JPH06249153A - 可変容量形圧縮機 - Google Patents
可変容量形圧縮機Info
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- JPH06249153A JPH06249153A JP3063193A JP3063193A JPH06249153A JP H06249153 A JPH06249153 A JP H06249153A JP 3063193 A JP3063193 A JP 3063193A JP 3063193 A JP3063193 A JP 3063193A JP H06249153 A JPH06249153 A JP H06249153A
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Abstract
一定に制御する機能を有する可変容量形圧縮機において
は、点検時期や部品の交換時期を運転時間のみで決める
ことができない。本発明は、可変容量形圧縮機の点検時
期や部品の交換時期を的確に表示し、信頼性を高めるこ
とを目的とする。 【構成】 インバータ4で電動機3を駆動し、その回転
で圧縮機本体2のロータを回し、空気を吸入口8から吸
込み吐出口9から吐き出す。吐出圧力は圧力センサ11
により監視し、制御装置5によりロータの回転速度を変
えて、吐出圧力を一定に制御する。センサ21によりロ
ータの回転を検出し、計数器24で総回転数を数える。
判断装置25は総回転数を監視し、判断基準を満たすと
表示装置26は使用者に伝えるメッセージを表示する。 【効果】 運転時間のみでは決められない点検時期や消
耗部品を交換時期を、使用者に的確に伝え、高い信頼性
で使いやすい圧縮機を実現する。
Description
増減しても吐出圧力を一定に制御する機能を有する可変
容量形圧縮機において、点検時期や部品の交換時期を的
確に表示し、信頼性が高く、使いやすくした圧縮機に関
する。
て圧縮し、吐出することである。圧縮した気体(以下、
被圧縮気体と称する。空気である場合が多いが、化学プ
ラント用などで他の気体を圧縮することもある。)の吐
出圧力は一定であることが望ましく、圧縮機やその後段
に設けられるレギュレ−タなどで調節される。圧縮機を
一定回転速度で運転した時に、被圧縮気体の消費量が吐
出量を上回ると吐出圧力が低下してしまい、逆に消費量
が吐出量より少ないと吐出圧が過大となる。そこで、被
圧縮気体の消費量が変化しても吐出圧を一定にするため
にいくつかの手法がある。
るために、ロ−タ回転速度は一定のままで、吸入口に備
えた絞り弁を開閉する「絞り弁制御方式」によるものが
普及している。しかし、吐出量が少ない時にも100%
出力時と同じ回転速度であることから機械的損失などが
多く、経済性に問題があった。
圧縮機に適する手法として、吐出圧力をフィ−ドバック
し、ロ−タの回転速度を増減して吐出流量を制御する方
法が特開昭55−164792号公報に示されている。
本公知例では消費量が増加すると吐出圧が低下するなど
の現象が現われるので、それを検知してロ−タ回転を加
速し、吐出量を増して吐出圧を一定に保つ。その方法を
実現するためロ−タの回転をインバ−タにより連続的に
変えられることが述べられている。
交換時期の判断方法や明示方法については考慮していな
い。
高い信頼性のもとで使うためには、定期的な点検や消耗
部品の交換が欠かせない。これらの作業の間隔はロ−タ
の総回転数に関係している。従来の絞り弁制御方式では
回転速度が一定であったので、圧縮機の運転時間がロ−
タの総回転数に比例する。そこで、圧縮機に付属した運
転時間計の値によって定期点検等の必要な時期である表
示をすればよかった。
回転速度を変えて吐出圧を制御する方式では、圧縮機の
運転時間はロ−タの総回転数に比例しない。したがっ
て、従来の運転時間計では定期点検等の明示が不完全に
なってしまうという問題点があった。
ロ−タの総回転数の両者を考慮し、定期点検や消耗部品
の交換時期を適切に明示することが可能な可変容量形圧
縮機を実現することを目的とする。
として、可変容量形圧縮機を以下のように構成する。
どの検出手段と、その出力を数えて記憶する計数器(積
算回転計)などの記憶手段を備える。そして、前記記憶
手段に蓄えられた記憶内容を判断材料として、予め設定
された判断基準と照らしあわせて、使用者に対するメッ
セ−ジを明示するか否かを判断する判断手段を備える。
判断材料には前記記憶内容に運転時間や運転時の温度な
どを加えることもできる。判断がなされたら、メッセ−
ジを使用者に明示するための警告ランプやディスプレイ
などの表示手段を備える。
に代えて、ロ−タの回転速度を検出する回転速度センサ
(タコメ−タ)か、あるいは回転速度指令値を検出する手
段を備えてもよい。その場合には検出値を積分できる演
算手段も備える。
運転するとロ−タの回転を検出手段が感知して、積算回
転計に回転の情報を伝える。積算回転計は過去の総回転
数を記憶しており、それに現在の回転を加えて記憶し、
総回転数を次第に増加させる。総回転数があらかじめ設
定された値になったことを判断手段が判断すると、表示
装置が表示して使用者にメッセ−ジを伝える。表示内容
は定期点検が必要な時期であることや、消耗部品の交換
時期であることなどである。表示方法は警告ランプの点
灯によるもの、あるいはメッセ−ジを字や絵で表示する
ものなどである。
出手段あるいは回転速度指令値の検出手段を備えた場合
には次のように作用する。まず、回転速度と回転速度指
令値の違いについて説明する。回転速度は回転速度指令
値に追従し、定常運転時には同一値になるが、加速時や
減速時には若干の時間遅れのためにずれてしまう。しか
し、その誤差は小さく、また加速時と減速時には誤差の
符号が逆になり、互いに打ち消しあうので、積分すると
大きな誤差になることはない。したがって、回転速度と
回転速度指令値のいずれを採用しても差が無いので、こ
こでは回転速度による場合についてのみ説明するが、回
転速度指令値による場合も同様の作用をする。
定められた時間間隔で回転速度を検出する。その値に前
記時間間隔を掛けた値を積算すると時間積分したことに
なり、総回転数となる。ここで、検出する時間間隔は無
限小であれば誤差が無いが、それは実現が困難で、かつ
ある程度の誤差は許容されるので、十分に短い時間間隔
であれば実用上問題無い。以上の手法により求めた総回
転数を判断材料に用いる。
を説明する。
系統図である。圧縮機1は圧縮機本体2といくつかの補
機から構成される。圧縮機本体2はスクリュ−式もしく
はスクロ−ル式などの可変容量形圧縮機で、回転速度に
比例して吐出量を増減できる。圧縮機本体2のロ−タ
(図示せず)は動力軸12によって誘導電動機3の出力
軸と結合される。圧縮機本体2の一端には空気の吸入口
8が、他端には吐出口9が設けられ、各々内部の圧縮室
に通じている。電動機3の受電端子はインバ−タ4の出
力端子と電源線で結ばれる。インバ−タ4の指令値入力
端子は制御装置5の速度指令値出力端子と接続される。
また、インバ−タ4と制御装置5の間には通信線などの
補助配線も接続される。外部から供給される商用交流電
力6の電力線はインバ−タ4の受電端子に接続される。
さらに他の補機類にも電力は供給されるが、図示説明は
省略する。
へ配管される。吐出口9からは外部まで吐出配管10が
接続され、その途中に圧力センサ11が設けられる。圧
力センサ11の出力情報は電気信号として制御装置5に
送られるよう配線する。また、同配線は制御装置5から
圧力センサ11に電力を供給するのにも用いられる。
の表面の1ヶ所に反射テ−プ22を貼付け、それに非接
触で対抗する光反射式のセンサ21を設ける。センサ2
1はセンサアンプ23に接続され、センサアンプ23の
出力端子は計数器24の入力端子に接続される。さら
に、計数器24の出力端子は判断装置25の入力端子に
接続され、判断結果を表示する表示装置26の入力端子
は判断装置25の出力端子に接続される。判断装置はマ
イコンと周辺電子回路からなり、必要な判断基準や計算
プログラムを予め内蔵しておく。表示装置26はLCD
(液晶式表示装置)で、制御用電子回路が付属する。表示
装置26には使用者が操作可能な表示切替スイッチ27
が接続される。
れに接続し出力を電気信号に変換する変換器32を備え
る。変換器32の出力信号線は判断装置25の信号入力
端子に接続する。判断装置25には電子式の時計33が
付属し、運転時間の累計や現在時刻の情報を判断装置2
5に伝える機能を持つ。
う。商用交流電力6は制御装置5の指令にしたがって、
インバ−タ4で電圧並びに周波数変換され、目的とする
回転速度で電動機3を駆動する。電動機3の回転は動力
軸12を経て圧縮機本体2のロ−タへ伝えられる。圧縮
機本体2はロ−タの回転による作用で空気を吸入口8か
ら吸込み、圧縮して吐出口9から吐き出す。空気は大気
からエアクリ−ナ7に吸い込まれ、粉塵を除去されてか
ら吸入口8に吸い込まれる。一方、吐出口9から出た圧
縮空気は吐出管10から外部へ送り出される。その時の
吐出圧力は圧力センサ11によって常に監視され、得ら
れた吐出圧デ−タは制御装置5へ送られる。
のように動作する。圧縮空気の消費量が増加して、吐出
管10内部の圧力が低下すると、それを圧力センサ11
が感知し、制御装置5はロ−タ回転速度の加速を指令す
る。それを受けてインバ−タ4は出力周波数を上昇さ
せ、電動機3を加速し、圧縮機本体2のロ−タが加速さ
れる。圧縮機本体2は容量可変形圧縮機なので、回転速
度を増した分だけ吐出量が増加し、吐出圧力は規定の値
に回復する。圧縮空気の使用量が減少した時には逆に働
き、ロ−タ回転速度を減速して対応するので、吐出圧力
が低下し設定値に近づく。このようにして吐出圧力は圧
縮空気の消費量によらず一定を維持するように制御され
る。
うに動作する。センサ21はセンサアンプ23から電力
を供給されて、発光する。その光線は動力軸12に向か
い、反射テ−プ22がセンサ21側を向いている時のみ
反射して、センサ21に帰還する。その情報はセンサア
ンプ23に送られ、反射テ−プ22がセンサ側を向いた
時にセンサアンプ23はパルスを出力する。計数器24
はその出力パルスを数えて記憶する。したがって、圧縮
機本体2のロ−タの総回転数が計数器24の出力とな
る。圧縮機1の運転にしたがって、総回転数は次第に増
加する。
度を常に監視し、変換器32を通して判断装置25に情
報を送り続ける。また、時計33は運転時間の累計を判
断装置25の要求に応じて提供する。
回転数を監視し、判断装置25の持っている判断基準に
照らしあわせる。ここで、判断基準は総回転数が定めら
れた数値を越えたか否かであることが、最も単純であ
り、軸受交換の判断基準などに利用できる。しかし、潤
滑油の劣化による交換時期を判断する場合など、化学変
化が関与する現象では、運転時間や運転中の温度条件を
加味して定めた判断基準が適する。そこで、総回転数に
変換器32や時計33からの温度と運転時間累計の情報
を加えて、総合的に判断する。
表示装置26へ表示指令を送る。表示装置26は受けた
指令の内容に従い、使用者に伝えるメッセ−ジを表示す
る。メッセ−ジは、予め記憶されている。メッセ−ジが
緊急を要する場合には音や光による警報を出力し、使用
者の注意を喚起する機能を持たせても良い。また、危険
を回避するために、圧縮機の運転を停止させたり、減速
させる機能を持たせてもよい。
であっても、点検や部品交換の時期を見積もっておくと
重宝である。その場合には使用者が表示切替スイッチ2
7で目的とする項目を選択することによって、計数器2
4の記憶内容を表示したり、過去の使用状態から点検時
期までの時間を予想し、表示することもできる。
期や部品交換時期を判断するので、的確な時期にその表
示を行うことができる。
25と時計33を一つのマイクロコンピュ−タボ−ドあ
るいはワンチップマイコンにまとめると安価に小形化す
ることができ、信頼性も向上する。また、他の構成要素
の組合せでも同様にまとめることができる。
には電子回路を採用したので、使用環境によっては、プ
ログラムの暴走や、強力な電磁波による記憶内容の破
壊、内蔵電池の消耗による記憶内容の消去等のトラブル
が心配されることもある。その場合には機械式の計数器
を利用することもでき、その場合の作用や効果は本実施
例と変わらない。
づく第2の実施例を説明する。なお、第1の実施例と共
通する部分については説明を省略する。
系統図である。制御装置5の出力である回転速度指令値
はインバ−タ4に入力すると同時に分岐し、演算器41
に入力される。ここでは回転速度指令値はデジタルデ−
タとして扱うが、電圧値などのアナログデ−タであって
もよい。演算器41は第1の実施例における計数器24
に計時機能と演算機能を付加したものである。演算器4
1の出力情報はロ−タの総回転数で判断装置25に入力
される。演算器41と判断装置25はハ−ドウェアとし
ては一体のマイクロコンピュ−タであって、ソフトウェ
ア上で機能を分担してもよい。あるいは制御装置5を加
えて一体を成しても良い。
図1に示す第1の実施例と同一であるが、総回転数の検
出方法が異なる。
タの回転速度を時間で積分した値になる原理を活用して
いる。その原理により、回転のセンサに代えて回転速度
のセンサを備え、その出力を積分しても総回転数を得る
ことができる。本実施例では回転速度に代えて、制御装
置5の出力の速度指令値を用いる。回転速度指令値は回
転速度そのものではなく、後者は前者に追従し、定常運
転時には同一値になるが、加速時や減速時には、若干の
時間遅れのためにずれてしまう。しかし、その誤差は小
さく、また加速時と減速時には誤差の符号が逆になり、
互いに打ち消しあうので、総合的に大きな誤差になるこ
とはない。したがって、回転速度に代えて回転速度指令
値を用いても問題無い。
よって変化する回転速度52と総回転数53のグラフで
ある。図3に示すように、ロ−タの回転速度52は時間
経過にしたがいグラフ54のような変化をする。演算器
41は一定時間間隔ΔT55ごとに回転速度として回転
速度指令値を読み取る。その時の値を図3中に白丸印5
6で示す。演算器41は回転速度54と経過時間55と
の積をこれまでの総回転数53に加算する。この動作が
一定時間間隔ΔT55ごとに繰り返されるので、総回転
数は順次増加するグラフ57となる。
る量子化誤差について説明する。時間間隔ΔT55は無
限小であれば、得られた総回転数は真の積分値となる
が、実現が困難であるので、有限値となって量子化誤差
を含んでしまう。しかし、総回転数にはある程度の誤差
は許容されるので、時間間隔ΔT55が十分に短い時間
間隔であれば、これによる誤差は実用上問題無い。
い値であるN回転59を越えたと判断装置25が判断
し、表示装置26に表示を指示する。
を直接利用するので、その検出手段は信号線のみでよ
い。したがって、総回転数あるいは回転速度を検知する
高価なセンサを必要とせず、安価で簡単な表示系を実現
することができる。
づく第3の実施例を説明する。なお、第1、2の実施例
と共通する部分については説明を省略する。
系統図である。本実施例の構成は第2の実施例の構成に
記憶装置61と出力装置62を加え、判断装置25と表
示装置26の機能を強化したものである。記憶装置61
は時計機能を内蔵し、回転速度指令値を入力デ−タと
し、その時間変化を記憶し、記憶内容を外部からの要求
に応じて出力する機能を有する。出力装置62は小型プ
リンタで、随時あるいは使用者の指示により、記憶装置
61内部の記憶内容を印刷出力する機能を持つ。
ある。表示装置26は液晶ディスプレイとそれを駆動す
る制御回路ならびに表示する内容を蓄えておく記憶回路
から成立ち、記憶内容に入力した情報を加えて表面に字
やイラストを表示する機能を有する。また、表示装置2
6の表面にはタッチパネル機能を備え、使用者の指示を
入力し、制御装置5や判断装置25や出力装置62に信
号を送る機能もある。
的な作用は図2に示す第2の実施例と同一である。運転
時の表示装置の内容の一例を図5を用いて説明する。
は、使用者が定めた設定圧力が枠のみの棒グラフ72と
数値73で示され、その値に一致することを目標に制御
される吐出圧力が設定圧力のグラフ72に重ねて塗りつ
ぶした棒グラフ74で表示される。吐出圧力74は圧力
センサ11の出力である。したがって、一目で目標圧力
が実現されているか、あるいはどの程度目標とずれてい
るかがわかる。
に対する現在の吐出量の割合がグラフ75に表示され
る。この値は最高回転速度に対する現在の回転速度の比
に等しいので、回転速度指示値に定数を掛けて算出され
る。
れ、パネル上に増圧ボタン77と減圧ボタン78が表示
される。ここを指で触ることにより、その指示が制御装
置5に伝えられる。表示パネル71の表示内容は表示切
替スイッチ27を押すことで入れ替わる。その度ごと
に、表示されるパネル上のボタンの意味や機能も異な
る。したがって、多くのスイッチ類は表示パネル71に
集約されるので、通常のスイッチやボタンは少なくな
り、簡潔な操作盤の圧縮機となる。
縮機の運転により、点検時期が判断装置25によって判
断される。その結果、表示パネル71に点検の必要を伝
える「要点検」のメッセ−ジ79が表示される。メッセ
−ジ79は点滅して、使用者の注意を喚起する。また、
点検が完了すると、リセットすることにより、メッセ−
ジ79は消えて、演算機41に記憶された内容が更新さ
れ、次の点検時期を知らせるように再設定される。
の出力装置62に出力の指示をすると、記憶装置61に
蓄えられている情報が出力装置62に送られ、印刷され
る。その印刷結果の一例を図6によって説明する。
軸82が印刷されている。出力装置62で印刷された記
録紙80は右方向に送られるので、左ほど新しい情報で
ある。記録紙には負荷割合グラフ83と運転開始日付時
刻84が印刷される。負荷割合グラフ83は図5の負荷
割合75の時間変化であり、圧縮機を停止し、電源を切
断したところで途切れる。運転開始日付時刻84は運転
を開始した時の日付と時刻を時計機能より読みだし、ま
ず記録され、続いて負荷割合83が記録される。
縮機の能力をどの程度使っているか、負荷の変動はどの
程度かなどを知ることができる。
リンタを用いたが、メモリカ−ドなどの記憶媒体や通信
回線とのインタフェ−スを用いることもできる。そうす
ると、圧縮機1の設置場所から離れて、複数の圧縮機の
使用記録を集計したり、記憶内容をコンピュ−タで処理
したりすることが可能となる。
持するために負荷に応じてロ−タ回転速度が変化する圧
縮機において、点検時期や消耗部品の交換時期を的確に
明示し、高い信頼性で使いやすい可変容量形圧縮機を実
現することができる。
すグラフである。
−タ、5…制御回路、6…商用交流電力、7…エアクリ
−ナ、8………吸入口、9…吐出口、10…吐出管、1
1…圧力センサ、12…動力軸、21…センサ、22…
反射テ−プ、23…センサアンプ、24…計数器、25
…判断装置、26…表示装置、27…表示切替スイッ
チ、31…温度センサ、32…変換器、33…時計、4
1…演算器、51…時間軸、52…回転速度軸、53…
総回転数軸、54…回転速度グラフ、55…一定時間間
隔ΔT、56…回転速度の読み取り値、57…総回転数
グラフ、58…時刻T、59…しきい値のN回転、61
…記憶装置、62…出力装置、71…表示パネル、72
…設定圧力のグラフ、73…設定圧力の数値、74…吐
出圧力の値、75…負荷割合グラフ、77…増圧ボタ
ン、78…減圧ボタン、79…メッセ−ジ、80…記録
紙、81…時間軸、82…負荷割合軸、83…負荷割合
グラフ、84…運転開始日付時刻。
Claims (5)
- 【請求項1】 吐出圧力をほぼ一定に保ちながら、ロ−
タの回転速度を変えることにより単位時間当たりの被圧
縮気体の吐出量を可変する機能を有する可変容量形圧縮
機において、ロ−タの総回転数の検出手段と、前記検出
手段による検出値の記憶手段と、前記記憶手段に蓄えら
れた記憶内容を判断材料の一つとして予め設定された判
断基準と照らしあわせて使用者に対するメッセ−ジを明
示するか否かを判断する判断手段と、メッセ−ジを使用
者に表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする可
変容量形圧縮機。 - 【請求項2】 請求項1において、ロ−タの総回転数を
検出する手段として、ロ−タの回転速度あるいは回転速
度を指示する制御装置の出力情報である回転速度指令値
の少なくとも何れか一方の検出手段を備え、定められた
時間間隔でその値を検出し、検出値を時間積分すること
によって総回転数とする積分手段を備えたことを特徴と
する可変容量形圧縮機。 - 【請求項3】 請求項1あるいは請求項2において、使
用者に対する表示内容は、点検の必要な時期であるこ
と、あるいは消耗部品の交換の必要な時期であることを
を特徴とする可変容量形圧縮機。 - 【請求項4】 請求項2において、ロ−タの総回転数に
加えて、定められた時間間隔で検出したロ−タの回転速
度あるいはそれに比例した回転速度指令値を、検出した
時刻とともに記憶する記憶手段を備え、必要に応じて前
記記憶内容を出力する出力手段を備えたことを特徴とす
る可変容量形圧縮機。 - 【請求項5】 請求項1〜4において、圧縮機はインバ
−タにより可変周波数の電力供給を受ける誘導電動機に
よって回転するスクリュ−ロ−タを有するスクリュ−式
の空気圧縮機であることを特徴とする可変容量形圧縮
機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03063193A JP3300770B2 (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | 可変容量形圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03063193A JP3300770B2 (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | 可変容量形圧縮機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06249153A true JPH06249153A (ja) | 1994-09-06 |
| JP3300770B2 JP3300770B2 (ja) | 2002-07-08 |
Family
ID=12309201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03063193A Expired - Lifetime JP3300770B2 (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | 可変容量形圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3300770B2 (ja) |
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