JPS5845898B2 - 渦型油噴霧発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガス質キャリア中に潤滑剤粒子サスペンショ
ンを発生する装置に関するものであり、特に油噴霧発生
装置に関するものである。

本発明は、冶金及び機械類に関連して、油噴霧発生装置
と被潤滑機械部品との距離が犬であって液体潤滑油を微
細粒子状に噴霧する必要のある場合に、軸受ユニット、
歯車またはリンク伝動機構等の機械部品の潤滑の目的で
使用するのが最も有効である。

渦流原理で作動する本発明の油噴霧発生装置は、公知の
型の発生装置、即ちベンチュリ管のノズルを備えた発生
器と比較してすぐれた特性を備えている。

これは、製型発生装置は回転ガス流をより高速で回転さ
せて、ガス流の中に油を供給する吸引ダクト前後の差圧
値を増大させうる事による。

渦流原理で作動する油噴霧発生装置は公知である（ソ連
特許第４４８，８９１号、Ｉｎｔ、Ｃ１，Ｂ ０５Ｂ
７／１０参照）。

この発生装置は貯油室と、油霧霧出口を備えたカバ一部
材と、回転ガス流発生用渦室とを有し、この渦室は接線
方向に配置された圧下ガス導入開口と、軸方向に配置さ
れた長い円筒形排出開口とを備え、この排出開口は渦室
を中間室と連通し、この中間室は貯油室と連通している
。

前記の接線導入開口から渦室の中に圧下ガスが送られる
際に、ガス流は大きな軸方向速度と接線方向速度とを生
じ、その結果、渦室排出開口の外周に吸引区域が作られ
、この吸引区域は通路を通して前記中間室と連通してい
る。

前記の長い円筒形排出開口はガス流速度を低下させ、こ
れによってガス流量と油噴霧化品質とを低下させる傾向
がある。

更にこの公知の油噴霧装置においては、油は中間室の中
に送られ、その中において対応の通路を通して渦室の排
出開口に送られるが、これらの通路はその内部を通る油
とガス流との充分な相互接触面を生じない。

また公知の製型発生装置（米国特許第 ３．５１５，６７６号、Ｕ、Ｓ、ＣＩ 、２５２−３５
９参照）においては前記の欠点は除去されている。

この装置は、接線方向に配置された導入開口と軸方向に
配置された排出開口を備えた回転ガス流発生用渦室と、
前記渦室の排出開口から出る回転ガス流の中に油を送る
為に接線方向に配置された通路を有する相互作用室とを
含む。

圧下空気が接線配置導入開口を通して渦室内部に送られ
る際に、ガス流は大きな軸方向速度と接線方向速度を生
じる。

回転ガス流が渦室の排出開口から出る際に相互作用室の
中に吸引区域を生じ、この吸引力が液体を相互作用室の
中に吸引させる。

液体は相互作用室から、接線ガス速度の方向にガス流中
に送られ、これによって液体噴霧化度を増大する。

この噴霧化度は、ガス流の接触面と噴霧される液体量の
比の増大と共に増大する。

またこの発生装置は、噴霧される液体量を制御する為の
潤滑油流量制御弁を備える。

しかしながらこの種の渦流型噴霧発生装置は、高粘度油
の噴霧の場合、渦室の排出開口において充分な吸引力を
発生する事ができない。

この故に、油を相当高い温度に予熱する必要があり、そ
の結果、余分のエネルギー支出を伴う。

更に公知発生装置の相互作用室内の低い吸引力は、吸引
力そのものの、従って回転ガス流の中に吸引される油量
の、広い範囲の調整を実施するには不丁分である。

また他の油噴霧発生装置（米国特許第 ３．６０５，９４２号、Ｕ、Ｓ、Ｃ１，１８４−６２６
参照）においては、前記の各部材の他に、渦流排出口に
向かってまたはこれから離れる様に調整可能に渦室と整
列されたスクリーン、並びに渦室の外部に配置され渦室
と整列された補助油チャンネルを備え、前記チャンネル
は渦流排出開口に向かってまたはこれから離れる様に調
整自在に装着される。

前記油噴霧装置は、その操作に際して、前記スクリーン
と結合的に使用される際に、吸引力と、回転ガス流中に
吸引される油量、並びに油噴霧中の粒子の径と量とをあ
る程度広く調整する事が可能である。

前記油チャンネルは、渦室カラ出る回転ガス流の軸線区
域、並びに渦室排出開口の外周部において有効な吸引区
域を発生させる。

前記油チャンネルを通しての油の供給により高密度噴霧
の発生が可能となる。

その上、この種の発生装置は、ガス流の接触面積と噴霧
される油量との比率を増大させ、これに伴って噴霧分散
度を増大させる事が可能である。

補助油チャンネルは渦室外部に配設され、回転ガス流の
軸方向速度は補助チャンネル中を流れる油に対して逆方
向を成しているので、前記チャンネルの出口における油
の流速を減速する結果となる。

更に、補助チャンネルの出口から出る油は回転ガス流の
最大接線速度区域の中に送られる事ができず、またガス
／油相夏作用時間は噴霧を完遂するのに不充分である。

更にこの種の油噴霧発生装置は、油噴霧の密度、噴霧さ
れる液体量、並ひに粒径を変更する為、比較的多数の要
素を含み、この為その調整と制御が複雑となる。

本発明の主たる目的は、油噴霧発生装置において、回転
ガス流を発生する渦室が回転ガス流中への油の吸引を改
良して、高度の分散度を有する高密度噴霧を発生し、従
来技術よりも低い温度の高密度油を使用する事を可能に
する様にした装置を提供するにある。

この主目的を達成する為、貯油室と、接線方向に配置さ
れた圧下ガス導入開口並ひに軸方向排出開口を備えた回
転ガス流発生用渦室と、貯油室に開いた導入部及び回転
ガス流の中に油を送る排出部を有するダクトとを備えた
渦型油噴霧装置において、本発明によれば、渦室の接線
方向に配置された導入開口の総面積と渦室出口開口の面
積の比は０．７を超える事なく、これによって渦室内部
に吸引区域を発生し、前記ダクトの排出部は前記渦室内
部に排出された吸引区域の中に配置される様にした装置
が提供される。

本発明による装置の利点は、渦室の接線方向ガス導入開
口の総面積と渦室のガス排出開口の面積との所定比率に
より、渦室内部に吸引区域を発生させ、この吸引区域中
の圧は貯油室中の圧より０．２〜０．８ ｋｇｆ／ｃｒ
Ａ低いことにある。

これによって多量の油を回転ガス流中に吸引させ、より
低温のまた／あるいは高度の粘度を有する油から油噴霧
を発生させる事ができ、効率的な噴霧を実施する事が可
能である。

更に、本発明による装置は、油とガス体との接触面積、
並びにその相互作用時間を増大させる事ができる。

その結果、本発明の装置は従来の装置と比較して、油の
噴霧塵が向上し、また発生装置からはるかに離れた機械
部品の潤滑を実施する為に噴霧を発生する事が可能であ
る。

本発明装置の更に他の利点は、少いエネルギー／圧下ガ
ス消費量をもって、高密度の噴霧を発生しまた潤滑され
るべき機械部品までこの噴霧を転送するにある。

これは、回転ガス流の中に油を吸引する区域中に作られ
る吸引力が高い事、及びガス流中に含まれる油の噴霧化
がより能率的に実施される事による。

接線方向に配置された圧下ガス導入開口の総面積と軸方
向排出開口の面積の比は０．３〜０．５の範囲内とする
事が推奨される。

前記の範囲は貯油室と吸引区域との間に最大差圧を発生
するのに最適である。

また、渦室内部に配置されたダクト排出部は、吸引力の
制御の為、渦室の軸方向排出開口に対して調整可能とす
る事が推奨される。

この様なダクト排出部の構造は、閉塞の可能性のために
信頼度の低い弁部材を用いる事なく吸弓力と噴霧される
油量とを制御する事を可能にする。

更に、ダクトの排出部の中にコア部材を配置し、このコ
ア部材は、ダクト内部と連通して吸引区域の外周部に油
を送る為の通路を備える様にする事が推奨される。

前記の様にダクトの排出部にコアを備えるが故に、油は
回転ガス流の最大速度区域の中に送られ、これによって
油噴霧の分散度を増大させる事ができる。

本発明の一実施態様においては、コアの通路はコア軸線
に対して偏心的に配置される。

コア通路の偏心的配置は、回転ガス流中への油の吸引を
改良し、油吸引に消費されるガス流エネルギーの損失を
低減させ、その結果、油の噴霧化を更に能率的にする。

本発明の他の実施例においては、コアは、螺旋溝状に形
成された、吸引区域の外周部に油を排出する為の通路を
備え、これら溝の螺旋形母線の軸方向は回転ガス流の方
向と一致する様に成される。

コアの中に螺旋溝状通路を備える事により、充分に長く
て油流に対して大きな抵抗を示す通路を備える事が可能
となり、これにより、通路断面積を減少させないで回転
ガス流中への過度の油量の吸引を防止する事ができる。

通路断面積の減少は汚染油中に包含される固体粒子によ
る通路の閉塞を生じるおそれがある。

更に、通路を威す為にコアの中に切込まれたこの螺旋溝
により、油は回転ガス流、の中に、より効率的に吸引さ
れ、これによって、油の吸引に必要とされるエネルギー
ロスを低減させると共に、油の噴霧粒径を減少させる事
ができる。

コアを送油ダクトの排出部に対して回転自在に装着し、
このコアに対してインペラを剛性的に固着する事ができ
る。

この場合、吸引区域の外周部の中に油を送る為の通路は
螺旋溝として設計され、この溝の母線の軸方向が回転ガ
ス流の方向に対して逆方向となる様にする事が必要であ
る。

この場合、インペラの羽根に作用する回転ガス流がコア
を、ガス流回転方向と一致する方向に回転させる。

螺旋溝の母線の軸方向が回転ガス流の方向に対して逆方
向であるから、反力によって多大の吸引力が作られ、こ
れによって差圧を増大し、この差圧が油を貯油室から回
転ガス流の中まで吸引させる。

更に、この様にして発生した反力が溝からの固体粒子の
除去を容易に成し、これによって溝の閉塞を防止する。

この様なコアの実施態様とインペラとの結合構造の他の
利点は、回転ガス流がインペラを回転させ、このインペ
ラが油に対して余分に機械的作用を加えて油滴がインペ
ラの羽根によって追加的に剪断され、油噴霧の分散度の
増大をもたらす事である。

以下本発明を図面に示す実施例について詳細に説明する
。

添付図面について説明すれば、第１図に示す本発明によ
る両型油噴霧発生装置は貯油室１、底板２及びヘッド部
材３を有し、これらの部材は、相互間に配置されたシー
ル部材４と締結部材５によって相互に固定されている。

ヘッド部材３は、油噴霧に使用される圧下空気またはそ
の他任意のガスを送るための圧下ガス導入口６（第２図
）と、潤滑を必要とする個所に油噴霧を排出する油噴霧
ロアとを有する。

第１図に示す管８は、フィルタ９を備えたその導入部が
油中に挿入されている。

この管８はヘッド部材３に固着されている。

ガス導入口６（第２図）は環状キャビティ１０と連通し
、このキャビティは、ヘッド部材３の中に形成された円
筒形内孔１１と、ノズル１２（第３図）及び前記内孔１
１の中に軸方向に配置されたカバ一部材１３とによって
限定されている。

ノズル１２はフランジ部１４を有し、このフランジ部は
シール部材１５上に装着され、ねじプラグ１７によって
ヘッド部材３の環状突起１６に対して圧着される。

このねじプラグ１７はカバ一部材１３をノズル１２の端
面と接触させている。

この様にして、圧下ガスは環状キャビティ１０から、接
線に配置された導入開口１９のみを通して、回転ガス流
を発生する様に戒された渦室１８の中に導入され、この
渦室から、軸方向開口２０のみを通して排出される。

カバ一部材１３とねじプラグ１７は、環状キャビティ１
０を送油路２３から分離するためのシール部材２１と２
２を備え、この送油路２３は通路２４と２５を介して管
８と連通している。

通路２４にはその出口開口内に取入プラグ２６が配置さ
れている。

発生装置を設定する際に、通路２４の出口開口に対して
適当な圧力計（図示されず）が備えられる。

ねじプラグ１７とカバ一部材１３の軸方向開口の中にス
ライダ２７が挿入され、このスライダは軸方向動自在に
装着され、またシール部材２８と２９を備えて、対向面
間の油洩れを防止する。

スライダ２７の上端のねじ部３１は、ねじプラグ１７の
対応のねじ孔の中にねじ込まれている。

所要の吸引力に対応する位置にスライダ２７を調整自在
に固定するため、ナツト３１が使用される。

スライダ２７はその内部に通路３２を形成され、この通
路３２は通路２３と連通している。

管８は、通路２５，２４，２３及び３２と共に、送油ダ
クトを成し、このダクトの導入部は管８から成り、ダク
トの排出部３３は渦室１８の吸引区域の中まで入ってい
る。

第４図に最もよく図示されている様に、渦室１８は複数
の開口１９と１つの排出口２０とを有する。

回転ガス流を発生するため、開口１９は接線方向に配置
され、また渦室１８の軸線に対して同一方向に延びてい
る（第３図と第４図）。

下記において更に詳細に説明する様に、渦室１８の内部
に吸引区域を発生するためには、開口１９の総面積と開
口２０の面積の比は０．７を超えてはならず、好ましく
は０．３〜０．５の範囲内とする。

第５図と第６図は送油ダクトの排出部３３を示す拡大図
である。

この排出部にはその内部にコア３４が密封的に装着され
、このコアは偏心通路３５．３６を備え、これらの通路
は吸引区域の外周部に油を送入する。

また第７図に示す送油ダクト排出部３３にはその内部に
コア３７が密封的に装着され、このコアは螺旋溝として
形成された通路を有する。

この溝の母線の軸方向は、切線方向開口１９（第４図）
によって決定されるガス回転方向と一致する。

第８図の拡大図で示す排出部３３にはその内部にコア３
９が装着され、このコア３９は螺旋状溝４０状通路を備
え、これら溝の母線の方向はガス回転方向の逆である。

コア３９（第８図）のピン４２（第９図）に対してイン
ペラ４１が固着されている。

スライダ２７（第３図）の下端は部分的にビード状を戒
し、コア３９・（第８図）の軸方向下降運動を制御する
ための突起４３を威している（第８図）。

本装置の作動に際して、圧下ガスが導入口６（第３図）
から環状キャビティ１０の中に強制的に送入され、次に
渦室１８の接線方向導入開口１９に送られる。

その結果、ガスは、導入開口１４を出る際に渦流を威し
、渦室１８の排出開口２０に向って放射方向内向に膨張
し、その接線速度はガス渦流の半径の減少に伴らて増大
する。

渦室１８の中を流れる回転ガス体は吸引区域を発生する
と共に、油中に導入された管８の導入部分と、この吸引
区域の中に入った送油ダクトの排出部分３３との間に差
圧を生じる。

この差圧が、貯油室１から、渦室１８中の回転ガス流の
中へ油を吸引し、このガス流の中で油を噴霧化して油噴
霧を生じ、この油噴霧は噴霧ロア（第１図）を通して、
潤滑を必要とする点（図示されず）まで送られる。

渦室１８の中に直接に送油する事により、油とガス体と
の間の接触面積が増大し、また相互作用期間が延長され
るので、噴霧効果の増大を生じる。

実験的に発見された様に、渦室１８の接線方向導入開口
１９の総面積Ｆ１と軸線排出開口２０の面積Ｆ２との比
が一定範囲内にある時、渦室１８の内部に安定した吸引
区域が生じ、その吸引力は渦室１８の軸線に沿って変動
する。

また、最大吸引力は渦室１８の幾何学特性によって僅か
にしか決定されないが、Ｆ１対Ｆ２比によって大きく支
配される事が発見された。

第１０図は、圧下ガス用接線導入開口１９と、貯油室１
内部の間の差圧△Ｐ１の３値に対して、渦室１８内部に
作られる最大吸引圧△ＰをＦｌとＦ２の比率の関数とし
て示すグラフである。

△Ｐ１の値はそれぞれ２，３及び４ ｋｌ？ ｆＡに等
しく取り、これによって実際上使用される差圧△Ｐ、の
全範囲をカバーする。

第１０図に示された様に、比Ｆ１／Ｆ′２が０．７を超
えない時、油は渦室に吸引され、この比率が０．３と０
．５のレンジ内にある時、吸引圧はその最大値に達し、
この範囲が高密度油噴霧を生じるのに最適である。

公知の様に、ガス渦流半径上のガス流接線速度の分布は
不均一であり極大値を有する。

液体粒子噴霧化理論から、回転ガス流の最大流速区域に
液体が供給された時に最も微細に分割される事が知られ
ている。

また、渦室１８内部に作られる吸弓区域は回転放物面状
を成し、その外周区域において回転ガス流が最大接線速
度に達する事は実験的に発見されている。

その結果、送油ダクトの排出部分３３と連通した通路３
５と３６を備えたコア３４（第５図と第６図）を使用し
て油を吸引区域の外周部の中に吸引させた場合、これに
よって発生された油噴霧は高度の分散度゛を有する。

本発明による発生器の一実施態様において、コア直径は
渦室１８の半径の０．３倍に等しい。

またコアの偏心配置通路３５．３６は、ガス流の回転方
向に対して接線方向に油を送る。

これは、回転ガス流の中への油の吸引効果を増大し、ま
た噴霧された流体の粒径を低下させる傾向を示す。

螺旋溝３８を備えたコア３７（第７図）を使用する事に
より、類似の効果が得られる。

コア３７の中に溝として形成された通路の螺旋構造のた
めに、同一長のコアについて通路長を大巾に増大させる
事が可能であり、この様にして油流に対して大きな抵抗
を加える事ができ、通路の断面積を過度に減少させる事
なく、回転ガス流の中に過度の油が供給される事を防止
する事ができる。

油通路の過度の減少は汚染油中に含まれた固体粒子によ
る通路の閉塞をもたらす可能性がある。

螺旋溝４０を有するコア３９（第８図）はダクトの排出
部３３の中に回転自在に装着されている。

回転ガス流がコア３９に剛着されたインペラ４１の羽根
に衝突する際に、コア３９は、ガス回転方向と大体一致
する方向に高速で回転させられる。

コア３９の螺旋溝４０の母線の軸方向はガス流の軸方向
に対して逆方向であるから、コアの回転によって生じる
反力が余分の吸引量をもたらし、また差圧の増大を生じ
、この様にして油は貯油室１から回転ガス流中に吸引さ
れる。

（第３図）。特に注意すべきは、前記の反力が、汚染油
中に含まれる固体粒子を溝４０（第８図）から引出すの
に役立ち、これによって溝の閉塞を防止する事である。

インペラ４１は回転ガス流によって回転させられるので
あるから、このインペラの羽根が油滴に対して機械的に
作用し、油滴はこれによって更に剪断され、より高い分
散度まで噴霧される。

前記において本発明は噴霧される液体として油を使用し
た場合について説明したのであるが、本発明の主旨の範
囲内において、他の任意の液体をも噴霧できる事は明白
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による油噴霧発生装置の部分断面図、第
２図は第１図の■−■線に沿う拡大断面図、第３図は第
２図のＩ−ＩＩ線に沿う発生装置上部の断面図、第４図
は第３図の■−■線に沿った渦室拡大断面図、第５図は
渦室内部に作られた吸引区域の外周部に渦を供給するコ
アの拡大図、第６図は第５図のＶＩ−ＶＩ線に沿った断
面図、第７図はコアの他の実施態様の拡大図、第８図は
コアの更に他の実施態様の拡大図、第９図は第８図のイ
ンペラの平面図、また第１０図は渦室の接線方向ガス導
入開口の総面積と軸方向ガス排出開口の面積との比に対
する渦室内部の差圧△Ｐのグラフでる。 １８・・・・・・渦室、１９・・・・・・圧下ガス導入
開口、２０・・・・・・ガス排出開口、３３・・・・・
・送油ダクトの排出部、３４・・・・・・コア、３５，
３６・・・・・・油排出用通路、３８・・・・・・螺旋
溝、３９・・・・・・コア、４０・・・・・・螺旋溝、
４１・・・・・・インペラ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 貯油室と、圧下ガスを導入する為に接線方向に配置
   された導入開口並びに軸方向ガス排出開口を備え、回転
   ガス流を発生する様に戒された渦室と、前記貯油室と連
   通した導入部及び油を回転ガス流中に送る排出部を有す
   るダクトとを含む桶型油噴霧発生装置において、渦室１
   ８の中に圧下ガスを導入する為の接線方向に配置された
   導入開口１９の総面積と軸方向ガス排出開口２０の面積
   との比は０．７を超える事なく、これによって渦室１８
   内部に吸引区域を生じ、ダクトの排出部３３は前記渦室
   １８の吸引区域の中に配置される事を特徴とする桶型油
   噴霧発生装置。 ２ 圧下ガスを導入する接線方向に配置された導入開口
   １９の総面積と軸方向ガス排出開口開口２０の面積との
   比は０．３〜０．５の範囲内にある事を特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の桶型油噴霧発生装置。 ３ ダクトの排出部３３は渦室１８内部に配置され、ま
   た吸引力を制御する為、前記軸方向排出開口２０に向か
   ってまたはこれから離間する様に調整可能である事を特
   徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載の装
   置。 ４ 前記ダクトはその排出部３３内部に配置されたコア
   を有し、このコアはダクト内部と連通した複数の通路を
   備え、これらの通路は油を吸引区域の外周部中に送る様
   に成された事を特徴とする特許請求の範囲第１項または
   第２項に記載の発生装置０ ５ 吸引区域の外周部に油を送る前記通路３５゜３６は
   コア３４の軸線に対して偏心的に配置されている事を特
   徴とする特許請求の範囲第４項に記載の装置。 ６ 吸引区域の外周部に油を送る通路は螺旋形溝３８と
   して形成され、螺旋形溝３８の母線の軸方向は回転ガス
   流の軸方向と一致する事を特徴とする特許請求の範囲第
   ４項に記載の装置。 ７ コア３９はダクトの排出部３３に対して回転自在で
   あり、すここのコア３９はその軸線に沿って剛性的に固
   着されたインペラ４１を備え、また吸引区域の外周部の
   中に油を送る通路は螺旋形溝４０として形成され、溝４
   ０の母線の軸方向は回転ガス流の軸方向に対して逆方向
   である事を特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の装
   置。