(57)【要約】【課題】省エネ効果を高めながらハンチングを防止することができる圧縮空気製造設備を提供する。【解決手段】変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂ及び定速用空気圧縮機１Ｃ，１Ｄ，１Ｅと、空気圧縮機１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅから吐出された圧縮空気を貯留する空気槽２と、空気槽２内の圧力を検出する圧力センサ３と、圧力センサ３で検出された圧力に応じて、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂの総吐出空気量を可変制御するとともに、定速用空気圧縮機の運転台数を制御する台数制御部４とを備える。台数制御部４は、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂ及び定速用空気圧縮機を運転させている場合に、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂの総吐出空気量が設定値Ｑ１以下であるかどうかを判定し、その判定を満たす継続時間が所定時間Ｔ１に達したときに、定速用空気圧縮機の運転台数を減少させる。【選択図】図４
2014238015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機本体、前記圧縮機本体を駆動する電動モータ、及び前記電動モータを制御するモータ制御部をそれぞれ備え、２台の変速用空気圧縮機及び少なくとも１台の定速用空気圧縮機を構成する少なくとも３台の空気圧縮機と、
前記空気圧縮機から吐出された圧縮空気を貯留する空気槽と、
前記空気槽内の圧力を検出する圧力検出部と、
前記圧力検出部で検出された圧力に応じて、前記２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量を可変制御するとともに、前記圧力検出部で検出された圧力及び前記２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量に応じて、前記定速用空気圧縮機の運転台数を制御する台数制御部とを備え、
前記２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量の上限値が、前記２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量の下限値と前記１台の定速用空気圧縮機の吐出空気量との総和より大きくなるように構成された圧縮空気製造設備であって、
前記台数制御部は、前記２台の変速用空気圧縮機及び前記定速用空気圧縮機を運転させている場合に、前記２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量が、前記２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量の上限値から前記１台の定速用空気圧縮機の吐出空気量を差し引いた値に対して１００％〜９０％の範囲内となるように且つ前記２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量の下限値以上となるように予め設定された設定値以下であるかどうかを判定し、その判定を満たす継続時間が予め設定された設定時間に達したときに、前記定速用空気圧縮機の運転台数を減少させることを特徴とする圧縮空気製造設備。
【請求項２】
請求項１記載の圧縮空気製造設備において、
前記台数制御部は、前記２台の変速用空気圧縮機のみを運転させている場合に、前記２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量が、前記２台の変速用空気圧縮機のうちの一方の変速用空気圧縮機の吐出空気量の上限値に対して１００％〜９０％の範囲内となるように且つ前記２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量の下限値以上となるように予め設定された設定値以下であるかどうかを判定し、その判定を満たす継続時間が予め設定された設定時間に達したときに、前記２台の変速用空気圧縮機のうちの他方の変速用空気圧縮機を停止させることを特徴とする圧縮空気製造設備。
【請求項３】
請求項２記載の圧縮空気製造設備において、
前記台数制御部は、前記２台の変速用空気圧縮機を停止させている状態で、前記圧力検出部で検出された圧力が予め設定された下限値未満である場合に、まず１台目の変速用空気圧縮機を起動し、その後、所定時間が経過しても、前記圧力検出部で検出された圧力が前記下限値未満である場合に、２台目の変速用空気圧縮機を起動することを特徴とする圧縮空気製造設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の変速用空気圧縮機と少なくとも１台の定速用空気圧縮機を備えた圧縮空気製造設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２台の変速用空気圧縮機（インバータコンプレッサ）と、複数台の定速用空気圧縮機（定速コンプレッサ）と、これら変速用空気圧縮機及び定速用空気圧縮機から吐出された圧縮空気を貯留する空気槽（圧力タンク）と、この空気槽内の圧力を検出する圧力検出部（圧力センサ）と、この圧力検出部で検出された圧力に応じて、２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量を可変制御するとともに、定速用空気圧縮機の運転台数を制御する台数制御部（台数制御手段）とを備えた圧縮空気製造設備が開示されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の圧縮空気製造設備では、２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量の最大値が、１台の定速用空気圧縮機の吐出空気量（１００％）に対して２倍（２００％）となっている。また、各変速用空気圧縮機の吐出空気量の可変範囲が３０％〜１００％となっている。すなわち、不安定な３０％未満の領域を使用しないようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−４８７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の圧縮空気製造設備では、空気槽内の圧力の下降・上昇、すなわち使用空気量の増加・減少に応じて、２台の変速用空気圧縮機の回転数を可変制御して、２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量を可変制御している。そして、例えば各変速用空気圧縮機の回転数を上昇させて上限値まで達した場合（言い換えれば、各変速用空気圧縮機の吐出空気量を増加させて上限値まで達した場合）は、停止中又はアンロード中の１台の定速用空気圧縮機を運転状態（オンロード状態）に切り替えて、定速用空気圧縮機の運転台数（言い換えれば、圧縮空気を吐出している定速用空気圧縮機の台数）を増加させるようになっている。
【０００６】
一方、例えば各変速用空気圧縮機の回転数を下降させて下限値まで達した場合（言い換えれば、各変速用空気圧縮機の吐出空気量を減少させて下限値まで達した場合）は、運転中（オンロード中）の１台の定速用空気圧縮機をアンロード状態に切り替えて、定速用空気圧縮機の運転台数を減少させるようになっている。具体的には、例えば、一方の変速用空気圧縮機の吐出空気量３０％、他方の変速用空気圧縮機の吐出空気量３０％、１台の定速用空気圧縮機の吐出空気量１００％の運転状態から、一方の変速用空気圧縮機の吐出空気量８０％、他方の変速用空気圧縮機の吐出空気量８０％、１台の定速用空気圧縮機の吐出空気量０％の運転状態に切り替える。その後、空気槽内の圧力が所定の条件であることを満たしつつ所定時間が経過したら、アンロード中の定速用空気圧縮機を停止状態に切り替えるようになっている。
【０００７】
ところで、空気圧縮機は、一般的に、高回転領域（詳細には、回転数の上限値である定格回転数の付近）で高効率となるように設計されている。そのため、各変速用空気圧縮機の回転数が下限値まで達しなくとも、すなわち各変速用空気圧縮機の吐出空気量が下限値まで達しなくとも、定速用空気圧縮機の運転台数を減少させることが考えられる。具体的には、例えば、一方の変速用空気圧縮機の吐出空気量５０％、他方の変速用空気圧縮機の吐出空気量５０％、１台の定速用空気圧縮機の吐出空気量１００％の運転状態から、一方の変速用空気圧縮機の吐出空気量１００％、他方の変速用空気圧縮機の吐出空気量１００％、１台の定速用空気圧縮機の吐出空気量０％の運転状態に切り替える。あるいは、例えば、一方の変速用空気圧縮機の吐出空気量４５％、他方の変速用空気圧縮機の吐出空気量４５％、１台の定速用空気圧縮機の吐出空気量１００％の運転状態から、一方の変速用空気圧縮機の吐出空気量９５％、他方の変速用空気圧縮機の吐出空気量９５％、１台の定速用空気圧縮機の吐出空気量０％に切り替える。このように変速用空気圧縮機が高回転領域となるように切り替えれば、省エネ効果を高めることが可能である。しかし、その場合、使用空気量の増減に応じて空気圧縮機の運転台数の切り替えが頻繁になりやすい（いわゆるハンチング）という別の課題が生じる。
【０００８】
本発明は、上記事柄に鑑みてなされたものであり、その目的は、省エネ効果を高めながらハンチングを防止することができる圧縮空気製造設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、圧縮機本体、前記圧縮機本体を駆動する電動モータ、及び前記電動モータを制御するモータ制御部をそれぞれ備え、２台の変速用空気圧縮機及び少なくとも１台の定速用空気圧縮機を構成する少なくとも３台の空気圧縮機と、前記空気圧縮機から吐出された圧縮空気を貯留する空気槽と、前記空気槽内の圧力を検出する圧力検出部と、前記圧力検出部で検出された圧力に応じて、前記２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量を可変制御するとともに、前記圧力検出部で検出された圧力及び前記２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量に応じて、前記定速用空気圧縮機の運転台数を制御する台数制御部とを備え、前記２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量の上限値が、前記２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量の下限値と前記１台の定速用空気圧縮機の吐出空気量との総和より大きくなるように構成された圧縮空気製造設備であって、前記台数制御部は、前記２台の変速用空気圧縮機及び前記定速用空気圧縮機を運転させている場合に、前記２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量が、前記２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量の上限値から前記１台の定速用空気圧縮機の吐出空気量を差し引いた値に対して１００％〜９０％の範囲内となるように且つ前記２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量の下限値以上となるように予め設定された設定値以下であるかどうかを判定し、その判定を満たす継続時間が予め設定された設定時間に達したときに、前記定速用空気圧縮機の運転台数を減少させる。
【００１０】
このように本発明においては、定速用空気圧縮機の運転台数減少条件の一つとして、２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量が設定値（詳細には、２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量の上限値から１台の定速用空気圧縮機の吐出空気量を差し引いた値に対して１００％〜９０％の範囲内となるように且つ２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量の下限値以上となるように予め設定された値）以下であるかどうかを判定している。具体例の一つとして、２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量の上限値が２００％（詳細には、一方の変速用空気圧縮機の吐出空気量の上限値が１００％、他方の変速用空気圧縮機の吐出空気量の上限値が１００％）、その下限値が６０％であって、１台の定速用空気圧縮機の吐出空気量が１００％である場合に、２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量が設定値（１００％）以下であるかどうかを判定する。この条件により、例えば、一方の変速用空気圧縮機の吐出空気量５０％、他方の変速用空気圧縮機の吐出空気量５０％、１台の定速用空気圧縮機の吐出空気量１００％の運転状態から、一方の変速用空気圧縮機の吐出空気量１００％、他方の変速用空気圧縮機の吐出空気量１００％、１台の定速用空気圧縮機の吐出空気量０％の運転状態に切り替えるようになる。また、他の具体例として、２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量の上限値が２００％（詳細には、一方の変速用空気圧縮機の吐出空気量の上限値が１００％、他方の変速用空気圧縮機の吐出空気量の上限値が１００％）、その下限値が６０％であって、１台の定速用空気圧縮機の吐出空気量が１００％である場合に、２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量が設定値（９０％）以下であるかどうかを判定する。この条件により、例えば、一方の変速用空気圧縮機の吐出空気量４５％、他方の変速用空気圧縮機の吐出空気量４５％、１台の定速用空気圧縮機の吐出空気量１００％の運転状態から、一方の変速用空気圧縮機の吐出空気量９５％、他方の変速用空気圧縮機の吐出空気量９５％、１台の定速用空気圧縮機の吐出空気量０％の運転状態に切り替えるようになる。したがって、定速用空気圧縮機の運転台数を減少させる場合に、変速用空気圧縮機が高回転領域に切り替えられるので、省エネ効果を高めることができる。
【００１１】
また、２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量が設定値以下であるという条件を満たした直後ではなく、その条件を満たす継続時間が設定時間に達したときに、定速用空気圧縮機の運転台数を減少させている。すなわち、瞬間的に、２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量が設定値以下となっても、定速用空気圧縮機の運転台数を減少させない。したがって、ハンチングを防止することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、省エネ効果を高めながらハンチングを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態における圧縮空気製造設備の構成例を表す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態における空気圧縮機の運転台数の増加に係わる制御処理例の内容を表すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態における空気圧縮機の運転台数の減少に係わる制御処理例の内容を表すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態における使用空気量が一定比率で減少した場合の動作例を説明するためのタイムチャートである。
【図５】本発明の第１の変形例における空気圧縮機の運転台数の減少に係わる制御処理内容を表すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の変形例における使用空気量が一定比率で減少した場合の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図７】本発明の第２の変形例における空気圧縮機の運転台数の増加に係わる制御処理内容を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態における圧縮空気製造設備の構成を表す概略図である。なお、この図１において、実線の矢印は圧縮空気の流れを示し、破線の矢印は電気信号の流れを示している。
【００１６】
本実施形態の圧縮空気製造設備は、５台の空気圧縮機１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ）と、これら空気圧縮機１Ａ〜１Ｅから吐出された圧縮空気を貯留する空気槽２と、この空気槽２内の圧力を検出する圧力センサ３（圧力検出部）と、空気圧縮機の運転台数等を制御する台数制御部４とを備えている。
【００１７】
空気圧縮機（圧縮機ユニット）１Ａ〜１Ｅは、それぞれ、圧縮機本体５と、この圧縮機本体５を駆動する電動モータ６と、この電動モータ６を制御するモータ制御部７と、圧縮機本体５の吐出側に設けられた逆止弁８と、この逆止弁８の下流側に設けられた圧力センサ９とを備えている。圧力センサ９は、圧縮機本体５から吐出された圧縮空気の圧力を検出し、その検出信号をモータ制御部７へ出力するようになっている。なお、圧力センサ９は、後述する空気圧縮機の運転台数制御を行わずに空気圧縮機を単独で運転させる場合や、空気圧縮機に保護機能を付加する場合等に用いるものであり、各空気圧縮機に備えられていなくともよい。
【００１８】
空気圧縮機１Ａ〜１Ｅのモータ制御部７は、電動モータ６の回転数を可変制御する機能（インバータ）を有している。すなわち、空気圧縮機１Ａ〜１Ｅは、変速用空気圧縮機又は定速用空気圧縮機として用いることが可能であり、各空気圧縮機の吐出空気量の最大値（１００％）が同じである。そして、本実施形態では、定速用空気圧縮機として運転させる場合に、その吐出空気量が１００％となるようになっている。一方、変速用空気圧縮機として運転させる場合に、その吐出空気量が下限値（３０％）から上限値（１００％）までの範囲内で可変されるようになっている。なお、以降、吐出空気量（及び使用空気量）は、１台の定速用空気圧縮機の吐出空気量を基準（１００％）にした相対値で表す。
【００１９】
台数制御部４は、空気圧縮機１Ａ〜１Ｅのうちの２台を変速用空気圧縮機として選択するとともに、残りの３台を定速用空気圧縮機として選択するように切り替え可能としている。具体的には、例えば、２台の変速用空気圧縮機を運転させている状態で、１台の定速用空気圧縮機を起動させる場合に、運転中の１台の変速用空気圧縮機を定速用空気圧縮機に切り替え、停止中の１台の空気圧縮機を変速用空気圧縮機として起動させてもよい。また、例えば２台の変速用空気圧縮機及び少なくとも１台の定速用空気圧縮機を運転させている状態で、１台の定速用空気圧縮機を停止させたい場合に、運転中の１台の変速用空気圧縮機を停止させ、運転中の１台の定速用空気圧縮機を変速用空気圧縮機に切り替えてもよい。あるいは、例えば定期的に切り替えてもよい。このような切り替えにより、空気圧縮機１Ａ〜１Ｅの運転時間の平準化が図れるようになっている。なお、以降、便宜上、空気圧縮機１Ａ，１Ｂが変速用空気圧縮機として選択され、空気圧縮機１Ｃ，１Ｄ，１Ｅが定速用空気圧縮機として選択された場合を例にとって説明する。
【００２０】
台数制御部４は、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂのモータ制御部７から運転・停止・吐出空気量に係わる情報（詳細には、例えばインバータの駆動周波数又は電動モータ６の回転数）が入力される。また、定速用空気圧縮機１Ｃ，１Ｄ，１Ｅのモータ制御部７から運転・停止に係わる情報が入力される。また、圧力センサ３で検出された空気槽２内の圧力が入力される。なお、空気槽２内の圧力に対する目標値（目標圧力）Ｐｍ、上限値（上限圧力）Ｐｕ、及び下限値（下限圧力）Ｐｄは、入力部（図示せず）から入力されて予め設定されている（なお、本実施形態では、Ｐｄ＜Ｐｍ＜Ｐｕ）。また、後述するハンチング防止のための設定時間Ｔ１も、入力部から入力されて予め設定されている。なお、この設定時間は、設備構成や圧縮空気の使用パターンに応じて任意に設定されるものである。
【００２１】
そして、台数制御部４は、圧力センサ３で検出された圧力に応じて、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂの総吐出空気量を可変制御するようになっている。すなわち、圧力センサ３で検出された圧力と目標値Ｐｍとの偏差に基づきＰＩＤ演算を行い、その演算値に基づいた回転数指令を変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂのモータ制御部７へ出力する。変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂのモータ制御部７は、この回転数指令に応じて電動モータ６の回転数すなわち吐出空気量を可変制御する。その結果、変速空気圧縮機１Ａ，１Ｂの総吐出空気量は、下限値（６０％）から上限値（２００％）までの範囲内で可変されるようになっている。
【００２２】
また、台数制御部４は、圧力センサ３で検出された圧力及び変速空気圧縮機１Ａ，１Ｂの総吐出空気量に応じて、定速用空気圧縮機の運転台数を制御するようになっている（詳細は後述）。なお、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂの総吐出空気量の上限値（２００％）は、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂの総吐出空気量の下限値（６０％）と１台の定速用空気圧縮機の吐出空気量（１００％）との総和（１６０％）より大きくなるように構成されている。これにより、設備全体の総吐出空気量を６０％から５００％まで連続的に可変制御可能としている。したがって、後述の図４で示すように、定速用空気圧縮機の運転台数を減少させる場合に、空気槽２内の圧力の上昇を抑えることができ、省エネ効果が得られるようになっている。
【００２３】
次に、本実施形態における空気圧縮機の運転台数制御を、空気圧縮機の運転台数を増加させる場合と減少させる場合に大別して説明する。図２は、本実施形態における空気圧縮機の運転台数の増加に係わる制御処理内容を表すフローチャートである。
【００２４】
ステップ１０において、台数制御部４は、空気圧縮機の運転台数増加条件が成立するかどうかを判定する。詳細には、例えば圧力センサ３で検出された圧力が下限値Ｐｄ未満であるかどうかを判定する。運転台数増加条件が成立しない場合（すなわち、圧力センサ３で検出された圧力が下限値Ｐｄ以上である場合）は、ステップ１０の判定が満たされず、この判定が繰り返される。一方、運転台数増加条件が成立する場合（すなわち、設備全体の総吐出空気量が不足して、圧力センサ３で検出された圧力が下限値Ｐｄ未満である場合）は、ステップ１０の判定が満たされ、ステップ２０に移る。
【００２５】
ステップ２０では、台数制御部４は、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂを停止させているかどうかを判定する。例えば変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂ（及び定速用空気圧縮機１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ）を停止させていれば、ステップ２０の判定が満たされ、ステップ３０に移る。ステップ３０では、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂのモータ制御部７へ運転指令を出力する。変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂのモータ制御部７は、運転指令に応じて電動モータ６すなわち圧縮機本体５を起動する。
【００２６】
そして、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂを起動させて所定時間が経過してから、再び、ステップ１０に進み、空気圧縮機の運転台数増加条件が成立するかどうかを判定する。運転台数増加条件が成立しない場合は、ステップ１０の判定が満たされず、この判定が繰り返される。一方、運転台数増加条件が成立する場合は、ステップ１０の判定が満たされ、ステップ２０に移る。そして、例えば上述したように変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂを運転させていれば、ステップ２０の判定が満たされず、ステップ４０に移る。ステップ４０では、定速用空気圧縮機１Ｃのモータ制御部７へ運転指令を出力して、定速用空気圧縮機１Ｃを起動させる。
【００２７】
そして、定速用空気圧縮機１Ｃを起動させて所定時間が経過してから、再び、ステップ１０に進み、空気圧縮機の運転台数増加条件が成立するかどうかを判定する。運転台数増加条件が成立しない場合は、ステップ１０の判定が満たされず、この判定が繰り返される。一方、運転台数増加条件が成立する場合は、ステップ１０の判定が満たされ、ステップ２０に移る。そして、例えば上述したように変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂ及び定速用空気圧縮機１Ｃを運転させていれば、ステップ２０の判定が満たされず、ステップ４０に移る。ステップ４０では、定速用空気圧縮機１Ｄのモータ制御部７に運転指令を出力して、定速用空気圧縮機１Ｄを起動させる。
【００２８】
そして、定速用空気圧縮機１Ｄを起動させて所定時間が経過してから、再び、ステップ１０に進み、空気圧縮機の運転台数増加条件が成立するかどうかを判定する。運転台数増加条件が成立しない場合は、ステップ１０の判定が満たされず、この判定が繰り返される。一方、運転台数増加条件が成立する場合は、ステップ１０の判定が満たされ、ステップ２０に移る。そして、例えば上述したように変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂ及び定速用空気圧縮機１Ｃ，１Ｄを運転させていれば、ステップ２０の判定が満たされず、ステップ４０に移る。ステップ４０では、定速用空気圧縮機１Ｅのモータ制御部７に運転指令を出力して、定速用空気圧縮機１Ｅを起動させる。
【００２９】
図３は、本実施形態における空気圧縮機の運転台数の減少に係わる制御処理内容を表すフローチャートである。
【００３０】
ステップ１１０において、台数制御部４は、少なくとも１台の定速用空気圧縮機を運転させているかどうかを判定する。そして、例えば変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂ及び少なくとも１台の定速用空気圧縮機を運転させていれば、ステップ１１０の判定が満たされ、ステップ１２０に移る。ステップ１２０では、定速用空気圧縮機の運転台数減少条件が成立するかどうかを判定する。詳細には、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂの総吐出空気量が設定値Ｑ１（詳細には、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂの総吐出空気量の上限値から１台の定速用空気圧縮機の吐出空気量を差し引いた値となるように予め設定された値。本実施形態では１００％）以下であるという条件を満たすかどうか、さらに、この条件を満たす継続時間が設定時間Ｔ１に達したかどうかを判定する。
【００３１】
運転台数減少条件が成立しない場合（すなわち、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂの総吐出空気量が設定値Ｑ１を超えるか、若しくは変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂの総吐出空気量が設定値Ｑ１以下であっても設定時間Ｔ１継続しない場合）は、ステップ１２０の判定が満たされず、ステップ１１０に戻って上記同様の手順が繰り返される。一方、運転台数減少条件が成立する場合（すなわち、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂの総吐出空気量が設定値Ｑ１以下であって設定時間Ｔ１継続する場合）は、ステップ１２０の判定が満たされ、ステップ１３０に移る。ステップ１３０では、運転中の定速用空気圧縮機のモータ制御部７に停止指令を出力する。定速用空気圧縮機のモータ制御部７は、停止指令に応じて電動モータ６すなわち圧縮機本体５を停止する。そして、全ての定速用空気圧縮機１Ｃ，１Ｄ，１Ｅを停止させるまでは、上述したステップ１１０〜Ｓ１３０の手順が繰り返される。全ての定速用空気圧縮機１Ｃ，１Ｄ，１Ｅを停止させれば、ステップ１１０の判定が満たされなくなり、ステップ１４０に移る。
【００３２】
ステップ１４０では、台数制御部４は、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂを運転させているかどうかを判定する。全ての定速用空気圧縮機１Ｃ，１Ｄ，１Ｅを停止させた直後であれば、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂをまだ運転させていることから、ステップ１４０の判定が満たされ、ステップ１５０に移る。ステップ１５０では、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂの停止条件が成立するかどうかを判定する。詳細には、例えば圧力センサ３で検出された圧力が上限値Ｐｕ以上であるかどうかを判定する。変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂの停止条件が成立しない場合（すなわち、圧力センサ３で検出された圧力が上限値Ｐｕ未満である場合）は、ステップ１５０の判定が満たされず、ステップ１１０に戻って上記同様の手順が繰り返される。一方、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂの停止条件が成立する場合（すなわち、圧力センサ３で検出された圧力が上限値Ｐｕ以上である場合）は、ステップ１５０の判定が満たされ、ステップ１６０に移る。ステップ１６０では、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂのモータ制御部７に停止指令を出力して、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂを停止させる。
【００３３】
次に、本実施形態の動作及び作用効果を、図４を用いて説明する。図４は、本実施形態における使用空気量が一定比率で減少した場合の動作を説明するためのタイムチャートであり、空気槽２内の圧力及び各空気圧縮機の吐出空気量の経時変化を示す。
【００３４】
例えば使用空気量が５００％である場合、空気槽２内の圧力を目標値Ｐｍに制御するため、変速空気圧縮機１Ａの吐出空気量１００％、変速空気圧縮機１Ｂの吐出空気量１００％、定速空気圧縮機１Ｃの吐出空気量１００％、定速空気圧縮機１Ｄの吐出空気量１００％、定速空気圧縮機１Ｅの吐出空気量１００％となる。そして、使用空気量が５００％から４００％まで減少すると、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂの総吐出空気量が２００％から１００％まで減少する。そして、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂの総吐出空気量が１００％以下である状態で設定時間Ｔ１が経過したときに、定速空気圧縮機１Ｅを停止させる。これにより、例えば、変速用空気圧縮機１Ａの吐出空気量４８％、変速用空気圧縮機１Ｂの吐出空気量４８％、定速用空気圧縮機１Ｅの吐出空気量１００％の運転状態から、変速用空気圧縮機１Ａの吐出空気量９８％、変速用空気圧縮機１Ｂの吐出空気量９８％、定速用空気圧縮機１Ｅの吐出空気量０％の運転状態に切り替えられる。
【００３５】
その後、使用空気量が３００％まで減少すると、再び、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂの総吐出空気量が１００％まで減少する。そして、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂの総吐出空気量が１００％以下である状態で設定時間Ｔ１が経過したときに、定速空気圧縮機１Ｄを停止させる。これにより、例えば、変速用空気圧縮機１Ａの吐出空気量４８％、変速用空気圧縮機１Ｂの吐出空気量４８％、定速用空気圧縮機１Ｄの吐出空気量１００％の運転状態から、変速用空気圧縮機１Ａの吐出空気量９８％、変速用空気圧縮機１Ｂの吐出空気量９８％、定速用空気圧縮機１Ｄの吐出空気量０％の運転状態に切り替えられる。
【００３６】
その後、使用空気量が２００％まで減少すると、再び、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂの総吐出空気量が１００％まで減少する。そして、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂの総吐出空気量が１００％以下である状態で設定時間Ｔ１が経過したときに、定速空気圧縮機１Ｃを停止させる。これにより、例えば、変速用空気圧縮機１Ａの吐出空気量４８％、変速用空気圧縮機１Ｂの吐出空気量４８％、定速用空気圧縮機１Ｃの吐出空気量１００％の運転状態から、変速用空気圧縮機１Ａの吐出空気量９８％、変速用空気圧縮機１Ｂの吐出空気量９８％、定速用空気圧縮機１Ｃの吐出空気量０％の運転状態に切り替えられる。
【００３７】
このように本実施形態においては、定速用空気圧縮機の運転台数を減少させるときに、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂが高回転領域に切り替えられるので、省エネ効果を高めることができる。
【００３８】
また、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂの総吐出空気量が設定値Ｑ１以下であるという条件を満たした直後ではなく、その条件を満たす継続時間が設定時間Ｔ１に達したときに、定速用空気圧縮機の運転台数を減少させている。すなわち、瞬間的に、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂの総吐出空気量が設定値Ｑ１以下となっても、定速用空気圧縮機の運転台数を減少させない。したがって、ハンチングを防止することができる。
【００３９】
なお、上記一実施形態においては、台数制御部４は、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂを同時に起動させるとともに、同時に停止させる場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の技術思想及び趣旨を逸脱しない範囲内で変形が可能である。すなわち、例えば変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂを順次停止させてもよく、このような第１の変形例を図５及び図６により説明する。さらに、例えば変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂを順次起動させてもよく、このような第２の変形例を図７により説明する。
【００４０】
図５は、第１の変形例における空気圧縮機の運転台数の減少に係わる制御処理内容を表すフローチャートである。図６は、第１の変形例における使用空気量が一定比率で減少した場合の動作を説明するためのタイムチャートであり、空気槽２内の圧力及び各空気圧縮機の吐出空気量の経時変化を示す。なお、本変形例において、上記一実施形態と同等の部分は適宜説明を省略する。
【００４１】
全ての定速用空気圧縮機１Ｃ，１Ｄ，１Ｅを停止させて、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂを運転させていれば、ステップ１１０を経てステップ１４０の判定が満たされ、ステップ１７０に移る。ステップ１７０では、台数制御部４は、変速用空気圧縮機の運転台数減少条件が成立するかどうかを判定する。詳細には、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂの総吐出空気量が設定値Ｑ２（詳細には、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂのうちの一方の変速用空気圧縮機１Ａの吐出空気量の上限値となるように予め設定された値。本実施形態では１００％）以下であるという条件を満たすかどうか、さらに、この条件を満たす継続時間が設定時間Ｔ２に達したかどうかを判定する。なお、本変形例では、設定時間Ｔ２＝Ｔ１であるが、設定時間Ｔ２が入力部から入力されて予め設定されてもよい。
【００４２】
変速用空気圧縮機の運転台数減少条件が成立しない場合（すなわち、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂの総吐出空気量が設定値Ｑ２を超えるか、若しくは変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂの総吐出空気量が設定値Ｑ２以下であっても設定時間Ｔ２継続しない場合）は、ステップ１７０の判定が満たされず、ステップ１１０に戻って上記同様の手順が繰り返される。一方、変速用空気圧縮機の運転台数減少条件が成立する場合（すなわち、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂの総吐出空気量が設定値Ｑ２以下であって設定時間Ｔ２継続する場合）は、ステップ１７０の判定が満たされ、ステップ１８０に移る。ステップ１８０では、変速用空気圧縮機１Ｂのモータ制御部７に停止指令を出力して、変速用空気圧縮機１Ｂを停止させる（図６参照）。
【００４３】
そして、変速用空気圧縮機１Ｂを停止させていることから、ステップ１１０を経てステップ１４０の判定が満たされず、ステップ１９０に移る。ステップ１９０では、台数制御部４は、１台の変速用空気圧縮機を運転させているかどうかを判定する。変速用空気圧縮機１Ａをまだ運転させていることから、ステップ１９０の判定が満たされ、ステップ２００に移る。ステップ２００では、変速用空気圧縮機１Ａの停止条件が成立するかどうかを判定する。詳細には、例えば圧力センサ３で検出された圧力が上限値Ｐｕ以上であるかどうかを判定する。変速用空気圧縮機１Ａの停止条件が成立しない場合（すなわち、圧力センサ３で検出された圧力が上限値Ｐｕ未満である場合）は、ステップ２００の判定が満たされず、ステップ１１０に戻って上記同様の手順が繰り返される。一方、変速用空気圧縮機１Ａの停止条件が成立する場合（すなわち、圧力センサ３で検出された圧力が上限値Ｐｕ以上である場合）は、ステップ２００の判定が満たされ、ステップ２１０に移る。ステップ２１０では、変速用空気圧縮機１Ａのモータ制御部７に停止指令を出力して、変速用空気圧縮機１Ａを停止させる。
【００４４】
以上のような変形例においても、上記一実施形態と同様、省エネ効果を高めながらハンチングを防止することができる。また、本変形例においては、設備全体の総吐出空気量を１００％以下まで減少させるときに、変速用空気圧縮機の運転台数を２台から１台に減少させている。したがって、上記一実施形態のように変速用空気圧縮機の運転台数を減少させない場合と比べ、省エネ効果を高めることができる。
【００４５】
また、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂの総吐出空気量が設定値Ｑ２以下であるという条件を満たした直後ではなく、その条件を満たす継続時間が設定時間Ｔ２に達したときに、変速用空気圧縮機の運転台数を減少させている。すなわち、瞬間的に、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂの総吐出空気量が設定値Ｑ２以下となっても、変速用空気圧縮機の運転台数を減少させない。したがって、ハンチングを防止することができる。
【００４６】
図７は、第２の変形例における空気圧縮機の運転台数の増加に係わる制御処理内容を表すフローチャートである。なお、本変形例において、上記一実施形態と同等の部分は適宜説明を省略する。
【００４７】
ステップ１０において、台数制御部４は、空気圧縮機の運転台数増加条件が成立するかどうかを判定する。運転台数増加条件が成立しない場合は、ステップ１０の判定が満たされず、この判定が繰り返される。一方、運転台数増加条件が成立する場合は、ステップ１０の判定が満たされ、ステップ２０に移る。
【００４８】
ステップ２０では、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂを停止させているかどうかを判定する。例えば変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂ（及び定速用空気圧縮機１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ）を停止させていれば、ステップ２０の判定が満たされ、ステップ５０に移る。ステップ５０では、１台目の変速用空気圧縮機１Ａのモータ制御部７へ運転指令を出力して、変速用空気圧縮機１Ａを起動させる。
【００４９】
そして、変速用空気圧縮機１Ａを起動させて所定時間が経過してから、再び、ステップ１０に進み、空気圧縮機の運転台数増加条件が成立するかどうかを判定する。運転台数増加条件が成立しない場合は、ステップ１０の判定が満たされず、この判定が繰り返される。一方、運転台数増加条件が成立する場合は、ステップ１０の判定が満たされ、ステップ２０に移る。そして、例えば上述したように変速用空気圧縮機１Ａを運転させていれば、ステップ２０の判定が満たされず、ステップ６０に移る。
【００５０】
ステップ６０では、台数制御部４は、１台の変速用空気圧縮機を停止させているかどうかを判定する。変速用空気圧縮機１Ｂをまだ停止させていることから、ステップ６０の判定が満たされ、ステップ７０に移る。ステップ７０では、２台目の変速用空気圧縮機１Ｂのモータ制御部７へ運転指令を出力して、変速用空気圧縮機１Ｂを起動させる。
【００５１】
以上のような変形例でも、上記一実施形態と同様、省エネ効果を高めながらハンチングを防止することができる。また、本変形例においては、設備全体の総吐出空気量を１００％まで増加させるときに、１台の変速用空気圧縮機のみを運転させている。したがって、上記一実施形態のように２台の変速用空気圧縮機を運転させる場合と比べ、省エネ効果を高めることができる。
【００５２】
なお、上記一実施形態等では、定速用空気圧縮機の運転台数減少条件における設定値Ｑ１は、２台の変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂの総吐出空気量の上限値から１台の定速用空気圧縮機の吐出空気量を差し引いた値となるように予め設定された場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の技術思想及び趣旨を逸脱しない範囲内で変形が可能である。すなわち、２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量１Ａ，１Ｂの上限値から１台の定速用空気圧縮機の吐出空気量を差し引いた値に対して１００％〜９０％の範囲内となるように且つ２台の変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂの総吐出空気量の下限値以上となるように予め設定されていればよい。具体的には、例えば設定値Ｑ１＝９０％に予め設定されてもよい。この条件では、例えば、変速用空気圧縮機１Ａの吐出空気量４５％、変速用空気圧縮機１Ｂの吐出空気量４５％、１台の定速用空気圧縮機の吐出空気量１００％の運転状態から、変速用空気圧縮機１Ａの吐出空気量９５％、変速用空気圧縮機１Ｂの吐出空気量９５％、１台の定速用空気圧縮機の吐出空気量０％の運転状態に切り替えるようになる。したがって、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂが高回転領域に切り替えられるので、省エネ効果を高めることができる。
【００５３】
また、上記第１の変形例では、定速用空気圧縮機の運転台数減少条件における設定値Ｑ２は、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂのうちの一方の変速用空気圧縮機１Ａの吐出空気量の上限値となるように予め設定された場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の技術思想及び趣旨を逸脱しない範囲内で変形が可能である。すなわち、変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂのうちの一方の変速用空気圧縮機１Ａの吐出空気量の上限値に対して１００％〜９０％の範囲内となるように且つ変速用空気圧縮機１Ａ，１Ｂの総吐出空気量の下限値以上となるように予め設定されていればよい。具体的には、例えば設定値Ｑ２＝９０％に予め設定されてもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【００５４】
また、上記一実施形態等では、台数制御部４は、空気圧縮機１Ａ〜１Ｅとは別体として備えられた場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の技術思想及び趣旨を逸脱しない範囲内で変形が可能である。すなわち、台数制御部４は、空気圧縮機１Ａ〜１Ｅのうちのいずれかに一体として備えられてもよいし、空気圧縮機１Ａ〜１Ｅのうちのいずれかのモータ制御部７と一体として構成されてもよい。これらの場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【００５５】
また、上記一実施形態等では、空気圧縮機１Ａ〜１Ｅのうちの２台の空気圧縮機を変速用として選択するとともに、残りの３台の空気圧縮機を定速用として選択するように切り替え可能な構成である場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の技術思想及び趣旨を逸脱しない範囲内で変形が可能である。すなわち、例えば空気圧縮機を変速用／定速用に切り替えないような構成であって、２台の変速用空気圧縮機と３台の定速用空気圧縮機を備えてもよい。すなわち、２台の空気圧縮機のモータ制御部７だけが、電動モータ６の回転数を可変制御する機能（インバータ）を有していてもよい。また、定速用空気圧縮機の台数は、３台に限られず、１台でもよく、又は２台若しくは４台以上でもよい。これらの場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【００５６】
また、上記一実施形態等では、各空気圧縮機の吐出空気量の最大値が同じであって、２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量の上限値が１台の定速用空気圧縮機の吐出空気量の２倍である場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の技術思想及び趣旨を逸脱しない範囲内で変形が可能である。すなわち、２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量の上限値が、２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量の下限値と１台の定速用空気圧縮機の吐出空気量との総和より大きくなるように構成されていればよい。具体的には、例えば、１台の定速用空気圧縮機の吐出空気量が１００％であって２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量の下限値が６０％であれば、２台の変速用空気圧縮機の総吐出空気量の上限値が１６０％より大きくなるように構成されていればよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【００５７】
また、台数制御部４と、空気圧縮機１Ａ〜１Ｅとをインターネットを利用して有線・無線の通信網を利用して通信可能に接続する構成とすることも当然に可能である。更に、端末装置に、空気圧縮機１Ａ〜１Ｅの電動モータ６回転数、変速あるいは定速圧縮機を区別する情報、圧力センサ３の圧力等の種々の情報を表示するように構成することも可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ    空気圧縮機
２    空気槽
３    圧力センサ（圧力検出部）
４    台数制御部
５    圧縮機本体
６    電動モータ
７    モータ制御部
【図１】
2014238015.tif 000003
【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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【図７】
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