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公開番号2024099878
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-26
出願番号2023003476
出願日2023-01-13
発明の名称圧縮機
出願人株式会社日立産機システム
代理人弁理士法人開知
主分類F04B 49/02 20060101AFI20240719BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】
タンクの容積が大きい場合において消費電力が増加することを抑制でき、タンクの容積が小さい場合において電動機のON-OFF回数が増加することを抑制でき電気部品の寿命を確保するできる圧縮機を提供する。
【解決手段】
処理装置14eは、昇圧運転時間Tupと降圧運転時間Tdwと使用空気比Tdw/Tupとを演算し、使用空気比Tdw/Tupが所定値αを以上の場合、または、昇圧運転時間Tupと降圧運転時間Tdwのいずれかが所定時間T1を超えた場合に、断続運転制御を実行し、使用空気比Tdw/Tupが所定値αより小さい場合、かつ、昇圧運転時間Tupと降圧運転時間Tdwのいずれもが所定時間T1以下の場合に、連続運転制御を実行する。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
気体を吸い込んで圧縮した後に吐出する圧縮機本体と、
前記圧縮機本体を駆動する電動機と、
前記圧縮機本体から吐出された圧縮気体を貯留するタンクと、
前記タンク内の圧力が第１閾値から前記第１閾値より小さい第２閾値に降下するまでの降圧期間に前記電動機を停止させ、前記タンク内の圧力が前記第２閾値から前記第１閾値に上昇するまでの昇圧期間に前記電動機を動作させる断続運転制御と、前記降圧期間に前記圧縮機本体を無負荷運転させ、前記昇圧期間に前記圧縮機本体を負荷運転させる連続運転制御とを実行可能な処理装置とを備え、
前記処理装置は、前記昇圧期間に要した時間である昇圧運転時間と、前記降圧期間に要した時間である降圧運転時間と、前記昇圧運転時間に対する前記降圧運転時間の比である使用空気比とを演算し、
前記使用空気比が所定値を超えた場合、または、前記昇圧運転時間と前記降圧運転時間のいずれかが所定時間を超えた場合に、前記断続運転制御を実行し、
前記使用空気比が前記所定値以下の場合、かつ、前記昇圧運転時間と前記降圧運転時間のいずれもが前記所定時間以下の場合に、前記連続運転制御を実行することを特徴とする圧縮機。
続きを表示（約 470 文字）【請求項２】
請求項１に記載の圧縮機であって、
前記圧縮機本体の吸込弁を強制的に開放し得るアンローダ装置をさらに備え、
前記処理装置は、前記アンローダ装置に対して制御信号を出力することで前記吸込弁を強制的に継続して開放させることにより前記連続運転制御を実行することを特徴とする圧縮機。
【請求項３】
請求項１に記載の圧縮機であって、
前記処理装置は、前記昇圧運転時間と前記降圧運転時間とを加算した運転周期とを演算し、前記運転周期が所定時間より小さい場合、前記連続運転制御を実行することを特徴とする圧縮機。
【請求項４】
請求項１に記載の圧縮機であって、
前記処理装置は、単位時間当たりの起動回数が所定回数より大きい場合、直ちに前記電動機を停止することを特徴とする圧縮機。
【請求項５】
請求項４に記載の圧縮機であって、
前記所定回数が、使用空気比の所定値とタンク容量とから決定される前記電動機の単位時間当たりの最大起動回数であることを特徴とする圧縮機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
気体を吸込んで圧縮し高圧気体を吐き出す圧縮機が知られている。特に、圧縮機によって圧縮された圧縮空気は、工場ラインや作業現場で工作機やプレス機、エアーブロー等に多く使用される。この圧縮機において、圧縮空気が貯留されるタンクの保全と当該タンク内の圧縮気体の圧力を維持するために、断続運転制御と連続運転制御が用いられている。
【０００３】
断続運転制御は、タンクの圧力が上限値に達した場合に電動機を停止させてタンクの保全をし、タンク内の圧力が下限値に達した場合に電動機を始動させてタンク内の圧縮気体の圧力を維持する。一方、連続運転制御は、電動機のＯＮ－ＯＦＦ回数の増加を抑制するためタンクの圧力が上限値に達した場合に電動機を停止させず、アンローダ装置によって圧縮機を無負荷状態にしてタンクを保全し、タンク内の圧力が下限値に達した場合に圧縮機を負荷状態にし、タンク内の圧縮気体の圧力を維持する。
【０００４】
断続運転制御では電動機が停止する期間があるため消費電力を抑制できる一方、電動機が何度もＯＮ－ＯＦＦを繰り返すため電磁開閉器等の駆動部品の動作回数が増え、電気部品の寿命が短くなる虞がある。それに対し、連続運転制御では電動機が停止しないため、電気部品の寿命が長くなる一方、消費電力が増加する。
【０００５】
これらのことから、断続運転制御と連続運転制御を併用して制御することで、消費電力を低減しつつ、電動機や電気部品の寿命を確保することを図る空気圧縮機が開示されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１７－１９０７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一方、電動機を作動させて気体を圧縮する時間（昇圧運転時間）に対する電動機を停止させて気体を圧縮しない時間（降圧運転時間）の比である使用空気比が所定値（但し所定値は１より大きい）より大きい場合にはタンク内の圧縮空気量に余裕があると見なして断続運転制御を実行し、使用空気比が所定値より小さい場合にはタンク内の圧縮空気量に余裕がないと見なして連続運転制御を実行する圧縮機が開発されている。
【０００８】
この圧縮機では、昇圧運転時間が降圧運転時間より相対的に長く使用空気比が所定値より小さい場合、常に連続運転制御が実行される。つまり、昇圧運転時間が降圧運転時間より相対的に長い場合には、例えばタンク容量が充分大きく（例えば１００リットル以上）降圧運転時間が絶対的に長い場合であっても一律に連続運転制御が実行される。降圧運転時間が絶対的に長い場合に連続運転制御を行うと消費電力が増加する傾向があるため、当該圧縮機は消費電力削減の観点から改善の余地がある。これは使用空気比が所定値より小さいがタンク容量等の関係で昇圧運転時間が絶対的に長くなる場合にも同様のことが当てはまる。すなわち、使用空気比だけに基づいて制御を切り替える圧縮機では、昇圧運転時間と降圧運転時間の絶対的な長さを考慮していないため、消費電力削減の観点から改善の余地があった。
【０００９】
本発明の目的は、降圧運転中の制御を使用空気比に応じて断続運転制御と連続運転制御とに切り替え可能な圧縮機において消費電力を削減できる圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、気体を吸い込んで圧縮した後に吐出する圧縮機本体と、前記圧縮機本体を駆動する電動機と、前記圧縮機本体から吐出された圧縮気体を貯留するタンクと、前記タンク内の圧力が第１閾値から前記第１閾値より小さい第２閾値まで降下するまでの降圧期間に前記電動機を停止させ、前記タンク内の圧力が前記第２閾値から前記第１閾値に上昇するまでの昇圧期間に前記電動機を動作させる断続運転制御と、前記降圧期間に前記圧縮機本体を無負荷運転させ、前記昇圧期間に前記圧縮機本体を負荷運転させる連続運転制御とを実行可能な処理装置とを備え、前記処理装置は、前記昇圧期間に要した時間である昇圧運転時間と、前記降圧期間に要した時間である降圧運転時間と、前記昇圧運転時間に対する前記降圧運転時間の比である使用空気比とを演算し、前記使用空気比が所定値以上の場合、または、前記昇圧運転時間と前記降圧運転時間のいずれかが所定時間を超えた場合に、前記断続運転制御を実行し、前記使用空気比が前記所定値より小さい場合、かつ、前記昇圧運転時間と前記降圧運転時間のいずれもが前記所定時間以下の場合に、前記連続運転制御を実行する。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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