(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023094376
(43)【公開日】2023-07-05
(54)【発明の名称】粘度計測器、及び圧縮機
(51)【国際特許分類】
G01N 11/04 20060101AFI20230628BHJP
F04B 39/02 20060101ALI20230628BHJP
【ＦＩ】
G01N11/04
F04B39/02 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021209813
(22)【出願日】2021-12-23
(71)【出願人】
【識別番号】000148357
【氏名又は名称】株式会社前川製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110000785
【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】奥 達也
(72)【発明者】
【氏名】松本 康平
【テーマコード（参考）】
3H003
【Ｆターム（参考）】
3H003AA02
3H003AC01
3H003BD02
(57)【要約】
【課題】流体圧力の影響を低減して流体の粘度を計測できる簡易な構成の粘度計測器、及び圧縮機を提供する。
【解決手段】本開示の少なくとも一実施形態に係る粘度計測器は、シリンダと、シリンダの内周面との間に環状隙間を形成するようにシリンダ内に部分的に挿入されるピストンと、環状隙間の上流側に設けられる流体の流入口と、環状隙間の下流側に設けられる流体の流出口と、流体からピストンが受ける流体圧に抗して、シリンダへのピストンの挿入量が減少する方向にピストンを付勢するための付勢部材とを備える。
【選択図】図１
【解決手段】本開示の少なくとも一実施形態に係る粘度計測器は、シリンダと、シリンダの内周面との間に環状隙間を形成するようにシリンダ内に部分的に挿入されるピストンと、環状隙間の上流側に設けられる流体の流入口と、環状隙間の下流側に設けられる流体の流出口と、流体からピストンが受ける流体圧に抗して、シリンダへのピストンの挿入量が減少する方向にピストンを付勢するための付勢部材とを備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
シリンダと、
前記シリンダの内周面との間に環状隙間を形成するように前記シリンダ内に部分的に挿入されるピストンと、
前記環状隙間の上流側に設けられる流体の流入口と、
前記環状隙間の下流側に設けられる前記流体の流出口と、
前記流体から前記ピストンが受ける流体圧に抗して、前記シリンダへの前記ピストンの挿入量が減少する方向に前記ピストンを付勢するための付勢部材と
を備える粘度計測器。
前記シリンダの内周面との間に環状隙間を形成するように前記シリンダ内に部分的に挿入されるピストンと、
前記環状隙間の上流側に設けられる流体の流入口と、
前記環状隙間の下流側に設けられる前記流体の流出口と、
前記流体から前記ピストンが受ける流体圧に抗して、前記シリンダへの前記ピストンの挿入量が減少する方向に前記ピストンを付勢するための付勢部材と
を備える粘度計測器。
【請求項2】
前記流体の流量を計測するように構成される流量計測器をさらに備える
請求項１に記載の粘度計測器。
請求項１に記載の粘度計測器。
【請求項3】
前記流量計測器は、
前記流入口または前記流出口に接続され、上側に向けて拡径するテーパ管と、
前記テーパ管に収容されるフロートと
を含む請求項２に記載の粘度計測器。
前記流入口または前記流出口に接続され、上側に向けて拡径するテーパ管と、
前記テーパ管に収容されるフロートと
を含む請求項２に記載の粘度計測器。
【請求項4】
前記流量計測器は、前記流入口よりも上流側に位置する
請求項２または３に記載の粘度計測器。
請求項２または３に記載の粘度計測器。
【請求項5】
前記流入口に流入した前記流体を前記シリンダに導くためのガイド内周面を含み、前記ピストンの一部が内側に配置されるガイドシリンダをさらに備え、
前記ガイド内周面から前記ピストンまでの径方向距離は、前記環状隙間の隙間寸法よりも大きい
請求項１乃至４の何れか１項に記載の粘度計測器。
前記ガイド内周面から前記ピストンまでの径方向距離は、前記環状隙間の隙間寸法よりも大きい
請求項１乃至４の何れか１項に記載の粘度計測器。
【請求項6】
前記流入口は、前記ガイドシリンダの上流端であり、
前記ガイドシリンダは、軸方向における全長に亘り一定の内径を有するストレート管である
請求項５に記載の粘度計測器。
前記ガイドシリンダは、軸方向における全長に亘り一定の内径を有するストレート管である
請求項５に記載の粘度計測器。
【請求項7】
前記流出口は、前記シリンダの下流端であり、
前記シリンダは、軸方向における全長に亘り一定の内径を有するストレート管である
請求項１乃至６の何れか１項に記載の粘度計測器。
前記シリンダは、軸方向における全長に亘り一定の内径を有するストレート管である
請求項１乃至６の何れか１項に記載の粘度計測器。
【請求項8】
請求項１乃至７の何れか１項に記載の粘度計測器と、
前記流体としての潤滑油が循環するための循環路と、
前記潤滑油を前記循環路から前記粘度計測器の前記流入口に導くための案内路と、
前記粘度計測器の前記流出口から流出する前記潤滑油を前記循環路に戻すための戻し路と
を備える圧縮機。
前記流体としての潤滑油が循環するための循環路と、
前記潤滑油を前記循環路から前記粘度計測器の前記流入口に導くための案内路と、
前記粘度計測器の前記流出口から流出する前記潤滑油を前記循環路に戻すための戻し路と
を備える圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、粘度計測器、及び圧縮機に関する。
【背景技術】
【0002】
流体の粘度を計測するための粘度計測器が知られている。例えば、特許文献１に開示される粘度計測器では、流通管路に供給される流体の供給圧に応じて、パイプ内の浮動子がコイルバネを縮めながら下流側に移動する。浮動子の移動量は、浮動子に設けられた永久磁石の磁力の変化をホール素子が検出することにより特定される。特許文献１では、特定された浮動子の移動量に基づき、流体の粘度が計測される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開昭６１－２３９１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記特許文献１では、流体の流量が一定である場合に（即ち、流体の供給圧力が一定である場合に）、浮動子の移動量が流体の粘度と相関するという想定のもと粘度計測が実行される。しかしながら、流体の粘度は流体の供給圧に応じても変化し得るため、例えば流体の供給圧力が変動する計測条件下においては、正確な粘度計測ができないおそれがある。また、流体の粘度計測を行う粘度計測器は簡易である方が好ましい。
【0005】
本開示の目的は、流体圧力の影響を低減して流体の粘度を計測できる簡易な構成の粘度計測器、及び圧縮機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の少なくとも一実施形態に係る粘度計測器は、
シリンダと、
前記シリンダの内周面との間に環状隙間を形成するように前記シリンダ内に部分的に挿入されるピストンと、
前記環状隙間の上流側に設けられる流体の流入口と、
前記環状隙間の下流側に設けられる前記流体の流出口と、
前記流体から前記ピストンが受ける流体圧に抗して、前記シリンダへの前記ピストンの挿入量が減少する方向に前記ピストンを付勢するための付勢部材と
を備える。
シリンダと、
前記シリンダの内周面との間に環状隙間を形成するように前記シリンダ内に部分的に挿入されるピストンと、
前記環状隙間の上流側に設けられる流体の流入口と、
前記環状隙間の下流側に設けられる前記流体の流出口と、
前記流体から前記ピストンが受ける流体圧に抗して、前記シリンダへの前記ピストンの挿入量が減少する方向に前記ピストンを付勢するための付勢部材と
を備える。
【0007】
本開示の少なくとも一実施形態に係る圧縮機は、
上記記載の粘度計測器と、
前記流体としての潤滑油が循環するための循環路と、
前記潤滑油を前記循環路から前記粘度計測器の前記流入口に導くための案内路と、
前記粘度計測器の前記流出口から流出する前記潤滑油を前記循環路に戻すための戻し路と
を備える。
上記記載の粘度計測器と、
前記流体としての潤滑油が循環するための循環路と、
前記潤滑油を前記循環路から前記粘度計測器の前記流入口に導くための案内路と、
前記粘度計測器の前記流出口から流出する前記潤滑油を前記循環路に戻すための戻し路と
を備える。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、流体圧力の影響を低減して流体の粘度を計測できる簡易な構成の粘度計測器、及び圧縮機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】一実施形態に係る粘度計測器の概念図である。
【図2A】一実施形態に係る粘度計測器の詳細を示す概念図である。
【図2B】他の実施形態に係る粘度計測器の詳細を示す概念図である。
【図3】一実施形態に係る付勢部材を示す概念図である。
【図4】一実施形態に係る圧縮機の概念図である。
【図5】一実施形態に係る圧縮機に設けられる粘度計測器の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
【0011】
＜１．粘度計測器１の構成＞もよう
図１は本開示の一実施形態に係る粘度計測器１の構成を示す概念図である。本実施形態の粘度計測器１は、流体の供給圧の影響を低減して流体の粘度を計測できるように構成されている。流体は液相であればどのような物質であってもよい。粘度の計測対象となる液相の流体は必ずしも純物質である必要はなく、別の物質（固相、液相、気相のいずれの状態であってもよい）が異物として混入されていてもよい。
図１は本開示の一実施形態に係る粘度計測器１の構成を示す概念図である。本実施形態の粘度計測器１は、流体の供給圧の影響を低減して流体の粘度を計測できるように構成されている。流体は液相であればどのような物質であってもよい。粘度の計測対象となる液相の流体は必ずしも純物質である必要はなく、別の物質（固相、液相、気相のいずれの状態であってもよい）が異物として混入されていてもよい。
【0012】
本開示の一実施形態に係る粘度計測器１は、流体の流入口７と、流体の流出口８と、流入口７と流出口８との間に位置するシリンダ５と、シリンダ５内に部分的に挿入されるピストン４とを備える。ピストン４はシリンダ５と略同軸に配置される。また、シリンダ５は、シリンダ５の内周面６との間に環状隙間Ｗを形成するように挿入されており、従って、流入口７は環状隙間Ｗの上流側に設けられ、流出口８は環状隙間Ｗの下流側に設けられる。本実施形態では、流体が流入口７に流入して流出口８から流出するまでの過程において、ピストン４を下流側に押すこととなる。このときに発生する荷重は、流入口７と流出口８における流体の差圧に依存する。
【0013】
一実施形態に係る粘度計測器１は、ピストン４を付勢するための付勢部材１２を備える。付勢部材１２は、流体からピストン４が受ける流体圧に抗して、シリンダ５のピストン４への挿入量が減少する方向に（図１の例では矢印Ｒ方向に）ピストン４を付勢するように構成される。図１では付勢部材１２が概念的に図示されているに過ぎず、付勢部材１２の配置パターンは図１に限定されない。仮に図１で例示されるような、ピストン４と流出口８との間に付勢部材１２が配置される構成が採用するのであれば、環状隙間Ｗから流れる流体を受ける円形プレートがシリンダ５の下流端に配置されればよい。円形プレートの中心軸線は、シリンダ５の軸方向と平行である。この円形プレートの中央部に流出口８を規定する貫通孔が設けられる。付勢部材１２が円形プレートとピストン４とに連結されれば、付勢部材１２は図１のように配置できる。付勢部材１２の他の配置パターンについては後述する。
【0014】
＜２．測定原理＞
上記構成を有する粘度計測器１において、流体の供給圧の影響を低減した粘度の測定が可能となる原理を以下に説明する。
上記構成を有する粘度計測器１において、流体の供給圧の影響を低減した粘度の測定が可能となる原理を以下に説明する。
【0015】
Ｑ＝－πＤδ３／（１２μ）×Δｐ／ｌ ・・・式（１）
（Ｑ：流体の流量、Ｄ：シリンダ５の内径、δ：環状隙間Ｗの径方向寸法、μ：流体の粘度、Δｐ：環状隙間Ｗの上流端と下流端の間における圧力差、ｌ：環状隙間Ｗの流路長）
式（１）のうちで、Ｄ、δは、粘度計測器１の構造に基づき規定される定数であるため、定数Ｃを用いると式（１）は以下の式（Ｘ）のように表すことができる。
Ｑ＝（Ｃ／μ）×（Δｐ／ｌ）・・・式（Ｘ）
（Ｑ：流体の流量、Ｄ：シリンダ５の内径、δ：環状隙間Ｗの径方向寸法、μ：流体の粘度、Δｐ：環状隙間Ｗの上流端と下流端の間における圧力差、ｌ：環状隙間Ｗの流路長）
式（１）のうちで、Ｄ、δは、粘度計測器１の構造に基づき規定される定数であるため、定数Ｃを用いると式（１）は以下の式（Ｘ）のように表すことができる。
Ｑ＝（Ｃ／μ）×（Δｐ／ｌ）・・・式（Ｘ）
【0016】
図１で例示される実施形態において、流入口７から流入した流体が環状隙間Ｗを経由して流出口８に向かって流れるとき、流入口７と流出口８の間の流体の差圧ΔＰに依存する荷重Ｆｐは、以下の式（２）によって表される。
Ｆｐ＝πＤ２／４×Δｐ ・・・式（２）
流入口７と流出口８との間における流体の圧力損失が粘度計測の観点から微小であるならば、ΔＰは上記のΔｐと実質的に同一とみなすことができ、式（２Ａ）が得られる。
Ｆｐ＝πＤ２／４×Δｐ ・・・式（２Ａ）
Ｆｐ＝πＤ２／４×Δｐ ・・・式（２）
流入口７と流出口８との間における流体の圧力損失が粘度計測の観点から微小であるならば、ΔＰは上記のΔｐと実質的に同一とみなすことができ、式（２Ａ）が得られる。
Ｆｐ＝πＤ２／４×Δｐ ・・・式（２Ａ）
【0017】
流体が環状隙間Ｗを流れることに伴って、荷重Ｆｐがピストン４に作用すると、ピストン４は付勢部材１２の弾性変形量が増大する方向に移動する。このとき、荷重Ｆｐと、付勢部材１２の付勢力が釣り合うようにピストン４は配置される。仮に、付勢部材１２の弾性変形量と、環状隙間Ｗの流路長ｌが等しくなるようにピストン４と付勢部材１２が配置されているのであれば、以下の式（３）が成立する（なお、付勢部材１２が自然長であるときに環状隙間Ｗが一定の流路長ｌを有するのであれば、式（３）のｌを、流路長ｌの増分を示すΔｌに置換すればよい。）。
ｋ×ｌ＝Ｆｐ ・・・式（３）
（ｋ：付勢部材１２の弾性係数）
式（２Ａ）と式（３）とに基づき、式（４）が得られる。
Δｐ／ｌ＝ｋ／（πＤ２／４） ・・・式（４）
式（４）から了解される通り、Δｐ／ｌは粘度計測器１の構成に依存するｋとＤによって規定されており、定数である。つまり、流体の差圧Δｐに応じて、環状隙間Ｗの流路長ｌは変動する構成が粘度計測器１において採用されている。換言すると、流体の差圧Δｐに応じて、ピストン４の挿入量が変化する構成が粘度計測器１において採用されている。従って、Δｐが増加すればｌは増大し、Δｐが減少すればｌは減少する。改めて式（Ｘ）を参照すると、ＣとΔｐ／ｌがいずれも定数なので、流体の流量Ｑはμと相関（反比例）することが了解される。つまり、粘度計測器１における流体の流量Ｑを計測すれば、流体の粘度（粘性係数）μを計測することが可能となる。
ｋ×ｌ＝Ｆｐ ・・・式（３）
（ｋ：付勢部材１２の弾性係数）
式（２Ａ）と式（３）とに基づき、式（４）が得られる。
Δｐ／ｌ＝ｋ／（πＤ２／４） ・・・式（４）
式（４）から了解される通り、Δｐ／ｌは粘度計測器１の構成に依存するｋとＤによって規定されており、定数である。つまり、流体の差圧Δｐに応じて、環状隙間Ｗの流路長ｌは変動する構成が粘度計測器１において採用されている。換言すると、流体の差圧Δｐに応じて、ピストン４の挿入量が変化する構成が粘度計測器１において採用されている。従って、Δｐが増加すればｌは増大し、Δｐが減少すればｌは減少する。改めて式（Ｘ）を参照すると、ＣとΔｐ／ｌがいずれも定数なので、流体の流量Ｑはμと相関（反比例）することが了解される。つまり、粘度計測器１における流体の流量Ｑを計測すれば、流体の粘度（粘性係数）μを計測することが可能となる。
【0018】
上記構成によれば、流体圧によって与えられる力Ｆｐと、付勢部材１２の付勢力が釣り合うようにピストン４は自動的に配置される。従って、Δｐの値に関わらず、式（Ｘ）によって示されるΔｐ／ｌの値を一定にできる。Ｑとμとが反比例する関係を維持して流体は環状隙間Ｗを流れることができるので、流体圧力の影響を低減して、流体の粘度を計測することができる。また、上記の粘度計測は、シリンダ５と共に環状隙間Ｗを形成するピストン４を付勢部材１２が付勢する簡易な構成によって実現できる。以上より、流体圧力の影響を低減して流体の粘度を計測できる簡易な構成の粘度計測器１が実現する。
【0019】
以下、粘度計測器１の更なる構成の詳細を例示する。
【0020】
＜３．流量計測器２０の構成＞
図１で例示されるように、本開示の一実施形態に係る粘度計測器１は、流体の流量を計測するように構成される流量計測器２０をさらに備える。図１で示される一実施形態では、流量計測器２０は、流出口８よりも下流側に位置し、より具体的には流出口８に接続される流路に流量計測器２０は設けられる。他の実施形態では、流量計測器２０は流入口７よりも上流側に位置してもよく、より具体的には流入口７に接続される流路に流量計測器２０は設けられてもよい。上記構成によれば、流量計測器２０を備える粘度計測器１は、流体の流量を計測する機能を併せ持つので、流体の粘度を計測する利便性が向上する。
図１で例示されるように、本開示の一実施形態に係る粘度計測器１は、流体の流量を計測するように構成される流量計測器２０をさらに備える。図１で示される一実施形態では、流量計測器２０は、流出口８よりも下流側に位置し、より具体的には流出口８に接続される流路に流量計測器２０は設けられる。他の実施形態では、流量計測器２０は流入口７よりも上流側に位置してもよく、より具体的には流入口７に接続される流路に流量計測器２０は設けられてもよい。上記構成によれば、流量計測器２０を備える粘度計測器１は、流体の流量を計測する機能を併せ持つので、流体の粘度を計測する利便性が向上する。
【0021】
なお、他の実施形態では、粘度計測器１は流量計測器２０を備えていなくてもよい。粘度計測器１とは別の流量計測手段が、粘度計測器１に接続する流体流路に設けられていてもよい。
【0022】
【0023】
図２Ａ、図２Ｂで例示される流量計測器２０Ａ、２０Ｂ（２０）は、フロート式流量計である。流量計測器２０は、流入口７または流出口８に接続されると共に上側に向けて拡径するテーパ管２１と、テーパ管２１に収容されるフロート２５とを含む。図２Ａで例示されるテーパ管２１Ａ（２１）では、その下端が流出口８と連通しており、図２Ｂで例示されるテーパ管２１Ｂ（２１）では、その上端が流入口７と連通している。両図で示されるテーパ管２１は、流体の流路１０９に接続される。
【0024】
図２Ａ、図２Ｂで例示されるいずれの実施形態においても、テーパ管２１を流れる流体の流量は、粘度計測器１の環状隙間Ｗを流れる流体の流量に依存する。そして、テーパ管２１に収容されるフロート２５は、上記流体の流量に応じた位置に配置される。より具体的には、流体がテーパ管２１を上に流れるほど流体の勢いは弱くなり、流体がフロート２５を押し上げる力は弱まる。この原理が適用されることで、フロート２５は、環状隙間Ｗを流れる隙間を流れる流量に応じた位置（テーパ管２１の軸線方向位置）に配置される。
【0025】
本開示の一実施形態に係るテーパ管２１は、透明な材料によって構成されると共に、目視可能な位置に配置される。この場合、目視で確認するフロート２５の位置に基づいて、流体の粘度を特定することができる。本開示の一実施形態では、テーパ管２１に目盛り１２０が付与されており、フロート２５の位置を目盛り１２０から読み取ってもよい。さらに好ましくは、流体の粘度の適正範囲に対応する目盛り１２０がテーパ管２１に付与される。この場合、流体の粘度が適正範囲に収まるか否かを、目盛り１２０の確認によって判断することができる。
【0026】
上記構成によれば、流体の流量と流体の粘度とは相関するので、フロート２５の位置を確認するだけで流体の粘度を把握することができる。よって、流体の粘度を可視化した粘度計測器１が実現する。
【0027】
図２Ｂで例示される実施形態では、流量計測器２０Ｂは、流入口７よりも上流側に位置する。つまり、テーパ管２１は、流入口７と連通する上端を有する。これにより、流体は、環状隙間Ｗに流入する前にテーパ管２１を通過する。上記構成によれば、流体が環状隙間Ｗに流入することに伴い発生する圧力損失により流体内で気泡が発生する場合でも、気泡がテーパ管２１を流れることが抑制される。従って、流量計測器２０は気泡の影響を受けることなく流体の流量を正確に計測することができる。よって、流体の粘度の正確な計測が実現する。なお、上記の気泡は、流体に混入する別の物質が圧力損失に伴って気化することにより発生する気泡であってもよい。
【0028】
＜４．ガイドシリンダ１８の構成＞
図２Ａ、図２Ｂで例示されるように、粘度計測器１Ａ、１Ｂ（１）は、ピストン４の一部が内側に配置されるガイドシリンダ１８をさらに備える。ガイドシリンダ１８は、流入口７に流入した流体をシリンダ５に導くためのガイド内周面１９を含む。ガイド内周面１９からピストン４までの径方向距離（寸法Ｍ）は、ガイド内周面１９の隙間寸法（寸法δ）よりも大きい。より具体的には、寸法Ｍは、寸法δに対して２０倍以上の大きさを有する値である。上記構成によれば、ガイド内周面１９からピストン４までの径方向距離を大きくすることによって、流体がガイド内周面１９とピストン４との間に流入することに伴う圧力損失を低減できる。流体の圧力損失の影響が、シリンダ５におけるピストン４の挿入量に及ぼすのを抑制できるので、流体の粘度の正確な計測が実現する。
図２Ａ、図２Ｂで例示されるように、粘度計測器１Ａ、１Ｂ（１）は、ピストン４の一部が内側に配置されるガイドシリンダ１８をさらに備える。ガイドシリンダ１８は、流入口７に流入した流体をシリンダ５に導くためのガイド内周面１９を含む。ガイド内周面１９からピストン４までの径方向距離（寸法Ｍ）は、ガイド内周面１９の隙間寸法（寸法δ）よりも大きい。より具体的には、寸法Ｍは、寸法δに対して２０倍以上の大きさを有する値である。上記構成によれば、ガイド内周面１９からピストン４までの径方向距離を大きくすることによって、流体がガイド内周面１９とピストン４との間に流入することに伴う圧力損失を低減できる。流体の圧力損失の影響が、シリンダ５におけるピストン４の挿入量に及ぼすのを抑制できるので、流体の粘度の正確な計測が実現する。
【0029】
図２Ａ、図２Ｂで例示される実施形態では、流入口７はガイドシリンダ１８の上流端である。また、ガイドシリンダ１８は、軸方向（図２Ａ、図２Ｂの例では鉛直方向）における全長に亘り一定の内径を有するストレート管である。上記構成によれば、ガイドシリンダ１８の形状を簡易にすると共に、ガイドシリンダ１８における流体の圧力損失を低減することができる。
【0030】
図２Ａ、図２Ｂで例示される実施形態では、流出口８はシリンダ５の下流端である。また、シリンダ５は、軸方向における全長に亘り一定の内径を有するストレート管である。上記構成によれば、環状隙間Ｗにおける流体の流量と、流出口８における流体の流量が同じになるので、流体の流量と式（Ｘ）とに基づいて流体の粘度を正確に計測することができる。
【0031】
＜５．付勢部材１２の構成の例示＞
図２Ａ、図２Ｂ、図３を参照し、付勢部材１２の構成を例示する。図３は、他の実施形態に係る粘度計測器１Ｃ（１）を概念的に示す図である。なお、図３では、フロート２５（図２Ａ等参照）の図示を省略している。
図２Ａ、図２Ｂ、図３を参照し、付勢部材１２の構成を例示する。図３は、他の実施形態に係る粘度計測器１Ｃ（１）を概念的に示す図である。なお、図３では、フロート２５（図２Ａ等参照）の図示を省略している。
【0032】
図２Ａ、図２Ｂで例示されるピストン４Ａ、４Ｂ（４）は、シリンダ５よりも上流側に位置するフランジ４１を含む。同図で例示される付勢部材１２Ａ、１２Ｂ（１２）は、フランジ４１とピストン４との間に配置されるコイルバネである。コイルバネは、流体からピストン４が受ける流体圧に抗して、ピストン４を上流側に向けて付勢するように構成される。
図３で例示されるピストン４Ｃ（４）の一部はシリンダ５に配置され、ピストン４Ｃの他部はガイドシリンダ１８に配置される。本例の付勢部材１２Ｃ（１２）は、ガイドシリンダ１８の上流端２９と、ピストン４Ｃとに連結される少なくとも１本の引張りスプリングである。図３の例では、２本の引張りスプリングとして、２つの付勢部材１２Ｃが図示される。本実施形態では、流入口７が形成される上流端２９とピストン４Ｃとのそれぞれには、引張りスプリングのフックと係合する係合部が設けられる（詳細な図示は省略する）。
図３で例示されるピストン４Ｃ（４）の一部はシリンダ５に配置され、ピストン４Ｃの他部はガイドシリンダ１８に配置される。本例の付勢部材１２Ｃ（１２）は、ガイドシリンダ１８の上流端２９と、ピストン４Ｃとに連結される少なくとも１本の引張りスプリングである。図３の例では、２本の引張りスプリングとして、２つの付勢部材１２Ｃが図示される。本実施形態では、流入口７が形成される上流端２９とピストン４Ｃとのそれぞれには、引張りスプリングのフックと係合する係合部が設けられる（詳細な図示は省略する）。
【0033】
＜６．粘度計測器１が設けられる圧縮機１０の例示＞
上述した計測原理によれば、流体が流れるための流路が設けられる種々の装置に粘度計測器１を搭載することができる。以下ではその一例として、粘度計測器１が圧縮機１０に設けられる実施形態を例示する。
上述した計測原理によれば、流体が流れるための流路が設けられる種々の装置に粘度計測器１を搭載することができる。以下ではその一例として、粘度計測器１が圧縮機１０に設けられる実施形態を例示する。
【0034】
図４は、本開示の一実施形態に係る圧縮機１０の概念的な断面図である。圧縮機１０は、例えば、凝縮器及び蒸発器などの複数の熱交換器を含んだ冷凍サイクルに組み込まれる。冷凍サイクルとしては、２元冷凍サイクル、２段圧縮冷凍サイクル、または逆ブレイトン冷凍サイクルなどが挙げられる。この場合、圧縮機１０によって圧縮されるガスは冷媒ガスである。他の実施形態では、圧縮機１０は内燃機関などに組み込まれてもよく、圧縮機１０によって圧縮されるガスは燃焼用ガスであってもよい。
【0035】
本開示の一実施形態に係る圧縮機１０はレシプロ圧縮機である。圧縮機１０は、クランクケース１６と、クランクケース１６に収容される少なくとも１つの気筒４０を備える。気筒４０はシリンダピストン４２を収容する。圧縮機１０に設けられるモータ５４は、スラスト軸受５０を介してクランクケース１６によって支持されるクランク軸４８と連結する。このモータ５４が駆動すると、クランク軸４８及びコネクティングロッド５２などを介して駆動力がシリンダピストン４２に伝わり、シリンダピストン４２は昇降する。これにより、クランクケース１６の内部に形成される吸入空間Ｓｉから気筒４０の気筒室Ｓｃにガスが流入して圧縮される。圧縮されたガスは気筒４０から吐出空間Ｓｄに排出される。例えば圧縮機１０が冷凍サイクルに組み込まれる実施形態においては、冷媒ガスが上記の圧縮機１０の動作によって圧縮される。
【0036】
図４で例示される実施形態において、粘度の計測対象となる流体は、潤滑油ｒである。圧縮機１０は、被潤滑部に供給される潤滑油ｒが流体として流れるための循環路２２を備える。本例では、循環路２２にオイルポンプ２６が設けられており、オイルポンプ２６の駆動によって、潤滑油ｒは循環路２２を循環し、被潤滑部に供給される。被潤滑部は、圧縮機１０に設けられる回転体または回転体支持部の少なくとも一方を含む。より具体的な一例として、被潤滑部はクランク軸４８またはスラスト軸受５０の少なくとも一方を含む。被潤滑部に供給された潤滑油ｒは、その後、オイル貯留部に設けられたオイルフィルタ５６を通過して、オイルポンプ２６に戻る。
【0037】
本開示の一実施形態に係る圧縮空気は、上述した粘度計測器１と、潤滑油ｒを循環路２２から粘度計測器１の流入口７（図１参照）に導くための案内路１０１と、流出口８（図１参照）から流出する潤滑油ｒを循環路２２に戻すための戻し路１０２とを備える。案内路１０１と戻し路１０２はいずれも流体としての潤滑油ｒの流路である。
案内路１０１は、循環路２２を構成する高圧側流路に接続され、戻し路１０２は、循環路２２を構成する低圧側流路に接続されればよい。例えば、高圧側流路はオイルポンプ２６よりも下流側かつ被潤滑部よりも上流側の流路であり、低圧側流路は被潤滑部よりも下流側かつオイルポンプ２６よりも上流側の流路である。より具体的な一例として低圧側流路は、循環路２２に設けられるオイル貯留部であってもよい。
案内路１０１は、循環路２２を構成する高圧側流路に接続され、戻し路１０２は、循環路２２を構成する低圧側流路に接続されればよい。例えば、高圧側流路はオイルポンプ２６よりも下流側かつ被潤滑部よりも上流側の流路であり、低圧側流路は被潤滑部よりも下流側かつオイルポンプ２６よりも上流側の流路である。より具体的な一例として低圧側流路は、循環路２２に設けられるオイル貯留部であってもよい。
【0038】
圧縮機１０に上述した粘度計測器１が設けられる利点は以下の通りである。
潤滑油ｒが適正に機能するには潤滑油ｒの粘度が適正範囲に収まる必要がある。仮に潤滑油ｒの粘度が低過ぎると潤滑油ｒの潤滑性能が著しく低下し、潤滑油ｒの粘度が高過ぎると圧縮機１０の動力損失が著しく増加する。また、潤滑油ｒの粘度は、潤滑油ｒの経年劣化または異物混入（例えば冷媒ガス）などによっても変化するため、圧縮機１０において潤滑油ｒの粘度管理を適正に行う必要がある。
一方で、潤滑油ｒの粘度が適正範囲に収まっているかを判定する際に、潤滑油ｒの供給圧力に応じて粘度が変化しうるため、例えば特許文献１で開示される計測方法が適用されると、圧縮機１０の稼働時において潤滑油ｒの粘度が適正範囲に収まるか正確に判定ができないおそれがある。
この点、上記構成によれば、既述した理由によって、流体としての潤滑油ｒの供給圧力の影響を低減して潤滑油ｒの粘度を計測できる簡易な構成の圧縮機１０を実現することができる。
潤滑油ｒが適正に機能するには潤滑油ｒの粘度が適正範囲に収まる必要がある。仮に潤滑油ｒの粘度が低過ぎると潤滑油ｒの潤滑性能が著しく低下し、潤滑油ｒの粘度が高過ぎると圧縮機１０の動力損失が著しく増加する。また、潤滑油ｒの粘度は、潤滑油ｒの経年劣化または異物混入（例えば冷媒ガス）などによっても変化するため、圧縮機１０において潤滑油ｒの粘度管理を適正に行う必要がある。
一方で、潤滑油ｒの粘度が適正範囲に収まっているかを判定する際に、潤滑油ｒの供給圧力に応じて粘度が変化しうるため、例えば特許文献１で開示される計測方法が適用されると、圧縮機１０の稼働時において潤滑油ｒの粘度が適正範囲に収まるか正確に判定ができないおそれがある。
この点、上記構成によれば、既述した理由によって、流体としての潤滑油ｒの供給圧力の影響を低減して潤滑油ｒの粘度を計測できる簡易な構成の圧縮機１０を実現することができる。
【0039】
なお、圧縮機１０に搭載される粘度計測器１は、上述した幾つかの実施形態に係る粘度計測器１のいずれであってもよいが、図２Ｂを参照して例示した粘度計測器１が搭載されることがより好ましい。なぜなら、循環路２２に冷媒ガスが異物として混入している場合には、潤滑油ｒが環状隙間Ｗの流入するときの圧力損失によって、冷媒ガスが気化して気泡が発生するおそれがあるからである。この点、図２Ｂで例示される実施形態では、冷媒ガスの気泡が発生した場合であっても、該気泡が流量計測器２０に流れることが抑制されるので、流体の正確な粘度計測が実現する。
【0040】
図５は、圧縮機１０に設けられる粘度計測器１のより詳細な構成を例示する概念図である。粘度計測器１は、圧縮機１０のクランクケース１６に例えば複数の締結部材１１０によって締結される。これにより、粘度計測器１は外部から視認可能となる。従って、目盛り１２０がテーパ管２１に付与される構成が採用される場合、フロート２５の鉛直方向位置を目盛り１２０から容易に読み取ることができ、循環路２２を循環する潤滑油ｒが適正範囲に収まるか否かを容易に判断できる。
【0041】
＜７．まとめ＞
上述した幾つかの実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握されるものである。
上述した幾つかの実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握されるものである。
【0042】
１）本開示の少なくとも一実施形態に係る粘度計測器（１）は、
シリンダ（５）と、
前記シリンダの内周面（６）との間に環状隙間（Ｗ）を形成するように前記シリンダ内に部分的に挿入されるピストン（４）と、
前記環状隙間の上流側に設けられる流体の流入口（７）と、
前記環状隙間の下流側に設けられる前記流体の流出口（８）と、
前記流体から前記ピストンが受ける流体圧に抗して、前記シリンダへの前記ピストンの挿入量が減少する方向に前記ピストンを付勢するための付勢部材（１２）と
を備える。
シリンダ（５）と、
前記シリンダの内周面（６）との間に環状隙間（Ｗ）を形成するように前記シリンダ内に部分的に挿入されるピストン（４）と、
前記環状隙間の上流側に設けられる流体の流入口（７）と、
前記環状隙間の下流側に設けられる前記流体の流出口（８）と、
前記流体から前記ピストンが受ける流体圧に抗して、前記シリンダへの前記ピストンの挿入量が減少する方向に前記ピストンを付勢するための付勢部材（１２）と
を備える。
【0043】
発明者らの知見によれば、環状隙間を流れる流体の流量（Ｑ）は以下の式によって表される。
Ｑ＝（Ｃ／μ）×（Δｐ／ｌ）・・・式（Ｘ）
（Ｃ：定数、μ：流体の粘度、Δｐ：流入口と流出口との間の圧力差、ｌ：環状隙間の流路長）
上記１）の構成によれば、流体圧によって与えられる荷重と、付勢部材の付勢力が釣り合うようにピストンは自動的に配置される。従って、Δｐの値に関わらず、式（Ｘ）によって示されるΔｐ／ｌの値を一定にできる。Ｑとμとが互いに反比例する関係を維持して流体は環状隙間を流れることができるので、流体圧力の影響を低減して、流体の粘度を計測することができる。また、上記計測は、シリンダと共に環状流路を形成するピストンを付勢部材が付勢する簡易な構成によって実現できる。以上より、流体圧力の影響を低減して流体の粘度を計測できる簡易な構成の粘度計測器が実現する。
Ｑ＝（Ｃ／μ）×（Δｐ／ｌ）・・・式（Ｘ）
（Ｃ：定数、μ：流体の粘度、Δｐ：流入口と流出口との間の圧力差、ｌ：環状隙間の流路長）
上記１）の構成によれば、流体圧によって与えられる荷重と、付勢部材の付勢力が釣り合うようにピストンは自動的に配置される。従って、Δｐの値に関わらず、式（Ｘ）によって示されるΔｐ／ｌの値を一定にできる。Ｑとμとが互いに反比例する関係を維持して流体は環状隙間を流れることができるので、流体圧力の影響を低減して、流体の粘度を計測することができる。また、上記計測は、シリンダと共に環状流路を形成するピストンを付勢部材が付勢する簡易な構成によって実現できる。以上より、流体圧力の影響を低減して流体の粘度を計測できる簡易な構成の粘度計測器が実現する。
【0044】
２）幾つかの実施形態では、上記１）に記載の粘度計測器は、
前記流体の流量を計測するように構成される流量計測器をさらに備える。
前記流体の流量を計測するように構成される流量計測器をさらに備える。
【0045】
上記２）の構成によれば、粘度計測器は、流体の流量を計測する機能を併せもつので、流体の粘度を計測する利便性を向上することができる。
【0046】
３）幾つかの実施形態では、上記２）に記載の粘度計測器であって、
前記流量計測器は、
前記流入口または前記流出口に接続され、上側に向けて拡径するテーパ管（２１）と、
前記テーパ管に収容されるフロート（２５）と
を含む。
前記流量計測器は、
前記流入口または前記流出口に接続され、上側に向けて拡径するテーパ管（２１）と、
前記テーパ管に収容されるフロート（２５）と
を含む。
【0047】
上記３）の構成によれば、流体の流量と流体の粘度とは相関するので、フロートの位置を確認するだけで流体の粘度を把握することができる。よって、流体の粘度を可視化した粘度計測器が実現する。
【0048】
４）幾つかの実施形態では、上記２）または３）に記載の粘度計測器であって、
前記流量計測器は、前記流入口よりも上流側に位置する。
前記流量計測器は、前記流入口よりも上流側に位置する。
【0049】
上記４）の構成によれば、流体が環状隙間に流入することによる圧力損失により気泡が発生する場合であっても、気泡が流量計測器を流れることが抑制され、流量計測器は気泡の影響を受けることなく流体の流量を正確に計測できる。よって、流体の粘度の正確な計測が実現する。
【0050】
５）幾つかの実施形態では、上記１）から４）のいずれかに記載の粘度計測器は、
前記流入口に流入した前記流体を前記シリンダに導くためのガイド内周面（１９）を含み、前記ピストンの一部が内側に配置されるガイドシリンダ（１８）をさらに備え、
前記ガイド内周面から前記ピストンまでの径方向距離（寸法Ｍ）は、前記環状隙間の隙間寸法（寸法δ）よりも大きい。
前記流入口に流入した前記流体を前記シリンダに導くためのガイド内周面（１９）を含み、前記ピストンの一部が内側に配置されるガイドシリンダ（１８）をさらに備え、
前記ガイド内周面から前記ピストンまでの径方向距離（寸法Ｍ）は、前記環状隙間の隙間寸法（寸法δ）よりも大きい。
【0051】
上記５）の構成によれば、ガイド内周面からピストンまでの径方向距離を大きくすることによって、流体がガイド内周面とピストンとの間に流入することに伴う圧力損失を低減することができる。流体の圧力損失の影響が、シリンダにおけるピストンの挿入量に及ぼすのを抑制できるので、流体の粘度の正確な計測が実現する。
【0052】
６）幾つかの実施形態では、上記５）に記載の粘度計測器であって、
前記流入口は、前記ガイドシリンダの上流端であり、
前記ガイドシリンダは、軸方向における全長に亘り一定の内径を有するストレート管である。
前記流入口は、前記ガイドシリンダの上流端であり、
前記ガイドシリンダは、軸方向における全長に亘り一定の内径を有するストレート管である。
【0053】
上記６）の構成によれば、ガイドシリンダの形状を簡易にすると共に、ガイドシリンダにおける流体の圧力損失を低減することができる。
【0054】
７）幾つかの実施形態では、上記１）から６）のいずれかに記載の粘度計測器であって、
前記流出口は、前記シリンダの下流端であり、
前記シリンダは、軸方向における全長に亘り一定の内径を有するストレート管である。
前記流出口は、前記シリンダの下流端であり、
前記シリンダは、軸方向における全長に亘り一定の内径を有するストレート管である。
【0055】
上記７）の構成によれば、環状隙間における流体の流量と、流出口における流体の流量が同じになるので、流体の流量と式（Ｘ）とに基づいて流体の粘度を正確に計測することができる。
【0056】
８）本開示の少なくとも一実施形態に係る圧縮機（１０）は、
上記１）乃至７）の何れかに記載の粘度計測器（１）と、
前記流体としての潤滑油（ｒ）が循環するための循環路（２２）と、
前記潤滑油を前記循環路から前記粘度計測器の前記流入口に導くための案内路（１０１）と、
前記粘度計測器の前記流出口から流出する前記潤滑油を前記循環路に戻すための戻し路（１０２）と
を備える。
上記１）乃至７）の何れかに記載の粘度計測器（１）と、
前記流体としての潤滑油（ｒ）が循環するための循環路（２２）と、
前記潤滑油を前記循環路から前記粘度計測器の前記流入口に導くための案内路（１０１）と、
前記粘度計測器の前記流出口から流出する前記潤滑油を前記循環路に戻すための戻し路（１０２）と
を備える。
【0057】
潤滑油の粘度は、潤滑油の経年劣化または異物混入などによって変化する。潤滑油の粘度が適正範囲に収まっているかを判定する際に、潤滑油の供給圧力に応じて粘度が変化しうるため、例えば従来型の高額なセンサを用いたとしても、圧縮機の稼働時において潤滑油の粘度が適正範囲に収まるか正確に判定ができないおそれがある。この点、上記８）の構成によれば、上記１）と同様の理由によって、流体としての潤滑油の供給圧力の影響を低減して潤滑油の粘度を計測できる簡易な構成の圧縮機を実現することができる。
【符号の説明】
【0058】
１ ：粘度計測器
４ ：ピストン
５ ：シリンダ
６ ：内周面
７ ：流入口
８ ：流出口
９ ：上流端
１０ ：圧縮機
１２ ：付勢部材
１８ ：ガイドシリンダ
１９ ：ガイド内周面
２０ ：流量計測器
２１ ：テーパ管
２２ ：循環路
２５ ：フロート
１０１ ：案内路
１０２ ：戻し路
ｒ ：潤滑油
４ ：ピストン
５ ：シリンダ
６ ：内周面
７ ：流入口
８ ：流出口
９ ：上流端
１０ ：圧縮機
１２ ：付勢部材
１８ ：ガイドシリンダ
１９ ：ガイド内周面
２０ ：流量計測器
２１ ：テーパ管
２２ ：循環路
２５ ：フロート
１０１ ：案内路
１０２ ：戻し路
ｒ ：潤滑油
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4】
【図5】