JPH09166457A - ラインマウント型流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】単体試験だけでは、液圧駆動装置がユニットで
用いられるフィールドでの稼働段階での特性、たとえば
実際の潤滑油の循環量を把握できない場合がある。 【課題手段】ラインマウント型流量計Ａにおいて、内部
を目視可能とした本体上部１４の流路断面積Ｓ１を十分
大きくし、本体下部１５の流路断面積Ｓ２を比較的小さ
な適当な値に設定することにより、本体下部１５内に層
流を実現させ、本体上部１４の液柱１７のヘッド高さを
観測窓１１ｂを経て外部から目視することにより、自己
吸い上げポンプ６のユニットＢ構成時の作動特性をユニ
ットＢの駆動を妨害・停止することなく簡便に実測・確
認できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、機械の中を循環す
る潤滑油等の流れを簡便にモニターするための、目視型
のラインマウント型の流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】液圧駆動装置がフィールドにおいてユニ
ットの構成要素として用いられる際、たとえば小型の高
速回転機械等において、歯車ポンプ式の潤滑油ポンプ等
を省略し、垂直な高速回転軸の下端に遠心力を用いた自
己吸い上げ式のオイルポンプを設けて、中空の高速回転
軸の中に潤滑油を通し遠心力で高速転がり軸受けの潤滑
を行う際、ユニットの構成要素、たとえば自己吸い上げ
式のオイルポンプのユニット内での稼働特性は、単体試
験により得られた特性により想定されてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、液圧駆動装置
が他の液圧駆動装置と組み合わされてより大きなユニッ
トで用いられる際、単体試験だけでは実機のフィールド
での稼働段階での特性、たとえば実際の潤滑油の循環量
を把握できない場合がある。たとえば前記の小型の高速
回転機械等と組み合わされた自己吸い上げ式のオイルポ
ンプの場合、ポンプ周辺の部品が微妙な影響を与え得る
ので、実機のフィールドでの稼働段階での実際の潤滑油
の循環量は単体試験により得られた特性とは異なる可能
性がある。

【０００４】このような問題を解決するには、フィール
ドでの稼働段階での特性を測定しようとする装置が組み
込まれたユニット全体の１個所、たとえば高速回転機械
と自己吸い上げ式のオイルポンプ場合を組み合わせた場
合にはオイルポンプの１個所に簡便なモニター手段を設
けることが望ましい。しかし、実験室的でない目視型の
簡便なライン挿入型の流量計は従来開発されておらず、
結果として、たとえば自己吸い上げ式のオイルポンプ等
が高速回転シャフトに取り付けて用いられる際に現実に
どの程度の潤滑油循環量を確保しているか等のデータは
実測されていなかった。

【０００５】本発明はこのような課題に鑑み、液圧駆動
装置が大きなユニットの構成要素として作動していると
き、そのユニット構成時の作動特性をユニット全体の駆
動を妨害・停止することなく簡便に実測・確認できる流
量計の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、層流がおこる
状況では管路を単位時間に流れる容積は管路の両端の圧
力の差に比例することを利用し、流量計本体を、本体下
部に連なる本体上部をの流路断面積を十分大きくして本
体下部内の流体の流れに影響を与えないようにしつつ、
本体下部の流路断面積を比較的小さくして本体下部内に
層流を実現させ、本体下部内の層流の実現によって本体
上部の液面高さとして目視可能に表現された本体下部内
の単位時間あたり流量を、内部を目視可能に構成されて
いる本体上部および観測窓を通して目視することによ
り、その管路を流れる流量のモニタリングを行うもので
ある。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明はラインマウント型流量計
であって、本体上部と、この本体上部よりも流路断面積
の小さな本体下部とを液密に連結し、本体上部を内部の
液面が外部から目視可能な構成とした流量計本体を、流
体を流下させる管路の中に、その管路を流下する流体が
すべて導入されるように挿入し、前記管路に、前記本体
上部を前記管路外部から目視できる観測窓を設けたこと
を特徴とする。

【０００８】このように構成されたラインマウント型流
量計において、流入する流体の温度・密度・粘性・モニ
ターしたい流量等を考慮して本体下部の流路断面積を適
切に設定し、同時に本体上部の流路断面積を十分に大き
く設定し潤滑油の流量を支配する流路抵抗が本体下部の
流路断面積と長さだけで決まる値にすれば、管路に流体
が流入したとき、流路断面積を有する本体下部内に層流
が形成される。層流においては単位時間あたり流量が管
路両端の圧力の差に比例し、また本体上部の流路断面積
は十分大きく流体の単位時間当たり流量に影響を与える
ことはないと考えられるので、本体下部内の単位時間あ
たり流量は本体上部の液柱のヘッド高さに表現されてい
ると考えることができる。この本体上部の液柱のヘッド
高さを本体上部および観測窓から目視することにより、
管路を経由する潤滑油の単位時間当たり流量を直読でき
る。

【０００９】なお、管路の方向は必ずしも垂直でなくと
も、本発明を利用して流体の単位時間当たり流量を検出
できる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例であるラインマウン
ト型流量計Ａを図１、図２を用いて説明する。

【００１１】ラインマウント型流量計Ａは、本体上部１
４と、本体上部１４よりも流路断面積の小さな本体下部
１５とを液密に連結し、本体上部１４を内部の液面が外
部から目視可能に透明とした流量計本体１３を、流体を
流下させる管路である還油経路１１の中に、その管路を
流下する流体がすべて導入されるように挿入し、還油経
路１１に、本体上部１４を還油経路１１外部から目視す
るための観測窓１１ｂを設けたものである。

【００１２】図１に、ラインマウント型流量計Ａが適用
されるユニットＢを示す。ユニットＢは、たとえば小型
の高速ターボ機械の一種であるターボブロア等の回転軸
１を鉛直に配置し、その上端位置にある図示しないター
ビンを高速回転させることによってガスの圧送等を行う
ものである。この回転軸１は、下端近傍部の外周に配置
したころがり軸受２によって軸受支持部材８に軸承さ
れ、このころがり軸受２に対して自給式の軸受潤滑機構
３を構成している。この軸受潤滑機構３は、回転軸１の
軸心部を中空としてこの中空部を油通路４として利用す
るとともに、この油通路４の上方２箇所に径方向の給油
口５を穿設したもので、軸下端部に付属する自己吸い上
げポンプ６により油溜め７から吸い上げて油通路４に沿
って上方に導き給油口５を介し回転軸１の外部に導出し
てころがり軸受２の軸受室２ａ内を潤滑した潤滑油を、
軸受室２ａの下方にある空間１０に自然落下により導い
た後、自然落下により再び油溜め７に回収するようにし
ている。この空間１０よりも下の位置にラインマウント
型流量計Ａが設けられ、空間１０に導かれた潤滑油の一
部がそのラインマウント型流量計Ａを経由したのち油溜
め７に回収される。

【００１３】図２に示すラインマウント型流量計Ａは、
空間１０の下部に上部開口１１ａを有し断面がドリル等
で機械加工された円形で垂直方向の管路である還油経路
１１と、その内壁にシール１６を介して接合部から流体
を漏出させないよう密着する流量計本体１３とからな
り、還油経路１１の上部開口１１ａよりも高い位置にバ
イパス開口１２ａを有し、潤滑油粘度が著しく高いよう
な気温条件のときに還油回路１１を通過し得ない流量を
油溜め７に戻す安全弁の役割をするバイパス経路１２が
付属している。

【００１４】流量計本体１３は、比較的大きな流路断面
積Ｓ１を備えた本体上部１４と、本体上部１４よりも小
さい流路断面積Ｓ２を備えた本体下部１５を液密に連結
させたものである。本体上部１４を含めた本体１３はた
とえばアクリル樹脂のような透明な素材で作られ、内部
の液柱１７のヘッドを外部から観察可能にしている。還
油経路１１の流量計本体１３を密着している個所も、軸
受支持部材８のユニットＢ外部に面した部分が透明な部
材で作られ観測窓１１ｂとなっている。

【００１５】本体上部１４の流路断面積Ｓ１と本体下部
１５の流路断面積Ｓ２は、次のように設定される。

【００１６】流体の種類・温度条件・圧力条件等によっ
て決まる特定の断面積以下の垂直あるいは傾斜した管路
を重力によって流体が流下する場合には、管路の中の流
れ全体が層流となり、管路を単位時間に流れる容積は管
路の両端の圧力の差に比例することが知られている。た
とえば高速転がり軸受け等に一般に使用されるような粘
度の潤滑油の場合、その温度が約５０〜１００℃のと
き、内径数ｍｍの垂直あるいは傾斜した管路を重力によ
って流下する場合には、管路の中の流れ全体が層流とな
り、単位位時間に流れる容積は管路の両端の圧力の差に
比例する。この比例関係を利用することが本発明のポイ
ントである。

【００１７】流体の温度・密度・粘性・モニターしたい
単位時間当たり流量等の諸条件を考慮して、それらの条
件の下で層流が実現する管路の断面積を算出し、これを
本体下部１５の流路断面積Ｓ２とする。本体上部１４の
流路断面積Ｓ１は、潤滑油の流量を支配する流路抵抗が
本体下部１５の流路断面積Ｓ２と長さだけで決まるよ
う、また潤滑油が壁面を伝って流下することも可能なよ
う、Ｓ２＜＜Ｓ１すなわちＳ２に比べて十分大きく設定
する。

【００１８】このように構成されたラインマウント型流
量計Ａが、ユニットＢの構成要素として駆動中の自己吸
い上げポンプ６の潤滑油移送量をモニターする作用につ
いて次に説明する。

【００１９】ユニットＢの回転軸１が回転すると、自己
吸い上げポンプ６が油溜め７から吸い上げた潤滑油は油
通路４、給油口５を介しころがり軸受２に供給された
後、ラインマウント型流量計Ａの還油経路１１を経由し
て再び油溜め７に落下する。すなわち、還油経路１１を
経由する潤滑油の単位時間当たり流量を測定すれば、自
己吸い上げポンプ６がユニットＢの構成要素として機能
している最中の移送潤滑油量を特定することができる。

【００２０】ユニットＢ駆動中に上部開口１１ａから還
油経路１１を流下する潤滑油は、シール１６によりその
全量が流量計本体上部１４および本体下部１５内を流下
する。このとき小さい流路断面積Ｓ２を有する本体下部
１５内では、潤滑油が内部全体に充満して層流が形成さ
れる。層流においては単位時間あたり流量が管路両端の
圧力の差に比例し、また本体上部１４の流路断面積Ｓ１
は本体下部１５の流路断面積Ｓ２に比べて十分大きく潤
滑油の単位時間当たり流量に影響を与えないと考えられ
るので、本体下部１５内の単位時間あたり流量は本体上
部１４の液柱１７のヘッド高さに表現されていると考え
ることができる。この本体上部１４の液柱１７のヘッド
高さを透明な本体１３および観測窓１１ｂから目視する
ことにより、還油経路１１を経由する潤滑油の単位時間
当たり流量を直読できる。

【００２１】このようにしてラインマウント型流量計Ａ
は、自己吸い上げポンプ６がユニットＢの構成要素とし
て機能しているときの移送潤滑油量を、ユニットＢ全体
の駆動を妨害・停止することなく簡便に実測・確認でき
る。

【００２２】さらに、流量計本体１３および観測窓１１
ｂが透明であるため、潤滑油供給量のみならず潤滑油の
質をも潤滑油の色などを見て判断することができ、ユニ
ットＢ内の状態の総合的な判断につなげることができ
る。

【００２３】なお、本発明は以上の実施例に限定され
ず、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。

【００２４】たとえば、還油経路１１の方向は垂直でな
くとも、水平面に対して傾斜して幾分かでも傾斜を有す
れば、本発明を利用して流体の単位時間当たり流量を検
出できる。

【００２５】

【発明の効果】本発明はラインマウント型流量計であっ
て、本体上部と、この本体上部よりも流路断面積の小さ
な本体下部とを液密に連結し、本体上部を内部の液面が
外部から目視可能な構成とした流量計本体を、流体を流
下させる管路の中に、その管路を流下する流体がすべて
導入されるように挿入し、前記管路に、前記本体上部を
前記管路外部から目視できる観測窓を設けたことを特徴
とする。

【００２６】このように構成されたラインマウント型流
量計において、流入する流体の温度・密度・粘性・モニ
ターしたい流量等を考慮して本体下部の流路断面積を適
切に設定し、同時に本体上部の流路断面積を十分に大き
く設定し潤滑油の流量を支配する流路抵抗が本体下部の
流路断面積と長さだけで決まる値にすれば、層流を利用
して単位時間あたり流量を外部の観測窓から目視できる
液柱の高さに変換し、その液柱の高さを目視することに
より、流量計本体を組み込んだ管路の流量を目視により
簡便に測定できる。

【００２７】このラインマウント型流量計をユニットの
任意の個所に組み込むことにより、液圧駆動装置がユニ
ットの構成要素として機能しているときの移送潤滑油量
を、ユニット全体の駆動を妨害・停止することなく簡便
に実測・確認できる。

【００２８】しかもモニタリングの方法は目視であるた
め大変簡便である。

【００２９】さらに、観測窓から流量計本体上部の内側
を目視できるため、潤滑油供給量のみならず潤滑油の質
をも潤滑油の色などを見て判断することができ、ユニッ
ト内の状態の総合的な判断につなげることができる。

【００３０】なお、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲
で種々変形が可能である。

【００３１】たとえば、管路の方向は垂直でなくとも、
水平面に対して傾斜して幾分かでも傾斜を有すれば、本
発明を利用して流体の単位時間当たり流量を検出でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例が適用されるユニットを示す
図。

【図２】本発明の一実施例を示す縦端面図。

【符号の説明】

１１…管路（還油経路） １１ｂ…観測窓 １３…本体 １４…本体上部 １５…本体下部 Ｓ１、Ｓ２…流路断面積 Ａ…ラインマウント型流量計

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】本体上部と、本体上部より流路断面積の小
   さな本体下部とを液密に連結し、本体上部を内部の液面
   が外部から目視可能な構成とした流量計本体を、流体を
   流下させる管路の中に、その管路を流下する流体がすべ
   て導入されるように挿入し、前記管路に、前記本体上部
   を前記管路外部から目視できる観測窓を設けてなるライ
   ンマウント型流量計。