圧縮空気制御装置
【課題】圧縮機の設置台数を削減して装置コストとメンテナンス・コストの削減を図った圧縮空気制御装置を提供する。
【解決手段】この圧縮空気制御装置７０は、空気を所定圧力に圧縮する圧縮機（空気圧縮機）２、６、１０と、圧縮機２、６、１０の出口に設けられ圧縮空気の経路の開閉を行なう出力弁３、７、１１と、圧縮機２、６、１０により圧縮された空気を貯留する空気槽４、８、１２と、圧縮機２、６、１０の起動・停止を制御する制御部（制御手段）と、を備えて構成されている。
【解決手段】この圧縮空気制御装置７０は、空気を所定圧力に圧縮する圧縮機（空気圧縮機）２、６、１０と、圧縮機２、６、１０の出口に設けられ圧縮空気の経路の開閉を行なう出力弁３、７、１１と、圧縮機２、６、１０により圧縮された空気を貯留する空気槽４、８、１２と、圧縮機２、６、１０の起動・停止を制御する制御部（制御手段）と、を備えて構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮空気制御装置に関し、さらに詳しくは、空気圧縮機の稼働率を高めて設備の削減を図った圧縮空気制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発電所等のプラントに設置されるガスタービン発電装置は、圧縮した空気中で燃料を燃やしてガスを発生させ、このガスの膨張力を利用して発電機を回す構成を備えている。また、発電所等のプラントでは、ガスタービン発電装置以外にも圧縮空気によって稼動される設備、機器が多数設置されている。そのため、この種のプラントには、圧縮空気を多量に且つ安定的に供給する圧縮空気制御装置が必要となる。また、発電所等では、発電機の信頼性を高めるために発電機が二重化され、１台の発電機が故障した場合に予備の発電機が代替して稼動する構成になっている。従って、これら発電機の運転を維持するためには、圧縮空気制御装置も高い信頼性が要求される。そのため、従来の圧縮空気制御装置では、各発電ユニット毎に常用機と予備機を備えて構成されている。
【０００３】
図１０は、従来の圧縮空気制御装置の概略構成を示す図である。この圧縮空気制御装置１００は、例えば発電ユニットが３ユニットある場合について説明すると、１号ユニット５３に対して、常用機として空気圧縮機（以下、単に圧縮機と呼ぶ）５０、出力弁５１、空気槽５２を備え、予備機として圧縮機５４、出力弁５５、空気槽５６を備えている。即ち、１つのユニットで、圧縮機が２台、出力弁が２つ、空気槽が２つ必要となる。同様にして２号ユニット６０及び３号ユニット６７にも夫々圧縮機、出力弁、空気槽が３つずつ必要となり、圧縮空気制御装置１００として、圧縮機、出力弁、空気槽が６つずつ必要となる。この圧縮空気制御装置１００では、各ユニット毎に完全に独立しているので、各ユニット毎に独立して制御することができる反面、設備の数が多くなり、設備コストが高くなると共に、それらの設備に要するメンテナンスコストが高くなるといった問題がある。また、各圧縮機の稼働率が常時高くなるとは限らず、システム全体で見た場合、圧縮機の数に対する必要空気圧量が必ずしもバランスしていない場合があり、圧縮機が有効に稼動していないといった問題がある。
【０００４】
尚、従来技術として特許文献１には、複数の低圧側圧縮機と複数の高圧側圧縮機を、その低圧と高圧空気の各消費量に応じてその運転台数を設定して運転し、消費系に低圧と高圧空気をそれぞれ供給する圧縮機の運転台数制御方法において、低圧空気の全消費量に対し、低圧側圧縮機の運転台数を設定すると共にその低圧側圧縮機を負荷運転し、不足分を高圧側圧縮機の高圧空気を減圧して供給すると共に、その高圧側圧縮機の任意の一台を容量制御運転するようにした圧縮機の運転台数制御方法について開示されている。
【特許文献１】特開平５−６００７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている従来技術は、圧縮機の効率的な運転による動力費の削減には効果があるが、圧縮機の設置台数の削減には寄与しないといった問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、最小限の圧縮機によりユニットに圧縮空気を供給するために、可能な限り高い稼働率により圧縮機を稼動すると共に、圧縮空気を貯留する空気槽の出口を並列にして複数のユニットに対して共通の圧縮空気を供給することにより、圧縮機の設置台数を削減して装置コストとメンテナンスコストの削減を図った圧縮空気制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、プラントシステムを構成する少なくとも１つのユニットの起動、停止に係る制御を空気圧により行なう圧縮空気制御装置であって、空気を所定圧力に圧縮する空気圧縮機と、該空気圧縮機により圧縮された空気を貯留する空気槽と、前記空気圧縮機の起動・停止を制御する制御手段と、を備え、少なくとも１台の前記空気圧縮機を前記プラントシステムが運転中に稼動する常用機とし、少なくとも１台の前記空気圧縮機を前記常用機が故障した際に代替する予備機とし、且つ前記各空気槽の出力側を並列に接続した場合、前記制御手段は、前記常用機の運転時間が所定時間を経過したことを検出する毎に、前記常用機と前記予備機とを交替して運転を再開することを特徴とする。
本発明は、少なくとも１台の常用機と予備機を備え、各圧縮機の圧縮空気を貯留する空気槽の出口を並列に接続して複数のユニットに供給する構成とした場合、運転開始から予め設定した時間に到達したことを検出すると、常用機と予備機とを交替して運転を再開するものである。これにより、常時運転する常用機と、殆ど停止して待機している予備機の使用頻度を平均化することができる。
【０００７】
請求項２は、プラントシステムを構成する少なくとも１つのユニットの起動、停止に係る制御を空気圧により行なう圧縮空気制御装置であって、空気を所定圧力に圧縮する空気圧縮機と、該空気圧縮機により圧縮された空気を貯留する空気槽と、前記空気圧縮機の起動・停止を制御する制御手段と、を備え、少なくとも１台の前記空気圧縮機を前記プラントシステムが運転中に稼動する常用機とし、少なくとも１台の前記空気圧縮機を前記常用機が故障した際に代替する予備機とし、且つ前記各空気槽の出力側を並列に接続した場合、前記制御手段は、前記常用機の切替時間が所定時間に到達したことを検出する毎に、該常用機と前記予備機とを交替して運転を再開することを特徴とする。
本発明は、少なくとも１台の常用機と予備機を備え、各圧縮機の圧縮空気を貯留する空気槽の出口を並列に接続して複数のユニットに供給する構成とした場合、運転開始から予め設定した使用時間に到達した常用機があることを検出すると、その常用機と予備機とを交替して運転を再開するものである。これにより、常時運転する常用機と、殆ど停止して待機している予備機の使用頻度を平均化すると共に、使用時間からメンテナンス時期を推測することができる。
【０００８】
請求項３は、前記切替時間は、前記空気圧縮機の積算使用時間であることを特徴とする。
圧縮機の動力源は一般的にはモータである。そしてモータのメンテナンス時期や寿命はそのモータがどの位の時間駆動したかにより決定される。そこで本発明では、常用機と予備機の切替時間を空気圧縮機の積算使用時間により決定するものである。これにより、正確なメンテナンス時期と寿命を推測することができる。
【０００９】
請求項４は、前記各空気槽の出力側を並列にしたラインの圧力を検出する圧力検出手段を備え、設置された複数の前記空気圧縮機を常用機とした場合、前記制御手段は、前記圧力検出手段により検出した圧力に基づいて、前記空気圧縮機の稼動台数を制御することを特徴とする。
出力側のユニットの動作状態は常に一定ではなく逐一変動する。その変動状態は出力側の空気圧力をチエックすることにより可能である。即ち、圧力が高い場合は、出力側に供給する圧縮空気量が少なくともよい場合であり、逆に圧力が低下した場合は、出力側に供給する圧縮空気量を多く必要としている場合である。また、各圧縮機は、出力側の負荷が最大のときでも充分圧縮空気が所定圧力により供給可能なように設計されている。従って、出力側の負荷により必ずしも全ての圧縮機が稼動する必要がない場合もある。そこで本発明では、圧力検出手段により検出した圧力に基づいて、空気圧縮機の稼動台数を制御するものである。これにより、不要な圧縮機の駆動を抑制して、消費電力の削減を図ることができる。
【００１０】
請求項５は、プラントシステムを構成する少なくとも１つのユニットの起動、停止に係る制御を空気圧により行なう圧縮空気制御装置であって、空気を所定圧力に圧縮する空気圧縮機と、該空気圧縮機の出力経路を切り替える切替手段と、前記空気圧縮機により圧縮された空気を貯留する第１の空気槽と、前記切替手段により切り替えられた経路側に備えられた第２の空気槽と、前記第１の空気槽内の圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段の圧力に基づいて前記切替手段を制御する制御手段と、を備え、前記第１の空気槽の出力経路と前記第２の空気槽の出力経路とを夫々並列接続した場合、前記制御手段は、前記圧力検出手段により検出した圧力が所定の圧力に達したことを検出すると、前記空気圧縮機の駆動を継続したまま前記出力経路を前記第２の空気槽側に切り替えるように前記切替手段を制御することを特徴とする。
圧縮機はそれに接続された空気槽内の圧力が所定の圧力になると圧縮空気を供給することを停止する。停止の方法としては、圧縮機のモータを停止する場合と、モータは駆動したまま空運転する方法とがある。前者の場合は、その都度モータの回転、停止を繰り返すため、頻度にもよるが、モータにメカ的なダメージを与えたり、電力側にモータ駆動時に発生する突入電流が頻繁に発生してノイズ源となる虞がある。本発明では、これを回避するために、空気槽内の圧力が所定の圧力になった場合でも空運転を行い、そのとき発生する圧縮空気を第２の空気槽に貯留してユニットに供給するものである。これにより、空運転時の圧縮空気を無駄にせず、有効に活用することができる。
【００１１】
請求項６は、プラントシステムを構成する少なくとも１つのユニットの起動、停止に係る制御を空気圧により行なう圧縮空気制御装置であって、空気を所定圧力に圧縮する空気圧縮機と、該空気圧縮機の出力経路を切り替える切替手段と、前記空気圧縮機により圧縮された空気を貯留する第１の空気槽と、前記切替手段により切り替えられた経路側に備えられた第２の空気槽と、前記第１の空気槽内の圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段の圧力に基づいて前記切替手段を制御する制御手段と、を備え、前記空気圧縮機が複数備えられ、各空気圧縮機に夫々前記第１の空気槽を備え、前記各第１の空気槽の出力経路と前記第２の空気槽の出力経路とを夫々並列接続した場合、前記制御手段は、前記各第１の空気槽の中から前記圧力検出手段により検出した圧力が所定の圧力に達した第１の空気槽を検出すると、該第１の空気槽と接続した空気圧縮機の駆動を継続したまま該第１の空気槽の出力経路を前記第２の空気槽側に切り替えるように前記切替手段を制御することを特徴とする。
本発明は第１の空気槽を複数備え、第２の空気槽を１つ備えた構成により、複数の第１の空気槽の夫々から空運転時の余剰圧縮空気をまとめて第２の空気槽に貯留するものである。これにより、第１の空気槽から発生する余剰圧縮空気を無駄なく効率的に貯留し、空気槽のマージンを増加することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、プラントシステムを構成する少なくとも１つのユニットの起動、停止に係る制御を空気圧により行なう圧縮空気制御装置であって、空気を所定圧力に圧縮する空気圧縮機と、該空気圧縮機により圧縮された空気を貯留する空気槽と、前記空気圧縮機の起動・停止を制御する制御手段と、を備え、少なくとも１台の前記空気圧縮機を前記プラントシステムが運転中に稼動する常用機とし、少なくとも１台の前記空気圧縮機を前記常用機が故障した際に代替する予備機とし、且つ前記各空気槽の出力側を並列に接続した場合、前記制御手段は、前記常用機の運転時間が所定時間を経過したことを検出する毎に、前記常用機と前記予備機とを交替して運転を再開するので、圧縮機の設置台数を削減して装置コストとメンテナンスコストの削減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の第１の実施形態に係る圧縮空気制御装置の概略構成図である。この例では説明を簡略化するために、プラントシステムを構成するユニットを３ユニットとし、各圧縮機の性能を同一で１つの圧縮機が１つのユニットを稼動するのに必要な稼働率を５０％として説明する。
この圧縮空気制御装置７０は、空気を所定圧力に圧縮する圧縮機（空気圧縮機）２、６、１０と、圧縮機２、６、１０の出口に設けられ圧縮空気の経路の開閉を行なう出力弁３、７、１１と、圧縮機２、６、１０により圧縮された空気を貯留する空気槽４、８、１２と、圧縮機２、６、１０の起動・停止を制御する制御部（制御手段）と、を備えて構成されている。
【００１４】
この例では、圧縮機２、６をプラントシステムが運転中に稼動する常用機とし、圧縮機１０を常用機２、６が故障した際に代替する予備機とし、且つ各空気槽４、８、１２の出力側を経路１４により並列に接続した場合について説明する。尚、出力弁３、７、１１は常時開放され、各圧縮機２、６、１０は制御部１により駆動が許可されている場合、接続された空気槽内の圧力が予め設定した圧力に達すると自動的に運転を停止するものとする。この例では、３つのユニット合計で１５０％の圧縮空気量を供給すればよいので、常用機として２つの圧縮機で稼動するには、それぞれ７５％の稼働率で運転することになる。そして制御部１は、常用機としての圧縮機２、６の運転時間が所定時間を経過したことを検出する毎に、圧縮機２、６の何れかと予備機としての圧縮機１０とを交替して運転を再開する。
即ち、本実施形態は、２台の常用機と１台の予備機を備え、各圧縮機２、６、１０の圧縮空気を貯留する空気槽４、８、１２の出口を並列に接続して１号〜３号のユニットに供給する構成とした場合、運転開始から予め設定した時間に到達したことを検出すると、常用機と予備機とを交替して運転を再開するものである。これにより、常時運転する常用機と、殆ど停止して待機している予備機の使用頻度を平均化することができる。
【００１５】
また、同じ構成により、運転開始から予め設定した使用時間（積算使用時間）に到達した常用機があることを検出すると、その常用機と予備機とを交替して運転を再開するものである。これにより、常時運転する常用機と、殆ど停止して待機している予備機の使用頻度を平均化すると共に、使用時間からメンテナンス時期を推測することができる。尚、圧縮機の動力源は一般的にはモータである。そしてモータのメンテナンス時期や寿命は、そのモータがどの位の時間駆動したかにより決定される。そこで本実施形態では、常用機と予備機の切替時間を空気圧縮機の積算使用時間により決定するものである。これにより、正確なメンテナンス時期と寿命を推測することができる。
【００１６】
図２は本発明の第２の実施形態に係る圧縮空気制御装置の概略構成図である。同じ構成要素には図１と同じ参照番号を付し、重複する説明は省略する。この圧縮空気制御装置７１が図１と異なる点は、各空気槽４、８、１２の出力側を並列にしたライン１４の圧力を検出する圧力計（圧力検出手段）１６を備えた点である。
即ち、設置された３台の圧縮機２、６、１０を全て常用機とした場合、制御部１は、圧力計１６により検出した圧力に基づいて、圧縮機２、６、１０の稼動台数を制御するものである。更に詳しく説明すると、出力側のユニット５、９、１３、の動作状態は常に一定ではなく逐一変動する。その変動状態は出力側の空気圧力をチエックすることにより可能である。即ち、圧力が高い場合は、出力側に供給する圧縮空気量が少なくともよい場合であり、逆に圧力が低下した場合は、出力側に供給する圧縮空気量を多く必要としている場合である。また、各圧縮機は、出力側の負荷が最大のときでも充分圧縮空気が所定圧力により供給可能なように設計されている。従って、出力側の負荷により必ずしも全ての圧縮機が稼動する必要がない場合もある。そこで本実施形態では、圧力計１６により検出した圧力に基づいて、圧縮機２、６、１０の稼動台数を制御するものである。これにより、不要な圧縮機の駆動を抑制して、消費電力の削減を図ることができる。尚、圧力計１６は圧力に応じて抵抗、電圧等が可変となるセンサを用いることにより可能である。
【００１７】
図３は本発明の第３の実施形態に係る圧縮空気制御装置の概略構成図である。この圧縮空気制御装置７２は、空気を所定圧力に圧縮する圧縮機２１、２５と、圧縮機２５の出力経路を切り替える切替器（切替手段）３１と、圧縮機２１により圧縮された空気を貯留する空気槽（第１の空気槽）２３、２９と、切替器３１により切り替えられた経路側に備えられた空運転空気槽（第２の空気槽）３０と、空気槽２９内の圧力を検出する圧力計（圧力検出手段）２４と、圧力計２４の圧力に基づいて切替器３１を制御する制御部（制御手段）２０と、を備えて構成されている。尚、切替器３１は開閉が制御部１の信号３２により可能な出力弁２６、２８と、信号３２を反転させるインバータ２７とを備えている。この切替器３１の動作は、信号が正の場合に出力弁が開放し、負の場合に閉鎖するように構成されている。従って、信号３２が正のときは、出力弁２８が開放で、出力弁２６は閉鎖されている。この実施形態では、圧縮機２１の稼働率を１００％、圧縮機２５の稼働率を５０％とする。
そして、空気槽２３、２９の出力経路と空運転空気槽３０の出力経路１４とを夫々並列接続した場合、制御部２０は、圧力計２４により検出した圧力が所定の圧力に達したことを検出すると、圧縮機２５の駆動を継続したまま出力経路１４を空運転空気槽３０側に切り替えるように制御する。
【００１８】
即ち、圧縮機２５はそれに接続された空気槽２９内の圧力が所定の圧力になると圧縮空気を供給することを停止する。停止の方法としては、圧縮機２５のモータを停止する場合と、モータは駆動したまま空運転する方法とがある。前者の場合は、その都度モータの回転、停止を繰り返すため、頻度にもよるが、モータにメカ的なダメージを与えたり、電力側にモータ駆動時に発生する突入電流が頻繁に発生してノイズ源となる虞がある。本実施形態では、これを回避するために、空気槽２９内の圧力が所定の圧力になった場合でも空運転を行い、そのとき発生する圧縮空気を空運転空気槽３０に貯留してユニット５、９、１３に供給するものである。これにより、空運転時の圧縮空気を無駄にせず、有効に活用することができる。
【００１９】
図４は本発明の第４の実施形態に係る圧縮空気制御装置の概略構成図である。この圧縮空気制御装置７３は、空気を所定圧力に圧縮する圧縮機３６、４２、４８と、圧縮機３６、４２、４８の出力経路を切り替える切替器（切替手段）６５、６６、６７と、圧縮機３６、４２、４８により圧縮された空気を貯留する空気槽３８、４４、６０と、切替器６５、６６、６７により切り替えられた経路６８に備えられた空運転空気槽６４と、空気槽３８、４４、６０内の圧力を検出する圧力計（圧力検出手段）３７、４３、４９と、圧力計３７、４３、４９の圧力に基づいて切替器６５、６６、６７を制御する制御部（制御手段）３５と、を備えて構成されている。尚、切替器の構成は図３の切替器３１と同様である。また、各圧縮機の稼働率は７５％である。
そして圧縮機３６、４２、４８が備えられ、各圧縮機に夫々空気槽３８、４４、６０を備え、空気槽３８、４４、６０の出力経路１４と空運転空気槽６４の出力経路６９とを夫々並列接続した場合、制御部３５は、空気槽３８、４４、６０の中から例えば、圧力計３７により検出した圧力が所定の圧力に達した空気槽３８を検出すると、その空気槽３８と接続した圧縮機３６の駆動を継続したまま空気槽３８の出力経路を空運転空気槽６４に切り替えるように切替器６５を制御する。
即ち、本実施形態は空気槽を複数備え、空運転空気槽６４を１つ備えた構成により、複数の空気槽の夫々から空運転時の余剰圧縮空気をまとめて空運転空気槽６４に貯留するものである。これにより、各空気槽から発生する余剰圧縮空気を無駄なく効率的に貯留し、空気槽のマージンを増加することができる。
【００２０】
図５は本発明の第１の実施形態に係る圧縮空気制御装置の動作を説明するフローチャートである。図１を参照して説明する。まず、圧縮機２、６を常用機とし、圧縮機１０を予備機として設定する（Ｓ１）。そして常用機である圧縮機２、６の運転を開始し（Ｓ２）、制御部１は運転開始から予め設定した所定時間に達したか否かをチエックし（Ｓ３）、所定時間に達していなければ（Ｓ３でＮＯ）ステップＳ２に戻って運転を繰り返し、所定時間に達していれば（Ｓ３でＹＥＳ）、例えば常用機である圧縮機２と予備機である圧縮機１０を交替して、圧縮機２を予備機とし、圧縮機１０を常用機とする（Ｓ４）。それ以後、ステップＳ２に戻って繰り返す。
【００２１】
図６は本発明の第２の実施形態に係る圧縮空気制御装置の動作を説明するフローチャートである。図１を参照して説明する。まず、圧縮機２、６を常用機とし、圧縮機１０を予備機として設定する（Ｓ１０）。そして常用機である圧縮機２、６の運転を開始し（Ｓ１１）、制御部１は各圧縮機の積算使用時間をチエックして積算使用時間が予め設定した切替時間に達した常用機が存在するか否かをチエックし（Ｓ１２）、切替時間に達した常用機が存在していなければ（Ｓ１２でＮＯ）ステップＳ１１に戻って運転を繰り返し、切替時間に達した常用機が存在していれば（Ｓ１２でＹＥＳ）、例えば切替時間に達した常用機が圧縮機２とすると、予備機である圧縮機１０と交替して、圧縮機２を予備機とし、圧縮機１０を常用機とする（Ｓ１３）。それ以後、ステップＳ１１に戻って繰り返す。
【００２２】
図７は本発明の第３の実施形態に係る圧縮空気制御装置の動作を説明するフローチャートである。図２を参照して説明する。まず、全ての圧縮機２、６、１０を常用機とし、予備機を設定しない（Ｓ２０）。そして常用機である全ての圧縮機２、６、１０の運転を開始し（Ｓ２１）、制御部１は圧力計１６の圧力を監視して、必要空気圧が大きい場合は（Ｓ２３で大）、３台の圧縮機２、６、１０を運転し（Ｓ２４）、必要空気圧が中の場合は（Ｓ２３で中）、２台の圧縮機２、６を運転し（Ｓ２５）、必要空気圧が小さい場合は（Ｓ２３で小）、１台の圧縮機２を運転し（Ｓ２６）、所定時間が経過すると（Ｓ２７でＹＥＳ）ステップＳ２２に戻って繰り返す。尚、２台の運転、１台の運転の場合は、どの圧縮機を選択するかは、予め順番を決定しておいたり、図５、６で説明した方法により選択しても良い。
【００２３】
図８は本発明の第４の実施形態に係る圧縮空気制御装置の動作を説明するフローチャートである。図３を参照して説明する。まず、圧縮機２１、２５を常用機とし、圧縮機２１を稼働率１００％、圧縮機２５を稼働率５０％で運転するように設定する（Ｓ３０）。制御部２０は信号３２を負にして出力弁２６を開放して空気槽２９に圧縮空気を貯留する（Ｓ３１）。そして制御部２０は圧力計２４の圧力を監視し（Ｓ３２）、所定の圧力以下であれば空気槽２９に圧縮空気を貯留し続け（Ｓ３７）、所定の圧力以上になると信号３２を正にして出力弁２６を閉鎖して、出力弁２８を開放する（Ｓ３３）。このとき圧縮機２５は空運転しており、その圧縮空気は空運転空気槽３０に貯留される（Ｓ３４）。その後、制御部２０は圧力計２４の圧力が所定圧力以下になると（Ｓ３５でＹＥＳ）、信号３２を再び負にして出力弁２６を開放し、出力弁２８を閉鎖して（Ｓ３６）空気槽２９に圧縮空気を貯留する。
【００２４】
図９は本発明の第５の実施形態に係る圧縮空気制御装置の動作を説明するフローチャートである。図４を参照して説明する。まず、圧縮機３６、４２を常用機とし、圧縮機４８を予備機として設定する（Ｓ４０）。制御部３５は圧縮機３６、４２の運転を開始し（Ｓ４１）、信号７５、７６を負にして出力弁３９、４６を開放して空気槽３８、４４に圧縮空気を貯留する（Ｓ４２）。そして制御部３５は圧力計３７、４３の圧力を監視し（Ｓ４３）、所定の圧力以下であれば空気槽３８、４４に圧縮空気を貯留し続け、所定の圧力以上になると信号７５、７６を正にして出力弁３９、４６を閉鎖して、出力弁４１、４７を開放する（Ｓ４４）。このとき圧縮機３６、４２は空運転しており、その圧縮空気は空運転空気槽６４に貯留される（Ｓ４５）。その後、制御部３５は圧力計３７、４３の圧力が所定圧力以下になると（Ｓ４６でＹＥＳ）、信号７５、７６を再び負にして出力弁３９、４６を開放し、出力弁４１、４７を閉鎖して（Ｓ４７）空気槽３８、４４に圧縮空気を貯留する。
尚、圧力計３７、４３の圧力は同時に同じ値になるとは限らないので、信号７５、７６が出力されるタイミングは異なってくる。また、予備機の圧縮機４８が稼動した場合は、圧縮機３６、４２の何れか一方が停止して、上記と同様の動作を繰り返す。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る圧縮空気制御装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る圧縮空気制御装置の概略構成図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る圧縮空気制御装置の概略構成図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る圧縮空気制御装置の概略構成図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る圧縮空気制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る圧縮空気制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る圧縮空気制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る圧縮空気制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図９】本発明の第５の実施形態に係る圧縮空気制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１０】従来の圧縮空気制御装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１ 制御部、２、６、１０ 圧縮機、３、７、１１ 出力弁、４、８、１２ 空気槽、５ １号ユニット、９ ２号ユニット、１３ ３号ユニット、７０ 圧縮空気制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮空気制御装置に関し、さらに詳しくは、空気圧縮機の稼働率を高めて設備の削減を図った圧縮空気制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発電所等のプラントに設置されるガスタービン発電装置は、圧縮した空気中で燃料を燃やしてガスを発生させ、このガスの膨張力を利用して発電機を回す構成を備えている。また、発電所等のプラントでは、ガスタービン発電装置以外にも圧縮空気によって稼動される設備、機器が多数設置されている。そのため、この種のプラントには、圧縮空気を多量に且つ安定的に供給する圧縮空気制御装置が必要となる。また、発電所等では、発電機の信頼性を高めるために発電機が二重化され、１台の発電機が故障した場合に予備の発電機が代替して稼動する構成になっている。従って、これら発電機の運転を維持するためには、圧縮空気制御装置も高い信頼性が要求される。そのため、従来の圧縮空気制御装置では、各発電ユニット毎に常用機と予備機を備えて構成されている。
【０００３】
図１０は、従来の圧縮空気制御装置の概略構成を示す図である。この圧縮空気制御装置１００は、例えば発電ユニットが３ユニットある場合について説明すると、１号ユニット５３に対して、常用機として空気圧縮機（以下、単に圧縮機と呼ぶ）５０、出力弁５１、空気槽５２を備え、予備機として圧縮機５４、出力弁５５、空気槽５６を備えている。即ち、１つのユニットで、圧縮機が２台、出力弁が２つ、空気槽が２つ必要となる。同様にして２号ユニット６０及び３号ユニット６７にも夫々圧縮機、出力弁、空気槽が３つずつ必要となり、圧縮空気制御装置１００として、圧縮機、出力弁、空気槽が６つずつ必要となる。この圧縮空気制御装置１００では、各ユニット毎に完全に独立しているので、各ユニット毎に独立して制御することができる反面、設備の数が多くなり、設備コストが高くなると共に、それらの設備に要するメンテナンスコストが高くなるといった問題がある。また、各圧縮機の稼働率が常時高くなるとは限らず、システム全体で見た場合、圧縮機の数に対する必要空気圧量が必ずしもバランスしていない場合があり、圧縮機が有効に稼動していないといった問題がある。
【０００４】
尚、従来技術として特許文献１には、複数の低圧側圧縮機と複数の高圧側圧縮機を、その低圧と高圧空気の各消費量に応じてその運転台数を設定して運転し、消費系に低圧と高圧空気をそれぞれ供給する圧縮機の運転台数制御方法において、低圧空気の全消費量に対し、低圧側圧縮機の運転台数を設定すると共にその低圧側圧縮機を負荷運転し、不足分を高圧側圧縮機の高圧空気を減圧して供給すると共に、その高圧側圧縮機の任意の一台を容量制御運転するようにした圧縮機の運転台数制御方法について開示されている。
【特許文献１】特開平５−６００７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている従来技術は、圧縮機の効率的な運転による動力費の削減には効果があるが、圧縮機の設置台数の削減には寄与しないといった問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、最小限の圧縮機によりユニットに圧縮空気を供給するために、可能な限り高い稼働率により圧縮機を稼動すると共に、圧縮空気を貯留する空気槽の出口を並列にして複数のユニットに対して共通の圧縮空気を供給することにより、圧縮機の設置台数を削減して装置コストとメンテナンスコストの削減を図った圧縮空気制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、プラントシステムを構成する少なくとも１つのユニットの起動、停止に係る制御を空気圧により行なう圧縮空気制御装置であって、空気を所定圧力に圧縮する空気圧縮機と、該空気圧縮機により圧縮された空気を貯留する空気槽と、前記空気圧縮機の起動・停止を制御する制御手段と、を備え、少なくとも１台の前記空気圧縮機を前記プラントシステムが運転中に稼動する常用機とし、少なくとも１台の前記空気圧縮機を前記常用機が故障した際に代替する予備機とし、且つ前記各空気槽の出力側を並列に接続した場合、前記制御手段は、前記常用機の運転時間が所定時間を経過したことを検出する毎に、前記常用機と前記予備機とを交替して運転を再開することを特徴とする。
本発明は、少なくとも１台の常用機と予備機を備え、各圧縮機の圧縮空気を貯留する空気槽の出口を並列に接続して複数のユニットに供給する構成とした場合、運転開始から予め設定した時間に到達したことを検出すると、常用機と予備機とを交替して運転を再開するものである。これにより、常時運転する常用機と、殆ど停止して待機している予備機の使用頻度を平均化することができる。
【０００７】
請求項２は、プラントシステムを構成する少なくとも１つのユニットの起動、停止に係る制御を空気圧により行なう圧縮空気制御装置であって、空気を所定圧力に圧縮する空気圧縮機と、該空気圧縮機により圧縮された空気を貯留する空気槽と、前記空気圧縮機の起動・停止を制御する制御手段と、を備え、少なくとも１台の前記空気圧縮機を前記プラントシステムが運転中に稼動する常用機とし、少なくとも１台の前記空気圧縮機を前記常用機が故障した際に代替する予備機とし、且つ前記各空気槽の出力側を並列に接続した場合、前記制御手段は、前記常用機の切替時間が所定時間に到達したことを検出する毎に、該常用機と前記予備機とを交替して運転を再開することを特徴とする。
本発明は、少なくとも１台の常用機と予備機を備え、各圧縮機の圧縮空気を貯留する空気槽の出口を並列に接続して複数のユニットに供給する構成とした場合、運転開始から予め設定した使用時間に到達した常用機があることを検出すると、その常用機と予備機とを交替して運転を再開するものである。これにより、常時運転する常用機と、殆ど停止して待機している予備機の使用頻度を平均化すると共に、使用時間からメンテナンス時期を推測することができる。
【０００８】
請求項３は、前記切替時間は、前記空気圧縮機の積算使用時間であることを特徴とする。
圧縮機の動力源は一般的にはモータである。そしてモータのメンテナンス時期や寿命はそのモータがどの位の時間駆動したかにより決定される。そこで本発明では、常用機と予備機の切替時間を空気圧縮機の積算使用時間により決定するものである。これにより、正確なメンテナンス時期と寿命を推測することができる。
【０００９】
請求項４は、前記各空気槽の出力側を並列にしたラインの圧力を検出する圧力検出手段を備え、設置された複数の前記空気圧縮機を常用機とした場合、前記制御手段は、前記圧力検出手段により検出した圧力に基づいて、前記空気圧縮機の稼動台数を制御することを特徴とする。
出力側のユニットの動作状態は常に一定ではなく逐一変動する。その変動状態は出力側の空気圧力をチエックすることにより可能である。即ち、圧力が高い場合は、出力側に供給する圧縮空気量が少なくともよい場合であり、逆に圧力が低下した場合は、出力側に供給する圧縮空気量を多く必要としている場合である。また、各圧縮機は、出力側の負荷が最大のときでも充分圧縮空気が所定圧力により供給可能なように設計されている。従って、出力側の負荷により必ずしも全ての圧縮機が稼動する必要がない場合もある。そこで本発明では、圧力検出手段により検出した圧力に基づいて、空気圧縮機の稼動台数を制御するものである。これにより、不要な圧縮機の駆動を抑制して、消費電力の削減を図ることができる。
【００１０】
請求項５は、プラントシステムを構成する少なくとも１つのユニットの起動、停止に係る制御を空気圧により行なう圧縮空気制御装置であって、空気を所定圧力に圧縮する空気圧縮機と、該空気圧縮機の出力経路を切り替える切替手段と、前記空気圧縮機により圧縮された空気を貯留する第１の空気槽と、前記切替手段により切り替えられた経路側に備えられた第２の空気槽と、前記第１の空気槽内の圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段の圧力に基づいて前記切替手段を制御する制御手段と、を備え、前記第１の空気槽の出力経路と前記第２の空気槽の出力経路とを夫々並列接続した場合、前記制御手段は、前記圧力検出手段により検出した圧力が所定の圧力に達したことを検出すると、前記空気圧縮機の駆動を継続したまま前記出力経路を前記第２の空気槽側に切り替えるように前記切替手段を制御することを特徴とする。
圧縮機はそれに接続された空気槽内の圧力が所定の圧力になると圧縮空気を供給することを停止する。停止の方法としては、圧縮機のモータを停止する場合と、モータは駆動したまま空運転する方法とがある。前者の場合は、その都度モータの回転、停止を繰り返すため、頻度にもよるが、モータにメカ的なダメージを与えたり、電力側にモータ駆動時に発生する突入電流が頻繁に発生してノイズ源となる虞がある。本発明では、これを回避するために、空気槽内の圧力が所定の圧力になった場合でも空運転を行い、そのとき発生する圧縮空気を第２の空気槽に貯留してユニットに供給するものである。これにより、空運転時の圧縮空気を無駄にせず、有効に活用することができる。
【００１１】
請求項６は、プラントシステムを構成する少なくとも１つのユニットの起動、停止に係る制御を空気圧により行なう圧縮空気制御装置であって、空気を所定圧力に圧縮する空気圧縮機と、該空気圧縮機の出力経路を切り替える切替手段と、前記空気圧縮機により圧縮された空気を貯留する第１の空気槽と、前記切替手段により切り替えられた経路側に備えられた第２の空気槽と、前記第１の空気槽内の圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段の圧力に基づいて前記切替手段を制御する制御手段と、を備え、前記空気圧縮機が複数備えられ、各空気圧縮機に夫々前記第１の空気槽を備え、前記各第１の空気槽の出力経路と前記第２の空気槽の出力経路とを夫々並列接続した場合、前記制御手段は、前記各第１の空気槽の中から前記圧力検出手段により検出した圧力が所定の圧力に達した第１の空気槽を検出すると、該第１の空気槽と接続した空気圧縮機の駆動を継続したまま該第１の空気槽の出力経路を前記第２の空気槽側に切り替えるように前記切替手段を制御することを特徴とする。
本発明は第１の空気槽を複数備え、第２の空気槽を１つ備えた構成により、複数の第１の空気槽の夫々から空運転時の余剰圧縮空気をまとめて第２の空気槽に貯留するものである。これにより、第１の空気槽から発生する余剰圧縮空気を無駄なく効率的に貯留し、空気槽のマージンを増加することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、プラントシステムを構成する少なくとも１つのユニットの起動、停止に係る制御を空気圧により行なう圧縮空気制御装置であって、空気を所定圧力に圧縮する空気圧縮機と、該空気圧縮機により圧縮された空気を貯留する空気槽と、前記空気圧縮機の起動・停止を制御する制御手段と、を備え、少なくとも１台の前記空気圧縮機を前記プラントシステムが運転中に稼動する常用機とし、少なくとも１台の前記空気圧縮機を前記常用機が故障した際に代替する予備機とし、且つ前記各空気槽の出力側を並列に接続した場合、前記制御手段は、前記常用機の運転時間が所定時間を経過したことを検出する毎に、前記常用機と前記予備機とを交替して運転を再開するので、圧縮機の設置台数を削減して装置コストとメンテナンスコストの削減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の第１の実施形態に係る圧縮空気制御装置の概略構成図である。この例では説明を簡略化するために、プラントシステムを構成するユニットを３ユニットとし、各圧縮機の性能を同一で１つの圧縮機が１つのユニットを稼動するのに必要な稼働率を５０％として説明する。
この圧縮空気制御装置７０は、空気を所定圧力に圧縮する圧縮機（空気圧縮機）２、６、１０と、圧縮機２、６、１０の出口に設けられ圧縮空気の経路の開閉を行なう出力弁３、７、１１と、圧縮機２、６、１０により圧縮された空気を貯留する空気槽４、８、１２と、圧縮機２、６、１０の起動・停止を制御する制御部（制御手段）と、を備えて構成されている。
【００１４】
この例では、圧縮機２、６をプラントシステムが運転中に稼動する常用機とし、圧縮機１０を常用機２、６が故障した際に代替する予備機とし、且つ各空気槽４、８、１２の出力側を経路１４により並列に接続した場合について説明する。尚、出力弁３、７、１１は常時開放され、各圧縮機２、６、１０は制御部１により駆動が許可されている場合、接続された空気槽内の圧力が予め設定した圧力に達すると自動的に運転を停止するものとする。この例では、３つのユニット合計で１５０％の圧縮空気量を供給すればよいので、常用機として２つの圧縮機で稼動するには、それぞれ７５％の稼働率で運転することになる。そして制御部１は、常用機としての圧縮機２、６の運転時間が所定時間を経過したことを検出する毎に、圧縮機２、６の何れかと予備機としての圧縮機１０とを交替して運転を再開する。
即ち、本実施形態は、２台の常用機と１台の予備機を備え、各圧縮機２、６、１０の圧縮空気を貯留する空気槽４、８、１２の出口を並列に接続して１号〜３号のユニットに供給する構成とした場合、運転開始から予め設定した時間に到達したことを検出すると、常用機と予備機とを交替して運転を再開するものである。これにより、常時運転する常用機と、殆ど停止して待機している予備機の使用頻度を平均化することができる。
【００１５】
また、同じ構成により、運転開始から予め設定した使用時間（積算使用時間）に到達した常用機があることを検出すると、その常用機と予備機とを交替して運転を再開するものである。これにより、常時運転する常用機と、殆ど停止して待機している予備機の使用頻度を平均化すると共に、使用時間からメンテナンス時期を推測することができる。尚、圧縮機の動力源は一般的にはモータである。そしてモータのメンテナンス時期や寿命は、そのモータがどの位の時間駆動したかにより決定される。そこで本実施形態では、常用機と予備機の切替時間を空気圧縮機の積算使用時間により決定するものである。これにより、正確なメンテナンス時期と寿命を推測することができる。
【００１６】
図２は本発明の第２の実施形態に係る圧縮空気制御装置の概略構成図である。同じ構成要素には図１と同じ参照番号を付し、重複する説明は省略する。この圧縮空気制御装置７１が図１と異なる点は、各空気槽４、８、１２の出力側を並列にしたライン１４の圧力を検出する圧力計（圧力検出手段）１６を備えた点である。
即ち、設置された３台の圧縮機２、６、１０を全て常用機とした場合、制御部１は、圧力計１６により検出した圧力に基づいて、圧縮機２、６、１０の稼動台数を制御するものである。更に詳しく説明すると、出力側のユニット５、９、１３、の動作状態は常に一定ではなく逐一変動する。その変動状態は出力側の空気圧力をチエックすることにより可能である。即ち、圧力が高い場合は、出力側に供給する圧縮空気量が少なくともよい場合であり、逆に圧力が低下した場合は、出力側に供給する圧縮空気量を多く必要としている場合である。また、各圧縮機は、出力側の負荷が最大のときでも充分圧縮空気が所定圧力により供給可能なように設計されている。従って、出力側の負荷により必ずしも全ての圧縮機が稼動する必要がない場合もある。そこで本実施形態では、圧力計１６により検出した圧力に基づいて、圧縮機２、６、１０の稼動台数を制御するものである。これにより、不要な圧縮機の駆動を抑制して、消費電力の削減を図ることができる。尚、圧力計１６は圧力に応じて抵抗、電圧等が可変となるセンサを用いることにより可能である。
【００１７】
図３は本発明の第３の実施形態に係る圧縮空気制御装置の概略構成図である。この圧縮空気制御装置７２は、空気を所定圧力に圧縮する圧縮機２１、２５と、圧縮機２５の出力経路を切り替える切替器（切替手段）３１と、圧縮機２１により圧縮された空気を貯留する空気槽（第１の空気槽）２３、２９と、切替器３１により切り替えられた経路側に備えられた空運転空気槽（第２の空気槽）３０と、空気槽２９内の圧力を検出する圧力計（圧力検出手段）２４と、圧力計２４の圧力に基づいて切替器３１を制御する制御部（制御手段）２０と、を備えて構成されている。尚、切替器３１は開閉が制御部１の信号３２により可能な出力弁２６、２８と、信号３２を反転させるインバータ２７とを備えている。この切替器３１の動作は、信号が正の場合に出力弁が開放し、負の場合に閉鎖するように構成されている。従って、信号３２が正のときは、出力弁２８が開放で、出力弁２６は閉鎖されている。この実施形態では、圧縮機２１の稼働率を１００％、圧縮機２５の稼働率を５０％とする。
そして、空気槽２３、２９の出力経路と空運転空気槽３０の出力経路１４とを夫々並列接続した場合、制御部２０は、圧力計２４により検出した圧力が所定の圧力に達したことを検出すると、圧縮機２５の駆動を継続したまま出力経路１４を空運転空気槽３０側に切り替えるように制御する。
【００１８】
即ち、圧縮機２５はそれに接続された空気槽２９内の圧力が所定の圧力になると圧縮空気を供給することを停止する。停止の方法としては、圧縮機２５のモータを停止する場合と、モータは駆動したまま空運転する方法とがある。前者の場合は、その都度モータの回転、停止を繰り返すため、頻度にもよるが、モータにメカ的なダメージを与えたり、電力側にモータ駆動時に発生する突入電流が頻繁に発生してノイズ源となる虞がある。本実施形態では、これを回避するために、空気槽２９内の圧力が所定の圧力になった場合でも空運転を行い、そのとき発生する圧縮空気を空運転空気槽３０に貯留してユニット５、９、１３に供給するものである。これにより、空運転時の圧縮空気を無駄にせず、有効に活用することができる。
【００１９】
図４は本発明の第４の実施形態に係る圧縮空気制御装置の概略構成図である。この圧縮空気制御装置７３は、空気を所定圧力に圧縮する圧縮機３６、４２、４８と、圧縮機３６、４２、４８の出力経路を切り替える切替器（切替手段）６５、６６、６７と、圧縮機３６、４２、４８により圧縮された空気を貯留する空気槽３８、４４、６０と、切替器６５、６６、６７により切り替えられた経路６８に備えられた空運転空気槽６４と、空気槽３８、４４、６０内の圧力を検出する圧力計（圧力検出手段）３７、４３、４９と、圧力計３７、４３、４９の圧力に基づいて切替器６５、６６、６７を制御する制御部（制御手段）３５と、を備えて構成されている。尚、切替器の構成は図３の切替器３１と同様である。また、各圧縮機の稼働率は７５％である。
そして圧縮機３６、４２、４８が備えられ、各圧縮機に夫々空気槽３８、４４、６０を備え、空気槽３８、４４、６０の出力経路１４と空運転空気槽６４の出力経路６９とを夫々並列接続した場合、制御部３５は、空気槽３８、４４、６０の中から例えば、圧力計３７により検出した圧力が所定の圧力に達した空気槽３８を検出すると、その空気槽３８と接続した圧縮機３６の駆動を継続したまま空気槽３８の出力経路を空運転空気槽６４に切り替えるように切替器６５を制御する。
即ち、本実施形態は空気槽を複数備え、空運転空気槽６４を１つ備えた構成により、複数の空気槽の夫々から空運転時の余剰圧縮空気をまとめて空運転空気槽６４に貯留するものである。これにより、各空気槽から発生する余剰圧縮空気を無駄なく効率的に貯留し、空気槽のマージンを増加することができる。
【００２０】
図５は本発明の第１の実施形態に係る圧縮空気制御装置の動作を説明するフローチャートである。図１を参照して説明する。まず、圧縮機２、６を常用機とし、圧縮機１０を予備機として設定する（Ｓ１）。そして常用機である圧縮機２、６の運転を開始し（Ｓ２）、制御部１は運転開始から予め設定した所定時間に達したか否かをチエックし（Ｓ３）、所定時間に達していなければ（Ｓ３でＮＯ）ステップＳ２に戻って運転を繰り返し、所定時間に達していれば（Ｓ３でＹＥＳ）、例えば常用機である圧縮機２と予備機である圧縮機１０を交替して、圧縮機２を予備機とし、圧縮機１０を常用機とする（Ｓ４）。それ以後、ステップＳ２に戻って繰り返す。
【００２１】
図６は本発明の第２の実施形態に係る圧縮空気制御装置の動作を説明するフローチャートである。図１を参照して説明する。まず、圧縮機２、６を常用機とし、圧縮機１０を予備機として設定する（Ｓ１０）。そして常用機である圧縮機２、６の運転を開始し（Ｓ１１）、制御部１は各圧縮機の積算使用時間をチエックして積算使用時間が予め設定した切替時間に達した常用機が存在するか否かをチエックし（Ｓ１２）、切替時間に達した常用機が存在していなければ（Ｓ１２でＮＯ）ステップＳ１１に戻って運転を繰り返し、切替時間に達した常用機が存在していれば（Ｓ１２でＹＥＳ）、例えば切替時間に達した常用機が圧縮機２とすると、予備機である圧縮機１０と交替して、圧縮機２を予備機とし、圧縮機１０を常用機とする（Ｓ１３）。それ以後、ステップＳ１１に戻って繰り返す。
【００２２】
図７は本発明の第３の実施形態に係る圧縮空気制御装置の動作を説明するフローチャートである。図２を参照して説明する。まず、全ての圧縮機２、６、１０を常用機とし、予備機を設定しない（Ｓ２０）。そして常用機である全ての圧縮機２、６、１０の運転を開始し（Ｓ２１）、制御部１は圧力計１６の圧力を監視して、必要空気圧が大きい場合は（Ｓ２３で大）、３台の圧縮機２、６、１０を運転し（Ｓ２４）、必要空気圧が中の場合は（Ｓ２３で中）、２台の圧縮機２、６を運転し（Ｓ２５）、必要空気圧が小さい場合は（Ｓ２３で小）、１台の圧縮機２を運転し（Ｓ２６）、所定時間が経過すると（Ｓ２７でＹＥＳ）ステップＳ２２に戻って繰り返す。尚、２台の運転、１台の運転の場合は、どの圧縮機を選択するかは、予め順番を決定しておいたり、図５、６で説明した方法により選択しても良い。
【００２３】
図８は本発明の第４の実施形態に係る圧縮空気制御装置の動作を説明するフローチャートである。図３を参照して説明する。まず、圧縮機２１、２５を常用機とし、圧縮機２１を稼働率１００％、圧縮機２５を稼働率５０％で運転するように設定する（Ｓ３０）。制御部２０は信号３２を負にして出力弁２６を開放して空気槽２９に圧縮空気を貯留する（Ｓ３１）。そして制御部２０は圧力計２４の圧力を監視し（Ｓ３２）、所定の圧力以下であれば空気槽２９に圧縮空気を貯留し続け（Ｓ３７）、所定の圧力以上になると信号３２を正にして出力弁２６を閉鎖して、出力弁２８を開放する（Ｓ３３）。このとき圧縮機２５は空運転しており、その圧縮空気は空運転空気槽３０に貯留される（Ｓ３４）。その後、制御部２０は圧力計２４の圧力が所定圧力以下になると（Ｓ３５でＹＥＳ）、信号３２を再び負にして出力弁２６を開放し、出力弁２８を閉鎖して（Ｓ３６）空気槽２９に圧縮空気を貯留する。
【００２４】
図９は本発明の第５の実施形態に係る圧縮空気制御装置の動作を説明するフローチャートである。図４を参照して説明する。まず、圧縮機３６、４２を常用機とし、圧縮機４８を予備機として設定する（Ｓ４０）。制御部３５は圧縮機３６、４２の運転を開始し（Ｓ４１）、信号７５、７６を負にして出力弁３９、４６を開放して空気槽３８、４４に圧縮空気を貯留する（Ｓ４２）。そして制御部３５は圧力計３７、４３の圧力を監視し（Ｓ４３）、所定の圧力以下であれば空気槽３８、４４に圧縮空気を貯留し続け、所定の圧力以上になると信号７５、７６を正にして出力弁３９、４６を閉鎖して、出力弁４１、４７を開放する（Ｓ４４）。このとき圧縮機３６、４２は空運転しており、その圧縮空気は空運転空気槽６４に貯留される（Ｓ４５）。その後、制御部３５は圧力計３７、４３の圧力が所定圧力以下になると（Ｓ４６でＹＥＳ）、信号７５、７６を再び負にして出力弁３９、４６を開放し、出力弁４１、４７を閉鎖して（Ｓ４７）空気槽３８、４４に圧縮空気を貯留する。
尚、圧力計３７、４３の圧力は同時に同じ値になるとは限らないので、信号７５、７６が出力されるタイミングは異なってくる。また、予備機の圧縮機４８が稼動した場合は、圧縮機３６、４２の何れか一方が停止して、上記と同様の動作を繰り返す。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る圧縮空気制御装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る圧縮空気制御装置の概略構成図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る圧縮空気制御装置の概略構成図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る圧縮空気制御装置の概略構成図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る圧縮空気制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る圧縮空気制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る圧縮空気制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る圧縮空気制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図９】本発明の第５の実施形態に係る圧縮空気制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１０】従来の圧縮空気制御装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１ 制御部、２、６、１０ 圧縮機、３、７、１１ 出力弁、４、８、１２ 空気槽、５ １号ユニット、９ ２号ユニット、１３ ３号ユニット、７０ 圧縮空気制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントシステムを構成する少なくとも１つのユニットの起動、停止に係る制御を空気圧により行なう圧縮空気制御装置であって、
空気を所定圧力に圧縮する空気圧縮機と、該空気圧縮機により圧縮された空気を貯留する空気槽と、前記空気圧縮機の起動・停止を制御する制御手段と、を備え、
少なくとも１台の前記空気圧縮機を前記プラントシステムが運転中に稼動する常用機とし、少なくとも１台の前記空気圧縮機を前記常用機が故障した際に代替する予備機とし、且つ前記各空気槽の出力側を並列に接続した場合、
前記制御手段は、前記常用機の運転時間が所定時間を経過したことを検出する毎に、前記常用機と前記予備機とを交替して運転を再開することを特徴とする圧縮空気制御装置。
【請求項２】
プラントシステムを構成する少なくとも１つのユニットの起動、停止に係る制御を空気圧により行なう圧縮空気制御装置であって、
空気を所定圧力に圧縮する空気圧縮機と、該空気圧縮機により圧縮された空気を貯留する空気槽と、前記空気圧縮機の起動・停止を制御する制御手段と、を備え、
少なくとも１台の前記空気圧縮機を前記プラントシステムが運転中に稼動する常用機とし、少なくとも１台の前記空気圧縮機を前記常用機が故障した際に代替する予備機とし、且つ前記各空気槽の出力側を並列に接続した場合、
前記制御手段は、前記常用機の切替時間が所定時間に到達したことを検出する毎に、該常用機と前記予備機とを交替して運転を再開することを特徴とする圧縮空気制御装置。
【請求項３】
前記切替時間は、前記空気圧縮機の積算使用時間であることを特徴とする請求項２に記載の圧縮空気制御装置。
【請求項４】
前記各空気槽の出力側を並列にしたラインの圧力を検出する圧力検出手段を備え、設置された複数の前記空気圧縮機を常用機とした場合、
前記制御手段は、前記圧力検出手段により検出した圧力に基づいて、前記空気圧縮機の稼動台数を制御することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の圧縮空気制御装置。
【請求項５】
プラントシステムを構成する少なくとも１つのユニットの起動、停止に係る制御を空気圧により行なう圧縮空気制御装置であって、
空気を所定圧力に圧縮する空気圧縮機と、該空気圧縮機の出力経路を切り替える切替手段と、前記空気圧縮機により圧縮された空気を貯留する第１の空気槽と、前記切替手段により切り替えられた経路側に備えられた第２の空気槽と、前記第１の空気槽内の圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段の圧力に基づいて前記切替手段を制御する制御手段と、を備え、
前記第１の空気槽の出力経路と前記第２の空気槽の出力経路とを夫々並列接続した場合、
前記制御手段は、前記圧力検出手段により検出した圧力が所定の圧力に達したことを検出すると、前記空気圧縮機の駆動を継続したまま前記出力経路を前記第２の空気槽側に切り替えるように前記切替手段を制御することを特徴とする圧縮空気制御装置。
【請求項６】
プラントシステムを構成する少なくとも１つのユニットの起動、停止に係る制御を空気圧により行なう圧縮空気制御装置であって、
空気を所定圧力に圧縮する空気圧縮機と、該空気圧縮機の出力経路を切り替える切替手段と、前記空気圧縮機により圧縮された空気を貯留する第１の空気槽と、前記切替手段により切り替えられた経路側に備えられた第２の空気槽と、前記第１の空気槽内の圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段の圧力に基づいて前記切替手段を制御する制御手段と、を備え、
前記空気圧縮機が複数備えられ、各空気圧縮機に夫々前記第１の空気槽を備え、前記各第１の空気槽の出力経路と前記第２の空気槽の出力経路とを夫々並列接続した場合、
前記制御手段は、前記各第１の空気槽の中から前記圧力検出手段により検出した圧力が所定の圧力に達した第１の空気槽を検出すると、該第１の空気槽と接続した空気圧縮機の駆動を継続したまま該第１の空気槽の出力経路を前記第２の空気槽側に切り替えるように前記切替手段を制御することを特徴とする圧縮空気制御装置。
【請求項１】
プラントシステムを構成する少なくとも１つのユニットの起動、停止に係る制御を空気圧により行なう圧縮空気制御装置であって、
空気を所定圧力に圧縮する空気圧縮機と、該空気圧縮機により圧縮された空気を貯留する空気槽と、前記空気圧縮機の起動・停止を制御する制御手段と、を備え、
少なくとも１台の前記空気圧縮機を前記プラントシステムが運転中に稼動する常用機とし、少なくとも１台の前記空気圧縮機を前記常用機が故障した際に代替する予備機とし、且つ前記各空気槽の出力側を並列に接続した場合、
前記制御手段は、前記常用機の運転時間が所定時間を経過したことを検出する毎に、前記常用機と前記予備機とを交替して運転を再開することを特徴とする圧縮空気制御装置。
【請求項２】
プラントシステムを構成する少なくとも１つのユニットの起動、停止に係る制御を空気圧により行なう圧縮空気制御装置であって、
空気を所定圧力に圧縮する空気圧縮機と、該空気圧縮機により圧縮された空気を貯留する空気槽と、前記空気圧縮機の起動・停止を制御する制御手段と、を備え、
少なくとも１台の前記空気圧縮機を前記プラントシステムが運転中に稼動する常用機とし、少なくとも１台の前記空気圧縮機を前記常用機が故障した際に代替する予備機とし、且つ前記各空気槽の出力側を並列に接続した場合、
前記制御手段は、前記常用機の切替時間が所定時間に到達したことを検出する毎に、該常用機と前記予備機とを交替して運転を再開することを特徴とする圧縮空気制御装置。
【請求項３】
前記切替時間は、前記空気圧縮機の積算使用時間であることを特徴とする請求項２に記載の圧縮空気制御装置。
【請求項４】
前記各空気槽の出力側を並列にしたラインの圧力を検出する圧力検出手段を備え、設置された複数の前記空気圧縮機を常用機とした場合、
前記制御手段は、前記圧力検出手段により検出した圧力に基づいて、前記空気圧縮機の稼動台数を制御することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の圧縮空気制御装置。
【請求項５】
プラントシステムを構成する少なくとも１つのユニットの起動、停止に係る制御を空気圧により行なう圧縮空気制御装置であって、
空気を所定圧力に圧縮する空気圧縮機と、該空気圧縮機の出力経路を切り替える切替手段と、前記空気圧縮機により圧縮された空気を貯留する第１の空気槽と、前記切替手段により切り替えられた経路側に備えられた第２の空気槽と、前記第１の空気槽内の圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段の圧力に基づいて前記切替手段を制御する制御手段と、を備え、
前記第１の空気槽の出力経路と前記第２の空気槽の出力経路とを夫々並列接続した場合、
前記制御手段は、前記圧力検出手段により検出した圧力が所定の圧力に達したことを検出すると、前記空気圧縮機の駆動を継続したまま前記出力経路を前記第２の空気槽側に切り替えるように前記切替手段を制御することを特徴とする圧縮空気制御装置。
【請求項６】
プラントシステムを構成する少なくとも１つのユニットの起動、停止に係る制御を空気圧により行なう圧縮空気制御装置であって、
空気を所定圧力に圧縮する空気圧縮機と、該空気圧縮機の出力経路を切り替える切替手段と、前記空気圧縮機により圧縮された空気を貯留する第１の空気槽と、前記切替手段により切り替えられた経路側に備えられた第２の空気槽と、前記第１の空気槽内の圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段の圧力に基づいて前記切替手段を制御する制御手段と、を備え、
前記空気圧縮機が複数備えられ、各空気圧縮機に夫々前記第１の空気槽を備え、前記各第１の空気槽の出力経路と前記第２の空気槽の出力経路とを夫々並列接続した場合、
前記制御手段は、前記各第１の空気槽の中から前記圧力検出手段により検出した圧力が所定の圧力に達した第１の空気槽を検出すると、該第１の空気槽と接続した空気圧縮機の駆動を継続したまま該第１の空気槽の出力経路を前記第２の空気槽側に切り替えるように前記切替手段を制御することを特徴とする圧縮空気制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−１０３０５８（Ｐ２００９−１０３０５８Ａ）
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２７５６７６（Ｐ２００７−２７５６７６）
【出願日】平成１９年１０月２３日（２００７．１０．２３）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月２３日（２００７．１０．２３）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
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