JPH08296565A

JPH08296565A - 圧縮機の台数制御装置

Info

Publication number: JPH08296565A
Application number: JP10187995A
Authority: JP
Inventors: Hajime Nakamura; 中村　　元
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1995-04-26
Filing date: 1995-04-26
Publication date: 1996-11-12

Abstract

(57)【要約】【目的】運転効率の向上を可能とした圧縮機の台数制
御装置を提供する。【構成】大容量圧縮機Ａ₁〜Ａ₃，小容量圧縮機ａ₁〜
ａ₃を並列に配置し、各圧縮機からの吐出流路を１本の
流路に合流させてレシーバタンク１に至らせ、このレシ
ーバタンク１から圧縮ガスを負荷に送り出すガス圧縮設
備のレシーバタンク１に至る吐出流路に設けた圧力スイ
ッチ２と、大容量圧縮機Ａ₁の運転中、圧力スイッチ２
から検出圧力を示す信号を受けて、予め定めた設定圧力
をＰ₁＜Ｐ₂＜Ｐ₃＜Ｐ₄として、上記検出圧力がＰ₂以下
の場合、大容量圧縮機Ａ₁を負荷運転状態とし、上記検
出圧力がＰ₁以下の場合には、小容量圧縮機ａ₁〜ａ₃の
内の１台を優先して追起動を行わせ、上記検出圧力がＰ
₃以上の場合は大容量圧縮機Ａ₁を無負荷運転状態とし、
上記検出圧力がＰ₄以上の場合には大容量圧縮機Ａ₁を停
止させるとともに、他の作動中の容量調節可能な圧縮機
を無負荷運転状態とする制御部３とから形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数台の圧縮機の作動
状態を負荷変動に応じて制御する圧縮機の台数制御装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、圧縮機より負荷への供給圧力の変
化値を算出する圧力変化算出部と、圧縮機からの吐出流
量と負荷への供給流量との差である過不足流量を算出す
る過不足流量算出部と、上記過不足流量と上記吐出流量
とから上記供給流量を算出する供給流量算出部とを備え
た圧縮機の台数制御装置が公知である（特公平２−６１
６３４号公報）。この台数制御装置の場合、同一容量の
複数台の圧縮機に対して適用され、圧縮機の吐出部に設
けた圧力センサによる検出圧力に基づき上記圧力変化算
出部で微小時間の間での上記吐出部における圧力変化、
即ちΔＰ／Δｔが算出されるようになっている。また、
上記過不足流量算出部で上記微小時間Δｔに対する上記
圧力変化の割合ΔＰ／Δｔから、上記吐出部からの流量
と負荷への流量との間の過不足流量ΔＱが算出される。

【０００３】即ち、圧縮機の吐出部から負荷に至る配管
やリザーブタンク等のバッファの容量をＶとすると、上
記過不足流量ΔＱは、次式 ΔＱ＝(ΔＰ／ΔＱ)・(Ｖ／１．０３３）より求められる。一方、上記吐出部に設けた流量センサ
による検出流量Ｑと上記過不足流量ΔＱとから、上記供
給流量算出部で上記負荷への供給流量Ｑ′（＝Ｑ−Δ
Ｑ)が算出される。このようにして、この供給流量Ｑ′
を求めることにより、効果的な圧縮機の台数制御を行う
ことが意図されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の装置では、
上記過不足流量を求める計算式の係数であるバッファの
容積は、バッファタンク以外の配管容積等を含んだもの
となっている。このため、このバッファ容積を予め求め
ておくのは困難である。また、設備の変更等によりバッ
ファ容積が変更になると、上記係数の変更を行わなけれ
ばならない等の問題がある。また、負荷への供給流量を
算出するために上記吐出部に圧力センサ、および流量セ
ンサを設ける必要がある。さらに、圧縮機の台数制御の
ために負荷への供給流量を算出しなければならない等の
問題がある。

【０００５】さらにまた、上記従来の装置では、各圧縮
機は、同一容量のものに限られる。本発明は、斯る従来
の問題点を課題としてなされたもので、圧縮機から負荷
までの容積とは別個に、負荷量に応じて、圧縮機の負荷
／無負荷運転、および起動／停止の適切な切換えによる
運転効率の向上を可能とした圧縮機の台数制御装置を提
供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第１発明は、少なくとも１台の容量調節可能な大容
量圧縮機と、この圧縮機の容量よりも小さい容量の小容
量圧縮機を並列に配置し、各圧縮機からの吐出流路を１
本の流路に合流させてレシーバタンクに至らせ、このレ
シーバタンクから圧縮ガスを負荷に送り出すガス圧縮設
備の上記レシーバタンクに至る吐出流路に圧力検出可能
に設けた圧力スイッチと、上記大容量圧縮機の運転中、
上記圧力スイッチから検出圧力を示す信号を受けて、第
１設定圧力＜第２設定圧力＜第３設定圧力＜第４設定圧
力として、上記検出圧力が第２設定圧力以下の場合、上
記大容量圧縮機を負荷運転状態とし、上記検出圧力が第
１設定圧力以下の場合には、上記小容量圧縮機を優先し
て追起動を行わせ、上記検出圧力が第３設定圧力以上の
場合は上記大容量圧縮機を無負荷運転状態とし、上記検
出圧力が第４設定圧力以上の場合には上記大容量圧縮機
を停止させるとともに、他の作動中の容量調節可能な圧
縮機を無負荷運転状態とし、圧縮機の負荷時間が設定値
以下でなく、或は無負荷運転時間が設定値以上でない場
合で、かつ負荷率が設定値以下でない場合には、上述し
た制御を繰り返し、その他の場合には、上記大容量圧縮
機の停止、および上記小容量圧縮機の１台を追起動を行
わせる制御部とから形成した。

【０００７】また、第２発明は、大容量圧縮機と、この
圧縮機の容量よりも小さい容量の小容量圧縮機を並列に
配置し、各圧縮機からの吐出流路を１本の流路に合流さ
せてレシーバタンクに至らせ、このレシーバタンクから
圧縮ガスを負荷に送り出すガス圧縮設備の上記レシーバ
タンクに至る吐出流路に圧力検出可能に設けた圧力スイ
ッチと、圧縮機の運転中、この圧力スイッチから検出圧
力を示す信号を受けて、この信号から、単位時間当たり
の圧力変化率を求め、負荷流量と圧縮機吐出流量との差
を算出して、この値に近い容量の圧縮機を起動させる制
御部とから形成した。

【０００８】さらに、第３発明は、大容量圧縮機と、こ
の圧縮機の容量よりも小さい容量の小容量圧縮機を並列
に配置し、各圧縮機からの吐出流路を１本の流路に合流
させてレシーバタンクに至らせ、このレシーバタンクか
ら圧縮ガスを負荷に送り出すガス圧縮設備の上記レシー
バタンクに至る吐出流路に圧力検出可能に設けた圧力ス
イッチと、圧縮機の運転中、この圧力スイッチから検出
圧力を示す信号を受けて、この信号から、単位時間当た
りの圧力変化率を求め、負荷流量と圧縮機吐出流量との
差を算出し、上記検出圧力が最低保証圧力に達するまで
の時間を求め、この時間内に上記検出圧力が正常範囲に
戻せる圧縮機を選択し、起動させる制御部とから形成し
た。

【０００９】

【作用】上記発明のように構成することにより、流量セ
ンサを用いることなく、適切な容量の圧縮機を選択して
吐出側の圧力を正常範囲内に維持できるようになる。

【００１０】

【実施例】次に、本発明の一実施例を図面にしたがって
説明する。図１は、第１発明に係る圧縮機の台数制御装
置を適用したガス圧縮設備を示し、大容量の圧縮機、例
えば３台の圧縮機Ａ₁，Ａ₂，Ａ₃、小容量の圧縮機、例
えば３台の圧縮機ａ₁，ａ₂，ａ₃が設けてある。各圧縮
機の吐出流路は１本の流路に合流して、レシーバタンク
１に至り、レシーバタンク１からは負荷に至る流路が延
びている。各圧縮機からレシーバタンク１に至る間(レ
シーバタンク１を含む)、例えば本実施例では、レシー
バタンク１に、この内部の圧力を検出する圧力スイッチ
２が設けてある。そして、この圧力スイッチ２による検
出圧力の信号は制御部３に入力され、この信号に基づ
き、制御部３により、以下に詳述するように、上記各圧
縮機に対して起動／停止、負荷／無負荷運転の指示の信
号が与えられ、その台数制御が行われるように形成して
ある。

【００１１】今、一例として、圧縮機ａ₁，ａ₂，ａ₃の
容量は、圧縮機Ａ₁，Ａ₂，Ａ₃の容量の３０％の大きさ
とする。また、レシーバタンク１と、このレシーバタン
ク１の２次側の配管の容量をＶとする。さらに、圧力ス
イッチ２は、具体的には、第１，第２，第３および第４
設定圧力でオンからオフに切換わる４個の接点ＰＳＬ，
ＰＳＨ，ＰＳＬＬ、およびＰＳＨＨを内蔵しており、例
えば接点ＰＳＬＬが圧力５．５ｋｇｆ／ｃｍ²以下でオ
ン、接点ＰＳＬが圧力５．８ｋｇｆ／ｃｍ²以下でオ
ン、接点ＰＳＨが圧力６．８ｋｇｆ／ｃｍ²以上でオ
フ、接点ＰＳＨＨが圧力７．１ｋｇｆ／ｃｍ²以上でオ
フになるように設定されているとする。

【００１２】図２は、上記構成からなる装置における圧
縮機の台数制御の内容を示したもので、これについて説
明する。なお、以下“Ｓ"はステップを表すものとす
る。少なくとも１台の大容量の圧縮機、例えば圧縮機Ａ
₁が作動している場合を考える(Ｓ１)。この圧縮機Ａ
₁は、負荷運転状態、或は無負荷運転状態のいずれの場
合もあり得る。圧力が５．５ｋｇｆ／ｃｍ²から７．１
ｋｇｆ／ｃｍ²の間の場合には、圧力の調整は、圧縮機
Ａ₁の容量調整により行われる。圧縮機Ａ₁は、接点ＰＳ
Ｌがオンに切換わると(Ｓ２)、負荷運転状態となり(Ｓ
３)、ＰＳＨがオフに切換わると(Ｓ４)、無負荷運転状
態となる(Ｓ５)。したがって、例えば、圧縮機Ａ₁が無
負荷運転状態で、圧力が７ｋｇｆ／ｃｍ²から低下して
ゆく場合、圧力が５．８ｋｇｆ／ｃｍ²まで無負荷運転
状態を保ち、圧縮機Ａ₁が５．６ｋｇｆ／ｃｍ²から上昇
してゆく場合、圧力が６．８ｋｇｆ／ｃｍ²までは負荷
運転状態で容量調整が行われる。

【００１３】圧力が低下して、５．５ｋｇｆ／ｃｍ²以
下となり、接点ＰＳＬＬがオンに切換わると(Ｓ６)、小
容量の圧縮機ａ₁，ａ₂，ａ₃の内の１台が追起動される
(Ｓ７)。そして、作動中の圧縮機の内容が変わるため
（大容量の圧縮機に加えて小容量の圧縮機が加わる）、
別の、即ち大容量の圧縮機と小容量の圧縮機の組み合わ
せの場合における台数制御フローに移る。一方、圧力が
上昇して、７．１ｋｇｆ／ｃｍ²以上となり、接点ＰＳ
ＨＨがオフに切換わると(Ｓ８)、圧縮機Ａ₁は停止状態
となるとともに、他に作動している圧縮機がある場合に
は、この残りの圧縮機を無負荷運転状態にする(Ｓ９)。
制御の開始時に、圧縮機Ａ₁以外に大容量の圧縮機が作
動している場合には、その内の１台の大容量の圧縮機、
例えば圧縮機Ａ₂を圧縮機Ａ₁に代えて、上記Ｓ１からの
制御を繰り返す。これに対して、制御の開始時に、大容
量の圧縮機Ａ₁の１台のみが作動している場合には、別
の、即ち小容量の圧縮機のみの場合における台数制御フ
ローに移る。

【００１４】ところで、制御部３では、上記負荷運転状
態の時間(負荷運転時間)と上記無負荷運転状態の時間
(無負荷運転時間)との計測が行われ、負荷率(＝負荷運
転時間／(負荷運転時間＋無負荷運転時間))が算出され
る。例えば、今圧縮機Ａ₁１台が運転中にロード／アン
ロードの繰り返しを３周期行った場合に、ロード時間が
２分、アンロード時間が１０分であったとすると、負荷
率は２０％である。つまり、１２分（今回は３周期）の
間に圧縮機Ａ₁は２０％の負荷運転しか行っていないこ
とになる。この場合、台数制御装置は、負荷率が３０％
以下と判断し、圧縮機Ａ₁の３０％容量の圧縮機ａ₁を起
動し、圧縮機Ａ₁を停止させる（圧縮機Ａ₁の５０％容量
の圧縮機がある場合は、圧縮機Ａ₁の負荷率が５０％以
下になれば、５０％容量の圧縮機を起動し、圧縮機Ａ₁
を停止させればよい）。この負荷率の判定を用いれば、
配管等のバッファの容積（量）とは無関係に負荷量に見
合った圧縮機の運転が行える。一方、配管等のバッファ
容量がわかる場合には、バッファ容量をＶ(単位:ｍ³)、
圧縮機Ａ₁の負荷運転時の吐出量、即ち容量をＭ(単位:
ｍ³／ｍｉｎ)、負荷への流量をＱ(単位:ｍ³／ｍｉｎ)と
すると、例えば負荷率３０％のときの負荷運転時間ｔ
(単位:ｍｉｎ)は、次式Ｍ・{１−(Ｑ／Ｍ)}＝Ｖより、また、負荷率が３０％である故、(Ｑ／Ｍ)が０.
３であるため、ｔ＝Ｖ／(Ｍ×０.７) 但し、０＜Ｑ／Ｍ＜１となる。

【００１５】一方、無負荷運転時間ｔは、次式Ｍ・(Ｑ／Ｍ)・ｔ＝Ｖより、また、(Ｑ／Ｍ)が０.３であるため、ｔ＝Ｖ／（０.３Ｍ）となる。つまり、圧縮機Ａ₁が負荷運転状態にある場合
は(Ｓ３)、その負荷運転時間ｔが、Ｖ／(０.７Ｍ)より
短いか否かが判断され(Ｓ１０)、圧縮機Ａ₁が無負荷運
転している場合は(Ｓ５)、その無負荷運転時間ｔがＶ／
(０.３Ｍ)より長いか否かが判断される(Ｓ１１)。

【００１６】そして、上記判断の結果、ＮＯの場合は、
さらに圧縮機Ａ₁の負荷率が３０％以下か否かの判断が
なされ(Ｓ１２)、ＹＥＳの場合は、吐出能力の３０％以
下の吐出能力の圧縮機に切り換えても、レシーバタンク
２内の圧力は維持できるため、圧縮機Ａ₁は停止させら
れ、小容量の圧縮機ａ₁，ａ₂，ａ₃の内の１台、例えば
圧縮機ａ₁が起動される(Ｓ１３)。そして、作動中の圧
縮機の内容が変わるため、別の台数制御フローに移る。
一方、上述した圧縮機Ａ₁の負荷運転時間ｔが、Ｖ／
(０.７Ｍ)より短いか否かの判断(Ｓ１０)、圧縮機Ａ₁の
無負荷運転時間ｔがＶ／(０.３Ｍ)より長いか否かの判
断(Ｓ１１)の結果ＹＥＳの場合は、直ちに圧縮機Ａ₁は
停止させられ、小容量の圧縮機ａ₁，ａ₂，ａ₃の内の１
台、例えば圧縮機ａ₁が起動される(Ｓ１３)。そして、
Ｓ１に進んだ後は、作動中の圧縮機の内容が変わるた
め、別の台数制御フローに移る。

【００１７】また、上述した圧縮機Ａ₁の負荷率が３０
％以下か否かの判断(Ｓ１２)の結果、ＮＯの場合は、圧
縮機Ａ₁の運転を続行させ(Ｓ１)、上記制御を繰り返
す。なお、バッファ容量Ｖが判らないとき、負荷率は、
上述したように負荷運転時間と無負荷運転時間とから求
められる。上述した例の場合、圧縮機Ａ₁の容量より小
さく、かつこの次に大きな容量を有する圧縮機は、圧縮
機Ａ₁の吐出能力の３０％の吐出能力の圧縮機ａ₁，
ａ₂，ａ₃であるので、負荷率が３０％以下になったと
き、圧縮機ａ₁，ａ₂，ａ₃の内の１台と運転切換えを行
うようになっている。なお、本発明は、圧縮機の台数を
制限するものではない。

【００１８】図３は、第２発明に係る圧縮機の台数制御
装置を適用したガス圧縮設備を示し、図１に示す設備と
は、制御部３に代えて制御部１３を採用した点を除き、
他は実質的に同一であり、互いに共通する部分について
は同一番号を付して説明を省略する。一例として、圧縮
機ａ₁，ａ₂，ａ₃，の容量は、圧縮機Ａ₁，Ａ₂，Ａ₃の容
量の３０％の大きさとする点、圧力スイッチ２が４個の
接点ＰＳＬＬ，ＰＳＬ，ＰＳＨ、およびＰＳＨＨを内蔵
し、上述した圧力で作動する点についても通りである。
そして、圧縮機の台数制御信号は制御部１３から出力さ
れ、接点ＰＳＨＨがオンに切換わることにより、運転中
機がすべて無負荷運転状態になり、先発機のうちの１台
が停止する。また、先発機としては小容量機が優先的に
選択され、起動順位も小容量機から優先的に起動される
ようになっている。大容量機は、小容量機が、既にすべ
て運転中となっているときに限り起動される。

【００１９】今、小容量機の内、例えば圧縮機ａ₁が運
転中で、負荷への流量（負荷流量）が、小容量機１台の
容量＋大容量機１台の容量に変化したとする。ここで、
簡単のために、大容量機１台の容量を１００ｍ³／ｍｉ
ｎ、小容量機１台の容量を３０ｍ³／ｍｉｎとする。し
たがって、上述した例の場合、負荷流量が３０ｍ³／ｍ
ｉｎから１３０ｍ³／ｍｉｎに変化したことになる。こ
の場合、従来通常であれば、圧縮機ａ₁が起動している
状態から圧縮機ａ₂の起動、さらに圧縮機ａ₃の起動が行
われる。そして容量不足の場合には、その後、大容量の
圧縮機Ａ₁を起動し、圧縮機ａ₁，ａ₂，ａ₃の内の２台が
接点ＰＳＨＨがオフになることにより停止させられるこ
とになる。

【００２０】ここで、バッファ容量をＶ（ｍ³）とし、
圧力変化率Δｐ／Δｔ(Δｐ:圧力変化量，Δｔ:経過時
間)を算出すると、次式で、次に起動すべき圧縮機を選
定することができ、上述した従来のような起動，停止を
繰り返す必要がなくなる。 ΔＱ＝(Δｐ×Ｖ)／Δｔ上述したように、圧縮機ａ₁のみの運転中に、負荷流量
が１３０ｍ³／ｍｉｎに増加した場合、負荷流量とレシ
ーバタンク１への吐出流量との流量差ΔＱが１００ｍ³
／ｍｉｎと算出され、さらに大容量の圧縮機Ａ₁〜Ａ₃の
内の１台の運転を始めればよいと判断される。このよう
にすることにより、省エネルギを実現できる。

【００２１】ついで、圧縮機Ａ₁の１台だけが運転中の
とき(負荷流量が１００ｍ³／ｍｉｎのとき)に、負荷流
量が２０ｍ³／ｍｉｎまで、徐々に減少していった場
合、容量が１００ｍ³／ｍｉｎの大容量の圧縮機の運転
を続けるよりも、容量が３０ｍ³／ｍｉｎの圧縮機のみ
の運転に切換えた方が、効率がよい。したがって、この
装置では、圧縮機運転中の負荷率を常時算出し、この算
出した負荷率により圧縮機の運転状態の切換えを行うよ
うになっている。

【００２２】即ち、圧縮機Ａ₁は、流量２０ｍ³／ｍｉｎ
の負荷に対応するために、運転時間の内の２０％につい
ては負荷運転状態で、残る８０％については無負荷運転
状態になるようになっている。この負荷運転と無負荷運
転を繰り返す圧縮機の一定周期の間の負荷運転の時間を
この一定周期の時間で割った値が負荷率で、この負荷率
から運転状態を如何に切り換えるかの判断ができ、省エ
ネルギの実現が可能となる。また、この負荷率や圧力変
化率は、圧力が第４設定圧力、上記の例では７．１ｋｇ
ｆ／ｃｍ²以上または第１設定圧力５．５ｋｇｆ／ｃｍ²
以下になる前に、各圧縮機の起動，停止の必要性の判断
ができるため、圧力変動を小さく抑えることが可能にな
る。

【００２３】図４は、第３発明に係る圧縮機の台数制御
装置を適用したガス圧縮設備を示し、図１に示す設備と
は、圧力スイッチ２，制御部３に代えて圧力スイッチ１
２，制御部２３を採用した点を除き、他は実質的に同一
であり、互いに共通する部分については同一番号を付し
て説明を省略する。圧縮機Ａ₁〜Ａ_n，ａ₁〜ａ_nは台数制
御の対象となる圧縮機群で、圧縮機ａ₁〜ａ_nの容量は圧
縮機Ａ₁〜Ａ_nの容量よりも小さい。また、停止状態から
容量の１００％を吐出する圧送状態になるまでの時間
（以下、起動時間という）は、圧縮機ａ₁〜ａ_nよりも圧
縮機Ａ₁〜Ａ_nの方が長い。圧力スイッチ１２からの検出
圧力を示す圧力信号は台数制御装置２３に入力され、こ
の圧力信号に基づき、制御部２３により各圧縮機の起動
／停止、負荷運転／無負荷運転を行わせる制御が行われ
るようになっている。

【００２４】ここで、簡単のために、圧縮機Ａ₁〜Ａ_nの
容量、即ち１００％吐出量を１０ｍ³／ｓｅｃ，圧縮機
ａ₁〜ａ_nの１００％吐出量を３ｍ³／ｓｅｃとし、起動
時間は、圧縮機Ａ₁〜Ａ_nが２０ｓｅｃ、圧縮機ａ₁〜ａ_n
が５ｓｅｃとする。また、バッファ容量Ｖは１００ｍ³
とし、最低保障圧力、即ち上記第１設定圧力に相当する
圧力を６ｋｇｆ／ｃｍ²とする。さらに、軸動力と効率
は圧縮機ａ₁〜ａ_nについては負荷運転時では、１００ｋ
ｗで８０％、無負荷運転時では、２０ｋｗで７０％で、
圧縮機Ａ₁〜Ａ_nについては、負荷運転時では、３５０ｋ
ｗで９５％、無負荷運転時では、７０ｋｗで８０％とす
る。一般的に、駆動モータの小さい小容量圧縮機より駆
動モータの大きい大容量圧縮機の方が効率がよく、無負
荷運転時よりも負荷運転時の方が効率がよく、無負荷運
転させるのは大容量圧縮機よりも小容量圧縮機の方が好
ましいといえる。

【００２５】そして、例えば小容量の圧縮機ａ₁，ａ₂が
起動中であって、この内、圧縮機ａ₁が容量調整機で、
圧縮機ａ₂が負荷運転機であり、負荷への流量（負荷流
量）が５ｍ³／ｓｅｃであるとする。この状態から、負
荷流量が瞬間的に１４ｍ³／ｓｅｃに変化すると、圧縮
機ａ₁，ａ₂共に負荷運転状態となり、負荷流量とレシー
バタンク１への吐出流量との流量差ΔＱは８ｍ³／ｓｅ
ｃとなる。なお、このときの最低保障圧力Ｐ₂を６．６
４ｋｇｆ／ｃｍ²とする。

【００２６】ここで、バッファ圧力が最低保障圧力に達
するまでの時間Ｔ（ｓｅｃ）は、次式Ｔ＝{(Ｐ₁−Ｐ₂）×Ｖ}／ΔＱ但し、Ｐ₁: レシーバタンク７内の現状の圧力Ｐ₂: レシーバタンク７内の最低保障圧力より求められ、具体的には、Ｔ＝０．６４ｋｇｆ／ｃｍ²×１００ｍ³÷８ｍ³／ｓｅｃより、８秒と算出され、この結果大容量の圧縮機Ａ_m(１
≦ｍ≦ｎ)を起動しても間に合わないと判断される(圧縮
機Ａ_mの起動時間は２０ｓｅｃ)。この場合、まず時間Ｔ
以内に、流量差ΔＱを満足する圧縮機の組み合わせが選
択され、その組み合わせの圧縮機が起動される。つま
り、圧縮機ａ₃，ａ₄，ａ₅が起動させられ、まず最低保
障圧力が確保される。

【００２７】レシーバタンク１内の圧力が安定した時点
で、運転中の圧縮機全吐出量からΔＱを減算した、圧縮
機からの単位時間当たりの吐出量Ｑｒを満足し、かつ最
も消費電力が少ない圧縮機の組み合わせへの切換えが行
われる。これまでのところ、圧縮機ａ₁〜ａ₅が運転中で
あり、運転中、圧縮機の１００％吐出量が１５ｍ³／ｓ
ｅｃであり、流量差ΔＱが１ｍ³／ｓｅｃである事か
ら、１４ｍ³／ｓｅｃの負荷流量に対する、より経済的
な圧縮機の組み合わせの選択がなされる。

【００２８】例えば、この圧縮機の組み合わせとして、
圧縮機ａ₁〜ａ_nの内から、５台を選択して運転する場合
と、圧縮機ａ₁〜ａ_nの内の２台と圧縮機Ａ₁〜Ａ_nの内の
１台を選択して運転する場合とを比較する。前者の圧縮
機ａ₁〜ａ_nのうちから５台を選択して運転する場合は、
４台が負荷運転して、その吐出量は１２ｍ³／ｓｅｃ
で、残りの負荷流量２ｍ³／ｓｅｃに対して、１００％
吐出量３ｍ³／ｓｅｃの圧縮機１台で対応するため、消
費電力Ｗ（ｋｗ）は、Ｗ＝１００ｋｗ／(０．８×４台) ＋[１００ｋｗ／{０．８×(２／３台)} ＋２０ｋｗ／{０．７×(１／３台)}] ＝５９３ｋｗ／ｈｒとなる。

【００２９】一方、後者の圧縮機ａ₁〜ａ_nの内の２台
と、圧縮機Ａ₁〜Ａ_nの内の１台とを運転する場合、圧縮
機Ａ₁〜Ａ_nの内の１台と圧縮機ａ₁〜ａ_nの内の１台が負
荷運転し、その吐出量は１３ｍ³／ｓｅｃで、残りの負
荷流量１ｍ³／ｓｅｃに対して、１００％吐出量３ｍ³／
ｓｅｃの圧縮機１台で対応するため、消費電力Ｗは、Ｗ＝１００ｋｗ／(０．８×１台)＋３５０ｋｗ／(０．９５×１台) ＋[１００ｋｗ／{０．８×(１／３台)} ＋２０ｋｗ／{０．７×(２／３台)}] ＝５５４ｋｗ／ｈｒとなる。したがって、後者の方が消費電力が少ないとの
判定がなされ、後者の方に運転切換えが行われる。この
ように運転することにより、起動時間特性の異なる圧縮
機、および容量の異なる圧縮機の効率のよい台数制御が
行える。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、第１発
明によれば、少なくとも１台の容量調節可能な大容量圧
縮機と、この圧縮機の容量よりも小さい容量の小容量圧
縮機を並列に配置し、各圧縮機からの吐出流路を１本の
流路に合流させてレシーバタンクに至らせ、このレシー
バタンクから圧縮ガスを負荷に送り出すガス圧縮設備の
上記レシーバタンクに至る吐出流路に圧力検出可能に設
けた圧力スイッチと、上記大容量圧縮機の運転中、上記
圧力スイッチから検出圧力を示す信号を受けて、第１設
定圧力＜第２設定圧力＜第３設定圧力＜第４設定圧力と
して、上記検出圧力が第２設定圧力以下の場合、上記大
容量圧縮機を負荷運転状態とし、上記検出圧力が第１設
定圧力以下の場合には、上記小容量圧縮機を優先して追
起動を行わせ、上記検出圧力が第３設定圧力以上の場合
は上記大容量圧縮機を無負荷運転状態とし、上記検出圧
力が第４設定圧力以上の場合には上記大容量圧縮機を停
止させるとともに、他の作動中の容量調節可能な圧縮機
を無負荷運転状態とし、圧縮機の負荷時間が設定値以下
でなく、或は無負荷運転時間が設定値以上でない場合
で、かつ負荷率が設定値以下でない場合には、上述した
制御を繰り返し、その他の場合には、上記大容量圧縮機
の停止、および上記小容量圧縮機の１台を追起動を行わ
せる制御部とから形成してある。

【００３１】また、第２発明によれば、大容量圧縮機
と、この圧縮機の容量よりも小さい容量の小容量圧縮機
を並列に配置し、各圧縮機からの吐出流路を１本の流路
に合流させてレシーバタンクに至らせ、このレシーバタ
ンクから圧縮ガスを負荷に送り出すガス圧縮設備の上記
レシーバタンクに至る吐出流路に圧力検出可能に設けた
圧力スイッチと、圧縮機の運転中、この圧力スイッチか
ら検出圧力を示す信号を受けて、この信号から、単位時
間当たりの圧力変化率を求め、負荷流量と圧縮機吐出流
量との差を算出して、この値に近い容量の圧縮機を起動
させる制御部とから形成してある。

【００３２】さらに、第３発明によれば、大容量圧縮機
と、この圧縮機の容量よりも小さい容量の小容量圧縮機
を並列に配置し、各圧縮機からの吐出流路を１本の流路
に合流させてレシーバタンクに至らせ、このレシーバタ
ンクから圧縮ガスを負荷に送り出すガス圧縮設備の上記
レシーバタンクに至る吐出流路に圧力検出可能に設けた
圧力スイッチと、圧縮機の運転中、この圧力スイッチか
ら検出圧力を示す信号を受けて、この信号から、単位時
間当たりの圧力変化率を求め、負荷流量と圧縮機吐出流
量との差を算出し、上記検出圧力が最低保証圧力に達す
るまでの時間を求め、この時間内に上記検出圧力が正常
範囲に戻せる圧縮機を選択し、起動させる制御部とから
形成してある。

【００３３】このため、圧縮機から負荷までの容積とは
別個に、負荷量に応じて、圧縮機の負荷／無負荷運転、
および起動／停止の適切な切換えによる運転効率の向上
を可能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１発明にかかる圧縮機の台数制御装置を適
用したガス圧縮設備の全体構成の概略を示す図である。

【図２】図１に示す装置における台数制御の内容を示
すフローチャートである。

【図３】第２発明にかかる圧縮機の台数制御装置を適
用したガス圧縮設備の全体構成の概略を示す図である。

【図４】第３発明にかかる圧縮機の台数制御装置を適
用したガス圧縮設備の全体構成の概略を示す図である。

【符号の説明】

１リシーバタンク２圧力スイッチ３，１３，２３制御部１２圧力スイッチＡ₁〜Ａ_n 大容量圧縮機ａ₁〜ａ_n 小容量圧縮機

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１台の容量調節可能な大容量
圧縮機と、この圧縮機の容量よりも小さい容量の小容量
圧縮機を並列に配置し、各圧縮機からの吐出流路を１本
の流路に合流させてレシーバタンクに至らせ、このレシ
ーバタンクから圧縮ガスを負荷に送り出すガス圧縮設備
の上記レシーバタンクに至る吐出流路に圧力検出可能に
設けた圧力スイッチと、上記大容量圧縮機の運転中、上
記圧力スイッチから検出圧力を示す信号を受けて、第１
設定圧力＜第２設定圧力＜第３設定圧力＜第４設定圧力
として、上記検出圧力が第２設定圧力以下の場合、上記
大容量圧縮機を負荷運転状態とし、上記検出圧力が第１
設定圧力以下の場合には、上記小容量圧縮機を優先して
追起動を行わせ、上記検出圧力が第３設定圧力以上の場
合は上記大容量圧縮機を無負荷運転状態とし、上記検出
圧力が第４設定圧力以上の場合には上記大容量圧縮機を
停止させるとともに、他の作動中の容量調節可能な圧縮
機を無負荷運転状態とし、圧縮機の負荷時間が設定値以
下でなく、或は無負荷運転時間が設定値以上でない場合
で、かつ負荷率が設定値以下でない場合には、上述した
制御を繰り返し、その他の場合には、上記大容量圧縮機
の停止、および上記小容量圧縮機の１台を追起動を行わ
せる制御部とから形成したことを特徴とする圧縮機の台
数制御装置。
【請求項２】大容量圧縮機と、この圧縮機の容量より
も小さい容量の小容量圧縮機を並列に配置し、各圧縮機
からの吐出流路を１本の流路に合流させてレシーバタン
クに至らせ、このレシーバタンクから圧縮ガスを負荷に
送り出すガス圧縮設備の上記レシーバタンクに至る吐出
流路に圧力検出可能に設けた圧力スイッチと、圧縮機の
運転中、この圧力スイッチから検出圧力を示す信号を受
けて、この信号から、単位時間当たりの圧力変化率を求
め、負荷流量と圧縮機吐出流量との差を算出して、この
値に近い容量の圧縮機を起動させる制御部とから形成し
たことを特徴とする圧縮機の台数制御装置。
【請求項３】大容量圧縮機と、この圧縮機の容量より
も小さい容量の小容量圧縮機を並列に配置し、各圧縮機
からの吐出流路を１本の流路に合流させてレシーバタン
クに至らせ、このレシーバタンクから圧縮ガスを負荷に
送り出すガス圧縮設備の上記レシーバタンクに至る吐出
流路に圧力検出可能に設けた圧力スイッチと、圧縮機の
運転中、この圧力スイッチから検出圧力を示す信号を受
けて、この信号から、単位時間当たりの圧力変化率を求
め、負荷流量と圧縮機吐出流量との差を算出し、上記検
出圧力が最低保証圧力に達するまでの時間を求め、この
時間内に上記検出圧力が正常範囲に戻せる圧縮機を選択
し、起動させる制御部とから形成したことを特徴とする
圧縮機の制御装置。