JPH08504491A - オープンギアセットの潤滑システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ピニオンギアとこのピニオンギアに噛合うブルギアとを有するオープンギアセットに薄膜状の潤滑剤を供給するための再循環潤滑システムであり、オープンギアセットは潤滑剤を収容するための下側部分を有するギアセットカバーによって少なくとも実質的に閉塞されている。潤滑システムは潤滑剤貯槽、貯槽の供給口と流体連通する第１の端部を有する潤滑剤供給管路、供給管路の第２の端部と流体連通する第１の端部を有し長さ方向にわたってギアセットに薄膜状の潤滑剤を供給する作用をなす複数の供給オリフィスが配置された潤滑剤分配ヘッダと、ギアセットカバーの下側部分と流体連通する第１の端部を有する第１の潤滑剤復帰管路と、第１の潤滑剤復帰管路の第２の端部と流体連通する入口と出口とを有し潤滑剤に引込まれた粒子を除去するように配置された少なくとも１つのフィルタ素子を有するフィルタ組立体と、フィルタ組立体の出口と流体連通する第１の端部と貯槽の潤滑剤復帰口と流体連通する第２の端部とを有する第２の潤滑剤復帰管路とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】 オープンギアセットの潤滑システム 本発明はオープンギアセットの潤滑システムに関し、より詳細には潤滑剤が再 循環され再使用されるようにする潤滑システムに関する。 機械的動力伝達において、特に大型ミル、キルン等を有する工場において、大 形のオープンギアセットが用いられることが多い。従来オープンギアセットに用 いられている潤滑剤は一般的にギアの歯の接触面に潤滑剤の薄膜が維持されるよ うにする良好な接着特性を有する。通常の場合オープンギアセットを潤滑するた めに、一般的に全損失法を用いて潤滑剤が供給される。 現在では、オープンギアは通常１５分ないし２０分毎に一度、当業者にはファ ーバル（Ｆａｒｖａｌ）システムとして知られているシステムにより周期的に、 あるいはパドルホィールを用いて連続的に供給される重いアスファルト潤滑剤で 潤滑される。このようなシステムは一般的に許容されるが、最近では多くの問題 が表面化している。１つのこのような問題は吹付けられた潤滑剤が溶媒で薄めら れることから生ずる。今日のように環境に対する関心が高まっていると、このよ うな溶媒があるので使用された潤滑剤の特殊な処理手法を用いることが必要にな ることがわかるであろう。潤滑の見地から、溶媒の潤滑が早過ぎると、潤滑剤が 供給される前にもポンピングの問題が生ずることが多くある。現在用いられるオ ープンギアの潤滑剤は供給後の全損失型の材料であるので、面倒な廃棄材料にな る。さらに漏れたり溢れたオープンギアの潤滑剤は、それに固有な粘着性のため に洗浄するのが困難である。処理が厳格に調整されている状態では、使用された オープンギア潤滑剤の適切な処理経費は平均的な工場で年間２０万ドルを超える ことがあり、また将来増加することが予想される。 機械的見地からオープンギアセットに生ずる摩耗の多くは空気移送される研磨 材と周期的な潤滑剤供給の「空虚−充満（ｆｅａｓｔ−ｏｒ−ｆａｍｉｎｅ）」 法との組合せによって生ずる。当業者に理解されるように、周期的供給の形で潤 滑剤が供給される時に、そのように供給された薄膜は通常供給の直後のやや過剰 の状態から、次の供給の直前のやや不十分の状態まで変化するであろう。 それゆえ必要なのは、前述の問題を克服し、特にオープンギアの製作者に受入 れられ、再循環可能性を有し環境への影響が少ない潤滑剤を用い、経費的に有効 であり、容易に洗浄でき、ギアの摩耗を防止し改善された動力伝達効率を与える オープンギア潤滑システムである。 本発明によれば、ピニオンギアとこれに噛み合うブルギアとを有し、少なくと も実質的に潤滑剤を内部に収集するための下側部分を有するギアセットカバーに よって閉塞されているオープンギアセットに薄膜状の潤滑剤するための再循環型 潤滑システムが提供される。この潤滑ンステムは潤滑剤貯槽と、貯槽の供給口と 流体連通している第１の端部を有する潤滑剤供給ラインと、供給ラインの第２の 端部と流体連通している第１の端部を有しその長さ方向に配置されギアセットに 薄膜状の潤滑剤を供給する作用をなす複数の潤滑剤供給オリフィスを有する潤滑 剤分配ヘッダと、ギアセットカバーの下側部分と流体連通している第１の潤滑剤 還流ラインと、入口及び出口を有し入口が第１の潤滑剤還流ラインの第２の端部 と流体連通し潤滑剤に引込まれた粒子を除去するように少なくとも１つのフィル ター素子が内部に配置されたフィルター組立体と、フィルター組立体の出口と流 体連通している第１の端部と貯槽の潤滑剤還流口と流体連通している第２の端部 とを有する第２の潤滑剤還流ラインとを含む。 またピニオンギアとピニオンギアに噛合うブルギアとを有し内部に潤滑剤を収 集するための下側部分を有するギアセットカバーによって少なくとも実質的に閉 塞されたオープンギアセットに薄膜状の潤滑剤を供給するための方法であって、 （ａ）オープンギアセットに潤滑剤を排出することと、（ｂ）潤滑剤がオープン ギアセットからギアセットカバーの下側部分に漏出する際にステップ（ａ）にお いて吐出された潤滑剤を収集することと、（ｃ）潤滑剤を貯槽からフィルタ組立 体に移送することと、（ｄ）潤滑剤に引込まれた粒子を除去するようにステップ （ｃ）において移送された潤滑剤を濾過することと、（ｅ）濾過された潤滑剤を 貯槽に移送することと、（ｆ）ステップ（ａ）〜（ｅ）を複数回反復することと の各ステップを含む方法が提供される。 以下添付の図面を参照して本発明の再循環潤滑システムの実施例について詳細 に説明する。 図１は本発明によるオープンギアセットを潤滑するためのシステムを概略的に 示す図である。 図２は本発明を実施する際に用いるための潤滑剤分配ヘッダの透視図である。 図３は本発明による好ましい電気・空気制御システムの細部を含む、オープン ギアセットを潤滑剤分配するためのシステムの詳細な概略図である。 図４は本発明によるオープンギアセットを潤滑するためのシステムの他の実施 例を概略的に示す図である。 図５は本発明の実施の際に用いるための潤滑剤分配ヘッダの他の実施例を示す 図である。 本発明は添付の図面を参照して最もよく理解されるが、これは例示として与え るものであって、限定的なものではない。 より十分に理解されるように、本発明の潤滑剤システムは従来の溶媒で希釈さ れたアスファルトのオープンギア潤滑剤の使用及び全損失利用法に伴う問題を解 決しようとするものである。溶媒で希釈されたアスファルトのオープンギア潤滑 剤を用いる代りに、ワックス、溶媒、ブラックオイル、あるいは他の不都合な物 質を含まない、流動点の低い、純粋な合成潤滑剤が用いられるのがよい。 図１を参照すると、本発明によるオープンギアセットを潤滑するためのシステ ム１０の一実施例の概略図が示されている。オープンギアセット１００はピニオ ンギア１０２と、ピニオンギア１０２に噛合うブルギア１０４とを含む。オープ ンギアセット１００は内部に潤滑剤を収容する下側部分１０８を有するギアセッ トカバー１０６によって閉塞されるように示されている。潤滑剤貯槽１２はオー プンギアセット１００の作動時に十分な供給量の合成オープンギア潤滑剤が得ら れるようにするために用いられる。オープンギアセット１００を用いるミルある いはキルンの作動のような、典型的な工場設備において、オープンギアセット１ ００はショップフロアに配置されて貯槽１２が付随するハードウェア及び制御部 とともに下側の基台部に配置されるが、他の設備形態も容易に考えられよう。約 ５７０リットル（１５０ガロン）から約１１００リットル（３００ガロン）の範 囲内の貯槽容量が一般的に好ましいが、特殊なオープンギアセットのシステムに は約７６０リットル（２００ガロン）の貯槽容量が適切である。 潤滑剤貯槽１２は図１において潤滑剤供給口１４及び潤滑剤復帰口１６を含む ように示されている。潤滑剤貯槽１２はまた工場の従業員が十分な供給量の合成 オープンギア潤滑剤があることを容易に観測するように貯槽透視ガラス２０が備 えられている。潤滑剤レベル低下の警告装置２４が貯槽１２に設置され安全閉鎖 ンステムに結線され、あるいはさらに十分な供給量の潤滑剤がない時の作動に対 する安全を図るための視覚または聴覚警告システムが設置されてもよい。また貯 槽１２内の合成潤滑剤の動作粘度が最適の範囲内に制御されるようにするため、 熱電対制御式の貯槽ヒータ１８が設けられる。貯槽ヒータ１８には最大０．０１ ２４ワット／ｍ²（８ワット／平方インチ）のワット密度が好ましい。本発明実 施の際に貯槽１２の温度を３８゜Ｃ（１００゜Ｆ）に制御することが良好なレベ ルの操作性を与えることがわかっている。 貯槽１２の周期的洗浄の補助をなすために、７．６ｃｍ（３インチ）またはそ れ以上のボール弁ドレイン２６が設けられる。さらに貯槽１２の洗浄の補助をな すために、固まったごみや破片を容易に除去できるように貯槽１２の各々の側に 大きいクリーンアウトパネル（図示せず）を嵌合させられる。貯槽１２はさらに 比較的重い合成潤滑剤の貯槽内への注入を容易にするため１０ｃｍ（４インチ） の取付け管で形成されるような充填管２８を含む。充填管２８は貯槽１２の上部 より少なくとも１５２ｍｍ〜２０３ｍｍ（６インチ〜８インチ）上方にして、貯 槽１２上に固まったごみが充填管２８のキャップないしねじ部を被覆しないよう にすべきである。貯槽１２にオイルを加える他の方法は充填管２８上に迅速連結 嵌合（図示せず）を用いて、貯槽１２がごみ発生の可能性の大きい環境で開く必 要なく潤滑剤がドラムから貯槽１２内に吸入されるようにすることであろう。本 発明のシステムのエネルギー必要量を減少させるために、貯槽１２は熱損失を減 少させるように断熱されよう。 供給口１４に流体連通している第１の端部と第２の端部３６とを有する第１の 潤滑剤供給管路３２が貯槽１２の供給口１４に連結されている。第１の潤滑剤供 給管路３２は固まった粒子状物質を拾い上げるのを避けるように貯槽１２の底部 から少なくとも１２７〜１５２ｍｍ（５〜６インチ）の位置に配置されるのが好 ましい。第１の潤滑剤供給管路３２の第２の端部３６がフィルタ組立体４６に連 結されている。フィルタ組立体４６は第１の潤滑剤供給管路３２の第２の端部３ ６と流体連通している入口５０及び出口５２を有するフィルタハウジング４８を 含むのが好ましい。フィルタハウジング４８は潤滑剤中に引込まれた粒子を除去 するように配置された少なくとも１つの１０μｍのフィルタ素子５４を有する。 フィルタハウジング４８内に２つの１０μｍのフィルタ素子５４及び６０を有す る二重フィルタ組立体４６が配置されるのがさらに好ましい。二重フィルタ組立 体４６は潤滑システム及びギアセットを停止させずにフィルタ素子が換えられる ので好ましい。特に好ましい１０μｍの二重フルフローフィルタ組立体はパーカ ー・カンパニーから市販されている（部品番号ＤＩＬ−２−１０Ｂ−ＰＭ−３５ −ＹＥＹＥ−１１）。図１に示されるように、フィルタの圧力低下がモニターさ れるようにゲージ５６、５８、６２及び６４が装着されよう。 さらに図１を参照すると、第１の潤滑剤供給管路３２はポンプ４０が内部に設 置されているものとして示されている。ポンプ４０は空気作動式の、二重ダイア フラムポンプであり、このようなポンプはＷ．Ｗ．グレインガー・カンパニーか ら市販されている（部品番号２Ｐ−３４８）。また第１の潤滑剤供給管路３２内 に流れ調節装置４２が設けられ、これは約３．８リットル／分（１ガロン／分） 程度に設定されるのが好ましい。システムとこれが潤滑するギアセットとに対し さらに安全方策を与えるため、保守従業員にフィルタ素子の交換が必要であるこ との警告を与えるようにポンプ４０とフィルタ組立体４６との間に圧力警告装置 ４４が嵌合される。 フィルタハウジング４８の出口５２と流体連通する第１の端部６８を有する第 ２の潤滑剤供給管路６６が中空の細長い潤滑剤分配ヘッダに潤滑剤を供給するた めに用いられる。第２の潤滑剤供給管路６６はそれぞれフィルタ組立体４６の直 後及び潤滑剤分配ヘッダ８０の直前に設置された２つの視覚星形ホィールの流れ 検出器７４及び７６を有するものとして示されている。また潤滑剤の流れが何ら かの理由で停止した時に操作作業員に警告を与えるように磁気流れ検出器７６が 第２の潤滑剤供給管路６６に設置されている。また潤滑剤の逆流が生ずる可能性 を防止するために調整弁６８が設けられる。 潤滑剤分配ヘッダ８０の一実施例が図２の透視図に示されている。図２に示さ れるように、第２の潤滑剤供給管路６６の第２の端部７０は潤滑剤分配ヘッダ８ ０と流体連通するようにその端部８３に連結されている。潤滑剤分配ヘッダ８０ はその長さに沿って配置された複数の潤滑剤供給オリフィス８１を有する。潤滑 剤供給オリフィス８１はブルギア１０２と１０４との噛合い時に均一な薄膜状の 潤滑剤をピニオンギア１０２を通ってブルギア１０４に伝わるように供給する作 用をなす寸法及び位置になっている。あるいは当業者に理解されるように、潤滑 剤供給オリフィス８１はそれぞれブルギア及びピニオンギア１０４及び１０２の 噛合い時に薄膜状の潤滑剤をブルギア１０４を通ってピニオンギア１０２に伝わ るように供給する位置にしてもよい。潤滑剤供給ヘッダ８０の第２の端部８５は プラグ８７によってシールオフされて示されている。図示のように、第１の端部 ８３から第２の端部８５に向かって見ると、潤滑剤分配ヘッダ８０は一連の次第 に大きくなる供給オリフィス８１を用いているが、前述のように他の形態も有効 であることがわかっている。 また第１図を参照すると、任意的な補助潤滑システム８７が示されている。補 助潤滑システム８７はギアセットの回転始動（コールド始動）時にギア噛合い潤 滑のために用いられるのがよい。補助潤滑システム８７は「ティー」８２と流体 連通する第１の端部８６と潤滑剤スプレーヘッド９０と流体連通する第２の端部 ８８とを有する第３の潤滑剤供給管路８４を含み、スプレーヘッド９０はピニオ ンギア１０２及びブルギア１０４によって形成されるギアの噛合い部に向けられ ている。潤滑剤が十分な圧力で潤滑剤スプレーヘッド９０に供給されるようにす るために、補助潤滑システムの第３の潤滑剤供給管路においてポンプ９１が用い られる。ポンプ９１は空気管路フィルタ・レギュレータ潤滑装置を有する空気作 動型のポンプ（ファーバル（Ｆａｒｖａｌ）または同等のもの）であるのが好ま しく、スプレーヘッド９０は市販のファーバルの側方装着スプレーヘッドとする ことができる。スプレーヘッド９０は潤滑剤スプレーをギアの噛合い部に向ける 作用をなす角度でギアカバーに装着されている。この「予備潤滑（ｐｒｅ−ｌｕ ｂｅ）」補助潤滑剤システムはギアセットの始動前１５秒間、始動後３０秒間作 動する。 潤滑剤は潤滑剤復帰管路９２によって貯槽１２に復帰する。潤滑剤復帰管路９ ２はギアセットカバー１０６の下側部分１０８のドレイン開口１１０と流体連通 する第１の端部９４と貯槽１２の潤滑剤復帰口１６と流体連通する第２の端部９ ６とを有する。 潤滑剤中に引込まれる金属製チップを除去するためにケビー・カンパニー（Ｋ ｅｂｂｙ Ｃｏｍｐａｎｙ）から市販されているような任意的な磁気トラップ２ ２が貯槽１２の復帰口１６の近くに装着される。磁気トラップ２２はまた工場従 業員によるギア摩耗速度のモニターに有用である。 再循環の際に空気で移送された工場のごみや破片がオープンギア潤滑剤中に蓄 積されるということに関心があれば、図１に示されるように１７００〜２８３０ １／ｍｉｎ（６０−１００ｃｆｍ）が貯槽１２の潤滑剤レベルの上方にくま取り リング・ブロワー３０が装着される。作動時にブロワー３０はファイバー・フイ ルタ３１を通して空気を引込み、空気を貯槽１２内の潤滑剤を通って復帰管路９ ２からギアセットカバー１００まで押込みんで、周囲より少し高いギアセットカ バー１０６の内側の主空気圧力を与える。このより高い圧力レベルは塵芥が自由 に入るようにするのではなく、むしろ空気で移送されたごみをシール部及び取付 部から押出そうとする。適切なくま取りリング・ブロワーはＷ．Ｗ．グレインガ ー・インコーポレーテッドから市販されている。フィルタ３１は２週間ごとに、 あるいは必要に応じて交換すべきである。作動の経験からくま取りリング・ブロ ワーの代りに適当な大きさの空気フィルタシステムを有する小さい回転ローブブ ロワーを用いることが示されよう。 ここで図３を参照すると、好ましい電気・空気制御システムの細部を含むオー プンギアセットを潤滑するための増強したシステムの概略図が示されている。概 略的に示されたオープンギアセット３００は内部に潤滑剤を収容するための下側 部分を有するギアセットカバー３０６によって閉塞されている。 好ましい５６７〜１１３４リットル（１５０〜３００ガロン）の容量を有する 主充填剤貯槽２１２は１対の潤滑剤供給口２１４及び２１５と単一の潤滑剤復帰 口２１６とを含むように示されている。主充填剤貯槽２１２はまた十分な供給量 の合成オープンギア潤滑剤があることを工場従業員が容易に観測するように貯槽 透視ガラス２２０を有する。潤滑剤の低レベル警告装置２２４は貯槽２１２に設 置されさらに十分な供給量の潤滑剤がない時に停止しないように保護するために 安全停止システ、ムあるいは視覚ないし聴覚警告装置（図示せず）に結線されて いる。また貯槽内２１２の合成潤滑剤の動作粘度が最適な範囲の値に制御される ように、熱電対で制御される貯槽ヒータ２１８が設けられる。また０．０１２４ ワット／ｍ²（８ワット／平方インチ）の最大ワット密度が貯槽ヒータ２１８に 好ましい。主貯槽２１２内の潤滑剤温度は３８゜Ｃ（１００゜Ｆ）に制御される が、用いられる特定の潤滑剤の粘性特性から見て他の温度も可能であろう。 主貯槽２１２の周期的洗浄の補助をなすために、７．６ｃｍ（３インチ）また はそれ以上のボール弁ドレイン２２６が設けられる。主貯槽２１２はまた貯槽内 への比較的重い合成潤滑剤の注入を容易にするために好ましくは１０ｃｍ（４イ ンチ）の取付管で形成されるような充填管２２８を含む。図１の実施例について 説明したように、主貯槽２１２にオイルを加える他の方法は、貯槽２１２がごみ 発生の可能性がある環境に開く必要なく潤滑剤がドラムから主貯槽２１２内に吸 入されるように充填管２２８への迅速連結取付部（図示せず）を用いることであ ろう。本発明のソステムのエネルギー必要量を減少させるために、主貯槽２１２ は熱損失を減少させるように断熱されよう。 図３の本発明の実施例において、それぞれ供給口２１４及び２１５と流体連通 する第１の端部２３４及び２３５を有する１対の第１の潤滑剤供給管路２３２及 び２３３が主貯槽２１２の供給口２１４及び２１５に連結されている。第１の潤 滑剤供給管路２３２及び２３３は各々それぞれ第２の端部２３６及び２３７を有 している。第１の潤滑剤供給管路２３２及び２３３は固まった粒子物質を拾い上 げるのを制限するように主貯槽２１２の底部を離れて配置されるのが好ましい。 第１の潤滑剤供給管路２３２の第２の端部２３６はフィルタ組立体２４６に連結 されている。第２の端部２３７は第１の潤滑剤供給管路２３２の第１の端部２３ ６の前方の「ティー」接合部において第１の潤滑剤供給管路２３２に連結されて 示されているが、実際の位置設定は重要ではなく、末端がフィルタ組立体２４６ の位置になっていてもよい。フィルタ組立体２４６は入口２５０及び出口２５２ を有するフィルタハウジング２４８を含み、入口２５０は第１の潤滑剤供給管路 ２３２の第２の端部２３６と第１の潤滑剤供給管路２３３の第２の端部２３７と に流体連通するのが好ましい。フィルタハウジング２４８は潤滑剤中に引込まれ た粒子を除去するため１対の１０μｍのフィルタ素子２５４及び２６０が内部に 配置されて示されている。二重フィルタ組立体２４６はフィルタ素子が潤滑剤シ ステム及びギアセットを停止させずに交換されるので好ましい。特に好ましい、 二重フルフロー型の１０μｍのフィルタ組立体がパーカー・カンパニーから市販 されている（部品番号ＤＩＬ２−２−１０Ｂ−ＰＭ−３５−ＹＥＹＥ−１１）。 任意的な差動圧力スイッチ２５７及び２６３が図３に示されるように装着され、 フィルタが目詰まりした場合警告装置あるいは安全シャットダウンに接続されよ う。 さらに図３を参照すると、第１の潤滑剤供給管路２３２及び２３３がそれぞれ ポンプ２４０及び２４１を設置されて示されている。ポンプ２４０及び２４１は 空気作動式の、二重ダイアフラムポンプであるのが好ましく、特定の好ましいポ ンプはステュワート・ワーナー・アレマイト・コーポレーションから市販されて いる（部品番号７０６１Ｄ−５−Ｉ）。ポンプ２４０及び２４１は空気作動式の ソレノイド弁４０４及び空気調節装置４０６によって制御され、弁４０４及び調 節装置４０６への空気源は空気管路４０２によって供給される。調節された空気 はそれから空気管路４０８によってポンプ２４０及び２４１に供給される。工場 従業員による周期的モニターのため圧力ゲージ４１２が空気管路４０８に配置さ れている。さらにシステムとこれが潤滑するギアセットとに対する安全方策をと るために、フィルタ素子の交換が必要な時に補修従業員に警告するようにフィル タ組立体２４６の前に圧力高低警告装置４４０が嵌合される。 フィルタハウジング２４８の出口２５２と流体連通する第１の端部２６８を有 する第２の潤滑剤供給管路２６６が中空の細長い潤滑剤分配ヘッダ２８０に潤滑 剤を排送するために用いられる。第２の潤滑剤供給管路２６６はフィルタ組立体 ２４６の後側にポンプ２４５が設置されて示されている。また第２の潤滑剤供給 管路２６６内に、第２の潤滑剤供給管路２６６の第１の端部２６８と流体連通す る第１の端部と、潤滑剤流れ調節装置２７５の直前の第２の潤滑剤供給管路２６ ６と流体連通する第２の端部２７１とを有する平行な供給管路２６７が設置され ており、流れ調節装置は３．７８リットル／分（１ガロン／分）程度の範囲に設 定されるのが好ましい。平行管路２６７にはポンプ２４３が設置されている。ポ ンプ２４３及び２４５はこの場合も空気作動型の、二重ダイアフラム式ポンプで あり、特定の好ましいポンプがステュワート・ワーナー・アレマイト・コーポレ ーションから市販されている（部品番号７０６１Ｄ−５−Ｉ）。ポンプ２４３及 び２４５は空気作動型のソレノイド弁４０４及び空気調節装置４０６によって制 御され、弁４０４及び調節装置４０６への空気源は空気管路４０２によって供給 される。調節された空気はそれから空気供給管路４０８によってポンプ２４３及 び２４５に供給される。工場従業員による周期的モニターのために空気供給管路 ４０８において圧力ゲージ４１２が用いられる。またシステムとこれが潤滑する ギアセットに対する他の安全方策をとるために、圧力高低警告装置４４０が用い られ、これは潤滑剤流れ調節装置２７５の後側に設置される。 過大な熱損失を防止するために、第２の潤滑剤供給管路２６６は従来のヒート テープ３２６で被覆されてもよい。温度インジケータ／制御装置３２８が第２の 潤滑剤供給管路２６６内を流れる潤滑剤の温度をモニターし維持するために用い られる。第２の潤滑剤供給管路２６６の第２の端部２７０は潤滑剤分配ヘッダ８ ０にこれと流体連通するように連結されている。 潤滑剤は潤滑剤復帰管路２９２によって主貯槽２１２に復帰する。潤滑剤復帰 管路２９２はギアセットカバー３０６の下側部分３０８と流体連通する第１の端 部２９４と主貯槽２１２の潤滑剤復帰口２１６と流体連通する第２の端部２９６ とを有する。 特に好ましい実施例において、ギアセットカバー３０６の下側部分３０８から 還流する潤滑剤捕集タンクとして作用するように復元貯槽２０８が潤滑剤復帰管 路２９２に設けられる。第２の貯槽２０８は７６〜３７８リットル（２０〜１０ ０ガロン）の範囲内の大きさとすることができるが、１５２リットル（４０ガロ ン）の大きさが最も好ましい。任意的に潤滑剤の低レベル警告装置２１０が復元 貯槽２０８に設置され安全停止システム、あるいは視覚ないし聴覚警告システム （図示せず）に結線される。第２の貯槽２０８には潤滑剤復帰管路２９２が連結 される供給口２０９が設けられる。潤滑剤復帰管路２９２は復元貯槽２０８の供 給口２０９の後側に設置されたポンプ２９８を有するように示されている。また ポンプ２９８はステュワート・ワーナー・アレマイトの部品番号７０５１Ｄ−５ −Ｉのような空気作動型の、二重ダイアフラム式ポンプである。ポンプ２９８は 空気作動型のソレノイド弁４０４及び空気調節装置４０６によって制御され、空 気源は空気管路４０２によって供給される。調節された空気はそれから空気供給 管路４０８によりポンプ２９８に供給される。圧力ゲージ４１２が工場従業員に よる周期的モニターのため空気管路４０８において用いられる。また潤滑剤復帰 管路２９２においてポンプ２９８の後側にフィルタ組立体３１０が設置される。 フィルタ組立体３１０は入口３１４及び出口３１６を有するフィルタハウジング ３１２を含む。フィルタハウジング３１２は主貯槽２１２に復帰する潤滑剤中に 引込まれた粒子を除去するように配置された１対の１０μｍのフィルタ素子３１ ８及び３２０を有するように示されている。二重フィルタ組立体３１０は潤滑シ ステム及びギアセットを停止させずにフィルタ素子が交換されるので好ましい。 特に好ましいフィルタ組立体はやはりパーカー・カンパニーから市販されている 二重フルフロー型の１０μｍの組立体である。任意的な差動圧力スイッチ３２２ 及び３２４が図３に示されるように装着されフィルタが目詰まりした場合に警告 装置あるいは安全停止装置に接続される。 再循環時に空気で移送される工場のごみや破片がオープンギア内に蓄積するこ とに関心を向けると、１７００〜２８３０リットル／分（６０〜１００ｃｆｍ） のくま取りリング・ブロワー２３０が図３に示されるように復元貯槽２０８の潤 滑剤レベルの上側に装着される。作動時に、ブロワー２３０がファイバーフィル タ２３１を通って空気を引込み、復元貯槽２０８の内側の潤滑剤を通して復帰管 路２９２からギアセットカバー３０６まで空気を押込んで、周囲より少し高いギ アカバー３０６の内側の主空気圧を与える。前述のように、このより高いレベル は、塵芥が自由に入り込むようにするのではなく、むしろ空気で移送されたごみ をシール部及び取付部から押出そうとするであろう。適切なくま取りリング・ブ ロワーがＷ．Ｗ．グレインガー・インコーポレーテッドから市販されている。任 意的に適当な大きさのフィルタシステムを有する回転ローブブロワーがくま取り リング・ブロワーの代りに用いられる。 図３に示されるように、望ましくない潤滑剤の逆流を防止するために図３のシ ステム内のいくつかの位置において複数の流れ調整弁２０４が用いられるが、そ の位置ではこのようにしないと逆流が生じ得る。 ここで図４を参照すると、本発明によるオープンギアセットを潤滑するための システム５００の他の実施例の概略図が示されている。オープンギアセット６０ ０はピニオンギア６０２と、ピニオンギア６０２に噛合うブルギア６０４とを含 む。オープンギアセット６００は内部に潤滑剤を収容するための下側部分６０８ を有するギアセットカバー６０６によって閉塞されて示されている。潤滑剤貯槽 ５１２はオープンギアセット６００の作動時に十分な供給量の合成オープンギア 潤滑剤があることを確認するために用いられる。前述したように、典型的な工場 設備において、オープンギアセット６００がショップフロアに配置され、貯槽５ １２が付随するハードウェア及び制御装置とともに下側区画に配置されよう。ま た５６８〜１１４０リットル（１５０〜３００ガロン）の範囲内の貯槽容量が一 般的に好ましいが、典型的なオープンギアセットシステムには、７５７リットル （２００ガロン）の容量が適切である。 図４において、潤滑剤貯槽５１２は潤滑剤供給口５１４及び潤滑剤復帰口５１ ６を含むように示されている。潤滑剤貯槽５１２はまた十分な供給量の合成オー プンギア潤滑剤があることを工場従業員が容易に観測するように貯槽透視ガラス ５２０が備えられている。また潤滑剤低レベル警告装置５２４が貯槽５１２に設 置され、十分な供給量の潤滑剤がない時の作動に対してさらに保護するように安 全停止システム、あるいは視覚ないし聴覚警告装置（図示せず）に接続されてい る。また貯槽５１２内の合成潤滑剤の動作粘度が最適の値の範囲内に制御される ようにするために、熱電対制御による貯槽ヒータ５１８が設けられる。０．０１ ２４ワット／ｍｍ²（８ワット／平方インチ）の最大ワット密度が貯槽５１８に は好ましい。貯槽５１２の温度を３８゜Ｃ（１００゜Ｆ）に制御することが本発 明の実施において良好なレベルの操作性を与えることがわかっている。 貯槽５１２を洗浄するために、７．６ｃｍ（３インチ）またはそれ以上のボー ル弁ドレインが設けられる。貯槽５１２はさらに比較的重い合成潤滑剤を貯槽内 に注入するのを容易にするように充填キャップ５２８を含む。貯槽５１２にオイ ルを加える他の方法は、貯槽５１２がごみ発生の可能性がある環境に開くことを 必要とせず潤滑剤がドラムから貯槽５１２内に排送されるように充填キャップ５ ２８に迅速連結取付部（図示せず）を用いることであろう。本発明のシステムの エネルギー必要量を減少させるために、貯槽５１２はまた熱損失を減少させるよ うに断熱してもよい。 貯槽５１２の供給口５１４に供給口５１４と流体連通する第１の端部５３４及 び第２の端部５３６を有するを有する潤滑剤供給管路５３２が連結され、第２の 端部５３６は中空の細長い潤滑剤分配ヘッダ５８０に連結されている。前述した ように、潤滑剤供給管路はまた潤滑剤分配ヘッダ５８０の直前に設置された星形 ホィールの視覚的流れ検出器（図示せず）を含むのが好ましい。また潤滑剤の流 れが何らかの理由で停止した時に操作従業員に警告するために磁気的流れ検出器 （図示せず）を用いてもよい。また潤滑剤の逆流が生じ得る可能性を防止するた めに調整弁５６８が設けられる。 特に好ましい潤滑剤分配ヘッダ５８０が図５の透視図である。図４に示される ように、潤滑剤供給管路５３２の第２の端部５３６が潤滑剤分配ヘッダ５８０と 流体連通するようにその第１の端部５８３に連結されている。潤滑剤分配ヘッダ ５８０はその長さに沿って配置された複数の潤滑剤供給オリフィス５８１を有し ている。潤滑剤供給オリフイス８１はピニオンギア及びブルギア５０２及び５０ ４の噛合い時にピニオンギア５０２に伝わるように均一な薄膜状の潤滑剤をブル ギアを通して供給する作用をなすような大きさ及び位置にある。あるいは当業者 に理解されるように、潤滑剤供給オリフィス５８１はブルギア及びピニオンギア ５０４及び５０２の噛合い時にブルギア５０４に伝わるように薄膜状の潤滑剤を ピニオンギア５０２わ通して供給するように配置してもよい。潤滑剤分配ヘッダ ５８０の第２の端部５８５はプラグ５８７によってシールオフされて示されてい る。図示のように、潤滑剤分配ヘッダ５８０は一連の同じ寸法の供給オリフィス ５８１を用いている。 また図４を参照すると、潤滑剤供給管路５３２はポンプ５４０が設置された状 態で示されている。前述のように、Ｗ．Ｗ．グレインガー・カンパニーから市販 されているような空気作動型の二重ダイアフラム式ポンプ（部品番号２Ｐ−３４ ８）を用いてもよいが、ＩＭＯから入手されるような高圧の［３４５０〜４１４ ０ｋＰａ（５００〜６００ｐｓｉ）］のねじ型ポンプを用いる時に最良の結果が 得られる。このようなポンプに関しては約６００ｒｐｍのポンプ速度が必要な流 れ［３．８リットル／分（１ガロン／分）及び圧力を与えるのに典型的である。 さらに図４を参照すると、任意的な補助的潤滑剤システム５８７が示されてい る。ギアセットの回転の始動（コールド始動）時のギアの噛合いの潤滑のために 補助的潤滑システム５８７を用いるのがよい。補助的潤滑システム５８７は潤滑 剤供給管路５３２の「ティー」５８２と流体連通する第１の端部５８６と潤滑剤 スプレーヘッドと流体連通する第２の端部５８８とを有する補助潤滑供給管路５ ８４を含み、スプレーヘッド５９０はピニオンギア５０２及びブルギア５０４に よって形成されるギアの噛合い位置に向いている。潤滑剤が十分な圧力を受けて 潤滑剤供給ヘッド５９０に供給されるようにするために、補助潤滑システムの補 助潤滑剤供給管路にポンプ５９１が用いられる。ポンプ５９１は空気管路フィル タ・レギュレータ潤滑装置（ファーバルあるいは同様のもの）を有する空気作動 ポンプ、あるいは他のスクリュー型ポンプ（ＩＭＯまたは同様のもの）とするの が好ましく、スプレーヘッド５９０は市販のファーバル型の側方装着スプレーヘ ッドとすることができる。スプレーヘッド５９０は潤滑剤スプレーをギアの噛合 い部を通して向けるのに効果的な角度でギアカバーに装着されるのが好ましい。 この「予備潤滑（ｐｒｅ−ｌｕｂｅ）」の補助潤滑システムはギアセットの始動 前に１５秒間、始動後に３０秒間作動する。 潤滑剤は潤滑剤復帰システム５９８によって貯槽５１２に復帰する。潤滑剤復 帰システム５９８はギアセットカバー６０６の下側部分６０８のドレイン開口６ １０と流体連通する第１の端部５９４と、フィルタ組立体５４６と流体連通する 第２の端部５９６とを有する第１の潤滑剤復帰管路５９２を含む。フィルタ組立 体５４６は入口５５０及び出口５５２を含み、入口５５０は第１の潤滑剤復帰管 路５９２の第２の端部５９６と流体連通するのが好ましい。フィルタ組立体５４ ６は潤滑剤に引込まれた粒子を除去するため少なくとも１つの１０μｍのフィル タ素子５５４が配置されている。図示のようにフイルタ組立体５４６内に配置さ れた２つの１０μｍのフィルタ素子５５４を有する二重フィルタ組立体５４６が より好ましい。二重フィルタ組立体５４６は潤滑システム及びギアセットを停止 させずにフィルタが交換されるので好ましい。特に好ましい二重フルフロー型の １０μｍフィルタ組立体がパーカー・カンパニーから市販されている（部品番号 ＤＩＬ２−２−１０Ｂ−ＰＭ−３５−ＹＥＹＥ−１１）。フィルタの圧力低下が モニターされるように、図１に示されるようにゲージが装着されよう。フィルタ 組立体の出口５５２は第２の潤滑剤復帰管路５６０に連結されており、第２の復 帰管路５６０はそれ自体貯槽５１２の貯槽復帰口５１６と流体連通している。 特に好ましい実施例において、復元貯槽７０８がギアセットカバー６０６の下 側部分６０８から流出する潤滑剤の捕集タンクとして作用するように第１の潤滑 剤復帰管路５９２に設けられる。復元貯槽６０８は７６〜３７８リットル（２０ 〜１００ガロン）の範囲内の大きさであり、１５１リットル（４０ガロン）の大 きさが最も好ましい。任意的に潤滑剤レベル低下警告装置（図示せず）が復元貯 槽７０８に設置され、安全停止システム、あるいは視覚ないし聴覚警告システム （図示せず）に接続されている。復元貯槽７０８には供給口７０９が設けられ、 これに潤滑剤復帰管路５９２が連結されている。潤滑剤復帰管路５９２は復元貯 槽７０８の供給口７０９の後側に設置されたポンプ７９８を有するように示され ている。またポンプ７９８はステュワート・ワーナー・アレマイトの部品番号７ ０６１−５−Ｉのような空気作動型の二重ダイアフラム式ポンプでもよいが、前 述のようなスクリュー型のポンプであるのが好ましい。 復元貯槽７０８に復帰する潤滑剤内に引込まれた金属チップを除去するため、 ケビー・カンパニーから市販されるような、任意的な磁気的トラップ７２２が復 元貯槽７０８の復帰口７０９の近くに装着される。磁気的トラップ７２２はまた 工場従業員によるモニターに有用である。 再循環の際にオープンギア潤滑剤内に空気で移送される工場のごみ及び破片が 蓄積することに関心を向けると、１７００〜２８３０リットル（６０〜１００ｃ ｆｍ）のくま取りリング・ブロワーが貯槽５１２の潤滑剤レベルより上側に装着 される（貯槽１２に関して図１に示されるのと同様に）。またギアセットカバー ６０６内に複数のこのようなブロワーを装着するのも有効であることがわかって いる。作動時にブロワー６３０はそれぞれのファイバーフィルタ６３１を通して 空気を引込み、空気をカバー６０６内に押込んで、周囲より少し高いギアカバー ６０６の内側の過大空気圧を与える。このより高い圧力レベルは塵芥が自由に入 り込むようにするのではなく、むしろ空気で移送されるごみをシール部及び取付 部から押出そうとする。適当なくま取りリング・ブロワーがＷ．Ｗ．グレインガ ー・インコーポレーテッドから市販されている。フィルタ６３１は２週間毎に、 あるいは必要に応じて交換されるべきである。作動の経験からくま取りリング・ ブロワーの代りに適当な大きさの空気フィルタシステムを備えた小さい回転ロー ブブロワーを用いることが示される。 本発明の実施において用いるのに特に好ましい潤滑剤はモービルギアＳＨＣ３ ２００及びモービルギアＳＨＣ６８００ＴＭを含む、フェアファクス、ＶＡのモ ービル・オイル・コーポレーションによって製造、販売されている合成ポリアル ファオレフィン潤滑剤を含む。モービルギアＳＨＣ３２００及びモービルギアＳ ＨＣ６８００ＴＭの典型的な特性が表１に示されている。 本発明はさらに以下の例示されるが、これは単に例示的なものであり、発明の 範囲を制限するものではない。 例１ この例は本発明によって形成され以下に説明する合成炭化水素潤滑剤が充填さ れるオープンギアセット潤滑システムが大きな利益を与えることを示す。 図３に示されるのと実質的に同様な再循環オープンギア潤滑システムが形成さ れ、ミル及びキルンを駆動するオープンギアセットを有するセメント工場におい て設置された。アスファルト潤滑剤でコーティグされたギアカバーとオープンギ アとに合成潤滑剤を用いるとコーティングが次第に溶解することが知られている ので、ギア及びギアカバーの内面が完全に洗浄された。それからシステムは、フ ェアファクス、ＶＡのモービルオイル・コーポレーションによって製造されモー ビルギアＳＨＣ３２００として販売されている合成ポリアルファオレフィン潤滑 剤物質が充填された。合成潤滑剤は表２に示される特性を有していた。 当業者に理解されるように、１７０ｍｍ²／ｓ［９８．９゜Ｃ（２１０゜Ｆ） において７８０ＳＵＳ］において合成潤滑剤製品の粘度多くのギアセット製作者 による特性値（希釈剤なしで２１０゜Ｆにおいて５０００〜８０００ＳＵＳ）よ り低い。しかしながら本発明の再潤滑剤システムを用いて合成物質を連続的に供 給するために、より重いアスファルト物質を周期的に供給するよりも潤滑剤にお ける大きな改善がなされる。 システムに充填された合成潤滑剤はオープンギアセットに排出され、ギアカバ ーの底部に流出するのが観測され、貯槽に復帰し、ここでその後に濾過され、ま たギアセットに排出された。 合成潤滑剤は溶媒、ブラックオイル、あるいは他の不都合な物質を含まないの で、漏れた、あるいは溢れた潤滑剤が洗浄され、他の従来の潤滑剤と同じように 処理される。 合成潤滑剤の明らかになったロード移送能力、再潤滑システムの１０μｍフィ ルタ、潤滑剤の連続的供給の組合せによりギアの摩耗速度が急劇に減小し、ギア の温度が低下し、典型的なミルやキルンを作動させるのに必要な電力が減少する ことが期待される。前述の合成潤滑剤で０．８〜１１゜Ｃ（１５〜２０゜Ｆ）の 温度低下が観測され、２〜５％の電力節約が図られている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ピニオンギアと該ピニオンギアに噛合うとを有するオープンギアセットに 薄膜状の潤滑剤を供給するための再循環潤滑システムであって、上記オープンギ アセットは潤滑剤を収容する下側部分を有するギアセットカバーによって少なく とも実質的に閉塞されており、 （ａ）潤滑剤供給口及び潤滑剤復帰口を有する潤滑剤貯槽と、 （ｂ）該貯槽の供給口と流体連通する第１の端部と第２の端部とを有する潤滑剤 供給管路と、 （ｃ）該供給管路の第２の端部と流体連通する第１の端部と第２の端部とを有し ていて、長さ方向に配置された複数の潤滑剤供給オリフィスを有し、該オリフィ スがギアセットに薄膜状の潤滑剤を供給する作用をなす潤滑剤分配ヘッダと、 （ｄ）上記ギアセットカバーの下側部分と流体連通する第１の端部及び第２の端 部を有する第１の潤滑剤復帰管路と、 （ｅ）該第１の潤滑剤復帰管路の第２の端部と流体連通する入口と出口とを有し ていて、潤滑剤中に引込まれた粒子を除去するように配置された少なくとも１つ のフイルタ素子を有するフィルタ組立体と、 （ｆ）該フィルタ組立体の出口と流体連通する第１の端部と上記貯槽の潤滑剤復 帰口と流体連通する第２の端部とを有する第２の潤滑剤復帰管路と、 （ｇ）上記貯槽内の潤滑剤を加熱するように上記貯槽内に配置されたヒータと、 からなることを特徴とする再循環潤滑システム。 ２．ギアセットの回転の始動時にギア噛合い部の潤滑を行うための補助潤滑シ ステムをさらに含むことを特徴とする請求の範囲１に記載のオープンギアセット の潤滑システム。 ３．上記補助潤滑システムが上記潤滑剤供給管路と流体連通する第１の端部と 第２の端部とを有する補助潤滑剤供給管路を含み、上記第２の端部が潤滑剤スプ レーヘッドと流体連通し、該スプレーヘッドがギアの噛合い部を通して潤滑剤を スプレーするように向けられていることを特徴とする請求の範囲２に記載のオー プンギアセットの潤滑システム。 ４．上記補助的潤滑システムの補助潤滑剤供給管路におけるポンプをさらに含 むことを特徴とする請求の範囲３に記載のオープンギアセットの潤滑システム。 ５．上記潤滑剤供給管路におけるポンプをさらに含むことを特徴とする請求の 範囲４に記載のオープンギアセットの潤滑システム。 ６．上記潤滑剤供給管路におけるポンプをさらに含むことを特徴とする請求の 範囲１に記載のオープンギアセットの潤滑システム。 ７．上記潤滑剤供給管路と流体連通するフィルタ組立体をさらに含み、該フィ ルタ組立体が潤滑剤中に引込まれた粒子を除去するように配置された少なくとも １つのフィルタ素子を含むことを特徴とする請求の範囲１に記載のオープンギア セットの潤滑システム。 ８．上記貯槽内の過大圧力を周囲の圧力より高くしてシステムの作動時に空気 で移送されたごみが上記貯槽及びオープンギアセット内に入り込むのを防止する ように上記貯槽と連通するブロワーをさらに含むことを特徴とする請求の範囲１ に記載のオープンギアセットの潤滑システム。 ９．内部の過大圧力を周囲の圧力より高くしてシステムの作動時に空気で移送 されたごみがオープンギアセット内に入り込むのを防止するように上記ギアセッ トカバーの内側と連通する少なくとも１つのブロワーをさらに含むことを特徴と するオープンギアセットの潤滑システム。 １０．潤滑剤中に引込まれた金属粒子を除去するように復元貯槽内に配置され た磁気トラップをさらに含むことを特徴とする請求の範囲７に記載のオープンギ アセットの潤滑システム。 １１．上記ポンプがスクリュー型ポンプであることを特徴とする請求の範囲１ ０に記載のオープンギアセットの潤滑システム。 １２．ピニオンギアと該ピニオンギアに噛合うブルギアとを有し、潤滑剤を収 容するための下側部分を有するギアセットカバーによって少なくとも実質的に閉 塞されているオープンギアセットに薄膜状の潤滑剤を供給するための方法であっ て、 （ａ）上記オープンギアセットに潤滑剤を排出することと、 （ｂ）潤滑剤が上記オープンギアセットら上記ギアセットカバーの下側部分に流 出する際にステップ（ａ）で排出された潤滑剤を収集することと、 （ｃ）潤滑剤を貯槽からフィルタ組立体に移送することと、 （ｄ）潤滑剤に引込まれた粒子を除去するようにステップ（ｃ）で移送された潤 滑剤を濾過することと、 （ｅ）濾過された潤滑剤を上記貯槽に移送することと、 （ｆ）ステップ（ａ）〜（ｅ）を複数回繰返すことと、 の各ステップからなることを特徴とする潤滑剤を供給するための方法。