴ３、無負荷運転時間をＴ１、負荷運転時間をＴ２、Ｔ３＝Ｔ１＋Ｔ２、前記可変速制御装置の現在周波数をｆｃ［Ｈｚ］、前記可変速制御装置の定格周波数をｆｒ［Ｈｚ］、運転サイクル回数をＮ、現在負荷率Ｒｃ＝（Ｔ２・ｆｃ］）÷（Ｔ３・ｆｒ）、平均負荷率Ｒ＝ΣＲｃ／Ｎとすると、
   　前記制御装置は、前記負荷率として前記平均負荷率Ｒを算出し、前記平均負荷率Ｒと負荷率判定値を比較することで前記圧縮空気用プレフィルタと前記冷却風用プレフィルタの清掃ないし交換の頻度を決定することを特徴とする気体圧縮機。
8. 　請求項１に記載の気体圧縮機において、
   　前記圧縮空気用吸気口と前記圧縮空気用プレフィルタに代えて、前記冷却風用吸気口と前記冷却風用プレフィルタが、その機能を兼用していることを特徴とする気体圧縮機。
9. 　請求項１に記載の気体圧縮機において、
   　吸込圧力センサを有し、
   　前記制御装置は、前記吸込圧力センサが検出した吸込み圧力の運転時間分の累積値である累積圧力損失を算出し、前記累積圧力損失のうち所定の時間あたりの前記累積圧力損失の変化量と平均負荷率とから前記圧縮空気用プレフィルタと前記冷却風用プレフィルタの清掃ないし交換の頻度を決定することを特徴とする気体圧縮機。

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