JPS61111451A - 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発熱体上
に熱反応によってデポジット化し．当該デポジットを介
して前記発熱体を加熱すべく電流が漏洩する電流量を検
出し．当該デポジットによる漏洩電流からオイルミスト
の量を検出するようにしたオイルミスト検出装置に関す
る。

〔従来技術〕

近年，コンプレッサーの密封往復機関においては．ピス
トンが嵌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がある。

このため、シール部から妬れたオイｐが霧状を呈してシ
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に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，例えばピエゾｌ＜ランス
粉じん計のように，オイルミスト測定用のセシサーとし
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。つまシ、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
。

以下、従来技術の具体例を図面に基いて説明する。

第１図は高温高圧のガスのエネμ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、３と圧縮室
、４ゆ夫４作動、／オ。供給、え。

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）１口、ドシーＩｖ１７を介してシリンダー１１外
にピストン１２の往復運動を伝達する０ガイドロツド１
６にはガイドピストン１８が接続されておシ、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。

以上のように構成された圧縮機１０は、熱交換器１５ａ
、１５ｂより順次高温高圧のヘリウムガスを供給され、
各ピストン１２がシリンダー１１内を周期的に往復運動
する。

この往復運動はガイドロッド１６ｔ−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１回転することとなシ９回転軸２１
ｔ−介してこの回転は外部に伝達される。

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／ｌ／１７の構成について第１図
に基いて説明する。

ガイドロッド１６のまわシであって圧縮室１４側から、
順次、ガスシーｌ　２６　Ｔ圧縮室１４と通じる中間室
２５．オイルスクレーバー２２．液体封入室２５および
オイルシーＡ／２４を配し、液体封入室２３とオイルヌ
クレーバー２２の上部をオイルタンク２７を介して連通
させていることから構成されている。

よって、シーμするに当シオイ／Ｌ／ｌ−用いているか
ら、液体封入室２３に配されたオイルは、オイルスクレ
ーパー２２．中間室２５．ガスシール２６を介して圧縮
室１４に洩れる恐れがある。このため、圧縮機１０では
圧縮室１４内にオイルが霧状金星して分布することとな
る。

このオイルミストは熱交換器と圧縮室１４とを結ぶパイ
プを介して、熱交換器のパイプ内壁に付着する。

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嘔ｎる結果となシ、ヘリ
ウムカ゛スの熱交換の効率が低下すると共に、圧縮機自
体の効率低下ケ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
とになる。

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〕

七ζ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、該デポジットを介して漏洩
する電流変化として検出すとして、上記欠点０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可能
に発熱体を配設し、該発熱体上に付着したオイルミスト
を該発熱体の発熱によシデボジγト化し、該デポジット
を介して発熱体を加熱すべく電流が漏洩する電流量を検
出し、当該デポジットによる漏洩電流からオイルミスト
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〜ミヌト中での
小型ヒータの表面の漏洩電流変化に応じてオイルミスト
濃度會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き、
更に、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具体的には本発明にかかるオ
イルミスト検出手段−！″′縮機′°０圧縮７″内０＠
′部′１く１・′イルり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。

この結果オイルスクレーパーやガスシーμの不良あるい
はフィルタの効率低下などを発見できると云う大きな効
果が得られる。

更に本発明のように、ヒータ表面に付着するオイルミス
トによるデポジットからの漏洩電流を検出するため１本
発明者等が別途案出したデポジットを抵抗値として検出
する手段に比較して、電、極かることができ、オイルミ
スト検出装置として。

実用に供しやすい極めて有効なものである。

以下第１図に示した圧縮機の０部および０部に装着可能
なオイルミストセンサの好適な実施例を図面によって説
明する。

圧縮機の圧縮室内はヘリウムガスが充填され、ヘリウム
ガスの圧縮によってシリンダが駆動されている。

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「ヒし、当該デポジットを介して漏
洩する電流を測定することによシ、オイμミスト量を検
知することが１本発明にかかるオイルミスト検出装置の
基本原理でちる。

第２図によって１本発明のオイルミスト検出装置を詳述
する。

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
分としたデボジッ）２Ｂとなる。

ミストセンサ１は、電源３からセンサ内の電熱線１ａ表
面を約８５０℃に保つ。この状態で前記オイルミスト２
が被覆１ａ表面に付着し、焼付くと２＆Ｄ４電性のため
、加熱電流ｉｈ以外に、該デポジ？　）２ａを則洩する
電流ｉｍが流れ、前記電流３からはｉ＝＝ｈ−１−ｉｍ
なる電流が流れることになる。この電流は負荷抵抗４に
よって検出され。

表示手段５によって、オイルミストの量を表示するもの
がある。

従って被ｅ１ａ表面に堆積するデボジッ）２Ｂへの漏洩
電流ｉｎは、電熱線１ｄの端子となる極部１ｂ、１ｃと
デポジット２ａとの接触面積が広い程感度良く、測定さ
れる。

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℃でちる。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ま
れる。これは量的に極めて少いため、センサ表面上Ｏデ
ポジット２ａはほとん支 ど炭化水素が生成分となり、電気的導電性となる。

従って、第２図の如く、センサーの極部１ｂ、１Ｃ間の
漏洩電流Ｉｍは、デポジット２ａが存在すれば零の値か
ら除々に増加してゆき、更にミスト濃度によって、その
増加度会いが変化してくる。

次に本発明にかかる検出装置としてのミストセンサ１の
具体的な笑施例を第３図によって説明する。

ミストセンサ１はニクロム線やカンタル線などの電熱線
１ｄに巻回し、該電熱線１ｄの上をセラミックなどの被
覆１ａを焼結し、当該被覆１ａの両から成るソケット１
ｇの端子１ｅ、１ｆに接続され、ビン端子１ｈ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３によ）電熱線１ｄが通電されると発熱
し、被覆１ａの表面温度が７５０〜９００℃に加熱され
る。

この加熱状聾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
ストが被覆１ａ上に焼付きデポジットとなる。

このデポジット２ａが堆積してくると、絶縁性の被覆１
ａ表面が導電性とな９．電熱線１ｄを通電すべく加熱電
流が、当該デボジ９）２Ｂを介して被覆１ａ表面上を漏
洩する工うになる。

前記第２図の如く、電熱線１ｄの加熱電流を・ｈとする
と、加熱電流ｉｈはデボジｙｌ”２Ｂの有無によらず一
定であるため、被覆１ａ表面に漏洩電流ｉｆＱが流れる
と、電源３からはｉ＝ｉｈ−）−ｊｍなる電流が流れる
。従って、負荷手段４と表示手段５とによシ湘洩電流ｉ
ｒ、−を検出すれば、被覆１ａ上のオイルミスト２によ
るデポジット２ａの堆積量すなわちオイルミストの量を
検出できることにスｌ−Ｏ量は時間とミスト濃度によっ
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漏洩電流との関係
を検定しておけば、当センサ１の漏洩電流ｉｍの値から
、オイルミスト量を検知することが可能とな凱当該湘洩
電流ｉｍ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４図に第３図に示した構造で約５Ｗ容量のオイルミス
トセンサによる具体的なオイルミスト検出特性の一例を
示す。

横軸は圧縮機などのヘリウムガス中でのミストセンサ加
熱時間、縦軸はミストセンサの加熱電流である。

オイルミスト量は数ｉｏｐｐｍｏ微量と数１１０００ｐ
ｐの大量時の一例１おる。第４図から、加熱時間すなわ
ちオイルミストの積分量に比例して加熱電流１が増加し
、更にオイルミスト量が多い程。

加熱電流１の増加が大きいことが理解される。

第４図から加熱直後の電流ｊは約０．４Ａである。

従ってこの値が第２図によって説明した電熱線１ｄの加
熱電流ｉｈであり、このｉｈを基準として。

オイルミストによる漏洩電流Ｉｍが増加してゆく。

例えば加熱時間５Ｈの時点ではＩ中０．７Ａである。

従ってオイルミストによる漏洩電流弓ｎはｉ　−ｉ　）
１すなわちｉ　ｍ　＝＝　０．７−０．４　＝　０．３
　Ａとなる◇この漏洩電流ｉｍは第２図によって説明し
た表示手段５などによってオイルミスト量として表示で
きる。

次にオイルミストセンサに関する他の冥施例を第５図に
よって説明する。

第３図によって説明したミストセンサ１と同一の作用効
果を奏する部分は同一記号を符す。

第５図においてミストセンサ１は、セラミックなどの絶
縁性、耐熱性の材質から成る被覆１ａの端面上に一対の
極部１ｂ、１ｃを設け、練液＆１ａの裏面上にセラミッ
クヒータもしくはフィルムヒータなどの発熱体１ｄを当
該発熱体を通電すべく一対の極部１ｂ、１ｃと共に設け
て成る。

かかる構成によるミストセンサ１によれば１発熱体１ｄ
によって被覆１ａが加熱されると被覆１ａ上に付着した
オイルミスト２が焼付き、デポジット２ａとなる。この
オイルミストによるデポジツ）２Ｂの量は極部１ｂ、１
ｃ間の漏洩電流として検出でさるものである。

かかる構成によれば、ミストセンサ１は極めて薄く小型
にできることから低熱容量の発熱体によって、オイルミ
ストを検出できる。

以上本発明にかかるオイルミストセンサにおいて、当該
センサ１の第３図における被覆１ａおよび第５図におけ
る被覆１ａ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。

又センサ手段１は第３図および第５図において円柱状お
よび平板状としたが１円筒状、など任意な形状とするこ
とも可能である。

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、当センサにおけるオイルミストの
最適な焼付き温度は７５０〜９００℃であり・　ミスト
センサ１の表面温度が、この温度域になる様にミストセ
ンサ１の大きさと加熱容量を決−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１にオイルミストが焼付く課程はオイルミスト−
ヘリウムガス中にて８５０℃のヒータ表面に焼付き一炭
化水素のデポジットであるが、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 デポジット−空気中にて８５０℃の一〇〇□＋Ｈ，Ｏ＋
Ｘ（ＣｍＬａ　）　　　ヒータ表面にて燃焼　　　　　
　（願論）（＋０２） となシ、センサ表面上のデポジットを消失させ。

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
焼させ、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。

以上本発明にかかる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低温圧縮冷
凍機やコンプレッサー内のオイルミスト検知に適用でき
ることは云うまでもない。

更に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且つセンサ表面温度が７５０〜９
００℃に保たれる環境であればよく。

雰囲気内■圧力や温度の影響は極めて少ない。

さらに、ヒータは３〜５Ｗの容量で形成でき、ミストセ
ンサ自体が極めて小型、簡易な構造となシ冷凍機、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図は本発明の圧縮機を示す原理図、第２図は本発明
のオイルミストセンサの動作原理を示す概要図、第３図
は本発明のオイルミスト検出装置の第１実施例を示す斜
視図、第４図は前記第１実施例のオイルミスト検出装置
の特性を示す線図。 第５図は本発明のオイルミスト検出装置の第２実施例を
示す概要図である。 図中　１・・・センサ、１ａ・・・被覆。 １ｂ、１ｃ・・・極部、１ｄ・・・発熱体。 ２ａ・・・デポジット

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可能に発
   熱体を配設し、該発熱体上に付着したオイルミストを該
   発熱体の発熱によりデポジット化し、該デポジットを介
   して発熱体を加熱すべく電流が漏洩する電流量を検出し
   、当該デポジットによる漏洩電流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。 ２）前記発熱体を被覆する絶縁性、耐熱性の部材と、該
   発熱体を通電加熱すべく電源手段と、前記発熱体に通電
   する電流を検出する負荷手段と、該負荷手段から検出さ
   れた電流をオイルミストの量として表示する表示手段と
   から成ることを特徴とする前記特許請求の範囲第１）項
   記載のオイルミスト検出装置。