供油式空气压缩机

技术领域

本发明涉及供油式空气压缩机。

背景技术

专利文献1公开了一种供油式空气压缩机。该供油式空气压缩机包括压缩机主体、分离器、和供油系统。压缩机主体为了压缩室的密封、压缩热的冷却、和转子的润滑等目的而对压缩室注入油，并对空气进行压缩。分离器从由压缩机主体排出的压缩空气中分离出油并贮存。

供油系统将用分离器贮存的油供给到压缩机主体的压缩室等。供油系统包括对油进行冷却的油冷却器、对油冷却器进行旁通的旁通配管、和与油的温度相应地调节油冷却器的分流比和旁通配管的分流比的温度调节阀。

专利文献2公开了例如判断作为车辆的发动机的润滑剂使用的油的劣化状态的技术。专利文献2中，设置检测油流通管的上游侧与下游侧的压差的压差传感器，基于由压差传感器检测出的压差运算油的粘度，对该粘度与预先设定的阈值进行比较而判断油的劣化状态。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-144685号公报

专利文献2：日本实开平02-026711号公报

发明内容

发明要解决的课题

供油式空气压缩机中使用的油，在压缩机主体与分离器之间循环，在压缩机主体中与空气一同被压缩。随着压缩机主体的运转时间经过，油的劣化进展。因此，一般而言，基于压缩机主体的运转时间，设定了油的更换时期。但是，取决于压缩机主体的使用环境和运转负载，油的劣化的进展程度变化，所以优选变更油的更换时期。

于是，考虑在供油式空气压缩机中，采用专利文献2中记载的技术判断油的劣化状态，基于该判断结果更换油。即，例如，考虑设置分别检测供油系统中的上游侧和下游侧的压力的第1和第2压力传感器，运算由第1压力传感器检测出的压力与由第2压力传感器检测出的压力之差，基于该差判断油的劣化状态，基于该判断结果更换油。

但是，第1或第2压力传感器的位置上的油的流量，与上述温度调节阀的状态、即油冷却器的分流比和旁通配管的分流比相应地变动。例如，设想在来自油冷却器的油与来自旁通配管的油汇流的汇流部的下游侧配置了第1和第2压力传感器的情况，说明详情。因为油冷却器的压力损失比旁通配管的压力损失更大，所以油冷却器的分流比越大，则第1或第2压力传感器的位置上的油的流量减少。随此，由第1压力传感器检测出的压力与由第2压力传感器检测出的压力之差也变动。从而，油的劣化状态的判断精度降低。

本发明是鉴于上述情况得出的，课题之一在于提高油的劣化状态的判断精度。

用于解决课题的方法

为了解决上述课题，应用权利要求书中记载的结构。本发明包括用于解决上述课题的多种方法，举其一例，是一种供油式空气压缩机，其包括对压缩机注入油并对空气进行压缩的压缩机主体、从由所述压缩机主体排出的压缩空气中分离出油的分离器、和将用所述分离器分离出的油供给到所述压缩机主体的压缩室的供油系统，所述供油系统包括对油进行冷却的油冷却器、对所述油冷却器进行旁通的旁通配管、和与油的温度相应地调节所述油冷却器的分流比和所述旁通配管的分流比的温度调节阀，其包括：第1压力传感器，其配置在所述供油系统中，检测油的压力；第2压力传感器，其配置在所述供油系统中的所述第1压力传感器的下游侧，检测油的压力；温度传感器，其检测所述压缩机主体的排出侧或吸入侧的空气的温度；和控制装置，其根据由所述温度传感器检测出的温度超过规定值的情况，而推算为所述油冷却器的分流比是100％、所述旁通配管的分流比是0％时，运算由所述第1压力传感器检测出的压力与由所述第2压力传感器检测出的压力之差，基于所述差判断油的劣化状态。

发明效果

根据本发明，能够提高油的劣化状态的判断精度。

另外，上述以外的课题、结构和效果将通过以下说明而说明。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式中的供油式空气压缩机的结构的概略图。

图2是表示本发明的第1实施方式中的压缩机主体的吸入侧的空气温度与排出侧的空气温度与温度调节阀的状态的关系的图。

图3是表示本发明的第2实施方式中的供油式空气压缩机的结构的概略图。

图4是表示本发明的一个变形例中的供油式空气压缩机的结构的概略图。

具体实施方式

使用图1和图2说明本发明的第1实施方式。图1是表示本实施方式中的供油式空气压缩机的结构的图。图2是表示本实施方式中的压缩机主体的吸入侧的空气温度与排出侧的空气温度与温度调节阀的状态的关系的图。

本实施方式的供油式空气压缩机1包括电动机2、被电动机2驱动的对空气进行压缩的压缩机主体3、在压缩机主体3的吸入侧设置的吸入过滤器4和吸入阀5、在压缩机主体3的排出侧设置的分离器6、与分离器6的上部连接的压缩空气系统7、在分离器6的下部与压缩机主体3之间连接的供油系统8、控制装置9、和显示装置10(详细而言，例如是显示器或指示灯)。另外，供油式空气压缩机1构成为将上述设备收纳在壳体内的压缩机单元。

压缩机主体3具有相互咬合的阴阳一对螺杆转子(图1中仅示出一方的螺杆转子)、和收纳螺杆转子的壳体，在螺杆转子的齿槽中形成了多个压缩室。螺杆转子因电动机2而旋转时，压缩室在转子的轴向(图1的右方向)上移动。压缩室经由吸入过滤器4和吸入阀5吸入空气，对空气进行压缩，向分离器6排出压缩空气。压缩机主体3为了压缩室的密封、压缩热的冷却、和转子的润滑等目的，而对压缩室注入油。

分离器6具有使含油的压缩空气旋转的旋转流路，通过离心分离而从压缩空气中一次分离出油，将分离出的油贮存。在分离器6的内部，设置了检测压缩空气的温度T1的排出温度传感器11。

压缩空气系统7将用分离器6分离后的压缩空气供给到压缩机的外部。压缩空气系统7包括通过过滤分离而从压缩空气中二次分离出油的分离器元件12、在分离器元件12的下游侧配置的调压止回阀13、在调压止回阀13的下游侧配置的对压缩空气进行冷却的后冷却器14、在后冷却器14的下游侧配置的对压缩空气进行除湿的干燥器15、和在后冷却器14与干燥器15之间配置的检测压缩空气的压力P1的排出压力传感器16。后冷却器14通过与由冷却风扇17产生的冷却风的热交换，对压缩空气进行冷却。

控制装置9具有未图示的、基于程序执行运算处理和控制处理的运算控制部(例如CPU)、和存储程序和运算处理的结果的存储部(例如ROM、RAM)等。控制装置9与未图示的运转开关的操作等相应地控制电动机2的驱动。

控制装置9可以以使由排出压力传感器16检测出的压力P1成为控制压力的方式，经由未图示的逆变器对电动机2的转速进行调节控制。另外，控制装置9可以在由排出压力传感器16检测出的压力P1上升至上限压力时，使吸入阀5成为关闭状态而切换为无负载运转，在由排出压力传感器16检测出的压力P1下降至下限压力时，使吸入阀5成为打开状态而切换为负载运转。

供油系统8通过分离器6与压缩机主体3的压力差，而将用分离器6贮存的油供给到压缩机主体3的压缩室等。供油系统8包括对油进行冷却的油冷却器18、对油冷却器18进行旁通的旁通配管19、与油的温度相应地调节油冷却器18的分流比和旁通配管19的分流比的温度调节阀20、在来自油冷却器18的油与来自旁通配管19的油汇流的汇流部的下游侧配置的除去油中的杂质的油过滤器21、在油过滤器21的上游侧(详细而言是上述汇流部的下游侧)配置的检测油的压力P2的压力传感器22A、和在油过滤器21的下游侧配置的检测油的压力P3的压力传感器22B。油冷却器18通过与由冷却风扇17产生的冷却风的热交换，对油进行冷却。

温度调节阀20是三通阀，例如构成为通过蜡的体积与油的温度相应地变化，而使油冷却器侧出口的开口率和旁通配管侧出口的开口率变化。然后，如图2所示，压缩机主体3的吸入侧的空气温度在规定范围Ts1～Ts2内的情况下，温度调节阀20以使压缩机主体3的排出侧的空气温度成为规定值Td1(详细而言是结露发生极限温度以上的温度)的方式，调节油冷却器18的分流比和旁通配管19的分流比。压缩机主体3的吸入侧的空气温度是规定值Ts2时，油冷却器18的分流比是100％，旁通配管19的分流比是0％。

压缩机主体3的吸入侧的空气温度超过规定值Ts2的情况下，油冷却器18的分流比是100％，旁通配管19的分流比是0％，压缩机主体3的排出侧空气温度超过规定值Td1。该情况下，与压缩机主体3的吸入侧的空气温度的上升相应地，压缩机主体3的排出侧的空气温度上升。

此处，作为本实施方式的最大的特征，控制装置9判断由排出温度传感器11检测出的温度T1是否超过规定值Td1，在由排出温度传感器11检测出的温度T1超过了规定值Td1的情况下，推算为油冷却器18的分流比是100％、旁通配管19的分流比是0％。此时，运算由压力传感器22A检测出的压力P2与由压力传感器22B检测出的压力P3之差ΔP，基于差ΔP判断油的劣化状态。

详细进行说明，控制装置9例如使用下式(1)，根据差ΔP运算油的运动粘度ν。式中的A是比例常数，是因压力传感器22A、22B之间的配管的长度和内径等而变化的值。式中的Q是压力传感器22A或22B的位置上的油的流量，是油冷却器18的分流比是100％、旁通配管19的分流比是0％时的值。式中的ρ是油的密度。控制装置9存储了油的温度与密度的关系，因为由排出温度传感器11检测出的压缩空气的温度与油的温度大致相同，所以求出与该温度对应的油的密度ρ。

控制装置9对使用上式(1)运算得到的运动粘度ν与预先设定的阈值进行比较，判断油的劣化状态。然后，在运动粘度ν在阈值以上的情况下，例如对显示装置10输出显示指令，使其在显示器上显示用于提示更换油的消息，或者点亮指示灯。

如上所述，本实施方式中，能够运算由压力传感器22A检测出的压力P2与由压力传感器22B检测出的压力P3之差ΔP，基于差ΔP判断油的劣化状态。另外，在由排出温度传感器11检测出的温度超过规定值Td1这样的条件、即油冷却器18的分流比是100％、旁通配管19的分流比是0％、压力传感器22A或22B的位置上的油的流量不变动的条件下，进行上述运算和判断。因此，能够提高油的劣化状态的判断精度。

使用图3说明本发明的第2实施方式。图3是表示本实施方式中的供油式空气压缩机的结构的图。另外，本实施方式中，对于与第1实施方式等同的部分附加同一符号，适当省略说明。

本实施方式的供油式空气压缩机1包括检测压缩机主体3的吸入侧的空气的温度T2的吸入温度传感器(大气温度传感器)23。

本实施方式的控制装置9判断由吸入温度传感器23检测出的温度T2是否超过规定值Ts2(参考上述图2)，在由吸入温度传感器23检测出的温度T2超过了规定值Ts2的情况下，推算为油冷却器18的分流比是100％、旁通配管19的分流比是0％。此时，运算由压力传感器22A检测出的压力P2与由压力传感器22B检测出的压力P3之差ΔP，基于差ΔP判断油的劣化状态。

详细进行说明，控制装置9例如使用上式(1)，根据差ΔP运算油的运动粘度ν。另外，控制装置9存储了油的温度与密度的关系、和压缩机主体3的吸入侧的空气的温度与排出侧的压缩空气的温度的关系，根据由吸入温度传感器23检测出的温度求出排出侧的压缩空气的温度。然后，因为压缩空气的温度与油的温度大致相同，所以求出与该油的温度对应的油的密度ρ。

控制装置9对使用上式(1)运算得到的运动粘度ν与预先设定的阈值进行比较，判断油的劣化状态。然后，在运动粘度ν在阈值以上的情况下，例如对显示装置10输出显示指令，使其在显示器上显示用于提示更换油的消息，或者点亮指示灯。

如上所述，本实施方式中，能够运算由压力传感器22A检测出的压力P2与由压力传感器22B检测出的压力P3之差ΔP，基于差ΔP判断油的劣化状态。另外，在由吸入温度传感器23检测出的温度T2超过规定值Ts2这样的条件、即油冷却器18的分流比是100％、旁通配管19的分流比是0％、压力传感器22A或22B的位置上的油的流量不变动的条件下，进行上述运算和判断。因此，能够提高油的劣化状态的判断精度。

另外，第1和第2实施方式中，以控制装置9对基于压力之差ΔP运算得到的油的运动粘度ν、与不依赖于油的温度地固定的阈值进行比较、判断油的劣化状态的情况为例进行了说明，但不限于此。例如，控制装置9也可以对基于压力之差ΔP运算得到的油的运动粘度ν、和与油的温度相应地可变的阈值进行比较，判断油的劣化状态。

另外，第1和第2实施方式中，以控制装置9基于压力之差ΔP运算油的运动粘度ν的情况为例进行了说明，但不限于此。例如，控制装置9也可以对压力之差ΔP、与不依赖于油的温度地固定的阈值进行比较，判断油的劣化状态。另外，例如，控制装置9也可以对压力之差ΔP、和与油的温度相应地可变的阈值进行比较，判断油的劣化状态。

另外，第1和第2实施方式中，以压力传感器22A配置在油过滤器21的上游侧(详细而言是来自油冷却器18的油与来自旁通配管19的油汇流的汇流部的下游侧)、压力传感器22B配置在油过滤器21的下游侧的情况为例进行了说明，但不限于此。例如，如图4所示的变形例所示，压力传感器22A也可以配置在油冷却器18的上游侧(详细而言是油分流至油冷却器18和旁通配管19的分流部的下游侧)。

另外，第1和第2实施方式中，以压缩机主体3是螺杆转子式、包括阴阳一对螺杆转子的情况为例进行了说明，但不限于此。压缩机主体例如也可以包括1个螺杆转子和多个闸转子(gate rotor)。另外，压缩机主体也可以是螺杆转子式以外的其他容积型的(详细而言是齿式或往复式等)，也可以是涡轮型的。

附图标记说明

1…供油式空气压缩机

3…压缩机主体

6…分离器

8…供油系统

9…控制装置

10…显示装置

11…排出温度传感器

18…油冷却器

19…旁通配管

20…温度调节阀

21…油过滤器

22A、22B…压力传感器

23…吸入温度传感器。