JP6368255B2 - オイルミスト除去装置の異常診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、気体に含まれるオイルミストを除去する装置について、異常を診断する技術に関する。

オイルミスト濃度を基にして機器の異常を診断する技術として、例えば、特許文献１は、内燃機関のクランクケースのオイルミスト濃度を監視し、オイルミスト濃度が所定値以上になれば、警告を発するオイルミスト濃度検出装置を開示している。

特許第４４９００７１号公報（段落０００２）

油冷式（給油式）の圧縮機によって生成された圧縮気体には、オイルミストが不可避的に含まれるので、オイルミスト除去装置によって圧縮気体からオイルミストが除去される。圧縮気体に含まれるオイルミストの量が、厳しく管理されている場合（例えば、医療用の圧縮空気）、一台のオイルミスト除去装置だけでは、オイルミストを十分に除去できないので、複数段のオイルミスト除去装置によってオイルミストが除去される。

オイルミスト除去装置が劣化したり、故障したりすれば、オイルミスト除去装置でオイルミストを十分に除去できない。これにより、オイルミスト除去装置でオイルミスト除去処理がされた圧縮気体が送られる後段の機器が故障したり、圧縮機、オイルミスト除去装置及び後段の機器で構成されるシステム全体の動作が停止したりする等の問題が生じる。

このような問題を防ぐために、オイルミスト除去装置の異常が診断される。オイルミスト除去装置は、一般に、規格に定められているろ紙法によって、異常が診断されている。

しかし、ろ紙法では、分析に時間がかかり、かつ、最後の段のオイルミスト除去装置から出てきた気体に含まれるオイルミストの量を測定するので、複数段のオイルミスト除去装置の全体についての異常は診断できるが、各段のオイルミスト除去装置について異常が診断できない。

本発明は、気体に含まれるオイルミストを除去する複数段のオイルミスト除去装置について、各段のオイルミスト除去装置の異常が診断できるオイルミスト除去装置の異常診断装置を提供することを目的とする。

本発明に係るオイルミスト除去装置の異常診断装置は、回転機が作動することにより発生したオイルミストを除去する複数段のオイルミスト除去装置に適用されるオイルミスト除去装置の異常診断装置であって、前記複数段のオイルミスト除去装置のそれぞれについて、オイルミスト除去装置に入る気体に含まれる前記オイルミストの量、及び、オイルミスト除去装置から出てきた前記気体に含まれる前記オイルミストの量を変数とする所定式を用いて、指標値を算出する算出部と、前記複数段のオイルミスト除去装置のそれぞれの前記指標値を、予め定められた第１の基準値と比較して、前記複数段のオイルミスト除去装置のそれぞれについて、異常か否かを判定する第１の判定部と、を備える。

主に以下の理由から、各段のオイルミスト除去装置から出てきた気体に含まれるオイルミストの量を基準値と比較するだけでは、各段のオイルミスト除去装置の異常が診断できない。
（１）複数段のオイルミスト除去装置が正常な場合、最初の段から最後の段に向かうに従って、オイルミスト除去装置から出てきた気体に含まれるオイルミストの量が少なくなる。オイルミストの量が少なくなるほど、異常診断が難しくなる。このため、後ろ側の段（例えば、最後の段やこれより一つ前の段）のオイルミスト除去装置について、異常が診断できないことがある。
（２）オイルミスト除去装置に入る気体に含まれるオイルミストの量に応じて、そのオイルミスト除去装置が除去できるオイルミストの量が異なる。

本発明者は、各段のオイルミスト除去装置から出てきた気体に含まれるオイルミストの量に加えて、各段のオイルミスト除去装置に入る気体に含まれるオイルミストの量を考慮した指標値を算出することにより、各段のオイルミスト除去装置について、適切に異常が診断できることを見出した。

本発明に係るオイルミスト除去装置の異常診断装置によれば、算出部は、複数段のオイルミスト除去装置のそれぞれについて、オイルミスト除去装置に入る気体に含まれるオイルミストの量、及び、オイルミスト除去装置から出てきた気体に含まれるオイルミストの量を変数とする所定式を用いて、指標値を算出する。第１の判定部は、複数段のオイルミスト除去装置のそれぞれの指標値を、予め定められた第１の基準値と比較して、複数段のオイルミスト除去装置のそれぞれについて、異常か否かを判定する。これにより、気体に含まれるオイルミストを除去する複数段のオイルミスト除去装置について、各段のオイルミスト除去装置の異常が診断できる。

上記構成において、前記算出部は、前記複数段のオイルミスト除去装置のそれぞれに入る前記気体に含まれる前記オイルミストの量を第１のオイルミスト量、及び、前記複数段のオイルミスト除去装置のそれぞれから出てきた前記気体に含まれる前記オイルミストの量を第２のオイルミスト量とし、前記所定式を、（前記第１のオイルミスト量−前記第２のオイルミスト量）／（前記第１のオイルミスト量＋前記第２のオイルミスト量）として、前記複数段のオイルミスト除去装置のそれぞれの前記指標値を算出する。

この構成は、複数段のオイルミスト除去装置に共通に適用される所定式の一例である。所定式は、これに限定されない。

上記構成の前記複数段のオイルミスト除去装置において、最初の段のオイルミスト除去装置に入る前記気体に含まれる前記オイルミストの量として、前記最初の段のオイルミスト除去装置の入口へ流れる前記気体に含まれる前記オイルミストの量を測定する第１のセンサーと、最後の段以外のオイルミスト除去装置から出てきた前記気体に含まれる前記オイルミストの量、及び、次の段のオイルミスト除去装置に入る前記気体に含まれる前記オイルミストの量として、前記最後の段以外のオイルミスト除去装置の出口から前記次の段のオイルミスト除去装置の入口へ流れる前記気体に含まれる前記オイルミストの量を測定する第２のセンサーと、前記最後の段のオイルミスト除去装置から出てきた前記気体に含まれる前記オイルミストの量として、前記最後の段のオイルミスト除去装置の出口から流れる前記気体に含まれる前記オイルミストの量を測定する第３のセンサーと、をさらに備える。

この構成によれば、オイルミスト除去装置（最後の段以外のオイルミスト除去装置）から出てきた気体に含まれるオイルミストの量と、このオイルミスト除去装置の次の段のオイルミスト除去装置に入る気体に含まれるオイルミストの量とを測定するセンサーを、第２のセンサーに兼用させている。従って、センサーの数を減らすことができる。

最後の段以外のオイルミスト除去装置と次の段のオイルミスト除去装置との組み合わせの数、及び、第２のセンサーの数は、複数段のオイルミスト除去装置の段数に応じて決まり、段数を２以上の整数ｎとすれば、これらの数は、ｎ−１となる。

上記構成において、前記最初の段のオイルミスト除去装置の入口に接続された第１の流路、前記最後の段以外のオイルミスト除去装置の出口と前記次の段のオイルミスト除去装置の入口とを接続する第２の流路、及び、前記最後の段のオイルミスト除去装置の出口に接続された第３の流路に前記気体が流れるのを遮断するバルブと、所定の気体と、前記所定の気体中の濃度が予め定められた値にされている単分散球状粒子とを含む検査用気体が流れ、前記第１のセンサーに対応して設けられた第１の副流路と、前記検査用気体が流れ、前記第２のセンサーに対応して設けられた第２の副流路と、前記検査用気体が流れ、前記第３のセンサーに対応して設けられた第３の副流路と、前記バルブによって前記第１の流路、前記第２の流路及び前記第３の流路に前記気体が流れるのが遮断された状態で、前記第１のセンサーによって測定された、前記第１の副流路から前記第１の流路に導かれた前記検査用気体に含まれる前記単分散球状粒子の濃度、前記第２のセンサーによって測定された、前記第２の副流路から前記第２の流路に導かれた前記検査用気体に含まれる前記単分散球状粒子の濃度、及び、前記第３のセンサーによって測定された、前記第３の副流路から前記第３の流路に導かれた前記検査用気体に含まれる前記単分散球状粒子の濃度を、それぞれ、予め定められた第２の基準値と比較して、前記第１のセンサー、前記第２のセンサー及び前記第３のセンサーのそれぞれについて、異常か否かを判定する第２の判定部と、をさらに備える。

この構成によれば、回転機の動作を止めることなく、第１のセンサー、第２のセンサー、第３のセンサーのそれぞれについて異常を診断できる。

上記構成において、前記回転機は、油冷式の圧縮機であり、前記気体は、前記圧縮機により生成された圧縮気体である。

本発明によれば、気体に含まれるオイルミストを除去する複数段のオイルミスト除去装置について、各段のオイルミスト除去装置の異常が診断できる。

本実施形態に係るオイルミスト除去装置の異常診断装置を適用できる圧縮機システムを示す模式図である。 本実施形態に係るオイルミスト除去装置の異常診断装置の構成を示すブロック図である。 油分離器タイプのオイルミスト除去装置において、オイルミストの除去能力を説明するグラフである。 油回収器タイプのオイルミスト除去装置において、オイルミストの除去能力を説明するグラフである。 指標値とオイルミスト除去装置の運転時間との関係を示すグラフの一例である。 指標値とオイルミスト除去装置の運転時間との関係を示すグラフの他の例である。 本実施形態に係るオイルミスト除去装置の異常診断装置の動作を説明するフローチャートである（その１）。 本実施形態に係るオイルミスト除去装置の異常診断装置の動作を説明するフローチャートである（その２）。 本実施形態の変形例に係るオイルミスト除去装置の異常診断装置を適用できる圧縮機システムを示す模式図である。 本実施形態の変形例に係るオイルミスト除去装置の異常診断装置の構成を示すブロック図である。

以下、図面に基づいて、本発明の一実施形態を詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るオイルミスト除去装置の異常診断装置を適用できる圧縮機システム３を示す模式図である。圧縮機システム３は、圧縮機５及び複数段のオイルミスト除去装置７を含む。

圧縮機５は、回転機の一例であり、油冷式（給油式）のスクリュー式圧縮機である。

複数段のオイルミスト除去装置７は、圧縮機５が作動することにより生成された圧縮気体に含まれるオイルミストを、圧縮気体から除去する処理をする。本実施形態では、複数段のオイルミスト除去装置７として、三段のオイルミスト除去装置７を例にして説明するが、二段のオイルミスト除去装置７でもよいし、四段以上のオイルミスト除去装置７でもよい。複数段のオイルミスト除去装置７を区別するとき、オイルミスト除去装置７ａ，７ｂ，７ｃと記載する。

オイルミスト除去装置７には、圧縮気体を液体に通して、圧縮気体とオイルミストとを分離する油分離器や、圧縮気体をフィルタに通して、圧縮気体からオイルミストを回収する油回収器がある。本実施形態では、オイルミスト除去装置７ａが油分離器であり、オイルミスト除去装置７ｂ，７ｃが油回収器である。複数段のオイルミスト除去装置７の組み合わせは、これに限定されない。

オイルミスト除去装置７ａは、最初の段（言い換えれば、一段目）のオイルミスト除去装置７であり、オイルミスト除去装置７ａの入口９ａには、流路１１ａ（第１の流路の具体例）が接続されている。圧縮機５で生成された圧縮気体は、流路１１ａを流れて、オイルミスト除去装置７ａに入り、オイルミスト除去装置７ａでオイルミストの除去処理がされる。

センサー１３ａ（第１のセンサーの具体例）は、最初の段のオイルミスト除去装置７ａに入る圧縮気体に含まれるオイルミストの量として、流路１１ａを流れる（すなわち、入口９ａへ流れる）圧縮気体に含まれるオイルミストの量を測定する。

オイルミスト除去装置７ｂは、二段目のオイルミスト除去装置７である。オイルミスト除去装置７ａ（最後の段以外のオイルミスト除去装置７の具体例）の出口１５ａと、オイルミスト除去装置７ｂ（次の段のオイルミスト除去装置７の具体例）の入口９ｂとは、流路１１ｂ（第２の流路の具体例）によって接続さている。オイルミスト除去装置７ａでオイルミストの除去処理がされて、オイルミスト除去装置７ａの出口１５ａから出てきた圧縮気体は、流路１１ｂを流れて、オイルミスト除去装置７ｂに入り、オイルミスト除去装置７ｂでオイルミストの除去処理がされる。

センサー１３ｂ（第２のセンサーの具体例）は、オイルミスト除去装置７ａ（最後の段以外のオイルミスト除去装置７の具体例）から出てきた圧縮気体に含まれるオイルミストの量、及び、オイルミスト除去装置７ｂ（次の段のオイルミスト除去装置７の具体例）に入る圧縮気体に含まれるオイルミストの量として、流路１１ｂを流れる（すなわち、オイルミスト除去装置７ａの出口１５ａからオイルミスト除去装置７ｂの入口９ｂへと流れる）圧縮気体に含まれるオイルミストの量を測定する。

オイルミスト除去装置７ｃは、最後の段（言い換えれば、三段目）のオイルミスト除去装置７である。オイルミスト除去装置７ｂ（最後の段以外のオイルミスト除去装置７の具体例）の出口１５ｂと、オイルミスト除去装置７ｃ（次の段のオイルミスト除去装置７の具体例）の入口９ｃとは、流路１１ｃ（第２の流路の具体例）によって接続されている。オイルミスト除去装置７ｂでオイルミストの除去処理がされて、オイルミスト除去装置７ｂの出口１５ｂから出てきた圧縮気体は、流路１１ｃを流れて、オイルミスト除去装置７ｃに入り、オイルミスト除去装置７ｃでオイルミストの除去処理がされる。

センサー１３ｃ（第２のセンサーの具体例）は、オイルミスト除去装置７ｂ（最後の段以外のオイルミスト除去装置７の具体例）から出てきた圧縮気体に含まれるオイルミストの量、及び、オイルミスト除去装置７ｃ（次の段のオイルミスト除去装置７の具体例）に入る圧縮気体に含まれるオイルミストの量として、流路１１ｃを流れる（すなわち、オイルミスト除去装置７ｂの出口１５ｂからオイルミスト除去装置７ｃの入口９ｃへと流れる）圧縮気体に含まれるオイルミストの量を測定する。

最後の段以外のオイルミスト除去装置７と次の段のオイルミスト除去装置７の組み合わせの数、第２のセンサーの数、及び、第２の流路の数は、複数段のオイルミスト除去装置７の段数に応じて決まり、段数を２以上の整数ｎとすれば、これらの数は、ｎ−１となる。

オイルミスト除去装置７ｃの出口１５ｃには、流路１１ｄ（第３の流路の具体例）が接続されている。オイルミスト除去装置７ｃでオイルミストの除去処理がされて、オイルミスト除去装置７ｃの出口１５ｃから出てきた圧縮気体は、流路１１ｄを流れて、後段の機器に送られる。

センサー１３ｄ（第３のセンサーの具体例）は、最後の段のオイルミスト除去装置７ｃから出てきた圧縮気体に含まれるオイルミストの量として、流路１１ｄを流れる（すなわち、オイルミスト除去装置７ｃの出口１５ｃから流れる）圧縮気体に含まれるオイルミストの量を測定する。

なお、流路１１ａ〜１１ｄを設けない態様もある。この態様では、圧縮機５の圧縮気体の出口とオイルミスト除去装置７ａの入口９ａとを直接に接続し、オイルミスト除去装置７ａの出口１５ａとオイルミスト除去装置７ｂの入口９ｂとを直接に接続し、オイルミスト除去装置７ｂの出口１５ｂとオイルミスト除去装置７ｃの入口９ｃとを直接に接続する。

図２は、本実施形態に係るオイルミスト除去装置の異常診断装置１ａ（以下、異常診断装置１ａと記載することもある）の構成を示すブロック図である。異常診断装置１ａは、センサー１３ａ〜１３ｄ、パーソナルコンピュータ２１及びＡＤ変換器２３を備える。

センサー１３ａは、図１に示す流路１１ａを流れる圧縮気体に含まれるオイルミストの量として、流路１１ａを流れる圧縮気体に含まれるオイルミストの濃度を測定する光学式センサーである。

センサー１３ｂは、流路１１ｂを流れる圧縮気体に含まれるオイルミストの量として、流路１１ｂを流れる圧縮気体に含まれるオイルミストの濃度を測定する光学式センサーである。

センサー１３ｃは、流路１１ｃを流れる圧縮気体に含まれるオイルミストの量として、流路１１ｃを流れる圧縮気体に含まれるオイルミストの濃度を測定する光学式センサーである。

センサー１３ｄは、流路１１ｄを流れる圧縮気体に含まれるオイルミストの量として、流路１１ｄを流れる圧縮気体に含まれるオイルミストの濃度を測定する光学式センサーである。

ＡＤ変換器２３は、センサー１３ａ〜１３ｄのそれぞれによって測定されたオイルミストの量をアナログ値からデジタル値に変換する。

ＡＤ変換器２３によってデジタル値に変換されたオイルミストの量は、パーソナルコンピュータ２１に入力される。パーソナルコンピュータ２１は、表示部２５及び制御部２７を備える。表示部２５は、液晶パネルのようなディスプレイである。制御部２７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを備えており、これらにより、表示制御部２９、測定制御部３１、算出部３３及び第１の判定部３５の機能が実現される。

表示制御部２９は、表示部２５に各種画面（例えば、異常診断の結果を示す画面）を表示させる制御をする。

測定制御部３１は、センサー１３ａ、センサー１３ｂ、センサー１３ｃ及びセンサー１３ｄを制御して、流路１１ａ、流路１１ｂ、流路１１ｃ及び流路１１ｄを流れる圧縮気体に含まれるオイルミストの量を測定させる。

算出部３３は、複数段のオイルミスト除去装置７のそれぞれについて、オイルミスト除去装置７に入る圧縮気体に含まれるオイルミストの量、及び、オイルミスト除去装置７から出てきた圧縮気体に含まれるオイルミストの量を変数とする所定式を用いて、指標値を算出する。

主に以下の理由から、各段のオイルミスト除去装置７から出てきた圧縮気体に含まれるオイルミストの量を基準値と比較するだけでは、各段のオイルミスト除去装置７の異常が診断できない。

複数段のオイルミスト除去装置７が正常な場合、最初の段から最後の段に向かうに従って、オイルミスト除去装置７から出てきた圧縮気体に含まれるオイルミストの量が少なくなる。オイルミストの量が少なくなるほど、異常の診断が難しくなる。このため、後ろ側の段（例えば、最後の段やこれより一つ前の段）のオイルミスト除去装置７について、異常が診断できないことがある。

図３は、油分離器タイプのオイルミスト除去装置７において、オイルミストの除去能力を説明するグラフである。図４は、油回収器タイプのオイルミスト除去装置７において、オイルミストの除去能力を説明するグラフである。図３及び図４の横軸は、オイルミスト含有量を示す。これは、オイルミスト除去装置７に入る圧縮気体に含まれるオイルミストの量である。縦軸は、オイルミスト含有量の減少割合を示す。これは、例えば、オイルミスト含有量が１００であれば、オイルミストを２割減少でき、また、オイルミスト含有量が５０であれば、オイルミストを１割減少できることを意味する。いずれのタイプも、オイルミスト含有量が多ければ、オイルミスト含有量の減少割合が大きくなり、オイルミスト含有量が少なければ、オイルミスト含有量の減少割合が小さくなる。このように、オイルミスト除去装置７に入る圧縮気体に含まれるオイルミストの量に応じて、そのオイルミスト除去装置７が除去できるオイルミストの量が異なる。オイルミスト除去装置７から出てきた圧縮気体に含まれるオイルミストの量を測定するだけでは、これを反映することができない。

また、図３及び図４に示すように、オイルミスト含有量と、オイルミスト含有量の減少割合とは、ほぼ比例している。オイルミスト除去装置７から出てきた圧縮気体に含まれるオイルミストの量を測定するだけでは、これを反映することができない。

本発明者は、各段のオイルミスト除去装置７から出てきた圧縮気体に含まれるオイルミストの量に加えて、各段のオイルミスト除去装置７に入る圧縮気体に含まれるオイルミストの量を考慮した指標値を算出することにより、各段のオイルミスト除去装置７について、適切に異常が診断できることを見出した。

次に所定式について説明する。所定式は、複数段のオイルミスト除去装置７において、共通の式でもよいし、複数段のオイルミスト除去装置７のそれぞれに割り当てられた異なる式でもよい。ここでは、共通の式の態様について説明する。

複数段のオイルミスト除去装置７のそれぞれに入る圧縮気体に含まれるオイルミストの量を第１のオイルミスト量、及び、複数段のオイルミスト除去装置７のそれぞれから出てきた圧縮気体に含まれるオイルミストの量を第２のオイルミスト量とする。算出部３３は、所定式を、（第１のオイルミスト量−第２のオイルミスト量）／（第１のオイルミスト量＋第２のオイルミスト量）として、複数段のオイルミスト除去装置７のそれぞれの指標値を算出する。

所定式の分子は、オイルミスト除去装置７で除去できたオイルミストの量を示す。この値は、図３及び図４で説明したように、オイルミスト含有量に応じて変化するので、これを考慮するために、オイルミスト除去装置７で除去処理する前後のオイルミストの量を加えた値を、分母とする。

所定式は、上記式に限定されず、様々な式が考えられる。

第１の判定部３５は、所定式によって算出された複数段のオイルミスト除去装置７のそれぞれの指標値を、異常基準値（予め定められた第１の基準値の一例）と比較して、複数段のオイルミスト除去装置７のそれぞれについて、異常か否かを判定する。図５は、指標値とオイルミスト除去装置７の運転時間との関係を示すグラフの一例である。図６は、指標値とオイルミスト除去装置７の運転時間との関係を示すグラフの他の例である。図５及び図６の横軸は、オイルミスト除去装置７の運転時間を示し、縦軸は、指標値を示す。

第１の判定部３５は、指標値が異常基準値以上であるとき、オイルミスト除去装置７が正常と判定し、指標値が異常基準値より小さいとき、オイルミスト除去装置７が異常と判定する。複数段のオイルミスト除去装置７の異常基準値は、同じにしてもよいし、複数段のオイルミスト除去装置７に応じて異なる異常基準値でもよい。

また、第１の異常基準値と、これより小さい第２の異常基準値とを、異常基準値としてもよい。指標値が、第１の異常基準値より小さく、かつ、第２の異常基準値以上のとき、表示制御部２９は、オイルミスト除去装置７のメンテナンスを推奨する旨を表示部２５に表示させ、指標値が、第２の異常基準値より小さいとき、表示制御部２９は、オイルミスト除去装置７のメンテナンスが必要である警告を表示部２５に表示させる。

図５に示すグラフにおいて、指標値が徐々に低下している。これは、オイルミスト除去装置７の劣化を示唆している。一方、図６に示すグラフにおいて、指標値が急激に低下している。これは、オイルミスト除去装置７の故障を示唆している。

本実施形態に係るオイルミスト除去装置の異常診断装置１ａの動作について、図１、図２、図７及び図８を用いて説明する。図７及び図８は、その動作を説明するフローチャートである。

図１、図２及び図７を参照して、異常診断装置１ａは、圧縮機５の作動中、所定の周期で異常診断を実行する。まず、測定制御部３１は、圧縮機５の作動中、センサー１３ａ〜１３ｄにオイルミストの量を測定させる。測定制御部３１は、異常診断を実行するタイミングになったとき、センサー１３ａ〜１３ｄによって測定されているオイルミストの量を記憶する（ステップＳ１）。第１の判定部３５は、ステップＳ１で記憶されたオイルミストの量のうち、センサー１３ｄによって測定されたオイルミストの量（すなわち、最後の段のオイルミスト除去装置７から出てきた圧縮気体に含まれるオイルミストの量）が、システム基準値以下か否かを判定する（ステップＳ２）。システム基準値とは、複数段のオイルミスト除去装置７でオイルミストの除去処理がされた圧縮気体に含まれるオイルミストの量が、問題のない値の上限値であり、圧縮気体の用途に応じて決められる。

第１の判定部３５が、センサー１３ｄによって測定されたオイルミストの量がシステム基準値以下と判定したとき（ステップＳ２でＹｅｓ）、第１の判定部３５は、複数段のオイルミスト除去装置７が正常と判定し（ステップＳ３）、ステップＳ１に戻る。

第１の判定部３５が、センサー１３ｄによって測定されたオイルミストの量がシステム基準値を超えていると判定したとき（ステップＳ２でＮｏ）、第１の判定部３５は、複数段のオイルミスト除去装置７が異常と判定する（ステップＳ４）。この判定がされたとき、いずれの段のオイルミスト除去装置７に異常が発生しているかを診断するステップに移る。

第１の判定部３５は、ステップＳ１で記憶された、センサー１３ａで測定されたオイルミストの量、及び、センサー１３ｂで測定されたオイルミストの量を用いて、オイルミスト除去装置７ａの異常診断をする（ステップＳ５）。これについて説明する。図２及び図８を参照して、算出部３３は、センサー１３ａで測定されたオイルミストの量、及び、センサー１３ｂで測定されたオイルミストの量を、上記所定式に代入して、指標値を算出する（ステップＴ１）。

第１の判定部３５は、ステップＴ１で算出された指標値が、異常基準値以上か否かを判定する（ステップＴ２）。異常基準値とは、上述したように、オイルミスト除去装置７ａの指標値が異常基準値より小さくなると、オイルミスト除去装置７ａに異常が生じていることを示す値である。

第１の判定部３５が、ステップＴ１で算出された指標値が、異常基準値以上と判定したとき（ステップＴ２でＹｅｓ）、第１の判定部３５は、オイルミスト除去装置７ａを正常と判定する（ステップＴ３）。

第１の判定部３５が、ステップＴ１で算出された指標値が、異常基準値より小さいと判定したとき（ステップＴ２でＮｏ）、第１の判定部３５は、オイルミスト除去装置７ａを異常と判定する（ステップＴ４）。

次に、第１の判定部３５は、オイルミスト除去装置７ａの異常の原因が、オイルミスト除去装置７ａの劣化又は故障かを判定する。詳しく説明すると、算出部３３は、以前の異常診断（前回又はそれよりも前の異常診断）において、ステップＳ１で記憶された、センサー１３ａで測定されたオイルミストの量、及び、センサー１３ｂで測定されたオイルミストの量を、上記所定式に代入して指標値を算出する（ステップＴ５）。

算出部３３は、下記式を用いて時間変化率を算出する（ステップＴ６）。

（ステップＴ１で算出された指標値−ステップＴ５で算出された指標値）／（今回の異常診断を実行した時刻−以前の異常診断を実行した時刻）
第１の判定部３５は、ステップＴ６で算出された時間変化率の絶対値が、劣化基準値以下であるか否かを判定する（ステップＴ７）。時間変化率の絶対値が大きいとは、指標値が急激に低下したことを示しており（例えば、図６）、これは、オイルミスト除去装置７ａの故障を意味する。時間変化率の絶対値が小さいとは、指標値が徐々に低下したことを示しており（例えば、図５）、これは、オイルミスト除去装置７ａの劣化を意味する。劣化基準値とは、時間変化率の絶対値が劣化基準値より大きくなると、オイルミスト除去装置７ａに故障が生じていることを示す値である。

第１の判定部３５は、時間変化率の絶対値が、劣化基準値以下と判定したとき（ステップＴ７でＹｅｓ）、オイルミスト除去装置７ａの劣化と判定する（ステップＴ８）。表示制御部２９は、オイルミスト除去装置７ａに劣化が生じていることを、表示部２５に表示させる。

第１の判定部３５は、時間変化率の絶対値が、劣化基準値より大きいと判定したとき（ステップＴ７でＮｏ）、オイルミスト除去装置７ａの故障と判定する（ステップＴ９）。表示制御部２９は、オイルミスト除去装置７ａに故障が生じていることを、表示部２５に表示させる。以上が、オイルミスト除去装置７ａの異常診断である。

図２及び図７を参照して、オイルミスト除去装置７ａの異常診断の終了後、第１の判定部３５は、ステップＳ１で記憶された、センサー１３ｂで測定されたオイルミストの量、及び、センサー１３ｃで測定されたオイルミストの量を用いて、オイルミスト除去装置７ｂの異常診断をする（ステップＳ６）。指標値の算出において、センサー１３ａで測定されたオイルミストの量、及び、センサー１３ｂで測定されたオイルミストの量の換わりに、センサー１３ｂで測定されたオイルミストの量、及び、センサー１３ｃで測定されたオイルミストの量が用いられる以外、ステップＳ６は、ステップＳ５と同じなので、説明を省略する。

オイルミスト除去装置７ｂの異常診断の終了後、第１の判定部３５は、ステップＳ１で記憶された、センサー１３ｃで測定されたオイルミストの量、及び、センサー１３ｄで測定されたオイルミストの量を用いて、オイルミスト除去装置７ｃの異常診断をする（ステップＳ７）。指標値の算出において、センサー１３ａで測定されたオイルミストの量、及び、センサー１３ｂで測定されたオイルミストの量の換わりに、センサー１３ｃで測定されたオイルミストの量、及び、センサー１３ｄで測定されたオイルミストの量が用いられる以外、ステップＳ７は、ステップＳ５と同じなので、説明を省略する。

オイルミスト除去装置７ｃの異常診断の終了後、第１の判定部３５は、ステップＳ１で記憶されたオイルミストの量のうち、センサー１３ａによって測定されたオイルミストの量（すなわち、最初の段のオイルミスト除去装置７ａに入る圧縮気体に含まれるオイルミストの量）が、圧縮機基準値以下か否かを判定する（ステップＳ８）。圧縮機基準値とは、圧縮機５で生成された圧縮気体に含まれるオイルミストの量が、圧縮機５の油冷システムに問題のない値の上限値である。

第１の判定部３５が、センサー１３ａによって測定されたオイルミストの量が圧縮機基準値以下と判定したとき（ステップＳ８でＹｅｓ）、第１の判定部３５は、圧縮機５の油冷システムが正常と判定する（ステップＳ９）。

第１の判定部３５が、センサー１３ａによって測定されたオイルミストの量が圧縮機基準値を超えていると判定したとき（ステップＳ８でＮｏ）、第１の判定部３５は、圧縮機５の油冷システムが異常と判定する（ステップＳ１０）。表示制御部２９は、圧縮機５の油冷システムに異常が生じていることを、表示部２５に表示させる。

本実施形態の主な効果を説明する。本実施形態によれば、算出部３３は、複数段のオイルミスト除去装置７のそれぞれについて、オイルミスト除去装置７に入る気体に含まれるオイルミストの量、及び、オイルミスト除去装置７から出てきた気体に含まれるオイルミストの量を変数とする所定式を用いて、指標値を算出する（ステップＳ５のステップＴ１、ステップＳ６及びステップＳ７でもステップＴ１と同様の処理がされる）。第１の判定部３５は、複数段のオイルミスト除去装置７のそれぞれの指標値を、異常基準値（予め定められた第１の基準値）と比較して、複数段のオイルミスト除去装置７のそれぞれについて、異常か否かを判定する（ステップＴ２）。これにより、圧縮気体に含まれるオイルミストを除去する複数段のオイルミスト除去装置７について、各段のオイルミスト除去装置７の異常が診断できる。

図１を参照して、オイルミスト除去装置７ａ（最後の段以外のオイルミスト除去装置７）から出てきた圧縮気体に含まれるオイルミストの量と、オイルミスト除去装置７ｂ（次の段のオイルミスト除去装置７）に入る圧縮気体に含まれるオイルミストの量とを測定するセンサーを、第２のセンサーであるセンサー１３ｂに兼用させている。同様に、オイルミスト除去装置７ｂ（最後の段以外のオイルミスト除去装置７）から出てきた圧縮気体に含まれるオイルミストの量と、オイルミスト除去装置７ｃ（次の段のオイルミスト除去装置７）に入る圧縮気体に含まれるオイルミストの量とを測定するセンサーを、第２のセンサーであるセンサー１３ｃに兼用させている。従って、オイルミストの量を測定するセンサーの数を減らすことができる。

本実施形態の変形例を説明する。図９は、本実施形態の変形例に係るオイルミスト除去装置の異常診断装置を適用できる圧縮機システム３を示す模式図である。図９において、図１で示す符号と同じ構成については、同じ符号を付すことにより説明を省略する。変形例は、本実施形態で説明した異常診断に加えて、さらに、検査用気体Ｇを用いて、センサー１３ａ〜１３ｄのそれぞれについて、異常を診断する。

検査用気体Ｇは、所定の気体と、この気体中の濃度が予め定められた値にされている単分散球状粒子とを含み、圧縮機５で生成されたオイルミストを含む圧縮気体の換わりとなる。

所定の気体とは、当該圧縮機で使用されている気体そのものであり、単分散球状粒子は、例えばパーティクルカウンターの校正等に用いられる単分散球状粒子である。単分散球状粒子の粒径は、オイルミストの粒径と同じ程度であり、例えば、数十ｎｍ〜数μｍである。

流路１１ａには、二つのバルブ３１ａ，３１ｂが設けられ、そして、上流副流路３３ａ及び下流副流路３３ｂが接続されている。詳しく説明すると、バルブ３１ａ，３１ｂは、流路１１ａを遮断する。流路１１ａのうち、バルブ３１ａとバルブ３１ｂとの間の部分を測定箇所３７ａとする。センサー１３ａは、測定箇所３７ａにおいて、圧縮気体に含まれるオイルミストの量を測定する。

測定箇所３７ａの上流部に上流副流路３３ａが接続され、測定箇所３７ａの下流部に下流副流路３５ｂが接続されている。上流副流路３３ａには、上流副流路３３ａを遮断するバルブ３９ａが設けられている。下流副流路３５ａには、下流副流路３５ａを遮断するバルブ３９ｂが設けられている。

検査用気体Ｇは、上流副流路３３ａから測定箇所３７ａに導かれ、測定箇所３７ａを通り、下流副流路３５ａに導かれる。

流路１１ｂには、二つのバルブ３１ｃ，３１ｄが設けられ、そして、上流副流路３３ｂ及び下流副流路３５ｂが接続されている。これらの構成は、流路１１ａの場合と同様なので説明を省略する。３７ｂは測定箇所、３９ｃ，３９ｄはバルブを示す。

流路１１ｃには、二つのバルブ３１ｅ，３１ｆが設けられ、そして、上流副流路３３ｃ及び下流副流路３５ｃが接続されている。これらの構成は、流路１１ａの場合と同様なので説明を省略する。３７ｃは測定箇所、３９ｅ，３９ｆはバルブを示す。

流路１１ｄには、二つのバルブ３１ｇ，３１ｈが設けられ、そして、上流副流路３３ｄ及び下流副流路３５ｄが接続されている。これらの構成は、流路１１ａの場合と同様なので説明を省略する。３７ｄは測定箇所、３９ｇ，３９ｈはバルブを示す。

上流副流路３３ａは、センサー１３ａに対応して設けられた第１の副流路の具体例である。上流副流路３３ｂは、センサー１３ｂに対応して設けられた第２の副流路の具体例である。上流副流路３３ｃは、センサー１３ｃに対応して設けられた第２の副流路の具体例である。上流副流路３３ｄは、センサー１３ｄに対応して設けられた第３の副流路の具体例である。

上流副流路３３ａ〜３３ｄのそれぞれに流量計を設置し、上流副流路３３ａ〜３３ｄのそれぞれを流れる検査用気体Ｇの量を管理できるようにしてもよい。

図１０は、本実施形態の変形例に係るオイルミスト除去装置の異常診断装置１ｂの構成を示すブロック図である。図１０において、図２で示す符号と同じ構成については、同じ符号を付すことにより説明を省略する。オイルミスト除去装置の異常診断装置１ｂは、図２に示す制御部２７が表示制御部２９、測定制御部３１、算出部３３及び第１の判定部３５の機能に加えて、バルブ制御部３７及び第２の判定部３９の機能を有する。

バルブ制御部３７は、異常診断装置１ｂを用いて、センサー１３ａ〜１３ｄのそれぞれについて、異常の診断がされない場合、図９に示すバルブ３１ａ〜３１ｈを開け、かつ、バルブ３９ａ〜３９ｈを閉じる。

これに対して、異常診断装置１ｂを用いて、センサー１３ａ〜１３ｄのそれぞれについて、異常の診断がされる場合、バルブ制御部３７は、所定期間、次の制御をする。バルブ制御部３７は、図９を参照して、バルブ３１ａ，３１ｂを閉じることによって流路１１ａ（第１の流路の具体例）を遮断し、バルブ３１ｃ，３１ｄを閉じることによって流路１１ｂ（第２の流路の具体例）を遮断し、バルブ３１ｅ，３１ｆを閉じることによって流路１１ｃ（第２の流路の具体例）を遮断し、バルブ３１ｇ，３１ｈを閉じることによって流路１１ｄ（第３の流路の具体例）を遮断し、バルブ３９ａ，３９ｂを開けて、上流副流路３３ａに検査用気体Ｇを流し、バルブ３９ｃ，３９ｄを開けて、上流副流路３３ｂに検査用気体Ｇを流し、バルブ３９ｅ，３９ｆを開けて、上流副流路３３ｃに検査用気体Ｇを流し、バルブ３９ｇ，３９ｈを開けて、上流副流路３３ｄに検査用気体Ｇを流す。

この状態において、第２の判定部３９は、次の判定をする。センサー１３ａ（第１のセンサーの具体例）によって測定された、上流副流路３３ａ（第１の副流路の具体例）から測定箇所３７ａ（第１の流路）に導かれた検査用気体Ｇに含まれる単分散球状粒子の濃度、センサー１３ｂ（第２のセンサーの具体例）によって測定された、上流副流路３３ｂ（第２の副流路の具体例）から測定箇所３７ｂ（第２の流路）導かれた検査用気体Ｇに含まれる単分散球状粒子の濃度、センサー１３ｃ（第２のセンサーの具体例）によって測定された、上流副流路３３ｃ（第２の副流路の具体例）から測定箇所３７ｃ（第２の流路）導かれた検査用気体Ｇに含まれる単分散球状粒子の濃度、センサー１３ｄ（第３のセンサーの具体例）によって測定された、上流副流路３３ｄ（第３の副流路の具体例）から測定箇所３７ｄ（第３の流路）導かれた検査用気体Ｇに含まれる単分散球状粒子の濃度を、それぞれ、予め定められた第２の基準値と比較して、センサー１３ａ〜１３ｄのそれぞれについて、異常か否かを判定する。第２の基準値は、センサー１３ａ〜１３ｄにおいて、共通の値である。

検査用気体Ｇを測定箇所３７ａ〜３７ｄに流す上記所定期間は、極めて短い期間である。従って、変形例によれば、圧縮機５の動作を止めることなく、センサー１３ａ〜１３ｄのそれぞれについて異常が診断できる。

本実施形態に係る異常診断装置１ａ及び変形例に係る異常診断装置１ｂによって、異常診断の対象となる回転機として、圧縮機５を例に説明したが、圧縮機５に限定されない。

１ａ，１ｂ オイルミスト除去装置の異常診断装置
３ 圧縮機システム
５ 圧縮機
７，７ａ〜７ｄ オイルミスト除去装置
９ａ〜９ｃ オイルミスト除去装置の入口
１１ａ 流路（第１の流路の具体例）
１１ｂ 流路（第２の流路の具体例）
１１ｃ 流路（第２の流路の具体例）
１１ｄ 流路（第３の流路の具体例）
１３ａ センサー（第１のセンサーの具体例）
１３ｂ センサー（第２のセンサーの具体例）
１３ｃ センサー（第２のセンサーの具体例）
１３ｄ センサー（第３のセンサーの具体例）
１５ａ〜１５ｃ オイルミスト除去装置の出口
３１ａ〜３１ｈ バルブ
３３ａ 上流副流路（第１の副流路の具体例）
３３ｂ 上流副流路（第２の副流路の具体例）
３３ｃ 上流副流路（第２の副流路の具体例）
３３ｄ 上流副流路（第３の副流路の具体例）
３５ａ〜３５ｄ 下流副流路
３７ａ〜３７ｄ 測定箇所
３９ａ〜３９ｈ バルブ

Claims (4)

1. 回転機が作動することにより発生したオイルミストを除去する複数段のオイルミスト除去装置に適用されるオイルミスト除去装置の異常診断装置であって、
   前記複数段のオイルミスト除去装置のそれぞれについて、オイルミスト除去装置に入る気体に含まれる前記オイルミストの量、及び、オイルミスト除去装置から出てきた前記気体に含まれる前記オイルミストの量を変数とする所定式を用いて、指標値を算出する算出部と、
   前記複数段のオイルミスト除去装置のそれぞれの前記指標値を、予め定められた第１の基準値と比較して、前記複数段のオイルミスト除去装置のそれぞれについて、異常か否かを判定する第１の判定部と、を備え、
   前記算出部は、前記複数段のオイルミスト除去装置のそれぞれに入る前記気体に含まれる前記オイルミストの量を第１のオイルミスト量、及び、前記複数段のオイルミスト除去装置のそれぞれから出てきた前記気体に含まれる前記オイルミストの量を第２のオイルミスト量とし、前記所定式を、（前記第１のオイルミスト量−前記第２のオイルミスト量）／（前記第１のオイルミスト量＋前記第２のオイルミスト量）として、前記複数段のオイルミスト除去装置のそれぞれの前記指標値を算出する、オイルミスト除去装置の異常診断装置。
2. 前記複数段のオイルミスト除去装置において、最初の段のオイルミスト除去装置に入る前記気体に含まれる前記オイルミストの量として、前記最初の段のオイルミスト除去装置の入口へ流れる前記気体に含まれる前記オイルミストの量を測定する第１のセンサーと、
   最後の段以外のオイルミスト除去装置から出てきた前記気体に含まれる前記オイルミストの量、及び、次の段のオイルミスト除去装置に入る前記気体に含まれる前記オイルミストの量として、前記最後の段以外のオイルミスト除去装置の出口から前記次の段のオイルミスト除去装置の入口へ流れる前記気体に含まれる前記オイルミストの量を測定する第２のセンサーと、
   前記最後の段のオイルミスト除去装置から出てきた前記気体に含まれる前記オイルミストの量として、前記最後の段のオイルミスト除去装置の出口から流れる前記気体に含まれる前記オイルミストの量を測定する第３のセンサーと、をさらに備える請求項１に記載のオイルミスト除去装置の異常診断装置。
3. 前記最初の段のオイルミスト除去装置の入口に接続された第１の流路、前記最後の段以外のオイルミスト除去装置の出口と前記次の段のオイルミスト除去装置の入口とを接続する第２の流路、及び、前記最後の段のオイルミスト除去装置の出口に接続された第３の流路に前記気体が流れるのを遮断するバルブと、
   所定の気体と、前記所定の気体中の濃度が予め定められた値にされている単分散球状粒子とを含む検査用気体が流れ、前記第１のセンサーに対応して設けられた第１の副流路と、
   前記検査用気体が流れ、前記第２のセンサーに対応して設けられた第２の副流路と、
   前記検査用気体が流れ、前記第３のセンサーに対応して設けられた第３の副流路と、
   前記バルブによって前記第１の流路、前記第２の流路及び前記第３の流路に前記気体が流れるのが遮断された状態で、前記第１のセンサーによって測定された、前記第１の副流路から前記第１の流路に導かれた前記検査用気体に含まれる前記単分散球状粒子の濃度、前記第２のセンサーによって測定された、前記第２の副流路から前記第２の流路に導かれた前記検査用気体に含まれる前記単分散球状粒子の濃度、及び、前記第３のセンサーによって測定された、前記第３の副流路から前記第３の流路に導かれた前記検査用気体に含まれる前記単分散球状粒子の濃度を、それぞれ、予め定められた第２の基準値と比較して、前記第１のセンサー、前記第２のセンサー及び前記第３のセンサーのそれぞれについて、異常か否かを判定する第２の判定部と、をさらに備える請求項２に記載のオイルミスト除去装置の異常診断装置。
4. 前記回転機は、油冷式の圧縮機であり、
   前記気体は、前記圧縮機により生成された圧縮気体である請求項１〜３のいずれか一項に記載のオイルミスト除去装置の異常診断装置。
   

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