(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮空気を生成する複数の空気圧縮機と、これら空気圧縮機から送り出された圧縮空気が貯められる空気槽とを備え、前記空気槽から負荷へ送り出される圧縮空気の状態に基づいて前記空気圧縮機の運転台数を制御する空気圧縮機運転台数制御方法において、
前記空気槽から送り出される負荷への圧縮空気の流量を計測し、この圧縮空気の計測流量が予め設定されている最寄りの増段流量に達した場合、圧縮空気を送り出しているロード状態にない空気圧縮機の何れか１つを、運転されてはいるが圧縮空気を送り出していないアンロード状態にある空気圧縮機を停止状態にある空気圧縮機よりも優先してロード状態とする一方、
前記計測流量の前回値と今回値とから前記空気槽から送り出される負荷への圧縮空気の流量変化を求め、この圧縮空気の流量変化から現在の流量が最寄りの増段流量に達するまでの時間を増段点到達時間として算出し、この増段点到達時間が予め設定されている前記空気圧縮機の停止状態からの立ち上がり時間よりも短い場合、アンロード状態の空気圧縮機が１台もないことを前提として、前記複数の空気圧縮機のうち停止状態にある空気圧縮機の何れか１つをアンロード状態とする
ようにしたことを特徴とする空気圧縮機運転台数制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載された空気圧縮機運転台数制御方法において、
前記空気槽内の圧力を計測し、この計測圧力が予め設定されている圧力下限値以下となった場合、前記複数の空気圧縮機のうちロード状態にない空気圧縮機の何れか１つをアンロード状態にある空気圧縮機を優先してロード状態とする
ようにしたことを特徴とする空気圧縮機運転台数制御方法。
【請求項３】
請求項１に記載された空気圧縮機運転台数制御方法において、
前記空気槽から送り出される負荷への圧縮空気の流量を計測し、また前記空気槽内の圧力を計測し、前記空気槽内の計測圧力が予め設定されている圧力下限値以上ある状態で、前記負荷への圧縮空気の計測流量が予め設定されている最寄りの減段流量以下となった場合、あるいは前記空気槽内の計測圧力が予め設定されている圧力上限値以上となった場合、前記複数の空気圧縮機のうちロード状態にある空気圧縮機の何れか１つをアンロード状態とし、所定時間経過後、停止状態とする
ようにしたことを特徴とする空気圧縮機運転台数制御方法。
【請求項４】
圧縮空気を生成する複数の空気圧縮機と、これら空気圧縮機から送り出された圧縮空気が貯められる空気槽とを備えたシステムに付設され、前記空気槽から負荷へ送り出される圧縮空気の状態に基づいて前記空気圧縮機の運転台数を制御する空気圧縮機運転台数制御装置において、
前記空気槽から送り出される負荷への圧縮空気の流量を計測する流量計測手段と、
この流量計測手段の計測流量が予め設定されている最寄りの増段流量に達した場合、圧縮空気を送り出しているロード状態にない空気圧縮機の何れか１つを、運転されてはいるが圧縮空気を送り出していないアンロード状態にある空気圧縮機を停止状態にある空気圧縮機よりも優先してロード状態とする増段手段と、
前記計測流量の前回値と今回値とから前記圧縮空気の流量変化を求め、この圧縮空気の流量変化から現在の流量が最寄りの増段流量に達するまでの時間を増段点到達時間として算出し、この増段点到達時間が予め設定されている前記空気圧縮機の停止状態からの立ち上がり時間よりも短い場合、アンロード状態の空気圧縮が１台もないことを前提として、前記複数の空気圧縮機のうち停止状態にある空気圧縮機の何れか１つをアンロード状態とするアンロード手段と
を備えたことを特徴とする空気圧縮機運転台数制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載された空気圧縮機運転台数制御装置において、
前記空気槽内の圧力を計測する圧力計測手段と、
この圧力計測手段の計測圧力が予め設定されている圧力下限値以下となった場合、前記複数の空気圧縮機のうちロード状態にない空気圧縮機の何れか１つをアンロード状態にある空気圧縮機を優先してロード状態とする手段と
を備えたことを特徴とする空気圧縮機運転台数制御装置。
【請求項６】
請求項４に記載された空気圧縮機運転台数制御装置において、
前記空気槽内の圧力を計測する圧力計測手段と、
この圧力計測手段による空気槽内の計測圧力が予め設定されている圧力下限値以上ある状態で、前記流量計測手段による負荷への圧縮空気の計測流量が予め設定されている最寄りの減段流量以下となった場合、前記複数の空気圧縮機のうちロード状態にある空気圧縮機の何れか１つをアンロード状態とし、所定時間経過後、停止状態とする第１の減段手段と、
前記圧力計測手段による空気槽内の計測圧力が予め設定されている圧力上限値以上となった場合、前記複数の空気圧縮機のうちロード状態にある空気圧縮機の何れか１つをアンロード状態とし、所定時間経過後、停止状態とする第２の減段手段と
を備えたことを特徴とする空気圧縮機運転台数制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気槽から負荷へ送り出される圧縮空気の状態に基づいて空気槽へ圧縮空気を送り込む空気圧縮機の運転台数を制御する空気圧縮機運転台数制御方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９に従来の空気圧縮機運転台数制御システムの計装図を示す。同図において、１−１〜１−４は圧縮空気を生成する空気圧縮機、２は空気圧縮機１−１〜１−４からの圧縮空気が送り込まれる空気槽、３は空気槽２内の圧力Ｐを計測する圧力発信器、４はヘッダ、５’は空気圧縮機運転台数制御装置である。
【０００３】
このシステムにおいて、空気圧縮機１−１〜１−４から送り出された圧縮空気は、空気槽２に貯められる。空気槽２は槽内に貯められた圧縮空気をヘッダ４を介して負荷へ供給する。例えば、建物設備の動力用、計器用として、空気槽２に貯められた圧縮空気を供給する。
【０００４】
この負荷への圧縮空気の供給中、圧力発信器３は空気槽２内の圧力Ｐを計測し、計測した圧力Ｐpvを空気圧縮機運転台数制御装置５’へ送る。空気圧縮機運転台数制御装置５’は、圧力発信器３からの計測圧力Ｐpvが予め設定されている許容範囲に収まるように、空気圧縮機１−１〜１−４の運転台数を制御する。すなわち、図１０に示すように上限値をＰＨ，下限値をＰＬとする許容範囲ＰＳを定め、ＰＬ≦Ｐpv≦ＰＨとなるように、空気圧縮機１−１〜１−４の運転台数を制御する。
【０００５】
空気圧縮機１（１−１〜１−４）の運転状態には、「ロード状態」，「アンロード状態」，「停止状態」の３つがあり、空気圧縮機１が圧縮空気を送り出している状態をロード状態と呼び、空気圧縮機１が運転されてはいるが圧縮空気を送り出していない状態をアンロード状態と呼び、空気圧縮機１が運転されていない状態を停止状態と呼んでいる。
【０００６】
空気圧縮機運転台数制御装置５’は、圧力発信器３からの計測圧力ＰpvがＰＨ＜Ｐpvとなった場合、ロード中の空気圧縮機１の何れか１つをアンロード状態とし、所定時間経過後、停止状態とする。圧力発信器３からの計測圧力ＰpvがＰpv＜ＰＬとなった場合、ロード状態にない空気圧縮機１の何れか１つを、アンロード状態にある空気圧縮機１を停止状態にある空気圧縮機１より優先してロード状態とする。例えば、空気圧縮機１−１と１−２がロード状態、空気圧縮機１−３がアンロード状態、空気圧縮機１−４が停止状態であった場合、停止状態の空気圧縮機１−４ではなく、アンロード状態にある空気圧縮機１−３をロード状態とする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような空気圧縮機の運転台数制御方法によると、以下にそのメカニズムを説明するように、空気槽２内の圧力Ｐが負荷に対して許容される圧力下下限値ＰＬＬ（ＰＬＬ＜ＰＬ）以下になることがあった。空気槽２内の圧力が圧力下下限値ＰＬＬ以下となると、負荷側の安定性がなくなり、結果として圧縮空気を用いての制御や計測がうまく行かなくなる。
【０００８】
空気槽２内の圧力が圧力下下限値ＰＬＬ以下となるメカニズムについて説明する。空気圧縮機１は、スター／デルタ起動などにより、起動してからロード状態になるまでに時間遅れがある。計測圧力ＰpvがＰpv＜ＰＬとなった場合、ロード状態にない空気圧縮機１の何れか１つを、アンロード状態にある空気圧縮機１を優先してロード状態とするが、アンロード状態にある空気圧縮機１がない場合には、停止状態の空気圧縮機１をロード状態とする。しかし、停止状態の空気圧縮機１は、ロード状態になるまでに時間遅れを生じ、この間に圧縮空気の消費量が急激に増加した場合、空気槽２内の圧力がさらに低下して行き、圧力下下限値ＰＬＬ以下となる。
【０００９】
空気槽２内の圧力が圧力下下限値ＰＬＬ以下とならないようにするための１つの方法として、許容範囲ＰＳを高めに設定することが考えられる。すなわち、圧力下下限値ＰＬＬに対して許容範囲ＰＳの下限値ＰＬを高く設定し、停止状態の空気圧縮機１がロード状態となるまでの間に圧縮空気の消費量が急激に増加しても、空気槽２内の圧力が圧力下下限値ＰＬＬ以下にならないようにすることが考えられる。しかし、この方法では、許容範囲ＰＳを高めに設定するために、過剰運転となり、エネルギーコストが高くなる。
【００１０】
空気槽２内の圧力が圧力下下限値ＰＬＬ以下とならないようにするための別の方法として、待機中の空気圧縮機１を停止状態とはせずに、常にアンロード状態としておくことが考えられる。このようにすれば、ロード状態となるまでの時間が短いので、許容範囲ＰＳを低めに設定することが可能となる。しかし、このような方法としても、空気圧縮機１を停止状態ではなく常にアンロード状態としておくために、過剰運転となり、エネルギーコストが高くなる。
【００１１】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、負荷変動があっても圧力下下限値を下回ることのない安定した圧力の圧縮空気を供給することができ、かつ過剰運転とならず、エネルギーコストを低減することのできる空気圧縮機運転台数制御方法および装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明（請求項１又は請求項４に係る発明）は、空気槽から送り出される負荷への圧縮空気の流量を計測し、この圧縮空気の計測流量が予め設定されている最寄りの増段流量に達した場合、ロード状態にない空気圧縮機の何れか１つをアンロード状態にある空気圧縮機を優先してロード状態とする一方、前記計測流量の前回値と今回値とから空気槽から送り出される負荷への圧縮空気の流量変化を求め、この負荷への圧縮空気の流量変化から現在の流量が最寄りの増段流量に達するまでの時間を増段点到達時間として算出し、この増段点到達時間が予め設定されている空気圧縮機の停止状態からの立ち上がり時間よりも短い場合、アンロード状態の空気圧縮機が１台もないことを前提として、停止状態にある空気圧縮機の何れか１つをアンロード状態とするようにしたものである。
【００１３】
この発明によれば、空気槽から送り出される負荷への圧縮空気の流量が計測され、この計測流量の前回値と今回値とから圧縮空気の流量変化が求められ、この負荷への圧縮空気の流量変化から現在の流量が最寄りの増段流量に達するまでの時間が増段点到達時間ｔとして算出される。
そして、この算出された増段点到達時間ｔと予め設定されている空気圧縮機の停止状態からの立ち上がり時間ｔ０とが比較され、ｔがｔ０よりも短く、アンロード状態の空気圧縮機が１台もなければ、停止状態にある空気圧縮機の何れか１つが起動され、アンロード状態とされる。
すなわち、計測流量が最寄りの増段流量に達した点で直ぐにロード状態に移行できるように、停止状態にある空気圧縮機の何れか１つが早めに起動され、アンロード状態とされる。
なお、空気圧縮機は、起動後すぐにはアンロードが完了した状態（アンロード完了状態）とならない。本発明では、アンロード完了状態へ向かう途中も、その一形態としてアンロード状態に含むものとする。以下では、アンロード状態へ向かう途中をアンロード中の状態と呼ぶ。
アンロード中の状態で、あるいはアンロード完了状態で、計測流量が予め設定されている最寄りの増段流量に達すると、アンロード状態（アンロード中の状態あるいはアンロード完了状態）にある空気圧縮機がロード状態とされる。
【００１４】
本発明において、空気槽内の圧力を計測し、この計測圧力が予め設定されている圧力下限値以下となった場合、ロード状態にない空気圧縮機の何れか１つをアンロード状態にある空気圧縮機を優先してロード状態とするようにしてもよい（請求項２又は請求項５に係る発明）。
この発明によれば、空気槽内の圧力が予め設定されている圧力下限値以下となると、ロード状態にない空気圧縮機の何れか１つがロード状態とされる。この際、アンロード状態にある空気圧縮機があれば、このアンロード状態にある空気圧縮機が優先的にロード状態とされる。
【００１５】
本発明において、空気槽から送り出される負荷への圧縮空気の流量を計測し、また空気槽内の圧力を計測し、空気槽内の計測圧力が予め設定されている圧力下限値以上ある状態で、負荷への圧縮空気の計測流量が予め設定されている最寄りの減段流量以下となった場合、あるいは空気槽内の計測圧力が予め設定されている圧力上限値以上となった場合、ロード状態にある空気圧縮機の何れか１つをアンロード状態とし、所定時間経過後、停止状態とするようにしてもよい（請求項３又は請求項６に係る発明）。
この発明によれば、空気槽内の圧力が圧力下限値以上ある場合に、負荷への圧縮空気の流量が最寄りの減段流量以下となると、ロード状態にある空気圧縮機の何れか１つがアンロード状態とされ、所定時間経過後、停止状態とされる。また、空気槽内の圧縮空気の圧力が圧力上限値以上となると、ロード状態にある空気圧縮機の何れか１つがアンロード状態とされ、所定時間経過後、停止状態とされる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図１はこの発明に係る空気圧縮機運転台数制御方法の実施に用いる空気圧縮機運転台数制御システムの一例を示す計装図である。同図において、図９と同一符号は同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。
【００１７】
この実施の形態では、空気槽２とヘッダ４との間の空気流路に流量計６を設け、空気槽２から送り出される負荷への圧縮空気の流量Ｆを計測し、計測した流量Ｆpvを空気圧縮機運転台数制御装置５へ送るようにしている。
【００１８】
図２に空気圧縮機運転台数制御装置（以下、単に制御装置と呼ぶ）５の内部構成の概略を示す。制御装置５は、ＣＰＵ５−１とＲＯＭ５−２とＲＡＭ５−３とインターフェイス５−４〜５−６とを備えている。ＣＰＵ５−１には、インターフェイス５−４を介して圧力発信器３からの計測圧力Ｐpvが、インターフェイス５−５を介して流量計６からの計測流量Ｆpvが与えられる。ＣＰＵ５−１は、入力される計測圧力Ｐpvおよび計測流量Ｆpvに基づき、ＲＯＭ５−２に格納されたプログラムに従い、ＲＡＭ５−３にアクセスしながら処理を実行し、空気圧縮機１−１〜１−４への制御指令を作る。
【００１９】
ＲＯＭ５−２には、前述したプログラムの他、後述する増段時の制御動作でのしきい値として用いられる増段流量ＳＰＵ１，ＳＰＵ２，ＳＰＵ３、および減段時の制御動作でのしきい値として用いられる減段流量ＳＰＤ１，ＳＰＤ２，ＳＰＤ３が設定されている。
【００２０】
本実施の形態では、空気圧縮機１−１〜１−４の吐出／空気量が全て同じであるとし、増段流量ＳＰＵ１は空気圧縮機１の１台分の吐出／空気量と等しく設定され、増段流量ＳＰＵ２は空気圧縮機１の２台分の吐出／空気量と等しく設定され、増段流量ＳＰＵ３は空気圧縮機１の３台分の吐出／空気量と等しく設定されているものとする。また、減段流量ＳＰＤ１は増段流量ＳＰＵ１よりも所定値ＤＩＦ１だけ低い流量値として設定され、減段流量ＳＰＤ２は増段流量ＳＰＵ２よりも所定値ＤＩＦ２だけ低い流量値として設定され、減段流量ＳＰＤ３は増段流量ＳＰＵ３よりも所定値ＤＩＦ３だけ低い流量値として設定されているものとする。
【００２１】
図３に増段流量ＳＰＵ１，ＳＰＵ２，ＳＰＵ３および減段流量ＳＰＤ１，ＳＰＤ２，ＳＰＤ３と空気圧縮機の運転台数Ｎとの関係を示す。なお、本実施の形態では、ＤＩＦ１＝ＤＩＦ２＝ＤＩＦ３とされている。
【００２２】
また、ＲＯＭ５−２には、計測圧力Ｐpvに対する圧力下限値ＰＬおよび圧力上限値ＰＨが設定されており、圧力下限値ＰＬは圧力下下限値ＰＬＬの近くに設定されている（図４参照）。すなわち、本実施の形態において、空気槽２内の圧力の許容範囲ＰＳは低めに設定されている。
【００２３】
また、本実施の形態では、圧力下限値ＰＬに対して所定値ＰDIF1だけ高い点を増段した空気圧縮機１をヒステリシスを持たせて増段要求をＯＦＦする（現状維持）際の圧力値ＰＬＨとし、圧力上限値ＰＨに対して所定値ＰDIF2だけ低い点を減段した空気圧縮機１をヒステリシスを持たせて減段要求をＯＦＦする（現状維持）する際の圧力値ＰＨＬとして定めている。
【００２４】
［増段時の制御動作］
ＣＰＵ５−１は、０．２秒毎に、圧力発信器３からの計測圧力Ｐpvおよび流量計６からの計測流量Ｆpvを読み込み（図５に示すステップ５Ａ１，５Ｂ１，５Ｃ１）、ステップ５Ａ１〜５Ａ７、ステップ５Ｂ１〜５Ｂ４、ステップ５Ｃ１〜５Ｃ４の処理を並行して実行する。
【００２５】
［流量による台数制御▲１▼：負荷予測制御］
ステップ５Ａ１〜５Ａ７の処理により負荷予測制御が行われる。この負荷予測制御では、計測流量Ｆpvを読み込み（ステップ５Ａ１）、この計測流量Ｆpvの読み込み個数が所定個数（この例では、５個）になれば（ステップ５Ａ２のＹＥＳ）、ステップ５Ａ３へ進む。
【００２６】
ステップ５Ａ３では、読み取った今回の５つの計測流量Ｆpv１〜Ｆpv５と前回読み取った最後の計測流量Ｆpv０とから、空気槽２から負荷への圧縮空気の流量変化ΔＦを求める。そして、この流量変化ΔＦから、現在の流量Ｆが最寄りの増段流量ＳＰＵｎに達するまでの時間を増段点到達時間ｔとして求める（ステップ５Ａ４）。
【００２７】
空気槽２から負荷への圧縮空気の流量Ｆの変化例を図６に示す。図６において、前回読み取った最後の計測流量Ｆpv０の計測点がＴ０であり、今回読み取った最後の計測流量Ｆpv５の計測点がＴ５であるとする。この場合、ＣＰＵ５−１は、Ｔ０〜Ｔ５点まで０．２sec 毎に流量計６からの計測流量Ｆpvを読み込む。すなわち、図７に示すように、Ｔ０点では計測流量Ｆpv０としてｆ０を、Ｔ１点では計測流量Ｆpv１としてｆ１を、Ｔ２点では計測流量Ｆpv２としてｆ２を、Ｔ３点では計測流量Ｆpv３としてｆ３を、Ｔ４点では計測流量Ｆpv４としてｆ４を、Ｔ５点では計測流量Ｆpv５としてｆ５を読み取る。
【００２８】
ＣＰＵ５−１は、このＴ０〜Ｔ５点までのΔＴ＝１sec 間の流量変化ΔＦを、下記（１）式により算出する。
ΔＦ＝｛（ｆ１−ｆ０）＋（ｆ２−ｆ１）＋（ｆ３−ｆ２）＋（ｆ４−ｆ３）＋（ｆ５−ｆ４）｝／（０．２）／５      ・・・・（１）
【００２９】
そして、ＣＰＵ５−１は、この算出した流量変化ΔＦより、最寄りの増段流量ＳＰＵｎ（図６の例では、ＳＰＵｎ＝ＳＰＵ１）に達するまでの時間（増段点到達時間）ｔを、ｔ＝（ＳＰＵｎ−ｆ５）／ΔＦとして算出する。
【００３０】
次に、ＣＰＵ５−１は、算出した増段点到達時間ｔと予め設定されている空気圧縮機１の立ち上がり時間（停止状態からロード状態となるまでの時間）ｔ０とを比較し（ステップ５Ａ５）、増段点到達時間ｔが立ち上がり時間ｔ０よりも短い場合（０≦ｔ≦ｔ０）、アンロード状態にある空気圧縮機１が１台もないことを確認のうえ（ステップ５Ａ６のＹＥＳ）、停止状態の空気圧縮機１の何れか１つをアンロード状態とする（ステップ５Ａ７）。
【００３１】
例えば、最寄りの増段流量がＳＰＵ１で、空気圧縮機１−１がロード状態、空気圧縮機１−２〜１−４が停止状態にあれば、空気圧縮機１−２を起動してアンロード状態とする。これにより、計測流量Ｆpvが増段流量ＳＰＵ１に達すると予測される点で直ぐにロード状態に移行できるように、停止状態にある空気圧縮機１−２が早めに起動され、アンロード状態とされる。なお、空気圧縮機１は、起動後すぐにはアンロード完了状態とはならない。この実施の形態では、アンロード完了状態へ向かう途中も、その一形態としてアンロード状態に含むものとする。また、アンロード状態へ向かう途中をアンロード中の状態と呼ぶ。
【００３２】
〔流量による台数制御▲２▼：最寄りの増段流量ＳＰＵｎをしきい値とする台数制御〕
ステップ５Ｂ１〜５Ｂ４の処理により最寄りの増段流量ＳＰＵｎをしきい値とする台数制御が行われる。この台数制御では、０．２sec 毎に計測流量Ｆpvを読み込み（ステップ５Ｂ１）、この計測流量Ｆpvと最寄りの増段流量ＳＰＵｎとを比較する（ステップ５Ｂ２）。
【００３３】
計測流量Ｆpvが最寄りの増段流量ＳＰＵｎ以上となると（ステップ５Ｂ２のＹＥＳ）、ステップ５Ｂ３においてソフトタイマの計時をスタートし、このソフトタイマのタイムアップにより計測流量Ｆpvが最寄りの増段流量ＳＰＵｎ以上の状態が所定時間以上続いたことを確認のうえ（ステップ５Ｂ３のＹＥＳ）、ロード状態にない空気圧縮機１の何れか１つをアンロード状態にある空気圧縮機１を優先してロード状態にする（ステップ５Ｂ４）。
【００３４】
例えば、先の予測負荷制御により、空気圧縮機１−１がロード状態、空機圧縮機１−２がアンロード状態（アンロード中の状態あるいはアンロード完了状態）、空気圧縮機１−３，１−４が停止状態にあれば、アンロード状態にある空気圧縮機１−２をロード状態とする。
【００３５】
図６の例では、Ｔ５点において増段点到達時間ｔが算出され、増段流量ＳＰＵ１に達する点がＴＡとして予測され、このＴＡ点に達した時点においてアンロード完了状態となっているように空気圧縮機１−２が起動される。従って、空気槽２からの圧縮空気の流量Ｆが予測通り推移し、ＴＡ点において増段流量ＳＰＵ１に達すると、アンロード完了状態にある空機圧縮機１−２が即座にロード状態とされる。アンロード完了状態からロード完了状態となるまでの時間はごく短く、アンロード完了状態からロード完了状態への空機圧縮機１−２の移行時に圧縮空気の消費量が急激に増加しても、空気槽２内の圧力が大きく低下することはない。
【００３６】
また、Ｔ５点以降、空気槽２からの圧縮空気の流量Ｆが予測に反して急激に増加した場合（図６はこの状態を示している）、増段流量ＳＰＵ１に達すると予測されるＴＡ点よりも前のＴＢ点において、計測流量Ｆpvが増段流量ＳＰＵ１を越え、ＴＢ点までの増段到達時間ｔが予め設定されている空気圧縮機１の立ち上がり時間ｔ０より短いと算出されると、即座に空気圧縮機１−２が起動される。ＴＢ点に達した時点において、空気圧縮機１−２はまだアンロード中の状態にあり、ロード完了状態になるまでには多少の時間遅れがある。しかし、この時間遅れは停止状態からロード完了状態になるまでの時間遅れよりも短く、空機圧縮機１−２は直ぐにロード状態となる。このため、アンロード中の状態からロード完了状態への空機圧縮機１−２の移行時に、空気槽２内の圧力が大きく低下することはない。
【００３７】
このように、本実施の形態では、予測負荷制御により停止状態にある空気圧縮機１の何れか１つが早めに起動されてアンロード状態（アンロード中の状態あるいはアンロード完了状態）とされ、このアンロード状態とされた空気圧縮機１が計測流量Ｆpvが最寄りの増段流量ＳＰＵｎを越えた際に即座にロード状態とされるので、増段時に負荷変動があっても空気槽２内の圧力が大きく低下することがない。これにより、空気槽２からの圧縮空気の圧力の許容範囲ＰＳを高めに設定することなく、また待機中の空機圧縮機１を常にアンロード状態にしておくことなく、負荷変動があっても圧力下下限値ＰＬＬを下回ることのない安定した圧力の圧縮空気を供給することが可能となる。
【００３８】
〔圧力による台数制御：圧力下限値ＰＬをしきい値とする台数制御〕
ステップ５Ｃ１〜５Ｃ４の処理により圧力下限値ＰＬをしきい値とする台数制御が行われる。この台数制御では、０．２sec 毎に計測圧力Ｐpvを読み込み（ステップ５Ｃ１）、この計測圧力Ｐpvと予め設定されている圧力下限値ＰＬとを比較する（ステップ５Ｃ２）。
【００３９】
計測圧力Ｐpvが圧力下限値ＰＬ以下となると（ステップ５Ｃ２のＹＥＳ）、ステップ５Ｃ３においてソフトタイマの計時をスタートし、このソフトタイマのタイムアップにより計測圧力Ｐpvが圧力下限値ＰＬ以下の状態が所定時間以上続いたことを確認のうえ（ステップ５Ｃ３のＹＥＳ）、ロード状態にない空気圧縮機１の何れか１つをアンロード状態にある空気圧縮機１を優先してロード状態にする（ステップ５Ｃ４）。
【００４０】
例えば、先の予測負荷制御により、空気圧縮機１−１，１−２がロード状態、空機圧縮機１−３がアンロード状態、空気圧縮機１−４が停止状態にあり、計測流量Ｆpvがまだ最寄りの増段流量ＳＰＵ２に達していないものとする。このような状態において、負荷が急激に増加し、計測圧力Ｐpvが圧力下限値ＰＬ以下となると、計測流量Ｆpvが増段流量ＳＰＵ２に達しなくても、アンロード状態にある空気圧縮機１−３がロード状態とされる。
【００４１】
すなわち、図４に示すＴＣ点において、計測圧力Ｐpvが圧力下限値ＰＬ以下となれば、計測流量Ｆpvが増段流量ＳＰＵ２に達しなくても、アンロード状態にある空気圧縮機１−３がロード状態とされる。この場合、空気圧縮機１−３はアンロード中の状態あるいはアンロード完了状態にあり、即座にロード状態とされるので、空気槽２内の圧力が大きく低下することはない。
【００４２】
なお、空気圧縮機１−３をロード状態とすることによって、計測圧力Ｐpvが上昇し、増段要求をＯＦＦする（現状維持）際の圧力値ＰＬＨを越えても（図４に示すＴＤ点）、ＣＰＵ５−１は、ロード状態とした空気圧縮機１−３を運転継続する。
【００４３】
［減段時の制御動作］
ＣＰＵ５−１は、０．２秒毎に、流量計６からの計測流量Ｆpvを読み込み（図８に示すステップ８０１）、読み込んだ計測流量Ｆpvと最寄りの減段流量ＳＰＤｎとを比較する（ステップ８０２）。計測流量Ｆpvが最寄りの減段流量ＳＰＤｎ以下となると（ステップ８０２のＹＥＳ）、ステップ８０３においてソフトタイマの計時をスタートし、このソフトタイマのタイムアップにより計測流量Ｆpvが最寄りの減段流量ＳＰＤｎ以下の状態が所定時間以上続いたことを確認のうえ（ステップ８０３のＹＥＳ）、ステップ８０７へ進む。
【００４４】
一方、ＣＰＵ５−１は、０．２秒毎に、圧力発信器３からの計測圧力Ｐpvを読み込み（ステップ８０４）、この計測圧力Ｐpvが圧力下限値ＰＬ以上か否かをチェックする（ステップ８０５）。計測圧力Ｐpvが圧力下限値ＰＬ以上となれば（ステップ８０５のＹＥＳ）、ステップ８０６においてソフトタイマの計時をスタートし、このソフトタイマのタイムアップにより計測圧力Ｐpvが圧力下限値ＰＬ以上の状態が所定時間以上続いたことを確認のうえ（ステップ８０６のＹＥＳ）、ステップ８０７へ進む。
【００４５】
ステップ８０７では、「ステップ８０３のＹＥＳ」と「ステップ８０６のＹＥＳ」とのアンドをとり、すなわち計測流量Ｆpvが最寄りの減段流量ＳＰＤｎ以下となった状態が所定時間以上続き、且つ計測圧力Ｐpvが圧力下限値ＰＬ以上である状態が所定時間以上続いたことを確認し（ステップ８０７のＹＥＳ）、ロード状態にある空気圧縮機１の何れか１つをアンロード状態とする（ステップ８０８）。そして、ステップ８０９においてソフトタイマの計時をスタートし、このソフトタイマのタイムアップにより所定時間が経過したことを確認のうえ（ステップ８０９のＹＥＳ）、ステップ８０８でアンロード状態とした空気圧縮機１を停止状態とする（ステップ８１０）。
【００４６】
また、ＣＰＵ５−１は、０．２秒毎に、圧力発信器３からの計測圧力Ｐpvを読み込み（ステップ８０４）、この計測圧力Ｐpvが圧力上限値ＰＨ以上か否かをチェックする（ステップ８１１）。計測圧力Ｐpvが圧力上限値ＰＨ以上となれば（ステップ８１１のＹＥＳ：図４に示すＴＥ点）、ステップ８１２においてソフトタイマの計時をスタートし、このソフトタイマのタイムアップにより計測圧力Ｐpvが圧力上限値ＰＨ以上の状態が所定時間以上続いたことを確認のうえ（ステップ８１２のＹＥＳ）、ステップ８０８へ進む。
【００４７】
ステップ８０８以降の動作は上述した通りであり、ロード状態にある空気圧縮機１の何れか１つをアンロード状態とし（ステップ８０８）、所定時間経過後（ステップ８０９のＹＥＳ）、アンロード状態とした空気圧縮機１を停止状態とする（ステップ８１０）。
【００４８】
なお、上述した実施の形態では、図５に示したステップ５Ｂ３や５Ｃ３、図８に示したステップ８０３や８０６，８１２でその上のステップにおけるＹＥＳが所定時間以上続いたことを確認するようにしたが、所定時間以上続いたことを確認せずに、直ちに次のステップへ進むようにしてもよい。
また、上述した実施の形態では、空気圧縮機１の停止状態からロード状態（ロード完了状態）となるまでの時間を立ち上がり時間ｔ０として用いてきたが、空気圧縮機１の停止状態からアンロード状態（アンロード完了状態）になるまでの時間を立ち上がり時間ｔ０として用いるようにしてもよい。
なお、空気圧縮機についてはインバータ付であってもより効果がでることはいうまでもない。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように本発明によれば、計測流量が最寄りの増段流量に達すると予測される点で直ぐにロード状態に移行できるように、停止状態にある空気圧縮機の何れか１つが早めに起動されてアンロード状態とされ、このアンロード状態とされた空気圧縮機が計測流量が最寄りの増段流量を越えた際に即座にロード状態とされるので、増段時に負荷変動があっても空気槽内の圧力が大きく低下することがない。これにより、空気槽からの圧縮空気の圧力の許容範囲を高めに設定することなく、また待機中の空気圧縮機を常にアンロード状態にしておくことなく、負荷変動があっても圧力下下限値を下回ることのない安定した圧力の圧縮空気を供給することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る空気圧縮機運転台数制御方法の実施に用いる空気圧縮機運転台数制御システムの一例を示す計装図である。
【図２】  この空気圧縮機運転台数制御システムにおける空気圧縮機運転台数制御装置の内部構成の概略を示すブロック構成図である。
【図３】  増段流量（ＳＰＵ１，ＳＰＵ２，ＳＰＵ３）および減段流量（ＳＰＤ１，ＳＰＤ２，ＳＰＤ３）と空気圧縮機の運転台数（Ｎ）との関係を示す図である。
【図４】  圧力下限値ＰＬおよび圧力上限値ＰＨの設定状況およびこの圧力下限値ＰＬおよび圧力上限値ＰＨに対してヒステリシスを持たせて定められた増段要求をＯＦＦする（現状維持）際の圧力値ＰＬＨおよび減段要求をＯＦＦする（現状維持）する際の圧力値ＰＨＬの設定状況を示す図である。
【図５】  空気圧縮機運転台数制御装置におけるＣＰＵの増段時の制御動作を示すフローチャートである。
【図６】  空気槽から負荷への圧縮空気の流量の変化例を示す図である。
【図７】  Ｔ０〜Ｔ５点まで０．２sec 毎に読み込まれる計測流量Ｆpvを示す図である。
【図８】  空気圧縮機運転台数制御装置におけるＣＰＵの減段時の制御動作を示すフローチャートである。
【図９】  従来の空気圧縮機運転台数制御システムの一例を示す計装図である。
【図１０】  従来の空気圧縮機運転台数制御システムにおける圧力下限値ＰＬおよび圧力上限値ＰＨの設定状況を示す図である。
【符号の説明】
１（１−１〜１−４）…空気圧縮機、２…空気槽、３…圧力発信器、４…ヘッダ、５…空気圧縮機運転台数制御装置、５−１…ＣＰＵ、５−２…ＲＯＭ、５−３…ＲＡＭ、５−４〜５−６…インターフェイス、６…流量計、ＰＬ…圧力下限値、ＰＨ…圧力上限値、ＰＳ…許容範囲、ＰＬＬ…圧力下下限値、ＰＨＨ…圧力上上限値、ＳＰＵ１，ＳＰＵ２，ＳＰＵ３…増段流量、ＳＰＤ１，ＳＰＤ２，ＳＰＤ３…減段流量、ｔ…増段点到達時間。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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