JPS61111450A - オイルミスト検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔本発明の技術分野〕 本発明は不燃性気体中におけるオイルミストを熱反応に
よってデポジット化し．当該デポジットの堆積量を電気
抵抗変化として検出し，該電気抵抗値からオイルミスト
量を検出するようにしたオイルミストの検出方法及びそ
の装置に関する。

〔従来技術〕

近年．コンプレッサー等の密封往復機関においては，ピ
ストンが盛装されるシリンダーを，ピストンの往復運動
をシリンダー外に伝達するガイドロッドに対して密封す
るようシール部が設けられ，そのシール部にオイルを用
いているものかある。このため、シール部から漏れたオ
イルが霧状ヲ呈シてシリンダー内を汚染し、ピストンの
往復運動に支障をきたすという問題があった。よって。

シリンダー内のオイルミストをピストンの往復運動中だ
測定する必要性が生じている。

ところが、従来の測定装置は２例えばピエゾバランス粉
じん計のように、オイルミスト測定用のセンサーとして
圧電素子を用いていた。このため。

圧力が変動するシリンダー内に配置して、直接。

オイルミストを測定することができない。つまり。

シリンダー内のガスをサンプリングして圧カ一定とした
後にシリンダーとは別室において間接的に測定するもの
である。よって、測定精度が得られなく、シかも、サン
プリング用の配管を要するから測定装置の大型化も避け
られないという欠点があった。

１　　　　　　　　以１・従来技術０具体例を図面′基
′″″て説明する。

第１図は高温高圧のガスのエネルギーを回転力に変換す
る圧縮機１０を示す。

シリンダー１１は図示しないものも含めて対称に４ケ所
設けられている。各シリンダー１１内には夫々ピストン
１２が配置され、その両端に膨張室１３と圧縮室１４と
が形成されている。各膨張　、室１３と圧縮室１４は夫
々作動ガスの供給源たる熱交換器１５ａ、　　１５ｂに
連通されている。

各ピストン１２には夫々、ガイドロッド１６が配設され
ておシ、ロッドシール１７ｔ−介してシリンダー１１外
にピストン１２の往復運動を伝達する。ガイドロッド１
６にはガイドピストン１８が接続されており、ガイドシ
リンダー１９内で摺動可能に配置されている。各ガイド
ピストン１８は回転斜板２０に係合され、この回転斜板
２０は回転軸２１を有している。

以上のようＶＣｍ戊された圧縮機１０は、ヘリウムガス
を供給され、各ピストン１２がシリンダー、　１１内を
周期的に往復連動する。

この往復運動はガイドロッド１６を介して伝達され、各
ガイドピストン１８も互いに一定の位相差をもって往復
運動する。よって、各ガイドピストン１８に係合してい
る回転斜板２０は９回転することとな９１回転軸２１を
介してこの回転は外イ云 部に上達される。

ここで、ガイドロッド１６に対して、シリンダー１１を
気密に保つロッドシール１７の構成について第１図に基
づいて説明する。

ガイドロッド１６のまわ）であって圧縮室１４側から、
順次、ガスシール２６．圧縮室１４と通じる中間室２５
．オイルスクレーバー２２．ｆｆ体封入室２３およびオ
イルシール２４を配し、液体封入室２３とオイルスクレ
ーバー２２のＪＪＥｔ−オイルタンク２７ｔ−介して連
通させていることから構成されている。

よって、シールするに当夛オイルを用いているから、液
体封入室２３に配置れたオイルは、オイルスクレーバー
２２．中間室２５．ガスシール２６を介して圧縮室１４
に漏れる恐れがある。このため、圧縮機１０では圧縮室
１４内にオイルが霧状を呈して分布することとなる。

このオイルミストは、熱交換器１５ａと圧縮室１４とを
結ぶパイプを介して、熱交換器１５ａのパイプ内壁に付
着し、当該熱交換器１５ａの高温のため、パイプ内壁に
焼付きを生じる。

このオイルミストのパイプ内壁への付着が堆積されてゆ
くと、パイプのガス流路が阻止される結果とな、９Ｈｅ
ガス等の熱交換の効率が低下すると共に、圧縮機自体の
効率低下をもたらす原因となる。

又、フィルター２８の効率が低下すると、オイルミスト
はオイルスクレーバー２２．中間室２５゜フィルタ２８
を介して前記同様に圧縮室１４内に霧状を呈して分布す
ることＫなる。

以上の問題から圧縮機１０においては、圧縮室１４内の
オイルミストの濃度を検出することが圧縮機の性能維持
のため重要な課題となる。

〔目　的〕

そこで本発明は、オイルミスト量の測定において当該ミ
ストの雰囲気内にて、ミストを高温のヒータ表面上に焼
付けさせてデポジット化し、該デポジットの生成量によ
る電気抵抗変化として検出するようにした小型の検出手
段を用いることにより、シリンダー内のオイルミスト量
を直接測定可能として、上記欠点の解消することを目的
とする。

〔発明の要旨〕

本発明は、不燃性気体中におけるオイルミストを付着せ
しめ当該付着したオイルミストを熱反応によってデポジ
ット化し、当該デポジットの堆積量を電気抵抗変化とし
て検出し該電気抵抗値からオイルミスト量を検出するよ
うにしたＣとを特徴とするオイルミスト検出方法である
。

また本発明は、不燃性気体中におけるオイルミストを付
着可能に配設し絶縁性、耐熱性の部材で被覆した発熱体
と、該発熱体の被覆上に設けた一対の電極とから成り、
前記発熱体の被覆上に付着したオイルミストを該発熱、
体の発熱により該被覆ｐ　　　　　上に焼付かせてデぎ
ジット化し、該被覆上に堆積するデポジット量に対応す
る前記電極間の電気抵抗変化からオイルミスト量を検出
するようにしたことを特徴とするオイルミスト検出装置
である。

〔発明の効果〕

上記本発明によれば、シリンダー内オイルミスト中での
小型ヒータの表面抵抗の変化に応じてオイルミスト濃度
を極めて容易に測定できる。

よって、シリンダー内の圧力変動に影響されることはな
く、直接、シリンダー内のオイルミスト量を測定です、
虹に、シリンダー内のガスをサンプリングしてオイルミ
スト量を測定する場合に対して、シリンダー内のオイル
ミスト状態を極めて容易に宜つ正確に把握できるという
多大な効果がある。

具体的には２本発明にかかるオイルミスト検出手段を前
記圧縮機１０の圧縮室１４内の０部もしくは、フィルタ
２８と圧縮室１４間の０部に装着すれば、オイルミスト
の濃度を常時監視できる。

この拮果、オイルスクレーバーやガスシールの不良、あ
るいはフィルタの効率低下などを発見で吉ると云う大き
な効果が得られる。

以下、第１図に示した圧縮機１０の０部および０部に装
着可能なオイルミスト検出の好適な例を図によって説明
する。

第２図は２本発明のオイルミスト検出手段の動作原理を
示す。

圧縮機の圧縮室内はヘリウムガスが充填され。

ヘリウムガスが圧縮される。

従って圧縮室内では酸素は存在しないため、オイルミス
トが燃焼することはない。この雰囲気の利点を生かして
、オイルミストを燃焼させずに高温のヒータ表面に焼付
けさせ、デポジット化するのが本発明のオイルミスト検
出手段の動作原理である。

第２図において、高温加熱されたミストセンサ１の表面
にオイルミスト２が付着すると、オイルミストは検出装
置としてのセンサ１の表面上に焼付き、炭化水素を主成
分としたデポジットとなる。

センサ１は、セラミックヒータ等とすれば、その表面に
デボジツ）２ａ＠無い場合、センサ１の電極１ｄ間の抵
抗Ｒは無限大である。

しかし、ミスト２の焼付きにより表面上にデボジツ）２
ａが堆積されてゆくと、デポジット自体の抵抗により電
極１６間の抵抗Ｒは第３図の如く低下してゆく。

オイルは炭化水素を主成分とするため、そのオイルミス
トも同一成分である。

従って、オイルミストがデポジット化し、センサ１の表
面上に付着すると、その導電性により。

電極１６間の抵抗Ｒが低下する。

本発明にかかるオイルミストセンサでは、ヘリウムガス
中でオイルミストをデポジット化するための好適なセン
サ表面温度は約７５０〜９００　’Ｃである。これは、
オイルミスト中に含まれる炭化水素がデポジット化する
ために必要な温度である。

しかし、オイルミストがデポジット化して、センサ表面
に堆積する黒色のデポジットには、炭化水素以外に、オ
イル自体に含まれている硫黄や燐および各種の添加剤も
含１れる。これは量的に極めて少ないため、センサ表面
上のデボジツ）２ａはほとんど炭化水素が主成分となり
、電気的導電性となる。従って、第２図の如く、センサ
１の電極１６間の抵抗Ｒは、ミストが存在すれば無限大
の値から徐々に低下してゆき、更にミストセンサによっ
て、その低下度合いが変化してくる。

次に１本発明だかかる検出装置としてのミストセンサ１
の具体的な実施例を第４図によって説明ミツフナどの基
板１ａに、ニクロム線やカンタル線などの電熱Ｍｌｂを
巻回し、該電熱線１ｂの上をセラミックなどの被覆１ｃ
を焼結し、当該被覆１ｃの両端ット１ｆの端子１ｃに接
続され、ビン端子１ｇにてそれぞれ外部回路と接続でき
る構造である。

かかる構成によれば、外部電源だよシミ熱線１ｂが通電
されると発熱し、被ｆｆ１ｌｃの表面温度が７５０〜９
００°Ｃに加熱される。この加熱状態で。

圧縮機の圧縮室内などのヘリウムガス雰囲気中にてオイ
ルミストが存在すると、ミストか被Ｎｌｃ上に焼付きデ
ポジットとなる。このデポジットが堆積してくると、絶
縁性の被覆ｌｃ衣表面導電性となり、センサ１の電極１
６間の抵抗が低下してくる。

この電極１６間の抵抗変化をピン端子１ｇ？通して。

ストの量は時間とミス）ｄ度によって堆積されてゆくた
め、積分値を示すことになる。従って、あらかじめミス
ト濃度と時間と抵抗との関係を検定しておけば、センサ
１の電極間抵抗Ｒの値から。

オイルミスト量を検知することが可能となり、当該抵抗
Ｒに判定基準値を設定することにより、オイルミスト量
が規定以下か、否かを知ることができる。

第５図に前記センサ１を利用したオイルミスト検出装置
の具体的な実施例を示す。

オイルミスト検出装置は、前記第４図によって説明した
オイルミストセンサ１と、当該センサ１の電熱線１ｂＫ
接親され、該電熱線１ｂを通電加熱せしめると共に、前
記センサ１の電極１ｄの一方に接続される電源手段３と
、前記センサ１の他方の電極１ｄに接続され、該センサ
ｌの電極間抵抗ｔ−測測定るための検出回路手段４と、
該検出回路手段４の出力を受けて、オイルミスト量の異
常などを表示する表示手段５とから成る。かかる構成か
ら成るオイルミスト検出装置において、を源平段３から
センサ手段１の電熱線１ｂが通電加熱されると。

オイルミスト２はセンサーの表面に焼付キ、テボジット
となる。かかるセンナ表面のデポジットは。

センサ表面の電極１６間に導電性物質として堆積してく
る。このデポジットの量は、を源平段３からセンサ表面
の一方の電極１ｄに一定の電圧Ｅを印加することにより
、当該デポジットを通して電流工が流れ、他方の電極１
ｄを通して、検出回路手段４に流入する。

従って、検出回路手段４は、このセンサ表面のデポジッ
トを通して流れる電流工を測定すれば。

オームの法則によりブポジットの抵抗、すなわちオイル
ミスト量の積分値による抵抗ＲはＲ＝τによって測定で
きる。

すなわち、負荷抵抗４ａ（！：Ｔ＆圧検出回路４ｂとに
よって、前記センサーの電極１６間に流れる電流工を電
圧信号に変換して検出する。

次に表示手段５は１判定回路５ａと表示回路５ｂとから
構成する。前記検出回路手段４の出力は。

判定回路５１に入力する。判定回路５ａはあらかじめオ
イルミスト量と抵抗値Ｒとの関係から求められる判定基
準値ｅｏと比較され、検出回路手段４の出力値が基準値
８０以上となると表示回路５ｂによってオイルミスト量
が異常になったことを表示する。

表示手段５は、検出回路手段４の出力をそのままアナロ
グメータで表示し、アナログメータ上にオイルミスト量
のＯＫ、ＮＧのゾーンを設けても良い。

次に、オイルミストセンサに関するセンサ手段１の他の
実施例を第６図によって説明する。

第４図によって説明したセンサ手段ｌと同一の作用効果
を奏する部分は同一記号を符す。

第６図においてセンサ手段１は、セラミックなどの絶縁
性、耐熱性の材質から成る基板１ａの一方の面上に一対
の電極１ｄを設け、該基板１ａの他方の面上にセラミッ
クヒータもしくはフィルムと−タなどの面熱体１ｈを、
当該面熱体を通電すべく一対の電極１ｉと共に設けて成
る。かかる構成によるセンサ手段１によれば９面熱体１
ｈＫよって基板１ａが加熱されると、基板ｌａ上に付着
したオイルミスト２が焼付＠、デポジットとなる。この
オイルミストによるデボジッ）２ａの量は電極１６間の
抵抗として検出できるものである。

かかる構成によれば、センサ手段は極めて薄く。

小型にできることから、低熱容量のヒータによって、オ
イルミストを検出できる。

かかるオイルミストセンサにおいて、当該センサ手段１
の第４図における被覆１ｃおよび第６図における基板１
ａのオイルミストの付着面は、多孔質もしくは粗い粒子
のセラミック材質とすることが。

ミストを効率良く付着させ、焼付き、デポジット化でき
る。

ｖ　　　　ｙ′″、　＊　＞　ｆｏｐ”１“ＩＮ、　ｂ
！ｕ！６８！ＨＫｋいて、いずれも平板状としたが２円
筒状、棒状など任意な形状とすることも可能である。

前記第４図に示したセンナ手段ｌにおいて、を熱線１ｂ
をニクロム線とし、約５Ｗの容量のヒータを形成し、被
ｆｉｌｅの表面温度を約８５０”Ｃ（赤熱状態）に設定
し、ヘリウムガス雰囲気中でｒ＆１１０００ｐｐのオイ
ルミストを発生させると、センサ手段１の電極１６間の
抵抗は無限大の値から数時間で数にΩに低下する実験結
果が得られた。センサ手段１の皮膜の面積、形状などに
よってオイルミストを効率良く、宜つ高感度に検出しつ
るものである。

当オイルミストセンサの重要なポイントは、オイルミス
トをセンサ手段１の表面に焼付き、デポジット化できる
温度に設定する所にある。

いくつかの実験から、当センナにおけるオイルミストの
最適な焼付き温度は７５０〜９００　’Ｃであシ、セン
ナ手段１の表面温度が、この温度域になる様にセンサ手
段１の大きさと加熱容量を決定すれば良い。又、センサ
手段１０表面温度を変えることによりオイルミストの検
知感度を任意に変更できる。

更に当センナは次の大きな特徴を持っている。

すなわち、センサ表面にオイルミストの焼付いたデポジ
ットを自己清浄できる。センサ手段ｌにオイルミストポ
焼付く課程は オイルミスト−ヘリウムガス中→炭化水素のデポジット
にて８５０℃の ヒータ表面に 焼付き であるが、センサ表面のデポジットは炭化水素が主成分
であるから、空気中では燃焼できる。すなわち。

デホ゛ジット→空気中にて８５０’Ｃの一〇〇２＋Ｈ２
ｏ＋−Ｘ（ＣｍＨｎ）　　ヒータ表面にて燃焼　　　　
　　（不純・物〕（＋０ｇ） とな）、センサ表面上のデポジットを消失式せ。

清浄できる。

以上の結果、当オイルミストセンサがオイルミストの異
常を検知し、前記オイルミスト検出装置が作動した場合
、圧縮機の異常箇所を調整後、当センサ手段を空気中に
て動作してやれば、自己の加熱温度でセンサ表面に焼付
いたデポジットを燃焼式せ、消失でき、当センサの再使
用が極めて容易に行えると云う大きな特徴を有している
。

以上、オイルミストセンサを圧縮機に適用する場合の実
施例について説明したが、ヘリウムガスのような不燃性
気体を使用する極低温冷凍機内のオイルミスト検知にも
適用できることは云うまでもない。

更ニ、当オイルミストセンサの適用雰囲気は。

ヘリウムガスなどの不燃性気体中で、宜つセンサ表面温
度が７５０〜９００’Ｃに保たれる環境であればよく、
雰囲気内の圧力や温度の影響は極めて少ない。

更に、ヒータは３〜５Ｗの容量で形成でさ、ミストセン
サ自体が極めて小型、簡易な構造となり。

冷凍機、コンプレッサーなどの圧縮室に直接装着でき、
これらの性能維持に大きな役割を果たす。

【図面の簡単な説明】

第１図は圧縮機の原理図、第２図及び第３図はオイルミ
ストセンサの原理図及び線図、第４図はミストセンサの
実施例を示す概要図、第５図は芽イルミスト検出装置の
実施例を示す概要図、第６図はミストセンサのその他の
実施例を示す概要図である。 図中　１・・・センサ＋１ａ・・・基板、ｌｂ・・・電
熱線。 ２ａ・・・デボジッ）、ｌｃ・・・被覆、ｌｄ・・・電
極。 Ｒ・・・抵抗

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）不燃性気体中におけるオイルミストを付着せしめ、
   当該付着したオイルミストを熱反応によってデポジット
   化し、当該デポジットの堆積量を電気抵抗変化として検
   出し、該電気抵抗値からオイルミスト量を検出するよう
   にしたことを特徴とするオイルミスト検出方法。 ２）不燃性気体中におけるオイルミストを付着可能に配
   設し絶縁性、耐熱性の部材で被覆した発熱体と、該発熱
   体の被覆上に設けた一対の電極とから成り、前記発熱体
   の被覆上に付着したオイルミストを該発熱体の発熱によ
   り該被覆上に焼付かせてデポジット化し、該被覆上に堆
   積するデポジット量に対応する前記電極間の電気抵抗変
   化からオイルミスト量を検出するようにしたことを特徴
   とするオイルミスト検出装置。 ３）前記発熱体を通電加熱する電源と、前記電極間の電
   気抵抗を検出するための検出回路と、該検出回路の出力
   をオイルミストの量として表示する表示回路とから成る
   ことを特徴とする前記特許請求の範囲第２）項記載のオ
   イルミスト検出装置。 ４）前記発熱体を被覆する部材は、粗粒子のセラミック
   であることを特徴とする前記特許請求の範囲第２）項記
   載のオイルミスト検出装置。