JPH07253081A - 往復動圧縮機 - Google Patents
往復動圧縮機Info
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- JPH07253081A JPH07253081A JP4395794A JP4395794A JPH07253081A JP H07253081 A JPH07253081 A JP H07253081A JP 4395794 A JP4395794 A JP 4395794A JP 4395794 A JP4395794 A JP 4395794A JP H07253081 A JPH07253081 A JP H07253081A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 シリンダ弁の作動状態の正確な診断を可能と
した往復動圧縮機を提供する。 【構成】 クランク軸１１の回転角に対応する同期信号
を発生する反射板１４，フォトセンサ１５と、吸込弁室
１，シリンダ３内，吐出弁室２の各圧力をそれぞれ別個
に検出する複数の圧力検出手段１６と、上記同期信号と
上記圧力検出手段１６とからのアナログ信号を受けて、
クランク軸の回転角と対応付けられた上記各圧力を示す
アナログ信号をディジタル信号に変換するデータアナラ
イザ１７と、これからの上記回転角に対応させることが
できるディジタル信号に基づき、シリンダ弁の作動状態
を示す値を算出し、この値と、予め記憶させておいたそ
正常時における作動状態を示す値との差を算出し、この
差が予め定めた許容範囲内にない場合には、弁異常信号
を出力する演算器２０とを設けて形成してある。
した往復動圧縮機を提供する。 【構成】 クランク軸１１の回転角に対応する同期信号
を発生する反射板１４，フォトセンサ１５と、吸込弁室
１，シリンダ３内，吐出弁室２の各圧力をそれぞれ別個
に検出する複数の圧力検出手段１６と、上記同期信号と
上記圧力検出手段１６とからのアナログ信号を受けて、
クランク軸の回転角と対応付けられた上記各圧力を示す
アナログ信号をディジタル信号に変換するデータアナラ
イザ１７と、これからの上記回転角に対応させることが
できるディジタル信号に基づき、シリンダ弁の作動状態
を示す値を算出し、この値と、予め記憶させておいたそ
正常時における作動状態を示す値との差を算出し、この
差が予め定めた許容範囲内にない場合には、弁異常信号
を出力する演算器２０とを設けて形成してある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シリンダ弁の状態を診
断する手段を備えた往復動圧縮機に関するものである。
断する手段を備えた往復動圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、吸込流路内、或は吐出流路内の圧
力の脈動波形を測定し、その波形パターンを、正常弁の
波形パターンと比較することにより、弁部の異常を検知
するようにした往復動圧縮機は公知である（特開平４−
１０１０７７号公報）。この圧縮機は、例えば、弁板が
偏摩耗しているときの波形パターンとか、弁板の部分脱
落があったときの波形パターン等、予め蓄積された波形
パターンと測定波形による波形パターンとを比較して、
現在作動しているシリンダ弁がどのような状態であるか
を診断するものである。さらに、シリンダ弁の弁蓋にピ
ストンの加速度を検出する加速度センサを取付け、加速
度の大きさや、周波数分析して、正常時との比較を行う
ことにより、シリンダ弁の作動状態を診断するようにし
た往復動圧縮機が公知である。
力の脈動波形を測定し、その波形パターンを、正常弁の
波形パターンと比較することにより、弁部の異常を検知
するようにした往復動圧縮機は公知である（特開平４−
１０１０７７号公報）。この圧縮機は、例えば、弁板が
偏摩耗しているときの波形パターンとか、弁板の部分脱
落があったときの波形パターン等、予め蓄積された波形
パターンと測定波形による波形パターンとを比較して、
現在作動しているシリンダ弁がどのような状態であるか
を診断するものである。さらに、シリンダ弁の弁蓋にピ
ストンの加速度を検出する加速度センサを取付け、加速
度の大きさや、周波数分析して、正常時との比較を行う
ことにより、シリンダ弁の作動状態を診断するようにし
た往復動圧縮機が公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に開示の従来
の往復動圧縮機の場合、圧力の脈動波形は、ガスの温
度，圧力，流路自体の脈動等の影響によって変化するの
で、圧力の脈動波形を測定しても、その変化がシリンダ
弁の異常によるものか否かを判断することは困難であ
る。たとえ、上記判断が可能であったとしても、膨大な
データの蓄積が必要であるとともに、運転条件やガスの
性状が変化することによりそのデータが使用できなくな
ったり、他の圧縮機に、そのデータを適用するのはでき
ず、各圧縮機毎にデータの蓄積が必要となる等の問題が
ある。
の往復動圧縮機の場合、圧力の脈動波形は、ガスの温
度，圧力，流路自体の脈動等の影響によって変化するの
で、圧力の脈動波形を測定しても、その変化がシリンダ
弁の異常によるものか否かを判断することは困難であ
る。たとえ、上記判断が可能であったとしても、膨大な
データの蓄積が必要であるとともに、運転条件やガスの
性状が変化することによりそのデータが使用できなくな
ったり、他の圧縮機に、そのデータを適用するのはでき
ず、各圧縮機毎にデータの蓄積が必要となる等の問題が
ある。
【０００４】一方、ピストンの加速度を測定するように
した上記従来の往復動圧縮機の場合、加速度センサの出
力は、、加速度センサの取付け状態、即ち、きつく取付
けたり、ゆるく取付けたり、或は、その取付けがマグネ
ット式であったり等により大きく変化するため、シリン
ダ弁が異常か否かの判断の正確性が欠ける。また、例え
ば、シリンダ弁のうち、吸込弁ののデータを検出しよう
と思っても、吐出弁からの振動や弁以外の部分の振動に
よる影響も同時に、検出データに入ってくるため、シリ
ンダ弁の作動状態を正確に診断することが難しいという
問題がある。本発明は、斯る従来の問題点を課題として
なされたもので、シリンダ弁の作動状態の正確な診断を
可能とした往復動圧縮機を提供しようとするものであ
る。
した上記従来の往復動圧縮機の場合、加速度センサの出
力は、、加速度センサの取付け状態、即ち、きつく取付
けたり、ゆるく取付けたり、或は、その取付けがマグネ
ット式であったり等により大きく変化するため、シリン
ダ弁が異常か否かの判断の正確性が欠ける。また、例え
ば、シリンダ弁のうち、吸込弁ののデータを検出しよう
と思っても、吐出弁からの振動や弁以外の部分の振動に
よる影響も同時に、検出データに入ってくるため、シリ
ンダ弁の作動状態を正確に診断することが難しいという
問題がある。本発明は、斯る従来の問題点を課題として
なされたもので、シリンダ弁の作動状態の正確な診断を
可能とした往復動圧縮機を提供しようとするものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第１発明は、クランク軸の回転角に対応する同期信
号を発生する同期信号発生手段と、吸込弁室，シリンダ
内、および吐出弁室の各圧力をそれぞれ別個に検出する
複数の圧力検出手段と、上記同期信号と上記圧力検出手
段からのアナログ信号とを受けて、上記ピストンの位置
に対応するクランク軸の回転角に対応付けられた上記各
圧力を示すアナログ信号をディジタル信号に変換するデ
ータアナライザと、このデータアナライザからの上記回
転角に対応付けられたディジタル信号に基づき、シリン
ダ弁の作動状態を示す値を算出し、この値と、予め記憶
させておいた上記シリンダ弁の正常時における作動状態
を示す値との差を算出し、この差が予め定めた許容範囲
内にない場合には、弁異常信号を出力する演算器とを設
けて形成した。
に、第１発明は、クランク軸の回転角に対応する同期信
号を発生する同期信号発生手段と、吸込弁室，シリンダ
内、および吐出弁室の各圧力をそれぞれ別個に検出する
複数の圧力検出手段と、上記同期信号と上記圧力検出手
段からのアナログ信号とを受けて、上記ピストンの位置
に対応するクランク軸の回転角に対応付けられた上記各
圧力を示すアナログ信号をディジタル信号に変換するデ
ータアナライザと、このデータアナライザからの上記回
転角に対応付けられたディジタル信号に基づき、シリン
ダ弁の作動状態を示す値を算出し、この値と、予め記憶
させておいた上記シリンダ弁の正常時における作動状態
を示す値との差を算出し、この差が予め定めた許容範囲
内にない場合には、弁異常信号を出力する演算器とを設
けて形成した。
【０００６】第２発明は、上記作動状態を、上記シリン
ダ弁の開くタイミング，閉じるタイミング，弁板動作速
度のＭＡＸ値、および上記シリンダ弁でのロスエネルギ
の内の少なくともいずれかとした。
ダ弁の開くタイミング，閉じるタイミング，弁板動作速
度のＭＡＸ値、および上記シリンダ弁でのロスエネルギ
の内の少なくともいずれかとした。
【０００７】第３発明は、クランク軸の回転角に対応す
る同期信号を発生する同期信号発生手段と、シリンダ内
の圧力を検出する圧力検出手段と、上記同期信号と上記
圧力検出手段からのアナログ信号とを受けて、上記ピス
トンの位置に対応する上記クランク軸の回転角と対応付
けられた上記各圧力を示すアナログ信号をディジタル信
号に変換するデータアナライザと、このデータアナライ
ザからの上記クランク軸の回転角に対応付けられたディ
ジタル信号から上記シリンダ内におけるガスの圧力Ｐと
体積Ｖとの関係を求め、この検出データに基づく圧力Ｐ
と体積Ｖとの関係と、予め記憶させておいたシリンダ弁
の正常時における圧力Ｐと体積Ｖとの関係とから、各体
積Ｖの値での両関係間における差圧を算出し、この差圧
が生じる箇所の内、少なくともいずれかの箇所における
差圧および差圧の積分値が、許容範囲内にない場合に
は、弁異常信号を出力する演算器とを設けて形成した。
る同期信号を発生する同期信号発生手段と、シリンダ内
の圧力を検出する圧力検出手段と、上記同期信号と上記
圧力検出手段からのアナログ信号とを受けて、上記ピス
トンの位置に対応する上記クランク軸の回転角と対応付
けられた上記各圧力を示すアナログ信号をディジタル信
号に変換するデータアナライザと、このデータアナライ
ザからの上記クランク軸の回転角に対応付けられたディ
ジタル信号から上記シリンダ内におけるガスの圧力Ｐと
体積Ｖとの関係を求め、この検出データに基づく圧力Ｐ
と体積Ｖとの関係と、予め記憶させておいたシリンダ弁
の正常時における圧力Ｐと体積Ｖとの関係とから、各体
積Ｖの値での両関係間における差圧を算出し、この差圧
が生じる箇所の内、少なくともいずれかの箇所における
差圧および差圧の積分値が、許容範囲内にない場合に
は、弁異常信号を出力する演算器とを設けて形成した。
【０００８】第４発明は、クランク軸の回転角に対応す
る同期信号を発生する同期信号発生手段と、シリンダ弁
の弁板の加速度を示す加速度検出手段と、上記同期信号
と上記加速度検出手段からのアナログ信号とを受けて、
上記ピストンの位置に対応するクランク軸の回転角と対
応付けられた上記加速度を示すアナログ信号をディジタ
ル信号に変換するデータアナライザと、このデータアナ
ライザからの上記回転角に対応付けられたディジタル信
号から、加速度のピークが現れる位置を求め、この検出
データに基づく加速度のピークが現れる位置と、予め記
憶させておいたシリンダ弁の正常時における加速度のピ
ークが現れる位置との間のずれ量が許容範囲内にあるか
否かを判断し、このずれ量が許容範囲内にない場合に
は、弁異常信号を出力する演算器とを設けて形成した。
る同期信号を発生する同期信号発生手段と、シリンダ弁
の弁板の加速度を示す加速度検出手段と、上記同期信号
と上記加速度検出手段からのアナログ信号とを受けて、
上記ピストンの位置に対応するクランク軸の回転角と対
応付けられた上記加速度を示すアナログ信号をディジタ
ル信号に変換するデータアナライザと、このデータアナ
ライザからの上記回転角に対応付けられたディジタル信
号から、加速度のピークが現れる位置を求め、この検出
データに基づく加速度のピークが現れる位置と、予め記
憶させておいたシリンダ弁の正常時における加速度のピ
ークが現れる位置との間のずれ量が許容範囲内にあるか
否かを判断し、このずれ量が許容範囲内にない場合に
は、弁異常信号を出力する演算器とを設けて形成した。
【０００９】第５発明は、上記演算器が、上記ずれ量が
許容範囲内にない場合に弁異常信号を出力するととも
に、上記検出データに基づく加速度のピークが、上記シ
リンダ弁が開状態の間の始めの時期である場合には、弁
の開き遅れを示す信号を、逆に上記開状態の終わりの時
期である場合には、弁の閉じ遅れを示す信号を出力する
手段を有する構成とした。
許容範囲内にない場合に弁異常信号を出力するととも
に、上記検出データに基づく加速度のピークが、上記シ
リンダ弁が開状態の間の始めの時期である場合には、弁
の開き遅れを示す信号を、逆に上記開状態の終わりの時
期である場合には、弁の閉じ遅れを示す信号を出力する
手段を有する構成とした。
【００１０】第６，７，８，９，１０発明は、上記演算
器が、上記弁異常信号を出力した場合に、アラームを出
す手段を有する構成とした。
器が、上記弁異常信号を出力した場合に、アラームを出
す手段を有する構成とした。
【００１１】
【作用】上記発明のように構成することにより、シリン
ダ弁の作動状態が正確に把握できるようになる。
ダ弁の作動状態が正確に把握できるようになる。
【００１２】
【実施例】次に、本発明の一実施例を図面にしたがって
説明する。図１は、第１，第２，第６，第７発明に係る
往復動圧縮機を示し、一方の側に吸込流路に連通する吸
込弁室１を、他方の側に吐出流路に連通する吐出弁室２
を形成したシリンダ３の内部に、摺動可能にピストン４
が嵌挿してある。シリンダ３には、接続筒５が、そして
この接続筒５には、クランク室６が一体的に隣接させて
ある。吸込弁室１には、ピストン４の前後の位置にシリ
ンダ弁の一種である二つの吸込弁７が設けてあり、吐出
弁室２には、同じくピストン４の前後の位置にシリンダ
弁の一種である二つの吐出弁８が設けてある。
説明する。図１は、第１，第２，第６，第７発明に係る
往復動圧縮機を示し、一方の側に吸込流路に連通する吸
込弁室１を、他方の側に吐出流路に連通する吐出弁室２
を形成したシリンダ３の内部に、摺動可能にピストン４
が嵌挿してある。シリンダ３には、接続筒５が、そして
この接続筒５には、クランク室６が一体的に隣接させて
ある。吸込弁室１には、ピストン４の前後の位置にシリ
ンダ弁の一種である二つの吸込弁７が設けてあり、吐出
弁室２には、同じくピストン４の前後の位置にシリンダ
弁の一種である二つの吐出弁８が設けてある。
【００１３】ピストン４には、ピストンロッド９が結合
してあり、このピストンロッド９は、シリンダ３から接
続筒５を貫いてクランク室６に至っている。クランク室
６には、ガイド部材１０が摺動可能に設けてあり、また
クランク軸１１が回転可能に設けてある。ガイド部材１
０にはピストンロッド９が結合してあり、クランク軸１
１は図示しない駆動装置により回転させられるようにな
っている。さらに、ガイド部材１０とクランク軸１１と
の間には、この両者にピン結合した連結棒１２を介在さ
せてある。そして、クランク軸１１の回転により、連結
棒１２，ガイド部材１０、およびピストンロッド９を介
して、ピストン４の前後の空間にて、ガスの吸込，圧
縮、および吐出を繰り返すようになっている。
してあり、このピストンロッド９は、シリンダ３から接
続筒５を貫いてクランク室６に至っている。クランク室
６には、ガイド部材１０が摺動可能に設けてあり、また
クランク軸１１が回転可能に設けてある。ガイド部材１
０にはピストンロッド９が結合してあり、クランク軸１
１は図示しない駆動装置により回転させられるようにな
っている。さらに、ガイド部材１０とクランク軸１１と
の間には、この両者にピン結合した連結棒１２を介在さ
せてある。そして、クランク軸１１の回転により、連結
棒１２，ガイド部材１０、およびピストンロッド９を介
して、ピストン４の前後の空間にて、ガスの吸込，圧
縮、および吐出を繰り返すようになっている。
【００１４】また、クランク軸１１には、これと一体回
転可能にフライホイール１３が設けてあり、このフライ
ホイール１３の側面に反射板１４を取り付けるととも
に、この反射板１４の回転半径の位置に対向させてフォ
トセンサ１５が配置してある。一方、吸込弁室１，吐出
弁室２、およびピストン４の両側の空間の圧力を検出す
る圧力検出手段１６が設けてある。そして、フォトセン
サ１５からの同期信号と、圧力検出手段１６からの各検
出位置での圧力を示すアナログ信号をデータアナライザ
１７に入力し、ここで、ピストン４の位置に対応するク
ランク軸１１の回転角に対応させて、上記アナログ信号
をディジタル信号に変換させている。さらに詳しくは、
データアナライザ１７は、増幅器１８およびＡ／Ｄ変換
器１９を備え、各圧力検出手段１６からのアナログ信号
を増幅器１８により増幅した後、上記同期信号とともに
この増幅したアナログ信号をＡ／Ｄ変換器１９によりデ
ィジタル信号に変換させている。
転可能にフライホイール１３が設けてあり、このフライ
ホイール１３の側面に反射板１４を取り付けるととも
に、この反射板１４の回転半径の位置に対向させてフォ
トセンサ１５が配置してある。一方、吸込弁室１，吐出
弁室２、およびピストン４の両側の空間の圧力を検出す
る圧力検出手段１６が設けてある。そして、フォトセン
サ１５からの同期信号と、圧力検出手段１６からの各検
出位置での圧力を示すアナログ信号をデータアナライザ
１７に入力し、ここで、ピストン４の位置に対応するク
ランク軸１１の回転角に対応させて、上記アナログ信号
をディジタル信号に変換させている。さらに詳しくは、
データアナライザ１７は、増幅器１８およびＡ／Ｄ変換
器１９を備え、各圧力検出手段１６からのアナログ信号
を増幅器１８により増幅した後、上記同期信号とともに
この増幅したアナログ信号をＡ／Ｄ変換器１９によりデ
ィジタル信号に変換させている。
【００１５】さらに、このディジタル信号を演算器２０
に入力して、シリンダ弁挙動解析プログラムを使った周
知の演算方法（加藤稔ほか：日本機械学会論文集，５４
−５０５（１９８８），ｐ．２１４８）により吸込弁
７、および吐出弁８の作動状態を示す値、例えば開くタ
イミング，閉じるタイミング（それぞれ、クランク軸の
回転角で表される。），弁板動作速度のＭＡＸ値，各吸
込弁７および吐出弁８でのロスエネルギ等を求めさして
いる。一方、演算器２０には、各吸込弁７および吐出弁
８等のシリンダ弁の正常時における、それらの作動状態
を示す値、例えば上記の例で言えば、開くタイミング，
閉じるタイミング，弁板動作速度のＭＡＸ値，各吸込弁
７および吐出弁８でのロスエネルギ等を入力しておく。
に入力して、シリンダ弁挙動解析プログラムを使った周
知の演算方法（加藤稔ほか：日本機械学会論文集，５４
−５０５（１９８８），ｐ．２１４８）により吸込弁
７、および吐出弁８の作動状態を示す値、例えば開くタ
イミング，閉じるタイミング（それぞれ、クランク軸の
回転角で表される。），弁板動作速度のＭＡＸ値，各吸
込弁７および吐出弁８でのロスエネルギ等を求めさして
いる。一方、演算器２０には、各吸込弁７および吐出弁
８等のシリンダ弁の正常時における、それらの作動状態
を示す値、例えば上記の例で言えば、開くタイミング，
閉じるタイミング，弁板動作速度のＭＡＸ値，各吸込弁
７および吐出弁８でのロスエネルギ等を入力しておく。
【００１６】そして、演算器２０にて、上記同期信号，
各圧力検出手段１６からの信号を基に、演算により求め
た上記作動状態を示す値と、上記正常時の値との差を算
出させ、この差が、予め定めた許容範囲内にない場合に
は、弁異常信号を出力させるように形成してある。さら
に、演算器２０は、弁異常信号を出力する手段を有する
とともに、弁異常信号を出力した場合には、同時にアラ
ームも出す手段を有している。そして、このように同期
信号を取り込み、シリンダ弁の作動状態を定量的に診断
し、正確、かつ早期にシリンダ弁の異常を発見できるよ
うになっている。また、定期的に上述した診断を続ける
ことにより、シリンダ弁が異常状態に至るまでの変化の
傾向も把握できるようになり、その異常予知、寿命予測
が可能になる。なお、第１，第２発明は、演算器２０が
アラームを出力する手段を有することを必須要件とする
ものではない。
各圧力検出手段１６からの信号を基に、演算により求め
た上記作動状態を示す値と、上記正常時の値との差を算
出させ、この差が、予め定めた許容範囲内にない場合に
は、弁異常信号を出力させるように形成してある。さら
に、演算器２０は、弁異常信号を出力する手段を有する
とともに、弁異常信号を出力した場合には、同時にアラ
ームも出す手段を有している。そして、このように同期
信号を取り込み、シリンダ弁の作動状態を定量的に診断
し、正確、かつ早期にシリンダ弁の異常を発見できるよ
うになっている。また、定期的に上述した診断を続ける
ことにより、シリンダ弁が異常状態に至るまでの変化の
傾向も把握できるようになり、その異常予知、寿命予測
が可能になる。なお、第１，第２発明は、演算器２０が
アラームを出力する手段を有することを必須要件とする
ものではない。
【００１７】図２は、第３，第８発明に係る往復動圧縮
機を示し、演算器２０に代えて演算器２０ａを用いた点
を除き、他は実質的に図１に示す往復動圧縮機と同一で
あり、互いに共通する部分については、同一番号を付し
て説明を省略する。本圧縮機の場合、演算器２０ａに
て、入力された上記同様の同期信号と、上記各圧力を示
すディジタル信号から、指圧線図の基となる上記シリン
ダ内におけるガスの圧力Ｐと体積Ｖとの関係を求めさせ
ている。そして、演算器２０ａにて、上記同期信号と検
出圧力に基づく圧力Ｐと体積Ｖ（クランク軸１１の回転
角と一対一の関係で対応する。）との関係と、予め記憶
させておいた上記シリンダ弁の正常時における圧力Ｐと
体積Ｖとの関係とから、各体積Ｖの値での両関係間にお
ける差圧を算出し、この差圧が生じる箇所の内、少なく
ともいずれかの箇所における差圧および差圧の積分値
が、許容範囲内にない場合には、弁異常信号を出力さに
るように形成してある。
機を示し、演算器２０に代えて演算器２０ａを用いた点
を除き、他は実質的に図１に示す往復動圧縮機と同一で
あり、互いに共通する部分については、同一番号を付し
て説明を省略する。本圧縮機の場合、演算器２０ａに
て、入力された上記同様の同期信号と、上記各圧力を示
すディジタル信号から、指圧線図の基となる上記シリン
ダ内におけるガスの圧力Ｐと体積Ｖとの関係を求めさせ
ている。そして、演算器２０ａにて、上記同期信号と検
出圧力に基づく圧力Ｐと体積Ｖ（クランク軸１１の回転
角と一対一の関係で対応する。）との関係と、予め記憶
させておいた上記シリンダ弁の正常時における圧力Ｐと
体積Ｖとの関係とから、各体積Ｖの値での両関係間にお
ける差圧を算出し、この差圧が生じる箇所の内、少なく
ともいずれかの箇所における差圧および差圧の積分値
が、許容範囲内にない場合には、弁異常信号を出力さに
るように形成してある。
【００１８】具体的には、上述した圧力Ｐと体積Ｖの関
係を図示すると、例えば図３，４のように表される。即
ち、図３は、予め求めておいたシリンダ弁の正常時の状
態、図４はその後の診断時の状態を示し、図中、閉曲線
I，IIが指圧線図で、曲線III，IVが吸込弁室１内の圧力
Ｐとピストン４の一方の側の空間の体積Ｖとの関係、曲
線V，VIが吐出弁室２内の圧力Ｐとピストン４の一方の
側の空間の体積Ｖとの関係を示している。図４中、一点
鎖線で示す曲線は、吐出弁８が開き遅れた場合の状態
を、また二点鎖線で示す曲線は吐出弁８が閉じ遅れた場
合の状態を示している。一方、指圧線図である閉曲線
I，IIの各体積Ｖでの対応する圧力Ｐの差（＝診断時の
指圧線図−正常時の指圧線図）をとって示すと、例えば
図５のようになる。図５中の下段の横方向の線は吸込工
程における差圧を、また上段の横方向の線は吐出工程に
おける差圧を示し、両側の縦線は上，下死点を示してい
る。
係を図示すると、例えば図３，４のように表される。即
ち、図３は、予め求めておいたシリンダ弁の正常時の状
態、図４はその後の診断時の状態を示し、図中、閉曲線
I，IIが指圧線図で、曲線III，IVが吸込弁室１内の圧力
Ｐとピストン４の一方の側の空間の体積Ｖとの関係、曲
線V，VIが吐出弁室２内の圧力Ｐとピストン４の一方の
側の空間の体積Ｖとの関係を示している。図４中、一点
鎖線で示す曲線は、吐出弁８が開き遅れた場合の状態
を、また二点鎖線で示す曲線は吐出弁８が閉じ遅れた場
合の状態を示している。一方、指圧線図である閉曲線
I，IIの各体積Ｖでの対応する圧力Ｐの差（＝診断時の
指圧線図−正常時の指圧線図）をとって示すと、例えば
図５のようになる。図５中の下段の横方向の線は吸込工
程における差圧を、また上段の横方向の線は吐出工程に
おける差圧を示し、両側の縦線は上，下死点を示してい
る。
【００１９】そして、図５において、差圧が生じる箇所
の内、少なくともいずれかの箇所における差圧および差
圧の積分値、即ちその箇所の面積がそれぞれについて予
め定めた許容範囲内にない場合には、演算器２０ａに対
応するシリンダ弁についての弁異常信号を出力させるよ
うに形成してある。なお、図５中、Ａの箇所で吸込弁７
の閉じ遅れ、Ｂの箇所で吐出弁８の開き遅れ、Ｃの箇所
で吸込弁７の開き遅れ、Ｄの箇所で閉じ遅れが判断され
る。また、本圧縮機では、吸込弁室１，吐出弁室２内の
圧力を検出しており、図３，４において、閉曲線I，II
と曲線III，IVとのそれぞれの差の積分値が吸込弁７で
のロスエネルギを示し、閉曲線I，IIと曲線V，VIとのそ
れぞれの差の積分値が吸込弁７でのロスエネルギを示し
ている。そして、このロスエネルギの内、少なくともい
ずれか一方のロスエネルギが予め定めた許容範囲内にな
い場合にも弁異常信号を出力するように形成してある。
の内、少なくともいずれかの箇所における差圧および差
圧の積分値、即ちその箇所の面積がそれぞれについて予
め定めた許容範囲内にない場合には、演算器２０ａに対
応するシリンダ弁についての弁異常信号を出力させるよ
うに形成してある。なお、図５中、Ａの箇所で吸込弁７
の閉じ遅れ、Ｂの箇所で吐出弁８の開き遅れ、Ｃの箇所
で吸込弁７の開き遅れ、Ｄの箇所で閉じ遅れが判断され
る。また、本圧縮機では、吸込弁室１，吐出弁室２内の
圧力を検出しており、図３，４において、閉曲線I，II
と曲線III，IVとのそれぞれの差の積分値が吸込弁７で
のロスエネルギを示し、閉曲線I，IIと曲線V，VIとのそ
れぞれの差の積分値が吸込弁７でのロスエネルギを示し
ている。そして、このロスエネルギの内、少なくともい
ずれか一方のロスエネルギが予め定めた許容範囲内にな
い場合にも弁異常信号を出力するように形成してある。
【００２０】さらに、本圧縮機では、演算器２０ａは、
弁異常信号が出力する手段を有するとともに、この弁異
常信号を出力した場合には、同時にアラームも出力する
手段を有している。そして、このように同期信号を取り
込み、シリンダ弁の作動状態を定量的に診断し、正確、
かつ早期にシリンダ弁の異常を発見できるようになって
いる。また、定期的に上述した診断を続けることによ
り、シリンダ弁が異常状態に至るまでの変化の傾向も把
握できるようになり、その異常予知、寿命予測が可能に
なる。なお、第３発明は、演算器２０ａがアラームを出
力する手段を有することを必須要件とするものではな
い。また、第３，第８発明は、吸込弁室１，吐出弁室２
に圧力検出手段１６を設けることを必須要件とするもの
ではなく、これを設けない場合には、シリンダ弁でのロ
スエネルギの算出はできない。
弁異常信号が出力する手段を有するとともに、この弁異
常信号を出力した場合には、同時にアラームも出力する
手段を有している。そして、このように同期信号を取り
込み、シリンダ弁の作動状態を定量的に診断し、正確、
かつ早期にシリンダ弁の異常を発見できるようになって
いる。また、定期的に上述した診断を続けることによ
り、シリンダ弁が異常状態に至るまでの変化の傾向も把
握できるようになり、その異常予知、寿命予測が可能に
なる。なお、第３発明は、演算器２０ａがアラームを出
力する手段を有することを必須要件とするものではな
い。また、第３，第８発明は、吸込弁室１，吐出弁室２
に圧力検出手段１６を設けることを必須要件とするもの
ではなく、これを設けない場合には、シリンダ弁でのロ
スエネルギの算出はできない。
【００２１】図６は、第４，第５，第９および第１０発
明に係る往復動圧縮機を示し、図１に示す往復動圧縮機
とは、圧力検出手段１６に代えて、吸込弁室１，吐出弁
室２のそれぞれに加速度センサ２１を設けた点、演算器
２０に代えて演算器２０ｂを設けた点を除き、他は実質
的に同一であり、互いに共通する部分については、同一
番号を付して説明を省略する。本圧縮機の場合、クラン
ク軸１１の回転角と対応付けられたシリンダ弁の弁板の
加速度を示すディジタル信号を受けた演算器２０ｂに
て、加速度のピークが現れるときの位置、即ちクランク
軸１１の回転角を求め、この検出データに基づく加速度
のピークが現れる位置と、予め記憶させておいたシリン
ダ弁の正常時における加速度のピークが現れる位置との
間のずれ量が許容範囲内にあるか否かを判断し、このず
れ量が許容範囲内にない場合には、弁異常信号を出力す
るように形成してある。
明に係る往復動圧縮機を示し、図１に示す往復動圧縮機
とは、圧力検出手段１６に代えて、吸込弁室１，吐出弁
室２のそれぞれに加速度センサ２１を設けた点、演算器
２０に代えて演算器２０ｂを設けた点を除き、他は実質
的に同一であり、互いに共通する部分については、同一
番号を付して説明を省略する。本圧縮機の場合、クラン
ク軸１１の回転角と対応付けられたシリンダ弁の弁板の
加速度を示すディジタル信号を受けた演算器２０ｂに
て、加速度のピークが現れるときの位置、即ちクランク
軸１１の回転角を求め、この検出データに基づく加速度
のピークが現れる位置と、予め記憶させておいたシリン
ダ弁の正常時における加速度のピークが現れる位置との
間のずれ量が許容範囲内にあるか否かを判断し、このず
れ量が許容範囲内にない場合には、弁異常信号を出力す
るように形成してある。
【００２２】また、本実施例の場合、演算器２０ｂに上
記弁異常信号を出力させるとともに、上記検出データに
基づく加速度のピークが、上記シリンダ弁が開状態の間
の始めの時期である場合には、弁の開き遅れを示す信号
を、逆に上記開状態の終わりの時期である場合には、弁
の閉じ遅れを示す信号を出力させるように形成してあ
る。 弁が開き遅れてくると、弁ばね破損の危険性があ
り、弁が閉じてくると、弁板破損の危険性があると診断
することができる。加速度のピーク位置が変化し、弁が
閉じるべき時期以後にピークが現れるようになると、顕
著な閉じ遅れ現象を表しており、弁ばねの破損の危険性
だけでなく、弁板についても破損の危険性が高いと診断
される。
記弁異常信号を出力させるとともに、上記検出データに
基づく加速度のピークが、上記シリンダ弁が開状態の間
の始めの時期である場合には、弁の開き遅れを示す信号
を、逆に上記開状態の終わりの時期である場合には、弁
の閉じ遅れを示す信号を出力させるように形成してあ
る。 弁が開き遅れてくると、弁ばね破損の危険性があ
り、弁が閉じてくると、弁板破損の危険性があると診断
することができる。加速度のピーク位置が変化し、弁が
閉じるべき時期以後にピークが現れるようになると、顕
著な閉じ遅れ現象を表しており、弁ばねの破損の危険性
だけでなく、弁板についても破損の危険性が高いと診断
される。
【００２３】なお、第４発明は、この弁の開閉の遅れを
示す信号を演算器２０ｂに出力させるようにすることを
必須要件とするものではない。さらに、本実施例では、
演算器２０ｂは、上記弁異常信号を出力する手段を有す
るとともに、この弁異常信号を出力した場合には、同時
にアラームも出力する手段を有している。なお、第４，
第５発明は、演算器２０ｂがアラームを出力する手段を
有することを必須要件とするものではない。図６では、
加速度センサ２１を二つだけ設けた例を示してあるが、
二つずつある吸込弁７，吐出弁８のそれぞれについて診
断する場合は、それぞれの弁板の加速度を検出するため
に、合計四つの加速度センサ２１を設ける必要がある。
示す信号を演算器２０ｂに出力させるようにすることを
必須要件とするものではない。さらに、本実施例では、
演算器２０ｂは、上記弁異常信号を出力する手段を有す
るとともに、この弁異常信号を出力した場合には、同時
にアラームも出力する手段を有している。なお、第４，
第５発明は、演算器２０ｂがアラームを出力する手段を
有することを必須要件とするものではない。図６では、
加速度センサ２１を二つだけ設けた例を示してあるが、
二つずつある吸込弁７，吐出弁８のそれぞれについて診
断する場合は、それぞれの弁板の加速度を検出するため
に、合計四つの加速度センサ２１を設ける必要がある。
【００２４】図７は、ノイズを除くための信号処理をし
た後の、検出した弁板の加速度とクランク軸１１の回転
角との関係の一例を示す図で、弁板の作動状態を確実に
とらえるために、図中Ｘで示すシリンダ弁が開いている
間の両側に、図中Ｙで示す監視期間を設けて、この両側
のＹの所まで検出データを残しておくのが好ましい。そ
して、このように同期信号を取り込み、シリンダ弁の作
動状態を定量的に診断し、正確、かつ早期にシリンダ弁
の異常を発見できるようになっている。また、定期的に
上述した診断を続けることにより、シリンダ弁が異常状
態に至るまでの変化の傾向も把握できるようになり、そ
の異常予知、寿命予測が可能になる。
た後の、検出した弁板の加速度とクランク軸１１の回転
角との関係の一例を示す図で、弁板の作動状態を確実に
とらえるために、図中Ｘで示すシリンダ弁が開いている
間の両側に、図中Ｙで示す監視期間を設けて、この両側
のＹの所まで検出データを残しておくのが好ましい。そ
して、このように同期信号を取り込み、シリンダ弁の作
動状態を定量的に診断し、正確、かつ早期にシリンダ弁
の異常を発見できるようになっている。また、定期的に
上述した診断を続けることにより、シリンダ弁が異常状
態に至るまでの変化の傾向も把握できるようになり、そ
の異常予知、寿命予測が可能になる。
【００２５】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、上記各
発明によれば、クランク軸の回転角に対応する同期信号
とともに、シリンダ部の圧力、或はシリンダ弁の弁板の
加速度を検出して、この検出データを解析するように形
成してあり、シリンダ弁の作動状態を定量的に診断し、
正確、かつ早期にシリンダ弁の異常を発見することが可
能になる。また、定期的に上述した診断を続けることに
より、シリンダ弁が異常状態に至るまでの変化の傾向も
把握できるようになり、その異常予知、寿命予測が可能
になる等の効果を奏する。
発明によれば、クランク軸の回転角に対応する同期信号
とともに、シリンダ部の圧力、或はシリンダ弁の弁板の
加速度を検出して、この検出データを解析するように形
成してあり、シリンダ弁の作動状態を定量的に診断し、
正確、かつ早期にシリンダ弁の異常を発見することが可
能になる。また、定期的に上述した診断を続けることに
より、シリンダ弁が異常状態に至るまでの変化の傾向も
把握できるようになり、その異常予知、寿命予測が可能
になる等の効果を奏する。
【図１】 第１，第２，第６，第７発明に係る往復動圧
縮機の全体構成を示す図である。
縮機の全体構成を示す図である。
【図２】 第３，第８発明に係る往復動圧縮機の全体構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図３】 図２に示す往復動圧縮機の正常時における指
圧線図，吸込弁室内の圧力，吐出弁室内の圧力とピスト
ンの一方の側の空間の体積Ｖ（クランク軸の回転角と一
対一の関係で対応する）との関係を示す図である。
圧線図，吸込弁室内の圧力，吐出弁室内の圧力とピスト
ンの一方の側の空間の体積Ｖ（クランク軸の回転角と一
対一の関係で対応する）との関係を示す図である。
【図４】 図２に示す往復動圧縮機の診断時における指
圧線図，吸込弁室内の圧力，吐出弁室内の圧力とピスト
ンの一方の側の空間の体積Ｖとの関係を示す図である。
圧線図，吸込弁室内の圧力，吐出弁室内の圧力とピスト
ンの一方の側の空間の体積Ｖとの関係を示す図である。
【図５】 図４に示す指圧線図と図３に示す指圧線図
の、互いに対応するクランク軸の各回転角での対応する
圧力間の差を示す図である。
の、互いに対応するクランク軸の各回転角での対応する
圧力間の差を示す図である。
【図６】 第４，第５，第９および第１０発明に係る往
復動圧縮機の全体構成を示す図である。
復動圧縮機の全体構成を示す図である。
【図７】 図６に示す往復動圧縮機についての信号処理
後の加速度検出データの一例を示す図である。
後の加速度検出データの一例を示す図である。
１ 吸込弁室 ２ 吐出弁室 ３ シリンダ ４ ピストン ７ 吸込弁 ８ 吐出弁 １１ クランク軸 １３ フライホイー
ル １４ 反射板 １５ フォトセンサ １６ 圧力検出手段 １７ データアナラ
イザ ２０，２０ａ，２０ｂ 演算器 ２１ 加速度センサ
ル １４ 反射板 １５ フォトセンサ １６ 圧力検出手段 １７ データアナラ
イザ ２０，２０ａ，２０ｂ 演算器 ２１ 加速度センサ
Claims (6)
- 【請求項１】 クランク軸の回転角に対応する同期信号
を発生する同期信号発生手段と、吸込弁室，シリンダ
内、および吐出弁室の各圧力をそれぞれ別個に検出する
複数の圧力検出手段と、上記同期信号と上記圧力検出手
段からのアナログ信号とを受けて、上記ピストンの位置
に対応するクランク軸の回転角に対応付けられた上記各
圧力を示すアナログ信号をディジタル信号に変換するデ
ータアナライザと、このデータアナライザからの上記回
転角に対応付けられたディジタル信号に基づき、シリン
ダ弁の作動状態を示す値を算出し、この値と、予め記憶
させておいた上記シリンダ弁の正常時における作動状態
を示す値との差を算出し、この差が予め定めた許容範囲
内にない場合には、弁異常信号を出力する演算器とを設
けて形成したことを特徴とする往復動圧縮機。 - 【請求項２】 上記作動状態を、上記シリンダ弁の開く
タイミング，閉じるタイミング，弁板動作速度のＭＡＸ
値、および上記シリンダ弁でのロスエネルギの内の少な
くともいずれかとしたことを特徴とする請求項１に記載
の往復動圧縮機。 - 【請求項３】 クランク軸の回転角に対応する同期信号
を発生する同期信号発生手段と、シリンダ内の圧力を検
出する圧力検出手段と、上記同期信号と上記圧力検出手
段からのアナログ信号とを受けて、上記ピストンの位置
に対応する上記クランク軸の回転角と対応付けられた上
記各圧力を示すアナログ信号をディジタル信号に変換す
るデータアナライザと、このデータアナライザからの上
記クランク軸の回転角に対応付けられたディジタル信号
から上記シリンダ内におけるガスの圧力Ｐと体積Ｖとの
関係を求め、この検出データに基づく圧力Ｐと体積Ｖと
の関係と、予め記憶させておいたシリンダ弁の正常時に
おける圧力Ｐと体積Ｖとの関係とから、各体積Ｖの値で
の両関係間における差圧を算出し、この差圧が生じる箇
所の内、少なくともいずれかの箇所における差圧および
差圧の積分値が、許容範囲内にない場合には、弁異常信
号を出力する演算器とを設けて形成したことを特徴とす
る往復動圧縮機。 - 【請求項４】 クランク軸の回転角に対応する同期信号
を発生する同期信号発生手段と、シリンダ弁の弁板の加
速度を示す加速度検出手段と、上記同期信号と上記加速
度検出手段からのアナログ信号とを受けて、上記ピスト
ンの位置に対応するクランク軸の回転角と対応付けられ
た上記加速度を示すアナログ信号をディジタル信号に変
換するデータアナライザと、このデータアナライザから
の上記回転角に対応付けられたディジタル信号から、加
速度のピークが現れる位置を求め、この検出データに基
づく加速度のピークが現れる位置と、予め記憶させてお
いたシリンダ弁の正常時における加速度のピークが現れ
る位置との間のずれ量が許容範囲内にあるか否かを判断
し、このずれ量が許容範囲内にない場合には、弁異常信
号を出力する演算器とを設けて形成したことを特徴とす
る往復動圧縮機。 - 【請求項５】 上記演算器が、上記ずれ量が許容範囲内
にない場合に弁異常信号を出力するとともに、上記検出
データに基づく加速度のピークが、上記シリンダ弁が開
状態の間の始めの時期である場合には、弁の開き遅れを
示す信号を、逆に上記開状態の終わりの時期である場合
には、弁の閉じ遅れを示す信号を出力する手段を有する
ことを特徴とする請求項４に記載の往復動圧縮機。 - 【請求項６】 上記演算器が、上記弁異常信号を出力し
た場合に、アラームを出す手段を有することを特徴とす
る請求項１から５のいずれかに記載の往復動圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4395794A JPH07253081A (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | 往復動圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4395794A JPH07253081A (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | 往復動圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07253081A true JPH07253081A (ja) | 1995-10-03 |
Family
ID=12678192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4395794A Pending JPH07253081A (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | 往復動圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07253081A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006274891A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Nippon Keiki Works Ltd | 圧電ポンプ |
| US7481627B2 (en) | 2004-08-30 | 2009-01-27 | Mat Industries Llc | Air compressor tools that communicate with an air compressor |
| JP2010511824A (ja) * | 2006-11-30 | 2010-04-15 | エンテグリース，インコーポレイテッド | ポンプ操作のためのシステムおよび方法 |
| US7789102B2 (en) | 2004-08-30 | 2010-09-07 | Mat Industries Llc | Air compressor having a pneumatic controller for controlling output air pressure |
| US8814536B2 (en) | 2004-11-23 | 2014-08-26 | Entegris, Inc. | System and method for a variable home position dispense system |
| US8870548B2 (en) | 2005-12-02 | 2014-10-28 | Entegris, Inc. | System and method for pressure compensation in a pump |
| US9309872B2 (en) | 2005-12-02 | 2016-04-12 | Entegris, Inc. | System and method for position control of a mechanical piston in a pump |
| US9399989B2 (en) | 2005-11-21 | 2016-07-26 | Entegris, Inc. | System and method for a pump with onboard electronics |
-
1994
- 1994-03-15 JP JP4395794A patent/JPH07253081A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7481627B2 (en) | 2004-08-30 | 2009-01-27 | Mat Industries Llc | Air compressor tools that communicate with an air compressor |
| US7789102B2 (en) | 2004-08-30 | 2010-09-07 | Mat Industries Llc | Air compressor having a pneumatic controller for controlling output air pressure |
| US8814536B2 (en) | 2004-11-23 | 2014-08-26 | Entegris, Inc. | System and method for a variable home position dispense system |
| US9617988B2 (en) | 2004-11-23 | 2017-04-11 | Entegris, Inc. | System and method for variable dispense position |
| JP2006274891A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Nippon Keiki Works Ltd | 圧電ポンプ |
| US9399989B2 (en) | 2005-11-21 | 2016-07-26 | Entegris, Inc. | System and method for a pump with onboard electronics |
| US8870548B2 (en) | 2005-12-02 | 2014-10-28 | Entegris, Inc. | System and method for pressure compensation in a pump |
| US9309872B2 (en) | 2005-12-02 | 2016-04-12 | Entegris, Inc. | System and method for position control of a mechanical piston in a pump |
| US9816502B2 (en) | 2005-12-02 | 2017-11-14 | Entegris, Inc. | System and method for pressure compensation in a pump |
| JP2010511824A (ja) * | 2006-11-30 | 2010-04-15 | エンテグリース，インコーポレイテッド | ポンプ操作のためのシステムおよび方法 |
| JP2014141971A (ja) * | 2006-11-30 | 2014-08-07 | Entegris Inc | ポンプ操作のためのシステムおよび方法 |
| US9631611B2 (en) | 2006-11-30 | 2017-04-25 | Entegris, Inc. | System and method for operation of a pump |
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