JP5725641B2 - 送風機又は圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、軸受潤滑油を冷却する冷却装置が設けらた送風機又は圧縮機に関するものである。

送風機又は圧縮機の回転軸は、軸受により回転自在に軸支されている。軸受には潤滑油が供給されて軸受の潤滑および冷却がなされる。送風機又は圧縮機の運転中は、高速回転する回転軸と軸受との摩擦熱等により潤滑油が高温となるために、オイルクーラ等の冷却装置により潤滑油の冷却がなされている。従来の構造の一例を図８を参照して簡単に説明する。図８は、従来の送風機又は圧縮機の全体構成図である。

図８において、電動機１０の出力軸１２とブロワ１４の回転軸１６が連結され、この回転軸１６が軸受１８、２０で回転自在に軸支される。ブロワ１４の吸込口２２に吸込配管２４の一端が連接され、この吸込配管２４の他端である上流側開口端２６が大気に開口される。そして、吸込配管２４の途中に流量を測定するための超音波流量計２８が配設される。ここで、超音波流量計２８で流量を正確に測定するためには、吸込配管２４の内径をＤとすると、吸込配管２４の上流側端２６から超音波流量計２８までの直管長さＬは好ましくは１５Ｄほど必要とされる。そして、潤滑油タンク３０から潤滑油ポンプ３２により潤滑油供給管３４を経て潤滑油が冷却装置３６に供給され、冷却された潤滑油が別の潤滑油供給管３８を経て軸受１８、２０に供給される。軸受１８、２０を潤滑した潤滑油は、潤滑油戻り管４０を経て潤滑油タンク３０に戻される。冷却装置３６には、潤滑油が冷却管を通過する際に冷却ファン４２による送風により冷却される。

上記した従来の構造のブロワ１４にあっては、軸受の潤滑油を冷却するために、冷却ファン４２を備えた冷却装置３６を付属設備として別途に設ける必要がある。そこで、設備機器の点数が増えるとともに、それらの設備機器を管理する労力も増える。また、冷却ファン４２が故障すると主機のブロワ１４の運転に支障をきたすという問題がある。さらに、冷却ファン４２を運転するための動力が必要である。

そこで、上記従来構造の冷却ファン４２を必要としない技術が、実願昭５５−０８１６６９号（実開昭５７−００５９９１号）のマイクロフイルム（特許文献１）に示されている。この技術は、送風機の吸込ケーシングに連結されたダクトの上流側開口端に、油冷却器を配設し、送風機の運転によりダクト内に吸い込まれる気体流が油冷却器の熱交換部を通過することで潤滑油を冷却するものである。
実願昭５５−０８１６６９号（実開昭５７−００５９９１号）のマイクロフイルム

上記の特許文献１に記載された技術は、冷却ファン４２を必要としない点で優れたものである。しかしながら、ブロワ１４を運転した際に吸込配管２４内を流れる吸込流量を正確に測定するためには、乱流の影響が無いように、超音波流量計２８にあっては、上流側の吸込配管２４の直管長さＬとして吸込配管２４の内径Ｄの１５倍程度の長さが必要であり、吸込配管２４を含む設備全体の設置面積が大きいという別の問題がある。オリフィス流量計を用いた場合であっても、上流側の吸込配管２４の直管長さとして吸込配管２４の内径Ｄの１０倍程度の長さが必要である。

本発明は、上述のごとき従来構造の送風機又は圧縮機の問題点に鑑みてなされたもので、冷却装置に冷却ファンが不必要であるとともに、上流側の吸込配管の直管長さを短縮できるようにすることで、吸込配管を含む設備全体の設置面積を縮小できる送風機又は圧縮機を提供することを目的とする。

本発明は上述のごとき問題点を解決するためになされたもので、本発明の送風機又は圧縮機は、潤滑油によって潤滑される軸受により回転軸が回転自在に軸支される送風機又は圧縮機において、前記送風機又は圧縮機の吸込口に一端が連結された吸込配管の他端側を拡大壁面によって断面積を拡大し、この拡大された上流側開口端に前記潤滑油が流れる冷却管とこれに連設された冷却フィンとからなる冷却装置を配設し、前記冷却管および前記冷却フィンを気体流の流れ方向に適宜な直線長を有するとともに前記気体流に直交する面を上下左右方向に仕切るように形成し、前記拡大壁面によって断面積が拡大される部分で前記冷却装置の下流側に、気体流の流れ方向に適宜な直線長を備えた整流板を前記気体流の流れに直交する面を仕切るように複数配列し、前記吸込配管の途中に流量計を配設し、前記送風機又は圧縮機の運転により前記吸込配管内に吸い込まれる前記気体流が前記冷却装置を通過することで前記冷却管内を流れる前記潤滑油を冷却するとともに前記冷却管および前記冷却フィンにより通過する前記気体流を整流し、さらに前記整流板により前記冷却装置を通過した前記気体流を整流するように構成されている。

そして、前記冷却装置の前記冷却管を、断面形状が扁平で前端部と後端部が外側に凸の形状に形成し、前記冷却管による前記気体流の流れ方向に対する損失抵抗を小さなものとするように構成することもできる。

請求項１記載の送風機又は圧縮機にあっては、潤滑油が流れる冷却管とこれに連設された冷却フィンとからなる冷却装置を吸込配管の上流側開口端に配設しているので、主機の運転により大気から吸い込まれた気体流が冷却装置を通過する際に冷却管内を流れる潤滑油が冷却される。もって、軸受の潤滑油を冷却するための冷却ファンを冷却装置の付属設備として設ける必要がない。そこで、設備の維持管理が容易であるとともに、従来のごとく、冷却ファンの故障により主機の運転に支障を生ずるようなこともない。また、冷却ファンの動力も必要がない。さらに、吸込配管の他端側を拡大壁面によって断面積を拡大し、その上流側開口端に冷却装置を配設したので、冷却装置の面積を大きくすることができる。そして、冷却管および冷却フィンを、気体流の流れ方向に適宜な直線長を有するとともに気体流に直交する面を上下左右方向に仕切るように形成したので、気体流が効率的に冷却されるとともに整流される。さらに、拡大壁面によって断面積が拡大される部分で冷却装置の下流側に、気体流の流れ方向に適宜な直線長を備えた整流板を気体流の流れに直交する面を仕切るように複数配列して整流機能を奏するようにしたので、冷却装置を通過した気体流が整流板により整流される。もって、気体流は冷却管および冷却フィンにより整流され、さらに整流板により整流され、途中に流量計が配設された吸込配管の直管長さを短いものとすることができ、その分、設備全体の設置面積を小さくすることができる。

請求項２記載の送風機又は圧縮機にあっては、冷却装置の冷却管を、断面形状が扁平で前端部と後端部が外側に凸の形状に形成し、冷却管による気体流の流れ方向に対する損出抵抗を小さなものとしているので、冷却装置による圧力損失が小さく、しかも冷却管が気体流に晒される面積を大きくできて効率良く潤滑油の冷却ができる。

以下、本発明の実施例を図１ないし図６を参照して説明する。図１は、本発明の送風機又は圧縮機の実施例の全体構成図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面矢視図である。図３は、図１の冷却装置の正面図である。図４は、図２のＢ−Ｂ断面矢視図である。図５は、整流板を横方向に配設した場合の図４のＣ−Ｃ断面矢視図である。図６は、本発明の実施例の変形例であり、整流板を格子状に配設した場合の図４のＣ−Ｃ断面矢視図である。なお、本発明において、送風機はファンやブロワ等であり、圧縮機はエアコンプレッサー等であって、気体を圧縮して吐出圧１００ｋＰａ以上かつ圧縮比２以上とする機器である。

図１において、電動機１０の出力軸１２とブロワ１４の回転軸１６が連結され、この回転軸１６が軸受１８、２０で回転自在に軸支される。ブロワ１４の吸込口２２に吸込配管２４の一端が連接され、この吸込配管２４の他端側が拡大壁面２４ａ、２４ａ…により端部側ほど断面積が拡大されて、その上流側開口端２６が大気に開口される。そして、この吸込配管２４の上流側開口端２６に冷却装置４６が配設される。また、吸込配管２４の他端側で拡大壁面２４ａ、２４ａ…により拡大された部分で上流側開口端２６に設けられる冷却装置４６の下流側に、気体流の流れ方向に所定の直線長を備えた整流板４８、４８…が横方向に複数配列される。これらの複数の整流板４８、４８…は、正面から見て平行であるが吸込配管２４が端部側ほど断面積が拡大されるのに応じて下流側の間隔が狭められている。なお、吸込配管２４の途中に流量を測定するための超音波流量計２８が配設される。さらに、潤滑油タンク３０から潤滑油ポンプ３２により潤滑油供給管３４を経て潤滑油が冷却装置４６に供給され、冷却された潤滑油が別の潤滑油供給管３８を経て軸受１８、２０に供給される。軸受１８、２０を潤滑した潤滑油は、潤滑油戻り管４０を経て潤滑油タンク３０に戻される。

冷却装置４６は、図２ないし図４に示すように、吸込配管２４の上流側開口端２６を正面側から見て、左側端部の流入管４６ａと右側端部の流出管４６ｂとの間に複数の冷却管４６ｃ、４６ｃ…が横方向に平行に配設され、さらにこれらの複数の冷却管４６ｃ、４６ｃ…に連設させて複数の冷却フィン４６ｄ、４６ｄ…が縦方向に平行に配設される。そして、横方向の複数の冷却管４６ｃ、４６ｃ…と縦方向の複数の冷却フィン４６ｄ、４６ｄ…で、吸込配管２４の上流側開口端２６を正面側から見て格子状に形成される。さらに、冷却管４６ｃ、４６ｃ…を吸込配管２４に流入する気体流の流れ方向に断面形状が扁平で前端部と後端部が外側に凸の形状に形成し、冷却管４６ｃ、４６ｃ…および冷却フィン４６ｄ、４６ｄ…を、気体流の流れ方向に適宜な所定の直線長を備えるように構成する。流入管４６ａに潤滑油供給管３４を経て潤滑油が流入し、冷却管４６ｃ、４６ｃ…を通過して流出管４６ｂに流れ込み、さらに別の潤滑油供給管３８から潤滑油が流出する。

冷却装置４６の冷却管４６ｃ、４６ｃ…の断面形状を扁平とすることで、冷却管４６ｃ、４６ｃ…による気体流の流れ方向に対する損失抵抗を小さなものとすることができる。そして、冷却管４６ｃ、４６ｃ…および冷却フィン４６ｄ、４６ｄ…が、気体流の流れ方向に適宜な所定の直線長を備えることで、吸込配管２４に流入する気体流に晒される面積を大きなものとすることができ、冷却管４６ｃ、４６ｃ…を通過する間に潤滑油が効率的に冷却される。さらに、格子状に配設された冷却管４６ｃ、４６ｃ…および冷却フィン４６ｄ、４６ｄ…により、吸込配管２４に流入する気体流が、流れに直交する面を上下左右方向に仕切られることとなり整流機能を奏する。この冷却装置４６の整流機能により、流量を正確に測定するために必要とされる超音波流量計２８の上流側の吸込配管２４の直管長さＬ１を短なものとすることができ、吸込配管２４を含む設備全体の設置面積を縮小することができる。なお、冷却管４６ｃ、４６ｃ…および冷却フィン４６ｄ、４６ｄ…は、熱伝導性の高い素材で形成されることは勿論であり、冷却フィン４６ｄ、４６ｄ…は薄い板状である。そして、冷却管４６ｃ、４６ｃ…において、潤滑油が通過できて冷却管として作用する部分と潤滑油が通過し難くて冷却フィンとして作用する部分とが形成されるようなものであっても良い。

吸込配管２４の他端側で拡大壁面２４ａ，２４ａ…により拡大された部分に配列された複数の整流板４８、４８…は、図６に示す実施例の変形例のごとく、格子状に配設しても良い。

整流板４８、４８…を配列することで、吸込配管２４に流入する気体流が、冷却装置４６の下流側で流れに直交する面を上下または上下左右方向に仕切られることとなり、気流体がさらに整流されるので、それだけ吸込配管２４の直管長さを短いものとすることができる。

なお、本発明の実施例において、冷却装置４６は、吸込配管２４の上流側開口端２６を正面側から見て、左側端部の流入管４６ａと右側端部の流出管４６ｂとの間に複数の冷却管４６ｃ、４６ｃ…が横方向に平行に配設されているが、これに限られず、左側端部に流出管４６ｂと右側端部に流入管４６ａが設けられても良く、また流入管４６ａと流出管４６ｂが上下の端部側に設けられていても良い。そして、冷却装置４６の冷却管４６ｃは複数本が並列に配設されたものに限られず、ジグザグ状や渦巻き状に設けられていても良いことは当然に理解されるであろう。さらに、冷却フィン４６ｄ、４６ｄ…は、吸込配管２４の上流側開口端２６を正面側から見て、縦に配設されたものに限られず、図７（ａ）に示すように斜めであっても良く、また図７（ｂ）に示すように六角形が連接するような形状であっても良く、さらには図７（ｃ）に示すように多数の円形が連接するような形状であっても良い。冷却管４６ｃ、４６ｃ…および冷却フィン４６ｄ、４６ｄ…の組み合わせで構成される形状は、気体流が流れに直交する方向に移動するのが規制されればいかなる形状であっても良い。かかる形状において、冷却管４６ｃ、４６ｃ…および冷却フィン４６ｄ、４６ｄ…がいかに規制に関与していても良い。そして、整流板４８、４８…も、上記実施例に限られず、吸込配管２４に流入する気体流が、流れに直交する面が上下又は上下左右方向に仕切られて整流機能を奏する形状であればいかなる形状であっても良い。

本発明の送風機又は圧縮機の実施例の全体構成図である。 図１のＡ−Ａ断面矢視図である。 図１の冷却装置の正面図である。 図２のＢ−Ｂ断面矢視図である。 整流板を横方向に配設した場合の図４のＣ−Ｃ断面矢視図である。 本発明の実施例の変形例であり、整流板を格子状に配設した場合の図４のＣ−Ｃ断面矢視図である。 冷却フィンの吸込配管の上流側開口端を正面側から見た他の例の形状を示し、（ａ）は斜めであり、（ｂ）は六角形が連接するような形状であり、（ｃ）は多数の円形が連接するような形状である。 従来の送風機又は圧縮機の全体構成図である。

１０ 電動機
１２ 出力軸
１４ ブロワ
１６ 回転軸
１８、２０ 軸受
２２ 吸込口
２４ 吸込配管
２４ａ 拡大壁面
２６ 上流側開口端
２８ 超音波流量計
３０ 潤滑油タンク
３２ 潤滑油ポンプ
３４、３８ 潤滑油供給管
４０ 潤滑油戻り管
４６ 冷却装置
４６ａ 流入管
４６ｂ 流出管
４６ｃ 冷却管
４６ｄ 冷却フィン
４８ 整流板

Claims (2)

1. 潤滑油によって潤滑される軸受により回転軸が回転自在に軸支される送風機又は圧縮機において、前記送風機又は圧縮機の吸込口に一端が連結された吸込配管の他端側を拡大壁面によって断面積を拡大し、この拡大された上流側開口端に前記潤滑油が流れる冷却管とこれに連設された冷却フィンとからなる冷却装置を配設し、前記冷却管および前記冷却フィンを気体流の流れ方向に適宜な直線長を有するとともに前記気体流に直交する面を上下左右方向に仕切るように形成し、前記拡大壁面によって断面積が拡大される部分で前記冷却装置の下流側に、気体流の流れ方向に適宜な直線長を備えた整流板を前記気体流の流れに直交する面を仕切るように複数配列し、前記吸込配管の途中に流量計を配設し、前記送風機又は圧縮機の運転により前記吸込配管内に吸い込まれる前記気体流が前記冷却装置を通過することで前記冷却管内を流れる前記潤滑油を冷却するとともに前記冷却管および前記冷却フィンにより通過する前記気体流を整流し、さらに前記整流板により前記冷却装置を通過した前記気体流を整流するように構成したことを特徴とする送風機又は圧縮機。
2. 請求項１記載の送風機又は圧縮機において、前記冷却装置の前記冷却管を、断面形状が扁平で前端部と後端部が外側に凸の形状に形成し、前記冷却管による前記気体流の流れ方向に対する損失抵抗を小さなものとするように構成したことを特徴とする送風機又は圧縮機。