JP6617595B2 - 回転機及び気液分離装置 - Google Patents

Description

本発明は、ダイナモやオルタネータ等の発電機、モータ等の電動機を含む回転機に関するものである。

従来、軸受部に油を使用する回転機において、回転軸の回転を円滑なものとするため、軸受に油を循環させている回転機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

当該特許文献１に記載の回転機は、筐体内を循環する冷却用の油の流れを利用して軸受から戻される油の流路に負圧を発生させることにより、軸受への油による潤滑を促すようにしたものである。

特開２０１１−４５２００号公報

こうした特許文献１記載のような回転機では、確かに上述したように軸受への油による潤滑を促すという効果のみならず、軸受から不要に筐体外へ油が漏洩してしまうことも有効に回避できるものとなっている。しかしながら当該特許文献１記載の回転機は筐体内に冷却用の油を潤滑する構成を元々有したものであり、当該構成を有さない回転機に対しては、上記技術は適用し得ない。また油を循環させるための構成に上記発明に係る技術を適用させるための仕様変更のためには、油圧回路自体を根本的に変更するという事態を招来してしまう可能性も考えられる。

本発明は、上述したような点に着目したものであり、具体的には軸受の潤滑を好適に促すという効果を、より簡素な構成且つ汎用性の高い技術によって実現した回転機を提供することを目的とする。

本発明は以上のような問題点を鑑み、次のような手段を講じたものである。

すなわち、本発明の回転機は、筐体内に設けられた軸受に軸支された回転軸と、軸受に供給された潤滑液を筐体内から回収するための潤滑液回収路と、この潤滑液回収路の下流側に設けられ当該下流側からの空気吸引により前記軸受に供給された前記潤滑液を回収するための負圧を発生させる吸引装置と、この吸引装置及び前記潤滑液回収路に介在し前記潤滑液回収路から回収される潤滑液から空気を分離する気液分離装置と、前記気液分離装置により分離された空気を前記吸引装置に吸引させるための空気吸引路とを具備することを特徴とする。

このようなものであれば、負圧の発生により潤滑液の循環が促されるという効果を、簡素な構成であり、且つ液体による冷却手段を有さない回転機であっても適用することができる。換言すれば本発明によれば、具体的には軸受の潤滑を好適に促すという効果を、より簡素な構成且つ汎用性の高い技術によって実現した回転機を提供することができる。

また、所謂空冷式とされる回転機に対し、格別な構成の付与を押さえて部品点数の増加を有効に回避できるようにするためには、吸引装置を、冷却風により筐体を冷却するための空冷装置とすることが望ましい。

そして、確実な潤滑液と気体との分離を実現し、より確実に吸引装置へ誤って潤滑液を到達させてしまうことを有効に回避するためには、気液分離装置を、潤滑液を上方から下方に落下させる液落下部と、この液落下部よりも上側から空気吸引路に接続する空気回収部とを有したものとすることが望ましい。

また、気液分離装置内に過剰に潤滑液を貯めてしまうことを回避しつつ潤滑液の有効な利用に寄与できるようにするためには、気液分離装置を、潤滑液を回収するための液回収部を有したものとすることが好ましい。

そして、潤滑液の有効利用をさらに促しつつ、気液の分離を長期間に亘って安定して行い得るようにするためには、液回収部により回収された潤滑液を液圧装置を構成するタンクへ貯留するための液貯留路を有するものとし、この液貯留路を、液回収部に接続し液回収部に到達した潤滑液を落下させる上端部とタンクに貯留された潤滑液中に浸漬され気体の流入を禁止された下端部とを有した管状体とすることが好ましい。

そして上記効果を有効に奏し得る本発明に係る気液分離装置は、回転機から潤滑液を回収すべく回転機に接続されてなる気液分離装置であって、回転機から回収された潤滑液を上方から下方へ落下させる液落下部と、この液落下部よりも上側から空気を吸引させるべく吸引装置に直接又は間接的に接続する空気回収部とを具備することを特徴とする。

以上、説明した本発明によれば、軸受の潤滑を好適に促すという効果を、より簡素な構成且つ汎用性の高い技術によって実現した回転機及び気液分離装置を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る回転機を示す模式的な正断面図。 同回転機を示す模式的な側断面図。 同実施形態に係る要部の構成説明図。

以下、本発明の一実施の形態について図１、図２及び図３を参照して説明する。

本実施形態に係る回転機１は、図１に示すように、ダイナモやオルタネータ等の発電機、或いはファンを駆動するモータ等の電動機として利用されるものであり、筐体２０内に回転軸２１を回転可能に軸支する軸受２２を有する回転機本体２と、当該回転機本体２に冷却風により筐体２０を冷却するための空冷装置３とを主に有している。また当該回転機１では、これら回転機本体２及び空冷装置３の他に、少なくとも軸受２２に軸受給油口２３から油Ｌを供給する機能を有し、その他、回転機本体２の各部を制御すべく動作させるアクチュエータとしての機能を設けている。しかしながら当該油圧回路に関しては既存の構成を適宜利用し得るものであるため、油圧回路を構成するタンクＴ以外の構成に関する図示並びに記載を省略する。

そして本実施形態に係る回転機１は、軸受２２及びその近傍に対し重点的に潤滑液たる油Ｌを潤滑させるべく、軸受２２近傍に軸受給油口２３及び軸受排油口２４を設けている。

空冷装置３は、特に図２に示すように、回転機本体２を冷却ブロワ３１の回転により冷却すべく回転機本体２の内外に設けられたものであり、冷却風を発生させる冷却ブロワ３１と、この冷却ブロワ３１を駆動するブロワ用モータ３２と、筐体２０内に隈無く冷却風を行き渡らせるための空気循環路３３と、筐体２０外部から冷却風を取り入れるための冷却風吸気穴３４及び冷却風吸気口３５と、冷却ブロワ３１近傍に設けられ筐体２０内から冷却風を外部へ排出するための冷却風排出口３６とを有している。当該構成によって、ブロワ用モータ３２の駆動により冷却ブロワ３１が回転すると、筐体２０両側面に４カ所ずつ設けられた冷却風吸気穴３４及び筐体２０正面に設けられた冷却風吸気口３５から導入された冷却風すなわち空気ａが、筐体２０内の特に発熱し易い箇所近傍を隈無く循環した後、冷却ブロワ３１近傍を通過し、冷却風排出口３６から回転機１外へ排出される。この冷却風は、回転機１における軸受２２近傍に対し、循環しているため、軸受２２近傍は、空気ａに晒される状況となっている。

すなわち、軸受給油口２３から供給された油Ｌは筐体２０における軸受２２及びその近傍を循環する際、冷却風たる空気ａに晒されることにより軸受排油口２４から排出された油Ｌの中には、空気ａが含まれた状態となっている。

なお本実施形態では、回転軸の両端がそれぞれ軸受２２に軸支されるとともにこれら軸受２２近傍に設けられた軸受排油口２４にはそれぞれ油回収路４及び気液分離装置が接続されている。当該実施形態においては便宜上、図１左側の油回収路４に接続する構成のみに着目して説明する。

ここで、本実施形態に係る回転機１は、これら回転機本体２及び空冷装置３に加え、軸受２２に供給された潤滑液たる油Ｌを筐体２０内から回収するための潤滑液回収路たる油回収路４と、この空冷装置３及び油回収路４に介在し油回収路４から回収される潤滑液たる油Ｌから空気ａを分離する気液分離装置５と、気液分離装置５により分離された空気ａを吸引装置たる空冷装置３に吸引させるための空気吸引路６とを具備することを特徴とする。また本実施形態に係る回転機１は、空冷装置３を、油回収路４の下流側に設けられ当該下流側からの空気吸引により軸受２２に供給された油Ｌを回収するための負圧を発生させる吸引装置として利用している。

すなわち本実施形態に係る回転機１は、油回収路４に気液分離装置５並びに空気吸引路６を接続することによって、油回収路４に負圧を発生させることにより、軸受２２に供給された油Ｌを好適にタンクＴまで戻し得るものとしている。

以下、回転機１における気液分離装置５及び当該気液分離装置５近傍の構成について説明する。

気液分離装置５は、図３に示すように、内部にて油Ｌと空気ａとを分離する空間である分離室５５を有する装置本体５１と、軸受排油口２４に接続している液落下部５２と、油に含まれた空気ａを排出するための空気回収部５３と、油Ｌを回収するための液回収部５４とを有している。液落下部５２は、軸受排油口２４に油回収路４を介して接続する排油吸引口５６と、この排油吸引口５６に連続する上下方向に延びるパイプ状をなす落下パイプ５７とを有している。空気回収部５３は、装置本体５１の上面側に設けられた開口である空気吸引口５８を主体としているものであり、排油吸引口５６から吸引された液体である油Ｌは分離室５５の底面側である下方に落下するのに対し油Ｌに含まれた空気を上方から回収することにより、空気吸引路６や冷却ブロワ３１に不要に油が付着してしまうことを有効に回避するためのものである。液回収部５４は、分離室５５の底面側に設けられた排油排出口５９を主体としたものである。この排油排出口５９は、液貯留路７を介して液圧回路を構成するタンクＴへと接続している。しかしながら本実施形態では、この排油排出口５９の外部からは空気ａが入り得ないように構成することで、分離室５５への不要な気体の流入を禁止された構成としている。

空気吸引路６は、基端側で気液分離装置５に接続する管状をなす吸引路本体６１と、この吸引路本体６１の先端側で上述した冷却ブロワ３１近傍にて開口する負圧取込口６２とを有している。

液貯留路７は、液回収部５４に回収された油ＬをタンクＴへ戻すための管状体であり、排油排出口５９に接続され液回収部５４に到達した油を落下させるための上端部７１と、この上端部よりも下方に位置づけられ、端部をタンクＴ内の油Ｌの油面ＬＳよりも下方に浸漬させて空気ａの流入を禁止している下端部７２とを有している。

ここで、本実施形態に係る回転機１が作動すると、図示しない油圧装置により回転機本体２の軸受給油口２３から油Ｌが供給される。また併せて、空冷装置３の作動による冷却ブロワ３１の回転も開始されるため、冷却ブロワ３１近傍に設けられた負圧取込口６２には負圧が発生し、空気吸引路６において、気液分離装置５から冷却ブロワ３１に至る方向の空気ａの流れが発生する。換言すれば、気液分離装置５の空気吸引口５８から空気ａが吸引され、当該吸引力により、軸受排油口２４から油Ｌが吸引され、軸受２２及びその近傍には、円滑な油Ｌの循環が実現する。そして軸受排油口２４から排出される油Ｌは上述の通り、空冷装置３を構成する空気循環路３３にも晒されているので、一定以上の空気を含んだものとなっている。換言すれば、空気吸引路６からの吸引により、空気ａと液体である油Ｌがそれぞれ混ざり合った状態で吸引され、気液分離装置５へと到達する。

ここで、気液分離装置５に到達した空気ａと油Ｌは、液落下部５２により、油Ｌのみが下方に落下し、油Ｌに含まれていた空気ａのみが、分離室５５の上側から空気吸引路６を通り、冷却ブロワ３１近傍から冷却風排出口３６を経て排出される。

他方、液落下部５２に到達した油Ｌは分離室５５の底面に滴下され分離室５５に貯留されていくが、この油Ｌは液回収部５４の排油排出口５９を経て筒状体である液貯留路７を通り、タンクＴへと回収される。なお冷却ブロワ３１の回転によって発生する負圧により、液回収部５４の排油排出口５９に対しても吸引力が加わることとなる。しかし本実施形態では、液貯留路７の下端部がタンクＴ中の油Ｌに常に塞がれている。それ故に、負圧の大小に応じて液貯留路７内の油面ＬＳが上下するものの、液回収部５４は常に閉塞されている状態が維持されている。具体的には、負圧が大きいほど液貯留路７内の油面ＬＳが上昇し、発生する負圧と上昇した油Ｌの重量が釣り合う状態が形成される。これにより、冷却ブロワ３１により発生する負圧は全て軸受排油口２４を吸引する作用に供され、タンクＴから不要に油Ｌを吸引してしまうことは無い。

以上のように本実施形態の回転機１は、空気吸引により軸受２２に供給された潤滑液を回収するための負圧を発生させる吸引装置としての空冷装置３と、この空冷装置３及び潤滑液回収路たる油回収路４に介在し油回収路４から回収される潤滑液から空気ａを分離する気液分離装置５と、気液分離装置５により分離された空気ａを吸引装置に吸引させるための空気吸引路６とを具備することを特徴とする。

このように構成することにで、軸受２２の潤滑を好適に促すという効果を、簡素な構成且つ汎用性の高い技術によって実現しせしめている。

特に本実施形態では、空冷装置３の冷却ブロワ３１の回転を利用して負圧を発生させることにより、所謂空冷式とされる回転機１に対し、格別な構成の付与を押さえて部品点数の増加を有効に回避した上で、軸受２２への油Ｌの好適な循環を実現している。

そして本実施形態では、気液分離装置５の構成として、油Ｌを重力により落下させるという簡素且つ確実な方法により分離しているので、回転機１自体の構成を不要に大型化、複雑化させてしまうことを有効に回避している。

また本実施形態では、気液分離装置５により分離された油Ｌを回収し、油圧回路に再び供するようにしているので、油Ｌの有効利用にも寄与している。

そして、油Ｌの回収に際し、液貯留路７の下端部の構成をタンクＴに貯留された潤滑液中に浸漬され気体の流入を禁止する構成とすることで、油Ｌ自体の重さを利用しながら負圧を効率よく軸受２２側に作用させるようにし、より効率の高い軸受２２周りの油Ｌの循環と、不要にタンクＴの油Ｌを吸引してしまうことを有効に回避している。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態の構成に限られるものではない。例えば上記実施形態では所謂空冷式の回転機に対して本発明を適用したが勿論、油圧回路により冷却を行う油冷式の回転機に本発明を適用しても良い。その場合、負圧を発生させる吸引装置としては冷却ブロワに代えて空気を吸引するためのポンプを利用することが考えられる。また上記実施形態では気液分離装置の構成を、排油吸引口並びに空気吸引口をそれぞれ一つずつ設けた態様としたが勿論、単一の分離室に対しこれらを複数設けた構成としても良い。具体的には、回転機の両軸受に対し、単一の気液分離装置を適用するようにしても良い。

その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１・・・回転機
２０・・・筐体
２２・・・軸受
３・・・空冷装置
４・・・潤滑液回収路
５・・・気液分離装置
５２・・・液落下部
５３・・・空気回収部
５４・・・液回収部
６・・・空気吸引路
７・・・液貯留路
ａ・・・空気
Ｌ・・・潤滑液（油）

Claims (6)

1. 筐体内に設けられた軸受に軸支された回転軸と、
   軸受に供給された潤滑液を筐体内から回収するための潤滑液回収路と、
   この潤滑液回収路の下流側に設けられ当該下流側からの空気吸引により前記軸受に供給された前記潤滑液を回収するための負圧を発生させる吸引装置と、
   この吸引装置及び前記潤滑液回収路に介在し前記潤滑液回収路から回収される潤滑液から空気を分離する気液分離装置と、
   前記気液分離装置により分離された空気を前記吸引装置に吸引させるための空気吸引路と
   を具備することを特徴とする回転機。
2. 前記吸引装置が、冷却風により前記筐体を冷却するための空冷装置である請求項１記載の回転機。
3. 前記気液分離装置が、前記潤滑液を上方から下方に落下させる液落下部と、この液落下部よりも上側から前記空気吸引路に接続する空気回収部とを有している請求項１又は２記載の回転機。
4. 前記気液分離装置が、潤滑液を回収するための液回収部を有している請求項１〜３の何れかに記載の回転機。
5. 前記液回収部により回収された潤滑液を液圧装置を構成するタンクへ貯留するための液貯留路を有するものであり、
   この液貯留路が、前記液回収部に接続し液回収部に到達した前記潤滑液を落下させる上端部と前記タンクに貯留された潤滑液中に浸漬され気体の流入を禁止された下端部とを有した管状体である請求項４記載の回転機。
6. 回転機から潤滑液を回収すべく前記回転機に接続されてなる気液分離装置であって、
   回転機から回収された前記潤滑液を上方から下方へ落下させる液落下部と、
   この液落下部よりも上側から空気を吸引させるべく吸引装置に直接又は間接的に接続する空気回収部と
   を具備することを特徴とする気液分離装置。

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