CN112752907A

CN112752907A - 气体压缩机

Info

Publication number: CN112752907A
Application number: CN201980062736.2A
Authority: CN
Inventors: 森田谦次; 高野正彦; 頼金茂幸; 竹内善平
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2019-09-11
Publication date: 2021-05-04
Anticipated expiration: 2039-09-11
Also published as: JP7038224B2; CN112752907B; TW202012784A; TWI750511B; US20210388835A1; WO2020066629A1; JPWO2020066629A1

Abstract

本发明简便地通知气体压缩机的异常原因确定及其对策。气体压缩机包括：压缩气体的压缩机主体；驱动上述压缩机主体的驱动源；配置于压缩气体配管和电气系统的至少一者、检测上述压缩机主体的驱动中的物理量的至少一个物理传感器；显示装置；和处理上述物理传感器的检测结果，使与该处理对应的信息显示于上述显示装置的控制装置，上述控制装置预先存储对上述物理量的变化率设定的设定范围与关于上述物理量发生变化的原因和其应对方法中的至少一者的信息的对应关系，基于上述物理传感器的检测结果计算上述物理量的变化率，判断计算出的上述物理量的变化率处于上述设定范围内时，使关于对应的原因和其应对方法中的至少一者的信息显示于上述显示装置。

Description

气体压缩机

技术领域

本发明涉及气体压缩机，并且涉及对异常进行通知的气体压缩机。

背景技术

以空气压缩机为代表，在气体压缩机中，作为异常或故障时的检测机构，具有各部分的排出温度传感器和压力传感器。该各传感器的通常的功能是，在各传感器的输出值超过预先决定的设定值、或者低于预先决定的设定值等的条件下，判断为异常或故障。

例如，螺旋空气压缩机的情况下，当排出温度上升至意外的温度时，压缩机主体内的阴阳转子热膨胀，发生由于转子端面与壳体端面的接触导致的烧粘等，因此存在固结的现象。为了防止该固结，设计了当排出温度传感器的检测值例如超过了100℃的情况下，停止压缩机的运转的控制。由此，防止异常温度上升至导致固结的程度，具有防止主体固结的功能。

在如上所述的功能的基础上，例如在专利文献1中公开有带有维护判断功能的真空泵。在该例子中，具有将安装于真空泵的各部分的传感器的物理量检测值沿着时间轴存储的机构，并且具有根据将该物理量按时间轴微分时的变化速度的大小，对维护时期进行警告的机构。另外，由于具有能够将物理量的时间变化和警告的内容可视化地显示的显示机构，因此根据其显示内容能够判断需要维护的部位。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-12379号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

在专利文献1的情况下，虽然在真空泵中，根据各部分的物理量变化时间能够显示适当的维护时期和物理量的时间变化，但是没有公开推测/显示真空泵的构成部件的哪个部位是异常原因的功能。由此，关于原因的确定需要对于设备的知识。另外，即使是同种类机器，在不同制造商的设备间其规格也有很多部分不同，大多情况下难以确定异常的原因。期待能够更简便地告知异常原因的确定及其应对策略等的技术。

用于解决课题的技术机构

为了解决上述课题，例如能够应用权利保护范围中所记载的结构。即，一种气体压缩机，其包括：压缩气体的压缩机主体；驱动所述压缩机主体的驱动源；配置于压缩气体配管和电气系统中的至少一者的、检测所述压缩机主体的驱动中的物理量的至少一个物理传感器；显示装置；和对所述物理传感器的检测结果进行处理，使与该处理对应的信息在所述显示装置中显示的控制装置，所述控制装置预先存储有对应关系，该对应关系是对于所述物理量的变化率所设定的设定范围与关于所述物理量发生变化的原因和其应对方法中的至少一者的信息的对应关系，基于所述物理传感器的检测结果计算所述物理量的变化率，当判断为计算出的所述物理量的变化率处于所述设定范围内时，使关于对应的原因和其应对方法中的至少一者的信息显示于所述显示装置中。

发明效果

依据本发明，能够将各部分温度、压力的异常、故障的推测原因等通知给使用者等。

本发明的其它课题、结构、效果根据以下的记载能够明确。

附图说明

图1是表示应用了本发明的实施方式的供油式螺旋空气压缩机的结构的示意图。

图2是表示比较例的排出温度的变化与故障温度T的关系的示意图。

图3是表示本实施方式的排出温度的变化与故障温度T的关系的示意图。

图4是表示本实施方式的温度斜率值S与推测原因以及应对方法的对应关系的例子的示意图。

图5是表示本实施方式的在显示部中显示的通知内容的例子的示意图。

图6是表示应用了本发明的实施方式的供油式螺旋空气压缩机的另一结构例的示意图。

图7是表示本实施方式的在显示部中显示的通知内容的另一例的示意图。

图8是表示实施例2的在判断时间t中的排出温度的变化斜率的示意图。

具体实施方式

实施例1

以下，使用附图对于用于实施本发明的方式进行说明。

图1示意性地表示使用了本发明的实施方式的供油式螺旋空气压缩机15(以下有时简称为“压缩机15”或者“组件”。)的结构。压缩机15在由电动机4驱动压缩机主体3时，利用吸入过滤器1除去大气中的尘埃，经由吸入节流阀2将大气空气吸入到压缩机主体中。所吸入的大气空气被压缩机主体3升压，在达到了规定的压力的阶段，从压缩机主体3的排出口排出压缩空气和油的气液混合气体。

从压缩机主体3排出的气液混合气体向作为气液分离器的油分离罐6流入，压缩空气和润滑油被分离。来自油分离罐6的压缩空气在具有风扇24的空冷式的后冷却器8被冷却之后，向使用者使用设备流通。

另一方面，由油分离罐分离后的润滑油，在其油温比温度调节阀10的阈值低的情况下，将润滑油从温度调节阀10经由油过滤器12向压缩机主体3进行供油。在油温比阈值高的情况下，使其从温度调节阀10向油冷却器11侧流动，利用使用了风扇25的空冷来冷却润滑油以使其达到规定的温度范围，经由油过滤器12向压缩机主体3供给润滑油。

作为物理量检测机构包括：安装于压缩气体配管(详细而言，压缩机主体3的出口侧)的排出温度传感器17；安装于压缩气体配管(详细而言，组件的出口侧)的排出管路压力传感器18；和安装于电气系统(详细而言，主电动机4或者逆变器5的电源线路)的电流检测器19。构成为来自各种传感器的输出值利用控制装置13进行运算处理，将对应于处理的内容显示于显示部14的结构。

此外，在本实施例中，说明了运算处理、对应于处理的显示由控制装置13和显示部14执行的例子，但也可以如图1的虚线框所示，构成为经由无线或者有线的通信机构(图1中仅图示了基于无线的天线22)与网络云23以能够通信的方式连接，将运算处理或显示内容的指示由云上的服务器等执行并在显示部14中显示，或者也可以在云上的管理计算机上显示。

另外，在为寒冷地区用的规格等的情况下，可以具有在压缩机主体3缠绕线加热器20这样的防冻装置，在运转开始前开启线加热器20，将压缩机主体3预热的机构。在运转开始时，如果能够不发生启动迟滞地运转压缩机15，则关闭线加热器20，如果发生启动迟滞，则继续预热一会，再次进行压缩机的运转。如果不是寒冷地区规格的压缩机15，则线加热器20及其控制不是必需的结构。

另外，在图6中示意性地表示供油式螺旋空气压缩机的另一结构例。螺旋空气压缩机26中，代替压缩机15所具有的空冷式后冷却器8和油冷却器11，具有通过与冷却水的热交换而冷却压缩空气、润滑油的水冷式后冷却器27和油冷却器28。

本实施例对于压缩机15、26的任一者都能够适用。以下，主要以压缩机15为例进行说明。

接着，对于作为本实施例的特征之一的异常检测和通知的处理进行说明。

首先，图2中表示比较例的压缩机的排出温度的时间轴波形(负载运转时)。在负载运转中，排出温度稳定地变化，从时间tx起排出温度上升，当达到作为故障值温度的T时，运转停止。像这样在排出温度上升时使压缩机的运转停止，在显示部中显示“排出温度异常”的内容的结构是公知的。在本比较例中，虽然能够显示温度达到T这一现象，但是不明白是因何引起了排出温度异常的发生。

关于这一点，在本实施例中不仅能够进行异常的检测和通知，而且能够对该异常的原因进行动态地通知。

图3表示实施方式的排出温度的时间轴波形(负载运转时)。在负载运转中，在时间tx之前排出温度稳定地变化的状态与图2是相同的，在时间tx以后表示出排出温度上升的状态。在此，例示了模式1～模式n(n＝自然数)的温度上升模式。如以下所示，各模式中各个排出温度上升的斜率不同。

模式1(实线)：排出温度达到故障值的时间t1，斜率S1(＝ΔT/t₁)

模式2(虚线)：排出温度达到故障值的时间t2，斜率S2(＝ΔT/t₂)

模式n(点划线)：排出温度达到故障值的时间tn，斜率Sn(＝ΔT/t _n)

在此，斜率是指每单位时间(t)的温度上升量(℃)。

各模式的温度斜率的差起因于异常原因，例如，能够按以下所述进行分类。

“S1≤S”时，推测原因内容是“压缩机主体工作不良”

“S2≤S＜S1”时，推测原因内容是“润滑油的油量不足”

“Sn≤S＜Sn-1”时，推测原因内容是“冷却器堵塞”、“吸入过滤器堵塞”

如模式1所示，从通常运转起在比较短的时间(t1)内ΔT和排出温度上升时，大多情况是压缩机主体3中发生螺旋转子的啮合或轴承破损等导致的机械性不良摩擦，并且摩擦热导致发生排出温度的急剧上升。温度以模式2和模式3那样的缓和的斜率上升时，大多情况分别是油量不足或冷却不足等。

在本实施例中，控制装置13将按排出温度的模式1～模式n的斜率(设定范围)变化的压缩机15的现象(推测原因及其应对方法中的至少一者)作为信息预先存储在存储部中。并且，基于排出温度传感器17的检测结果计算出排出温度的斜率值S(变化率)，当判断计算出的排出温度的斜率值S在某一设定范围内时，将对应的信息显示在显示部14中。即，通过使斜率值S的判断范围和推测原因内容相对应，能够使异常的检测及其原因的检测动态实现。

此外，也可以采用在比运转停止的故障值温度T低的温度预先设定警报值，在到达警报值温度的时间点，先于运转停止推测/通知异常的原因的方式。

图4中例示了斜率值S与推测原因的对应关系。

在“S1≤S”时，推测原因内容为“压缩机主体工作不良”，

在“S2≤S＜S1”时，推测原因内容为“润滑油的油量不足”

……

在“Sn≤S＜Sn-1”时，推测原因内容为“冷却器堵塞”、“吸入过滤器堵塞”

像这样预先决定温度斜率值S的范围，从而能够根据温度斜率值S以具有优先级的方式判断异常的推测原因。

图5中表示基于本实施例由显示部14告知的引导信息的一例(画面例)。该显示内容基于关于图4的对应关系的信息而进行。例如，“1.将压缩机主体手动旋转”是斜率值S为“S1≤S”的情况，其推测原因是“压缩机主体工作不良”。这时，作为使用者的确认引导信息，例如进行引导以催促其通过工具或手动(manual)进行压缩机主体的旋转确认。此外，在具有水冷式冷却器的压缩机26的情况下，例如通知图7中显示的画面例。

另外，作为本实施例的特征之一，通知内容不仅是对于异常的推测原因的对策，也能够对原因推测部位赋予优先顺序地进行显示这一点。即原因的推测是规定的，也存在压缩机15的排出温度异常与特定的原因未必一致的情况。并且，也存在是由多个原因导致而发生的情况。因此，控制装置13按越接近排出温度的斜率值S越靠前的顺序赋予多个设定范围优先顺序，使对应的多个信息在显示部14中显示。由此，根据温度斜率以更高的准确度依次引导进行对于异常的对策，对于相关性接近的异常原因能够将更高效的对应方法指引给压缩机的使用者。

实施例2

在实施例1中，基于在压缩机15的排出温度到达故障值温度等的规定温度的时间点之前的温度变化，进行异常的原因推测/通知。

在实施例2中，对于实时地监视排出温度，并且在温度上升的斜率处于超过了阈值的设定范围的情况下通知异常的例子进行说明。此外，空气压缩机的结构等与实施例1相同，以下主要说明相对于实施例1的变更点。

虽然在压缩机15的运转从无负载切换为负载运转的时刻，排出温度也上升，但这不应该被检测为异常，因此从控制装置13判断为负载运转持续规定时间而温度稳定了之后，应用本实施方式。

图8中示意性地表示本实施例的判断时间t中的排出温度的斜率阈值S1～S3。控制装置13至少取得负载运转中的排出温度传感器17的输出值，每隔预先设定的判断时间，计算温度上升的斜率值S。此外，从检测到排出温度上升到规定的温度以上起，开始进行斜率值S的运算。

控制装置13将计算出的斜率值S与预先保存在存储部中的阈值S1～S3相比较。如果比较的结果是斜率值S没有超过规定的阈值，则继续运转，反复实施每个判断时间的斜率值运算。

另一方面，在判断为超过了阈值S1～S3的任意阈值的情况下，视为异常检测，通知与阈值相应的警报。斜率值(S1～Sn)与推测原因相关联地保存，关于基于对应关系的异常原因推测和通知的方式，能够采用与实施例1同样的方式。

此外，在判断为斜率值S超过了表示明显的异常值的阈值S3的情况下，进行报知并且不等待到达故障值温度T就向后退运转转移。后退运转中包括向无负载运转的切换和运转停止。另外，在一次报知后也继续在每个判断时间进行斜率值S运算、阈值判断，并且通知基于最新的信息的推测内容。

在本实施例中，在压缩机15基于故障值温度检测而停止运转前，能够对使用者通知异常及其推测原因。

以上，对于用于实施本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述结构，在不违反其主旨的范围内能够进行各种变形和置换。例如在上述实施方式中，仅由排出温度传感器17进行异常和故障部位的推测原因的通知，但也可以进行利用多个传感器(例如，温度传感器17和压力传感器18、温度传感器17和电流检测器19等)显示推测原因的控制。通过处理来自多个传感器的信息，能够更高精度地推测原因。

另外，在上述实施方式中，举出负载运转中的排出温度上升作为一例，但在空气压缩机中，通常也进行反复实施负载运转和无负载运转的动作。因此，例如，可以将温度上升斜率值S的值构成为，根据负载运转或者无负载运转的任一者的运转状态，切换该值和范围，从而显示与各运转状态相应的故障推测原因。

另外，上述实施方式中以供油式螺旋空气压缩机为例进行了说明，但也能够应用与涡轮增压型和容积型的各种压缩机。并且，并不限定于供油式也可以代替油而改为供给水之类的其它液体，也可以是不含油式。另外，也可以是在电动机4的驱动控制中不使用逆变器的定速机。

另外，作为驱动源使用了电动机4，但也能够使用内燃机或蒸汽机、进而也能够使用水力或风力等其它驱动装置。

附图标记的说明

1……吸入过滤器、2……吸入节流阀、3……压缩机主体、4……电动机、5……逆变器、6……油分离罐、8……后冷却器、11……油冷却器、13……控制装置、14……显示部、15……螺旋空气压缩机、16……电源、17……排出温度传感器、18……排出管路压力传感器、19……电流检测器、22……天线、23……云、24……冷却风扇。

Claims

1.一种气体压缩机，其包括：压缩气体的压缩机主体；驱动所述压缩机主体的驱动源；配置于压缩气体配管和电气系统中的至少一者的、检测所述压缩机主体的驱动中的物理量的至少一个物理传感器；显示装置；和对所述物理传感器的检测结果进行处理，使与该处理对应的信息在所述显示装置中显示的控制装置，所述气体压缩机的特征在于：

所述控制装置预先存储有对应关系，该对应关系是对于所述物理量的变化率所设定的设定范围与关于所述物理量发生变化的原因和其应对方法中的至少一者的信息的对应关系，

基于所述物理传感器的检测结果计算所述物理量的变化率，

当判断为计算出的所述物理量的变化率处于所述设定范围内时，使关于对应的原因和其应对方法中的至少一者的信息显示于所述显示装置中。

2.如权利要求1所述的气体压缩机，其特征在于：

所述控制装置与多个设定范围分别对应地预先存储关于所述物理量发生变化的原因和其应对方法中的至少一者的多个信息，

按照越接近计算出的所述物理量的变化率越靠前的顺序对所述多个设定范围排序，而使关于对应的原因和其应对方法中的至少一者的多个信息显示于所述显示装置中。

3.如权利要求1所述的气体压缩机，其特征在于：

所述至少1个物理传感器包括配置在所述压缩气体配管的、检测从所述压缩机主体排出的压缩气体的温度的排出温度传感器。

4.如权利要求1所述的气体压缩机，其特征在于：

所述显示装置通过有线或者无线的通信来接收来自所述控制装置的信息。

5.如权利要求1所述的气体压缩机，其特征在于：

所述气体压缩机是容积型或者涡轮型的、并且是供液式或者无油式的气体压缩机。