JP2014088955A - 冷却および潤滑のための装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】様々な設備において費用効率の良い方法で作動できる、簡易化された安価な潤滑システムを提供する。
【解決手段】冷却圧縮ガスと潤滑剤との混合物を分配するためのノズル１５０を含む。内部潤滑剤管１４２は、サイフォン作用によって、潤滑剤を潤滑剤の供給源からノズルまで運ぶ。導管は内部潤滑剤管を囲んでおり、冷却圧縮ガスを冷却圧縮ガスの供給源からノズルまで運ぶ。ノズルは、導管から圧縮ガスを受け入れるためのノズル・ガス穴１５６と、内部潤滑剤管から潤滑剤を受け入れるためのノズル潤滑剤穴１５７とを含む。これらの穴は接合部１５９で交わり、ここで冷却圧縮ガスと潤滑剤との混合物が製造される。そしてこの混合物は、ノズルの開口部１５２を通じて、好ましくは冷却潤滑剤の霧状ミストとして分配される。
【選択図】図１

Description

本発明は表面を冷却および潤滑する分野に関する。より詳細には、本発明は、例えば渦管によって冷却される圧縮ガスのような冷却圧縮ガスを使用して冷却潤滑剤を表面に塗布するための方法、装置、およびノズルを対象にする。

長年にわたって、潤滑剤を表面にスプレーするために圧縮空気が利用されてきた。潤滑剤または油を吹き付けるために圧縮空気を取り入れたシステムは、従来技術として知られている。例えば、Ａｕｔｏ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎは、特許文献１および特許文献２において、空気／液体混合物を分配するための潤滑剤または冷却剤分配システムを開示した。Ｔｈｅ Ｒｕｔｈｍａｎ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｃｏｍｐａｎｙは、特許文献３において、分配される冷却剤の量を調節するための方法を発表した。

潤滑剤スプレー・システムに導入されてきた改善点は、加熱された表面上にスプレーされる潤滑剤の量を制限するために潤滑剤を冷却する機構である。Ｅａｔｏｎ Ｙａｌｅ ＆ Ｔｏｗｎｅ Ｉｎｃ．の特許文献４は、流体を加速し潤滑剤を吸引するための渦室を開示している。特許文献５には、潤滑剤と混ざる気流を冷却するために渦管が組み込まれている。

Ｌｉｎｋによる特許文献６には、空気／潤滑剤混合物を製造するためのマルチプル・ミキサー・ヘッドが開示されている。Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏｍｐａｎｙ ｏｆ Ｔｅｘａｓ，Ｉｎｃ．による特許文献７は、二者択一的に作動および停止させられるマルチプル油貯蔵タンクおよびマルチプル霧発生器を取り入れている。このシステムはまた、加圧空気と結合させられる前に油を加熱するヒーター・マニホールドも取り入れている。

Ｄｒｏｐｓａ Ｓ．ｐ．Ａ．による特許文献８には、潤滑剤貯蔵タンクと潤滑剤をモジュラー要素に供給するポンプとを取り入れた潤滑装置が開示されている。この装置はまた、潤滑剤が混ぜ合わされる圧縮空気を冷却するために、渦管も取り入れている。

最後に、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍａｇｕｇｌｉａｎｉ．ｉｔ／ｌｕｂｒｏｒｅｆｒｉｇｅｒａｚｉｏｎｅ．ｈｔｍというＵＲＬにあるウェブサイトには、渦管と潤滑剤をシステムに導入する潤滑剤ポンプとを取り入れた潤滑剤システムが開示されている。

英国特許第９５９，８３０号明細書 米国特許第３，１０６，３４６号明細書 米国特許第３，７５９，４４９号明細書 米国特許第３，５１５，６７６号明細書 米国特許第４，９１９，２３２号明細書 米国特許第５，２２６，５０６号明細書 米国特許第６，２９０，０２４号明細書 米国特許出願第２０１１／０１２０８０３号明細書

上述の通り、潤滑剤を表面に塗布するためのシステムは、従来技術として知られている。一般にそのようなシステムは、圧縮空気に潤滑剤を混ぜ合わせ、それによって表面上に塗布するための潤滑剤を霧化する。しばしばそのような表面は熱いことがあるので、その表面を冷却するためにも潤滑剤が塗布される。もし潤滑剤が冷却されていれば、必要な潤滑剤は少量ですむため、圧縮空気を冷却するために渦管を取り入れることが知られている。

従来技術のシステムの多くは、潤滑剤をシステムに導入するための潤滑剤ポンプを採用している。そのようなポンプは、これらの設備の複雑性、コスト、およびエネルギー消費を増加させる。代わりに、潤滑剤が絶え間なく供給されるよう潤滑剤貯蔵タンクが塗布装置の上に置かれてもよい。このような重力供給式のシステムは、条件が許す場合にのみ設置できる。また、潤滑剤の供給は流体の粘度および潤滑剤供給ラインの大きさによって制限される。

したがって、当該技術分野において、様々な設備において費用効率の良い方法で作動できる、簡易化された安価な潤滑システムを提供する必要性がある。本発明は、渦管により生成される冷却圧縮空気によって生じるサイフォン作用に頼ることで、この必要性を満たす。

本発明の一態様において、冷却潤滑剤を分配するための装置が提供される。この装置は、冷却圧縮ガスと潤滑剤との混合物を分配するためのノズルを含む。内部潤滑剤管は、サイフォン作用によって、潤滑剤を潤滑剤の供給源からノズルまで運ぶ。導管は内部潤滑剤管を囲んでおり、冷却圧縮ガスを冷却圧縮ガスの供給源からノズルまで運ぶ。ノズルは、導管から圧縮ガスを受け入れるためのノズル・ガス穴と、内部潤滑剤管から潤滑剤を受け入れるためのノズル潤滑剤穴とを含む。これらの穴は接合部で交わり、ここで冷却圧縮ガスと潤滑剤との混合物が製造される。そしてこの混合物は、ノズルの開口部を通じて、好ましくは冷却潤滑剤の霧状ミストとして分配される。

本発明の更なる態様は、冷却潤滑剤を分配するためのノズルを含む。ノズルは、冷却圧縮ガスを受け入れるためのノズル・ガス穴と、冷却潤滑剤を受け入れるためのノズル潤滑穴とを含む。これらの穴は接合部で交わり、ここで冷却圧縮ガスと潤滑剤との混合物が製造される。そしてこの混合物は、ノズルの開口部を通じて、好ましくは冷却潤滑剤の霧状ミストとして分配される。

本発明の更なる態様においては、ノズルを通って冷却潤滑剤を分配するための方法が提供される。この方法の最初のステップは、内部潤滑剤管を通じて潤滑剤をノズルに供給することを含む。冷却圧縮ガスもまた、内部潤滑剤管を囲む導管を通じてノズルに供給される。導管からの冷却圧縮ガスはノズル内のノズル・ガス穴に送入され、潤滑剤はノズル内のノズル潤滑剤穴に送入される。冷却圧縮ガスによって潤滑剤が接合部に吸い上げられるように、これらの穴の間の接合部において、冷却圧縮ガスおよび潤滑剤が混ぜ合わされる。そして、冷却圧縮ガスと潤滑剤との混合物は、好ましくは冷却潤滑剤の細かな霧状ミストとして、ノズル内の開口部から分配される。

本発明の典型的な実施形態が、下記の図面を参照して説明される。異なる図面における同一の参照番号は、同一の要素を示す。

内部構成要素が破線で示された、本発明の一実施形態による潤滑装置の透視図である。 図１で示す実施形態のハウジング部の平面２Ａによる断面図である。 図２Ａの断面図に垂直な、図１で示す実施形態のハウジング部の平面２Ｂによる断面図である。 図１で示す実施形態のハウジング部の上面図である。 図１で示す実施形態のハウジング部の下面図である。 部分切り欠きであって、破線がノズルの内部構成要素を表す、図１で示す実施形態のノズル部および内部潤滑剤管の側面図である。 図１で示す実施形態のノズル部の後面図である。 破線がノズルの内部構成要素を表す、図１で示す実施形態のノズル部の平面図である。 破線がノズルの内部構成要素を表す、図３Ａと同様の平面上の本発明の他の実施形態のノズル部の側面図である。

本発明の好適な実施形態による潤滑装置１００の例が図１に示されている。下記に更に詳細に述べられるように、潤滑装置は導管１４０に接続された弁体１２０からなっており、導管１４０はその反対でノズル１５０に接続されている。内部潤滑剤管１４２（図３Ａ参照）がまた導管１４０の内部に配置され、弁体１２０からノズル１５０へと延びる。図１に示す実施形態において、潤滑剤は潤滑剤供給ライン１３０から供給され、冷却圧縮ガスは渦管１１０によって供給される。潤滑剤は、潤滑剤供給ライン１３０から弁体１２０を経由して、内部潤滑剤管１４２に接続された潤滑剤出口１３７およびその先のノズル１５０へ移動する。冷却圧縮ガスは、渦管１１０から弁体１２０および導管１４０を経由してノズル１５０へ移動する。導管１４０が内部潤滑剤管１４２を囲んでいるため、潤滑剤が内部潤滑剤管１４２に沿って進むにつれて冷却圧縮ガスが潤滑剤を冷却する。潤滑剤および冷却圧縮ガスはノズル１５０で混ぜ合わされ、冷却潤滑剤スプレー液１５４として分配される。ノズル１５０におけるサイフォン作用が、供給ライン１３０から内部潤滑剤管１４２を経由して潤滑剤を引き上げる。

冷却圧縮ガスの供給が渦管１１０によって図１に示す潤滑装置１００にもたらされる。他の実施形態においては、冷却圧縮ガスが、圧力下の予冷ガス・ライン、冷蔵加圧シリンダー、または他の適切な種類の冷蔵もしくは冷却システムによって潤滑装置１００にもたらされる。図１に見られるように、圧縮ガス・ライン１０４は接続金具１０６を介して渦管１１０に接続される。様々な種類の渦管１１０が市販されている。本実施形態において、渦管１１０は、固定式高温末端プラグが取り付けられたＮｅｘ Ｆｌｏｗ Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（トロント、オンタリオ州、カナダ）によるＦＲＩＧＩＤ−Ｘ^ＴＭ Ｖｏｒｔｅｘ Ｔｕｂｅ Ｍｉｎｉ Ｃｏｏｌｅｒである。他の様々なブランド、型、および容量の渦管も、冷却圧縮空気を潤滑装置１００に供給するために使用でき、これには渦管１１０の高温端部の接触を防ぐための高温ガス出口１１２における保護スリーブなどの、追加部品を含むタイプも含まれる。圧縮ガス・ライン１０４からの圧縮ガスは渦管１１０に流れ込み、渦管１１０によって圧縮高温ガス流と圧縮低温ガス流とに分けられる。高温ガス流１１４が高温ガス出口１１２から放出される一方で、低温ガス流は低温ガス出口１１６から渦管１１０を出る。ある実施形態においては、渦管１１０の高温末端プラグを調整すること、または別の「発生器」を使用することで、ガス流の温度および容積を変更できる。図１に示す実施形態において、圧縮空気の消費を制限し、内部潤滑剤管１４２の内部での潤滑剤の凍結を避けるために、渦管１１０の高温末端プラグおよび発生器は５０ｐｓｉｇと定められる。高い圧力はエネルギー消費を増加させ、内部潤滑剤管１４２内での潤滑剤の凍結防止をより困難にすることがある。無調整式の渦管１１０もまた、使用中に、供給される低温圧縮ガスの温度および体積の不測の変化に対して特別な保護をもたらす。

図１で示す潤滑装置１００で使用される圧縮ガスは、圧縮空気である。特定の用途に応じて、他のガスが使用されてもよい。例えば、ある実施形態においては、窒素、ヘリウム、アルゴン、またはこれらの組み合わせのような不活性ガスが、酸素または他の化学反応性の高いガスを実質的に含まない冷却潤滑剤混合物をもたらすために使用されてもよい。圧縮空気と他のガスとの混合物も使用できる。圧縮空気は最も費用効率が高いので、多くの用途において好ましいガスである。

図１に示す潤滑装置１００において使用される潤滑剤は、水性である。特定の用途に応じて、他の潤滑剤も使用されてもよい。例えば、ある実施形態においては、様々な天然および合成油が潤滑剤として使用可能である。他の実施形態では、潤滑剤を提供するために水溶性ポリマーが使用される。費用が特に重要である更に他の実施形態においては、潤滑剤は水である可能性がある。様々な他の適切な潤滑剤が従来技術として知られている。水溶性の潤滑剤は、ゲル化または潤滑装置１００の目詰まりを防ぐ傾向があるので、多くの用途において好ましい。

図１に示す潤滑装置１００において、圧縮冷却ガスはガス入口１２２から弁体１２０へ流れ込む。図２Ａから２Ｄにおいて見られるように、ガス入口１２２は、圧縮冷却ガスをガス入口１２２から弁体１２０を通り弁体出口１２４の内部に収納されたガス出口１２５に運ぶ弁体ガス穴１２３と流体連通している。図１で見られるように、ガス出口１２５から出るガスが、弁体出口１２４を経由して導管１４０に流れ込み、ノズル１５０に向かって運ばれるように、弁体出口１２４は適切な接続金具１２６を介して導管１４０に接続される。

他の実施形態において、弁体１２０を介した導管１４０へのガスの流れを調整するために、ガス弁（図示せず）が弁体ガス穴１２３に設置される。更に他の実施形態において、圧縮冷却ガスは、弁体１２０を全く通ることなく、渦管１１０（または他の供給源）によって直接導管１４０に供給される。

潤滑剤は、潤滑剤供給ライン１３０によって、図１に示す潤滑装置１００に供給される。本実施形態において、潤滑剤供給ライン１３０は、１／８″の内径および１／４″の外径を有する透明のＰＶＣ管でできている。他の実施形態では、潤滑剤は貯蔵タンクから直接供給される。潤滑剤供給ライン１３０は、適切な接続金具１３２を介して弁体１２０の潤滑剤入口１３４に接続される。図２Ａから２Ｄに見られるように、潤滑剤は弁体潤滑剤穴１３６を通って、潤滑剤入口１３４から弁体出口１２４の内部に収納された潤滑剤出口１３７へ移動する。内部潤滑剤管１４２は潤滑剤出口１３７に接続され、ノズル１５０との流体連通をもたらす。

図１に示す潤滑装置１００において、弁体１２０を通る潤滑剤の流れを調節するために、弁１３８が弁体潤滑剤穴１３６に配置される。本実施形態において、弁１３８は、調節ノブ１３９を回転させることによって弁体潤滑剤穴１３６内に差し込んだりまたは引き抜いたりできる真ちゅうのネジである。これによって、潤滑剤の流れが１００％から０％および様々なその中間点に調節される。遮断弁または潤滑剤を短く断続的に放出する弁などの他の任意の流体調整装置を含む、その他の種類の弁も使用されてもよい。他の更なる実施形態において、弁１３８は、弁体１２０の外部にあってもよいし、または潤滑剤供給ライン１３０に位置していてもよい。

ある実施形態において、弁体１２０は全く存在せず、潤滑剤は潤滑剤供給ライン１３０（または他の供給源）から内部潤滑剤管１４２に直接移動する。図１および図２Ａから図２Ｄで示す潤滑装置１００において、弁体１２０は、１″×１″×２″の固体アルミニウム塊から圧延されたものである。例えば真ちゅう、ステンレス鋼、様々なプラスチック、鋳鉄、他の種類のアルミニウム、または液体もしくは気体の処理に適した他の任意の材料のような、当技術分野で周知の様々な他の材料が、図２Ａから２Ｄにおける弁体１２０と同様の構造および機能を有する弁体１２０を製造するために使われてもよい。この実施形態において、ガス入口１２２は１／４″−１８ＮＰＴ（アメリカテーパ管用ネジ）雌型コネクターであり、弁体出口１２４は３／８″−１８ＮＰＴ雌型コネクターであり、潤滑剤入口１３４は返し型接続金具１３２と結合し、弁体ガス穴１２３の直径は０．１８５″であり、弁体潤滑剤穴１３６の直径は０．１８５″である。他の様々な寸法が使用できるが、弁体ガス穴１２３および弁体潤滑剤穴１３６がほぼ同じ直径（すなわち、互いの１０％以内）であることが好ましい。更に好ましい実施形態では、弁体ガス穴１２３および弁体潤滑剤穴１３６の直径が全く同じである。

弁体出口１２４において、導管１４０が適切な接続金具１２６によって弁体１２０に接続される。図１で示す実施形態において、潤滑剤を塗布中の工具または他の表面の近くにノズル１５０が配置されてとどまることができるように、好適には導管１４０は可撓性を有する。図１で示す実施形態において、導管１４０は、０．５″の公称内径および０．８４０″から０．９８５″までの外径を有する可撓性導管を提供する、複数の連結からなるＬＯＣ−ＬＩＮＥ^ＴＭホース（Ｌｏｃｋｗｏｏｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ、レイク・オスウィーゴ、オレゴン州、米国）である。好適には、導管１４０の内径は、内部潤滑剤管１４２の外径の少なくとも２倍である。

非接合管または形状が維持できないため配置されるにはクリップや他の固定手段を必要とする可撓性管を含む適切な導管１４０を製造するために、他の様々なタイプの管が使用できる。特にノズル１５０の位置が変えられる可能性の低い用途においては、導管１４０を製造するために剛性管も使用できる。導管１４０はまた、用途によってさまざまな長さに製造できる。

図１に示す潤滑装置１００において、導管１４０は、弁体出口１２４内のガス出口１２５から冷却圧縮ガスを受け入れ、ノズル１５０へと冷却圧縮ガスを運ぶ。他の実施形態では、導管１４０は、弁体１２０ではなく冷却圧縮ガスの供給源に直接接続される。

内部潤滑剤管１４２は導管１４０の内部に位置し、弁体出口１２４内の潤滑剤出口１３７とノズル１５０との間の流体連通をもたらす。好適には、内部潤滑剤管１４２に対する損傷を避けるため、内部潤滑剤管１４２は少なくとも導管１４０と同じくらい可撓性がある。内部潤滑剤管１４２は、使用中に取り外されないように、好適には永久的または半永久的な方法で潤滑剤出口１３７に取り付けられる。図１に示す潤滑装置１００において、内部潤滑剤管１４２は、０．１２５″の内径および０．１８７５″の外径を有する透明のＰＶＣ管でできている。この実施形態において、内部潤滑剤管１４２の一方の端部が潤滑剤出口１３７の適所に接着剤を使用して保持され、他方の端部がノズル潤滑剤穴１５７内に挿入される。好適には、内部潤滑剤管１４２の外径は、導管１４０の内径の少なくとも半分である。ゴム、ラテックス、コイル状金属管、または他の種類のプラスチックのような他の適切な材料も使用されてよい。

図１に示す潤滑装置１００において、内部潤滑剤管１４２は、弁体出口１２４内の潤滑剤出口１３７から潤滑剤を受け入れ、ノズル１５０へと潤滑剤を運ぶ。導管１４０の内部の内部潤滑剤管１４２の周囲の冷却ガスの流れは、潤滑剤がノズル１５０に運ばれるにつれて潤滑剤を冷却させるように働く。潤滑剤のそうした冷却は、潤滑剤を凍結させるほどに強いものでなければ、潤滑剤の塗布場所における熱を放散するために有益である。

ノズル１５０は接続金具１４４を介して導管１４０に接続している。図３Ａから３Ｃに見られるように、ノズル１５０は、導管１４０と内部潤滑剤管１４２とを受け止めるノズル入口１５８を備える。導管１４０内の冷却圧縮ガスはノズル・ガス穴１５６を通ってノズル１５０に流れ込み、開口部１５２から出る。内部潤滑剤管１４２内の潤滑剤は、接合部１５９においてノズル・ガス穴１５６と接合するノズル潤滑剤穴１５７からノズル１５０に流れ込む。冷却圧縮ガスと冷却潤滑剤は接合部１５９において混ざり、この混合物がノズル１５０の開口部１５２から分配される。

図３Ａから３Ｃに示す実施形態において、ノズル・ガス穴１５６は、直径が約０．１２０″の円筒穴であって、開口部１５２に通じている。この実施形態において、ノズル潤滑剤穴１５７は、直径が約０．１８５″および深さが約０．３″であって、ノズル・ガス穴１５６と実質的に平行な円筒穴である。この実施形態において、ノズル・ガス穴１５６およびノズル潤滑剤穴１５７の中心は、約０．１３０″だけ互いにオフセットされ、その結果として穴が平行に重なり合う。他の実施形態では、ノズル・ガス穴１５６およびノズル潤滑剤穴１５７の両方が、非円筒穴または様々な寸法の穴であってもよい。

図３Ａから３Ｃに示す実施形態において、ノズル潤滑剤穴１５７は、ノズル潤滑剤穴１５７に挿入される内部潤滑剤管１４２を受け止めるのに十分な直径を有する。ノズル・ガス穴１５６および内部潤滑剤管１４２の内径が大体同じ直径（すなわち、互いの１０％以内）であることが好ましい。更に、ガスの速度を接合部１５９に近づくにつれて上げるために、ノズル・ガス穴１５６は導管１４０よりも少なくとも２倍小さいことが好ましく、これがサイフォン作用を高める。より好適には、ノズル・ガス穴１５６は導管１４０よりも３から４．５倍小さい。

図３Ａから３Ｃに示す実施形態において、ノズル・ガス穴１５６およびノズル潤滑剤穴１５７は実質的に平行であり、該穴の間の重複によって形成される接合部１５９において交わる。図４に示す実施形態において、ノズル・ガス穴２５６およびノズル潤滑剤穴２５７が交わり、接合部２５９が鋭角βで形成される。好しくは、角度βは５°から３５°の間であり、より好ましくは１０°から２０°の間であり、最も好ましくは１２°である。更に他の実施形態においては、ノズル・ガス穴２５６とノズル潤滑剤穴２５７との間の接合部２５９は直角に形成される。

接合部１５９を通過する冷却圧縮ガスの動きが、内部潤滑剤管１４２の潤滑剤を引き上げて接合部１５９の中へ入れるサイフォン効果を引き起こす。ノズル潤滑剤穴１５７と潤滑剤供給ライン１３０（または他の潤滑剤の供給源）との間の流体連通が、潤滑剤の接続部１５９への連続供給を確実にする。こうしてサイフォン作用は、複雑または高価なポンプに対する必要性を解消し、そしてこれが潤滑装置１００の製造コストを減少させ、機械の故障に関する更なる事項を解消する。

接合部１５９において製造された冷却圧縮ガスと潤滑剤との混合物は、ノズル１５０の開口部１５２から冷却潤滑剤スプレー液１５４として排出される。好適には、結果として生じる冷却潤滑剤スプレー液１５４は霧状ミストである。そのような霧状ミストは、より均一に潤滑部位に付着する。霧状ミストはまた、摩擦力の結果としてしばしば高温となる潤滑部位と冷却潤滑剤との間の熱交換のためのより大きな表面積をもたらす。

上述したように、多数の接続金具１０６、１１８、１２６、１３２、１４４が、図１に示す潤滑装置１００、渦管１１０、圧縮ガス・ライン１０４、および潤滑剤供給ライン１３０に関連して使用されている。場合によっては、これらの接続金具は、ガスまたは潤滑剤に適したどのような種類であってもよい。返し型管コネクターだけでなく、雄−雄ＮＰＴおよびＮＯＴ接続金具を含むこのような多数の接続金具が、当技術分野において周知である。他の実施形態において、これらの接続金具によってなされる接続は直接行われる可能性があるので、その結果として一つ以上の接続金具が完全に排除される。したがって、様々な適切な接続金具が使用できること、およびそれらの有無は任意であることを当業者は理解するであろう。

稼働中に、冷却圧縮ガスの供給源が潤滑装置１００に提供される。ある実施形態において、冷却圧縮ガスの供給源は、渦管１１０に接続された圧縮ガス・ライン１０４である。冷却圧縮ガスは、冷却圧縮ガスをノズル１５０に運ぶ可撓性導管１４０に流れ込む。ある実施形態において、冷却圧縮ガスは、導管１４０に達する前に弁体１２０内の弁体ガス穴１２３を通過する。ノズル１５０では、導管１４０より好適には２から３．５倍小さいノズル・ガス穴１５６に冷却圧縮ガスが流れ込む。

潤滑剤の供給源もまた潤滑装置１００に提供される。ある実施形態において、潤滑剤の供給源は、潤滑剤貯蔵タンク（図示せず）に接続された潤滑剤供給ライン１３０である。潤滑剤は、ノズル１５０に潤滑剤を運ぶ導管の内部の内部潤滑剤管１４２に流れ込む。ある実施形態において、潤滑剤の流れは、内部潤滑剤管１４２に達する前に、弁体１２０内の弁体潤滑剤穴１３６にある弁１３８によって調整される。導管１４０を通過する冷却圧縮空気は、内部潤滑剤管１４２内の潤滑剤を該潤滑剤がノズル１５０に運ばれるにつれて冷却する。ノズル１５０では、接合部１５９においてノズル・ガス穴１５６と接合するノズル潤滑剤穴１５７に潤滑剤が流れ込む。

接合部１５９では、内部潤滑剤管１４２の潤滑剤を引き上げてノズル・ガス穴１５６を通過中の冷却圧縮ガスの流れの中へ入れるサイフォン作用が引き起こされる。冷却圧縮空気と潤滑剤との混合物が、ノズル１５０の開口部１５２から冷却潤滑剤スプレー液１５４として分配される。潤滑装置１００はこれによって費用効率がよく確実な方法で冷却潤滑剤を潤滑部位に分配し、その結果として高価なポンプに対する必要性を解消し、ユニットの信頼性を増加させる。

本発明は、該発明の様々な態様の好ましい実施形態を通して説明がなされてきたことがわかるであろう。しかし、当業者であれば、特許請求の範囲を含むこの特許明細書に定義されたように該発明の範囲内に全体として依然とどまりつつも、ここに詳細に記載された実施形態から容易に逸脱してもよいことが理解されるであろう。ここで説明された要素の構造的または機能的相当物およびここに記載されたいかなる方向性の参照文献、寸法、または構造からの逸脱も本発明の範囲内と考えられることも、さらに理解されるであろう。

１００ 潤滑装置
１０４ 圧縮ガス・ライン
１０６ 接続金具
１１０ 渦管
１１２ 高温ガス出口
１１４ 高温ガス流
１１６ 低温ガス出口
１１８ 接続金具
１２０ 弁体
１２２ ガス入口
１２３ 弁体ガス穴
１２４ 弁体出口
１２５ ガス出口
１２６ 接続金具
１３０ 潤滑剤供給ライン
１３２ 接続金具
１３４ 潤滑剤入口
１３６ 弁体潤滑剤穴
１３７ 潤滑剤出口
１３８ 弁
１３９ 調節ノブ
１４０ 導管
１４２ 内部潤滑剤管
１４４ 接続金具
１５０ ノズル
１５２ 開口部
１５４ 冷却潤滑剤スプレー液
１５６ ノズル・ガス穴
１５７ ノズル潤滑剤穴
１５８ ノズル入口
１５９ 接合部
２５６ ノズル・ガス穴
２５７ ノズル潤滑剤穴
２５９ 接合部

Claims (36)

1. 冷却潤滑剤を分配するための装置であって、
   冷却圧縮ガスと潤滑剤との混合物を分配するためのノズルと、
   潤滑剤の供給源と流体連通する内部潤滑剤管であって、サイフォン作用を介して潤滑剤を前記ノズルへ運ぶ内部潤滑剤管と、
   前記内部潤滑剤管を囲んで冷却圧縮ガスの供給源と流体連通する導管であって、冷却圧縮ガスを前記ノズルへ運ぶ導管とを備え、
   前記ノズルが、
   前記導管から冷却圧縮ガスを受け入れるためのノズル・ガス穴と、
   前記内部潤滑剤管から潤滑剤を受け入れるためのノズル潤滑剤穴と、
   冷却圧縮ガスと潤滑剤との前記混合物を製造するために前記ノズル潤滑剤穴が前記ノズル・ガス穴と接合する接合部と、
   冷却圧縮ガスと潤滑剤との前記混合物が分配される開口部とを含む、
   冷却潤滑剤を分配するための装置。
2. 前記ノズル・ガス穴および前記ノズル潤滑剤穴が実質的に平行であり、前記ノズル潤滑剤穴と前記ノズル・ガス穴との間の重複によって前記接合部が形成される、請求項１に記載の装置。
3. 前記接合部が鋭角または直角に形成される、請求項１に記載の装置。
4. 前記導管の直径が前記ノズル・ガス穴の直径よりも大きい、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記導管の直径が前記ノズル・ガス穴の直径よりも２から４．５倍大きい、請求項４に記載の装置。
6. 前記ノズル・ガス穴の直径が前記内部潤滑剤管の内径の９０％から１１０％の間である、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記冷却圧縮ガスの供給源が渦管である、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記冷却圧縮ガスが少なくとも空気、窒素、ヘリウム、およびアルゴンのうちの一つである、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記ノズルへの潤滑剤の流れを調整するための、前記潤滑剤の供給源と前記内部潤滑剤管とに流体連通する弁を更に備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記潤滑剤の供給源と前記内部潤滑剤管とに流体連通する弁体潤滑剤穴を有する弁体を更に備え、前記弁が前記弁体潤滑剤穴に配置される、請求項９に記載の装置。
11. 前記弁体が前記冷却圧縮ガスの供給源と前記導管とに流通連通する弁体ガス穴を更に備える、請求項１０に記載の装置。
12. 前記弁体潤滑剤穴の直径が、前記弁体ガス穴の直径の９０％から１１０％の間である、請求項１１に記載の装置。
13. 前記ノズルの前記開口部から分配される時に、冷却圧縮空気と潤滑剤との前記混合物が霧化される、請求項１から１２のいずれか一項に記載の装置。
14. 前記内部潤滑剤管の外径が最大でも前記導管の内径の半分である、請求項１から１３のいずれか一項に記載の装置。
15. 冷却潤滑剤を分配するためのノズルであって、
    冷却圧縮ガスの供給源から冷却圧縮ガスを受け入れるためのノズル・ガス穴と、
    冷却潤滑剤の供給源から冷却潤滑剤を受け入れるためのノズル潤滑剤穴と、
    冷却圧縮ガスと冷却潤滑剤との混合物を製造するために前記ノズル潤滑剤穴が前記ノズル・ガス穴と接合する接合部と、
    冷却圧縮ガスと冷却潤滑剤との前記混合物が分配される開口部とを備える、冷却潤滑剤を分配するためのノズル。
16. 前記ノズル・ガス穴および前記ノズル潤滑剤穴が実質的に平行であり、前記ノズル潤滑剤穴と前記ノズル・ガス穴との間の重複によって前記接合部が形成される、請求項１５に記載のノズル。
17. 前記接合部が鋭角または直角に形成される、請求項１５に記載のノズル。
18. 前記ノズル・ガス穴の直径が内部潤滑剤管の内径の９０％から１１０％の間である、請求項１５から１７のいずれか一項に記載のノズル。
19. 前記冷却潤滑剤の供給源が、前記冷却圧縮ガスの供給源と流体連通する導管によって囲まれた内部潤滑剤管である、請求項１５から１８のいずれか一項に記載のノズル。
20. 前記導管の直径が前記ノズル・ガス穴の直径よりも大きい、請求項１９に記載のノズル。
21. 前記導管の直径が前記ノズル・ガス穴の直径よりも２から４．５倍大きい、請求項２０に記載のノズル。
22. 前記内部潤滑剤管の外径が最大でも前記導管の内径の半分である、請求項１９から２１のいずれか一項に記載のノズル。
23. 前記冷却圧縮ガスの供給源が渦管である、請求項１５から２２のいずれか一項に記載のノズル。
24. 前記冷却圧縮ガスが少なくとも空気、窒素、ヘリウム、およびアルゴンのうちの一つである、請求項１５から２３のいずれか一項に記載のノズル。
25. 前記開口部から分配される時に、冷却圧縮空気と潤滑剤との前記混合物が霧化される、請求項１５から２４のいずれか一項に記載のノズル。
26. ノズルを通って冷却潤滑剤を分配するための方法であって、
    内部潤滑剤管を通じて潤滑剤を前記ノズルに供給するステップと、
    前記内部潤滑剤管を囲む導管を通じて冷却圧縮ガスを前記ノズルに供給するステップと、
    前記導管からの前記冷却圧縮ガスを前記ノズル内のノズル・ガス穴に送入するステップと、
    前記内部潤滑剤管からの潤滑剤を前記ノズル内のノズル潤滑剤穴に送入するステップと、
    前記冷却圧縮ガスによって前記潤滑剤が接合部へ吸い上げられるように、前記ノズル潤滑剤穴と前記ノズル・ガス穴との間の接合部において、前記冷却圧縮ガスおよび潤滑剤を混ぜ合わせるステップと、
    冷却圧縮ガスと潤滑剤との混合物を前記ノズル内の開口部から分配するステップと
    を備える、ノズルを通って冷却潤滑剤を分配するための方法。
27. 前記ノズル・ガス穴および前記ノズル潤滑剤穴が実質的に平行であり、前記ノズル潤滑剤穴と前記ノズル・ガス穴との間の重複によって前記接合部が形成される、請求項２６に記載の方法。
28. 前記接合部が鋭角または直角に形成される、請求項２６に記載の方法。
29. 前記ノズル・ガス穴の直径が前記内部潤滑剤管の内径の９０％から１１０％の間である、請求項２６から２８のいずれか一項に記載の方法。
30. 前記導管の直径が前記ノズル・ガス穴の直径よりも大きい、請求項２６から２９のいずれか一項に記載の方法。
31. 前記導管の直径が前記ノズル・ガス穴の直径よりも２から４．５倍大きい、請求項３０に記載の方法。
32. 前記内部潤滑剤管の外径が最大でも前記導管の内径の半分である、請求項２６から３１のいずれか一項に記載の方法。
33. 前記冷却圧縮ガスの供給源が渦管である、請求項２６から３２のいずれか一項に記載の方法。
34. 前記冷却圧縮ガスが少なくとも空気、窒素、ヘリウム、およびアルゴンのうちの一つである、請求項２６から３３のいずれか一項に記載の方法。
35. 前記ノズルに供給されるまたは前記ノズル潤滑剤穴に送入される潤滑剤の体積が可変である、請求項２６から３４のいずれか一項に記載の方法。
36. 前記ノズルから分配される時に、冷却圧縮空気と潤滑剤との前記混合物が霧化される、請求項２６から３５のいずれか一項に記載の方法。

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