CN103148333A - 流体旋转机械 - Google Patents

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Abstract

一种流体旋转机械，具有贮存润滑油的油槽、检测贮存于油槽的润滑油中的水分的水分检测器、和当水分检测器检测到了水分时令运转停止的控制机构，油槽为，底壁倾斜，在底壁的最低位置具有进一步向下方突出的收集部，在该收集部中设置水分检测器，收集部的容积为润滑油的总量的0.2%～3.0%之间。根据这样的构成，能够在水分混入了润滑油时安全地停止。

Description

流体旋转机械
技术领域
本发明涉及一种借助旋转力而将流体送出或者压缩的旋转泵、或者借助流体的压力而产生旋转力的流体压马达这样的流体旋转机械，更具体而言，涉及一种在包含蒸汽或者水的流体的压力或者动能与旋转轴的旋转力之间进行能量转换的流体旋转机械。
背景技术
在大多流体旋转机械中，大多具有使用泵令对轴承等进行润滑的润滑油循环的系统。在这样的装置中，一旦从令润滑油循环的系统中的一个部位、例如从一个轴承向润滑油混入了蒸汽及排水等的水分，则混入了水分的润滑油被向其他的轴承等的全部的润滑部分供给，会导致各部件的功能降低及损坏。
但是，在以往的流体旋转机械中，难以保证轴密封的完全性。例如，在使用向形成于旋转轴与壳体之间的密封空间供给压缩空气的形式的轴密封装置的蒸汽用流体旋转机械中，无法完全地确保压缩空气的供给。或者，例如，在为了螺杆的润滑以及密封而使用水的水喷射式螺杆压缩机中，借助使用压缩空气的密封装置、唇形密封件而防止水进入轴承，但同样地存在水混入润滑油的危险性。
在《轴承的健康管理》、NTN株式会社、CAT.NO.3017/J、P6中，对于水分的允许量记载为0.2体积%的水分混入是润滑油的更换极限。但是，在以往的流体旋转机械中，即便向润滑油混入了蒸汽及排水，在实际地发生不良情况之前也无法注意到水分的混入，存在会产生很大损害的问题。
发明内容
鉴于上述问题点，本发明的课题在于提供一种流体旋转机械，在向润滑油混入水分时能够安全地停止，以及不易向润滑油混入水分。
为了解决上述课题，本发明为一种流体旋转机械，在包含蒸汽或者水的流体的压力或者动能与旋转轴的旋转力之间进行能量转换，包括：油槽，贮存供给至上述流体旋转机械的润滑油；水分检测器，检测贮存于上述油槽的上述润滑油中的水分；以及控制装置，当上述水分检测器检测到既定量以上的水分时令运转停止。
根据该构成，在水分容易沉降分离的油槽中检测水分，所以能够较容易地检测水分，能够在检测到水分时令运转停止，装置不至于被损坏。此外，能够在轴承等受到损伤前促进水的排出以及油的更换，能够延长装置的寿命。
在上述本发明的流体旋转机械中，优选上述油槽为，底壁倾斜，在上述底壁的最低位置具有进一步向下方突出的收集部，在上述收集部中设置上述水分检测器。
根据该构成，通过将沉降的水分集中到较小的收集部，能够令收集部中的水分层的厚度增大，容易进行水分的检测。
上述收集部的容积优选为上述润滑油的总量的0.2%～3.0%之间。
根据该构成，有利于检测到积存了相当于能够允许混入润滑油的水分的比例的上限值的水的情况。
优选上述油槽在底部的与上述收集部分离的位置具有排出口，具有从上述排出口取出上述润滑油而向上述流体旋转机械的既定的部位供给上述润滑油的循环泵。
根据该构成，不会将积存于收集部的水引入循环泵，能够仅将润滑油供给至流体旋转机械的既定的部位。
作为上述水分检测器能够使用静电容量式传感器。
根据该构成，能够提供一种小型的传感器，检测精度高、且维护容易。
此外，本发明为一种流体旋转机械，在包含蒸汽或者水的流体的压力或者动能与旋转轴的旋转力之间进行能量转换，具有贮存向上述流体旋转机械供给的润滑油的油槽，上述油槽为，底壁倾斜，在上述底壁的最低位置具有进一步向下方突出的收集部，上述油槽在底部的与上述收集部离开的位置处具有排出口，具有从上述排出口取出上述润滑油而向上述流体旋转机械的既定的部位供给上述润滑油的循环泵。
根据该构成，不会将积存于收集部的水引入循环泵，能够仅将润滑油供给至流体旋转机械的既定的部位。
优选在上述收集部中设置上述水分检测器。
进而，优选具有在上述水分检测器检测到既定量以上的水分时令运转停止的控制装置。
上述收集部的容积优选为上述润滑油的总量的0.2%～3.0%之间。
作为上述水分检测器能够使用静电容量式传感器。
附图说明
图1是本发明的流体旋转机械的一个实施方式的蒸汽驱动式二级压缩装置的构成图。
图2是构成图1的蒸汽驱动压缩机的油槽的壳体部的立体图。
图3是图2的壳体部的剖视图。
具体实施方式
由此，参照附图说明本发明的实施方式。图1表示本发明的流体旋转机械的一个实施方式的蒸汽驱动式二级压缩装置1的构成。本实施方式的压缩装置1构成为，借助由螺杆膨胀机构成的蒸汽马达2来驱动由螺杆压缩机构成的第一级压缩机3以及第二级压缩机4。蒸汽马达2、第一级压缩机3以及第二级压缩机4的旋转轴借助齿轮箱5的齿轮机构而能够旋转地连接。此外，蒸汽马达2、第一级压缩机3以及第二级压缩机4的壳体与齿轮箱5的壳体一体地连接。
经由容量控制阀6向蒸汽马达2供给蒸汽。蒸汽马达2借助收纳于壳体内的阴阳一对的螺杆转子而将蒸汽的膨胀力转换为转子轴的旋转力。在蒸汽马达2中膨胀而压力降低了的蒸汽从蒸汽马达2排出，被废弃或者被其他的设备二次利用。
第一级压缩机3以及第二级压缩机4分别构成为，收纳于壳体内的阴阳一对的螺杆转子的转子轴经由齿轮箱5的齿轮机构而被蒸汽马达2驱动旋转，借助螺杆转子吸入空气并进行压缩。第一级压缩机3经由吸入过滤器7吸引外部气体，并将压缩后的空气排出。第二级压缩机4经由中冷器8吸入被第一级压缩机3压缩后的空气并进行压缩。第二级压缩机4排出的压缩空气经由二次冷却器9、单向阀10以及气分离器11被供给至需求设备。此外，在二次冷却器9与单向阀10之间为了防止排出压力的过度上升而具有放气阀12以及辅助放气阀13，经由设置于末端的消音器14而与将压缩空气向大气放出的流路连接。
齿轮箱5在壳体的内部收纳连接蒸汽马达2的旋转轴与第一级压缩机3的旋转轴以及第二级压缩机4的旋转轴的齿轮。此外，在壳体的下部形成有贮存对齿轮进行润滑的润滑油的油槽5a。在压缩装置1中，贮存于油槽5a的润滑油被循环泵15吸出，经由油冷却器16以及油过滤器17而被供给至蒸汽马达2、第一级压缩机3以及第二级压缩机4的轴承等的必要的部位。向油冷却器16、二次冷却器9以及中冷器8经由冷却水调节阀18而供给冷却水。
此外，在齿轮箱5的油槽5a的下部设置有对在油槽5a的下端沉降分离而积存的水分进行检测的水分检测器19。水分检测器19的检测信号被输入至对容量控制阀6、循环泵15以及冷却水调节阀18进行控制的控制器（控制机构）20。如果水分检测器19检测到水分，则控制器20关闭容量控制阀6，令循环泵15停止，关闭冷却水调节阀18。由此，压缩装置1的运转停止。
在图2以及3中表示构成本实施方式的压缩装置1的齿轮箱5的壳体的下侧部分并确定油槽5a的壳体部21。壳体部21形成为大致箱型，上部开放。壳体部21的底壁22具有以向中央单侧变低的方式平缓地倾斜的三个面，在其最低的位置处形成有进一步向下方突出而形成小的箱型的收集部23。
收集部23具有压缩装置1的润滑油的总量的体积的0.2%至3%的容积。此外，壳体部21设置有向收集部23开口的传感器孔24、和在从收集部23离开的位置以非常接近底壁的高度向侧壁开口的排出口25。在传感器孔24中安装有水分检测器19。排出口25与用于将贮存于壳体部21（油槽5a）的润滑油引出的循环泵15连接。循环泵15与用于向蒸汽马达2、第一级压缩机3以及第二级压缩机4的轴承等的既定的部位再供给润滑油的配管连接。借助这样的构成，不会将积存于收集部23的水引入循环泵15，能够将积存于壳体部21（油槽5a）的润滑油供给至第一级压缩机3以及第二级压缩机4的既定的部位。
水分检测器19是检测插入到收集部23的内部的棒状的部分的顶端部与根部之间的静电容量的静电容量式传感器，顶端部与根部由于水分而短路从而表观的静电容量变大，从而检测收集部的水分量。
水分向齿轮箱5内的混入是例如由于蒸汽马达2的轴封装置的功能不全而产生的。在蒸汽马达2中，构成为通过向形成于收纳螺杆转子的空间与收纳轴承的空间之间的轴密封空间供给压缩空气而防止蒸汽向轴承室、进而向齿轮箱5漏出。如果由于某种原因而压缩空气的供给停止，则驱动螺杆转子的蒸汽会漏出至齿轮箱5。
一般而言，水分向轴承用的润滑油的混入以0.2体积%左右为限。因而，考虑水分检测器19的大小等而确定收集部23的容积，使得水分检测器19能够检测到在收集部23中积存了不超过润滑油总量的0.2体积%的既定的体积的水这一情况。具体而言，收集部23优选具有润滑油总量的体积的0.2%～3.0%的容积。
这样一来，本实施方式的压缩装置1在轴承等损坏前检测到水分向润滑油的混入而令其运转停止。由此，能够敦促用户进行润滑油的更换，防止轴承的损坏以及螺杆转子的卡死等的装置的损伤，能够延长装置的寿命。此外，压缩装置1优选具有向用户告知由于水分混入而停止这一情况的警报装置。
本申请发明不仅能够应用于蒸汽马达这样的蒸汽膨胀机，还能够应用于蒸汽压缩机、水喷射式气体压缩机等的对含有水或者水分的流体进行处理的所有旋转机械。

Claims (10)

1.一种流体旋转机械，在包含蒸汽或者水的流体的压力或者动能与旋转轴的旋转力之间进行能量转换，包括：
油槽，贮存供给至上述流体旋转机械的润滑油；
水分检测器，检测贮存于上述油槽的上述润滑油中的水分；
以及控制装置，当上述水分检测器检测到既定量以上的水分时令运转停止。
2.根据权利要求1所述的流体旋转机械，其特征在于，
上述油槽为，底壁倾斜，在上述底壁的最低位置具有进一步向下方突出的收集部，在上述收集部中设置上述水分检测器。
3.根据权利要求2所述的流体旋转机械，其特征在于，
上述收集部的容积为上述润滑油的总量的0.2%～3.0%之间。
4.根据权利要求2所述的流体旋转机械，其特征在于，
上述油槽在底部的与上述收集部分离的位置具有排出口，
具有从上述排出口取出上述润滑油而向上述流体旋转机械的既定的部位供给上述润滑油的循环泵。
5.根据权利要求1至4的任意一项所述的流体旋转机械，其特征在于，
上述水分检测器为静电容量式传感器。
6.一种流体旋转机械，在包含蒸汽或者水的流体的压力或者动能与旋转轴的旋转力之间进行能量转换，
具有贮存向上述流体旋转机械供给的润滑油的油槽，
上述油槽为，底壁倾斜，在上述底壁的最低位置具有进一步向下方突出的收集部，
上述油槽在底部的与上述收集部离开的位置处具有排出口，
具有从上述排出口取出上述润滑油而向上述流体旋转机械的既定的部位供给上述润滑油的循环泵。
7.根据权利要求6所述的流体旋转机械，其特征在于，
在上述收集部中设置上述水分检测器。
8.根据权利要求7所述的流体旋转机械，其特征在于，
具有在上述水分检测器检测到既定量以上的水分时令运转停止的控制装置。
9.根据权利要求7所述的流体旋转机械，其特征在于，
上述收集部的容积为上述润滑油的总量的0.2%～3.0%之间。
10.根据权利要求7至9的任意一项所述的流体旋转机械，其特征在于，
上述水分检测器为静电容量式传感器。
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