(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１圧縮空気供給手段と、
前記第１圧縮空気供給手段により圧送された空気が流通する主配管と、
前記主配管から分岐し、前記空気を利用して作動する作業機が接続される枝管と、
前記枝管に合流する補助管と、
前記補助管へ空気を圧送する第２圧縮空気供給手段と、
前記枝管内を流通する空気の圧力を測定する圧力センサと、
前記枝管と前記補助管の空気の流通状態を変更する流路切替手段と、
前記圧力センサにより取得した情報に基づいて前記流路切替手段を作動させる制御部と、
を備えた圧縮空気の供給装置。
【請求項２】
前記主配管は、ループ状配管を備える請求項１記載の圧縮空気の供給装置。
【請求項３】
前記ループ状配管は、短絡管を備える請求項２記載の圧縮空気の供給装置。
【請求項４】
前記第２圧縮空気供給手段は、前記第１圧縮空気供給手段から圧縮空気が供給される第１蓄圧タンクである請求項１乃至３のいずれか一項に記載の圧縮空気の供給装置。
【請求項５】
前記第１蓄圧タンクは、第１タンク接続管を介して前記主配管と接続され、前記第１タンク接続管は、前記主配管から前記第１蓄圧タンクへの空気の流入を制御するタンク制御弁を備える請求項４に記載の圧縮空気の供給装置。
【請求項６】
前記第２圧縮空気供給手段は、前記第１圧縮空気供給手段から圧縮空気が供給される第２蓄圧タンクを含む請求項４又は５に記載の圧縮空気の供給装置。
【請求項７】
前記第１蓄圧タンクと前記第２蓄圧タンクとを接続するタンク連通管を備え、前記タンク連通管に前記第１蓄圧タンクと前記第２蓄圧タンク間の空気の流通状態を制御するタンク連通制御弁を備えた請求項６記載の圧縮空気の供給装置。
【請求項８】
前記流路切替手段は、前記枝管の空気の流通を制御する制御弁と前記補助管の空気の流通を制御する補助弁とを含む請求項１乃至７のいずれか一項に記載の圧縮空気の供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮空気の供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）や携帯電話器、その他、各種製品の生産工場において、圧縮空気によって稼動する複数の設備（エア機器）が配置されている。エア機器は、制御のし易さから、実装設備、組立設備等の稼動に用いられている。エア機器を駆動する圧縮空気はコンプレッサにより作られ、数十〜数百メートルの配管を通じて各エア機器に供給される。この時、コンプレッサから遠く離れた配管末端へ行くに従い、圧力が低下する。圧力が低下すると設備稼働の不具合、装置停止や動作不良の原因となる。このような不都合を回避し、末端圧力を確保して各エア機器の作動圧力を保障すべく、従来の設備では、コンプレッサが作り出す圧縮空気の圧力は予め高く設定されている。この結果、従来の設備では、コンプレッサを稼動させるための電力量（エネルギ量）も増大していた。
【０００３】
このような状況に鑑み、圧縮空気の供給設備における無駄なエネルギ消費を少なくし、省エネルギに寄与する提案がされている（例えば、特許文献１）。特許文献１には、一端側にメインコンプレッサ及びメインタンクが配置されたエア供給配管の末端側にサブコンプレッサ及びサブタンクが設置された圧縮空気の供給設備が開示されている。この圧縮空気の供給設備は、末端側の圧力低下を防ぐことで、メインコンプレッサが供給する圧力を低減させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−６５４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１で提案された圧縮空気の供給設備であっても、局所的な圧力の低下が起こり得る。例えば、コンプレッサから離れた設備において、短時間（例えば、数秒程度）に大量の空気が消費された場合、瞬間的、局所的に圧力低下が生じることがある。また、このような瞬間的、局所的な圧力の低下は、隣接エア機器へも影響を及ぼし、稼動停止や動作不良を生じさせるおそれがある。
【０００６】
そこで、本明細書開示の圧縮空気の供給設備は、瞬間的、局所的な圧力低下に対応すること課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書開示の圧縮空気の供給装置は、第１圧縮空気供給手段と、前記第１圧縮空気供給手段により圧送された空気が流通する主配管と、前記主配管から分岐し、前記空気を利用して作動する作業機が接続される枝管と、前記枝管に合流する補助管と、前記補助管へ空気を圧送する第２圧縮空気供給手段と、前記枝管内を流通する空気の圧力を測定する圧力センサと、前記枝管と前記補助管の空気の流通状態を変更する流路切替手段と、前記圧力センサにより取得した情報に基づいて前記流路切替手段を作動させる制御部と、を備える。
【０００８】
作業機、すなわち、エア機器は、主配管内の圧力に余裕がある通常時において、第１圧縮空気供給手段によって供給される空気により駆動される。そして、例えば、そのエア機器や、隣接する他のエア機器において、多量の圧縮空気が使用されたりした場合等、瞬間的、局所的に圧力が低下したときに、そのエア機器は、第２圧縮空気供給手段によって供給される空気によって駆動される。このように、第２圧縮空気供給手段によって第１圧縮空気供給手段を補完することにより、第１圧縮空気供給手段に設定される余裕分を小さく設定することが可能となる。この結果、無駄なエネルギ消費を抑制することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本明細書開示の圧縮空気の供給装置によれば、瞬間的、局所的な圧力低下に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施例１の圧縮空気の供給装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】図２は、実施例１の圧縮空気の供給装置の制御の一例を示すフロー図である。
【図３】図３は、実施例１の圧縮空気の供給装置の動作の一例を示すタイムチャートである。
【図４】図４は、実施例２の圧縮空気の供給装置の概略構成を示す説明図である。
【図５】図５は、実施例２の圧縮空気の供給装置の制御の一例を示すフロー図である。
【図６】図６は、実施例２の圧縮空気の供給装置の動作の一例を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。
【実施例１】
【００１２】
まず、図１を参照しつつ、実施例１の圧縮空気の供給装置（以下、単に「供給装置」という）１００の概略構成を説明する。
【００１３】
供給装置１００は、第１圧縮空気供給手段としてのコンプレッサ２０を備えている。供給装置１００は、主配管ＴＵ０と、この主配管ＴＵ０から分岐する第１枝管ＴＵ１、第２枝管ＴＵ２、第３枝管ＴＵ３を備える。枝管の数は、３つに限定されるものではない。
【００１４】
コンプレッサ２０は、主配管ＴＵ０に接続されている。主配管ＴＵ０は、ループ状配管となっている。主配管ＴＵ０には、コンプレッサ２０により圧送された空気が流通する。主配管ＴＵ０は、ループ状配管であることにより、その全周に亘って、均一の圧力を保持し易くなっている。管内の圧力は通常、コンプレッサ２０より離れるほど低下し易くなるが、ループ状配管とすることにより、主配管ＴＵ０内の圧力勾配を小さくすることができる。
【００１５】
主配管ＴＵ０から分岐した第１枝管ＴＵ１、第２枝管ＴＵ２、第３枝管ＴＵ３には、空気を利用して作動する作業機である第１エア機器Ｍ１、第２エア機器Ｍ２、第３エア機器Ｍ３がそれぞれ接続されている。エア機器としては、例えば、エアシリンダを備えた曲げ加工機やプレス機、部品や製品を吸着して移動させるための真空発生機、さらに、エアブロー機等がある。
【００１６】
第１枝管ＴＵ１には、第１合流点Ｐ１にて第１補助管ＴＵ１１が合流している。同様に、第２枝管ＴＵ２には、第２合流点Ｐ２にて第２補助管ＴＵ２１が合流し、第３枝管ＴＵ３には、第３合流点Ｐ３にて第３補助管ＴＵ３１が合流している。
【００１７】
供給装置１００は、補助管ＴＵ１１、補助管ＴＵ２１、補助管ＴＵ３１へ空気を圧送する第２圧縮空気供給手段の一例である第１蓄圧タンクＴ１を備えている。第１蓄圧タンクＴ１は、コンプレッサ２０から圧縮空気が供給される。具体的に、供給装置１００は、第１タンク接続管ＴＵ１０１を介して主配管ＴＵ０と接続された第１蓄圧タンクＴ１を備えている。第１タンク接続管ＴＵ１０１は、主配管ＴＵ０から第１蓄圧タンクＴ１への空気の流入を制御するタンク制御弁に相当する第１タンク制御弁ＶＴ１を備えている。第１蓄圧タンクＴ１には、第１補助管ＴＵ１１、第２補助管ＴＵ２１、第３補助管ＴＵ３１が接続されている。第１蓄圧タンクＴ１には、その内部の圧力を測定する第１タンク圧力センサＳＴ１が設けられている。
【００１８】
供給装置１００は、それぞれの枝管に、各枝管内を流通する空気の圧力を測定する圧力センサを備えている。具体的に、供給装置１００は、第１枝管ＴＵ１内を流通する空気の圧力を測定する第１圧力センサＳ１を備える。また、供給装置１００は、第２枝管ＴＵ２内を流通する空気の圧力を測定する第２圧力センサＳ２、第３枝管ＴＵ３内を流通する空気の圧力を測定する第３圧力センサＳ３を備える。第１圧力センサＳ１は、第１合流点Ｐ１と第１エア機器Ｍ１との間に配置されている。第２圧力センサＳ２は、第２合流点Ｐ２と第２エア機器Ｍ２との間に配置されている。第３圧力センサＳ３は、第３合流点Ｐ３と第３エア機器Ｍ３との間に配置されている。
【００１９】
供給装置１００は、枝管と補助管の空気の流通状態を変更する流路切替手段を備えている。第１枝管ＴＵ１に対する流路切替手段は、具体的に、第１枝管ＴＵ１の空気の流通を制御する第１制御弁Ｖ１と、第１補助管ＴＵ１１の空気の流通を制御する第１補助弁Ｖ１１とを含む。第２枝管ＴＵ２に対する流路切替手段は、具体的に、第２枝管ＴＵ２の空気の流通を制御する第２制御弁Ｖ２と、第２補助管ＴＵ２１の空気の流通を制御する第２補助弁Ｖ２１とを含む。さらに、第３枝管ＴＵ３に対する流路切替手段は、具体的に、第３枝管ＴＵ３の空気の流通を制御する第３制御弁Ｖ３と、第３補助管ＴＵ３１の空気の流通を制御する第３補助弁Ｖ３１とを含む。
【００２０】
第１制御弁Ｖ１、第１補助弁Ｖ１１は、それぞれ第１合流点Ｐ１よりも上流側に配置されている。第２制御弁Ｖ２、第２補助弁Ｖ２１は、それぞれ第２合流点Ｐ２よりも上流側に配置されている。第３制御弁Ｖ３、第３補助弁Ｖ３１は、それぞれ第３合流点Ｐ３よりも上流側に配置されている。
【００２１】
供給装置１００は、圧力センサ、すなわち第１圧力センサＳ１により取得した情報に基づいて第１制御弁Ｖ１及び第１補助弁Ｖ１１を作動させる制御部１０を備える。制御部１０は、第２圧力センサＳ２により取得した情報に基づいて第２制御弁Ｖ２及び第２補助弁Ｖ２１を作動させる。また、第３圧力センサＳ３により取得した情報に基づいて第３制御弁Ｖ３及び第３補助弁Ｖ３１を作動させる。
【００２２】
制御部１０は、各圧力センサ、各制御弁、各補助弁、さらには各エア機器と電気的に接続されており、供給装置１００の統合的な制御を行う。
【００２３】
つぎに、以上のような供給装置１００の動作につき、図２に示すフロー図、図３に示すタイムチャートを参照しつつ説明する。まず、制御が開始される前の初期状態について説明する。初期状態において、第１タンク制御弁ＶＴ１は、閉弁状態となっている。また、各エア機器が動作していない状態での主配管ＴＵ０、その他の枝管、第１蓄圧タンクＴ１内の圧力は０．６ＭＰａに設定されているものとする。なお、以下の説明では、説明を簡潔にするため、第１エア機器Ｍ１が作動するときの、第１枝管ＴＵ１及び第１補助管ＴＵ１１における制御を中心に説明する。実際には、各エア機器が別個に動作し、各枝管において圧力の変動が生じる。このとき、各枝管は相互に影響を与えるものであり、制御部１０は各枝管に対して制御を行う。
【００２４】
まず時刻ｔ１において、第１エア機器Ｍ１の動作が開始すると、第１枝管ＴＵ１の圧力（Ｓ１）が低下し始める。制御部１０は、ステップＳ０１において、圧力Ｓ１が０．５ＭＰａを下回ったか否かを判断する。ここで、圧力値０．５ＭＰａは、流路切替手段に含まれる第１制御弁Ｖ１及び第１補助弁Ｖ１１の作動閾値であり、任意に設定することができる。なお、圧力値０．４ＭＰａは、第１エア機器Ｍ１の作動保障値である。
【００２５】
時刻ｔ２において、Ｓ１が圧力値０．５ＭＰａを下回り、ステップＳ０１でＹｅｓと判断すると、ステップＳ０２、ステップＳ０３へ進む。ステップＳ０２では、第１補助弁Ｖ１１が開弁される。これにより第１蓄圧タンクＴ１から第１補助管ＴＵ１１を通じて圧縮空気が第１エア機器Ｍ１へ供給される。これにより、圧力Ｓ１は、上昇し始める。なお、図３に示すタイムチャートにおいて、破線で示された第１枝管圧力は、瞬間的、局所的に圧力が低下したときに何らの措置も講じられない場合を示している。例えば、隣接する第２エア機器Ｍ２と同時期に大量の空気が消費された場合等に、作動保障値である０．４ＭＰａを下回るおそれがある。第１補助弁Ｖ１１が開弁されることにより、０．４ＭＰａを下回ることは回避される。ステップＳ０３では、第１制御弁Ｖ１が閉弁される。これは、第１制御弁Ｖ１が開弁状態のままであると、第１補助管ＴＵ１１を通じて供給される圧縮空気が、第１合流点Ｐ１を通じて第１枝管ＴＵ１に逆流してしまうため、これを回避するためである。すなわち、主配管ＴＵ０、第１枝管ＴＵ１を通じて圧縮空気が供給される系を遮断し、第１蓄圧タンクＴ１から圧縮空気が供給される系と切り離す。これにより、安定的に、作動保障値以上の圧力を確保することができる。なお、第１制御弁Ｖ１は、第１補助弁Ｖ１１が開弁してから閉弁されることが望ましい。第１補助弁Ｖ１１の開弁に先立って第１制御弁Ｖ１を閉弁すると、第１エア機器Ｍ１に圧縮空気が供給されないタイミングが生じてしまうからである。
【００２６】
ステップＳ０３に引き続き行われるステップＳ０４では、第１タンク圧力センサＳＴ１が示す圧力値ＳＴ１が圧力値０．５８ＭＰａを下回ったか否かを判断する。第１補助弁Ｖ１１が開弁されることにより第１蓄圧タンクＴ１内の圧力ＳＴ１は低下し始める。圧力値０．５８ＭＰａは、第１蓄圧タンクＴ１内の圧力の補充を開始するための閾値である。ステップＳ０４でＮｏと判断したときは、ステップＳ０６へ進む。ステップＳ０４でＹｅｓと判断したときは、ステップＳ０５へ進む。
【００２７】
時刻ｔ３において、ＳＴ１が圧力値０．５８ＭＰａを下回ると、第１タンク制御弁ＶＴ１を開弁する（ステップＳ０５）。このとき、第１タンク制御弁ＶＴ１は、一気に開弁するのではなく、徐々に開度を高めるようにする。このように第１タンク制御弁ＶＴ１を徐々に開弁するのは、一気に第１タンク制御弁ＶＴ１を開弁すると、第１蓄圧タンクＴ１と主配管ＴＵ０とが一つの経路になってしまうため、これを回避する意図である。第１蓄圧タンクＴ１からの圧力供給は、主配管ＴＵ０から分岐した第１枝管ＴＵ１の圧力が低下したときに行われるため、基本的には、主配管ＴＵ０と第１蓄圧タンクＴ１は分離しておきたい。しかしながら、第１蓄圧タンクＴ１内の圧力低下が大きくなると第１蓄圧タンクＴ１から圧力を供給する後の対応に遅れが生じる可能性がある。そこで、徐々にではあるが、第１蓄圧タンクＴ１の圧力を補充する意図である。なお、第１タンク制御弁ＶＴ１が開弁し始めると、第１蓄圧タンクＴ１内の圧力ＳＴ１の低下速度は緩やかになる。
【００２８】
ステップＳ０５又はステップＳ０４に引き続き行われるステップＳ０６では、第１圧力センサＳ１の圧力値が０．５３ＭＰａを上回ったか否かを判断する。すなわち、第１蓄圧タンクＴ１から圧力供給を受けた結果、第１圧力センサＳ１の圧力値が復帰したか否かを判断する。ここで、圧力値０．５３ＭＰａは、圧力の復帰を判定するための閾値の一例である。
【００２９】
時刻ｔ４において圧力値Ｓ１が圧力値０．５３ＭＰａを上回ると、ステップＳ０６でＹｅｓと判断し、ステップＳ０７、ステップＳ０８へ進む。なお、ステップＳ０６でＮｏと判断したときは、ステップＳ０４の処理へ戻る。ステップＳ０７では、第１制御弁Ｖ１が開弁される。これにより、第１枝管ＴＵ１の圧力Ｓ１は急激に０．６ＭＰａに復帰する。なお、実施例１では、このタイミングで第１エア機器Ｍ１の駆動が停止され、空気使用量が一旦０となる。ステップＳ０８では、第１補助弁Ｖ１１が閉弁される。これにより、第１枝管ＴＵ１は、主配管ＴＵ０からの圧力のみが供給される状態に復帰する。第１補助弁Ｖ１１は、第１制御弁Ｖ１が開弁してから閉弁されることが望ましい。第１制御弁Ｖ１の開弁に先立って第１補助弁Ｖ１１を閉弁すると、第１エア機器Ｍ１に圧縮空気が供給されないタイミングが生じてしまうからである。
【００３０】
ステップＳ０８に引き続き行われるステップＳ０９では、第１タンク圧力センサＳＴ１の値が圧力値０．５９ＭＰａを上回ったか否かを判断する。すなわち、第１タンク制御弁ＶＴ１が開弁され、第１蓄圧タンクＴ１内の圧力が復帰したか否かを判断する。ここで、判断の閾値を０．６ＭＰａではなく、０．５９ＭＰａとしているのは、第１タンク制御弁ＶＴ１が作動してから、実際に圧力が０．６ＭＰａまで上昇するまでの遅れを考慮したためである。この圧力値は任意に設定することができる。
【００３１】
時刻ｔ５において、圧力値ＳＴ１が０．５９ＭＰａを上回ると、ステップＳ０９においてＹｅｓと判断し、ステップＳ１０へ進む。一方、ステップＳ０９でＮｏと判断したらステップＳ０９の処理を繰り返す。ステップＳ１０では、第１タンク制御弁ＶＴ１を閉弁する。これにより供給装置１００は、初期の状態に復帰する。
【００３２】
以上説明したように、供給装置１００は、主配管ＴＵ０から分岐する枝管内の圧力が低下したときであっても、即座に補助管を通じて第１蓄圧タンクＴ１から圧力が供給される。これにより、瞬間的、局所的に圧力が低下した場合であっても、エア機器の動作保障値以上の圧力を維持することができる。例えば、複数のエア機器の内、いずれかのエア機器の作動状況によって短時間に大量のエアが消費された場合であっても、他のエア機器、特に隣接するエア機器に供給される圧力の低下を抑制することができる。すなわち、実施例１の供給装置によれば、瞬間的、局所的な圧力低下に対応することができる。また、供給装置１００が備える各管の圧力変動が減少するため、コンプレッサ２０の吐出圧力を低く設定し、すなわち、余裕分を低く見積もって設定しておくことができ、コンプレッサの消費エネルギを低減することができる。
【００３３】
なお、瞬間的、局所的な圧力低下に対応すべく、エア機器毎に、その近傍に蓄圧タンクを設置し、圧力変動を軽減することが考えられる。しかしながら、蓄圧タンクをエア機器毎に設置すると、広範なタンク設置スペースが必要となる。実施例１の供給装置１００であれば、エア機器毎の蓄圧タンクは不要であり、スペース面でも有利である。
【実施例２】
【００３４】
つぎに、実施例２について、図３乃至図６を参照しつつ説明する。実施例２の供給装置２００と実施例１の供給装置１は、主配管ＴＵ０と、これに接続されたコンプレッサ２０、さらには、制御部１０を備える点で共通するが、以下の点で異なる。供給装置２００は、第１枝管ＴＵ１、第２枝管ＴＵ２、第３枝管ＴＵ３に加え、第４枝管ＴＵ４、第５枝管ＴＵ５、第６枝管ＴＵ６を備えている。第４枝管ＴＵ４には第４エア機器Ｍ４が接続されている。第５枝管ＴＵ５には第５エア機器Ｍ５が接続されている。第６枝管ＴＵ６には第６エア機器Ｍ６が接続されている。
【００３５】
また、供給装置２００は、第４合流点Ｐ４で第４枝管ＴＵ４に合流する第４補助管ＴＵ４１、第５合流点Ｐ５で第５枝管ＴＵ５に合流する第５補助管ＴＵ５１、第６合流点Ｐ６で第６枝管ＴＵ６に合流する第６補助管ＴＵ６１を備えている。第４合流点Ｐ４と第４エア機器Ｍ４との間には第４圧力センサＳ４が設けられている。第５合流点Ｐ５と第５エア機器Ｍ５との間には第５圧力センサＳ５が設けられている。第６合流点Ｐ６と第６エア機器Ｍ６との間には第６圧力センサＳ６が設けられている。
【００３６】
第４枝管ＴＵ４の第４合流点Ｐ４よりも上流側には第４制御弁Ｖ４が設けられている。第４補助管ＴＵ４１の第４合流点Ｐ４よりも上流側には、第４補助弁Ｖ４１が設けられている。第５枝管ＴＵ５の第５合流点Ｐ５よりも上流側には第５制御弁Ｖ５が設けられている。第５補助管ＴＵ５１の第５合流点Ｐ５よりも上流側には、第５補助弁Ｖ５１が設けられている。第６枝管ＴＵ６の第６合流点Ｐ６よりも上流側には第６制御弁Ｖ６が設けられている。第６補助管ＴＵ６１の第６合流点Ｐ６よりも上流側には、第６補助弁Ｖ６１が設けられている。
【００３７】
供給装置２００は、補助管ＴＵ４１、補助管ＴＵ５１、補助管ＴＵ６１へ空気を圧送する第２圧縮空気供給手段の一例である第２蓄圧タンクＴ２をさらに備えている。第２蓄圧タンクＴ２は、コンプレッサ２０から圧縮空気が供給される。具体的に、供給装置２００は、第２タンク接続管ＴＵ１０２を介して主配管ＴＵ０と接続された第２蓄圧タンクＴ２を備えている。第２タンク接続管ＴＵ１０２は、主配管ＴＵ０から第２蓄圧タンクＴ２への空気の流入を制御するタンク制御弁に相当する第２タンク制御弁ＶＴ２を備えている。第２蓄圧タンクＴ２には、第４補助管ＴＵ４１、第５補助管ＴＵ５１、第６補助管ＴＵ６１が接続されている。第２蓄圧タンクＴ２には、その内部の圧力を測定する第２タンク圧力センサＳＴ２が設けられている。
【００３８】
第１蓄圧タンクＴ１と第２蓄圧タンクＴ２とは、タンク連通管ＴＵ１１０によって接続されている。タンク連通管ＴＵ１１０には、タンク連通制御弁ＶＶＴ１が設けられている。
【００３９】
このように、供給装置２００は、恰も実施例１の供給装置１００を二つ組み合わせ、第１蓄熱タンクＴ１と第２蓄熱タンクＴ２をタンク連通管ＴＵ１１０で接続した構成となっている。ただし、供給装置２００のループ状配管である主配管ＴＵ０は、短絡管ＴＵ１２０を備えている。短絡管ＴＵ１２０は主配管ＴＵ０のループの途中で短絡させる配管である。短絡管ＴＵ１２０は、主配管ＴＵ０内の圧力勾配をできるだけ低下させるために効果的である。実施例２では、一本の短絡管が設けられているが、さらに多くの短絡管を配置し、網目状の配管経路を構築することも可能である。
【００４０】
供給装置２００が備える制御部１０は、各圧力センサ、各制御弁、各補助弁、さらには各エア機器と電気的に接続されており、供給装置２００の統合的な制御を行う。この点は、実施例１の場合と同様である。なお、実施例１の供給装置１００と共通する要素については、図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４１】
つぎに、以上のような供給装置２００の動作につき、図５に示すフロー図、図６に示すタイムチャートを参照しつつ説明する。まず、制御が開始される前の初期状態について説明する。初期状態において、第１タンク制御弁ＶＴ１及び第２タンク制御弁ＶＴ２、タンク連通制御弁ＶＴＴ１は、閉弁状態となっている。また、各エア機器が動作していない状態での主配管ＴＵ０、その他の枝管、第１蓄圧タンクＴ１内、第２蓄圧タンクＴ２内の圧力は０．６ＭＰａに設定されているものとする。なお、以下の説明では、説明を簡潔にするため、第１エア機器Ｍ１が作動するときの、第１枝管ＴＵ１及び第１補助管ＴＵ１１における制御を中心に説明する。実際には、各エア機器が別個に動作し、各枝管において圧力の変動が生じる。このとき、各枝管は相互に影響を与えるものであり、制御部１０は各枝管に対して制御を行う。
【００４２】
まず時刻ｔ１１において、第１エア機器Ｍ１の動作が開始すると、第１枝管の圧力（Ｓ１）が低下し始める。制御部１０は、ステップＳ１１において、圧力Ｓ１が０．５ＭＰａを下回ったか否かを判断する。ここで、圧力値０．５ＭＰａは、流路切替手段に含まれる第１制御弁Ｖ１及び第１補助弁Ｖ１１の作動閾値であり、任意に設定することができる。なお、圧力値０．４ＭＰａは、第１エア機器Ｍ１の作動保障値である。
【００４３】
時刻ｔ１２において、Ｓ１が０．５ＭＰａを下回り、ステップＳ１１でＹｅｓと判断すると、ステップＳ１２、ステップＳ１３へ進む。ステップＳ１２では、第１補助弁Ｖ１１が開弁される。これにより第１蓄圧タンクＴ１から第１補助管ＴＵ１１を通じて圧縮空気が第１エア機器Ｍ１へ供給される。これにより、圧力Ｓ１は、上昇し始める。第１補助弁Ｖ１１が開弁されることにより、エア機器Ｍ１の作動保障値である０．４ＭＰａを下回ることは回避される。ステップＳ１３では、第１制御弁Ｖ１が閉弁される。これは、第１制御弁Ｖ１が開弁状態のままであると、第１補助管ＴＵ１１を通じて供給される圧縮空気が、第１合流点Ｐ１を通じて第１枝管ＴＵ１に逆流してしまうため、これを回避するためである。すなわち、主配管ＴＵ０、第１枝管ＴＵ１を通じて圧縮空気が供給される系を遮断し、第１蓄圧タンクＴ１から圧縮空気が供給される系と切り離す。これにより、安定的に、作動保障値以上の圧力を確保することができる。なお、第１制御弁Ｖ１は、第１補助弁Ｖ１１が開弁してから閉弁されることが望ましい。第１補助弁Ｖ１１の開弁に先立って第１制御弁Ｖ１を閉弁すると、第１エア機器Ｍ１に圧縮空気が供給されないタイミングが生じてしまうからである。
【００４４】
ステップＳ１３に引き続き行われるステップＳ１４では、第１タンク圧力センサＳＴ１が示す圧力値ＳＴ１が圧力値０．５８ＭＰａを下回ったか否かを判断する。第１補助弁Ｖ１１が開弁されることにより第１蓄圧タンクＴ１内の圧力ＳＴ１は低下し始める。圧力値０．５８ＭＰａは、第１蓄圧タンクＴ１内の圧力の補充を開始するための閾値である。ステップＳ１４でＮｏと判断したときは、ステップＳ２０へ進む。ステップＳ１４でＹｅｓと判断したときは、ステップＳ１５へ進む。
【００４５】
時刻ｔ１３において、ＳＴ１が圧力値０．５８ＭＰａを下回ると、第１タンク制御弁ＶＴ１を開弁する（ステップＳ１５）。このとき、第１タンク制御弁ＶＴ１は、一気に開弁するのではなく、徐々に開度を高めるようにする。このように第１タンク制御弁ＶＴ１を徐々に開弁するのは、一気に第１タンク制御弁ＶＴ１を開弁すると、第１蓄圧タンクＴ１と主配管ＴＵ０とが一つの経路になってしまうため、これを回避する意図である。第１蓄圧タンクＴ１からの圧力供給は、主配管ＴＵ０から分岐した第１枝管ＴＵ１の圧力が低下したときに行われるため、基本的には、主配管ＴＵ０と第１蓄圧タンクＴ１は分離しておきたい。しかしながら、第１蓄圧タンクＴ１内の圧力低下が大きくなると第１蓄圧タンクＴ１から圧力を供給する後の対応に遅れが生じる可能性がある。そこで、徐々にではあるが、第１蓄圧タンクＴ１の圧力を補充する意図である。なお、第１タンク制御弁ＶＴ１が開弁し始めると、第１蓄圧タンクＴ１内の圧力ＳＴ１の低下速度は緩やかになる。
【００４６】
ステップＳ１５に引き続き行われるステップＳ１６では、第１タンク圧力センサＳＴ１の圧力値が０．５３ＭＰａを下回ったか否かを判断する。すなわち、第１蓄圧タンクＴ１が第１エア機器Ｍ１に圧力を供給し続けた結果、第１蓄圧タンクＴ１内の圧力が低下し続けているか否かを判断する。ここで、圧力値０．５３ＭＰａは、圧力の低下継続を判定するための閾値の一例である。
【００４７】
時刻ｔ１４において圧力値ＳＴ１が圧力値０．５３ＭＰａを下回ると、ステップＳ１６でＹｅｓと判断し、ステップＳ１７へ進む。なお、ステップＳ１６でＮｏと判断したときは、ステップＳ２０へ進む。ステップＳ１７では、タンク連通制御弁ＶＶＴ１が開弁される。これにより、第１蓄圧タンクＴ１と第２蓄圧タンクＴ２とは、連通状態となる。これにより、第１蓄圧タンクＴ１内の圧力ＳＴ１は上昇に転じ、一方、第２蓄圧タンクＴ２内の圧力ＳＴ２は、低下し始める。
【００４８】
ステップＳ１７に引き続き行われるステップＳ１８では、第２タンク圧力センサＳＴ２が示す圧力値ＳＴ２が圧力値０．５８ＭＰａを下回ったか否かを判断する。タンク連通制御弁ＶＶＴ１が開弁されることにより第２蓄圧タンクＴ２内の圧力ＳＴ２は低下し始める。圧力値０．５８ＭＰａは、第２蓄圧タンクＴ２内の圧力の補充を開始するための閾値である。ステップＳ１８でＮｏと判断したときは、ステップＳ２０へ進む。ステップＳ１８でＹｅｓと判断したときは、ステップＳ１９へ進む。
【００４９】
時刻ｔ１５において、ＳＴ２が圧力値０．５８ＭＰａを下回ると、第２タンク制御弁ＶＴ２を開弁する（ステップＳ１９）。このとき、第２タンク制御弁ＶＴ２は、一気に開弁するのではなく、徐々に開度を高めるようにする。このように第２タンク制御弁ＶＴ２を徐々に開弁するのは、一気に第２タンク制御弁ＶＴ２を開弁すると、第１２圧タンクＴ２と主配管ＴＵ０とが一つの経路になってしまうため、これを回避する意図である。第２蓄圧タンクＴ２からの圧力供給は、主配管ＴＵ０から分岐した第１枝管ＴＵ１の圧力が低下したときに行われるため、基本的には、主配管ＴＵ０と第２蓄圧タンクＴ２は分離しておきたい。しかしながら、第２蓄圧タンクＴ２内の圧力低下が大きくなると第２蓄圧タンクＴ２から圧力を供給する後の対応に遅れが生じる可能性がある。そこで、徐々にではあるが、第２蓄圧タンクＴ２の圧力を補充する意図である。
【００５０】
ステップＳ１９又はステップＳ１４、Ｓ１６、Ｓ１８に引き続き行われるステップＳ２０では、第１圧力センサＳ１の圧力値が０．５３ＭＰａを上回ったか否かを判断する。すなわち、第１蓄圧タンクＴ１、さらには、第２蓄圧タンクＴ２から圧力供給を受けた結果、第１圧力センサＳ１の圧力値が復帰したか否かを判断する。ここで、圧力値０．５３ＭＰａは、圧力の復帰を判定するための閾値の一例である。
【００５１】
時刻ｔ１６において圧力値Ｓ１が圧力値０．５３ＭＰａを上回ると、ステップＳ２０でＹｅｓと判断し、ステップＳ２１、ステップＳ２２へ進む。なお、ステップＳ２０でＮｏと判断したときは、ステップＳ１４の処理へ戻る。ステップＳ２１では、第１制御弁Ｖ１が開弁される。これにより、第１枝管ＴＵ１の圧力Ｓ１は急激に０．６ＭＰａに復帰する。なお、実施例２では、このタイミングで第１エア機器Ｍ１の駆動が停止され、空気使用量が一旦０となる。ステップＳ２２では、第１補助弁Ｖ１１が閉弁される。これにより、第１枝管ＴＵ１は、主配管ＴＵ０からの圧力のみが供給される状態に復帰する。第１補助弁Ｖ１１は、第１制御弁Ｖ１が開弁してから閉弁されることが望ましい。第１制御弁Ｖ１の開弁に先立って第１補助弁Ｖ１１を閉弁すると、第１エア機器Ｍ１に圧縮空気が供給されないタイミングが生じてしまうからである。
【００５２】
ステップＳ２２に引き続き行われるステップＳ２３では、タンク連通制御弁ＶＴＴ１を閉弁する。これにより、第１蓄圧タンクＴ１と第２蓄圧タンクＴ２との連通が遮断される。このステップＳ２２の処理は、ステップＳ２１の措置又はステップＳ２２の措置と同時、または、これらの措置に先立って行ってもよい。
【００５３】
第１補助弁Ｖ１１が閉弁されることにより、第１蓄圧タンクＴ１内の圧力ＳＴ１は上昇に転じる。また、タンク連通制御弁ＶＴＴ１が閉弁されることにより、第２蓄圧タンクＴ２内の圧力ＳＴ２は上昇に転じる。
【００５４】
ステップＳ２３に引き続き行われるステップＳ２４では、第１タンク圧力センサＳＴ１の値が圧力値０．５９ＭＰａを上回ったか否かを判断する。すなわち、第１タンク制御弁ＶＴ１が開弁され、第１蓄圧タンクＴ１内の圧力が復帰したか否かを判断する。ここで、判断の閾値を０．６ＭＰａではなく、０．５９ＭＰａとしているのは、第１タンク制御弁ＶＴ１が作動してから、実際に圧力が０．６ＭＰａまで上昇するまでの遅れを考慮したためである。この圧力値は任意に設定することができる。
【００５５】
時刻ｔ１７において、圧力値ＳＴ１が圧力値０．５９ＭＰａを上回ると、ステップＳ２４においてＹｅｓと判断し、ステップＳ２５へ進む。一方、ステップＳ２４でＮｏと判断したらステップＳ２４の処理を繰り返す。ステップＳ２５では、第１タンク制御弁ＶＴ１を閉弁する。なお、実施例２では、第１タンク制御弁ＶＴ１の反応速度及び圧力の上昇速度を考慮して、時刻ｔ１７よりも僅かに遅らせて閉弁指令を出すようにしている。この遅れ時間は、調整することができる。
【００５６】
ステップＳ２５に引き続き行われるステップＳ２６では、第２タンク圧力センサＳＴ２の値が圧力値０．５９ＭＰａを上回ったか否かを判断する。すなわち、第２タンク制御弁ＶＴ２が開弁され、第２蓄圧タンクＴ２内の圧力が復帰したか否かを判断する。ここで、判断の閾値を０．６ＭＰａではなく、０．５９ＭＰａとしているのは、第１タンク制御弁ＶＴ２が作動してから、実際に圧力が０．６ＭＰａまで上昇するまでの遅れを考慮したためである。この圧力値は任意に設定することができる。
【００５７】
時刻ｔ１８において、圧力値ＳＴ２が圧力値０．５９ＭＰａを上回ると、ステップＳ２６においてＹｅｓと判断し、ステップＳ２７へ進む。一方、ステップＳ２６でＮｏと判断したらステップＳ２６の処理を繰り返す。ステップＳ２７では、第２タンク制御弁ＶＴ２を閉弁する。これにより供給装置２００は、初期の状態に復帰する。なお、実施例２では、第１タンク制御弁ＶＴ１の反応速度及び圧力の上昇速度を考慮して、時刻ｔ１８よりも僅かに遅らせて閉弁指令を出すようにしている。この遅れ時間は、調整することができる。
【００５８】
以上説明したように、供給装置２００は、主配管ＴＵ０から分岐する枝管内の圧力が低下したときであっても、即座に補助管を通じて第１蓄圧タンクＴ１から圧力が供給される。さらに、第１蓄圧タンクＴ１の圧力が低下したときであっても、即座にタンク連通間ＴＵ１１０を通じて第２蓄圧タンクＴ２から圧力が供給される。これにより、瞬間的、局所的に圧力が低下した場合であっても、エア機器の動作保障値以上の圧力を維持することができる。すなわち、実施例１の供給装置によれば、瞬間的、局所的な圧力低下に対応することができる。
【００５９】
また、複数の蓄圧室タンクを備えることにより、供給装置２００が配置される敷地が広範な場合に、有利となる。すなわち、蓄圧室タンクとエア機器との距離が離れていると、圧損が生じ、反応速度も悪化するが、複数の蓄圧室タンクを設け、敷地内に適切に配置することにより、圧損を低減し、効率よく圧縮空気を供給することができる。
【００６０】
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【００６１】
例えば、上記の例では、第１圧縮空気供給手段と、第２圧縮空気供給手段を備えているが、さらに他の圧縮空気供給手段を備えることもできる。
【符号の説明】
【００６２】
１０  制御部                    ２０  コンプレッサ
ＳＴ１  第１タンク圧力センサ    ＳＴ２  第２タンク圧力センサ
Ｓ１  第１圧力センサ            Ｓ２  第２圧力センサ
Ｓ３  第３圧力センサ            Ｔ１  第１蓄圧タンク
Ｔ２  第２蓄圧タンク            Ｖ１  第１制御弁
Ｖ１１  第１補助弁              Ｖ２  第２制御弁
Ｖ２１  第２補助弁              Ｖ３  第３制御弁
Ｖ３１  第３補助弁              ＶＴ１  第１タンク制御弁
ＶＴ２  第２タンク制御弁        ＶＴＴ１  タンク連通制御弁
１００、２００  供給装置
ＴＵ０  主配管                  ＴＵ１  第１枝管
ＴＵ１１  第１補助管            ＴＵ２  第２枝管
ＴＵ２１  第２補助管            ＴＵ３  第３枝管
ＴＵ３１  第３補助管            ＴＵ１０１  第１タンク接続管
ＴＵ１０２  第２タンク接続管    ＴＵ１１０  タンク連通管
ＴＵ１２０  短絡管              Ｍ１  第１エア機器
Ｍ２  第２エア機器              Ｍ３  第３エア機器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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