CN106574614B - 压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够计算出正确的到维护所需的时间的压缩机。该压缩机包括：对流体进行压缩的压缩机主体；驱动上述压缩机主体的电动机；检测压缩机的温度的温度传感器；检测从上述压缩机主体输出的压缩流体的压力的压力传感器；和计算部，其以分别赋予规定的权重的方式使用上述压缩机的温度和上述压缩流体的压力，计算上述压缩机主体的维护周期。上述计算部根据上述压缩流体的压力、或者根据上述压缩机主体的运转率来变更上述温度的权重。

Description

压缩机

技术领域

本发明涉及用电动机作为动力源来压缩空气等流体的压缩机。

背景技术

在涡旋式压缩机等压缩机中，需要每隔规定的运转时间进行轴承等结构部件的检查或润滑脂、密封材料等的更换。在现有产品中，与压力规格相应地每隔规定的运转时间或者每隔规定的运转期间进行维护，但润滑脂或轴承等的寿命与压缩机实际运转时的压力和温度相应地变化。

作为考虑压力和周围温度地变更维护时间并通知检查时期的现有技术，专利文献1中记载了：“一种压缩机，其包括电动机、用该电动机驱动并喷出压缩气体的压缩部、对该压缩部的驱动时间进行累加的驱动时间累加单元、和使用该驱动时间累加单元得出的累加驱动时间通知所述压缩部的检查时期的检查时期通知单元，其特征在于，所述检查时期通知单元由与所述压缩部的运转条件相应地修正所述驱动时间累加单元得出的累加驱动时间的累加驱动时间修正单元，和在该累加驱动时间修正单元得出的修正累加驱动时间到达预先规定的检查时间时输出通知所述检查时期的通知信号的通知信号输出单元构成。所述压缩部采用贮存所述压缩气体的罐内的压力上升至高于上限压力时停止且在降低至低于下限压力时驱动，并且能够可变地设定所述上限压力的结构；所述累加驱动时间修正单元采用在所述上限压力设定为比预先规定的设定上限压力更高的压力时，以与所述上限压力相应地延长所述驱动时间累加单元得出的累加驱动时间的方式进行修正的结构”(权利要求1、4)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-97655号公报

发明要解决的技术问题

在现有产品中与产品的压力规格相应地设定维护时间，但该方法中并未与压缩机的实际使用状况(压力、温度等)相应地变更维护时间，所以需要具有余量地设定维护时间，与可运转的期间相比，维护时间缩短。

专利文献1记载的发明中，考虑罐内的上限压力和周围温度地计算修正累计驱动时间，在该修正累计驱动时间超过设定值的情况下警告维护时间。但是，压缩机主体的内部温度因压力而变化。例如，压力上升的情况下，内部温度上升。影响压缩机主体的结构部件的是内部温度。因此，即使检测出周围温度也与实际的内部温度不同，难以正确地计算出维护时间。

发明内容

本发明的目的在于解决这些问题，提供一种能够计算出正确的维护时间的压缩机。

用于解决问题的技术手段

为了解决上述问题，采用权利要求书中记载的结构。本申请包括多种解决上述问题的手段，列举本发明的压缩机的一例，其特征在于，包括：对流体进行压缩的压缩机主体；驱动上述压缩机主体的电动机；检测压缩机的温度的温度传感器；检测从上述压缩机主体输出的压缩流体的压力的压力传感器；和计算部，其以分别赋予规定的权重的方式使用上述压缩机的温度和上述压缩流体的压力，计算上述压缩机主体的维护周期。

本发明的压缩机中，优选上述计算部根据上述压缩流体的压力来变更上述温度的权重。

另外，本发明的压缩机中，优选上述计算部根据上述压缩机主体的运转率来变更上述温度的权重。

根据本发明，能够考虑压缩机主体的内部温度地求出正确的维护时间。而且，在高负载地使用压缩机的情况下，因为缩短维护时间，所以能够可靠地防止故障。另外，在低负载地使用压缩机的情况下，维护时间延长，因此至进行维护的期间延长，对顾客有利。

附图说明

图1是本发明的实施例1的压缩机的结构框图。

图2是表示压缩流体的压力与压力维护系数的关系的修正映射图。

图3是表示考虑了压力的、压缩机的周围温度与温度维护系数的关系的修正映射图。

图4是本发明的实施例2的压缩机的结构框图。

图5是表示压缩机的转速比与转速维护系数的关系的修正映射图。

图6是表示压缩机的起动和停止的图。

图7是表示考虑了运转率的、压缩机的周围温度与温度维护系数的关系的修正映射图。

具体实施方式

以下，用附图说明本发明的实施方式。其中，用于说明实施方式的各图中，对于具有相同功能的元素附加相同的名称、符号，省略其重复说明。

【实施例1】

对于本实施例的系统，用图1、图2、图3进行说明。

图1是构成本发明的实施例1的压缩机的框图。压缩机1包括：对空气进行压缩的涡旋式压缩机主体2；驱动压缩机主体的电动机3；进行压缩机1整体的控制的控制电路4；蓄积被压缩机主体2压缩后的空气的空气罐5；检测空气罐5的压力的压力传感器6、检测压缩机1的周围温度的温度传感器(周围)7；检测压缩机主体2的表面温度的温度传感器(主体)8；存储设定值等数据的存储电路9；和通知维护实施时期的显示器10。

其中，本实施例中压缩机主体2是涡旋式压缩机，但不限于涡旋式压缩机，压缩机主体的种类可以是任意的。另外，压力传感器6检测空气罐5的压力，但检测场所只要是压缩机主体2的输出侧的压缩机1内的空气回路中就可以是任意的场所，也可以是不存在空气罐5的情况。

控制电路4使用由压力传感器6得到的检测压力，在空气罐5内的流体压力降低至下限压力的情况下驱动电动机3，并且在上升至上限压力的情况下使电动机3停止，由此使空气罐5内的压力保持在上限压力与下限压力之间。另外，在控制电路内的计算部(未图示)中，求出压缩机的运转时间，如下所述，与压缩流体的压力和周围温度相应地对运转时间进行修正，求出修正运转时间。然后，对从压缩机使用开始起或者从维护后使用开始起的修正运转时间进行累加，求出累计运转时间，当累计运转时间达到预先设定的维护设定时间时，输出维护指示信号。

图2是表示用压力传感器6检测出的压缩流体的压力与作为运转时间的修正系数的压力维护系数Kmp的关系的一例的修正映射图。当罐内和相关的压缩机主体内的压力上升时，运转条件变得严苛，构成压缩机主体的部件等易于发生磨耗或损伤。因此，与压缩流体的压力相应地使用如图所示的修正系数。图2的修正映射图是对于2个拐点计算出轴承或润滑脂的劣化并作图得到的，但也可以通过实验求出。

图3是表示用温度传感器(周围)7检测出的周围温度与作为运转时间的修正系数的温度维护系数Kmt的关系的一例的修正映射图。压缩机主体的温度上升时，运转条件变得严苛，压缩机主体中使用的润滑脂或密封材料等易于劣化。因此，与周围温度相应地使用如图所示的修正系数。该映射图具备压缩流体的压力P大于阈值Pk的情况下使用的曲线3-1、和压缩流体的压力P在阈值Pk以下的情况下使用的曲线3-2。图3的修正映射图也预先通过计算或通过实验求出即可。

图2或图3的修正映射图可以预先以表的形式存储在存储电路9中，也可以以算式的形式存储在存储电路9中。

本实施例的动作是在控制电路4中根据压力传感器6的检测值使用图2的修正映射图计算出压力维护系数Kmp。同样地在控制电路4中根据温度传感器(周围)7的检测值使用图3的修正映射图计算出温度维护系数Kmt。当求取温度维护系数Kmt时，考虑压缩机主体的内部压力地变更温度维护系数Kmt的拐点，在压力传感器6的检测值P超过阈值Pk的情况下使用曲线3-1，在阈值Pk以下的情况下使用曲线3-2。关于这些修正系数的计算，基于存储电路9中存储的修正映射图的表或算式进行计算。

在控制电路4内的计算部(未图示)中，根据计算出的压力维护系数Kmp、温度维护系数Kmt和压缩机主体2的运转时间T，用下式1求出修正运转时间Tm。

Tm＝T×1/(Kmp×Kmt)……(式1)

用从压缩机使用开始起、或者从维护后使用开始起的修正运转时间Tm的累计值求出累计运转时间，累计运转时间达到预先设定的维护设定时间时输出维护指示信号。

在显示器10中，显示由控制电路4求出的累计运转时间，并且与维护指示信号相应地通知用户处于维护时期。

图2的与压缩流体的压力对应的压力维护系数Kmp在压力较小的区间中具有较大的值，从拐点起随着压力的上升而降低，在压力较大的区间中成为较小的值。因此，根据式1，在压力较大的情况下以增加运转时间的方式进行修正，另外，在压力较小的情况下以减少运转时间的方式进行修正。从而，在压缩机主体的结构部件的劣化较大的高压力的运转状态下维护时期缩短，在压缩机主体的结构部件的劣化较少的低压力的运转状态下维护时期延长。

图3的与周围温度对应的温度维护系数Kmt在周围温度较低的区间中具有较大的值(1.0)，从拐点起随着温度的上升而降低。另外，拐点根据压力而不同，在压力大于阈值Pk的情况下使用从较低的温度起降低的曲线3-1，在压力在阈值Pk以下的情况下使用在较高的温度降低的曲线3-2。因此，根据式1，在周围温度较高的情况下以增加运转时间的方式进行修正，并且在压力较高的情况下以从更低的周围温度起增加运转时间的方式进行修正。从而，以在压缩机主体的结构部件的劣化较大的高温的运转状态下维护时期缩短，并且在压缩机主体的内部温度上升的高压力的情况下维护时期进一步缩短的方式进行修正。因为压缩机的周围温度与内部温度不同，所以通过与压力相应地切换修正系数，能够求出与实际的内部温度对应的维护时期。

切换图3的曲线3-1和曲线3-2，是指改变温度的权重。即，在压力大于阈值Pk时增大温度的权重，在压力为阈值Pk以下时减小温度的权重。

其中，图3的修正映射图中，根据阈值Pk将压力区间划分为2个区间，而如果划分为3个以上的压力区间，设定对应的修正曲线，则能够更正确地求出维护时间。

另外，该实施例中，使用温度传感器(周围)7检测温度，但也可以使用温度传感器(主体)8。温度传感器(主体)8设置在压缩机主体的表面等，不能够检测压缩机主体的内部温度这一点是不变的。

另外，该实施例中，存在1台压缩机主体2，但也可以设置多台压缩机主体进行运转控制。

根据本实施例，构成为与压缩流体的压力相应地改变温度的权重求出修正运转时间，计算出维护时间，所以能够获得正确的维护时间。而且，在高负载地使用压缩机的情况下，维护时间缩短，因此能够可靠地防止故障。另外，在低负载地使用压缩机的情况下，维护时间延长，所以至进行维护的期间延长，对顾客有利。

【实施例2】

对于本实施例的系统，用图4和图5进行说明。对于与实施例1相同的结构附加相同的符号，省略其说明。

图4是构成本实施例的压缩机的框图。与实施例1的不同点在于，为了控制电动机3的转速而设置了变频器(inverter)电路11。

变频器电路11对电动机3的转速进行变频控制，使得由压力传感器6检测出的空气罐5内的压力恒定。

图5是表示转速比与作为运转时间的修正系数的转速维护系数Kmr的关系的一例的修正映射图。此处转速比指的是用变频器电路11检测出的电动机转速相对于最高转速的比率。在转速较小的情况下轴承等的劣化减少，所以随着转速比减小，转速维护系数增大。

本实施例的动作与实施例1同样地由控制电路4计算出压力维护系数Kmp、温度维护系数Kmt。另外，根据由变频器电路11检测出的电动机转速，基于存储电路9中存储的图5所示的修正映射图的表或算式，计算出转速维护系数Kmr。

在控制电路内的计算部(未图示)中，根据控制电路4计算出的压力维护系数Kmp、温度维护系数Kmt、转速维护系数Kmr和压缩机主体2的运转时间T，用下式2求出修正运转时间Tm。

Tm＝T×1/(Kmp×Kmt×Kmr)……(式2)

与实施例1同样地用从压缩机使用开始起、或者从维护后使用开始起的修正运转时间Tm的累计值求出累计运转时间，当累计运转时间达到预先设定的维护设定时间时输出维护指示信号。

在显示器10中，显示由控制电路4求出的累计运转时间，并且与维护指示信号相应地通知用户处于维护时期。

在变频控制的压缩机中，对电动机3的转速进行变频控制，以使得空气罐5内的压力恒定，但也可以设置有压力的设定单元，使得能够变更设定压力。

根据本实施例，在实施例1的效果之外，在搭载变频器的变速压缩机中，能够也考虑因压缩机转速变化引起的负载变化地计算正确的维护时间。

【实施例3】

本实施例是在实施例1或实施例2的压缩机中，不使用显示器10地对用户通知维护时期。

根据从控制电路4发送的维护指示信号，控制电路4控制电动机3，降低压缩机1的上限压力或压缩机主体2的转速，使产品的性能降低，由此对用户通知维护时期。或者，也可以根据维护指示信号，使压缩机主体2停止。

根据本实施例，不需要实施例1中记载的通知维护实施时期的显示器10。

【实施例4】

对于本实施例的系统，用图6和图7进行说明。

本实施例基于压缩机主体的运转率R₀改变温度的权重。

图6是表示对压缩机进行ON-OFF驱动的情况下的驱动状况的图，压缩机在T_ON1的期间被驱动时流体压力逐渐上升，达到上限压力时压缩机停止，流体压力逐渐降低，达到下限压力时压缩机再次在T_ON2的期间被驱动。然后，压缩机反复该动作。将压缩机主体2的运转时间T_ON1～T_ONn的总和除以总时间T₀得到的值定义为压缩机主体2的运转率R₀(式3)。

图7是表示由温度传感器检测出的周围温度与作为运转时间的修正系数的温度维护系数Kmt的关系的一例的修正映射图。当压缩机主体的温度上升时，运转条件变得严苛，压缩机主体中使用的润滑脂或密封材料等易于劣化。因此，与周围温度相应地使用如图所示的修正系数。另外，该映射图具备运转率R₀在0.8以上的情况下使用的曲线3、运转率R₀在0.5以上的情况下使用的曲线2、和运转率R₀不足0.5的情况下使用的曲线1。图7的修正映射图也预先通过计算或通过实验求出即可。

图7的修正映射图可以预先以表的形式存储在存储电路9中，也可以以算式的形式存储在存储电路9中。

本实施例的动作是首先在实施例1的压缩机的框图中，控制电路4计算出压缩机主体2的运转率R₀。与计算出的运转率R₀的值相应地，选择图7所示的温度维护系数的拐点不同的曲线1～3，求出与周围温度对应的温度维护系数Kmt。

与实施例1同样地，根据计算出的温度维护系数Kmt、压力维护系数Kmp和运转时间T，基于式1计算出修正运转时间Tm。用从压缩机使用开始起、或者从维护后使用开始起的修正运转时间Tm的累计值求出累计运转时间，累计运转时间达到预先设定的维护设定时间时输出维护指示信号。

在显示器10中，显示用控制电路4求出的累计运转时间，并且与维护指示信号相应地通知用户处于维护时期。

图7的与周围温度对应的温度维护系数Kmt在周围温度较低的区间中具有较大的值(1.0)，从拐点起随着温度的上升而降低。另外，拐点根据运转率R₀而不同，在运转率较大的情况下使用从较低的温度起降低的曲线3，在运转率较小的情况下使用在较高的温度降低的曲线1。因此，根据式1，在周围温度较高的情况下以增加运转时间的方式进行修正，并且在运转率较高的情况下以从更低的周围温度起增加运转时间的方式进行修正。从而，以在压缩机主体的结构部件的劣化较大的高温的运转状态下维护时期缩短，并且在压缩机主体的内部温度上升的运转率较高的情况下维护时期进一步缩短的方式进行修正。因为压缩机的周围温度与内部温度不同，所以通过与运转率相应地切换修正系数，能够求出与实际的内部温度相应的维护时期。

切换图7的曲线1～3，是指改变温度的权重，在运转率较大时增大温度的权重，在运转率较小时减小温度的权重。

本实施例中，在实施例1的效果之外，因为进行包括对压缩机主体2的寿命产生影响的运转率R₀的维护实施时期的变更，所以能够计算出正确的维护时间。

【实施例5】

本实施例构成为在实施例1或实施例2的压缩机中，推算至实施维护的时间，并通知用户。

在控制电路4中，通过对预先设定的维护设定时间减去实施例1等求出的累计运转时间，能够求出至实施维护的剩余时间。然后，在显示器10上显示得到的剩余时间。

根据本实施例，可以显示至实施维护的剩余时间，所以能够得知剩余的运转时间，用户的易用性提高。

符号说明

1 压缩机

2 压缩机主体

3 电动机

4 控制电路

5 空气罐

6 压力传感器

7 温度传感器(周围)

8 温度传感器(压缩机主体)

9 存储电路

10 显示器

11 变频器电路。

Claims (20)

1.一种压缩机，其特征在于，包括：

对流体进行压缩的压缩机主体；

驱动所述压缩机主体的电动机；

检测压缩机的温度的温度传感器；

检测从所述压缩机主体输出的压缩流体的压力的压力传感器；和

计算部，其以分别赋予规定的权重的方式使用所述压缩机的温度和所述压缩流体的压力，来计算所述压缩机主体的维护周期，

所述计算部根据所述压缩流体的压力来变更所述温度的权重。

2.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于：

所述计算部在所述压缩流体的压力大时增大所述温度的权重，在所述压缩流体的压力小时减小所述温度的权重。

3.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于：

还包括显示由所述计算部计算出的累计运转时间的显示机构。

4.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于：

所述计算部计算至实施所述压缩机主体的维护的时间，

所述压缩机还包括显示至实施维护的时间的显示机构。

5.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于：

当到达由所述计算部计算出的维护实施之际时，使所述压缩机主体停止。

6.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于：

所述计算部根据所述电动机的转速来变更维护周期。

7.如权利要求6所述的压缩机，其特征在于：

包括变频器电路，基于由所述压力传感器检测出的压力，对所述电动机进行变频控制。

8.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于：

当到达由所述计算部计算出的维护实施之际时，使所述电动机的转速减小。

9.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于：

当到达由所述计算部计算出的维护实施之际时，以降低压缩流体的目标压力的方式运转所述压缩机主体。

10.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于：

设置有所述压缩流体的压力设定单元，通过该压力设定单元能够变更设定压力。

11.一种压缩机，其特征在于，包括：

对流体进行压缩的压缩机主体；

驱动所述压缩机主体的电动机；

检测压缩机的温度的温度传感器；

检测从所述压缩机主体输出的压缩流体的压力的压力传感器；和

计算部，其以分别赋予规定的权重的方式使用所述压缩机的温度和所述压缩流体的压力，来计算所述压缩机主体的维护周期，

所述计算部根据所述压缩机主体的运转率来变更所述温度的权重。

12.如权利要求11所述的压缩机，其特征在于：

所述计算部在所述压缩机主体的运转率大时增大所述温度的权重，在所述压缩机主体的运转率小时减小所述温度的权重。

13.如权利要求11所述的压缩机，其特征在于：

还包括显示由所述计算部计算出的累计运转时间的显示机构。

14.如权利要求11所述的压缩机，其特征在于：

所述计算部计算至实施所述压缩机主体的维护的时间，

所述压缩机还包括显示至实施维护的时间的显示机构。

15.如权利要求11所述的压缩机，其特征在于：

当到达由所述计算部计算出的维护实施之际时，使所述压缩机主体停止。

16.如权利要求11所述的压缩机，其特征在于：

所述计算部根据所述电动机的转速来变更维护周期。

17.如权利要求16所述的压缩机，其特征在于：

包括变频器电路，基于由所述压力传感器检测出的压力，对所述电动机进行变频控制。

18.如权利要求11所述的压缩机，其特征在于：

当到达由所述计算部计算出的维护实施之际时，使所述电动机的转速减小。

19.如权利要求11所述的压缩机，其特征在于：

当到达由所述计算部计算出的维护实施之际时，以降低压缩流体的目标压力的方式运转所述压缩机主体。

20.如权利要求11所述的压缩机，其特征在于：

设置有所述压缩流体的压力设定单元，通过该压力设定单元能够变更设定压力。