(57)【要約】【課題】本発明は、適切なタイミングで圧縮機を追起動できる圧縮装置および圧縮装置の制御方法を提供する。【解決手段】ガスを圧縮して吐出する複数の圧縮機１０Ａ〜１０Ｃと、複数の圧縮機１０Ａ〜１０Ｃから吐出され集められた圧縮ガスを貯留するタンク１４と、タンク１４内の圧力を検出する圧力検出手段１６と、圧縮機１０Ａ〜１０Ｃを停止したときに、停止してからの時間を計測する計時手段２１と、圧縮機１０Ａ〜１０Ｃのうち少なくとも１台を停止しタンク１４内の圧力が下限圧力未満になったとき、圧力検出手段１６により検出された圧力の変化に応じて、停止中の所望の圧縮機１０Ａ〜１０Ｃを追起動させる追起動間隔時間を演算し、計時手段２１により計測された時間が、演算された追起動間隔時間を経過すると圧縮機１０Ａ〜１０Ｃを追起動させる制御手段２０とを備えた。【選択図】図２
2015190322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスを圧縮して吐出する複数の圧縮機と、
前記複数の圧縮機から吐出され集められた圧縮ガスを貯留するタンクと、
前記タンク内の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧縮機のうち少なくとも１台の圧縮機を停止したときに、停止してからの時間を計測する計時手段と、
前記少なくとも１台の圧縮機を停止し前記タンク内の圧力が下限圧力未満になったとき、前記圧力検出手段により検出された圧力の変化に応じて、前記少なくとも１台の圧縮機を停止してから、停止中の圧縮機の中で所望の圧縮機を追起動させる追起動間隔時間を演算し、
前記計時手段により計測された時間が、演算された前記追起動間隔時間を経過すると前記所望の圧縮機を追起動させる制御手段と、
を備えた、圧縮装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記圧力の変化が負の変化であるとき、前記追起動間隔時間を短くする、請求項１に記載の圧縮装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記圧力の変化が正の変化であるとき、前記追起動間隔時間を長くする、請求項１又は２に記載の圧縮装置。
【請求項４】
ガスを圧縮して吐出する複数の圧縮機と、
前記複数の圧縮機から吐出され集められた圧縮ガスを貯留するタンクと、
前記タンク内の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧縮機のうち少なくとも１台の圧縮機を停止したときに、停止してからの時間を計測する計時手段と、
を備えた圧縮装置の制御方法であって、
前記少なくとも１台の圧縮機を停止し前記タンク内の圧力が下限圧力未満になったとき、前記圧力検出手段により検出された圧力の変化に応じて、前記少なくとも１台の圧縮機を停止してから停止中の圧縮機の中で所望の圧縮機を追起動させる追起動間隔時間を演算し、
前記計時手段により計測された時間が、演算された前記追起動間隔時間を経過すると前記所望の圧縮機を追起動させる、圧縮装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数台の圧縮機を起動または停止させる圧縮装置および圧縮装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の圧縮機を順に起動または停止させる圧縮装置の制御装置は、各圧縮機から吐出された圧縮空気を貯留するタンクの圧力を監視する。そして制御装置は、タンクの圧力が上限圧力を超えると供給過剰と判断して１台の圧縮機を停止させる。一方、タンクの圧力が下限圧力未満となる運転状態は、供給側が必要とする最低圧力を下回る恐れがあるため好ましくない。従って、下限圧力を下回ると、制御装置は供給不足と判断し１台の圧縮機を起動させる。
【０００３】
このような圧縮装置の制御装置として例えば、特許文献１には、タンク内の圧力が下限圧力Ｐminに到達するまでの時間ｔd、および上限圧力Ｐmaxに到達するまでの時間ｔuを演算して、圧縮機の運転台数を増減させる制御装置が記載されている。この制御装置は、時間ｔｄが短くなれば圧縮機の運転台数を増やし、時間ｔｕが短くなれば圧縮機の運転台数を減らすことで、タンク内の圧力を所定の範囲内に抑えている。
【０００４】
しかし、特許文献１の制御装置による制御は、予め決められたサンプリング周期毎に行われる。従って、サンプリング周期が長く設定された場合には、適切なタイミングで圧縮機の停止および起動の制御を行うことができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１２０４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、適切なタイミングで圧縮機を追起動できる圧縮装置および圧縮装置の制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の圧縮装置は、
ガスを圧縮して吐出する複数の圧縮機と、
前記複数の圧縮機から吐出され集められた圧縮ガスを貯留するタンクと、
前記タンク内の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧縮機のうち少なくとも１台の圧縮機を停止したときに、停止してからの時間を計測する計時手段と、
前記少なくとも１台の圧縮機を停止し前記タンク内の圧力が下限圧力未満になったとき、前記圧力検出手段により検出された圧力の変化に応じて、前記少なくとも１台の圧縮機を停止してから、停止中の圧縮機の中で所望の圧縮機を追起動させる追起動間隔時間を演算し、
前記計時手段により計測された時間が、演算された前記追起動間隔時間を経過すると前記所望の圧縮機を追起動させる制御手段と、
を備えた。
【０００８】
ここで追起動とは、少なくとも１台の圧縮機の運転を停止し、タンク内の圧力が下限圧力未満の状態になると所望の時間経過後に停止中の圧縮機を起動させることである。また、追起動間隔時間とは、少なくとも１台の圧縮機を停止してから次に所望の圧縮機を起動させるまでの間の時間のことである。
【０００９】
タンク内の圧力が下限圧力未満となる状態において、演算された追起動間隔時間に基づき圧縮機を追起動させるので、タンク内の圧力変化に応じて適切なタイミングで圧縮機を追起動できる。
【００１０】
前記制御手段は、前記圧力の変化が負の変化であるとき、前記追起動間隔時間を短くすることが好ましい。
【００１１】
追起動間隔時間を短くすることで圧縮機が追起動するタイミングを早くし、タンク内の圧力が下限圧力未満となる状態での運転を短縮できる。
【００１２】
前記制御手段は、前記圧力の変化が正の変化であるとき、前記追起動間隔時間を長くすることが好ましい。
【００１３】
追起動間隔時間を長くすることで圧縮機が追起動するタイミングを遅くし、圧縮機の頻繁な追起動を防止して消費電力を抑制できる。
【００１４】
ガスを圧縮して吐出する複数の圧縮機と、
前記複数の圧縮機から吐出され集められた圧縮ガスを貯留するタンクと、
前記タンク内の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧縮機のうち少なくとも１台の圧縮機を停止したときに、停止してからの時間を計測する計時手段と、
を備えた圧縮装置の制御方法であって、
前記少なくとも１台の圧縮機を停止し前記タンク内の圧力が下限圧力未満になったとき、前記圧力検出手段により検出された圧力の変化に応じて、前記少なくとも１台の圧縮機を停止してから停止中の圧縮機の中で所望の圧縮機を追起動させる追起動間隔時間を演算し、
前記計時手段により計測された時間が、演算された前記追起動間隔時間を経過すると前記所望の圧縮機を追起動させる。
【００１５】
演算された追起動間隔時間に基づいて圧縮機を追起動させるので、タンク内の圧力変化に応じて適切なタイミングで圧縮機を追起動できる。負の圧力変化が生じて追起動間隔時間が短くなる場合には、圧縮機が追起動するタイミングを早くし、タンク内の圧力が下限圧力未満となる状態での運転を短縮できる。正の圧力変化が生じて追起動間隔時間が長くなる場合には、圧縮機が追起動するタイミングを遅くし、圧縮機の頻繁な追起動を防止して消費電力を抑制できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の圧縮装置および圧縮装置の制御方法によれば、タンク内の圧力が下限圧力未満となる状態において、演算された追起動間隔時間に基づきタンク内の圧力変化に応じて適切なタイミングで圧縮機を追起動できる。特に、追起動間隔時間を短くすることで圧縮機が追起動するタイミングを早くし、タンク内の圧力が下限圧力未満となる状態での運転を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る圧縮装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施形態に係る圧縮機を追起動する処理手順を説明するためのフローチャート。
【図３】タンク内の圧力、および各圧縮機の運転または停止の時間変化を示す特性線図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態の圧縮装置１は、ガスを圧縮して吐出する３台の圧縮機１０Ａ〜１０Ｃ（１号機１０Ａ〜３号機１０Ｃ）と、３台の圧縮機１０Ａ〜１０Ｃから吐出され集められた圧縮ガスを貯留するタンク１４とを備えている。停止中の圧縮機１０Ａ〜１０Ｃは１号機１０Ａ、２号機１０Ｂ、３号機１０Ｃの順に起動され、運転中の圧縮機１０Ａ〜１０Ｃは１号機１０Ａ、２号機１０Ｂ、３号機１０Ｃの順に停止される。タンク１４には、タンク１４内の圧縮ガスを図示しないガス供給先に供給するバルブ１５と、タンク１４内の圧力を測定する圧力測定手段（圧力センサ）１６とが接続されている。
【００２０】
圧縮機１０Ａ〜１０Ｃと圧力センサ１６との間には、制御手段（制御装置）２０と、制御装置２０を介して計時手段（タイマ）２１とが接続されている。制御装置２０は、少なくとも１台の圧縮機１０Ａ〜１０Ｃの運転を停止しタンク１４内の圧力が下限圧力未満になったとき、圧力センサ１６により検出されたタンク１４内の圧力変化に応じて、停止してから圧縮機を追起動させる追起動間隔時間を演算する。制御装置２０はまた、タイマ２１により計測された時間が、演算された前記追起動間隔時間を経過すると圧縮機を追起動させる。タイマ２１は、運転中の圧縮機のうち少なくとも１台を停止したときに、停止してからの時間を計測する。
【００２１】
次に、タンク１４内の圧力に応じて圧縮機１０Ａ〜１０Ｃを運転または停止させる制御方法について説明する。
【００２２】
全ての圧縮機１０Ａ〜１０Ｃが運転している状態で、タンク１４内の圧力が上限圧力を超えたＡ点（図３参照）で１号機１０Ａの運転を停止させる。このとき図２に示すフローチャートのように、タイマ２１により、運転を停止してからの経過時間の計測をスタートする。ステップＳ１１において制御装置２０は、タイマ２１により計測された経過時間が、予め決められた追起動間隔時間Ｔinを経過したか否かを判断する。経過していればステップＳ１１Ａに進み、制御装置２０は、圧力センサ１６により測定されたタンク１４内の圧力が下限圧力未満であるか否かを判断する。下限圧力未満の状態とは、図３におけるＢ１からＢ３およびＣ１からＣ３の各領域における圧力状態である。タンク１４内の圧力が下限圧力未満でなければステップＳ１１に戻る。下限圧力未満であれば、１号機１０Ａを追起動させる。一方、ステップＳ１１において、追起動間隔時間Ｔinが経過していなければ、ステップＳ１２に進む。
【００２３】
ステップＳ１２において制御装置２０は、圧力センサ１６により測定されたタンク１４内の圧力が下限圧力未満であるか否かを判断する。タンク１４内の圧力が下限圧力未満でなければステップＳ１１に戻る。下限圧力未満であれば、ステップＳ１３に進む。
【００２４】
ステップＳ１３において制御装置２０は、タイマ２１により計測された経過時間が、その時設定されている追起動間隔時間（現在の設定値）を経過したか否かを判断する。経過していれば１号機１０Ａを追起動させる。経過していなければ、ステップＳ１４に進む。なお、ステップＳ１３では、追起動間隔時間の設定値が予め決められた追起動間隔時間Ｔin（初期値）から更新されるまでは、追起動間隔時間Ｔin（初期値）を判断に用いる。初期値から更新されて以降、その時設定されている追起動間隔時間（現在の設定値）を経過時間が経過するまでは、後述する追起動間隔時間の演算の都度、ステップＳ１３での判断に用いる追起動間隔時間の設定値を更新する。
【００２５】
ステップＳ１４では制御装置２０が、以下の数１の式に示すように、現在の圧力Ｐ（ｔ）と前回の圧力Ｐ（ｔ−１）との差を単位時間ΔＴで割った圧力変化量ΔＰを演算する。
＜数１＞
ΔＰ＝（Ｐ（ｔ）−Ｐ（ｔ−１））/ΔＴ
【００２６】
この後、ステップＳ１５に進み、制御装置２０が圧力変化量ΔＰは０よりも小さいか否かを判断する。圧力変化量ΔＰが０よりも小さい状態とは、圧力が低下するよう変化し負の圧力変化が生じて、図３のＢ１，Ｂ２およびＢ３の各領域のようにグラフＧの傾きがマイナスになることである。圧力変化量ΔＰが０よりも小さければステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では制御装置２０が、次のフローで使用する追起動間隔時間を、その時設定されている追起動間隔時間から定数αを引いた値に変更する。このように、制御装置２０において追起動間隔時間を演算し、その設定値を更新する。そしてステップＳ１２に戻る。
【００２７】
ステップＳ１５で圧力変化量ΔＰが０よりも小さくなければ、ステップＳ１７に進む。圧力変化量ΔＰが０よりも小さくない状態とは、圧力が上昇するよう変化し正の圧力変化が生じて、図３のＣ１，Ｃ２およびＣ３の各領域のようにグラフＧの傾きがプラスになることである。ステップＳ１７では制御装置２０が、次のフローで使用する追起動間隔時間を、その時設定されている追起動間隔時間に定数αを足した値に変更する。このように、制御装置２０において追起動間隔時間を演算し、その設定値を更新する。そしてステップＳ１２に戻る。
【００２８】
ステップＳ１６からステップＳ１２に戻り、タンク１４内の圧力が下限圧力未満であればステップＳ１３に進む。このとき、ステップＳ１３で用いる追起動間隔時間は、ステップＳ１２に戻る前のフローのステップＳ１６で変更され短くされた追起動間隔時間となる。そして、タイマ２１により計測された経過時間が、短くされた追起動間隔時間を経過したか否かを判断し、経過していれば１号機１０Ａを追起動させる。
【００２９】
ステップＳ１７からステップＳ１２に戻り、タンク１４内の圧力が下限圧力未満であればステップＳ１３に進む。このとき、ステップＳ１３で用いる追起動間隔時間は、ステップＳ１２に戻る前のフローのステップＳ１７で変更され長くされた追起動間隔時間となる。そして、タイマ２１により計測された経過時間が、長くされた追起動間隔時間を経過したか否かを判断し、経過していれば１号機１０Ａを追起動させる。このように追起動間隔時間を長くすることで、１号機１０Ａが追起動するタイミングを遅くし、圧縮機１０Ａ〜１０Ｃの頻繁な追起動を防止して消費電力を抑制できる。
【００３０】
ステップＳ１３で、タイマ２１により計測された経過時間が、現在の追起動間隔時間（現在の設定値）を経過していなければステップＳ１４およびステップＳ１５に進む。ステップＳ１５で圧力変化量ΔＰが０よりも小さいと判断されればステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では制御装置２０が、次のフローで使用する追起動間隔時間を、現在の追起動間隔時間から定数αを引いた値に変更する。そしてステップＳ１２に戻り、１号機１０Ａが追起動するまでフローを繰り返す。ステップＳ１５で圧力変化量ΔＰが０よりも小さくないと判断されればステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では制御装置２０が、次のフローで使用する追起動間隔時間を、現在の追起動間隔時間から定数αを足した値に変更する。そしてステップＳ１２に戻り、１号機１０Ａが追起動するまでフローを繰り返す。
【００３１】
上述のフローを繰り返し、例えば図３のＤ点で１号機１０Ａを追起動させると、グラフＧ１で示すように、タンク１４内の圧力が上昇しＥ点で下限圧力を上回る。なお、グラフＧ２は、従来の圧縮機の追起動制御による圧力変化を示す。従来の追起動制御では、タンク１４内の圧力変化に応じて追起動間隔時間を短くすることはなく、予め決められたＦ点で圧縮機を追起動させる。これに対し本願発明では、タンク１４内の圧力変化に応じて追起動間隔時間を短くする。これにより、１号機１０Ａが追起動するタイミングを早くし、タンク１４内の圧力が下限圧力未満となる状態での運転時間を短縮できる。
【００３２】
以上のように、タンク１４内の圧力が下限圧力未満となる状態において、演算された追起動間隔時間に基づき１号機１０Ａを追起動させるので、タンク１４内の圧力変化に応じて適切なタイミングで１号機１０Ａを追起動できる。
【００３３】
なお本発明は前記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。
【００３４】
前記実施形態では３台の圧縮機が運転している状態から１号機１０Ａを停止させた後、１号機１０Ａを追起動するための追起動間隔時間を演算している。しかし、運転中の圧縮機の停止および停止後の圧縮機の追起動に関しては、圧縮機１０Ａ〜１０Ｃの運転頻度が偏るのを防止するために１号機１０Ａ→２号機１０Ｂ→３号機１０Ｃの順番に従うのであれば特に限定されない。
【００３５】
例えば３台の圧縮機１０Ａ〜１０Ｃが停止した状態から、１号機１０Ａのみを起動する。この後、１号機１０Ａを停止し、次に２号機１０Ｂを追起動するための追起動間隔時間を演算しても前記実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。また３台の圧縮機１０Ａ〜１０Ｃが停止した状態から、１号機１０Ａおよび２号機１０Ｂを順に起動する。この後、１号機１０Ａを停止し、次に３号機１０Ｃを追起動するための追起動間隔時間を演算してもよい。更に３台の圧縮機１０Ａ〜１０Ｃが停止した状態から、１号機１０Ａ、２号機１０Ｂおよび３号機１０Ｃを順に起動する。この後、１号機１０Ａおよび２号機１０Ｂを停止し、次に１号機１０Ａおよび２号機を追起動するための追起動間隔時間を演算してもよい。
【００３６】
前記実施形態ではαを定数にしたが、αは例えばΔＰの一次関数など、α＝ｆ（ΔＰ）が成立するΔＰの関数であってもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１  圧縮装置
１０Ａ  １号機（圧縮機）
１０Ｂ  ２号機（圧縮機）
１０Ｃ  ３号機（圧縮機）
１４  タンク
１６  圧力測定手段（圧力センサ）
２０  制御手段（制御装置）
２１  計時手段（タイマ）
【図１】
2015190322.tif 000003
【図２】
2015190322.tif 000004
【図３】
2015190322.tif 000005