JP4190845B2

JP4190845B2 - Compressor

Info

Publication number: JP4190845B2
Application number: JP2002285775A
Authority: JP
Inventors: 正則杉本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2008-12-03
Anticipated expiration: 2022-09-30
Also published as: JP2004124711A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体を圧縮して吐出する圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
気体を圧縮して吐出する圧縮機には、圧縮部により圧縮されて吐出される気体の吐出圧力を検出する圧力検出手段の検出値が、図４に示すように最高圧力値（第１の圧力設定値）まで上昇すると駆動部を停止させ、この最高圧力値よりも小さい運転復帰圧力値（第２の圧力設定値）に低下すると駆動部を駆動するオン・オフ制御を行うものがある。
【０００３】
このような圧縮機には、圧縮機自体を支障なく使用するための仕様温度が設定されているが、特に夏期等において使用場所における周囲温度が高温となる場合には、温度が仕様範囲外になる場合があり、従来は、このような場合に圧縮機自体を保護するために駆動部である電動モータを自動的に停止させるようになっている。すると、圧縮機自体は保護されることになるものの、この圧縮機の気体供給先に圧縮気体が供給されなくなり、二次的な障害を起こしてしまう可能性がある。例えば、工場の製造ライン等において圧縮空気を動力源としている場合、圧縮空気が供給されなくなると、製造ラインが停止してしまって製造に支障をきたすケースがある。
【０００４】
このような二次的な障害を防止するために、温度が仕様範囲外になった時点で駆動源である電動モータを停止させずに警報を出し、作業者に注意を促すようにすることも考えられるが、この場合、警報を出しても、そのまま運転が継続して行われ故障するまで使用されてしまう可能性がある。
【０００５】
そこで、温度が仕様範囲外になった場合に、周波数変換装置によって電動モータの回転数を低下させることにより、異常運転状態となるのを防止する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−１４４９８５号公報（図３、図５、図７、第４頁「００３８」および「００３９」）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、周波数変換装置によって電動モータの回転数を低下させるものでは、周波数変換装置自体に含まれる電子部品（特にアルミニウム電解コンデンサ）が高温に弱いため、圧縮機自体の仕様温度を低く設定せざるを得なくなり、その結果、圧縮機が設置される工場の製造ライン等内における環境温度との関係でこのような圧縮機を用いることができないことがあった。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、仕様温度を確保しつつ、温度上昇を防止し、その結果、寿命を延ばすことができる圧縮機を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、一定速度で駆動される駆動部と、該駆動部の駆動により気体を吸い込んで圧縮する圧縮部と、前記圧縮部に設けられ、該圧縮部の温度を検出する温度検出手段と、前記圧縮部により圧縮されて吐出される気体の吐出圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段の検出値が第１の圧力設定値まで上昇すると前記駆動部を停止させ、該第１の圧力設定値よりも小さい第２の圧力設定値まで低下すると前記駆動部を駆動するとともに、前記温度検出手段の検出値に基づいて前記駆動部を制御する制御手段とを有する圧縮機において、前記制御手段は、前記温度検出手段の検出値が所定の温度設定値に達したときに、前記第１の圧力設定値もしくは前記第２の圧力設定値を小さい圧力設定値に変更することを特徴としている。
【００１０】
これにより、制御手段は、一定速度で駆動部を駆動させて圧縮部で気体を圧縮させて吐出させる際に、圧力検出手段の検出値が第１の圧力設定値まで上昇すると駆動部を停止させ、該第１の圧力設定値よりも小さい第２の圧力設定値まで低下すると駆動部を駆動するオン・オフ制御を行うことで圧力をほぼ一定範囲に保つように制御することになるが、温度検出手段の検出値が所定の温度設定値に達したときに、第１の圧力設定値もしくは第２の圧力設定値を小さい圧力設定値に変更することで、駆動部の停止時間が長くなる、若しくは圧縮熱が低減されて温度上昇を防止する。このように、駆動部はオン・オフ制御されるため、周波数変換装置を用いる必要はなく、よって仕様温度を低く設定する必要はない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態の圧縮機を図１および図２を参照して以下に説明する。
【００１２】
第１実施形態の圧縮機は、気体として空気を取り入れて圧縮する空気圧縮機である。第１実施形態の圧縮機は、一定速度で駆動される電動モータ（駆動部）１１と、この電動モータ１１にベルト１２を介して連結されこの電動モータ１１の駆動により外気を吸い込んで圧縮する圧縮部１３と、この圧縮部１３に吐出管１４を介して連通されこの圧縮部１３で圧縮した空気を貯留させるタンク１５と、吐出管１４内の圧力すなわち圧縮部１３により圧縮されて吐出される空気の吐出圧力を検出する圧力センサ（圧力検出手段）１６と、圧縮部１３に設けられこの圧縮部１３の温度を検出する温度センサ（温度検出手段）１７と、圧力センサ１６および温度センサ１７からの検出信号に基づいて電動モータ１１を制御する制御装置１８とを有している。
【００１３】
圧縮部１３は、クランクケース２０内に回転可能に支持された図示せぬクランク軸の電動モータ１１による回転によりシリンダ２１内で図示せぬピストンを往復動させて空気を圧縮する、いわゆるレシプロタイプの圧縮部である。
【００１４】
制御装置１８は、電動モータ１１を一定速度で回転させることで圧縮空気を発生させ、タンク１５内に圧縮空気が貯留されることで圧力センサ１６の検出値が通常最高圧力値（第１の圧力設定値）まで上昇すると電動モータ１１を停止させる一方、タンク１５内の圧縮空気が使用されることにより、圧力センサ１６の検出値が低下し、上記した通常最高圧力値よりも小さい通常運転復帰圧力値（第２の圧力設定値）まで低下すると電動モータ１１を駆動するオン・オフ制御を行う。これにより、従来と同様、タンク１５内の圧縮空気の圧力値が通常運転復帰圧力値から通常最高圧力値までの範囲に保持されることになる。
【００１５】
そして、第１実施形態において、制御装置１８は、さらに温度センサ１７の検出値に基づいて電動モータ１１の制御を行う。具体的に、制御装置１８は、温度センサ１７の検出値が所定の最高仕様温度を超える所定の温度設定値に達したときに、通常最高圧力値をこれよりも低い所定の変更最高圧力値に変更する。
【００１６】
例えば、上記のように、タンク１５内の圧縮空気の圧力値を通常運転復帰圧力値から通常最高圧力値までの範囲に保持するようにオン・オフ制御を行っている最中に、温度センサ１７の検出値が、最高仕様温度を超え、それ以上温度が高くなると圧縮機が故障する可能性がある所定の設定温度に達した場合には（図２におけるｔ１１時点）、圧力センサ１６の検出値が通常運転復帰圧力値まで低下すると電動モータ１１を駆動する制御については変更しないものの（図２におけるｔ１２時点）、圧力センサ１６の検出値が通常最高圧力値よりも低い所定の変更最高圧力値まで上昇すると電動モータ１１を停止させる制御に変更する（図２におけるｔ１３時点）。
【００１７】
以上のオン・オフ制御を行うことにより、タンク１５内の圧縮空気の圧力値は通常運転復帰圧力値から変更最高圧力値までの範囲に保持されることになって、通常運転復帰圧力値から通常最高圧力値までの範囲に保持される場合に比して圧縮部１３の運転時間が短くなり、温度上昇が防止される（図２におけるｔ１１時点〜ｔ１４時点参照）。
【００１８】
そして、温度センサ１７の検出値が最高仕様温度を下回ると（図２におけるｔ１４時点）、制御装置１８は、変更最高圧力値を元の通常最高圧力値に変更し、圧力センサ１６の検出値が通常最高圧力値まで上昇すると電動モータ１１を停止させる制御に戻す（図２におけるｔ１５時点）。
【００１９】
なお、例えば、以上のオン・オフ制御を行っても所定時間の間に温度センサ１７の検出値が最高仕様温度を下回ることがなければ、最終的に電動モータ１１の駆動を停止させる。
【００２０】
以上に述べた第１実施形態によれば、制御装置１８は、一定速度で電動モータ１１を駆動させて圧縮部１３で空気を圧縮させて吐出させる際に、圧力センサ１６の検出値が通常最高圧力値まで上昇すると電動モータ１１を停止させ、この通常最高圧力値よりも小さい通常運転復帰圧力値まで低下すると電動モータ１１を駆動するオン・オフ制御を行うことで圧力をほぼ一定範囲に保つように制御することになるが、温度センサ１７の検出値が所定の温度設定値に達したときに、通常最高圧力値を小さい変更最高圧力値に変更することで、電動モータ１１の停止時間が長くなる、若しくは圧縮熱が低減されて温度上昇を防止する。このように、電動モータ１１はオン・オフ制御されるため、周波数変換装置を用いる必要はなく、よって仕様温度を低く設定する必要はない。
【００２１】
したがって、仕様温度を確保しつつ、温度上昇を防止し、その結果、温度上昇に起因した軸受のグリース切れの防止、また、摺動部の異常摩耗等の異常発生を防止して、寿命を延ばすことができる。
【００２２】
次に、本発明の第２実施形態の圧縮機を図３を参照して、第１実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００２３】
第２実施形態においては、制御装置１８の制御内容が第１実施形態とは相違している。
【００２４】
すなわち、第２実施形態の制御装置１８は、温度センサ１７の検出値が所定の最高仕様温度を超える所定の温度設定値に達したときに、通常運転復帰圧力値をこれよりも低い所定の変更運転復帰圧力値に変更する。
【００２５】
例えば、上記のように、タンク１５内の圧縮空気の圧力値を通常運転復帰圧力値から通常最高圧力値までの範囲に保持するようにオン・オフ制御を行っている最中に、温度センサ１７の検出値が、最高仕様温度を超え、それ以上温度が高くなると圧縮機が故障する可能性がある所定の設定温度に達した場合には（図３におけるｔ２１時点）、圧力センサ１６の検出値が通常運転復帰圧力値よりも小さい変更運転復帰圧力値まで低下すると電動モータ１１を駆動する制御に変更する一方（図３におけるｔ２２時点）、圧力センサ１６の検出値が通常最高圧力値まで上昇すると電動モータ１１を停止させる制御については変更しない（図３におけるｔ２３時点）。
【００２６】
以上のオン・オフ制御を行うことにより、タンク１５内の圧縮空気の圧力値は変更運転復帰圧力値から通常最高圧力値までの範囲に保持されることになって、通常運転復帰圧力値から通常最高圧力値までの範囲に保持される場合に比して圧縮部１３の停止時間が長くなり、温度上昇が防止される（図３におけるｔ２１時点〜ｔ２４時点参照）。
【００２７】
そして、温度センサ１７の検出値が最高仕様温度を下回ると（図３におけるｔ２４時点）、制御装置１８は、変更運転復帰圧力値を元の通常運転復帰圧力値に変更し、圧力センサ１６の検出値が通常運転復帰圧力値まで低下すると電動モータ１１を駆動する制御に戻す（図３におけるｔ２５時点）。
【００２８】
なお、例えば、以上のオン・オフ制御を行っても所定時間の間に温度センサ１７の検出値が最高仕様温度を下回ることがなければ、最終的に電動モータ１１の駆動を停止させる。
【００２９】
以上に述べた第２実施形態によれば、制御装置１８は、一定速度で電動モータ１１を駆動させて圧縮部１３で空気を圧縮させて吐出させる際に、圧力センサ１６の検出値が通常最高圧力値まで上昇すると電動モータ１１を停止させ、この通常最高圧力値よりも小さい通常運転復帰圧力値まで低下すると電動モータ１１を駆動するオン・オフ制御を行うことで圧力をほぼ一定範囲に保つように制御することになるが、温度センサ１７の検出値が所定の温度設定値に達したときに、通常運転復帰圧力値を小さい変更運転復帰圧力値に変更することで、電動モータ１１の停止時間が長くなる、若しくは圧縮熱が低減されて温度上昇を防止する。このように、電動モータ１１はオン・オフ制御されるため、周波数変換装置を用いる必要はなく、よって仕様温度を低く設定する必要はなくなるため、第１実施形態と同様、仕様温度を確保しつつ、温度上昇を防止し、その結果、温度上昇に起因した軸受のグリース切れの防止、また、摺動部の異常摩耗等の異常発生を防止して、寿命を延ばすことができる。
【００３０】
次に、本発明の第３実施形態の圧縮機を図４を参照して、第１実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００３１】
第３実施形態においては、制御装置１８の制御内容が第１実施形態とは相違している。
【００３２】
すなわち、第３実施形態の制御装置１８は、温度センサ１７の検出値が所定の最高仕様温度を超える所定の温度設定値に達したときに、通常最高圧力値をこれよりも低い所定の変更最高圧力値に変更し、しかも、温度センサ１７の検出値が最高仕様温度を下回るまで、変更最高圧力値を段階的に下げる。
【００３３】
また、温度センサ１７の検出値が所定の最高仕様温度を下回ると、通常最高圧力値に段階的に上げる。
【００３４】
例えば、上記のように、タンク１５内の圧縮空気の圧力値を通常運転復帰圧力値から通常最高圧力値までの範囲に保持するようにオン・オフ制御を行っている最中に、温度センサ１７の検出値が、それ以上温度が高くなると圧縮機が故障する可能性がある所定の設定温度に達した場合には（図４におけるｔ３１時点）、圧力センサ１６の検出値が通常運転復帰圧力値まで低下すると電動モータ１１を駆動する制御については変更しないものの（図４におけるｔ３２時点）、圧力センサ１６の検出値が通常最高圧力値よりも所定値（例えば０．１ＭＰａ）低い所定の第１変更最高圧力値まで上昇すると電動モータ１１を停止させる制御に変更する（図４におけるｔ３３時点）。
【００３５】
以上のオン・オフ制御を所定回数行った後、温度センサ１７の検出値が最高仕様温度を下回らなければ、圧力センサ１６の検出値が通常運転復帰圧力値まで低下すると電動モータ１１を駆動する制御については変更しないものの（図４におけるｔ３４時点）、圧力センサ１６の検出値が第１変更最高圧力値よりも所定値（例えば０．１ＭＰａ）低い所定の第２変更最高圧力値まで上昇すると電動モータ１１を停止させる制御に変更する（図４におけるｔ３５時点）。
【００３６】
以上のオン・オフ制御を所定回数行った後、温度センサ１７の検出値が最高仕様温度を下回らなければ、圧力センサ１６の検出値が通常運転復帰圧力値まで低下すると電動モータ１１を駆動する制御については変更しないものの（図４におけるｔ３６時点）、圧力センサ１６の検出値が第２変更最高圧力値よりも所定値（例えば０．１ＭＰａ）低い所定の第３変更最高圧力値まで上昇すると電動モータ１１を停止させる制御に変更し（図４におけるｔ３７時点）、その後は、温度センサ１７の検出値が最高仕様温度を下回るまでこの制御を行う。このように変更後最高圧力値を段階的に下げる。
【００３７】
そして、温度センサ１７の検出値が最高仕様温度を下回ると（図４におけるｔ３８時点）、制御装置１８は、圧力センサ１６の検出値が通常運転復帰圧力値まで低下すると電動モータ１１を駆動する制御については変更しないものの、第３変更最高圧力値を第２変更最高圧力値に変更し、圧力センサ１６の検出値が第２変更最高圧力値まで上昇すると電動モータ１１を停止させる制御に変更して（図４におけるｔ３９時点）、次に、第２変更最高圧力値を第１変更最高圧力値に変更し、圧力センサ１６の検出値が第１変更最高圧力値まで上昇すると電動モータ１１を停止させる制御に変更して（図４におけるｔ４０時点）、次に、第１変更最高圧力値を通常最高圧力値に変更し、圧力センサ１６の検出値が通常最高圧力値まで上昇すると電動モータ１１を停止させる制御に戻す（図４におけるｔ４１時点）というように段階的に通常最高圧力値に上げる。
【００３８】
なお、例えば、以上のオン・オフ制御を行っても所定時間の間に温度センサ１７の検出値が最高仕様温度を下回ることがなければ、最終的に電動モータ１１の駆動を停止させる。
【００３９】
また、上記オン・オフ制御により温度センサ１７の検出値が最高仕様温度を下回った場合に、第３変更最高圧力値を一度に通常最高圧力値に上げるようにしても良い。
【００４０】
以上に述べた第３実施形態によれば、制御装置１８は、一定速度で電動モータ１１を駆動させて圧縮部１３で空気を圧縮させて吐出させる際に、圧力センサ１６の検出値が通常最高圧力値まで上昇すると電動モータ１１を停止させ、この通常最高圧力値よりも小さい通常運転復帰圧力値まで低下すると電動モータ１１を駆動するオン・オフ制御を行うことで圧力をほぼ一定範囲に保つように制御することになるが、温度センサ１７の検出値が所定の温度設定値に達したときに、通常最高圧力値を段階的に小さい変更最高圧力値に変更することで、電動モータ１１の停止時間を段階的に長くして負荷を軽減し温度上昇を防止する。よって、第１実施形態と同様の効果を奏する上、一度に大幅に変更最高圧力値を下げることがないため、温度上昇が急激でない場合における圧縮機の運転効率を確保できる。
【００４１】
なお、以上に述べた第１〜第３実施形態を適宜組み合わせることも可能である。つまり、第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせて、温度センサ１７の検出値が所定の最高仕様温度を超える所定の温度設定値に達したときに、通常最高圧力値をこれよりも低い所定の変更最高圧力値に変更するとともに、通常運転復帰圧力値をこれよりも低い所定の変更運転復帰圧力値に変更したり、第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせて、温度センサ１７の検出値が所定の最高仕様温度を超える所定の温度設定値に達したときに、通常運転復帰圧力値をこれよりも低い所定の変更運転復帰圧力値に段階的に変更したりすること等が可能である。
【００４２】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１に係る発明によれば、制御手段は、一定速度で駆動部を駆動させて圧縮部で気体を圧縮させて吐出させる際に、圧力検出手段の検出値が第１の圧力設定値まで上昇すると駆動部を停止させ、該第１の圧力設定値よりも小さい第２の圧力設定値まで低下すると駆動部を駆動するオン・オフ制御を行うことで圧力をほぼ一定範囲に保つように制御することになるが、温度検出手段の検出値が所定の温度設定値に達したときに、第１の圧力設定値もしくは第２の圧力設定値を小さい圧力設定値に変更することで、駆動部の停止時間が長くなる、若しくは圧縮熱が低減されて温度上昇を防止する。このように、駆動部はオン・オフ制御されるため、周波数変換装置を用いる必要はなく、よって仕様温度を低く設定する必要はない。
【００４３】
したがって、仕様温度を確保しつつ、温度上昇を防止し、その結果、寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の圧縮機を示す正面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の圧縮機の制御時の状態を示すタイミングチャートであって、下段は温度変化を、上段は圧力変化をそれぞれ示している。
【図３】本発明の第２実施形態の圧縮機の制御時の状態を示すタイミングチャートであって、下段は温度変化を上段は圧力変化をそれぞれ示している。
【図４】本発明の第３実施形態の圧縮機の制御時の状態を示すタイミングチャートであって、下段は温度変化を上段は圧力変化をそれぞれ示している。
【図５】従来の圧縮機の制御時の圧力状態を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１１電動モータ（駆動部）
１３圧縮部
１６圧力センサ（圧力検出手段）
１７温度センサ（温度検出手段）
１８制御装置（制御手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a compressor that compresses and discharges gas.
[0002]
[Prior art]
In the compressor that compresses and discharges the gas, the detected value of the pressure detecting means for detecting the discharge pressure of the gas compressed and discharged by the compression unit has a maximum pressure value (first pressure as shown in FIG. 4). When the pressure rises to a set value), the drive unit is stopped, and when the operation return pressure value (second pressure set value) lower than the maximum pressure value is lowered, on / off control for driving the drive unit is performed.
[0003]
In such a compressor, the specification temperature is set so that the compressor itself can be used without any problem, but the temperature is out of the specification range especially when the ambient temperature at the place of use becomes high especially in summer. Conventionally, in such a case, in order to protect the compressor itself, the electric motor as a drive unit is automatically stopped. Then, although the compressor itself is protected, the compressed gas is not supplied to the gas supply destination of the compressor, which may cause a secondary failure. For example, when compressed air is used as a power source in a factory production line or the like, if the compressed air is not supplied, the production line may be stopped and the production may be hindered.
[0004]
In order to prevent such a secondary failure, an alarm may be issued without stopping the electric motor that is the drive source when the temperature falls outside the specification range, and the operator may be alerted. In this case, even if an alarm is issued, there is a possibility that the operation is continued as it is and used until it breaks down.
[0005]
Thus, a technique is disclosed in which when the temperature is out of the specification range, the frequency converter reduces the rotation speed of the electric motor to prevent an abnormal operation state (see, for example, Patent Document 1). ).
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-8-144985 (FIGS. 3, 5, 7 and 4th pages "0038" and "0039")
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the frequency converter reduces the rotational speed of the electric motor, the electronic components (particularly aluminum electrolytic capacitors) included in the frequency converter itself are vulnerable to high temperatures, so the specification temperature of the compressor itself must be set low. As a result, there is a case where such a compressor cannot be used because of the relationship with the environmental temperature in a production line of a factory where the compressor is installed.
[0008]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a compressor capable of preventing a temperature rise while ensuring a specified temperature and, as a result, extending its life.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is provided in a drive unit that is driven at a constant speed, a compression unit that sucks and compresses gas by driving the drive unit, and the compression unit includes the compression unit. Temperature detection means for detecting the temperature of the part, pressure detection means for detecting the discharge pressure of the gas compressed and discharged by the compression part, and when the detection value of the pressure detection means rises to the first pressure set value The drive unit is stopped, and when the pressure is lowered to a second pressure set value smaller than the first pressure set value, the drive unit is driven and the drive unit is controlled based on a detection value of the temperature detection means. In the compressor having the control means, the control means decreases the first pressure set value or the second pressure set value when the detection value of the temperature detection means reaches a predetermined temperature set value. Change to pressure setpoint It is characterized in that.
[0010]
Thus, when the control unit drives the drive unit at a constant speed and compresses and discharges the gas by the compression unit, the control unit stops the drive unit when the detection value of the pressure detection unit rises to the first pressure set value. When the pressure is lowered to a second pressure set value smaller than the first pressure set value, the pressure is controlled so as to be kept in a substantially constant range by performing on / off control for driving the drive unit. When the detection value of the detection means reaches a predetermined temperature set value, the stop time of the drive unit becomes longer by changing the first pressure set value or the second pressure set value to a smaller pressure set value. Alternatively, the heat of compression is reduced to prevent temperature rise. As described above, since the driving unit is controlled to be turned on / off, it is not necessary to use a frequency converter, and therefore it is not necessary to set the specification temperature low.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A compressor according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
[0012]
The compressor of 1st Embodiment is an air compressor which takes in air as gas and compresses. The compressor of the first embodiment is an electric motor (drive unit) 11 driven at a constant speed, and a compression that is connected to the electric motor 11 via a belt 12 and sucks and compresses outside air by driving the electric motor 11. Part 13, a tank 15 that communicates with the compression part 13 via a discharge pipe 14 and stores air compressed by the compression part 13, and the pressure in the discharge pipe 14, that is, the air compressed and discharged by the compression part 13 A pressure sensor (pressure detection means) 16 for detecting the discharge pressure of the gas, a temperature sensor (temperature detection means) 17 for detecting the temperature of the compression section 13 provided in the compression section 13, and from the pressure sensor 16 and the temperature sensor 17. And a control device 18 that controls the electric motor 11 based on the detection signal.
[0013]
The compression unit 13 is a so-called reciprocating type that compresses air by reciprocating a piston (not shown) in the cylinder 21 by rotation of an electric motor 11 of a crankshaft (not shown) rotatably supported in the crankcase 20. It is a compression unit.
[0014]
The control device 18 rotates the electric motor 11 at a constant speed to generate compressed air, and the compressed air is stored in the tank 15, so that the detected value of the pressure sensor 16 is normally the maximum pressure value (first pressure). When the electric motor 11 is stopped up to the set value), the detected value of the pressure sensor 16 is lowered by using the compressed air in the tank 15 and the normal operation return pressure is smaller than the normal maximum pressure value described above. When it decreases to a value (second pressure set value), on / off control for driving the electric motor 11 is performed. As a result, the pressure value of the compressed air in the tank 15 is maintained in the range from the normal operation return pressure value to the normal maximum pressure value as in the conventional case.
[0015]
In the first embodiment, the control device 18 further controls the electric motor 11 based on the detection value of the temperature sensor 17. Specifically, when the detected value of the temperature sensor 17 reaches a predetermined temperature set value that exceeds a predetermined maximum specification temperature, the control device 18 changes the normal maximum pressure value to a predetermined changed maximum pressure value lower than this. change.
[0016]
For example, as described above, the temperature sensor 17 is being controlled during the on / off control so that the pressure value of the compressed air in the tank 15 is maintained in the range from the normal operation return pressure value to the normal maximum pressure value. When the detected value exceeds the maximum specification temperature and reaches a predetermined set temperature at which the compressor may break down when the temperature becomes higher than that (at time t11 in FIG. 2), the detected value of the pressure sensor 16 When the pressure drops to the normal operation return pressure value, the control for driving the electric motor 11 is not changed (at time t12 in FIG. 2), but the detected value of the pressure sensor 16 is up to a predetermined changed maximum pressure value lower than the normal maximum pressure value. If it raises, it will change to the control which stops the electric motor 11 (time t13 in FIG. 2).
[0017]
By performing the above on / off control, the pressure value of the compressed air in the tank 15 is maintained in the range from the normal operation return pressure value to the changed maximum pressure value. The operation time of the compression unit 13 is shortened compared to the case where the pressure is maintained in the range up to the maximum pressure value, and the temperature rise is prevented (see time t11 to time t14 in FIG. 2).
[0018]
When the detected value of the temperature sensor 17 falls below the maximum specification temperature (at time t14 in FIG. 2), the control device 18 changes the changed maximum pressure value to the original normal maximum pressure value, and the detected value of the pressure sensor 16 Normally, when the pressure reaches the maximum pressure value, the control returns to the control of stopping the electric motor 11 (at time t15 in FIG. 2).
[0019]
Note that, for example, if the detected value of the temperature sensor 17 does not fall below the maximum specification temperature during a predetermined time even if the above on / off control is performed, the drive of the electric motor 11 is finally stopped.
[0020]
According to the first embodiment described above, when the control device 18 drives the electric motor 11 at a constant speed and compresses and discharges air by the compression unit 13, the detected value of the pressure sensor 16 is normally the highest. The electric motor 11 is stopped when the pressure value is increased, and the pressure is kept in a substantially constant range by performing on / off control for driving the electric motor 11 when the pressure is decreased to the normal operation return pressure value smaller than the normal maximum pressure value. However, when the detected value of the temperature sensor 17 reaches a predetermined temperature set value, the normal maximum pressure value is changed to a small changed maximum pressure value, so that the stop time of the electric motor 11 is lengthened. Or the heat of compression is reduced to prevent temperature rise. Thus, since the electric motor 11 is controlled to be turned on / off, it is not necessary to use a frequency converter, and therefore it is not necessary to set the specification temperature low.
[0021]
Therefore, while ensuring the specified temperature, the temperature rise is prevented, and as a result, the bearing grease is prevented from running out due to the temperature rise, and abnormal occurrence such as abnormal wear of the sliding part is prevented, thereby extending the life. be able to.
[0022]
Next, the compressor according to the second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 3 focusing on the differences from the first embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part similar to 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
[0023]
In the second embodiment, the control content of the control device 18 is different from that of the first embodiment.
[0024]
That is, when the detected value of the temperature sensor 17 reaches a predetermined temperature set value that exceeds a predetermined maximum specification temperature, the control device 18 of the second embodiment changes the normal operation return pressure value by a predetermined change lower than this. Change to the return pressure value.
[0025]
For example, as described above, the temperature sensor 17 is being controlled during the on / off control so that the pressure value of the compressed air in the tank 15 is maintained in the range from the normal operation return pressure value to the normal maximum pressure value. The detected value of the pressure sensor 16 exceeds the maximum specification temperature and reaches a predetermined set temperature at which the compressor may break down when the temperature becomes higher than that (at time t21 in FIG. 3). Is reduced to a changed operation return pressure value smaller than the normal operation return pressure value, the control is changed to drive the electric motor 11 (at time t22 in FIG. 3), while the detected value of the pressure sensor 16 increases to the normal maximum pressure value. The control for stopping the electric motor 11 is not changed (time t23 in FIG. 3).
[0026]
By performing the above on / off control, the pressure value of the compressed air in the tank 15 is maintained in the range from the changed operation return pressure value to the normal maximum pressure value. Compared with the case where the pressure is maintained in the range up to the maximum pressure value, the stop time of the compression unit 13 becomes longer, and the temperature rise is prevented (see time t21 to time t24 in FIG. 3).
[0027]
When the detected value of the temperature sensor 17 falls below the maximum specification temperature (at time t24 in FIG. 3), the control device 18 changes the changed operation return pressure value to the original normal operation return pressure value and detects the pressure sensor 16. When the value decreases to the normal operation return pressure value, the control returns to driving the electric motor 11 (at time t25 in FIG. 3).
[0028]
Note that, for example, if the detected value of the temperature sensor 17 does not fall below the maximum specification temperature during a predetermined time even if the above on / off control is performed, the drive of the electric motor 11 is finally stopped.
[0029]
According to the second embodiment described above, when the control device 18 drives the electric motor 11 at a constant speed and compresses and discharges the air by the compression unit 13, the detected value of the pressure sensor 16 is normally the highest. The electric motor 11 is stopped when the pressure value is increased, and the pressure is kept in a substantially constant range by performing on / off control for driving the electric motor 11 when the pressure is decreased to the normal operation return pressure value smaller than the normal maximum pressure value. However, when the detected value of the temperature sensor 17 reaches a predetermined temperature set value, the normal operation return pressure value is changed to a small change operation return pressure value, so that the stop time of the electric motor 11 is reduced. Or the heat of compression is reduced to prevent the temperature from rising. As described above, since the electric motor 11 is controlled to be turned on / off, it is not necessary to use a frequency converter, and therefore it is not necessary to set the specification temperature low. Therefore, as in the first embodiment, the specification temperature is secured. As a result, it is possible to prevent the bearing from running out of grease due to the temperature rise, and to prevent the occurrence of abnormalities such as abnormal wear of the sliding portion, thereby extending the life.
[0030]
Next, a compressor according to a third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 4 focusing on the differences from the first embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part similar to 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
[0031]
In the third embodiment, the control content of the control device 18 is different from that of the first embodiment.
[0032]
That is, when the detected value of the temperature sensor 17 reaches a predetermined temperature set value that exceeds a predetermined maximum specification temperature, the control device 18 of the third embodiment sets the normal maximum pressure value to a predetermined maximum change that is lower than this. The pressure is changed to a pressure value, and the changed maximum pressure value is lowered step by step until the detected value of the temperature sensor 17 falls below the maximum specification temperature.
[0033]
Further, when the detection value of the temperature sensor 17 falls below a predetermined maximum specification temperature, the pressure value is normally increased stepwise.
[0034]
For example, as described above, the temperature sensor 17 is being controlled during the on / off control so that the pressure value of the compressed air in the tank 15 is maintained in the range from the normal operation return pressure value to the normal maximum pressure value. When the detected value reaches a predetermined set temperature at which the compressor may fail if the temperature further increases (at time t31 in FIG. 4), the detected value of the pressure sensor 16 becomes the normal operation return pressure value. Although the control for driving the electric motor 11 does not change when the pressure drops to the point (at time t32 in FIG. 4), the detection value of the pressure sensor 16 is a predetermined first change lower than the normal maximum pressure value by a predetermined value (for example, 0.1 MPa). When the pressure reaches the maximum pressure value, the control is changed to stop the electric motor 11 (at time t33 in FIG. 4).
[0035]
After the above on / off control is performed a predetermined number of times, if the detected value of the temperature sensor 17 does not fall below the maximum specification temperature, the control to drive the electric motor 11 when the detected value of the pressure sensor 16 decreases to the normal operation return pressure value. Is not changed (at time t34 in FIG. 4), but when the detected value of the pressure sensor 16 rises to a predetermined second changed maximum pressure value lower than the first changed maximum pressure value by a predetermined value (for example, 0.1 MPa), the electric motor 11 is stopped (time t35 in FIG. 4).
[0036]
After the above on / off control is performed a predetermined number of times, if the detected value of the temperature sensor 17 does not fall below the maximum specification temperature, the control to drive the electric motor 11 when the detected value of the pressure sensor 16 decreases to the normal operation return pressure value. Is not changed (at time t36 in FIG. 4), but when the detected value of the pressure sensor 16 rises to a predetermined third changed maximum pressure value lower than the second changed maximum pressure value by a predetermined value (for example, 0.1 MPa), the electric motor 11 is stopped (time t37 in FIG. 4), and thereafter, this control is performed until the detected value of the temperature sensor 17 falls below the maximum specification temperature. In this way, the maximum pressure value after the change is lowered stepwise.
[0037]
When the detected value of the temperature sensor 17 falls below the maximum specification temperature (at time t38 in FIG. 4), the control device 18 performs control for driving the electric motor 11 when the detected value of the pressure sensor 16 decreases to the normal operation return pressure value. However, the third change maximum pressure value is changed to the second change maximum pressure value, and when the detected value of the pressure sensor 16 rises to the second change maximum pressure value, the electric motor 11 is stopped. Next, the second changed maximum pressure value is changed to the first changed maximum pressure value, and when the detected value of the pressure sensor 16 rises to the first changed maximum pressure value, the electric motor 11 is stopped. When the control is changed (at time t40 in FIG. 4), the first change maximum pressure value is changed to the normal maximum pressure value, and when the detected value of the pressure sensor 16 rises to the normal maximum pressure value, the motor is driven. Back to the control to stop the over motor 11 raises the stepwise normal maximum pressure and so on (t41 time in FIG. 4).
[0038]
Note that, for example, if the detected value of the temperature sensor 17 does not fall below the maximum specification temperature during a predetermined time even if the above on / off control is performed, the drive of the electric motor 11 is finally stopped.
[0039]
Further, when the detected value of the temperature sensor 17 falls below the maximum specified temperature by the on / off control, the third changed maximum pressure value may be raised to the normal maximum pressure value at a time.
[0040]
According to the third embodiment described above, when the control device 18 drives the electric motor 11 at a constant speed and compresses and discharges air by the compression unit 13, the detected value of the pressure sensor 16 is normally the highest. The electric motor 11 is stopped when the pressure value is increased, and the pressure is kept in a substantially constant range by performing on / off control for driving the electric motor 11 when the pressure is decreased to the normal operation return pressure value smaller than the normal maximum pressure value. However, when the detected value of the temperature sensor 17 reaches a predetermined temperature set value, the electric motor 11 is stopped by changing the normal maximum pressure value to a small change maximum pressure value in a stepwise manner. Increase the time stepwise to reduce the load and prevent temperature rise. Therefore, the same effect as in the first embodiment can be obtained, and since the changed maximum pressure value is not greatly reduced at a time, the operation efficiency of the compressor when the temperature rise is not abrupt can be ensured.
[0041]
The first to third embodiments described above can be combined as appropriate. That is, when the detection value of the temperature sensor 17 reaches a predetermined temperature set value that exceeds a predetermined maximum specification temperature by combining the first embodiment and the second embodiment, the normal maximum pressure value is lower than this. The temperature sensor 17 is changed to a predetermined change maximum pressure value, the normal operation return pressure value is changed to a predetermined change operation return pressure value lower than this, or a combination of the second embodiment and the third embodiment. When the detected value reaches a predetermined temperature set value that exceeds a predetermined maximum specification temperature, the normal operation return pressure value may be changed step by step to a predetermined change operation return pressure value lower than this. Is possible.
[0042]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the first aspect of the invention, when the control unit drives the drive unit at a constant speed and compresses and discharges the gas at the compression unit, the detection value of the pressure detection unit is When the pressure rises to the first pressure set value, the drive unit is stopped, and when the pressure is lowered to the second pressure set value smaller than the first pressure set value, the pressure is substantially reduced by performing on / off control for driving the drive unit. The control is performed so as to maintain a certain range. When the detected value of the temperature detecting means reaches a predetermined temperature set value, the first pressure set value or the second pressure set value is set to a small pressure set value. By changing, the stop time of the drive unit becomes longer or the compression heat is reduced to prevent the temperature from rising. As described above, since the driving unit is controlled to be turned on / off, it is not necessary to use a frequency converter, and therefore it is not necessary to set the specification temperature low.
[0043]
Therefore, it is possible to prevent the temperature rise while ensuring the specified temperature, and as a result, to extend the life.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a compressor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a timing chart showing a state during control of the compressor according to the first embodiment of the present invention, in which the lower part shows a temperature change and the upper part shows a pressure change.
FIG. 3 is a timing chart showing a state during control of a compressor according to a second embodiment of the present invention, where the lower part shows a temperature change and the upper part shows a pressure change.
FIG. 4 is a timing chart showing a state during control of a compressor according to a third embodiment of the present invention, wherein the lower part shows a temperature change and the upper part shows a pressure change.
FIG. 5 is a timing chart showing a pressure state during control of a conventional compressor.
[Explanation of symbols]
11 Electric motor (drive unit)
13 Compression part 16 Pressure sensor (pressure detection means)
17 Temperature sensor (temperature detection means)
18 Control device (control means)

Claims

A drive unit driven at a constant speed;
A compression unit that sucks and compresses gas by driving the drive unit;
A temperature detection means provided in the compression section for detecting the temperature of the compression section;
Pressure detecting means for detecting the discharge pressure of the gas compressed and discharged by the compression unit;
When the detection value of the pressure detection means rises to the first pressure set value, the drive unit is stopped, and when the detection value drops to a second pressure set value smaller than the first pressure set value, the drive unit is driven. Control means for controlling the drive unit based on a detection value of the temperature detection means;
In a compressor having
The control means changes the first pressure set value or the second pressure set value to a small pressure set value when the detected value of the temperature detecting means reaches a predetermined temperature set value. Compressor.