空気圧縮装置の制御装置
【課題】 空気圧縮装置の運転時間および停止時間の加算時間が一定となるように制御し、消費電力を低減する。
【解決手段】 空気圧縮装置１は、電動モータ２によって駆動する圧縮機本体３によって構成する。また、圧縮機本体３の吐出側にはタンク５を接続すると共に、タンク５には圧力センサ８を取付ける。そして、制御回路１０は、運転中の空気圧縮装置１を停止した場合に、タンク５内の圧力Ｐが圧力下限値Ｐminまで低下して運転を再開するまでの停止時間Ｔbを予測する。これにより、制御回路１０は、現在までの運転時間Ｔaと予測した停止時間Ｔbとを加算し、この加算時間が予め決められた時間しきい値Ｔ0よりも大きいときには、圧縮機本体３を停止する。
【解決手段】 空気圧縮装置１は、電動モータ２によって駆動する圧縮機本体３によって構成する。また、圧縮機本体３の吐出側にはタンク５を接続すると共に、タンク５には圧力センサ８を取付ける。そして、制御回路１０は、運転中の空気圧縮装置１を停止した場合に、タンク５内の圧力Ｐが圧力下限値Ｐminまで低下して運転を再開するまでの停止時間Ｔbを予測する。これにより、制御回路１０は、現在までの運転時間Ｔaと予測した停止時間Ｔbとを加算し、この加算時間が予め決められた時間しきい値Ｔ0よりも大きいときには、圧縮機本体３を停止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばタンクに対して圧縮空気を供給する空気圧縮装置の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、空気圧縮装置による圧縮空気を貯留するタンクと、該タンク内の圧力を計測する圧力センサと、圧力センサによる圧力検出値に基づいて空気圧縮装置を制御する制御回路を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この場合、制御回路は、圧力検出値が圧力上限値よりも高くなったときに空気圧縮装置の圧縮運転を停止（圧縮停止）し、圧力検出値が圧力下限値よりも低くなったときに空気圧縮装置の圧縮運転を再開する構成となっていた。これにより、タンク内の圧力に応じて空気圧縮装置の圧縮運転と圧縮停止とを切換えて、タンク内の圧力を調整していた。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７-１２０４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した従来技術では、タンク内の圧力検出値と制御圧力値（圧力上限値、圧力下限値）とを比較して空気圧縮装置の圧縮運転と圧縮停止とを制御していた。このため、例えば圧縮空気の消費流量が非常に少ないにも拘らず、検出圧力値が圧力下限値まで低下すると、圧力上限値に到達するまで圧縮運転を行うことになり、無駄な電力を消費していた。
【０００５】
また、特許文献１には、タンク内の圧力変化に基づいて圧力検出値が圧力上限値に到達するまでの時間を予測すると共に、この予測した時間と予め設定された時間しきい値とを比較して、空気圧縮装置の運転／停止を制御する構成が開示されている。しかし、この従来技術では、圧縮空気の消費流量と空気圧縮装置が供給する供給流量とが近い場合には、タンク内の圧力変化が小さくなることから、圧力検出値が圧力上限値付近に到達するまで空気圧縮装置を停止することができず、消費電力を低減する効果（省エネ効果）が得られないという問題がある。
【０００６】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、空気圧縮装置の運転時間および停止時間の加算時間が一定となるように制御し、消費電力を低減することができる空気圧縮装置の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明は、空気を圧縮して吐出する空気圧縮装置と、該空気圧縮装置による圧縮空気を貯留するタンクと、該タンク内の圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段により検出された前記タンク内の圧力に応じて、前記空気圧縮装置の圧縮運転と圧縮停止とを切換えて制御する制御手段とを備えてなる空気圧縮装置の制御装置に適用される。
【０００８】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記制御手段は、前記圧力検出手段によって検出された前記タンク内の圧力が所定の圧力下限値まで低下したときに、前記空気圧縮装置の圧縮運転を開始する圧縮運転開始手段と、前記空気圧縮装置の圧縮運転中に前記圧力検出手段によって検出された前記タンク内の圧力の単位時間当たりの増加率を演算する圧力増加率演算手段と、該圧力増加率演算手段によって演算した圧力の増加率に基づいて、現在の前記空気圧縮装置を圧縮停止に切換えたときに、前記タンク内の圧力が前記圧力下限値まで低下するまでの停止時間を予測する停止時間予測手段と、該停止時間予測手段によって予測した停止時間に現在までの運転時間を加算して、この加算時間が所定の時間しきい値に到達したときに、前記空気圧縮装置を圧縮停止に切換える圧縮停止切換手段とを備える構成としたことにある。
【０００９】
請求項２の発明は、前記空気圧縮装置は、駆動源となる電動モータと、該電動モータの運転と停止を切換える電磁開閉器とを備え、前記時間しきい値は、該電磁開閉器の切換え回数に基づいて決定する構成としている。
【００１０】
請求項３の発明は、前記空気圧縮装置は前記タンクに対して圧縮空気を供給する複数台の圧縮機によって構成し、前記圧縮停止切換手段は、前記停止時間と運転時間との加算時間が所定の時間しきい値に到達したときに、該複数台の圧縮機の運転台数を減少させる構成としている。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、停止時間予測手段は、圧力の増加率に基づいて、運転中の空気圧縮装置を圧縮停止に切換えたときに、タンク内の圧力が圧力下限値（運転再開する圧力値）まで低下するまでの停止時間を予測する。そして、圧縮停止切換手段は、予測した停止時間に現在までの運転時間を加算して、この加算時間が所定の時間しきい値に到達したときに、空気圧縮装置を圧縮停止に切換える。このため、運転時間と停止時間とを加算した加算時間が一定となるにように空気圧縮装置を制御することができる。これにより、例えば圧縮空気の消費流量が非常に少ない場合や圧縮空気の消費流量が空気圧縮装置の供給流量に近い場合でも、検出圧力値が圧力上限値に到達する前に空気圧縮装置を圧縮停止に切換えることができる。この結果、タンク内の圧力が圧力上限値付近となった状態で圧縮運転を行う時間を短縮することができ、空気圧縮装置の負荷を軽減して消費電力を低減することができる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、空気圧縮装置を圧縮停止に切換えるための時間しきい値は、電磁開閉器の切換え回数に基づいて決定している。ここで、本発明では、圧縮空気の消費流量によらず、空気圧縮装置が圧縮運転を開始した後に、再度圧縮運転を開始するまでの運転周期（起動頻度）をほぼ一定にすることができる。一方、電磁開閉器の電気的または機械的な寿命は、一般的に電磁開閉器の切換え回数によって決まる。このため、例えば空気圧縮装置のメンテナンス時間が予め決められているときには、メンテナンス時間を寿命までの切換え回数で割った値よりも空気圧縮装置の運転周期を長くするのが好ましい。これにより、電磁開閉器が寿命となる前に空気圧縮装置のメンテナンスを行うことができ、電磁開閉器の損傷や故障を未然に防止することができる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、圧縮停止切換手段は、停止時間と運転時間との加算時間が所定の時間しきい値に到達したときに、複数台の圧縮機の運転台数を減少させる構成とした。このため、タンク内の圧力が圧力上限値付近となった状態で圧縮運転を行う時間を短縮できる。これにより、空気圧縮装置の負荷を軽減して消費電力を低減することができる。また、圧縮機の運転台数を減少させることによって、空気圧縮装置の吐出容量の時間平均値を制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態による空気圧縮装置を添付図面に従って詳細に説明する。
【００１５】
図１において、１は空気を圧縮して吐出する空気圧縮装置を示している。空気圧縮装置１は、駆動源としての電動モータ２と、該電動モータ２によって駆動される圧縮機本体３とを備えている。ここで、圧縮機本体３は、例えばレシプロ型、スクリュウ型、スクロール型等の各種の圧縮機構によって構成されている。
【００１６】
また、電動モータ２と電源との間には電磁開閉器４が設けられている。そして、電磁開閉器４は、そのＯＮ／ＯＦＦに応じて、電動モータ２に対する電力の供給／停止を切換える。これにより、電動モータ２は、電磁開閉器４によって、運転と停止とが切換わる構成となっている。
【００１７】
５は圧縮機本体３の吐出側に接続されたタンクで、該タンク５は、圧縮機本体３から吐出された圧縮空気を貯留する。また、タンク５には、取出し弁６を備えた出力配管７が取付けられている。これにより、タンク５は、出力配管７を介して外部の空圧機器（図示せず）に接続されると共に、取出し弁６を開弁することによって該空圧機器に向けて圧縮空気を供給するものである。
【００１８】
８はタンク５に接続された圧力検出手段としての圧力センサで、該圧力センサ８は、タンク５内の圧縮空気の圧力Ｐを検出し、圧力Ｐに応じた圧力信号を出力する。
【００１９】
９はタンク５に接続された温度検出手段としての温度センサで、該温度センサ９は、タンク５内の圧縮空気の温度Ｔを検出し、温度Ｔに応じた温度信号を出力する。
【００２０】
１０は空気圧縮装置１の圧縮運転と圧縮停止とを切換えて空気圧縮装置１の吐出容量を制御する制御手段としての制御回路で、該制御回路１０は、圧力センサ８、温度センサ９および電磁開閉器４に接続されている。また、制御回路１０には、例えば圧縮機本体３が供給する圧縮空気の供給流量Ｆs（ＮＬ／ｓ）、タンク５の容量Ｖ（Ｌ）、時間しきい値Ｔ0（ｓ）、タンク５内の圧力下限値Ｐmin（ＭＰａ）と圧力上限値Ｐmax（ＭＰａ）等が予め記憶されている。このとき、圧力下限値Ｐminは、圧縮運転を再開するために予め設定されたタンク５内の圧力値である。一方、圧力上限値Ｐmaxは、圧縮運転を停止するために予め設定されたタンク５内の圧力値である。さらに、制御回路１０はタイマ１０Ａを備え、該タイマ１０Ａは、空気圧縮装置１が起動する毎に起動開始からの運転時間Ｔaを計測する。
【００２１】
そして、制御回路１０は、後述する運転制御処理を行い、タンク５内の圧力Ｐと温度Ｔとに基づいて電磁開閉器４のＯＮ／ＯＦＦを制御する。これにより、制御回路１０は、電動モータ２の運転と停止とを切換えることによって、空気圧縮装置１の圧縮運転と圧縮停止とを切換える構成となっている。
【００２２】
本実施の形態による空気圧縮装置１は上述の如き構成を有するもので、次に、図１および図２を参照しつつ、タンク５の圧力Ｐ等に応じて圧縮運転と圧縮停止とを切換える運転制御処理について説明する。
【００２３】
なお、図２に示す運転制御処理は、予め決められたサンプリング周期（例えば２００ｍｓ）毎に行うものである。
【００２４】
まず、ステップ１では、圧力センサ８からの圧力信号を用いて、一定のサンプリング周期で現在のタンク５内の圧力Ｐ(t)を計測する。そして、ステップ２では、温度センサ９からの温度信号を用いて、一定のサンプリング周期で現在のタンク５内の圧縮空気の温度Ｔを計測する。
【００２５】
次に、ステップ３では、圧縮機本体３が圧縮運転中か否か、即ち電磁開閉器４がＯＮとなって電動モータ２が駆動しているか否かを判定する。そして、ステップ３で「ＮＯ」と判定したときには、電動モータ２は停止し、圧縮機本体３は圧縮空気の吐出を停止している。
【００２６】
このため、ステップ４に移って、圧力Ｐ(t)が復帰圧としての圧力下限値Ｐminよりも低下したか否かを判定する。そして、ステップ４で「ＮＯ」と判定したときには、圧力Ｐ(t)は圧力下限値Ｐminよりも高く、タンク５に圧縮空気を補充する必要はないものと考えられる。このため、ステップ９に移って、そのままリターンする。
【００２７】
一方、ステップ４で「ＹＥＳ」と判定したときには、圧力Ｐ(t)は圧力下限値Ｐminよりも低下して、タンク５内の圧縮空気が不足しているものと考えられる。このため、ステップ５に移って制御回路１０内のタイマ１０Ａがスタートしているか否かを判定する。そして、ステップ５で「ＹＥＳ」と判定したときには、ステップ６に移って、現在動作中（計時中）のタイマ１０Ａをリセットし、計時動作をやり直す。これに対し、ステップ５で「ＮＯ」と判定したときには、現在タイマ１０Ａは停止しているから、ステップ７に移って、タイマ１０Ａをスタートさせる。
【００２８】
そして、ステップ６，７が終了した後には、ステップ８に移行して、電磁開閉器４をＯＮに切換えて電動モータ２を駆動する。これにより、圧縮機本体３は圧縮運転を開始する。そして、ステップ８が終了すると、ステップ９に移ってリターンする。
【００２９】
また、ステップ３で「ＹＥＳ」と判定したときには、電動モータ２は駆動し、圧縮機本体３は圧縮運転を行っている。このため、圧縮運転を停止するべきか否かを判定するために、ステップ１０以降の処理を行う。
【００３０】
ステップ１０では、以下の数１の式に示すように、現在の圧力Ｐ(t)と１秒前の圧力Ｐ(t-1)との差を演算し、圧力変化値ΔＰ（ＭＰa／ｓ）を求める。なお、圧力Ｐ(t-1)として例えば前回のサンプリングで取得した２００ｍｓ前の圧力を用いてもよい。この場合、圧力Ｐ(t)と圧力Ｐ(t-1)との差分をサンプリング周期（２００ｍｓ）で割ることによって、単位時間（１秒）当たりの圧力変化値ΔＰ（ＭＰa／ｓ）を求めることができる。但し、サンプリング周期が短い場合には、タンク５内の圧力の変化量が小さくなるため、誤差が生じ易い傾向がある。
【００３１】
【数１】
【００３２】
次に、ステップ１１では、タンク５から外部に供給されている圧縮空気の消費流量Ｆc（ＮＬ／ｓ）を演算する。具体的には、以下の数２の式に示すように、例えば理想気体の状態方程式が用いられ、圧縮機本体３の供給流量Ｆs（ＮＬ／ｓ）、タンク５の容量Ｖ（Ｌ）、圧力変化値ΔＰ（ＭＰa／ｓ）、気体定数Ｒ、温度Ｔに基づいて、圧縮空気の消費流量Ｆc（ＮＬ／ｓ）が算出される。
【００３３】
【数２】
【００３４】
次に、ステップ１２では、運転中の圧縮機本体３を仮に停止した場合に、現在の圧力Ｐ(t)から圧力下限値Ｐminまで圧力が低下するまでの停止時間Ｔb（ｓ）を演算する。具体的には、以下の数３の式に示すように、現在の圧力Ｐ(t)と圧力下限値Ｐminとの圧力差（ＭＰa）、タンク５の容量Ｖ（Ｌ）、気体定数Ｒ、温度Ｔ、圧縮空気の消費流量Ｆc（ＮＬ／ｓ）に基づいて、停止時間Ｔb（ｓ）が算出される。
【００３５】
【数３】
【００３６】
次に、ステップ１３では、圧縮機本体３が起動開始してから現在までの運転時間Ｔa（ｓ）をタイマ１０Ａが計時した値から取得する。
【００３７】
次に、ステップ１４では、運転時間Ｔaと停止時間Ｔbとの加算時間が時間しきい値Ｔ0よりも大きいか否かを判定する。ここで、時間しきい値Ｔ0は、電磁開閉器４の切換え回数に基づいて決定している。具体的には、空気圧縮装置１のメンテナンス時間が予め決められているときには、メンテナンス時間を電磁開閉器４が寿命となるまでの切換え回数で割った値よりも大きな値に設定されている。例えば、空気圧縮装置１のメンテナンス時間を１００００時間とし、電気的または機械的寿命となる電磁開閉器４の切換え回数が２００万回とすると、このメンテナンス時間を切換え回数で割った値は１８秒となる。このため、実験的に求めた停止時間Ｔbの誤差マージン（例えば２秒）を考慮して、時間しきい値Ｔ0は例えば２０秒に設定されている。
【００３８】
そして、ステップ１４で「ＹＥＳ」と判定したときには、運転時間Ｔaと停止時間Ｔbとの加算時間が時間しきい値Ｔ0よりも長時間となっているから、圧縮機本体３の運転頻度を一定に保つために、現在運転中の圧縮機本体３を停止する必要がある。このため、ステップ１６でタイマ１０Ａを停止すると共に、ステップ１７でタイマ１０Ａをリセットし、ステップ１８で電磁開閉器４をＯＦＦに切換えて電動モータ２を停止する。これにより、圧縮機本体３は運転を停止し、圧縮停止に切換わる。そして、ステップ１８が終了すると、ステップ１９に移ってリターンする。
【００３９】
一方、ステップ１４で「ＮＯ」と判定したときには、運転時間Ｔaと停止時間Ｔbとの加算時間が時間しきい値Ｔ0よりも短時間となっているから、圧縮機本体３の運転頻度の観点では現在運転中の圧縮機本体３を停止する必要はない。このため、ステップ１５に移って現在の圧力Ｐ(t)が停止圧としての圧力上限値Ｐmax以上が否かを判定する。
【００４０】
そして、ステップ１５で「ＮＯ」と判定したときには、現在の圧力Ｐ(t)が圧力上限値Ｐmaxに到達しておらず、圧縮運転を停止する必要がないと考えられる。このため、現在の運転状態を維持して、ステップ１９に移ってリターンする。
【００４１】
一方、ステップ１５で「ＹＥＳ」と判定したときには、現在の圧力Ｐ(t)が圧力上限値Ｐmax以上に高圧になっており、圧縮機本体３を圧縮停止に切換える必要があると考えられる。このため、ステップ１６〜１８の処理を行い、タイマ１０Ａの停止、リセットおよび圧縮機本体３の停止を行う。その後、ステップ１９に移ってリターンする。
【００４２】
次に、従来技術と同様な比較例による制御処理と、本実施の形態による運転制御処理とを比較した。その結果を図３に示す。なお、図３中の実線は、本実施の形態による運転制御処理を行った場合のタンク５内の圧力Ｐを示している。一方、図３中の点線は、比較例による制御処理として、圧力下限値Ｐminと圧力上限値Ｐmaxに到達する毎に圧縮運転と圧縮停止とを切換える場合のタンク５内の圧力Ｐ′を示している。
【００４３】
図３に示すように、比較例では圧力Ｐ′が圧力上限値Ｐmaxまで上昇したときに圧縮運転を圧縮停止に切換える。このため、圧力Ｐ′の増加率が小さいときには、圧力Ｐ′が高い領域（圧力上限値Ｐmax付近）で圧縮運転を行う時間が長くなり、消費電力が増加する傾向がある。
【００４４】
これに対し、本実施の形態による運転制御処理では、運転時間Ｔaと停止時間Ｔbとの加算時間が時間しきい値Ｔ0よりも短時間となるように、圧縮運転を圧縮停止に切換える。これにより、圧力Ｐの増加率が大きい場合、即ち加算時間が時間しきい値Ｔ0に到達する前に圧力Ｐが圧力上限値Ｐmaxに到達する場合を除いて、運転時間Ｔaと停止時間Ｔbとの加算時間は時間しきい値Ｔ0とほぼ同じ値で一定となる。このため、圧力Ｐの増加率が小さいときでも、圧力Ｐが圧力上限値Ｐmaxに到達する前に圧縮停止に切換えることができる。この結果、全体的に圧力Ｐが低い領域、即ち消費電力が少ない領域で圧縮運転を行うことができる。図３中で電力同士を比較すると、本実施の形態による電力量（電力の時間積分量）が比較例の電力量よりも下回ることが分かる。
【００４５】
かくして、本実施の形態によれば、制御回路１０は、圧力Ｐの増加率に基づいて、運転中の空気圧縮装置１を圧縮停止に切換えたときに、タンク５内の圧力Ｐが圧力下限値Ｐminまで低下するまでの停止時間Ｔbを予測する。そして、制御回路１０は、停止時間Ｔbに現在までの運転時間Ｔaを加算して、この加算時間が所定の時間しきい値Ｔ0に到達したときに、空気圧縮装置１を圧縮停止に切換える。このため、運転時間Ｔaと停止時間Ｔbとを加算した加算時間が一定となるにように空気圧縮装置１を制御することができる。これにより、例えば圧縮空気の消費流量が非常に少ない場合や圧縮空気の消費流量が空気圧縮装置１の供給流量に近い場合でも、検出圧力値Ｐ(t)が圧力上限値Ｐmaxに到達する前に空気圧縮装置１を圧縮停止に切換えることができる。この結果、タンク５内の圧力Ｐが圧力上限値Ｐmax付近となった状態で圧縮運転を行う時間を短縮することができ、空気圧縮装置１の負荷を軽減して消費電力を低減することができる。
【００４６】
また、時間しきい値Ｔ0は電磁開閉器４の切換え回数に基づいて決定したから、メンテナンス時間を寿命となる電磁開閉器４の切換え回数で割った値よりも時間しきい値Ｔ0を大きな値に設定することができる。これにより、電磁開閉器４が寿命となる前に空気圧縮装置１のメンテナンスを行うことができ、電磁開閉器４の損傷や故障を未然に防止することができる。
【００４７】
なお、前記実施の形態では、図２中のステップ４，８が圧縮運転開始手段の具体例を示し、図２中のステップ１０が圧力増加率演算手段の具体例を示し、ステップ１１，１２が停止時間予測手段の具体例を示し、ステップ１３〜１８が圧縮停止切換手段の具体例を示している。
【００４８】
また、前記実施の形態では、時間しきい値Ｔ0は電磁開閉器４の切換え回数の寿命および空気圧縮装置１のメンテナンス時間に基づいて決定するものとした。しかし、本発明はこれに限らず、時間しきい値は、圧縮機本体を起動するときの突入電流、電動モータのＯＮ／ＯＦＦ頻度、寿命、故障率および空気圧縮装置のメンテナンス時間（メンテナンス周期）に基づいて決定する構成としてもよい。
【００４９】
また、前記実施の形態による空気圧縮装置では、タンク５内の圧縮空気の温度Ｔを検出する温度センサ９を設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば圧縮空気の温度として通常時の平均温度を予め記憶しておき、この記憶した平均温度を用いて消費流量を演算する構成としてもよい。
【００５０】
また、前記実施の形態では、圧縮機本体３（電動モータ２）を駆動して圧縮運転を行い、圧縮機本体３を停止して圧縮停止する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えばレシプロ等アンロード運転が可能な圧縮機においては、ロード運転を行って圧縮運転を行い、アンロード運転を行って圧縮停止する構成としてもよい。
【００５１】
さらに、前記実施の形態では、単一の圧縮機本体３を用いて空気圧縮装置１を構成するものとしたが、タンクに対して圧縮空気を供給する複数台の圧縮機によって空気圧縮装置を構成してもよい。この場合、制御回路（圧縮停止切換手段）は、停止時間と運転時間との加算時間が所定の時間しきい値に到達したときに、運転中の圧縮機のうちいずれか１台を停止させて、圧縮機の運転台数を減少させる。これにより、タンク内の圧力が圧力上限値付近となった状態で圧縮運転を行う時間を短縮できる。この結果、空気圧縮装置の負荷を軽減して消費電力を低減することができる。また、圧縮機の運転台数を減少させることによって、空気圧縮装置の吐出容量の時間平均値を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態による空気圧縮装置示す全体構成図である。
【図２】図１中の空気圧縮装置による運転制御処理を示す流れ図である。
【図３】タンク内の圧力、タイマの動作、電磁開閉器のＯＮ／ＯＦＦ、電力の時間変化を示す特性線図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ 空気圧縮装置
２ 電動モータ
３ 圧縮機本体
４ 電磁開閉器
５ タンク
８ 圧力センサ（圧力検出手段）
１０ 制御回路（制御手段）
１０Ａ タイマ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばタンクに対して圧縮空気を供給する空気圧縮装置の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、空気圧縮装置による圧縮空気を貯留するタンクと、該タンク内の圧力を計測する圧力センサと、圧力センサによる圧力検出値に基づいて空気圧縮装置を制御する制御回路を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この場合、制御回路は、圧力検出値が圧力上限値よりも高くなったときに空気圧縮装置の圧縮運転を停止（圧縮停止）し、圧力検出値が圧力下限値よりも低くなったときに空気圧縮装置の圧縮運転を再開する構成となっていた。これにより、タンク内の圧力に応じて空気圧縮装置の圧縮運転と圧縮停止とを切換えて、タンク内の圧力を調整していた。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７-１２０４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した従来技術では、タンク内の圧力検出値と制御圧力値（圧力上限値、圧力下限値）とを比較して空気圧縮装置の圧縮運転と圧縮停止とを制御していた。このため、例えば圧縮空気の消費流量が非常に少ないにも拘らず、検出圧力値が圧力下限値まで低下すると、圧力上限値に到達するまで圧縮運転を行うことになり、無駄な電力を消費していた。
【０００５】
また、特許文献１には、タンク内の圧力変化に基づいて圧力検出値が圧力上限値に到達するまでの時間を予測すると共に、この予測した時間と予め設定された時間しきい値とを比較して、空気圧縮装置の運転／停止を制御する構成が開示されている。しかし、この従来技術では、圧縮空気の消費流量と空気圧縮装置が供給する供給流量とが近い場合には、タンク内の圧力変化が小さくなることから、圧力検出値が圧力上限値付近に到達するまで空気圧縮装置を停止することができず、消費電力を低減する効果（省エネ効果）が得られないという問題がある。
【０００６】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、空気圧縮装置の運転時間および停止時間の加算時間が一定となるように制御し、消費電力を低減することができる空気圧縮装置の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明は、空気を圧縮して吐出する空気圧縮装置と、該空気圧縮装置による圧縮空気を貯留するタンクと、該タンク内の圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段により検出された前記タンク内の圧力に応じて、前記空気圧縮装置の圧縮運転と圧縮停止とを切換えて制御する制御手段とを備えてなる空気圧縮装置の制御装置に適用される。
【０００８】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記制御手段は、前記圧力検出手段によって検出された前記タンク内の圧力が所定の圧力下限値まで低下したときに、前記空気圧縮装置の圧縮運転を開始する圧縮運転開始手段と、前記空気圧縮装置の圧縮運転中に前記圧力検出手段によって検出された前記タンク内の圧力の単位時間当たりの増加率を演算する圧力増加率演算手段と、該圧力増加率演算手段によって演算した圧力の増加率に基づいて、現在の前記空気圧縮装置を圧縮停止に切換えたときに、前記タンク内の圧力が前記圧力下限値まで低下するまでの停止時間を予測する停止時間予測手段と、該停止時間予測手段によって予測した停止時間に現在までの運転時間を加算して、この加算時間が所定の時間しきい値に到達したときに、前記空気圧縮装置を圧縮停止に切換える圧縮停止切換手段とを備える構成としたことにある。
【０００９】
請求項２の発明は、前記空気圧縮装置は、駆動源となる電動モータと、該電動モータの運転と停止を切換える電磁開閉器とを備え、前記時間しきい値は、該電磁開閉器の切換え回数に基づいて決定する構成としている。
【００１０】
請求項３の発明は、前記空気圧縮装置は前記タンクに対して圧縮空気を供給する複数台の圧縮機によって構成し、前記圧縮停止切換手段は、前記停止時間と運転時間との加算時間が所定の時間しきい値に到達したときに、該複数台の圧縮機の運転台数を減少させる構成としている。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、停止時間予測手段は、圧力の増加率に基づいて、運転中の空気圧縮装置を圧縮停止に切換えたときに、タンク内の圧力が圧力下限値（運転再開する圧力値）まで低下するまでの停止時間を予測する。そして、圧縮停止切換手段は、予測した停止時間に現在までの運転時間を加算して、この加算時間が所定の時間しきい値に到達したときに、空気圧縮装置を圧縮停止に切換える。このため、運転時間と停止時間とを加算した加算時間が一定となるにように空気圧縮装置を制御することができる。これにより、例えば圧縮空気の消費流量が非常に少ない場合や圧縮空気の消費流量が空気圧縮装置の供給流量に近い場合でも、検出圧力値が圧力上限値に到達する前に空気圧縮装置を圧縮停止に切換えることができる。この結果、タンク内の圧力が圧力上限値付近となった状態で圧縮運転を行う時間を短縮することができ、空気圧縮装置の負荷を軽減して消費電力を低減することができる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、空気圧縮装置を圧縮停止に切換えるための時間しきい値は、電磁開閉器の切換え回数に基づいて決定している。ここで、本発明では、圧縮空気の消費流量によらず、空気圧縮装置が圧縮運転を開始した後に、再度圧縮運転を開始するまでの運転周期（起動頻度）をほぼ一定にすることができる。一方、電磁開閉器の電気的または機械的な寿命は、一般的に電磁開閉器の切換え回数によって決まる。このため、例えば空気圧縮装置のメンテナンス時間が予め決められているときには、メンテナンス時間を寿命までの切換え回数で割った値よりも空気圧縮装置の運転周期を長くするのが好ましい。これにより、電磁開閉器が寿命となる前に空気圧縮装置のメンテナンスを行うことができ、電磁開閉器の損傷や故障を未然に防止することができる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、圧縮停止切換手段は、停止時間と運転時間との加算時間が所定の時間しきい値に到達したときに、複数台の圧縮機の運転台数を減少させる構成とした。このため、タンク内の圧力が圧力上限値付近となった状態で圧縮運転を行う時間を短縮できる。これにより、空気圧縮装置の負荷を軽減して消費電力を低減することができる。また、圧縮機の運転台数を減少させることによって、空気圧縮装置の吐出容量の時間平均値を制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態による空気圧縮装置を添付図面に従って詳細に説明する。
【００１５】
図１において、１は空気を圧縮して吐出する空気圧縮装置を示している。空気圧縮装置１は、駆動源としての電動モータ２と、該電動モータ２によって駆動される圧縮機本体３とを備えている。ここで、圧縮機本体３は、例えばレシプロ型、スクリュウ型、スクロール型等の各種の圧縮機構によって構成されている。
【００１６】
また、電動モータ２と電源との間には電磁開閉器４が設けられている。そして、電磁開閉器４は、そのＯＮ／ＯＦＦに応じて、電動モータ２に対する電力の供給／停止を切換える。これにより、電動モータ２は、電磁開閉器４によって、運転と停止とが切換わる構成となっている。
【００１７】
５は圧縮機本体３の吐出側に接続されたタンクで、該タンク５は、圧縮機本体３から吐出された圧縮空気を貯留する。また、タンク５には、取出し弁６を備えた出力配管７が取付けられている。これにより、タンク５は、出力配管７を介して外部の空圧機器（図示せず）に接続されると共に、取出し弁６を開弁することによって該空圧機器に向けて圧縮空気を供給するものである。
【００１８】
８はタンク５に接続された圧力検出手段としての圧力センサで、該圧力センサ８は、タンク５内の圧縮空気の圧力Ｐを検出し、圧力Ｐに応じた圧力信号を出力する。
【００１９】
９はタンク５に接続された温度検出手段としての温度センサで、該温度センサ９は、タンク５内の圧縮空気の温度Ｔを検出し、温度Ｔに応じた温度信号を出力する。
【００２０】
１０は空気圧縮装置１の圧縮運転と圧縮停止とを切換えて空気圧縮装置１の吐出容量を制御する制御手段としての制御回路で、該制御回路１０は、圧力センサ８、温度センサ９および電磁開閉器４に接続されている。また、制御回路１０には、例えば圧縮機本体３が供給する圧縮空気の供給流量Ｆs（ＮＬ／ｓ）、タンク５の容量Ｖ（Ｌ）、時間しきい値Ｔ0（ｓ）、タンク５内の圧力下限値Ｐmin（ＭＰａ）と圧力上限値Ｐmax（ＭＰａ）等が予め記憶されている。このとき、圧力下限値Ｐminは、圧縮運転を再開するために予め設定されたタンク５内の圧力値である。一方、圧力上限値Ｐmaxは、圧縮運転を停止するために予め設定されたタンク５内の圧力値である。さらに、制御回路１０はタイマ１０Ａを備え、該タイマ１０Ａは、空気圧縮装置１が起動する毎に起動開始からの運転時間Ｔaを計測する。
【００２１】
そして、制御回路１０は、後述する運転制御処理を行い、タンク５内の圧力Ｐと温度Ｔとに基づいて電磁開閉器４のＯＮ／ＯＦＦを制御する。これにより、制御回路１０は、電動モータ２の運転と停止とを切換えることによって、空気圧縮装置１の圧縮運転と圧縮停止とを切換える構成となっている。
【００２２】
本実施の形態による空気圧縮装置１は上述の如き構成を有するもので、次に、図１および図２を参照しつつ、タンク５の圧力Ｐ等に応じて圧縮運転と圧縮停止とを切換える運転制御処理について説明する。
【００２３】
なお、図２に示す運転制御処理は、予め決められたサンプリング周期（例えば２００ｍｓ）毎に行うものである。
【００２４】
まず、ステップ１では、圧力センサ８からの圧力信号を用いて、一定のサンプリング周期で現在のタンク５内の圧力Ｐ(t)を計測する。そして、ステップ２では、温度センサ９からの温度信号を用いて、一定のサンプリング周期で現在のタンク５内の圧縮空気の温度Ｔを計測する。
【００２５】
次に、ステップ３では、圧縮機本体３が圧縮運転中か否か、即ち電磁開閉器４がＯＮとなって電動モータ２が駆動しているか否かを判定する。そして、ステップ３で「ＮＯ」と判定したときには、電動モータ２は停止し、圧縮機本体３は圧縮空気の吐出を停止している。
【００２６】
このため、ステップ４に移って、圧力Ｐ(t)が復帰圧としての圧力下限値Ｐminよりも低下したか否かを判定する。そして、ステップ４で「ＮＯ」と判定したときには、圧力Ｐ(t)は圧力下限値Ｐminよりも高く、タンク５に圧縮空気を補充する必要はないものと考えられる。このため、ステップ９に移って、そのままリターンする。
【００２７】
一方、ステップ４で「ＹＥＳ」と判定したときには、圧力Ｐ(t)は圧力下限値Ｐminよりも低下して、タンク５内の圧縮空気が不足しているものと考えられる。このため、ステップ５に移って制御回路１０内のタイマ１０Ａがスタートしているか否かを判定する。そして、ステップ５で「ＹＥＳ」と判定したときには、ステップ６に移って、現在動作中（計時中）のタイマ１０Ａをリセットし、計時動作をやり直す。これに対し、ステップ５で「ＮＯ」と判定したときには、現在タイマ１０Ａは停止しているから、ステップ７に移って、タイマ１０Ａをスタートさせる。
【００２８】
そして、ステップ６，７が終了した後には、ステップ８に移行して、電磁開閉器４をＯＮに切換えて電動モータ２を駆動する。これにより、圧縮機本体３は圧縮運転を開始する。そして、ステップ８が終了すると、ステップ９に移ってリターンする。
【００２９】
また、ステップ３で「ＹＥＳ」と判定したときには、電動モータ２は駆動し、圧縮機本体３は圧縮運転を行っている。このため、圧縮運転を停止するべきか否かを判定するために、ステップ１０以降の処理を行う。
【００３０】
ステップ１０では、以下の数１の式に示すように、現在の圧力Ｐ(t)と１秒前の圧力Ｐ(t-1)との差を演算し、圧力変化値ΔＰ（ＭＰa／ｓ）を求める。なお、圧力Ｐ(t-1)として例えば前回のサンプリングで取得した２００ｍｓ前の圧力を用いてもよい。この場合、圧力Ｐ(t)と圧力Ｐ(t-1)との差分をサンプリング周期（２００ｍｓ）で割ることによって、単位時間（１秒）当たりの圧力変化値ΔＰ（ＭＰa／ｓ）を求めることができる。但し、サンプリング周期が短い場合には、タンク５内の圧力の変化量が小さくなるため、誤差が生じ易い傾向がある。
【００３１】
【数１】
【００３２】
次に、ステップ１１では、タンク５から外部に供給されている圧縮空気の消費流量Ｆc（ＮＬ／ｓ）を演算する。具体的には、以下の数２の式に示すように、例えば理想気体の状態方程式が用いられ、圧縮機本体３の供給流量Ｆs（ＮＬ／ｓ）、タンク５の容量Ｖ（Ｌ）、圧力変化値ΔＰ（ＭＰa／ｓ）、気体定数Ｒ、温度Ｔに基づいて、圧縮空気の消費流量Ｆc（ＮＬ／ｓ）が算出される。
【００３３】
【数２】
【００３４】
次に、ステップ１２では、運転中の圧縮機本体３を仮に停止した場合に、現在の圧力Ｐ(t)から圧力下限値Ｐminまで圧力が低下するまでの停止時間Ｔb（ｓ）を演算する。具体的には、以下の数３の式に示すように、現在の圧力Ｐ(t)と圧力下限値Ｐminとの圧力差（ＭＰa）、タンク５の容量Ｖ（Ｌ）、気体定数Ｒ、温度Ｔ、圧縮空気の消費流量Ｆc（ＮＬ／ｓ）に基づいて、停止時間Ｔb（ｓ）が算出される。
【００３５】
【数３】
【００３６】
次に、ステップ１３では、圧縮機本体３が起動開始してから現在までの運転時間Ｔa（ｓ）をタイマ１０Ａが計時した値から取得する。
【００３７】
次に、ステップ１４では、運転時間Ｔaと停止時間Ｔbとの加算時間が時間しきい値Ｔ0よりも大きいか否かを判定する。ここで、時間しきい値Ｔ0は、電磁開閉器４の切換え回数に基づいて決定している。具体的には、空気圧縮装置１のメンテナンス時間が予め決められているときには、メンテナンス時間を電磁開閉器４が寿命となるまでの切換え回数で割った値よりも大きな値に設定されている。例えば、空気圧縮装置１のメンテナンス時間を１００００時間とし、電気的または機械的寿命となる電磁開閉器４の切換え回数が２００万回とすると、このメンテナンス時間を切換え回数で割った値は１８秒となる。このため、実験的に求めた停止時間Ｔbの誤差マージン（例えば２秒）を考慮して、時間しきい値Ｔ0は例えば２０秒に設定されている。
【００３８】
そして、ステップ１４で「ＹＥＳ」と判定したときには、運転時間Ｔaと停止時間Ｔbとの加算時間が時間しきい値Ｔ0よりも長時間となっているから、圧縮機本体３の運転頻度を一定に保つために、現在運転中の圧縮機本体３を停止する必要がある。このため、ステップ１６でタイマ１０Ａを停止すると共に、ステップ１７でタイマ１０Ａをリセットし、ステップ１８で電磁開閉器４をＯＦＦに切換えて電動モータ２を停止する。これにより、圧縮機本体３は運転を停止し、圧縮停止に切換わる。そして、ステップ１８が終了すると、ステップ１９に移ってリターンする。
【００３９】
一方、ステップ１４で「ＮＯ」と判定したときには、運転時間Ｔaと停止時間Ｔbとの加算時間が時間しきい値Ｔ0よりも短時間となっているから、圧縮機本体３の運転頻度の観点では現在運転中の圧縮機本体３を停止する必要はない。このため、ステップ１５に移って現在の圧力Ｐ(t)が停止圧としての圧力上限値Ｐmax以上が否かを判定する。
【００４０】
そして、ステップ１５で「ＮＯ」と判定したときには、現在の圧力Ｐ(t)が圧力上限値Ｐmaxに到達しておらず、圧縮運転を停止する必要がないと考えられる。このため、現在の運転状態を維持して、ステップ１９に移ってリターンする。
【００４１】
一方、ステップ１５で「ＹＥＳ」と判定したときには、現在の圧力Ｐ(t)が圧力上限値Ｐmax以上に高圧になっており、圧縮機本体３を圧縮停止に切換える必要があると考えられる。このため、ステップ１６〜１８の処理を行い、タイマ１０Ａの停止、リセットおよび圧縮機本体３の停止を行う。その後、ステップ１９に移ってリターンする。
【００４２】
次に、従来技術と同様な比較例による制御処理と、本実施の形態による運転制御処理とを比較した。その結果を図３に示す。なお、図３中の実線は、本実施の形態による運転制御処理を行った場合のタンク５内の圧力Ｐを示している。一方、図３中の点線は、比較例による制御処理として、圧力下限値Ｐminと圧力上限値Ｐmaxに到達する毎に圧縮運転と圧縮停止とを切換える場合のタンク５内の圧力Ｐ′を示している。
【００４３】
図３に示すように、比較例では圧力Ｐ′が圧力上限値Ｐmaxまで上昇したときに圧縮運転を圧縮停止に切換える。このため、圧力Ｐ′の増加率が小さいときには、圧力Ｐ′が高い領域（圧力上限値Ｐmax付近）で圧縮運転を行う時間が長くなり、消費電力が増加する傾向がある。
【００４４】
これに対し、本実施の形態による運転制御処理では、運転時間Ｔaと停止時間Ｔbとの加算時間が時間しきい値Ｔ0よりも短時間となるように、圧縮運転を圧縮停止に切換える。これにより、圧力Ｐの増加率が大きい場合、即ち加算時間が時間しきい値Ｔ0に到達する前に圧力Ｐが圧力上限値Ｐmaxに到達する場合を除いて、運転時間Ｔaと停止時間Ｔbとの加算時間は時間しきい値Ｔ0とほぼ同じ値で一定となる。このため、圧力Ｐの増加率が小さいときでも、圧力Ｐが圧力上限値Ｐmaxに到達する前に圧縮停止に切換えることができる。この結果、全体的に圧力Ｐが低い領域、即ち消費電力が少ない領域で圧縮運転を行うことができる。図３中で電力同士を比較すると、本実施の形態による電力量（電力の時間積分量）が比較例の電力量よりも下回ることが分かる。
【００４５】
かくして、本実施の形態によれば、制御回路１０は、圧力Ｐの増加率に基づいて、運転中の空気圧縮装置１を圧縮停止に切換えたときに、タンク５内の圧力Ｐが圧力下限値Ｐminまで低下するまでの停止時間Ｔbを予測する。そして、制御回路１０は、停止時間Ｔbに現在までの運転時間Ｔaを加算して、この加算時間が所定の時間しきい値Ｔ0に到達したときに、空気圧縮装置１を圧縮停止に切換える。このため、運転時間Ｔaと停止時間Ｔbとを加算した加算時間が一定となるにように空気圧縮装置１を制御することができる。これにより、例えば圧縮空気の消費流量が非常に少ない場合や圧縮空気の消費流量が空気圧縮装置１の供給流量に近い場合でも、検出圧力値Ｐ(t)が圧力上限値Ｐmaxに到達する前に空気圧縮装置１を圧縮停止に切換えることができる。この結果、タンク５内の圧力Ｐが圧力上限値Ｐmax付近となった状態で圧縮運転を行う時間を短縮することができ、空気圧縮装置１の負荷を軽減して消費電力を低減することができる。
【００４６】
また、時間しきい値Ｔ0は電磁開閉器４の切換え回数に基づいて決定したから、メンテナンス時間を寿命となる電磁開閉器４の切換え回数で割った値よりも時間しきい値Ｔ0を大きな値に設定することができる。これにより、電磁開閉器４が寿命となる前に空気圧縮装置１のメンテナンスを行うことができ、電磁開閉器４の損傷や故障を未然に防止することができる。
【００４７】
なお、前記実施の形態では、図２中のステップ４，８が圧縮運転開始手段の具体例を示し、図２中のステップ１０が圧力増加率演算手段の具体例を示し、ステップ１１，１２が停止時間予測手段の具体例を示し、ステップ１３〜１８が圧縮停止切換手段の具体例を示している。
【００４８】
また、前記実施の形態では、時間しきい値Ｔ0は電磁開閉器４の切換え回数の寿命および空気圧縮装置１のメンテナンス時間に基づいて決定するものとした。しかし、本発明はこれに限らず、時間しきい値は、圧縮機本体を起動するときの突入電流、電動モータのＯＮ／ＯＦＦ頻度、寿命、故障率および空気圧縮装置のメンテナンス時間（メンテナンス周期）に基づいて決定する構成としてもよい。
【００４９】
また、前記実施の形態による空気圧縮装置では、タンク５内の圧縮空気の温度Ｔを検出する温度センサ９を設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば圧縮空気の温度として通常時の平均温度を予め記憶しておき、この記憶した平均温度を用いて消費流量を演算する構成としてもよい。
【００５０】
また、前記実施の形態では、圧縮機本体３（電動モータ２）を駆動して圧縮運転を行い、圧縮機本体３を停止して圧縮停止する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えばレシプロ等アンロード運転が可能な圧縮機においては、ロード運転を行って圧縮運転を行い、アンロード運転を行って圧縮停止する構成としてもよい。
【００５１】
さらに、前記実施の形態では、単一の圧縮機本体３を用いて空気圧縮装置１を構成するものとしたが、タンクに対して圧縮空気を供給する複数台の圧縮機によって空気圧縮装置を構成してもよい。この場合、制御回路（圧縮停止切換手段）は、停止時間と運転時間との加算時間が所定の時間しきい値に到達したときに、運転中の圧縮機のうちいずれか１台を停止させて、圧縮機の運転台数を減少させる。これにより、タンク内の圧力が圧力上限値付近となった状態で圧縮運転を行う時間を短縮できる。この結果、空気圧縮装置の負荷を軽減して消費電力を低減することができる。また、圧縮機の運転台数を減少させることによって、空気圧縮装置の吐出容量の時間平均値を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態による空気圧縮装置示す全体構成図である。
【図２】図１中の空気圧縮装置による運転制御処理を示す流れ図である。
【図３】タンク内の圧力、タイマの動作、電磁開閉器のＯＮ／ＯＦＦ、電力の時間変化を示す特性線図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ 空気圧縮装置
２ 電動モータ
３ 圧縮機本体
４ 電磁開閉器
５ タンク
８ 圧力センサ（圧力検出手段）
１０ 制御回路（制御手段）
１０Ａ タイマ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を圧縮して吐出する空気圧縮装置と、該空気圧縮装置による圧縮空気を貯留するタンクと、該タンク内の圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段により検出された前記タンク内の圧力に応じて、前記空気圧縮装置の圧縮運転と圧縮停止とを切換えて制御する制御手段とを備えてなる空気圧縮装置の制御装置において、
前記制御手段は、
前記圧力検出手段によって検出された前記タンク内の圧力が所定の圧力下限値まで低下したときに、前記空気圧縮装置の圧縮運転を開始する圧縮運転開始手段と、
前記空気圧縮装置の圧縮運転中に前記圧力検出手段によって検出された前記タンク内の圧力の単位時間当たりの増加率を演算する圧力増加率演算手段と、
該圧力増加率演算手段によって演算した圧力の増加率に基づいて、現在の前記空気圧縮装置を圧縮停止に切換えたときに、前記タンク内の圧力が前記圧力下限値まで低下するまでの停止時間を予測する停止時間予測手段と、
該停止時間予測手段によって予測した停止時間に現在までの運転時間を加算して、この加算時間が所定の時間しきい値に到達したときに、前記空気圧縮装置を圧縮停止に切換える圧縮停止切換手段とを備える構成としたことを特徴とする空気圧縮装置の制御装置。
【請求項２】
前記空気圧縮装置は、駆動源となる電動モータと、該電動モータの運転と停止を切換える電磁開閉器とを備え、
前記時間しきい値は、該電磁開閉器の切換え回数に基づいて決定する構成としてなる請求項１に記載の空気圧縮装置の制御装置。
【請求項３】
前記空気圧縮装置は前記タンクに対して圧縮空気を供給する複数台の圧縮機によって構成し、
前記圧縮停止切換手段は、前記停止時間と運転時間との加算時間が所定の時間しきい値に到達したときに、該複数台の圧縮機の運転台数を減少させる構成としてなる請求項１または２に記載の空気圧縮装置の制御装置。
【請求項１】
空気を圧縮して吐出する空気圧縮装置と、該空気圧縮装置による圧縮空気を貯留するタンクと、該タンク内の圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段により検出された前記タンク内の圧力に応じて、前記空気圧縮装置の圧縮運転と圧縮停止とを切換えて制御する制御手段とを備えてなる空気圧縮装置の制御装置において、
前記制御手段は、
前記圧力検出手段によって検出された前記タンク内の圧力が所定の圧力下限値まで低下したときに、前記空気圧縮装置の圧縮運転を開始する圧縮運転開始手段と、
前記空気圧縮装置の圧縮運転中に前記圧力検出手段によって検出された前記タンク内の圧力の単位時間当たりの増加率を演算する圧力増加率演算手段と、
該圧力増加率演算手段によって演算した圧力の増加率に基づいて、現在の前記空気圧縮装置を圧縮停止に切換えたときに、前記タンク内の圧力が前記圧力下限値まで低下するまでの停止時間を予測する停止時間予測手段と、
該停止時間予測手段によって予測した停止時間に現在までの運転時間を加算して、この加算時間が所定の時間しきい値に到達したときに、前記空気圧縮装置を圧縮停止に切換える圧縮停止切換手段とを備える構成としたことを特徴とする空気圧縮装置の制御装置。
【請求項２】
前記空気圧縮装置は、駆動源となる電動モータと、該電動モータの運転と停止を切換える電磁開閉器とを備え、
前記時間しきい値は、該電磁開閉器の切換え回数に基づいて決定する構成としてなる請求項１に記載の空気圧縮装置の制御装置。
【請求項３】
前記空気圧縮装置は前記タンクに対して圧縮空気を供給する複数台の圧縮機によって構成し、
前記圧縮停止切換手段は、前記停止時間と運転時間との加算時間が所定の時間しきい値に到達したときに、該複数台の圧縮機の運転台数を減少させる構成としてなる請求項１または２に記載の空気圧縮装置の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−１０８８２２（Ｐ２００９−１０８８２２Ａ）
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８４０７６（Ｐ２００７−２８４０７６）
【出願日】平成１９年１０月３１日（２００７．１０．３１）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月３１日（２００７．１０．３１）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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