(57)【要約】【課題】圧縮機を比較的低い圧力で運転し、圧縮機の寿命の向上を図り得る運転制御方法を提供する。【解決手段】複数の圧縮機１から出力される圧縮気体を全体としてまとめ、必要に応じ圧縮気体を取り出して使用するとともに、使用する圧縮気体が取り出された後の圧縮気体の圧力の計測信号をフィードバックして、前記複数の圧縮機１の運転を制御するシステムにおいて、複数の圧縮機１として、ほぼ同一能力の圧縮機１を用い、予め定めた圧力の下限値と上限値間を、用いる圧縮機１の数と同数の圧力レベルに区分し、前記圧力の計測信号が、目標とする圧力レベルの範囲を外れて、前記各圧力レベルの境界に至ったときに、運転する圧縮機１の台数を変更する【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧縮機から出力される圧縮気体を全体としてまとめ、必要に応じ圧縮気体を取り出して使用するとともに、使用する圧縮気体が取り出された後の圧縮気体の圧力の計測信号をフィードバックして、前記複数の圧縮機の運転を制御するシステムにおいて、複数の圧縮機として、ほぼ同一能力の圧縮機を用い、予め定めた圧力の下限値と上限値間を、用いる圧縮機の数と同数の圧力レベルに区分し、前記圧力の計測信号が、目標とする圧力レベルの範囲を外れて、前記各圧力レベルの境界に至ったときに、運転する圧縮機の台数を変更することを特徴とする圧縮機の運転制御方法。
【請求項２】
前記圧力レベルが上昇するときは、圧力レベルが次の圧力レベルに至るごとに、圧縮機の運転台数を減らし、圧力レベルが下降するときは、圧力レベルが次の圧力レベルに至るごとに、圧縮機の運転台数を増加することを特徴とする請求項１記載の圧縮機の運転制御方法。
【請求項３】
複数の圧縮機に連番を付し、運転する圧縮機の台数を変更するための圧縮機の起動および停止を、それぞれ前記連番順に行わせることを特徴とする請求項１または２に記載の圧縮機の運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の圧縮機の運転制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の圧縮機から出力される圧縮気体を、所定の圧力タンク内に集積し、この圧力タンクから、必要とする圧縮気体を取り出して使用するシステムにおける複数の圧縮機の運転制御方法は公知である（たとえば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特許第２８７５７０２号公報（図８等）
【０００４】
一般に圧縮機から出力される圧縮気体を圧力タンク内に供給し、この圧力タンクから圧縮気体を取り出して使用する場合、圧力の上限値と下限値の差圧が小さいと、圧縮機の起動および停止が頻繁になり、圧縮機の故障やモータの焼損が発生し易くなるという問題がある。
【０００５】
そのため、一般に圧力タンクの容量を大きくするとともに、圧力の上限値を、使用圧力よりも、たとえば０．２ＭＰａ程度高い圧力にして、上限値と下限値の差圧を大きくする方法が、採用されている。
【０００６】
しかし、この方法の場合、高い圧力で長時間運転されるため、圧縮機の運転動力が増加し、ランニングコストの増大を招くとともに、圧縮機が高温で連続して運転されるため、圧縮機の寿命が短くなる傾向がある。
【０００７】
また、上限値の高い圧力に合わせて圧縮機の回転速度が設定されるため、通常の運転状態では、回転速度を落とさざるを得ない。
そのため、空気量が少ない状態で運転され、圧縮機の効率が低下する。
【０００８】
さらに、低い回転数により駆動される冷却ファンをもって圧縮機を冷却するため、冷却効果の低下を招いていた。
そのため、チップシールや軸受の寿命の低下をきたす場合もあった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の現状に鑑み、下限近傍の低い圧力で運転される圧縮機の台数を多くし、上限近傍の高い圧力で運転される圧縮機の台数を少なくし、かつその時間も短かくすることによって、ランニングコストの低減を図るとともに、圧縮機の寿命、特にチップシールや軸受の寿命を向上させることができる圧縮機の運転制御方法を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、上記課題は、次のようにして解決される。
（１）複数の圧縮機から出力される圧縮気体を全体としてまとめ、必要に応じ圧縮気体を取り出して使用するとともに、使用する圧縮気体が取り出された後の圧縮気体の圧力の計測信号をフィードバックして、前記複数の圧縮機の運転を制御するシステムにおいて、複数の圧縮機として、ほぼ同一能力の圧縮機を用い、予め定めた圧力の下限値と上限値間を、用いる圧縮機の数と同数の圧力レベルに区分し、前記圧力の計測信号が、目標とする圧力レベルの範囲を外れて、前記各圧力レベルの境界に至ったときに、運転する圧縮機の台数を変更することを特徴とする圧縮機の運転制御方法とする。
【００１１】
（２）上記（１）項において、前記圧力レベルが上昇するときは、圧力レベルが次の圧力レベルに至るごとに、圧縮機の運転台数を減らし、圧力レベルが下降するときは、圧力レベルが次の圧力レベルに至るごとに、圧縮機の運転台数を増加する。
【００１２】
（３）上記（１）項または（２）項において、複数の圧縮機に連番を付し、運転する圧縮機の台数を変更するための圧縮機の起動および停止を、それぞれ前記連番順に行わせる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態の概念を示す図である。
本発明においては、複数の圧縮機から出力される圧縮気体（以下、圧縮気体として圧縮空気を代表させて説明する）を、圧力タンク内に集積し、この圧力タンクから、必要とする量の圧縮空気を取り出して使用する。
なお、圧縮気体は、必ずしも圧力タンクに集積することなく、吐出配管から直接取り出して使用してもよい。
図１に示す実施形態においては、８台の圧縮機（１）Ｃ１、Ｃ２、・・・Ｃ８が、それぞれ別個のモータ（２）Ｍ１、Ｍ２、・・・Ｍ８によって駆動され、これら各モータへの電源の通電、遮断は、それぞれ別個の電磁開閉器（３）Ｅ１、Ｅ２、・・・Ｅ８によってなされる。
【００１４】
各圧縮機（１）の出口には、圧縮機（１）から出力された圧縮空気が、逆流しないように逆止弁（４）Ｖ１、Ｖ２、・・・Ｖ８が取り付けられている。
【００１５】
逆止弁（４）を通過した圧縮空気は、圧力タンク（５）にまとめて充填され、圧力タンク（５）から、バルブ（６）の開閉操作により、供給先（７）が必要とする量の圧縮空気が取り出される。
【００１６】
圧力タンク（５）内の圧縮空気を所望とする圧力に保持するための制御は、圧力タンク（５）内における圧縮空気の圧力の計測値をフィードバックして、前記複数の圧縮機（１）の運転を制御することによってなされる。
【００１７】
圧力タンク（５）内における圧縮空気の圧力を圧力センサー（８）によって計測し、その計測信号は、制御部（９）に送信される。
【００１８】
制御部（９）には、圧縮機の運転台数決定部（１０）と起動停止する圧縮機の選択部（１１）とが設けられている。
【００１９】
圧縮機の運転台数決定部（１０）においては、前記圧力センサー（８）によって計測された圧力タンク（５）内における圧縮空気の圧力計測信号に基づいて、複数の圧縮機（１）のうちの何台を運転すべきかを決定する。一般には、圧力計測信号が、予め定めた下限値と上限値間のどの圧力レベルにあるかによって、前記運転台数を決定する。
【００２０】
具体的な好ましい実施形態としては、複数の圧縮機（１）として、ほぼ同一能力の圧縮機（１）を用い、予め定めた下限値と上限値間を、用いる圧縮機（１）の数と同数の圧力レベルに区分し、前記圧力計測信号が、目標とする圧力レベルの範囲を外れて、レベルの境界に至ったときに、運転する圧縮機（１）の台数を変更する方法が採用される。
【００２１】
すなわち、圧力計測信号が上昇傾向にあり、目標とする圧力レベルの範囲よりも１段階上位の圧力レベルの境界に至ったときは、現在運転中の圧縮機（１）の台数から１台減じた数を、新しい運転台数と決定する。
【００２２】
一方、圧力計測信号が下降傾向にあり、目標とする圧力レベルの範囲よりも１段階下位の圧力レベルの境界に至ったときは、現在運転中の圧縮機（１）の台数に１台加えた数を、新しい運転台数と決定する。
【００２３】
圧縮機の運転台数決定部（１０）において決定された台数の信号は、起動停止する圧縮機の選択部（１１）へ送信される。この選択部（１１）においては、複数の圧縮機（１）のうち、いずれの圧縮機（１）を起動または停止するかを決定する。
【００２４】
この決定は、予め定められた起動停止の順位に従って行う。好ましい実施形態としては、複数の圧縮機（１）に連番を付し、この連番順に、起動および停止をそれぞれ行わせる。
【００２５】
このように、連番順に行わせることにより、複数の圧縮機（１）のいずれもが、平均化して起動および停止され、特定の圧縮機（１）のみが、頻繁に起動および停止の操作がなされたり、長時間運転状態となるといった不都合を回避することができる。
【００２６】
前記選択部（１１）において、起動または停止する圧縮機（１）が選択されると、その信号が操作部（１２）に送信される。
【００２７】
操作部（１２）においては、選択された圧縮機（１）に対応する電磁開閉器（３）に信号を送信し、その電磁開閉器（３）を操作して、対応するモータ（２）への電源を通電または遮断して、前記選択部（１１）において選択された圧縮機（１）を起動または停止させる。
【００２８】
図２は、図１に示した８台の圧縮機（１）（Ｃ１、Ｃ２、・・・Ｃ８）を用いて制御を行った場合の、運転される圧縮機（１）と圧力の変化の状態を示した図である。
【００２９】
圧力タンク（５）における圧縮空気の下限値（たとえば、０．６ＭＰａ）と上限値（たとえば、０．７ＭＰａ）間を、圧縮機（１）の数と同数の８段階に区分して、圧力レベルを定める。すなわち、下限値を０レベル、上限値を８／８レベルとし、その間を均等に区分して、１／８、２／８、・・・・７／８レベルと定める。また、目標とする圧力レベルを、たとえば１／８〜２／８間とする。また、８台の圧縮機（１）に、順次Ｎｏ．１からＮｏ．８まで連番を付す。
【００３０】
図２に示すように、最初に、圧力センサー（８）によって計測した圧力タンク（５）内における圧縮空気の計測信号（１３）が、圧力レベル１／８に至るまでは、８台の圧縮機（１）のすべてが運転される。
【００３１】
圧力が上昇し圧力レベルが下限圧０を通過し圧力レベルが１／８（Ｐ１）に至ると、制御部（９）からの停止指令信号が操作部（１２）を経由して、Ｎｏ．１の圧縮機（Ｃ１）の電磁開閉器（Ｓ１）に送られ運転を停止する。残りのＮｏ．２からＮｏ．８の７台の圧縮機は運転が継続される。
【００３２】
圧縮空気が使用されず、圧力が上昇し圧力レベルが２／８（Ｐ２）に至ると、制御部（９）からの停止指令信号が操作部（１２）を経由して、Ｎｏ．２の圧縮機（Ｃ２）の電磁開閉器（Ｓ２）に送られ運転を停止する。残りのＮｏ．３からＮｏ．８の６台の圧縮機の運転は継続される。
【００３３】
次に、圧縮空気が使用されず、圧力がやや上昇し、次の圧力レベル３／８に至らないうちに圧縮空気が使用されて圧力レベルが下がって１／８（Ｐ３）に至ると、最初に停止したＮｏ．１の圧縮機の電磁開閉器に制御部（９）から操作部（１２）を経由して、運転指令信号が送られ起動する。したがって、Ｎｏ．１と、Ｎｏ．３からＮｏ．８の７台の圧縮機の運転が継続される。
【００３４】
次に、圧縮空気が使用されて圧力レベルが下がったとしても圧力レベルが０に至らず、その後、圧縮空気の使用がされず、圧力が再び圧力レベル１／８を超えて２／８（Ｐ４）のレベルに至ると、制御部（９）から操作部（１２）を経由して、停止指令信号がＮｏ．３の圧縮機（Ｃ３）の電磁開閉器（Ｓ３）に送られ運転を停止する。したがって、Ｎｏ．１と、Ｎｏ．４からＮｏ．８の６台の圧縮機の運転が継続される。
【００３５】
次に、圧縮空気が使用されず、圧力が上昇して圧力レベルが３／８（Ｐ５）のレベルに至るとＮｏ．４の圧縮機（Ｃ４）の電磁開閉器（Ｓ４）に制御部（９）から操作部（１２）を経由して、停止指令信号が送られ運転を停止する。したがって、Ｎｏ．１と、Ｎｏ．５からＮｏ．８の５台の圧縮機の運転が継続される。
【００３６】
さらに、圧縮空気が使用されず、圧力が上昇して圧力レベルが４／８（Ｐ６）のレベルに至ると、Ｎｏ．５の圧縮機（Ｃ５）の電磁開閉器（Ｓ５）に制御部（９）から操作部（１２）を経由して、停止指令信号が送られ運転を停止する。したがって、Ｎｏ．１と、Ｎｏ．６からＮｏ．８の４台の圧縮機の運転が継続される。
【００３７】
さらに、圧縮空気が使用されず、圧力が上昇して圧力レベルが５／８（Ｐ７）のレベルに至ると、Ｎｏ．６の圧縮機（Ｃ６）の電磁開閉器（Ｓ６）に制御部（９）から操作部（１２）を経由して、停止指令信号が送られ運転を停止する。したがって、Ｎｏ．１と、Ｎｏ．７とＮｏ．８の３台の圧縮機の運転が継続される。
【００３８】
さらに、圧縮空気が使用されず、圧力が上昇して圧力レベルが６／８（Ｐ８）のレベルに至ると、Ｎｏ．７の圧縮機（Ｃ７）の電磁開閉器（Ｓ７）に制御部（９）から操作部（１２）を経由して、停止指令信号が送られ運転を停止する。したがって、Ｎｏ．１とＮｏ．８の２台の圧縮機の運転が継続される。
【００３９】
さらに、圧縮空気が使用されず、圧力が上昇して圧力レベルが７／８（Ｐ９）のレベルに至ると、Ｎｏ．８の圧縮機（Ｃ８）の電磁開閉器（Ｓ８）に制御部（９）から操作部（１２）を経由して、停止指令信号が送られ運転を停止する。したがって、Ｎｏ．１の圧縮機のみの運転が継続される。
【００４０】
さらに、圧縮空気が使用されず、圧力が上昇して圧力レベルが８／８（Ｐ１０）のレベルに至ると、Ｎｏ．１の圧縮機（Ｃ１）の電磁開閉器（Ｓ１）に制御部（９）から操作部（１２）を経由して、停止指令信号が送られ運転を停止する。したがって、全ての圧縮機が停止する。
【００４１】
圧縮空気が使用され、圧力レベルが下がって圧力レベルが７／８に至らない状態が続いている間は、全ての圧縮機の停止状態が継続する。
【００４２】
次に、圧縮空気が使用され、圧力レベルが下がって圧力レベルが７／８（Ｐ１１）に至ると、２番目に停止していたＮｏ．２の圧縮機（Ｃ２）の電磁開閉器（Ｓ２）に制御部（９）から操作部（１２）を経由して、起動指令信号が送られ、運転を開始する。したがって、Ｎｏ．１と、Ｎｏ．２からＮｏ．８の７台の圧縮機は、運転を停止している。
【００４３】
さらに、圧縮空気が使用され、圧力レベルが下がって圧力レベルが６／８（Ｐ１２）に至ると、３番目に停止していたＮｏ．３の圧縮機（Ｃ３）の電磁開閉器（Ｓ３）に制御部（９）から操作部（１２）を経由して、起動指令信号が送られ、運転を開始する。したがって、Ｎｏ．１と、Ｎｏ．４からＮｏ．８の６台の圧縮機は、運転を停止している。
【００４４】
さらに、圧縮空気が使用され、圧力レベルが下がって圧力レベルが５／８（Ｐ１３）に至ると、４番目に停止していたＮｏ．４の圧縮機（Ｃ４）の電磁開閉器（Ｓ４）に制御部（９）から操作部（１２）を経由して、起動指令信号が送られ、運転を開始する。したがって、Ｎｏ．１と、Ｎｏ．５からＮｏ．８の５台の圧縮機は、運転を停止している。
【００４５】
さらに、圧縮空気が使用され、圧力レベルが下がって圧力レベルが４／８（Ｐ１４）に至ると、５番目に停止していたＮｏ．５の圧縮機（Ｃ５）の電磁開閉器（Ｓ５）に制御部（９）から操作部（１２）を経由して、起動指令信号が送られ、運転を開始する。したがって、Ｎｏ．１と、Ｎｏ．６からＮｏ．８の４台の圧縮機は、運転を停止している。
【００４６】
さらに、圧縮空気が使用され、圧力レベルが下がって圧力レベルが３／８（Ｐ１５）に至ると、６番目に停止していたＮｏ．６の圧縮機（Ｃ６）の電磁開閉器（Ｓ６）に制御部（９）から操作部（１２）を経由して、起動指令信号が送られ、運転を開始する。したがって、Ｎｏ．１と、Ｎｏ．７からＮｏ．８の３台の圧縮機は、運転を停止している。
【００４７】
さらに、圧縮空気が使用され、圧力レベルが下がって圧力レベルが２／８（Ｐ１６）に至ると、７番目に停止していたＮｏ．７の圧縮機（Ｃ７）の電磁開閉器（Ｓ７）に制御部（９）から操作部（１２）を経由して、起動指令信号が送られ、運転を開始する。したがって、Ｎｏ．１とＮｏ．８の２台の圧縮機は、運転を停止している。
【００４８】
さらに、圧縮空気が使用され、圧力レベルが下がって圧力レベルが１／８（Ｐ１７）に至ると、８番目に停止していたＮｏ．８の圧縮機（Ｃ８）の電磁開閉器（Ｓ８）に制御部（９）から操作部（１２）を経由して、起動指令信号が送られ、運転を開始する。したがって、Ｎｏ．１の圧縮機のみが、運転を停止している。
【００４９】
さらに、圧縮空気が使用され、圧力レベルが下がって圧力レベルが０／８（Ｐ１８）に至ると、９番目に停止していたＮｏ．１の圧縮機（Ｃ１）の電磁開閉器（Ｓ１）に制御部（９）から操作部（１２）を経由して、起動指令信号が送られ、運転を開始する。したがって、Ｎｏ．１からＮｏ．８までの圧縮機の全てが運転状態になり、停止している圧縮機はない。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によると、次のような効果が奏せられる。
（１）請求項１記載の発明によると、目標とする圧力レベルの範囲に応じて、運転すべき圧縮機の台数を、合理的、かつ容易に決定することができるとともに、圧力センサーによって計測される圧縮空気の圧力計測信号が、比較的高い圧力レベルに至ると、複数の圧縮機のうち、大半の圧縮機を停止する操作を行うため、上限値近傍の高い圧力レベルで運転される圧縮機の台数が少なくなり、かつその時間も短かくなる。そのため、圧縮機の寿命、特に、チップシールや軸受等の寿命を向上させることができるとともに、ランニングコストの低減を図ることができる。
【００５１】
（２）請求項２記載の発明によれば、運転すべき圧縮機の台数を、肌理細かく、より合理的に決定することができる。
【００５２】
（３）請求項３記載の発明によれば、複数の圧縮機のいずれもが、平均化して起動および停止され、特定の圧縮機のみが頻繁に起動および停止の操作がなされたり、長時間運転状態となるといった不都合が生ずることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の概念を示す図である。
【図２】本発明を図１に示す８台の圧縮機を用いて実施した場合の、運転される圧縮機と圧力の変化の状態を示した図である。
【符号の説明】
（１）圧縮機
（２）モータ
（３）電磁開閉器
（４）逆止弁
（５）圧力タンク
（６）バルブ
（７）供給先
（８）圧力センサー
（９）制御部
（１０）圧縮機の運転台数決定部
（１１）起動停止する圧縮機の選択部
（１２）操作部
（１３）圧力計測信号
【図１】
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【図２】
2004340024.tif 000004