JP4299565B2

JP4299565B2 - 圧縮機装置およびその運転方法

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Publication number: JP4299565B2
Application number: JP2003090659A
Authority: JP
Inventors: 中村　　元
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2009-07-22
Anticipated expiration: 2023-03-28
Also published as: JP2004293517A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮ガスの吐出量を制御できる並列配設されてなる２台の圧縮機を備え、これら２台の圧縮機から吐出される圧縮ガスを合流させて供給先に供給する圧縮機装置およびその運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数台の圧縮機が並列配設され、各圧縮機から吐出される圧縮ガスを合流させて供給先に供給するようにした圧縮機装置が知られている。この圧縮機装置は、消費電力の低減を図るために、圧縮ガスの吐出量を調整する圧縮機を１台だけにし、その他の圧縮機はベースロード機として全負荷運転されるように構成されている。以下、このような圧縮機装置を用いた圧縮空気製造装置を、圧縮空気製造装置を示す構成図の図３を参照しながら説明する。
【０００３】
この従来例に係る圧縮空気製造装置（圧縮機装置）では、５台の圧縮機（５１〜５５）を備えている。５台の圧縮機はそれぞれインバータとＰＩＤ機能により回転数を変化させることができるもので、それぞれの圧縮空気出口は集合されて空気槽５６に接続され、この空気槽（バッファタンク）５６から圧縮空気使用ラインへ供給されるようになっている。前記空気槽５６には圧力センサ５７が取付けられており、圧力信号は後述する制御装置５８に取込まれるように構成されている。前記制御装置５８には、予め制御上限圧力Ｈと制御下限圧力Ｌが設定されており、これらと圧力センサ５７で検知される圧力とは常に比較される。
また、この制御装置５８には、容量制御を行わせる圧縮機の順序が予め設定されており、例えば５１から５５の数字の大きい順に容量制御が行われる。
【０００４】
前記制御装置５８により、圧縮機の運転中に空気槽５６の圧力がＬより高く、Ｈ未満であれば、Ｎｏ．５圧縮機５５のみの回転数が制御され、そしてその他のＮｏ．１からＮｏ．４の圧縮機（５１〜５４）は全負荷運転される。また、空気槽５６の圧力がＨ以上になれば、この圧力が圧力センサ５７で検出され、制御装置５８からＮｏ．５圧縮機５５を停止させる信号が発せられると同時に、回転数制御を行う圧縮機がＮｏ．４圧縮機５４に切換えられる。圧縮空気製造装置から吐出される空気量より、消費量が減少して圧力がＨに到達する毎に、この動作が繰り返され、順次圧縮機の運転が停止される。逆に、空気槽５６の圧力がＬ以下になったことが圧力センサ５７で検出されると、制御装置５８から、停止したのと逆の順序で圧縮機が起動され、起動された圧縮機のみの回転数制御により容量制御される。なお、符号５９は圧縮機本体、符号６０は電動機、符号６１はＰＩＤ制御部、符号６２は吸込フィルタ、符号６３はオイルセパレータ、符号６４はアフタークーラである。
【０００５】
この場合、容量制御を行う圧縮機は圧力が一定になるように回転数が制御されるが、制御圧力は前記ＬとＨの間の任意の圧力に設定される。この圧力は個々の圧縮機の出口に内蔵された圧力センサで検出され、個々のＰＩＤ機能とインバータで制御される。なお、空気槽６に設置された圧力センサ５７で圧力を検出し、これを個々の圧縮機のＰＩＤ回路に送り込んで回転数を制御する場合も開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−３４３９８６号公報（第２−３頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来例に係る圧縮空気製造装置の複数台の圧縮機のそれぞれに個別の演算器が付設されているのに加えて、複数台の圧縮機を制御する制御装置５８や、圧力センサ５７が設けられており、構成品の削減による構成の単純化に対する強い要望があった。つまり、圧縮空気製造装置（圧縮機装置）を構成する構成品が多いと、その分、メインテナンスの必要性が増加し、またコスト増にもなるからである。他方、上記のとおり、圧縮機のそれぞれに個別のＰＩＤ制御部６１が付設されており、これを有効活用したいという要望があった。さらに、各圧縮機のメインテナンス期間の均一化によるメインテナンス性の向上に対する要望もあったが、上記のとおり各圧縮機の稼働率が相違するため、メインテナンス期間の均一化ができないという問題もあった。
【０００８】
従って、本発明の目的は、構成品の数が少なく、圧縮機のそれぞれに個別に設けられている演算器を有効活用することができ、しかもメインテナンス期間の均一化を可能ならしめる圧縮機装置およびその運転方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、従って、上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る圧縮機装置が採用した手段は、圧縮ガスの吐出量を制御できる２台の圧縮機を備え、これら２台の圧縮機から吐出される圧縮ガスを合流させて供給先に供給する圧縮機装置において、前記２台の圧縮機から吐出される圧縮ガスが合流されるまでの該２台の圧縮機ごとの吐出管路に吐出圧力を検出する吐出圧力センサを備え、前記２台の圧縮機を個別に制御する演算手段を備え、これら演算手段は何れも、自身が制御する圧縮機の運転中に他の演算手段に対して運転中であるというＡ信号を出力し、最大量の圧縮ガスを吐出する全負荷運転しているときにはＢ信号を出力し、自身が制御する圧縮機の吐出管路に備えられた前記吐出圧力センサにて検出された吐出圧力が予め定めた下限圧力値以下になるとＤ信号を出力すると共に、他の演算手段から出力された前記各信号を受信する機能を有し、前記Ａ信号およびＢ信号の受信中に前記Ｄ信号を受信すると、自身が制御する停止中の圧縮機を起動させる一方、自身が制御する圧縮機が運転中であって、かつ最小量の圧縮ガスを吐出する無負荷運転状態を所定時間以上継続すると停止させる機能を有してなることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の請求項２に係る圧縮機装置が採用した手段は、請求項１に記載の圧縮機装置において、前記演算手段は何れも、自身が制御する運転中の圧縮機に何らかの故障が発生したことを検知するとＣ信号を出力すると共に、他の演算手段から出力されたＣ信号を受信する機能を有し、自身が制御する運転中の圧縮機を停止させ、前記Ｃ信号を受信すると、自身が制御する停止中の圧縮機を起動させる機能を有してなることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の請求項３に係る圧縮機装置の運転方法が採用した手段は、圧縮ガスの吐出量を制御できる２台の圧縮機から吐出される圧縮ガスを合流させて供給先に供給するに際して、これら２台の圧縮機を並行、かつ交互に運転する圧縮機装置の運転方法であって、前記２台の圧縮機から吐出される圧縮ガスが合流されるまでの該２台の圧縮機ごとの吐出管路に備えられた吐出圧力センサにて吐出圧力を検出し、運転中の一方の圧縮機を制御する一方の演算手段から、他方の圧縮機を制御する他方の演算手段に対して、一方の圧縮機が運転中であるというＡ信号を、最大量の圧縮ガスを吐出する全負荷運転をしているときにはＢ信号を、一方の圧縮機の吐出管路に備えられた前記吐出圧力センサにて検出された吐出圧力が予め定めた下限圧力値以下になるとＤ信号をそれぞれ出力し、このＤ信号を受信した他方の演算手段により停止状態にある他方の圧縮機を起動させると共に、この他方の圧縮機が全負荷運転する際の吐出圧力が一方の圧縮機の吐出圧力より所定圧力以上高圧になるように、かつ他方の圧縮機が最小量の圧縮ガスを吐出する無負荷運転するときの吐出圧力が一方の圧縮機の無負荷運転するときの吐出圧力よりも所定圧力以上高圧になるように、前記２台の圧縮機の吐出圧力に従って吐出量を制御し、前記一方の圧縮機の無負荷運転状態が所定時間以上継続すると、一方の演算手段によりこの一方の圧縮機の運転を停止させることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の圧縮機装置の運転方法を実施する、本発明の実施の形態１に係る圧縮機装置を、添付図面を参照しながら説明する。図１は、圧縮機装置の模式的系統図である。
【００１３】
本発明の実施の形態１に係る圧縮機装置は、並列配設されてなる２台の圧縮機を備えている。これら２台の圧縮機のうち、図１における上側が第１圧縮機１で、下側が第２圧縮機２であって、これら第１圧縮機１と第２圧縮機２とは、交互に主圧縮機と従圧縮機とに切り替え運転されるように構成されている。第１圧縮機１は第１演算器（演算手段）１５で駆動され、かつ駆動が停止される第１モータ１ａによって駆動され、また第２圧縮機２は第２演算器（演算手段）２５で駆動され、かつ駆動が停止される第２モータ２ａによって駆動されるように構成されている。
【００１４】
第１圧縮機１の吸込口には、第１切換弁１２が介装された第１吸込管路１１が連通し、また第２圧縮機２の吸込口には、第２切換弁２２が介装された第２吸込管路２１が連通している。第１切換弁１２は第１演算器１５によって、また第２切換弁２２は第２演算器２５によってそれぞれ開閉制御されて、第１圧縮機１と第２圧縮機２とを後述する２つの運転モードで切換え運転するように構成されている。第１圧縮機１の吐出口には第１吐出管路１３が接続されると共に、第２圧縮機２の吐出口には第２吐出管路２３が接続されている。これら第１吐出管路１３と、第２吐出管路２３の先端は合流管路３に合流し、この合流管路３を介してバッファタンク４に連通している。そして、このバッファタンク４から供給管路５を介して、図示しない供給先に圧縮ガスが供給されるように構成されている。
【００１５】
前記第１吐出管路１３には、この第１吐出管路１３を流れる圧縮ガスの圧力を検出する第１圧力センサ１４が設けられ、また第２吐出管路２３には、この第２吐出管路２３を流れる圧縮ガスの圧力を検出する第２圧力センサ２４が設けられている。第１圧力センサ１４で検出された圧力の信号は、第１切換弁１２を開閉させて第１圧縮機１を２つの運転モードに切換える第１演算器１５に入力され、また第２圧力センサＰ２４で検出された圧力の信号は、第２切換弁２２を開閉させて第２圧縮機２を２つの運転モードに切換える第２演算器２５に入力されるように構成されている。これら第１演算器１５と、第２演算器２５とは、相互に後述するような複数の信号を出力すると共に受信し、各信号に基づいて、第１切換弁１２と第２切換弁２２とをそれぞれ開閉制御すると共に、第１圧縮機１と第２圧縮機２とを吐出圧力に応じて運転し、あるいは運転を停止させるように構成されている。
【００１６】
圧縮機を制御する演算器は、互いに下記の信号を発信する一方、他の演算器から発信された下記の信号を受信する機能を有している。
（１）主圧縮機である圧縮機を制御する一方の演算器は、従圧縮機である圧縮機を制御する他方の演算器に対して、自身が制御する圧縮機が運転中であるというＡ信号を出力する。
（２）自身が制御する圧縮機が主圧縮機で全負荷運転されている場合には、一方の演算器は他方の演算器に、自身が制御する圧縮機が全負荷運転されているというＢ信号を出力する。
（３）自身が制御する圧縮機に何らかの故障が検知され、この圧縮機が運転できない場合、一方の演算器は他方の演算器に、自身が制御する圧縮機が故障しているというＣ信号を出力する。なお、圧縮機は仕様に応じて、温度の極度の上昇や、過電流等を検知するための様々な検知手段を備えている。例えば、過電流を検知するための過電流スイッチ等がそれである。これら検知手段で何らかの圧縮機の異常状態が検知されたときに、圧縮機に故障が生じたとみなすものである。
（４）自身が制御する圧縮機から吐出される圧縮ガスの圧力が、ＰＬ−α（α≧０）以下、つまり下限圧力値（ＰＳＬＬ）以下になり、そしてこの状態が予め設定した所定時間継続した場合、一方の演算器は他方の演算器に、自身が制御する圧縮機から吐出される圧縮ガスの圧力が下限圧力値以下であるというＤ信号を出力する。
【００１７】
（５）他方の演算器は、一方の演算器から発信されたＡ信号の受信の有無に従って、従圧縮機である圧縮機の運転モードを切換える判断を行うための吐出圧力の閾値自体を変更する。
（６）他方の演算器は、一方の演算器からＡ信号、Ｂ信号、Ｄ信号の３つの信号を受信した場合、またはＣ信号を受信した場合に、運転停止中の従圧縮機である圧縮機を起動させる。
（７）一方の演算器は、自身が制御する主圧縮機である圧縮機の無負荷運転が３分間以上継続すると、この圧縮機の運転を停止させる。
【００１８】
この場合、第１圧縮機１と第２圧縮機２のうち何れか一方は運転状態で、他方は停止状態で保持されるか、または並行運転される。これら、第１圧縮機１と第２圧縮機２は、第１，２切換弁１２，２２の開閉制御により、最大量の圧縮ガスを吐出する「全負荷運転」、または最小量の圧縮ガスを吐出する「無負荷運転」の何れかの運転モードで運転される。なお、運転中の圧縮機が何れの運転モードで運転されるかは、第１，２圧力検出センサ１４，２４で検出される圧力ＰＴ₁，ＰＴ₂に基づいて決定され、以下のように区分される。
【００１９】
ケース１：一方の演算器が他方の演算器からＡ信号を受信していない場合には、一方の演算器で制御される圧縮機は下記の運転モードで運転される。
（１）ＰＴ_１＜ＰＬ全負荷運転モードで運転
（２）ＰＬ≦ＰＴ_１≦ＰＨこの領域に入る前の運転モードで運転継続
（３）ＰＴ_１＞ＰＨ無負荷運転モードで運転
ケース２：他方の演算器が一方の演算器からＡ信号を受信している場合には、他方の演算器で制御される圧縮機は下記の運転モードで運転される。
（１）ＰＴ_１＜ＰＬ＋β′ 全負荷運転モードで運転
（２）ＰＬ＋β′≦ＰＴ_１≦ＰＨ＋β この領域に入る前の運転モードで運転継続
（３）ＰＴ_１＞ＰＨ＋β 無負荷運転モードで運転
なお、上記ＰＬ、ＰＨは予め設定された閾値であり、βとβ′は予め設定された正の定数で、これらβとβ′は同一値であってもよいものである。
【００２０】
以下、第１圧縮機１が主圧縮機で、第２圧縮機２が従圧縮機である場合を例として、第１演算器１５と、第２演算器２５との信号の発信、受信および働きによる各圧縮機の運転方法について説明する。なお、第２圧縮機２が主圧縮機となり、第１圧縮機１が従圧縮機となる場合には、第１演算器１５と、第２演算器２５との信号の発信、受信の関係および働きは逆となる。つまり、主圧縮機とは、圧縮機装置の運転開始に際して起動される一方の圧縮機、またはこの一方の圧縮機の停止に伴って運転される他方の圧縮機のことをいう。
【００２１】
最初、第１圧縮機１と第２圧縮機２とは運転停止状態にあるから、第１演算器１５、第２演算器２５の何れからもＡ信号、Ｂ信号、Ｃ信号、Ｄ信号は出力されていない。先ず、図示しない起動スイッチをＯＮにして、第１圧縮機１の運転を開始する。第１圧縮機１の運転が開始されると、この第１圧縮機１と第１切換弁１２とを制御する第１演算器１５は、第２圧縮機２と第２切換弁２２とを制御する第２演算器２５に対してＡ信号を出力する。
【００２２】
いま、ここで、供給先における圧縮ガスの使用量が圧縮機１台分の最大吐出量以下である場合を考える。この場合、第１圧縮機１の起動時には吐出圧力が低圧状態にあり、第１圧縮機１から吐出される圧縮ガスの圧力は、上記ケース１のＰＴ₁＜ＰＬの状態である。そのため、第１圧縮機１は、第１切換弁１５の全開による全負荷運転で運転されるため、第１演算器１５は第２演算器２５に対して、Ａ信号に併せてＢ信号を出力する。次いで、吐出圧力がＰＬ以上になると、第１圧縮機１は第１切換弁１５の開閉により、全負荷運転と無負荷運転とに切換えられながら圧縮ガスの圧力がＰＬ〜ＰＨの範囲に維持されるように運転される。
【００２３】
第１圧縮機１の運転中に、供給先の圧縮ガスの使用量が増加し、「圧縮機２台分の最大吐出量＞供給先の圧縮ガスの使用量＞圧縮機１台分の最大吐出量」になると、この第１圧縮機１の吐出圧力が徐々に低下し始める。そして、吐出圧力≦ＰＬになるが、この第１圧縮機１は起動時と同様に全負荷運転され続ける。
ところが、「供給先の圧縮ガスの使用量＞圧縮機１台分の最大吐出量」であるため、この第１圧縮機１の吐出圧力がさらに低下してＰＴ１≦ＰＳＬＬ（下限圧力値）になると、第１演算器１５は第２演算器２５に対してＤ信号を出力する。
運転停止中の第２圧縮機２と第２切換弁２２とを制御する第２演算器２５は第１演算器１５から出力されるＡ信号、Ｂ信号、Ｄ信号を受信し、運転停止中の第２圧縮機２を起動させると共に、この第２圧縮機２を上記ケース２に従って全負荷運転させる。
【００２４】
これにより、第１，２圧縮機１，２が共に運転される。供給先の圧縮ガスの使用量が「圧縮機２台分の最大吐出量＞供給先の圧縮ガスの使用量＞圧縮機１台分の最大吐出量」である限り、供給先の圧縮ガスの使用量が圧縮機２台分の最大吐出量よりも少ないので、吐出圧力が次第に上昇していく。上昇により吐出圧力がＰＨに達すると、上記ケース１に従って第１圧縮機１が無負荷運転される。
すると、「供給先の圧縮ガスの使用量＞圧縮機１台分の最大吐出量」となるので吐出圧力が低下する。なお、第２圧縮機２は上記ケース２に従って運転され続けており、吐出圧力がＰＨに達しても運転モードは変更されることがなく、起動されてから全負荷運転が継続される。
【００２５】
そして、吐出圧力が次第に低下し、吐出圧力がＰＬ以下になると、第１圧縮機１が再び全負荷運転（第２圧縮機２は全負荷運転されている）され、再び吐出圧力が上昇していく。つまり、この場合には、圧縮機から吐出される圧縮ガスの吐出圧力はＰＬとＰＨとの間（ＰＬ≦吐出圧力≦ＰＨ）で推移し、第２圧縮機２が常に全負荷運転され、省エネルギー運転となる。
【００２６】
上記のような第１圧縮機１と第２圧縮機２との運転中において、「供給先の圧縮ガスの使用量＜圧縮機１台分の最大吐出量」となり、吐出圧力がＰＨとなった場合、第１圧縮機１は無負荷運転され、第２圧縮機２は圧力がＰＨ＋βになるまで全負荷運転される。そして、吐出圧力がＰＨ＋β以上になると第２圧縮機２も無負荷運転され、吐出圧力が低下する。低下により吐出圧力がＰＬ＋β′以下になると、再び第２圧縮機２が全負荷運転（第１圧縮機１は無負荷運転のまま）され、吐出圧力が上昇する。そして、ＰＨ＋β以上になると再び第２圧縮機２が無負荷運転されるので吐出圧力が低下する。つまり、吐出圧力はＰＬまで低下せず、ＰＬ＋β′〜ＰＨ＋βの間で推移するように維持される。
【００２７】
ところで、第１圧縮機１は、上記のとおり、３分間以上無負荷運転を継続すると、第１演算器１５によって運転が停止される。主圧縮機である第１圧縮機１の運転が停止されると、今まで従圧縮機であった第２圧縮機２が主圧縮機となり、この第２圧縮機２と第２切換弁２２とを制御する第２演算器２５から第１演算器１５に対してＡ信号、Ｂ信号、Ｃ信号、Ｄ信号が出力される。そして、これら各信号を受信する第１演算器１５により第１圧縮機１が上記第２圧縮機２の場合と同様に制御されて運転されることとなる。
【００２８】
このように、第１圧縮機１と第２圧縮機２とが交互に主圧縮機と従圧縮機とに入れ替わるため、これら第１圧縮機１と第２圧縮機２とのメインテナンス期間が均一化されるという効果を得ることができる。そして、本実施の形態１に係る圧縮機装置は、上記従来例に係る圧縮空気製造装置と異なり、個別の演算器の機能を活用するだけで済み、２台の圧縮機を制御するための制御装置が不要である。従って、本実施の形態１に係る圧縮機装置は、従来例に係る圧縮空気製造装置よりも構成が簡単であって、構成部品が少ないから、装置のメインテナンスに関して有利になる。
【００２９】
次に、本発明の圧縮機装置の運転方法を実施する実施の形態２に係る圧縮機装置を、添付図面を参照しながら説明する。図２は、圧縮機装置の模式的系統図である。なお、上記実施の形態１は切換弁の開閉を制御する構成であったのに対して、本実施の形態１は圧縮機を駆動するモータの回転数を制御する構成で、主要構成は同じであるから、同一のものには同一符号を付して、その相違する点について説明する。
【００３０】
本実施の形態２に係る圧縮機装置の第１圧縮機１は第１インバータ１ｂにより回転数が制御される第１モータ１ａで制御され、また第２圧縮機２は第２インバータ２ｂにより回転数が制御される第２モータ２ａで制御されるように構成されている。そして、第１圧力センサＰ₁で検出された圧力の信号は、第１インバータ１ｂに対して第１モータ１ａの運転モードを切換える、第１演算器１５に、また第２圧力センサＰ₂で検出された圧力の信号は、第２インバータ２ｂに対して第２モータ２ａの運転モードを切換える、第２演算器２５にそれぞれ入力されるように構成されている。これら第１演算器１５と第２演算器２５との機能は、上記実施の形態１に係るものと同様、圧縮機の運転状況に応じてＡ信号、Ｂ信号、Ｄ信号を出力すると共に、受信するように構成されている。
【００３１】
本実施の形態２に係る圧縮機装置では、圧縮機のスクリュロータの回転数を制御することにより、圧縮ガスの吐出圧力を制御する構成であるため、各圧縮機の運転は下記のように行われる。以下、上記実施の形態１の場合と同様に、第１圧縮機１が主圧縮機で、第２圧縮機２が従圧縮機である場合を例として説明する。この本実施の形態２に係る圧縮機装置の場合、第１圧縮機１のスクリュロータの回転数は、圧縮ガスの吐出圧力がＰＬ以上ＰＨ以下の範囲になるように制御される。他方、第２圧縮機２のスクリュロータの回転数は、圧縮ガスの吐出圧力がＰＳ＋βになるように制御される。
【００３２】
先ず、第１圧縮機１が起動され、第１演算器１５から第２演算器２５に対してＡ信号が出力される。ここで、圧縮機１台分の最大吐出量の方が供給先の圧縮ガスの使用量よりも多い場合には、第１圧縮機１だけの制御により吐出圧力がＰＳになるように調整される。次いで、供給先の圧縮ガスの使用量が増大し、圧縮機１台分の最大吐出量よりも供給先の圧縮ガスの使用量が多くなると、吐出圧力が次第に低下していく。低下により吐出圧力がＰＬ以下に達すると、第１圧縮機１は１００％の回転数で運転（全負荷運転）されるため、第１演算器１５から第２演算器２５に対してＢ信号が出力される。第１圧縮機１の全負荷運転にもかかわらず、吐出圧力はさらに低下していく。低下により吐出圧力がＰＳＬＬ以下になると、第１演算器１５から第２演算器２５に対してＤ信号が出力される。
【００３３】
第１演算器１５からＡ信号、Ｂ信号、Ｄ信号を受信した第２演算器２５は、第２インバータ２ｂを介して第２モータ２ａを起動させて停止中の第２圧縮機２を駆動させ、吐出圧力がＰＳ＋βとなるように第２圧縮機２の回転数を制御する。このように、第１圧縮機１と第２圧縮機２とが共に運転されていて「圧縮機２台分の吐出量＞供給先の圧縮ガスの使用量＞圧縮機１台分の最大吐出量」なったときには、第１演算器１５は吐出圧力がＰＳに維持されるように第１圧縮機１の回転数を制御しようとする。ところが、吐出圧力がＰＳになっても、第２演算器２５は吐出圧力がＰＳ＋βに維持されるよう第２圧縮機２の回転数を制御しようとするため、第２圧縮機２の回転数がさらに上昇する。つまり、第２圧縮機２の回転数は、最終的に１００％の全負荷運転で固定される一方、第１圧縮機１が中間の負荷で運転され、圧縮機装置は最も効率良く運転されることとなる。
【００３４】
そして、第１圧縮機１と第２圧縮機２とが共に運転されていて「供給先の圧縮ガスの使用量＜圧縮機１台分の最大吐出量」なったときに、第１圧縮機１が無負荷運転になっても、第２圧縮機２が回転数１００％で全負荷運転されているために吐出圧力が上昇する。上昇により吐出圧力がＰＳ＋βを超えると、第２圧縮機２の回転数が減少し、吐出圧力がＰＳ＋βになるように回転数が制御される。
【００３５】
このような第２圧縮機２の運転中に、第１圧縮機１の無負荷運転が３分間以上継続されると、第１演算器１５は第１圧縮機１の運転を停止させる。この第１圧縮機１の運転停止により、第１演算器１５から第２演算器２５へのＡ信号の出力が停止され、逆に第２演算器２５から第１演算器１５に対してＡ信号が出力される。つまり、第２圧縮機２が主圧縮機となる。このように、第１圧縮機１と第２圧縮機２との主従が入れ替わるため、第１圧縮機１と第２圧縮機２とのメインテナンス期間が均一化されることとなる。
【００３６】
また、この実施の形態２では、上記実施の形態１の場合と同様に、個別の演算器の機能を活用するだけで済み、２台の圧縮機を制御する制御装置が不要であって、従来例よりも構成が簡単で構成部品が少ないから、圧縮機装置のメインテナンスに関して有利になる。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項１に係る圧縮機装置、または請求項３に係る圧縮機装置の運転方法では、最初に起動された一方の圧縮機が全負荷運転で運転される。全負荷運転の継続中に吐出圧力が低下して下限圧力値以下になると他方の圧縮機が運転されると共に、吐出圧力状態により一方と他方の圧縮機が共に運転される。吐出圧力が上昇して所定圧力以上になると他方の圧縮機が全負荷運転され、下限圧力値以下になると一方の圧縮機の運転が調整されて吐出圧力が調整される。そして、一方の圧縮機の運転調整にもかかわらず吐出圧力が上昇すると一方の圧縮機が無負荷運転されると共に、無負荷運転が所定時間継続されると運転が停止されて、他方の圧縮機が全負荷運転で運転され、一方の圧縮機と他方の圧縮機との運転状態が入れ替わる。
【００３８】
従って、本発明の請求項１に係る圧縮機装置、または請求項３に係る圧縮機装置の運転方法によれば、上記のとおり、一方の圧縮機１と他方の圧縮機２とが交互に主圧縮機と従圧縮機とに入れ替わるため、これら一方の圧縮機１と他方の圧縮機２とのメインテナンス期間が均一化されるという効果を得ることができる。そして、従来例に係る圧縮空気製造装置と異なり、個別の演算器の機能を活用するだけで済み、２台の圧縮機を制御するための制御装置が不要であるため、従来例に係る圧縮空気製造装置よりも構成が簡単であって、構成部品が少ないから、装置のメインテナンスに関して有利になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る圧縮機装置の模式的系統図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る圧縮機装置の模式的系統図である。
【図３】従来例に係る圧縮空気製造装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１…第１圧縮機、１ａ…第１モータ、１ｂ…第１インバータ
１１…第１吸込管路、１２…第１切換弁（負荷・無負荷切換）、１３…第１吐出管路、１４…第１圧力センサ、１５…第１演算器
２…第２圧縮機、２ａ…第２モータ、２ｂ…第２インバータ、２１…第２吸込管路、２２…第２切換弁（負荷・無負荷切換）、２３…第２吐出管路、２４…第２圧力センサ、２５…第２演算器
３…合流管路
４…バッファタンク
５…供給管路

Claims

圧縮ガスの吐出量を制御できる２台の圧縮機を備え、これら２台の圧縮機から吐出される圧縮ガスを合流させて供給先に供給する圧縮機装置において、前記２台の圧縮機から吐出される圧縮ガスが合流されるまでの該２台の圧縮機ごとの吐出管路に吐出圧力を検出する吐出圧力センサを備え、前記２台の圧縮機を個別に制御する演算手段を備え、これら演算手段は何れも、自身が制御する圧縮機の運転中に他の演算手段に対して運転中であるというＡ信号を出力し、最大量の圧縮ガスを吐出する全負荷運転しているときにはＢ信号を出力し、自身が制御する圧縮機の吐出管路に備えられた前記吐出圧力センサにて検出された吐出圧力が予め定めた下限圧力値以下になるとＤ信号を出力すると共に、他の演算手段から出力された前記各信号を受信する機能を有し、前記Ａ信号およびＢ信号の受信中に前記Ｄ信号を受信すると、自身が制御する停止中の圧縮機を起動させる一方、自身が制御する圧縮機が運転中であって、かつ最小量の圧縮ガスを吐出する無負荷運転状態を所定時間以上継続すると停止させる機能を有してなることを特徴とする圧縮機装置。
前記演算手段は何れも、自身が制御する運転中の圧縮機に何らかの故障が発生したことを検知するとＣ信号を出力すると共に、他の演算手段から出力されたＣ信号を受信する機能を有し、自身が制御する運転中の圧縮機を停止させ、前記Ｃ信号を受信すると、自身が制御する停止中の圧縮機を起動させる機能を有してなることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機装置。
圧縮ガスの吐出量を制御できる２台の圧縮機から吐出される圧縮ガスを合流させて供給先に供給するに際して、これら２台の圧縮機を並行、かつ交互に運転する圧縮機装置の運転方法であって、前記２台の圧縮機から吐出される圧縮ガスが合流されるまでの該２台の圧縮機ごとの吐出管路に備えられた吐出圧力センサにて吐出圧力を検出し、運転中の一方の圧縮機を制御する一方の演算手段から、他方の圧縮機を制御する他方の演算手段に対して、一方の圧縮機が運転中であるというＡ信号を、最大量の圧縮ガスを吐出する全負荷運転をしているときにはＢ信号を、一方の圧縮機の吐出管路に備えられた前記吐出圧力センサにて検出された吐出圧力が予め定めた下限圧力値以下になるとＤ信号をそれぞれ出力し、このＤ信号を受信した他方の演算手段により停止状態にある他方の圧縮機を起動させると共に、この他方の圧縮機が全負荷運転する際の吐出圧力が一方の圧縮機の吐出圧力より所定圧力以上高圧になるように、かつ他方の圧縮機が最小量の圧縮ガスを吐出する無負荷運転するときの吐出圧力が一方の圧縮機の無負荷運転するときの吐出圧力よりも所定圧力以上高圧になるように、前記２台の圧縮機の吐出圧力に従って吐出量を制御し、前記一方の圧縮機の無負荷運転状態が所定時間以上継続すると、一方の演算手段によりこの一方の圧縮機の運転を停止させることを特徴とする圧縮機装置の運転方法。