具体实施方式

作为本发明的应用对象以供油式空气压缩机为例，参考附图说明本发明的第一实施方式。

图1是表示本实施方式中的供油式空气压缩机的结构的概略图，表示油分离器内的贮油量充足的状态。

本实施方式的供油式空气压缩机包括压缩机主体1、与压缩机主体1的吸入侧连接的吸入系统2、经由排出配管3与压缩机主体1的排出侧连接的油分离器4(气液分离器)、与油分离器4的上部连接的压缩空气配管系统5、在油分离器4的下部与压缩机主体1之间连接的油配管系统6(液体配管系统)、控制装置7和显示装置8。另外，该压缩机主体1、吸入系统2、排出配管3、油分离器4、压缩空气供给系统5、油配管系统6、控制装置7和显示装置8配置在同一基座(底座、板架，或者在容器安装型时是空气罐等)上而构成压缩机单元9。特别是，本实施方式中，压缩机单元9构成为用板将周面和上表面包围而形成的箱体。另外，虽然未图示，但压缩机主体1的驱动源使用电动机。

虽然未图示详情，但压缩机主体1例如具有相互啮合的一对阴阳螺杆转子和收纳它们的壳体，在螺杆转子的齿槽中形成有多个压缩室。螺杆转子旋转时，压缩室在转子的轴向上移动。压缩室从吸入系统2吸入空气(气体)，将空气压缩，向排出配管3排出压缩空气(压缩气体)。压缩机主体1以压缩热的冷却、转子的润滑和压缩室的密封等为目的，例如在压缩刚开始后等压缩过程中的某一阶段向压缩室注入油(液体)。

吸入系统2具有除去空气中的杂质的吸入过滤器10，和在吸入过滤器10的下游侧设置的、能够使压缩机主体1的吸入侧关闭的吸入节流阀11。

油分离器4例如利用以旋转分离为代表的比重分离、碰撞分离或者它们两者，从由压缩机主体1排出的压缩空气中将油分离，将分离后的油贮存在下部。被油分离器4分离后的压缩空气经由压缩空气配管系统5对单元外部的使用者供给。压缩空气配管系统5具有：调压阀(止回阀)12；在调压阀12的下游侧配置的、使压缩空气冷却的后冷却器(热交换器)13；和在调压阀12的下游侧配置的、检测压缩空气的压力(即因压缩空气的使用量而变动的压力)的控制压力传感器14。控制压力传感器14对控制装置7输出检测压力。详情在后文中叙述。

油分离器4中贮存的油因油分离器4与压缩机主体1的压缩室的压力差，而经由油配管系统6向压缩室供给。即，油配管系统6是油从油分离器4向压缩机主体1回流的回流流路系统。本实施方式中，油配管系统6具有：使油冷却的油冷却器(热交换器)15；旁通油冷却器15的旁通配管16；在旁通配管16的入口(分支点)设置的温度调节阀(三通阀)17；和在比旁通配管16的出口(汇流点)靠下游侧的位置配置的、除去油中的杂质的油过滤器18。另外，本实施方式中，以利用油分离器4与压缩机主体1的压缩室的压力差，经由油配管系统6向压缩室供油的结构为例，但也可以在油配管系统6中配置油泵等压送装置而向压缩室供给油。另外，本实施方式中在气液分离器的外周包括能够通过高低差而目视的油面计70。

温度调节阀17检测油的温度，并且与油的温度相应地调节油冷却器15侧的流量与旁通配管16侧的流量的比例。由此调整向压缩机主体1供给的油的温度。

在油供给配管6的某一位置(包括旁通配管16)，配置压力传感器20。关于压力传感器20的配置位置，优选配置在从气液分离器4到温度调节阀17的中间位置、或者旁通配管16与油冷却器15出口侧的汇流位置的下游侧，但本发明不限定于此，也可以配置在油冷却器15的上游侧(从油冷却器15的入口到气液分离器4之间)。压力传感器20检测油配管系统6内部的压力变化，与控制装置7通信以发送检测值。

控制装置7具有通过与程序的协作而执行运算处理和控制处理的运算控制部(例如CPU)，和存储程序和运算处理的结果的存储部(例如ROM、RAM等)。作为运转控制功能，控制装置7与用控制压力传感器14检测出的压力相应地控制吸入节流阀11的开闭状态，由此切换压缩机主体1的运转状态。另外，也能够使控制装置7的全部或一部分采用模拟电路结构。

更详细而言，控制装置7在压缩机主体1的负载运转时(换言之，吸入节流阀11处于开状态时)，判断用控制压力传感器14检测出的压力是否上升至预先设定的卸载开始压力Pu。然后，在用控制压力传感器14检测出的压力成为卸载开始压力Pu的情况下，将吸入节流阀11控制为闭状态，切换为压缩机主体1的无负载运转。

另外，控制装置7在压缩机主体1的无负载运转时(换言之，是吸入节流阀11处于闭状态时)，判断用控制压力传感器14检测出的压力是否已下降至预先设定的负载恢复压力Pd(其中，Pd<Pu)。然后，在用控制压力传感器14检测出的压力成为负载恢复压力Pd的情况下，将吸入节流阀11控制为开状态，切换为压缩机主体1的负载运转。通过以上的运转切换，能够在压缩空气使用量降低时，实现动力消耗的减少。

油分离器4包括具有大致内筒状的内部空间的主体形状。油分离器4在上方侧具有从压缩机主体1排出的气液混合的压缩空气所流入的入口开口40。油分离器4在内部空间中包括在铅垂方向上向下方延伸的筒状的空气管路，分离后的空气从空气管路流向空气配管系统。另外，分离后的油贮存在内部空间的底部。在油分离器4的主体侧面的下方侧，包括贮存的油流向油配管系统6的出口开口41。而且，油分离器4包括从出口开口41向内部空间延伸的油出口管路50。

用图2详细说明油分离器4的出口附近的结构。图2(a)表示出口开口41附近的部分放大侧截面图(从图1的方向观察的放大图)，图2(b)表示图2(b)的A-A截面向视图，图2(c)表示图2(a)的B向视图。

图2(a)中，油出口管路50是从出口开口41向油分离器4的内部空间延伸的内部流路。油出口管路50具有使油流入的孔部50a向气液分离器4的底部侧开口的大致R形状。贮存的油主要从孔部50a经由出口开口41流向气液分离器4的外部。另外，油出口管路50不限定于R形状。另外，孔部50a的开口方向优选是铅垂方向，但本发明不限定于此，可以是在从铅垂方向到不足水平方向的任意方向上开口的结构。

另外，如图2(b)和图2(c)所示，油出口管路50在比孔部50a靠上方的管路途中，为了检测油量而具有作为检测流路的孔部50b。即，孔部50a和50b以高度不同作为特征之一。孔部50b优选向油出口管路50的内部流路在水平方向上开口，但也可以与此相比在铅垂方向侧开口。油出口管路50也经由孔部50b使气液分离器4的内部空间与油配管系统6连通。另外，如图2所示，孔部50b的口径(开口面积)比内部流路的孔部50a的口径(开口面积)小。

另外，本实施方式中，说明孔部50a和50b分别有1个的情况，但它们中的一者或两者也可以是多个。此时，可以是优选孔部50b的总口径面积比孔部50a的总口径面积小。即，气液分离器4内油充足时(油面位置处于比油出口管路50高的位置时)，油从孔部50b流出，当油开始不足时(油面开始降低时)空气逐渐从孔部50b流向内部流路，进一步不足时，空气从孔部50a和50b双方流向油配管系统6。这是因为一般而言液体与气体相比粘性较高，所以当孔部50a与50b的开口面积相等或者孔部50b的开口面积较大时，在油量减少的过渡期中在油出口管路50中流动的流体中空气的比率成为支配性的，存在油分离器4的贮油性降低的情况。另外，本发明并不限定于此。

在图3中示意性地表示在内部配管中流动的油与空气的量的变化。图3(a)表示油量在适当量以上的状态。此时油面位置处于孔部50b的上方，因此仅油流向油配管系统6。图3(b)表示油量开始减少的状态。油面位置与孔部50b的同等水平以下并且比孔部50a高，因此空气开始从孔部50b流过，油出口配管50中的油中开始混入空气。随着油量的减少不断发展，流过的空气量也逐渐增加。图3(c)表示油量不足的状态。油面位置变得比孔部50a低，内部流路中空气成为支配性的。

这样，能够利用孔部50b，使得在油配管系统6中流过的油与空气的比率过渡性地变化。油与空气的比率变化，由此发生油配管系统6内部的压力变动。本实施方式的特征之一在于，由上述压力传感器20检测该压力变动，从而能够用控制装置7监视油量的增减。以下说明控制装置7实现的油量(油面高度)检测功能。

控制装置7例如在压缩机主体1的负载运转时(换言之，在与压缩机主体1的无负载运转时相比，油分离器4内的油面较低的情况下)，进行是否存在用压力传感器20检测出的压力在预先设定的设定范围外的情况的判断(换言之，即是否存在超过预先设定的设定值P1的情况的判断和是否存在低于预先设定的设定值P2(其中，P2<P1)的情况的判断)，由此判断在油供给配管6中流过的流体是空气和油中的哪一者(或者哪一者为主、或者空气与油所占的比率是怎样的程度)，对显示装置8输出其判断结果。显示装置8通知控制装置7的判断结果。

更详细而言，如图3(a)所示，油分离器4内的油面比孔部50b高的情况下，在油配管系统6中流动油。此时，如图4所示，用压力传感器20检测出的油的压力不产生脉动，处于设定范围内(换言之，是设定值P1以下且设定值P2以上)。因此，控制装置7判断为油配管系统6中流动的流体是油。由此，能够检测出油分离器4内的油面比孔部50b高。

另一方面，如图3(b)(c)所示，油分离器4内的油面比孔部50b低的情况下，在油配管系统6中流动空气和油或者空气。此时，如图5所示，用压力传感器20检测出的空气的压力产生脉动，有时成为设定范围外(换言之，超过设定值P1或者低于设定值P2)。因此，控制装置7判断为油供给通路6中流动的流体是空气(或者主要是空气或空气为规定比例以上)。由此，能够检测出油分离器4内的油面比孔部50b或孔部50a低。

显示装置8在由控制装置7输入了在孔部50b中流动的流体是空气的判断结果的情况下，作为基于该判断结果的通知信息，例如显示“警报：润滑油不足”或者“警报：请补充润滑油”的消息等。另外，显示装置8也可以输入油配管系统6中流动的流体是油的判断结果，例如显示“润滑油充足”的消息等作为基于该判断结果的信息。另外，这些通知方法可以是声音、振动或者将这些组合而成的各种方式。

接着，作为本实施方式的特征之一，说明对于运转中的油面状况的倾向的不同也精度良好地检测油面位置(油增减)的功能。例如，油面位置有时依赖于气液分离器4的结构，存在运转中发生的油面的状态并不一致的情况。此时要计数的阈值压力为一定值时，存在油量增减的检测精度按各种运转状况而变化的可能性。

于是，提供对于与气液分离器4的结构相应地变化的脉动模式，通过对控制装置7判断的油量增减的阈值进行修正，而精度良好地执行通用的判断的技术。

在图6(a)～(d)中示出依赖于气液分离器4的内部结构而变化的压缩机主体1的转速与倾向的关系。

图6(a)表示与压缩机主体1的转速增加相应地，利用压力传感器20的油量增减判断的计数值减少的模式。是转速较低时判断的计数次数较多、但转速提高时计数次数减少的倾向。此时，通过对实际计数值乘以转速比而进行使为了判断为油量不足而计数的压力值变得平坦的修正。或者也可以与转速相应地使检测设定值具有倾斜。

图6(b)表示与压缩机主体1的转速增加相应地，利用压力传感器20的油量增减判断的计数值增加的模式。是转速较低时判断的计数次数较少、但转速提高时计数次数增多的倾向。此时，通过对实际计数值乘以转速比而进行使为了判断为油量不足而计数的压力值变得平坦的修正。或者也可以与转速相应地使检测设定值具有倾斜。

图6(c)表示压缩机主体1是中间转速时、利用压力传感器20的油量增减判断的计数值增加的模式。是在上限/下限转速时计数值减少、在中间转速时计数值增加的凸型的倾向。此时，与转速相应地使检测设定值具有凸型的倾斜。

图6(d)表示压缩机主体1是上限/下限转速时、利用压力传感器20的油量增减判断的计数值增加的模式。是在上限/下限转速时计数值增加、在中间转速时计数值减少的凸型的倾向。此时使检测设定值具有凹型的倾斜。

像这样，即使在油配管系统6中流动的油和空气的脉动倾向因每种运转状况而不同的情况下，也能够通过进行与各种倾向相应的修正而精度良好地检测油量的增减。这样的修正值可以预先存储在控制装置7中，也可以与转速相应地由控制装置7用规定的系数通过运算而求出。

如以上所述，本实施方式是基于油(液体)在油配管系统6中流动时该油的压力几乎不产生脉动、但空气(气体)在油配管系统6中流动时该空气的压力会产生脉动这一见解而得出的，能够判断油配管系统6中流动的流体是油和空气中的哪一者(或者以哪一者为主)。由此，能够精度良好地监视油分离器4内的油面高度。

另外，因为本实施方式中在上述油面监视以外也具有油面计70，所以能够更可靠地实现油量的管理。

另外，第一实施方式中，举例说明了控制装置7通过进行是否存在用压力传感器20检测出的压力在设定范围外的情况的判断(换言之，即是否存在用压力传感器20检测出的压力超过设定值P1的情况的判断和是否存在低于设定值P2的情况的判断为双者)，来判断油配管系统6中流动的流体是空气和油中的哪一者(或者以哪一者为主)的情况，但不限于此，能够在不脱离本发明的主旨和技术思想的范围内变形。

作为第一变形例，控制装置7可以通过进行是否存在用压力传感器20检测出的压力超过设定值P1的情况的判断和是否存在低于设定值P2的情况的判断中的一者，来判断油配管系统6中流动的流体是空气和油中的哪一者(或者以哪一者为主)。这样的变形例中，也能够获得与以上同样的效果。

作为第二变形例，控制装置7可以通过进行用压力传感器20检测出的压力超过设定值P1的频率是否多于规定值的判断和用压力传感器20检测出的压力低于设定值P2的频率是否多于规定值的判断中的一者或两者，来判断油配管系统6中流动的流体是空气和油中的哪一者(或者以哪一者为主)。这样的变形例中，也能够获得与以上同样的效果。

作为第三变形例，控制装置7可以通过运算用压力传感器20检测出的压力的变化率(详细而言，例如是压力传感器20的每隔检测时间间隔而得到的压力的变化率)，进行是否存在该变化率超过预先设定的正的设定值的情况的判断和是否存在低于预先设定的负的设定值的情况的判断中的一者或两者，而判断油配管系统6中流动的流体是空气和油中的哪一者(或者以哪一者为主)。这样的变形例中，也能够获得与以上同样的效果。

参考附图说明本发明的第二实施方式。另外，本实施方式中，对于与第一实施方式相同的部分标注相同的附图标记，适当省略说明。

图7是表示本实施方式中的供油式空气压缩机的结构的概略图，表示油分离器4内的贮油量充足的状态。

本实施方式的供油式空气压缩中，与第一实施方式的不同点主要在于，代替压力传感器20，具有检测油配管系统6中流动的流体的温度的温度传感器120(检测器)。温度传感器120对控制装置7A输出检测温度。

控制装置7A中，作为油面高度检测功能，在压缩机主体1的负载运转时，进行是否存在用温度传感器120检测出的温度在预先设定的设定范围外的情况的判断(换言之，即是否存在超过预先设定的设定值T1的情况的判断和是否存在低于预先设定的设定值T2(其中，T2<T1)的情况的判断这两者)，由此判断油配管系统6中流动的流体是空气和油中的哪一者，对显示装置8输出其判断结果。

油分离器4内的油面比孔部50b高的情况下，在油配管系统6中流动油。此时，如图8所示，用温度传感器120检测出的油的温度不产生脉动，处于设定范围内(换言之，是设定值T1以下且设定值T2以上)。因此，控制装置7A判断油配管系统6中流动的流体是油。由此，能够检测出油分离器4内的油面比规定的孔部50b高。

另一方面，油分离器4内的油面比孔部50b低的情况下，在油盘油配管系统6中流动空气。此时，如图9所示，用温度传感器120检测出的空气的温度产生脉动，有时成为设定范围外(换言之，超过设定值T1，或者低于设定值T2)。因此，控制装置7A判断为油配管系统6中流动的流体是空气。由此，能够检测出油分离器4内的油面比孔部50b低。

显示装置8在输入了油配管系统6中流动的流体是空气的判断结果的情况下，作为基于该判断结果的信息，例如显示“警报：润滑油不足”或者“警报：请补充润滑油”的消息等。另外，显示装置8也可以输入油配管系统6中流动的流体是油的判断结果，例如显示“润滑油充足”的消息等作为基于该判断结果的信息。

如以上所述，本实施方式是基于使油(液体)在油配管系统6中流动时该油的温度几乎不产生脉动、但使空气(气体)在油配管系统6中流动时该空气的温度会产生脉动这一见解而得出的，能够判断油配管系统6中流动的流体是油和空气中的哪一者(或者以哪一者为主、或空气、油所占的比例的程度)。由此，能够监视油分离器4内的油面高度。

另外，第二实施方式中，举例说明了控制装置7A通过进行是否存在用温度传感器120检测出的温度在设定范围外的情况的判断(换言之，即是否存在用温度传感器120检测出的温度超过设定值T1的情况的判断和是否存在低于设定值T2的情况的判断这两者)，来判断油配管系统6中流动的流体是空气和油中的哪一者(或者以哪一者为主)的情况，但不限于此，能够在不脱离本发明的主旨和技术思想的范围内变形。

作为第四变形例，控制装置7A可以通过进行是否存在用温度传感器120检测出的温度超过设定值T1的情况的判断和是否存在低于设定值T2的情况的判断中的一者，来判断油配管系统6中流动的流体是空气和油中的哪一者(或者以哪一者为主)。这样的变形例中，也能够获得与以上同样的效果。

作为第五变形例，控制装置7A可以通过进行用温度传感器120检测出的温度超过设定值T1的频率是否多于规定值的判断和用温度传感器120检测出的温度低于设定值T2的频率是否多于规定值的判断中的一者或两者，来判断油配管系统6中流动的流体是空气和油中的哪一者(或者以哪一者为主)。这样的变形例中，也能够获得与以上同样的效果。

作为第六变形例，控制装置7A可以通过运算用温度传感器120检测出的温度的变化率(详细而言，例如是温度传感器120的每隔检测时间间隔得到的温度的变化率)，进行是否存在该变化率超过预先设定的正的设定值的情况的判断和是否存在低于预先设定的负的设定值的情况的判断中的一者或两者，来判断油配管系统6中流动的流体是空气和油中的哪一者(或者以哪一者为主)。这样的变形例中，也能够获得与以上同样的效果。

另外，第一和第二实施方式以及上述变形例中，以通知控制装置7或7A的判断结果的通知装置是在压缩机单元9中搭载的、显示基于控制装置7或7A的判断结果的信息的显示装置8的情况为例进行了说明，但不限于此，能够在不脱离本发明的主旨和技术思想的范围内变形。如图10中示出的第七变形例所示，通知装置例如也可以是离开压缩机单元9的、显示基于经由通信线路22接收的控制装置7或7A的判断结果的信息(详细而言，例如是“警报：润滑油不足”或“警报：请补充润滑油”的消息等)的通信终端23。另外，通信终端23只要是作为通信连接的结构隔开距离的结构，则也可以是与压缩机单元9物理上接触的结构。例如，也可以是使通信终端23载置或悬挂在压缩机单元9的某个部位，可隔开距离地临时固定的结构。

另外，作为使用图10所示的通信线路的其他结构，也可以是在经由通信线路22连接的外部运算装置(服务器等)中包括控制装置7或7A的判断功能，从外部运算装置经由通信线路22对通信终端23通知其判断结果的结构。进而，也可以是在通信终端23中包括控制装置7或7A的判断功能的结构。

另外，虽然未图示，但通知装置例如也可以是在压缩机单元9中搭载的警报灯或警报蜂鸣器。而且，控制装置7或7A可以在判断为油配管系统6中流动的流体是空气的情况下，驱动警报灯、警报蜂鸣器或警报振动。这些变形例中，也能够获得与以上同样的效果。

另外，第一至第二实施方式中，举例说明了供油式空气压缩机为了使压缩机主体1从负载运转切换为无负载运转，而设置有使压缩机主体1的吸入侧关闭的吸入节流阀11的情况，但不限于此，能够在不脱离本发明的主旨和技术思想的范围内变形。

供油式空气压缩机中，为了使压缩机主体1从负载运转切换为无负载运转，也可以代替吸入节流阀11，设置使压缩机主体1的排出侧(详细而言，与压缩空气配管系统5的调压阀12相比靠上游侧)排气的排气阀24。控制装置7或7A在用控制压力传感器14检测出的压力成为卸载开始压力Pu的情况下，将排气阀24控制为开状态，使压缩机主体1从负载运转切换为无负载运转。另外，在用控制压力传感器14检测出的压力成为负载恢复压力Pd的情况下，将排气阀24控制为闭状态，使压缩机主体1从无负载运转切换为负载运转。

或者，供油式空气压缩机也可以包括吸入节流阀11和排气阀24双方。另外，供油式空气压缩机也可以构成为不使压缩机主体1从负载运转切换为无负载运转。即，也可以不包括吸入节流阀11或排气阀24，控制装置7或7A不具有上述运转控制功能。这些变形例中，也能够获得与以上同样的效果。

另外，供油式空气压缩机也可以是变速控制。即，也可以通过用逆变器进行的频率变更或用齿轮切换进行的转速比变更而变更转子的转速。关于变速控制的无负载运转，可以举出在用控制压力传感器14检测出的压力成为卸载开始压力Pu的情况下，使吸入节流阀11成为闭状态，使逆变器频率降低(例如在维持供油式空气压缩机的性能的范围中)，而使电动机10成为最低转速，进而，在控制压力Pu升压至比卸载开始压力Pu高的排气压力Pp时，使排气阀24成为开状态而进行节能的方法等。另外，也可以采用在排气阀24开阀之后，在控制压力传感器14检测出的压力成为卸载开始压力Pu或者比其高并且比排气压力Pp低的规定压力以下时，使排气阀24关闭，成为卸载运转中的负载状态的控制。也可以采用此后在控制压力传感器14检测出的压力进一步降低而成为负载恢复压力Pd时，使吸入节流阀11成为开状态，成为使电动机10的转速提高至逆变器控制的转速的全负载运转的控制。

另外，以上以将本发明应用于供油式空气压缩机的情况为例进行了说明，但不限于此，也可以是使用其他液体代替油的供液式的气体压缩机。例如，也可以将本发明应用于包括对压缩室注入水(液体)并且将空气(气体)压缩的压缩机主体、从由压缩机主体排出的压缩空气(压缩气体)中将水分离并贮存的水分离器(气液分离器)、和对压缩机主体供给水分离器中贮存的水的水配管系统(液体供给系统)的供水式空气压缩机。将本发明应用于该供水式空气压缩机的情况下，能够监视水分离器内的水面高度。另外，也可以将本发明应用于将空气以外的气体压缩的压缩机。

另外，以上以由阴阳螺杆转子构成的所谓双螺旋转子的压缩机构为例进行了说明，但不限于此。例如，也能够应用容积型或涡轮型等各种压缩机构。如果是容积型则是旋转式或往复运动式等，作为旋转式包括单、双和多螺杆转子、单和多涡旋卷体、叶片式、爪式等。作为往复运动式，包括单和多的往复式等。进而，压缩机主体也不限于单台结构，即使是由相同类型或不同类型的组合构成的多级结构也能够应用。

另外，以上作为驱动源以电动机为例，但本发明不限于此。也能够应用内燃机、蒸汽机、使用风力或水力等能源的驱动源等。

附图标记说明

1……压缩机主体，4……油分离器(气液分离器)，5……压缩空气配管系统，6……油配管系统(液体供给系统)，7、7A……控制装置，8……显示装置(通知装置)，9……压缩机单元，11……吸入节流阀，20……压力传感器(检测器)，22……通信线路，23……通信终端(通知装置)，24……排气阀，40……入口开口，41……出口开口，50……油出口管路，50a、50b……孔部，70……油面计，120……温度传感器(检测器)。