JP5237433B2 - オイルコンソール設備 - Google Patents

Description

本発明は、オイルコンソール設備に関する。

従来、圧縮機設備におけるオイルコンソール設備では、圧縮機およびその駆動設備（モータ・ギヤまたは蒸気タービン）の回転体の軸受に供給し、潤滑した後の潤滑油を回収して当該軸受に再供給している。すなわち、オイルコンソール設備では、潤滑油が設備内を循環して利用されている。

具体的には、オイルコンソール設備は、回転体の軸受に供給する潤滑油を貯留する潤滑油槽と、潤滑油槽内の潤滑油をポンプで圧送して回転体の軸受に供給する供給管と、軸受で潤滑した後の潤滑油を前記潤滑油槽へ回収するドレイン管と、前記潤滑油槽の天井部に連通して設けられた大気放出管とを具備している。前記大気放出管に介在してブースタファンなどの吸引装置が設けられており、前記潤滑油槽内のガスを強制的に排気している。

このような構成からなるオイルコンソール設備において、潤滑油は、回転体の軸受における摩擦などによりドレイン管内でその温度が６０〜８０℃程度となっており、その一部がオイル煙霧（潤滑油ベーパ）となっている。また軸受他の潤滑部においては、高速に回転している軸体（高速回転軸体）へ潤滑油が吹き付けられたり、巻き込まれたりして、潤滑油の多くがミスト化している。よって、潤滑油槽内のガスをそのまま排気すると、前記ガスに含有される、上述したミスト状潤滑油や潤滑油ベーパも大気放出管を通って大気に放出される。その結果、上記オイルコンソール設備においては、潤滑油を大量に消費して、運転コストの増大を招いてしまう。さらに、設備から大気に放出されたミスト状潤滑油や潤滑油ベーパは設備の周囲に拡散してしまう。また、近年においては、ギヤの高速化および設備の大型化に伴い、ミスト状潤滑油や潤滑油ベーパが大量に発生してしまう傾向にある。

上述した、ミスト状潤滑油や潤滑油ベーパの大気への排出量を抑制するため、各回転軸受に大気放出管（ベント管）やトラップなどの潤滑油回収機構を設置し、これら大気放出管およびトラップに上記ミスト状潤滑油を積極的に接触させたり（例えば、特許文献１参照）、大気放出管にて潤滑油ベーパを液化させたりして回収している。また大気放出管を水で冷却する水冷機構を設置して、この水冷機構で潤滑油ベーパを液化させるようにしている。

特開２００３−２５１１１６号公報

しかしながら、上述したオイルコンソール設備においては、大気放出管を設置することで、大気放出ガスに含まれるミスト状潤滑油および潤滑油ベーパを上述したように回収することができるものの、大気放出管を用いた潤滑油ベーパの回収は、当該大気放出管内を流通するときの自然冷却による潤滑油ベーパの液化であるために当該前記大気放出管自体を長尺にしなければならず、潤滑油回収機構自体が大型になってしまう。

上記オイルコンソール設備において、大気放出管内にトラップを設置することで、大気放出ガスに含まれるミスト状潤滑油を上述したように回収することができるものの、前記トラップの設置により潤滑油回収機構自体が複雑になってしまう。

上記オイルコンソール設備において、水冷機構を設置することで、大気放出ガスに含まれる潤滑油ベーパを上述したように回収することができるものの、水冷機構自体が複雑であった。すなわち、大気放出管の周囲まで水を送給する水送給管、前記水送給管により送給された水を利用して大気放出管を冷却する冷却機構、冷却した後の水を排水する排水管などの機器の設置やこれら機器と大気放出管との取り回しなど、水冷機構自体が複雑であった。

そこで、本発明は、前述した問題に鑑み提案されたもので、簡易、且つ小型であり、オイルの大気放出を抑制したオイルコンソール設備を提供することを目的とする。

上述した課題を解決する第１の発明に係るオイルコンソール設備は、回転体の軸受へ供給する潤滑油を溜める潤滑油槽と、前記潤滑油槽内の潤滑油を前記回転体の軸受へ供給する潤滑油供給手段と、前記回転体の軸受にて潤滑した後の潤滑油を前記潤滑油槽へ回収する回収手段と、前記潤滑油槽内のガスを排気するように当該潤滑油槽に連結して設けられた大気放出管と、前記大気放出管内に潤滑油を液滴で噴射する潤滑油噴射手段とを具備し、前記潤滑油供給手段が、前記潤滑油槽と前記回転体の軸受とを連絡して設けられる供給管と、前記供給管内の潤滑油に前記回転体の軸受へ向かう流れ成分を付与する潤滑油流成分付与手段と、前記供給管において前記潤滑油流成分付与手段よりも潤滑油流通方向下流側に設けられ、前記潤滑油内の不純物を除去するフィルタとを有し、前記潤滑油噴射手段が、一方の端部が前記供給管において前記フィルタよりも潤滑油流通方向下流側に連通すると共に、他方の端部側が前記大気放出管に貫通して設けられ、当該大気放出管内に位置して、潤滑油噴射穴が形成された送給管であることを特徴とする。

上述した課題を解決する第２の発明に係るオイルコンソール設備は、第１の発明に係るオイルコンソール設備であって、前記供給管における前記送給管の連通箇所よりも潤滑油流通方向上流側に配置され、前記潤滑油を冷却する冷却手段を具備することを特徴とする。

第１の発明に係るオイルコンソール設備によれば、回転体の軸受へ供給する潤滑油を溜める潤滑油槽と、潤滑油槽内の潤滑油を回転体の軸受に供給する潤滑油供給手段と、潤滑油槽内のガスを排気するように潤滑油槽に連結して設けられた大気放出管と、大気放出管内に潤滑油を液滴で噴射する潤滑油噴射手段とを具備することにより、大気放出管内へ噴射された液滴の潤滑油によりガスに含まれる潤滑油ベーパが直接冷却されて液滴化が促進される一方、前記液滴の潤滑油と前記ガスに含まれるミスト状潤滑油とが衝突して当該ミスト状潤滑油を当該液滴の潤滑油内に取り込まれる。よって、潤滑油の大気放出を抑制することができる。これら機器構成自体も簡易、且つ小型である。潤滑油供給手段が、潤滑油槽と回転体の軸受とを連絡して設けられる供給管と、供給管内の潤滑油に回転体の軸受へ向かう流れ成分を付与する潤滑油流成分付与手段とを有し、潤滑油噴射手段が、一方の端部が前記供給管に連通すると共に、他方の端部側が大気放出管に貫通して設けられ、当該大気放出管内に位置して、潤滑油噴射穴が形成された送給管であることにより、回転体の軸受に供給する潤滑油を利用することができる上に、回転体の軸受へ向かう流れ成分が付与された潤滑油を利用するできるため、機器構成自体が簡易、且つ小型である。

第２の発明に係るオイルコンソール設備によれば、供給管における送給管の連結箇所よりも潤滑油流通方向上流側に配置され、潤滑油を冷却する冷却手段を具備することにより、大気放出管内に噴射される液滴の潤滑油が冷却された液体であり、冷却された液滴の潤滑油によりガスに含まれる潤滑油ベーパが直接冷却されて液滴化がより一層促進される上に、前記冷却された液滴の潤滑油がガスに含まれるミスト状潤滑油と衝突して当該ミスト状潤滑油を当該冷却された液滴の潤滑油内に取り込まれる。よって、潤滑油の大気放出をさらに抑制することができる。

本発明の参考例に係るオイルコンソール設備の概略図である。 本発明の実施例に係るオイルコンソール設備の概略図である。

以下に、本発明に係るオイルコンソール設備を実施するための形態を参考例および実施例に基づき具体的に説明する。

［参考例］
以下に、本発明の参考例に係るオイルコンソール設備につき、図面を用いて具体的に説明する。
図１は、本発明の参考例に係るオイルコンソール設備の概略図である。

本発明の参考例に係るオイルコンソール設備５０は、図１に示すように、電動モータや蒸気タービンなどの駆動機１や駆動機１により軸体３を介して駆動される圧縮装置２などが具備する当該軸体３などの回転体を回転可能に支持する軸受（回転体の軸受）４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに潤滑油Ｌを供給する一方、当該軸受４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを潤滑した後の潤滑油Ｌを回収し、回収した潤滑油Ｌを前記軸受４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに供給しており、潤滑油Ｌを循環して利用する設備である。

オイルコンソール設備５０は、潤滑油Ｌを一時的に貯留する（溜める）潤滑油槽１１と、潤滑油槽１１と軸受４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとを連絡して設けられる供給管１２と、供給管１２に介在して設けられ、供給管１２内の潤滑油Ｌを潤滑油槽１１から軸受４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄへ向かう流れ成分を付与する動力源である潤滑油送給ポンプ（潤滑油流成分付与手段）１４とを具備する。すなわち、潤滑油送給ポンプ１４および上述した供給管１２が潤滑油送給手段をなす。さらに、軸受４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと潤滑油槽１１とを連絡して設けられ、軸受４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄにて潤滑した後の潤滑油Ｌを潤滑油槽１１へ回収する回収手段であるドレイン管１３を具備する。

上述した供給管１２には、潤滑油Ｌを冷却する冷却器１５、および、冷却された潤滑油内の不純物を分離して除去するフィルタ１６が設けられる。ただし、冷却器１５は、潤滑油ポンプ１４の潤滑油Ｌ流通方向下流側に配置される。フィルタ１６は、冷却器１５の潤滑油Ｌ流通方向下流側に配置され、並列に配置された２つのフィルタ１６ａ，１６ｂからなる。

上述した軸受４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの上部、および潤滑油槽１１の天井部１１ａには大気放出管１７ａ,１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅが単独又はそれぞれ連結して設けられる。大気放出管１７ａは、上方にて屈曲して水平方向へ延在し、潤滑油槽１１に連結された、垂直方向に延在する大気放出管１７ｅに連結される。大気放出管１７ｂ，１７ｃ，１７ｄの上方側の端部は、大気放出管１７ａに連結される。すなわち、これら大気放出管１７ａ,１７ｂ，１７ｃ，１７ｄは大気放出管１７ｅに結合される。また大気放出管１７ｅにおける潤滑油槽１１近傍に位置して、当該潤滑油槽１１内のガスを強制的に大気へ排気するベーパファンなどの吸引装置（ガス送給手段）１８が介装される。この場合（吸引装置１８が介装される場合）、大気放出管１７ａ〜ｄは設けられない。

ここで、上述した大気放出管１７ｅの直径は、以下のように設定される。
最初に、大気放出管１７ｅで回収する対象となる、ミスト状潤滑油の直径Ｌ１を設定する。
続いて、大気放出管１７ｅの抵抗係数、潤滑油Ｌの密度、空気の密度、および温度などに基づき、前記ミスト状潤滑油の直径Ｌ１に対して、大気放出管１７ｅ内を流通するガスの最適な流速を設定する。抵抗係数は、設備ノウハウより決定される。例えば、ＶＧ３２タイプ潤滑油では、Ｌ１＝１０μｍとすると流速は、０．１６ｍ／ｓ以下となる。この最適な流速となるように大気放出管１７ｅの直径Ｄが設定される。
すなわち、大気放出管１７ｅは、潤滑油槽１１内部のガスに含まれるミスト状潤滑油を回収できる最適な直径Ｄを持つように設定される。

このように内部を流通するガスが最適な流速となるように最適な直径Ｄに設定された大気放出管１７ｅとすることで、潤滑油槽１１内部のガスに含まれる、潤滑油ベーパが、大気放出管１７ｅ内を流通して当該大気放出管１７ｅにおける大気放出側の開口部までの間にて、滞留中に冷却されて液滴の潤滑油となり、その自重により潤滑油槽１１内に落下して回収される。さらに、前記ガスに含まれる、直径Ｌ１以上の大きさのミスト状潤滑油が、大気放出管１７ｅ内を流通して当該大気放出管１７ｅにおける大気放出側の開口部までの間にて、互いに衝突したり大気放出管１７ｅの壁面又は放出管内の邪魔板に衝突したりして液滴の潤滑油となり、その自重により潤滑油槽１１内に落下して回収される。よって、潤滑油Ｌの大気放出が抑制される。

したがって、本発明の参考例に係るオイルコンソール設備５０によれば、潤滑油Ｌを溜める潤滑油槽１１と、潤滑油槽１１内の潤滑油Ｌを軸受４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄへ供給する供給管１２および潤滑油送給ポンプ１４と、軸受４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄにて潤滑した後の潤滑油Ｌを回収するドレイン管１３と、潤滑油槽１１に連結して設けられ、潤滑油槽１１内部のガスに含まれるミスト状潤滑油を回収できる最適な直径Ｄに設定された大気放出管１７ｅとを具備することで、上述したように、潤滑油ベーパが冷却されて液滴化すると共に、所定の大きさ（直径Ｌ１）以上のミスト状潤滑油が液滴化し、その自重により潤滑油槽１１内に落下して回収されるため、潤滑油Ｌの大気放出が抑制される。このような潤滑油回収機構は、所定の大きさ（直径Ｌ１以上）のミスト状潤滑油を回収できるように内部を流通するガスの流速を設定し、このガスの流速に応じて、潤滑油槽１１の天井部１１ａに連結される大気放出管１７ｅの直径Ｄを設定したものであり、その構造自体が簡易、且つ小型である。

大気放出管１７ｅに吸引装置１８を設置することで、この吸引装置１８を制御して、当該大気放出管１７ｅ内を流通するガスの流速を精度良く設定することができ、大気放出管１７ｅ内を流通して当該大気放出管１７ｅにおける大気放出側の開口部までの間にて、滞留中の冷却による潤滑油ベーパの液滴化や、ミスト状潤滑油同士の衝突および当該大気放出管１７ｅの壁面又は放出管内の邪魔板との衝突によるミスト状潤滑油の液滴化をより確実に生じさせることができ、潤滑油Ｌの大気放出をより確実に抑制することができる。

以下に、本発明の実施例に係るオイルコンソール設備につき、図面を用いて具体的に説明する。なお、本実施例に係るオイルコンソール設備は、上述した本発明の参考例に係るオイルコンソール設備に潤滑油噴射装置をさらに具備したものであり、それ以外は同一の機器構成である。よって、本実施例において、上記参考例に係るオイルコンソール設備と同一機器には、同一符号を付記しその説明を省略する。
図２は、本発明の実施例に係るオイルコンソール設備の概略図であり、図２（ａ）にその全体を示し、図２（ｂ）に図２（ａ）における一点鎖線の囲み線の拡大を示す。

本発明の実施例に係るオイルコンソール設備１００では、図２に示すように、供給管１２に連結して、潤滑油槽１１に連結された大気放出管１７ｅに液滴の潤滑油を噴射する潤滑油噴射装置（潤滑油噴射手段）６０が設けられる。なお、図２中の符号７１はドレイン油戻りラインであり、ドレイン油戻りライン７１は大気放出管１７ｅにおける吸引装置１８のガス流通方向下流側と潤滑油槽１１の天井部１１ａとを連絡している。

潤滑油噴射装置６０は、一方の端部が供給管１２に連結すると共に、他方の端部側が大気放出管１７ｅ内に貫通して設けられ、大気放出管１７ｅ内に位置し、水平より下方へ所定の角度にて傾斜して延在する傾斜部６１ａが設けられ、傾斜部６１ａに液滴の潤滑油Ｌを噴射する潤滑油噴射穴６２が複数形成された送給管６１である。潤滑油噴射穴６２は、送給管６１の下方側に設けられる。

供給管１２における送給管６１の連結箇所は、フィルタ１６の潤滑油流通方向下流側に設けられる。このような箇所にて送給管６１の一方の端部を送給管１２に連結することで、大気放出管１７ｅ内に噴射される液滴の潤滑油が冷却された液体であり、冷却された液滴の潤滑油によりガスに含まれる潤滑油ベーパが直接冷却されて液滴化がより一層促進される上に、前記冷却された液滴の潤滑油がガスに含まれるミスト状潤滑油と衝突して当該ミスト状潤滑油を当該冷却された液滴の潤滑油内に取り込まれる。よって、潤滑油の大気放出をさらに抑制することができる。

したがって、本発明の実施例に係るオイルコンソール設備１００によれば、潤滑油Ｌを溜める潤滑油槽１１と、潤滑油槽１１内の潤滑油Ｌを軸受４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄへ供給する供給管１２および潤滑油送給ポンプ１４と、軸受４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄにて潤滑した後の潤滑油Ｌを回収するドレイン管１３と、潤滑油槽１１内のガスを排気するように潤滑油槽１１に連結して設けられた大気放出管１７ｅと、大気放出管１７ｅ内に潤滑油を液滴で噴射する潤滑油噴射装置６０とを具備することにより、大気放出管１７ｅ内へ噴射された液滴の潤滑油によりガスに含まれる潤滑油ベーパが直接冷却されて液滴化が促進される一方、前記液滴の潤滑油と前記ガスに含まれるミスト状潤滑油とが衝突して当該ミスト状潤滑油を当該液滴の潤滑油内に取り込まれる。よって、潤滑油Ｌの大気放出を抑制することができる。これら機器構成自体も簡易、且つ小型である。さらに、軸受４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに供給する潤滑油Ｌを利用することができる上に、回転体の軸受４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄへ向かう流れ成分が付与された潤滑油Ｌを利用するできるため、機器構成自体が簡易、且つ小型である。

なお、上記では、各軸受４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに設けられた大気放出管１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄを潤滑油槽１１に設けられた大気放出管１７ｅに連結し、当該大気放出管１７ｅから潤滑油槽１１内のガスが排出されるオイルコンソール設備１００を用いて説明したが、各軸受４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに設けられた大気放出管１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄを別個独立させた大気放出管としたオイルコンソール設備としても良い。このような設備であっても、上述した本発明の実施例に係るオイルコンソール設備１００と同様な作用効果を奏する。

上記では、潤滑油槽１１の天井部１１ａに連結される大気放出管１７ｅと、大気放出管１７ｅ内に潤滑油Ｌを噴射する潤滑油噴射装置６０とを具備し、大気放出管１７ｅが最適な直径Ｄに設定した配管であるオイルコンソール設備１００を用いて説明したが、潤滑油槽の天井部に連結される大気放出管と、大気放出管内に液滴の潤滑油を噴射する潤滑油噴射装置とを具備し、前記大気放出管が、ガス流速の制御を行わない従来の配管であるオイルコンソール設備としても良い。このようなオイルコンソール設備であっても、上述した本発明の実施例に係るオイルコンソール設備１００と同様な作用効果を奏する。

上記では、供給管１２における送給管６１の連結箇所よりも潤滑油流通方向上流側に冷却装置１５を具備するオイルコンソール設備１００を用いて説明したが、この冷却装置を具備しないオイルコンソール設備であっても良い。このようなオイルコンソール設備であっても、上述した本発明の実施例に係るオイルコンソール設備１００と比べて潤滑油Ｌの回収率が劣るものの、同様な作用効果を奏する。

上記では、軸受４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに利用する潤滑油Ｌの一部を大気放出管１７ｅ内へ噴射する潤滑油噴射装置６０を具備するオイルコンソール設備１００を用いて説明したが、大気放出管１７ｅ内に液滴の潤滑油を噴射可能であり、当該潤滑油の供給源を上記潤滑油槽以外のものとしたオイルコンソール設備としても良い。このようなオイルコンソール設備であっても、上述した本発明の実施例に係るオイルコンソール設備１００と同様な作用効果を奏する。

１ 駆動機
２ 圧縮装置
３ 軸体
４ 軸受
１１ 潤滑油槽
１２ 供給管
１３ ドレイン管
１４ 潤滑油送給ポンプ
１５ 冷却器
１６ フィルタ
１７ 大気放出管
１８ 吸引装置
６０ 潤滑油噴射装置
６１ 送給管
６１ａ 傾斜部
６２ 潤滑油噴射穴
５０，１００ オイルコンソール設備

Claims (2)

1. 回転体の軸受へ供給する潤滑油を溜める潤滑油槽と、
   前記潤滑油槽内の潤滑油を前記回転体の軸受へ供給する潤滑油供給手段と、
   前記回転体の軸受にて潤滑した後の潤滑油を前記潤滑油槽へ回収する回収手段と、
   前記潤滑油槽内のガスを排気するように当該潤滑油槽に連結して設けられた大気放出管と、
   前記大気放出管内に潤滑油を液滴で噴射する潤滑油噴射手段とを具備し、
   前記潤滑油供給手段は、前記潤滑油槽と前記回転体の軸受とを連絡して設けられる供給管と、前記供給管内の潤滑油に前記回転体の軸受へ向かう流れ成分を付与する潤滑油流成分付与手段と、前記供給管において前記潤滑油流成分付与手段よりも潤滑油流通方向下流側に設けられ、前記潤滑油内の不純物を除去するフィルタとを有し、
   前記潤滑油噴射手段は、一方の端部が前記供給管において前記フィルタよりも潤滑油流通方向下流側に連通すると共に、他方の端部側が前記大気放出管に貫通して設けられ、当該大気放出管内に位置して、潤滑油噴射穴が形成された送給管である
   ことを特徴とするオイルコンソール設備。
2. 請求項１に記載のオイルコンソール設備であって、
   前記供給管における前記送給管の連通箇所よりも潤滑油流通方向上流側に配置され、前記潤滑油を冷却する冷却手段を具備する
   ことを特徴とするオイルコンソール設備。

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