特許 6397660 流体圧縮システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6397660

(24)【登録日】2018年9月7日

(45)【発行日】2018年9月26日

(54)【発明の名称】流体圧縮システム

(51)【国際特許分類】

   F04B 49/06 20060101AFI20180913BHJP

【ＦＩ】

   F04B49/06 341L

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-120127(P2014-120127)

(22)【出願日】2014年6月11日

(65)【公開番号】特開2015-232311(P2015-232311A)

(43)【公開日】2015年12月24日

【審査請求日】2016年9月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】502129933

【氏名又は名称】株式会社日立産機システム

(74)【代理人】

【識別番号】100098660

【弁理士】

【氏名又は名称】戸田 裕二

(72)【発明者】

【氏名】任 之家

(72)【発明者】

【氏名】山崎 俊平

【審査官】 田谷 宗隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１２０４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１５６２０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０２４１６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｂ ４９／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体を圧縮する複数の圧縮装置と、
前記圧縮装置で圧縮された流体を貯留する空気タンクと、
複数の前記圧縮装置の運転台数を制御する台数制御装置とを備え、
前記台数制御装置は、
前記空気タンクの圧力Ｐ（ｔ）が所定の下限圧力Ｐｍｉｎに達するまでの時間Ｔｄが閾値以下になると、停止している前記圧縮装置を起動させるものであり、
運転中の圧縮装置の台数Ｎｄと使用空気量Ｑｕとから起動が必要な台数Ｎｓを求め、起動が必要な台数Ｎｓに応じて前記時間Ｔｄの閾値を変更することを特徴とする流体圧縮システム。

【請求項2】

前記時間Ｔｄは、現在の前記空気タンクの圧力Ｐ（ｔ）と前記下限圧力Ｐｍｉｎとの差を前記空気タンク内の圧力変化率Ｋで割った値であることを特徴とする請求項１に記載の流体圧縮システム。

【請求項3】

前記台数制御装置は前記使用空気量Ｑｕが多い場合は、前記時間Ｔｄの閾値を増加させることを特徴とする請求項１に記載の流体圧縮システム。

【請求項4】

前記台数制御装置は、複数の前記圧縮装置の起動電流が重ならないように前記時間Ｔｄの閾値を変更することを特徴とする請求項１に記載の流体圧縮システム。

【請求項5】

流体を圧縮する複数の圧縮装置と、
前記圧縮装置で圧縮された流体を貯留する空気タンクと、
複数の前記圧縮装置の運転台数を制御する台数制御装置とを備え、
前記台数制御装置は、
前記空気タンクの圧力Ｐ（ｔ）が所定の下限圧力Ｐｍｉｎに達するまでの時間Ｔｄが閾値以下になると、前記時間Ｔｄの閾値と起動が必要な台数Ｎｓとから求めた起動台数Ｎｓｔの停止している圧縮装置を起動させるものであり、
前記起動が必要な台数Ｎｓを運転中の圧縮装置の台数Ｎｄと使用空気量Ｑｕとから計算し、前記時間Ｔｄの閾値を前記起動が必要な台数Ｎｓによって前記起動台数Ｎｓｔが変化しうるように設定しておくことで、前記使用空気量Ｑｕが多い場合に前記起動台数Ｎｓｔを増加させることを特徴とする流体圧縮システム。

【請求項6】

前記時間Ｔｄは、現在の前記空気タンクの圧力と前記下限圧力Ｐｍｉｎとの差を前記空気タンク内の圧力変化率Ｋで割った値であることを特徴とする請求項５に記載の流体圧縮システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流体圧縮システムに関する。

【背景技術】

【0002】

本技術分野の背景技術として、特許文献１がある。特許文献１の空気圧縮装置は、圧力検出手段によって検出されたタンク内の圧力の時間当たりの減少率からタンク圧の下限圧に到達するまでの下限到達時間を算出し、該下限到達時間が所定の時間以下となった場合、空気圧縮装置の運転台数を増加させ、圧力検出手段によって検出されたタンク内の圧力の時間当たりの減少率の大きさに応じて、該減少率が大きい場合には小さい場合に比して空気圧縮装置の運転台数を増加させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７-１２０４９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の空気圧縮装置は、使用空気量が急激に増加しタンク内の圧力の時間当たりの減少率が大きくなった場合に、複数台の空気圧縮装置を短い間隔で連続して起動させるため、起動電流が大きくなってしまう。

【0005】

上記問題点に鑑み、本発明は、使用空気量が急激に増加した場合でもタンク内の圧力が低下しすぎないようにしつつ、起動電流の上昇を抑制することができる流体圧縮システム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】

上記課題を解決するために、本発明は、流体を圧縮する複数の圧縮装置と、前記圧縮装置で圧縮された流体を貯留する空気タンクと、複数の前記圧縮装置の運転台数を制御する台数制御装置とを備え、前記台数制御装置は、前記空気タンクの圧力が所定の下限圧力に達するまでの時間が閾値以下になると、停止している前記圧縮装置を起動させ、使用空気量に応じて前記閾値を変更することを特徴とする流体圧縮システムを提供する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、使用空気量が急激に増加した場合でもタンク内の圧力が低下しすぎないようにしつつ、起動電流の上昇を抑制することができる流体圧縮システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施例１に係る空気圧縮システムの構成を示すブロック図である

【図2】本発明の実施例１に係る空気タンクの容量を計測する制御処理を示すフローチャートである

【図3】本発明の実施例１に係る圧縮装置の起動または停止の制御処理を示すフローチャートである

【図4】本発明の実施例１に係る空気タンク内の圧力、圧縮装置の起動台数、圧縮装置の起動電流の時間変化を示すグラフである

【図5】本発明の実施例２に係る圧縮装置の起動または停止の制御処理を示すフローチャートである

【図6】本発明の実施例２に係る空気タンク内の圧力、圧縮装置の起動台数、圧縮装置の起動電流の時間変化を示すグラフである

【図7】比較技術に係る空気タンク内の圧力、圧縮装置の起動台数、圧縮装置の起動電流の時間変化を示すグラフである

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の流体圧縮システムの実施の形態として空気を圧縮する空気圧縮システムを例に挙げて説明する。本発明の実施の形態に係る空気圧縮システムは、タンクに対し個別に圧縮空気を供給する４台の圧縮装置を用いて構成した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

【実施例1】

【0010】

本発明の実施例１を図１〜４を用いて説明する。

【0011】

図１に本実施例に係る空気圧縮システムの全体図を示す。台数制御装置１は圧縮装置２Ａ〜２Ｄの運転台数を制御する装置である。空気タンク１２に貯留している空気の圧力P(t)を測定する圧力センサＡ１５を備え、測定した圧力を電圧信号として制御回路（制御部）１６に取り込み、制御回路１６のアナログ／デジタル変換回路を介し、デジタル信号に変換する。そして、圧力測定値P(t)の変化率を用い、台数制御装置と接続する圧縮装置の運転台数を制御する機能を有する。また、使用者によって設定されたタンク１２の下限圧力Pminと上限圧力Pmaxは制御回路１６に記録されている。

【0012】

圧縮装置２Ａは主に圧縮機本体４Ａと、圧縮機本体４Ａを駆動するモータ３Ａと、圧縮した空気を貯蓄するタンク６Ａと、タンク６Ａの圧力P(t)を測定する圧力センサ７Ａにより構成されている。制御回路５Ａは測定した圧力値を記録する機能、圧縮機を駆動するモータ３Ａ〜３Ｄの運転、停止を制御する機能を有する。

【0013】

その他の圧縮装置２Ｂ〜２Ｄは圧縮装置２Ａと同様、それぞれ圧縮機本体４Ｂ〜４Ｄ，とモータ３Ｂ〜３Ｄと制御回路５Ｂ〜５Ｄ、空気貯蓄するタンク６Ｂ〜６Ｄ、空気タンクの圧力を測定する手段である圧力センサ７Ｂ〜７Ｄにより構成されている。圧縮装置２Ａ〜２Ｄは配線８Ａ〜８Ｄ、９Ａ〜９Ｄを通じて、台数制御装置１と接続されている。

【0014】

また、各圧縮装置２Ａ〜２Ｄで圧縮された空気を貯留するタンク６Ａ〜６Ｄは空気を輸送する配管１０Ａ〜１０Ｄを介し、空気タンク１２に接続され、空気タンク１２に圧縮した空気が送り込まれる。そして、タンク１２には、取り出し弁１３を備えた出力配管１４が取り付けられている。空気タンク１２は、出力配管１４を介して外部の空圧機器（図示せず）に接続されると共に、取り出し弁１３を開閉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。また、空気タンク１２に接続された配管２５には、台数制御装置１に内蔵される圧力センサ１５が設けられ、空気タンク１２の圧力が検出される。

【0015】

圧縮装置２Ａ〜２Ｄはそれぞれ独立な圧縮装置であり、単独での運転も可能である。台数制御装置１と接続する配線８Ａ〜８Ｄを通じて、単独運転するか、台数制御装置１により制御されるかの切替えが可能である。また、信号線９Ａ〜９Ｄは台数制御装置１から各圧縮装置への運転信号線であり、その運転信号を受け、圧縮装置２Ａ〜２Ｄが起動、停止を行う。

【0016】

本実施例による圧縮装置１は上述の如き構成を有するもので、次に、図２〜図４を用いて、圧力センサ１５によって検出された空気タンク１２の圧力測定値P (t)を用いて、圧縮装置２Ａ〜２Ｄの運転台数の制御処理を説明する。

【0017】

まず、図２と図３を用いて、台数制御装置１が圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）の運転台数を増減する制御について説明する。

【0018】

図２に示す制御処理は、空気タンク１２及び配管１０Ａ〜１０Ｄの合計容量を計測する方法である。本計測は、取り出し弁１３を閉めた上で行う必要がある。

【0019】

ステップ１では、台数制御装置１は圧力センサ１５を用いて、一定のサンプリング周期Tsで現在の空気タンク１２内の圧力P (t)を計測する。

【0020】

次に、ステップ２では、台数制御装置１は制御回路１６を通じ、圧縮装置２Ａ〜２Ｄを起動させた後、起動時の圧力Pstを制御回路１６に記録させる。ステップ３では、空気タンク圧力P(t)が使用者に設定された上限圧力Pmaxまで上昇したか否かを判定する、もし「No」と判定した場合、ステップ7で運転を継続する。もし「Yes」と判定した場合、次のステップ４で圧縮装置２Ａ〜２Ｄをすべて停止させて、数式１で圧縮装置が起動から停止までの空気タンク１２の圧力差ΔPを計算する。
［数式１］：ΔP = Pmax - Pst
そして、空気タンク１２が圧縮装置の起動から上限圧力Pmaxまでの充填時間t(秒)を計測する。

【0021】

次のステップ５では数式２を用いて空気タンク１２及び空気配管１０Ａ〜１０Ｄの合計容量Vを求めて、ステップ５でリターンする。
［数式２］：V = Pa×Q×t／(60×ΔP)
ここで、Q：空気圧縮装置の吐出し空気量の合計値
Pa：大気圧力(約0.1013MPa)
60：秒単位を分単位へ変換用係数
とする。

【0022】

次に、図３を用いて、空気使用量に応じて、圧縮装置２Ａ〜２Ｄの運転台数を制御する方法を説明する。図３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Ts（例えば２００ｍｓ）毎に行うものである。

【0023】

ステップ１では、圧力センサ１５からの圧力信号を用いて、一定のサンプリング周期Tsで現在の空気タンク１２内の圧力P(t)を計測する。

【0024】

次に、ステップ２では、空気タンク１２内の圧力値P (t)が予め設定された空気タンク１２の下限圧力値Pminより小さいか否かを判定する、もし「Yes」と判定した場合、次のステップ３で圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）をすべて起動させる。「No」と判定した場合、次のステップ４で現在圧力値P(t)は予め設定された空気タンク１２の上限圧力値Pmax以上か否かを判定する。もし「Yes」と判定した場合、次のステップ５で圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）を全台停止させる。「No」と判定した場合、ステップ６では現在測定した圧力P(t)と前回測定した圧力値P(t-1)を用い、数式３を用いてタンク圧力変化率Kを計算する。
［数式３］：K = (P (t) - P (t-1))／Ts
ステップ７では上記計算されたKがマイナスの値か否かを判定する。もし「Yes」と判定した場合、圧力が下降中ということで、ステップ８に移る。「No」と判定した場合、圧力が上昇中ということで、ステップ２０に移る。ステップ８では数式４を用いて、現在の使用空気量Quを求める。
［数式４］：Qu = Qc×Nd - (60×K×V／Pa)
ここで、Qc：1台の圧縮装置の吐出し空気量
Nd：運転中の圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）の台数
60：秒単位を分単位へ変換するための係数
Pa：大気の圧力(約0.1013MPa)
とする。

【0025】

次のステップ９では数式５を用いて、吐出し空気量が使用空気量を上回るのに必要な圧縮装置台数Nを求める。
［数式５］：N = Qu／Qc
ここで、
Qc：1台の圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）の吐出し空気量
とする。

【0026】

次のステップ１０では数式６を用いて、さらに起動させるのが必要な圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）の台数Nsを求める。
［数式６］：Ns = N Nd
ここで、
Nd：運転中の圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）の台数
とする。

【0027】

起動させるのが必要な圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）の台数Nsは使用空気量に応じて変化する。

【0028】

次のステップ１１では、数式７を用いて、下限圧力Pminと現在の圧力P(t)との差を圧力変化率Kで割ることによって、使用空気量が変化しなかった場合に現在の状態から下限圧力Pminまで達するまでの時間を計算する。計算した値をTd値とする。
［数式７］：Td =(Pmin-P (t))／K
次のステップ１２でTd値が予め決めたTd閾値（例えば2秒）より小さいか否かを判定する。もし「No」と判定した場合、ステップ１５に移り、リターンする。もし「Yes」と判定した場合、ステップ１３で数式８を用いて、圧縮装置起動台数Nstを求める。ただし、割り算の余りを切り捨てるが、１未満の場合は１とする。
［数式８］：Nst = Ns／Td閾値
圧縮装置起動台数Nstは使用空気量に応じて変化し、使用空気量が多い場合は、少ない場合よりも圧縮装置起動台数Nstが多くなる。

【0029】

次のステップ１４ではステップ１３で計算されたNst台の圧縮装置を起動させる。その後、ステップ１５に移り、リターンする。

【0030】

ステップ７で「No」と判定した場合、ステップ２０に移り、圧力変化率Kがプラスか否かを判定する。もし「No」と判定した場合、使用空気量と吐出し空気量が釣合っているということで、ステップ１９に移り、リターンする。もし「Yes」と判定した場合、ステップ２１に移る。ステップ２１では、数式９を用いて上限圧力Pmaxと現在の圧力P (t)との差を圧力変化率Kで割ることによって、使用空気量が変化しなかった場合に現在の状態から上限圧力Pmaxまで達するまでの時間を計算する。計算した値をTu値とする。
［数式９］：Tu=(Pmax-P (t))／K
次のステップ２２ではTu値が予め決めたTu閾値（例えば5秒）未満か否かを判定する。もし「No」と判定した場合、ステップ１５に移り、リターンする。「Yes」と判定した場合、ステップ２３で圧縮装置を１台停止させる。最後、ステップ１５に移りリターンする。

【0031】

ここから、図４と図７用いて、本実施例の場合と比較技術を使用の場合での圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）の運転台数及び起動電流を比較する。

【0032】

まず、空気使用量が大きく、圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）４台の増加が必要とされた場合に、空気使用量によらず、１台ずつ起動させる比較技術を利用した時の空気タンク１２内の圧力P(t)と圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）の運転台数と起動電流の時間変化を図７に示す。

【0033】

図７に示す制御では、圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）のうち１台も運転していない状態で、空気タンク１２の圧力P(t)が下降すると、下限圧力Pminに達する２秒前に圧縮装置１台が起動し、起動電流が発生する。１台目の起動電流が緩和される前に、再度下限圧力Pminに達する２秒前に２台目の圧縮装置が起動し、起動電流が発生する。さらに、１台目、２位打目の起動電流が緩和される前に、再度下限圧力Pminに達する２秒前に３台目の圧縮装置が起動し、起動電流が発生する。１台目の起動電流が緩和される前に、２台目と３台目の起動電流が重なってしまう状況が続くと、電源回路に大きいな電流が流れてしまう。そのため、電源配線の発熱や電圧降下が発生し、モータの起動不良及び他の装置の故障が発生する可能性がある。

【0034】

図４に本実施例における運転パターンを示す。図７と同様に圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）４台の増加が必要とされた場合について説明する。

【0035】

図４に示す制御では、圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）が１台も運転していない状態で、空気タンク１２の圧力P(t)が下降し、下限圧力Pminに達する２秒前に圧縮装置を起動する。ここで、図７に示す制御では圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）が１台ずつ起動される。一方、本実施例では、起動が必要な台数(Nst)は４台でTd閾値は２秒であるから、圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）の起動台数が数式８により計算され、圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）のうち２台が起動される。

【0036】

その後、再度下限圧力Pminに達する２秒前には、起動が必要な台数(Nst)は２台でTd閾値は２秒となるから数式８の計算により圧縮装置１台起動する。最後、再度下限圧力Pminに達する２秒前に上記と同様に圧縮装置１台起動する。

【0037】

本実施例では、空気使用量に応じて同時に起動する圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）の台数を計算して変更することを特徴としている。空気使用量が多く、運転する必要がある圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）の台数が多い場合は、複数台の圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）を同時に起動するが、空気使用量が少なく、運転する必要がある圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）台数が少ない場合は図７と同様に１台ずつ起動する。

【0038】

図４に本実施例における空気タンク１２内の圧力P(t)と圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）の運転台数と併せて本実施例における起動電流を示す。

【0039】

本実施例では、圧縮装置起動台数Nstを使用空気量に応じて変更する。圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）の起動タイミングが最初に来た時に、圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）のうち２台が同時に起動する。そのため、２台分の起動電流が重なるが、３台目が起動する前に、１台目と２台目の起動電流が時間の経過により緩和される。これにより、３台目の起動電流との重なりが無く、起動電流の最大値を抑えられる効果がわかる。本実施例では最初の起動タイミングで２台の圧縮装置を同時に起動することで、３台目の圧縮装置が起動タイミングするを図７の場合と比べ遅らせたため、圧縮装置３台の起動電流が重ならない。即ち、複数台の圧縮装置を同時に起動させたほうが短い時間間隔で順次起動させるよりも起動電流の最大値を抑えることができる。

【0040】

以上より、本実施例では、空気タンク１２の圧力P(t)が下限圧力Pminを下回らないように必要な吐出し空気量を提供しつつ、起動電流の上昇を抑制し、空気圧縮システムの信頼性・寿命を向上することができる。

【実施例2】

【0041】

図５、６を用いて本発明の実施例２を説明する。空気圧縮システムの全体構成図（図１）、空気タンク１２及び空気配管１０Ａ〜１０Ｄの合計容量Vの測定方法（図２）は実施例１と同様なため、説明を省略する。

【0042】

本実施例は、使用空気量に応じて、起動判定に用いるTd閾値を変更することを特徴とする。

【0043】

図５〜図６を用いて、台数制御装置の圧力測定値P(t)を用いて、圧縮装置の運転台数の制御処理を説明する。

【0044】

まず、図５を用いて、空気使用量に応じて、圧縮装置２Ａ〜２Ｄの運転台数を制御する方法を説明する。図５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Ts（例えば２００ｍｓ）毎に行うものである。

【0045】

ステップ１では、圧力センサ１５からの圧力信号を用いて、一定のサンプリング周期Tsで現在の空気タンク１２内の圧力P(t)を計測する。

【0046】

次に、ステップ２では、空気タンク１２内の圧力値P (t)が予め設定された空気タンク１２の下限圧力値Pminより小さいか否かを判定する。「Yes」と判定した場合、次のステップ３で圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）をすべて起動させる。「No」と判定した場合、次のステップ４で空気タンク１２内の圧力値P (t)が予め設定された空気タンク１２の上限圧力値Pmax以上か否かを判定する。「Yes」と判定した場合、次のステップ５で圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）をすべて停止させる。「No」と判定した場合、ステップ６では現在測定した圧力P (t)と前回測定した圧力値P (t-1)を用い、数式３を用いてタンク圧力変化率Kを計算する。

【0047】

ステップ７ではステップ６で計算されたKがマイナスの値か否かを判定する。「Yes」と判定した場合、圧力が下降中ということで、ステップ８に移る。「No」と判定した場合、圧力が上昇中ということで、ステップ２０に移る。ステップ８では数式４を用いて、現在使用空気量Quを求める。

【0048】

次のステップ９では数式５を用いて、吐出し空気量が使用空気量を上回るのに必要な圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）の運転台数Nを求める。

【0049】

次のステップ１０では数式６を用いて、さらに起動が必要な圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）の台数Nsを求める。

【0050】

ステップ１１では、数式１０を用いて起動が必要な圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）の台数Nsに比例した値になるように起動判定に用いるTd閾値を求める。本実施例では、Td閾値は、起動が必要な圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）の台数Nsに１秒をかけた値とした。
［数式１０］：Td閾値 = Ns×１
そして、ステップ１２では、数式７を用いて、下限圧力Pminと現在の圧力P(t)との差を圧力変化率Kで割ることによって、使用空気量が変化しなかった場合に現在の状態から下限圧力Pminまで達するまでの時間を計算する。計算した値をTd値とする
次のステップ１３で数式７で計算したTd値が数式１０で決められたTd閾値より小さいか否かを判定する。「No」と判定した場合、ステップ１５に移り、リターンする。「Yes」と判定した場合、ステップ１４で圧縮装置を１台起動した後、ステップ１５に移り、リターンする。

【0051】

ステップ７で「No」と判定した場合、ステップ２０に移り、圧力変化率Kがプラスか否かを判定する。「No」と判定した場合、使用空気量と吐出し空気量が釣合っているということで、ステップ１９に移り、リターンする。「Yes」と判定した場合、ステップ２１に移る。ステップ２１では、数式９を用いて上限圧力Pmaxと現在の圧力P (t)との差を圧力変化率Kで割ることによって、使用空気量が変化しなかった場合に現在の状態から下限圧力Pminまで達するまでの時間を計算する。計算した値をTu値とする。

【0052】

次のステップ２２ではTu値が数式１０で算出したTu閾値（例えば5秒）未満か否かを判定する。「No」と判定した場合、ステップ１５に移り、リターンする。「Yes」と判定した場合、ステップ２３で圧縮装置を１台停止させる。最後にステップ１５に移りリターンする。

【0053】

図６と図７を用いて、比較技術を使用の場合と本実施例の場合の運転台数及び起動電流を比較する。

【0054】

まず、比較技術を利用した場合に、実施例１と同様な空気使用量条件で、圧縮装置４台が必要とされた時の運転パターンを図７に示す。

【0055】

図７では、起動判定に用いるTd閾値は起動が必要な圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）の台数Nsによらず一定（２秒）である。そのため、図７では、圧縮装置１台も運転していない状態で、空気タンク１２の圧力P(t)が下降し、下限圧力Pminに達する２秒前に圧縮装置１台が起動し、起動時の起動電流が発生する。１台目の起動電流が緩和される前に、再度下限圧力Pminに達す２秒前に２台目の圧縮装置が起動し、起動時の起動電流が発生する。そのような状況が続き、結果、１台目の起動電流が緩和される前に、２台目と３台目の起動電流が重なってしまい、電源回路に大きな電流が流れてしまう。そのため、電源配線の発熱や電圧降下が発生し、モータの起動不良及び他の装置の故障が発生する可能性がある。

【0056】

図６に本実施例における空気タンク１２内の圧力P(t)と圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）の運転台数と併せて本実施例における起動電流を示す。図６では図７と同じ条件で、圧縮装置４台が必要とされ、圧縮装置１台も運転していない状態における運転パターンを示す。空気タンク１２の圧力P(t)が下降し、使用空気量が変化しなかった場合に現在の状態から下限圧力Pminに達するまでの予測時間Tdが計算される。例えば、起動が必要な圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）の台数Nsを４台とすると、数式１０により、Td閾値は４秒となる。そして、予測時間TdがTd閾値(4秒)より小さくなった場合に圧縮装置を１台起動する。

【0057】

その後、起動が必要な圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）の台数Nsが３台なった場合、Td閾値は３秒となる。予測時間TdがTd閾値(3秒)より小さくなった場合、圧縮装置をさらに１台起動する。そして、上記と同様に起動が必要な圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）の台数Nsが２台、１台となった場合、Td閾値はそれぞれ２秒、１秒となる。それぞれ、予測時間Tdが２秒、１秒より小さい時に、圧縮装置１台ずつ起動する。即ち、圧縮装置１台目の起動は下限圧力Pminに達するまでの予測時間Tdが４秒になったときに行い、２台目の起動は予測時間Tdが３秒になったときに行い、３台目の起動は予測時間Tdが２秒になったときに行い、最後の４台目の起動は予測時間Tdが１秒になったときに行うこととなる。

【0058】

比較技術ではTd閾値が固定値(例えば2秒)である。一方、本実施例では、Td閾値を使用空気量に応じて変更することにし、必要な運転増加台数に比例する値とした。即ち、本実施例では、起動タイミングは運転増加必要な台数Nsと連動する。例えば、運転増加必要な台数Nsが多い場合、即ち、使用空気量が多い場合は、Td閾値増加させることで起動タイミングを早める。一方、運転増加必要な台数Nsが少ない場合、即ち、使用空気量が少ない場合は、Td閾値減少させることで起動タイミングを遅らせることとした。

【0059】

本実施例では、運転増加必要な台数Nsが多い時に、起動タイミングを比較技術と比べ、早めることによって、圧縮装置の起動タイミングを分散させることができる。そのため、本実施例では、各モータ起動時の起動電流の重なりが無く、電流の最大値は１台分の起動電流のみとなる。一方、空気使用量が安定し、運転増加必要な台数Nsが少ない時に、比較技術と比べ起動タイミングもほぼ変わらないので、省エネ効果を保つことができる。

【0060】

以上より、本実施例では、空気タンク１２の圧力P(t)が下限圧力Pminを下回らないように必要な吐出し空気量を提供しつつ、起動電流の上昇を抑制し、空気圧縮システムの信頼性・寿命を向上することができる。本実施例では、圧縮装置（２Ａ〜２Ｄ）を１台ずつ起動し、起動電流の重なりをなくしたため、実施例１と比較して、さらに起動電流の上昇を抑制することができる。

【0061】

これまで説明してきた実施例は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されない。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

【符号の説明】

【0062】

１・・・台数制御装置
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ・・・圧縮装置
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ・・・モータ
４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ・・・圧縮機本体
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ・・・制御回路
６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ・・・タンク
７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ・・・圧力センサ
１２・・・空気タンク
１５・・・圧力センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】