(57)【要約】【課題】空気槽や配管などからの空気漏れの異常、圧縮機の吐出圧力の低下を適時に検知する機会を提供する圧縮空気供給システム、圧縮空気供給システムの制御システム及び圧縮空気供給システムの制御方法を提供する。【解決手段】圧縮機と、前記圧縮機と配管によって連結されており、前記圧縮機からの圧縮空気を保持する空気槽と、前記空気槽内の圧力が下限圧力まで低下すると前記圧縮機の運転を開始し、前記空気槽内の圧力が上限圧力まで上昇すると前記圧縮機の運転を停止し、前記圧縮機の運転開始から、前記圧縮機の運転停止までの運転時間が、判定時間以上の場合、警報を発令する制御部と、を備える圧縮空気供給システム。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、
前記圧縮機と配管によって連結されており、前記圧縮機からの圧縮空気を保持する空気槽と、
前記空気槽内の圧力が下限圧力まで低下すると前記圧縮機の運転を開始し、前記空気槽内の圧力が上限圧力まで上昇すると前記圧縮機の運転を停止し、前記圧縮機の運転開始から、前記圧縮機の運転停止までの運転時間が、判定時間以上の場合、警報を発令する制御部と、
を備える圧縮空気供給システム。
【請求項２】
前記判定時間は、前記圧縮機、前記配管及び前記空気槽に異常がない場合に、前記空気槽内の圧力が前記下限圧力から前記上限圧力まで上昇するのに要する時間に基づいて設定される、
請求項１に記載の圧縮空気供給システム。
【請求項３】
前記警報は、前記運転時間に応じたレベルの警報である、
請求項１又は２に記載の圧縮空気供給システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記圧縮機の運転停止前に、前記圧縮機の運転時間が限界時間に達した場合、圧縮機の運転停止及び緊急警報の発令の少なくとも１つを実行する、
請求項１〜３のいずれかに記載の圧縮空気供給システム。
【請求項５】
圧縮機と、
前記圧縮機と配管によって連結されており、前記圧縮機からの圧縮空気を保持する空気槽と、
を備える圧縮空気供給システムを制御する制御システムであって、
前記空気槽内の圧力が下限圧力まで低下すると前記圧縮機の運転を開始し、前記空気槽内の圧力が上限圧力まで上昇すると前記圧縮機の運転を停止し、前記圧縮機の運転開始から、前記圧縮機の運転停止までの運転時間が、判定時間以上の場合、警報を発令する制御部を備える、
圧縮空気供給システムの制御システム。
【請求項６】
圧縮機と、
前記圧縮機と配管によって連結されており、前記圧縮機からの圧縮空気を保持する空気槽と、
を備える圧縮空気供給システムを制御する制御方法であって、
前記空気槽内の圧力が下限圧力まで低下すると前記圧縮機の運転を開始し、前記空気槽内の圧力が上限圧力まで上昇すると前記圧縮機の運転を停止し、前記圧縮機の運転開始から、前記圧縮機の運転停止までの運転時間が、判定時間以上の場合、警報を発令する、
圧縮空気供給システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮空気供給システム、圧縮空気供給システムの制御システム及び圧縮空気供給システムの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンを始動するための圧縮空気を供給する圧縮空気供給システムにおいて、圧縮空気供給システムの空気槽に圧縮空気を供給する圧縮機の運転制御は、空気槽の空気圧を検知することで行われている。例えば、空気槽内の圧力が下限圧力まで低下すると圧縮機の運転を開始し、空気槽内の圧力が上限圧力まで上昇すると圧縮機の運転を停止する制御が行われている。
【０００３】
このような圧縮空気供給システムでは、エネルギーの浪費を防止し、エンジンを始動できないリスクを低減等するため、空気槽や配管などからの空気漏れの異常や、経年劣化などによる圧縮機の吐出圧力低下を検知することが重要であり、従来は人による定期的なメンテナンスを実施することで対応してきた。
【０００４】
特許文献１は、例えば、吐出温度が予め設定された温度範囲から外れた場合、「故障情報」を出力する構成が開示されている。また、同文献は、圧縮機の吐出圧力を吐出圧力センサによって検出する構成、吸入温度などの変化率に基づいて異常予兆の有無を判定する構成や、圧縮機のアンロード運転の継続時間が所定値を超えたために運転を停止した期間が所定期間以上である場合にメンテナンスを促す情報をユーザＰＣに送信する構成が開示されている。特許文献２にも同様の事項が開示されている。
特許文献３には、コンプレッサー等の監視制御システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２０１４−１０６８５号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２０１４／００３１７８Ａ１
【特許文献３】特開２０１５−１０８８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１乃至３に開示された構成では、空気槽や配管などからの空気漏れの異常を適時に検知する機会が不十分である。また、圧縮機の吐出圧力の低下を検知するために、吐出圧力センサなどの機器を備えることが必要となり、コストがかかる。
【０００７】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、これらの問題点の少なくとも１つを解決する圧縮空気供給システム、圧縮空気供給システムの制御システム及び圧縮空気供給システムの制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、圧縮機と、前記圧縮機と配管によって連結されており、前記圧縮機からの圧縮空気を保持する空気槽と、前記空気槽内の圧力が下限圧力まで低下すると前記圧縮機の運転を開始し、前記空気槽内の圧力が上限圧力まで上昇すると前記圧縮機の運転を停止し、前記圧縮機の運転開始から、前記圧縮機の運転停止までの運転時間が、判定時間以上の場合、警報を発令する制御部と、を備える圧縮空気供給システムが提供される。
【０００９】
前記判定時間は、前記圧縮機、前記配管及び前記空気槽に異常がない場合に、前記空気槽内の圧力が前記下限圧力から前記上限圧力まで上昇するのに要する時間に基づいて設定されることが望ましい。
【００１０】
また、前記警報は、前記運転時間に応じたレベルの警報とすることが望ましい。
【００１１】
また、前記制御部は、前記圧縮機の運転停止前に、前記圧縮機の運転時間が限界時間に達した場合、圧縮機の運転停止及び緊急警報の発令の少なくとも１つを実行するようにすることが望ましい。
【００１２】
本発明の別の態様によれば、圧縮機と、前記圧縮機と配管によって連結されており、前記圧縮機からの圧縮空気を保持する空気槽と、を備える圧縮空気供給システムを制御する制御システムであって、前記空気槽内の圧力が下限圧力まで低下すると前記圧縮機の運転を開始し、前記空気槽内の圧力が上限圧力まで上昇すると前記圧縮機の運転を停止し、前記圧縮機の運転開始から、前記圧縮機の運転停止までの運転時間が、判定時間以上の場合、警報を発令する制御部を備える、圧縮空気供給システムの制御システムが提供される。
【００１３】
本発明の別の態様によれば、圧縮機と、前記圧縮機と配管によって連結されており、前記圧縮機からの圧縮空気を保持する空気槽と、を備える圧縮空気供給システムを制御する制御方法であって、前記空気槽内の圧力が下限圧力まで低下すると前記圧縮機の運転を開始し、前記空気槽内の圧力が上限圧力まで上昇すると前記圧縮機の運転を停止し、前記圧縮機の運転開始から、前記圧縮機の運転停止までの運転時間が、判定時間以上の場合、警報を発令する、圧縮空気供給システムの制御方法が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
異常を適時に検知する機会が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】圧縮空気供給システムの概略構成図。
【図２】処理部１２に設定された判定時間、限界時間及び運転時間と警報レベルを対応付けたテーブルの一例。
【図３】圧縮空気供給システムの処理動作の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１７】
図１は、圧縮空気供給システムの概略構成図である。圧縮空気供給システムは、圧縮空気供給対象に圧縮空気を供給するものであり、以下では、圧縮空気供給対象が、排水機場に設置される排水ポンプ駆動用のエンジン（排水ポンプ用エンジン１）であるとする。
【００１８】
圧縮空気供給システムは、圧縮機２と、空気槽３と、制御部４とを備えており、排水ポンプ用エンジン１に圧縮空気を供給する。
【００１９】
圧縮機２と、空気槽３は、配管２１によって連結されており、この配管２１には逆止弁２１ａが設けられるのが望ましい。また、排水ポンプ用エンジン１には、始動用弁１ａが備えられており、空気槽３と排水ポンプ用エンジン１は、始動用弁１ａを介して、配管２２によって連結されている。
【００２０】
排水ポンプ用エンジン１は始動用弁１ａを備えている。始動用弁１ａは、通常閉じている。始動用弁１ａが開くと、排水ポンプ用エンジン１は空気槽３からの圧縮空気の供給を受けて始動するように構成されている。排水ポンプ用エンジン１が圧縮空気を必要とするのは、排水ポンプ用エンジン１を起動するときのみである。したがって、排水用ポンプエンジン１を起動するときのみ、始動用弁１ａが開く。
【００２１】
圧縮機２は、運転時、空気を圧縮する。これにより、配管２１によって数ＭＰａ程度の圧縮空気が空気槽３に移送される。圧縮機２が運転している間、当然ながらエネルギーが消費される。そのため、圧縮機２の運転時間をできるだけ短くする必要がある。
【００２２】
空気槽３は、圧縮機２から配管２１を介して供給された圧縮空気を保持する。排水ポンプ用エンジン１の始動用弁１ａが開くと、空気槽３は配管２２を介して排水ポンプ用エンジン１に圧縮空気を供給する。これによって、排水ポンプ用エンジン１が始動するとともに、空気槽３内の圧力が低下する。通常、圧縮機２は、排水ポンプ用エンジン１を複数回始動可能な圧縮空気を保持できる。
【００２３】
制御部４は空気槽３内の圧力に応じて圧縮機２の運転・停止を制御し、必要に応じて警報を発令する。具体的には、制御部４は、圧力スイッチ１１と処理部１２とを備える。圧力スイッチ１１と処理部１２は、空間的に離間していてもよい。
【００２４】
圧力スイッチ１１は圧力センサ及びスイッチから構成される。圧力スイッチ１１には下限圧力と上限圧力を設定することができ、圧力センサが圧力を検知して、下限圧力まで低下したときにスイッチをオンし、上限圧力まで上昇したときにスイッチをオフにする。
本実施形態における圧力スイッチ１１は、圧力センサが空気槽３内の圧力を検知するように配置され、スイッチが圧縮機２の運転・停止を切り替えるように構成されている。より具体的には、空気槽３内の圧力が下限圧力まで低下したことを圧力センサが検知するとスイッチをオンにして圧縮機２の運転を開始し、空気槽３内の圧力が上限圧力まで上昇したことを圧力センサが検知するとスイッチをオフにして圧縮機２の運転を停止する。圧力センサ及びスイッチは、それぞれ、機械的に動作するものであってもよく、電気的に動作するものであってもよい。
なお、下限圧力は排水ポンプ用エンジン１の始動に必要とされる圧力等に基づいて予め設定されている。上限圧力は空気槽３の耐圧等に基づいて予め設定されている。
【００２５】
処理部１２は、圧力スイッチ１１におけるスイッチのオン（圧縮機２の運転開始）及びオフ（圧縮機２の運転停止）を検知するように構成されている。なお、処理部１２は、圧力スイッチ１１におけるスイッチのオン（圧縮機２の運転開始）及びオフ（圧縮機２の運転停止）を検知する構成に代えて、処理部１２が、直接圧縮機２の運転状況を監視するようにしてもよい。
【００２６】
処理部１２は、判定時間、限界時間及び運転時間と警報レベルを対応付けたテーブルを設定することができる。処理部１２は、圧縮機２の運転開始及び圧縮機２の運転停止を検知し、圧縮機２の運転開始から、圧縮機２の運転停止までの運転時間を計測する。そして、運転時間が、判定時間以上の場合、処理部１２は警報を発令する。
【００２７】
処理部１２は、前記警報を発令する場合、前記運転時間と警報レベルを対応付けたテーブルを参照し、前記計測された運転時間に対応した警報レベルの警報を発令するように構成されている。処理部１２は、警報レベルが高くなれば、緊急性の高い警報を発令するのが望ましい。
【００２８】
処理部１２は、前記圧縮機２の運転停止前に、前記圧縮機２の運転時間が限界時間に達した場合、圧縮機２の運転を停止し、緊急警報を発令する。緊急警報は前記警報と同じでもよいが、より緊急性の高い警報である方が望ましい。
【００２９】
なお、処理部１２からの警報の態様に特に制限はなく、例えばインターネットなどのネットワークを介して遠方のオペレータやオペレータが所有する端末に通知するものであってもよい。このような警報により、何らかの異常が発生したことが早期に把握される。
【００３０】
図２は、処理部１２に設定された判定時間、限界時間及び運転時間と警報レベルを対応付けたテーブルの一例を示している。図２では、処理部１２では、判定時間として５０分、限界時間として１００分、運転時間５０分以上７０分未満を警報レベル１、運転時間７０分以上１００分未満を警報レベル２に対応付けたテーブルがそれぞれ設定されている。このように、運転時間と警報レベルを対応付けたテーブルは、判定時間以上限界時間未満の運転時間について、適宜の警報レベルを手動又は自動で設定されるのが好ましい。なお、警報レベルの段階に特に制限はなく、１段階のみでもよいし、３段階以上でもよい。
【００３１】
ここで、判定時間、限界時間及び運転時間と警報レベルを対応付けたテーブルの設定について説明する。
空気槽３、配管２１〜２２などからの空気漏れの異常、また、圧縮機２の吐出圧力の低下が生じた場合、圧縮機２が、空気槽３内の圧力を下限圧力から上限圧力に上昇させるために要する運転時間は長くなる。そして、空気漏れの程度や吐出圧力の低下の程度が大きくなるほど、圧縮機２の運転時間はより長くなる。したがって、判定時間、限界時間及び運転時間と警報レベルを対応付けたテーブルは、圧縮機供給システムが正常な状態における圧縮機２の運転時間を基にして、警報を発令すべき異常や吐出圧力低下の程度から逆算して適宜設定することが望ましい。
【００３２】
例えば、排水機場に設置される排水ポンプ用エンジン１を始動するための圧縮空気を供給する圧縮空気供給システムにおいて、メンテナンス時期のみを把握すればよい場合、圧縮機供給システムが正常な状態における圧縮機２の運転時間（すなわち、空気槽３内の圧力が下限圧力から上限圧力に上昇させるために要する圧縮機２の運転時間）の平均が、４０分程度であれば、判定時間を５０分とすることが考えられる。
【００３３】
このように、圧縮機供給システムが正常な状態における空気槽３内の圧力が下限圧力から上限圧力に上昇させるために要する圧縮機２の運転時間より若干長い時間を判定時間とし、判定時間より長い時間を限界時間とするのがよい。
【００３４】
図３は、圧縮空気供給システムの処理動作の一例を示すフローチャートである。なお、初めは、空気槽３内の圧力は、圧力スイッチ１１に設定された下限圧力と上限圧力の間にあって、圧縮機２は運転していないものとする。また、判定時間、限界時間及び運転時間と警報レベルを対応付けたテーブルは、図２に示された内容に設定されているものとする。
【００３５】
圧力スイッチ１１における圧力センサは、空気槽３内の圧力を監視している（ステップＳ１）。
【００３６】
圧力スイッチ１１における圧力センサが、空気槽３内の圧力が下限圧力まで低下したことを検知すると（ステップＳ２でＹＥＳ）、圧力スイッチ１１は、スイッチをオンにして圧縮機２の運転を開始する。処理部１２は、圧縮機２の運転の開始を検知し、運転時間の計測を開始する（ステップＳ３）。運転時間が、限界時間である１００分に達していない（ステップＳ４でＹＥＳ）間に、圧力センサが、空気槽３内の圧力が上限圧力まで上昇したことを検知すると（ステップＳ５のＹＥＳ）、圧力スイッチ１１は、スイッチをオフにして圧縮機２の運転を停止するとともに、処理部１２は、圧縮機２の運転の停止を検知し、運転時間の計測を停止する（ステップＳ６）。
【００３７】
処理部１２は、運転時間が、判定時間未満の場合（スッテプＳ７でＮＯ）、警報を発令せず、圧力センサが、空気槽３内の圧力を監視する状態に戻る（ステップＳ１）。以上が、圧縮機供給システムが正常な状態における圧縮機供給システム処理動作である。
【００３８】
処理部１２は、運転時間が、判定時間以上の場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、運転時間に応じたレベルの警報を発令する（ステップＳ８）。具体的には、処理部１２は、運転時間と警報レベルを対応付けたテーブルを参照し、計測された運転時間が、５０分以上７０分未満の場合、レベル１の警報を発令し、計測された運転時間が、７０分以上１００分未満の場合、レベル２の警報を発令する。そして、圧力センサが、空気槽３内の圧力を監視する状態に戻る（ステップＳ１）。
【００３９】
一方、処理部１２は、圧縮機２の運転の停止を検知する前に、運転時間が限界時間である１００分に達した場合（ステップＳ４でＮＯ）、緊急警報を発令し、圧縮機２の運転を停止する（ステップＳ９）。なお、処理部１２は、緊急警報の発令及び圧縮機２の運転停止のいずれか一方のみを行ってもよい。
【００４０】
空気槽３や配管２１〜２２などからの空気漏れの異常や、経年劣化などによる圧縮機２の吐出圧力低下が生じていると、圧縮機２の運転時間が長くなるため、本実施形態では、このような異常や経年劣化などが生じていることを警報の発令により知ることができ、適時にメンテナンスや修理を実施して、空気漏れの異常や、経年劣化を検知して改善することが可能になり、エネルギーの浪費を抑制し、排水ポンプ用エンジンを始動できないリスクを低減等することが可能になる。
【００４１】
このように、本実施形態では、圧縮機２の運転時間が長くなると警報を発令するため、空気槽３や配管２１〜２２からの空気漏れの異常や、経年劣化などによる圧縮機２の吐出圧力低下の異常を適時に検出する機会が提供される。また、本実施形態では、運転時間に応じたレベルの警報を発令することにより、異常や経年劣化の程度を把握することが可能になり、メンテナンスや修理の緊急度を推知することが可能になる。
【００４２】
また、本実施形態では、圧縮機２の運転時間が限界時間に達した場合、緊急警報を発令し、圧縮機２の運転を停止するため、無用な圧縮機２の運転を回避することができ、緊急のメンテナンスや修理の必要性を把握することが可能になり、かつ、圧縮機２が運転し続けることによるエネルギーの浪費を抑えられる。
【００４３】
なお、本実施形態では、圧力スイッチ１１は圧力センサ及びスイッチから構成されるものとしたが、下限圧力まで低下したときにスイッチをオンし、上限圧力まで上昇したときにスイッチをオフにする適宜の構成を採用してもよい。
また、本実施形態では、制御部４は、圧力スイッチ１１を備えるものとしたが、圧力スイッチ１１に代えて空気槽３内の圧力を検知する圧力センサを備え、制御部４が、圧力センサからの空気槽３内の圧力を示す信号に基づき、空気槽３内の圧力が下限圧力まで低下すると圧縮機２の運転を開始し、空気槽３内の圧力が上限圧力まで上昇すると圧縮機２の運転を停止し、圧縮機２の運転開始から、圧縮機２の運転停止までの運転時間を計測し、運転時間が、判定時間以上の場合、前記運転時間に応じたレベルの警報を発令するように構成してもよく、その他適宜の構成を採用してもよい。
【００４４】
また、本実施形態では、判定時間及び限界時間を設定することとしたが、限界時間のみを設定してもよく、この場合、図３のステップＳ７及びＳ８を省略すればよい。
【００４５】
上述した全ての実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲とすべきである。
【符号の説明】
【００４６】
１  排水ポンプ用エンジン
１ａ  始動用弁
２  圧縮機
３  空気槽
４  制御部
１１  圧力スイッチ
１２  処理部
２１〜２２  配管
２１ａ  逆止弁
【図１】
2019073977.tif 000003
【図２】
2019073977.tif 000004
【図３】
2019073977.tif 000005