JP2001513175A - 定流量カスケード潤滑装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 軸受ハウジング内にある垂直回転可能な軸に付いている軸受を潤滑する装置が前記軸受ハウジング（１１）の下部にある環状下潤滑剤サンプ（４０）と、前記軸受ハウジングの上部にある環状上潤滑剤タンク（２０）と、下潤滑剤サンプ（１２）と上潤滑剤タンク（２０）の間にある流体連通を与える導管とからなっている。上潤滑剤タンクから上軸受に入る潤滑剤の流量を調量する設備が作られている。潤滑剤は下潤滑剤サンプ（４０）から導管（３５）を通して上潤滑剤タンク（２０）へ上軸受（１４）に入る調量された流量を超える流量で汲み上げされる。調量オリフィスより上の潤滑剤の一定ヘッドが上潤滑剤タンク（２０）内に与えられ、下潤滑剤サンプに戻る過剰潤滑剤を分流する出口が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】 定流量カスケード潤滑装置 発明の背景 本発明は、一般的に言えば回転可能な軸についている軸受の潤滑に関し、さら に詳しく言えば、垂直ウェット・サンプ軸受ハウジング内にある軸受に動作速度 に関係のない一定流量で潤滑液を供給することに関する。 垂直ウェット・サンプ軸受ハウジングのための現在の軸受潤滑装置は、普通に には潤滑剤を設計動作速度に特有の流量で供給するように設計されている。それ らの装置は、ハウジングの底にあるサンプからハウジングの頂部にある軸受へ潤 滑剤を汲み上げる。潤滑剤は、軸受を通して流下してサンプに戻る。軸受に供給 される潤滑剤の量と流量は、ポンプ機構の動作速度、潤滑剤の粘度、及び潤滑剤 を軸受に汲み上げるのに通す通路の大きさによって制限される。一定粘度を仮定 するこのような装置は、設計速度で適当に作動するが、それらは、低動作速度で 無力になるか高動作速度において、可変速駆動入力を用いたとき起こるように潤 滑剤潤滑剤が余ることがある。を与えることがある。したがって、低速度におい て、潤滑剤が不適切であることがあり、一方、高速度では、過剰潤滑剤流量がシ ールの損傷と周囲への潤滑剤の漏れ生じさせる過大圧力を生ずることがある。 なお、潤滑剤は、温度変動に逆比例する粘度変化を免がれない粘性液体である 。したがって、温度が上昇すると粘度がの減少し、温度が減少すると粘度が増加 する。設計速度で動作しているときでさえ、潤滑剤は機械的熱発生により高温に なり粘性を失う。これによってポンピング作用は小さくなり、軸受の潤滑が不十 分になる。このような不適切なこと装置及び環境に高価な損傷をもたらすことに なる。 前述のことは、垂直ウェットサンプ軸受ハウジングのための現在の潤滑装置に あると知られている限界を例示するものである。上述の限界の一つ以上を克服す ることに向けられた改良品を提供することは明らかに有益であろう。それ故。後 で更に詳しく開示される特徴を備える適当な代替品を提供する。 発明の概要 本発朋の一つの面において、これは、軸受ハウジングの下部にある環状下潤滑 剤サンプと、ハウジングの上部にある環状上潤滑剤タンクと、下潤滑剤サンプと 上潤滑剤タンクの間にある流体連通を与える導管と、上潤滑剤から上軸受に入る 潤滑剤の流量を調量する手段と、下潤滑剤サンプから導管を通して上潤滑剤タン クへ上軸受に入る調量された流量を超える流量で潤滑剤を汲み上げる手段と、及 び上潤滑剤タンク内にあって調量手段より上の潤滑剤の一定ヘッドを保ち、下潤 滑剤サンプに戻る過剰潤滑剤を分流する手段を備える装置を提供することによっ て達成される。 前述及びその他の面は添付図面と合わせて考慮するとき本発明の以下の詳細な 説明から明らかになる。 図面の簡単な説明 図１は本発明によって垂直ウェット・サンプ潤滑装置を備えたポンプの垂直略 部分断面図である。 図２は汲み上げ装置の部分底面斜視図である。 図３は上潤滑剤タンクの潤滑剤調量及び分流特徴の部分断面図である。 詳細な説明 本発明の全ての主な特徴を図１を参照して見ることができる、圧送、調量及び 分流設備の詳細をさらに知るために適当に図２及び３を参照することも役に立つ 。図１において、本発明は垂直ポンプ装置６０に適用されるものとして示されて いる。軸受ハウジング組立体５０が軸受ハウジング１０内に取付けられた回転可 能な軸５を支える上軸受１４と下軸受１８を備えている。軸受ハウジング１０の 下端カバー１１の中にある下環状潤滑剤サンプ４０及び上端カバー１２の中にあ る上潤滑剤タンク２０を軸受ハウジング１０の壁に穴を開けて作られるのが好ま しい導管３５によって接続されている。回転可能な軸５１に固定されているカッ プ状の汲み上げ又は押し上げ装置３０が潤滑剤を外側表面にある少なくとも一つ の螺旋溝によって潤滑剤を汲み上げし、その溝はカップ状汲み上げ装置３０が下 潤滑剤サンプ４０の中に下向きに伸びている穴の内壁３１と協力する。カップ状 汲み上げ装置３０と前記穴の内壁３１の間に接触がないことに注意されたい。溝 ３３は、それが全ての動作速度において余分な量の潤滑剤を上軸受１４に汲み上 げ る寸法に作られている。これらの特徴は、図１及び２に見られる。 図１と３に見られる上潤滑剤タンク２０はジェット２５より上の圧力ヘッドを 一定に保つ余水吐き又はあふれ出し障壁２６を備えている、ジェット２５は、上 軸受の要求に従って、全ての動作速度と粘性の範囲でフル潤滑を行える寸法にな っている。ジェット２５は、停止時にタンク２０の中に少量の潤滑剤を保持する ために上タンク２０の底よりわずかに上に位置する口を備えている。これは、そ のような停止後に再開するとき潤滑剤を上軸受１４に供給する応答時間を最小に することを確実にする。上タンク２０に達する余分な潤滑剤は全てあふれ出し障 壁２６を越えて通過し、分流通路１９を通して下サンに戻される。このあふれ出 しと分流の特徴によってポンピング装置が動作速度に関係なくスロットリング又 はその他の絞りを受けずにに動作できる。それというのも、全潤滑剤所要量が常 に満たされ、どんな過剰潤滑剤も下サンプ４０に戻されるだけだからである。過 剰潤滑剤の一部分が軸受ハウジング１０の椀形下面によって下サンプ４０にドレ ンする前に下軸受１８を通るように向けられる。 上軸受１４を通過する潤滑剤が軸５に軸受１４より下で取付けられた油切りリ ング４５の上に落ちる。油切りリング４５は、軸受ハウジング１０の壁に潤滑剤 を投げつけ、そこで潤滑剤が軸受及び軸５のいろいろな部分に接触することによ って集められた熱を捨てる。故意に、軸受を実際には潤滑していない潤滑剤がで きるだけ軸受ハウジング内のより低温の表面に曝される。これは熱を放散し、定 常状態動作温度を保つのを助ける。 カップ状汲み上げ装置３０はまた下軸受１８に隣接した軸５から熱を引き出す ヒートシンクとしても作用する。潤滑剤と汲み上げ装置の間の密接な混合接触は 潤滑剤への最大熱伝達を保証し、そのことは次にその熱をハウジングの壁１０、 １１、１２へ運び、それをハウジング組立体５０の周囲に放散する働きをする働 きをする。この特徴は、軸５が高温吸水又は熱空気のような外部熱源に曝される 場合に特に重要である。従って、任意の動作条件のもとで、軸受ハウジング組立 体５０は迅速に定常動作温度に達する。これは静止部分と回転部分の間の接触な しに達成される。下潤滑剤サンプ４０は静止潤滑剤レベルの最上部より上に伸び て、それに接触することなく軸５を囲んで静シールを有効に行う内壁３９を備え ている。下潤滑剤サンプ４０内の潤滑剤に引き起こされた渦流を除いてこれ以上 の密封は何も必要ないだろう。渦流によって引き起こされた潤滑剤の損失を打ち 消すために、非接触動的軸方向向流シール装置がカップ状汲み上げ装置３０を用 いて与えられる。汲み上げ装置３０にあり、汲み上げ溝３３から反対回りを有す るらせん溝３６が潤滑剤を動作中下向きに汲み上げる。溝３６は、溝３３が穴の 壁３１と接触しないで協動するのと同じようにして内側壁３９の外面と接触しな いで協動する。 軸受潤滑装置は図１にポンプに適用されるとして示された。ウェット・サンプ 潤滑装置によって潤滑されるどの垂直軸受ハウジングもここに開示された特徴か ら利益を得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ホール、マーク エル アメリカ合衆国カリフォルニア州92843 ガーデン グローブ ナンバー 175 ブ ラックバード ストリート 13096 (72)発明者 ハイラペチタン、バー アメリカ合衆国カリフォルニア州91201 グレンデール トンプソン アベニュー 1535 (72)発明者 ミナシアン、カジャック ジャック アメリカ合衆国カリフォルニア州91201 グレンデール ルベルタ アベニュー 1256

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．軸受ハウジング内にある垂直回転可能な軸に付いている軸受を潤滑する装 置であり、該装置が 前記軸受ハウジングの下部にある環状下潤滑剤サンプと、 前記軸受ハウジングの上部にある環状上潤滑剤タンクと、 前記下潤滑剤サンプと前記上潤滑剤タンクの間にある流体連通を与える導 管と、 前記上潤滑剤タンクから上軸受に入る潤滑剤の流量を調量する手段と、 前記下潤滑剤サンプから前記導管を通して前記上潤滑剤タンクへ前記上軸 受に入る前記調量された流量を超える流量で潤滑剤を汲み上げる手段と、 前記上潤滑剤タンクにあって前記調量手段より上の潤滑剤のヘッドを一定 に保ち、下潤滑剤サンプに戻すように過剰潤滑剤を分流する手段と を備える軸受潤滑装置。 ２．前記下潤滑剤サンプから前記導管を通して前記上潤滑剤タンクへ潤滑剤 を汲み上げる手段がまた熱を下軸受から引き出し、前記熱を潤滑剤に前記ハウジ ングの周囲に放散するために伝達するヒートシンクとして働く請求項１に記載の 装置。 ３．前記下潤滑剤サンプの中にあって潤滑剤を前記軸受ハウジング内に保持 する非接触シール与える手段をさらに備える請求項１に記載の装置。 ４．前記上潤滑剤から上軸受に入る潤滑剤の流量を調量する手段が前記上潤 滑剤タンクの底壁を通って前記上軸受に至る少なくとも一つの通路を備え、前記 少なくとも一つの通路が前記軸受に動作速度と独立に全潤滑剤流量を与える寸法 に作られている請求項１に記載の装置。 ５．前記上潤滑剤タンクにあって潤滑剤のヘッドを一定に保ち、過剰潤滑剤 を分流する手段が過剰潤滑剤を前記軸受ハウジングを通って前記下潤滑剤サンプ に戻すように排出する分流通路へのあふれ出し口を有する前記上潤滑剤タンクの 外壁を備える請求項４に記載の装置。 ６．前記下潤滑剤サンプから前記導管を通して前記上潤滑剤タンクへ潤滑剤 を汲み上げる手段が前記回転可能な軸に下軸受より下で固定され、前記軸受ハウ ジングの下壁にある穴を下向きに通って前記下潤滑剤サンプの中に伸び入るカッ プ状部分を有するほぼ円筒形のカラーを備え、前記カップ状カラーは、前記穴の 内部に締まりばめを有し、潤滑流体を前記導管を通して前記上潤滑剤タンクの中 に押し上げるらせん溝をその部分の外側円筒形表面に有する請求項１に記載の装 置。 ７．前記カップ状部分の内側円筒形表面にあって潤滑剤を前記軸受ハウジン グの中に保持する非接触シールを与える手段をさらに備える請求項６に記載の装 置。 ８．前記非接触シールを与える手段が外側円筒形表面にある溝の向きと反対 の回り方向を有し、環状壁にごく接近して横たわるらせん溝を備え、前記環状壁 は前記回転可能な軸を囲み、前記下潤滑剤サンプの下壁から前記ほぼ円筒形のカ ラーを前記回転可能な軸に取付ける点のわずかに下の点まで伸び、前記らせん溝 は、潤滑剤の前記軸受ハウジングから漏れるのに動的に逆らうように前記環状壁 を下る流体の向流を生ずるように作用する請求項７に記載の装置。 ９．過剰な熱を前記潤滑剤から前記軸受ハウジングの周囲へ放散する手段を さらに備える請求項１に記載の装置。 １０．前記過剰な熱を前記潤滑剤から放散する手段が前記回転可能なに前記上 軸受に固定されて、前記軸受から前記軸受ハウジングの側壁に来る潤滑剤をそら せて、軸受を通らない全ての潤滑剤の流れを軸受ハウジングの比較的冷たい壁へ 向ける油切り手段を備える請求項９に記載の装置。 １１．前記下潤滑剤サンプの中にあって潤滑剤の非接触保持を与える手段が前 記回転可能な軸を囲み、前記下潤滑剤サンプの下壁から前記サンプ内の静止潤滑 剤レベルより上の点まで上方に伸びる環状壁を備え、前記環状壁は静止していて 前記回転可能な軸又は全ての可動部分との接触を持たない請求項３に記載の装置 。 １２．内面及び外面に縦に向けられ、反対回りのらせん溝を備えるカップ状回 転可能な部材と、 静止部材の中にあって前記カップ状の回転可能な外表面に接触しないで密接に 囲む滑らかな壁付き穴と、 前記カップ状部材の内表面によって接触なしに密接に囲まれた滑らかな壁付き 静止円筒形部材と、 前記カップ状部材の回転が流体を一方の前記表面上に上向きに、そしてカップ 状部材の他方の前記表面を下向きに汲み上げさせるように、前記回転可能なカッ プ状部材の下部、前記滑らかな壁付き穴、及び前記滑らかな壁付き円筒形部材を 覆うに十分なレベルに流体を含むサンプと、 を備える汲み上げ装置。 １３．流体が前記カップ状部材の外表面上を上向きに、そしてそれの内表面上 を下向きに汲み上げされる請求項１２に妃載の汲み上げ装置。 １４．軸受ハウジング内にある垂直回転可能な軸に付いている軸受を潤滑する 装置であり、該装置が 前記軸受ハウジングの下部にある下潤滑剤サンプと、 前記軸受ハウジングの上部にある上潤滑剤タンクと、 前記下潤滑剤サンプと前記上潤滑剤タンクの間にある流体連通を与える導 管と、 前記上潤滑剤タンクから上軸受に入る潤滑剤の重力にょって引き起こされ た流量を調量する手段と、 前記下潤滑剤サンプから前記導管を通して前記上潤滑剤タンクへ前記重力 によって誘起された流量を越える流量で潤滑剤を汲み上げる手段と、 前記上潤滑剤タンクにあって前記調量手段より上の潤滑剤のヘッドを一定 に保ち、前記下潤滑剤サンプに戻すように過剰潤滑剤を分流する手段と 前記過剰潤滑剤が前記下潤滑剤サンプに戻される前に、前記過剰潤滑剤の 一部分を下軸受に送る手段と を備える軸受潤滑装置。 １５．前記下潤滑剤サンプ内に、潤滑剤を前記軸受ハウジング内に保持する非 接触シールを与える手段をさらに備える請求項１４に記載の装置。 １６．前記上潤滑剤タンクから上軸受に入る潤滑剤の重力にょって引き起こさ れた流量を調量する手段が前記上潤滑剤タンクから前記上軸受に至る少なくとも 一つの通路を備え、前記少なくとも一つの通路はすべての動作速度で全必要潤滑 剤流量を前記軸受に与える寸法に作られている請求項１４に記載の装置。 １７．軸受ハウジング内にある垂直回転可能な軸に付いている軸受を潤滑する 装置であり、該装置が 前記軸受ハウジングの下部にある下潤滑剤サンプと、 前記軸受ハウジングの上部にある上潤滑剤タンクと、 前記下潤滑剤サンプと前記上潤滑剤タンクの間にある流体連通を与える導 管と、 前記上潤滑剤タンクから上軸受に入る潤滑剤の流量を調量する手段と、 前記下潤滑剤サンプから前記導管を通して前記上潤滑剤タンクへ前記調量 された流量を越える流量で潤滑剤を汲み上げる手段と、 前記上潤滑剤タンクにあって前記調量手段より上の潤滑剤のヘッドを一定 に保ち、前記下潤滑剤サンプに戻すように過剰潤滑剤を分流する手段と 前記過剰潤滑剤が前記下潤滑剤に戻される前に、前記過剰潤滑剤の一部分 を下軸受に送る手段と、 を備える軸受潤滑装置。 １８．前記下潤滑剤サンプから導管を通して上潤滑剤タンクへ潤滑剤を汲み上 げる手段がまた熱を下軸受から引き出し、前記熱を潤滑剤に周囲に放散するため に伝達するヒートシンクとして働く請求項１６に記載の装置。