JPS5845899B2 - うず型油霧発生器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガス状媒体内に潤滑剤粒子の懸濁を生せしめる
ための装置、特にうず型油霧発生器に関するものである
。

本発明は、霧発生器と潤滑さるべき機械部分とが遠く離
れている場合、および液状潤滑剤を微細に分割された粒
子に霧化する必要がある場合に、軸受ユニット、歯車ま
たはリンク伝動装置などのような機械部分を潤滑するこ
とを目的として、冶金術および機械類に関連して最も有
利に使用することができる。

うず理論に基いて作動する本発明の油霧発生器は、他の
周知の型式の油霧発生器、すなわちベンチュリスロート
を備えた発生器と比べて緒特性の最もよい組合せを持っ
ている。

これは、うす型発生器によれば、ガスの回転流れをより
高速で進ませうろこと、および油をガスの流れの中に供
給するために用いられる吸込ダクトを通ずる圧力の差の
大きさを増大させることができるという事実に由来して
いる。

うず理論に基いて作動する油霧発生器は先行技術におい
ても周知である（例えばソ連発明者証考４８８８９１号
、国際分類クラスＢＯ５Ｂ７／１０参照）。

この種の発生器は、貯油室と、油霧の出口を有するカバ
ーと、じょうご形室とから戊っており、該じょうご形室
には圧力のもとに通過するガスの回転流れを生じさせる
ように適合せしめられた入口孔と、軸向きに配置される
とともに該じょうご形室を１つの中間室に連通せしめる
細長い出口とが設けられ、前記の中間室は１つの通路を
通して前記の貯油室に連通ずる構成となっていることが
知られている。

加圧されたガスが前記の入口孔を通してじょうご形室内
に送られたとき、ガスの流れには大きな軸流速度と接線
速度とが生じ、その結果じょうご形室の出口の外周には
吸込帯域が生ずるが、この帯域は通路を通して前記の中
間室に連通している。

ここで注目さるべきことは、長い円筒形の出口管はガス
の流れを遅らせ、従って流速の低下と油の霧化の質の劣
化とを招くことである。

その上、周知の油霧発生器においては、油は前記の中間
室に送り出され、かつ該室内で対応する通路を通して前
記じょうご形室の出口に向きづけられるようになってい
るため、その通路の際に油とガスの流れとの間に大きな
相互作用面を付与することができない。

上記の不利益は次に述べる周知のうす型油霧発生器（米
国特許第３５１５６７６号明細書、米国分類クラス２５
２−２５９参照）によって排除されるが、この発生器は
、２つの端面と１つの回転側面とによって限界されると
ともに、圧力のもとに通過するガスの回転流れを生じさ
せるように適合せしめられた入口が設けられた、１つの
じょうご形室を持っている。

この発生器にはまた、油を前記じょうご形室から出るガ
スの回転流れの中に供給するために用いられる接線方向
に配置された複数の通路を有する、１つの相互作用室が
設けられている。

この相互作用室は、貯油室に連通ずる入口と油をガスの
回転流れの中に供給するために用いられる出口とを持っ
た１つの通路に連通している。

加圧された空気が入口を通してじょうご形室の内部に送
り込まれたとき、ガスの流れには大きな軸流速度と接線
速度とが生ずる。

ガスの回転流れは、それが前記じょうご形室の出口を離
れるとき相互作用室内に吸込帯域を生じさせ、その吸引
力）こよって液体は該相互作用室内に吸い込まれる。

液体は相互作用室からガスの接線速度の方向においてガ
スの流れの中に導かれ、それによって液体の霧化の度合
が増大されると同時に、その霧化の度合はまたガスの流
れの接触面積と霧化さるべき液体の容積との間の比率の
増大とともに増大する。

上記の発生器にはまた霧化さるべき液体の量を調整制御
するために用いられる潤滑剤の流れの調整弁が設けられ
ている。

しかしながら、このようなうず設計の霧発生器にじょう
ご形室の出口において強粘油を霧化するに十分なだけの
吸引力を付与することができない。

のみならず、周知の発生器の相互作用室内に発生せしめ
られる弱い吸引力は、吸引力、および従ってガスの回転
流れの中に吸い出される油の量を広範囲にわたって調整
するのには不十分である。

この種技術において周知に属する他の油霧発生器（米国
特許第３６０５９４２号明細書、米国分類クラス１８４
−６２６参照）にはまた、上記の部材に加えるに、じょ
うご形室と並びかつ鉄車の出口に対して近づけも遠ざけ
もできる調整式のスクリーンと、じょうご形室の外部に
鉄車と並んで配置されかつ鉄車の出口に対し近づけも遠
ざけもできるように架装された補助の油みぞとが設けら
れている。

じょうご形室の出口に対して近づけも遠ざけもできる前
記の調整式スクリーンと組み合わせて用いられた場合の
この油霧発生器は、その作動に際して、吸引力およびガ
スの回転流れの中に吸い出される油の量、ならびに油霧
内の粒子の大きさおよび量を制御することができる。

また前記の油みぞは、じょうご形室の外側を流れるガス
の回転流れの軸方向区域内および該じょうご形室出口の
外周上に有用な吸込帯域を生成せしめる。

前記油みぞからの油の供給は、高密度の霧を生じさせる
。

さらに、このような発生器は、ガスの流れの接触面積と
霧化さるべき油の容積との間の比率を増大させると同時
に霧の分散度を高める。

前記補助の油みぞはじょうご形室の外側に配置されてい
るから、ガスの回転流れの軸流速度は該補助のみぞ内を
流れる油は関して反対向きとなる。

これは、該みぞの出口における油の流れを減速させる結
果となる。

さらに、前記補助のみその出口から出る油は、最大接線
速度のガスの回転流れの帯域には向きづけられないばか
りでなく、ガスと油との相互作用の時間は油の有効な微
粒化には不十分である。

その上、油霧の密度、霧化さるべき油の量、および粒子
の大きさを制御するために、前記の発生器は相当多数の
素子を収容しており、これがその調整および制御を困難
にしている。

本発明の主たる目的は、じょうご形室のガスの回転流れ
の中への油の吸出しが改善されるように設計し、それに
よって高度の分散度を持つ高密度の霧を生じさせると同
時に、比較的低温の強粘油を用いることができるように
した、油霧発生器を提供することにある。

この主たる目的を心にとめて、本発明は、貯油室と；２
つの端面と１つの回転側面とによって限界されるととも
に、圧力のもとに通過するガスの回転流れを生じさせる
ように適合せしめられた入口孔と前記端面のうちの小さ
い方の端面に作られた出口孔とが設けられたじょうご形
室と：前記貯油室に通ずる入口部分と油をガスの回転流
れの中に供給するように適合せしめられた出口部分とを
有するダクトとから成る油霧発生器において、本発明に
従って、前記ダクトの出口部分がじょうご形室内に配置
されるとともに鉄車の入口孔と出口孔との中間まで延び
ている、うす型油霧発生器を提供したのである。

上記本発明発生器の利点は、前記ダクトの出口部分の配
置が該部分を吸込帯域内に位置し得しめた点であり、こ
の帯域内に生ずる圧力が貯油室内のそれよりも０．２な
いし０．８Ｊ／ｃｒ７ｔだけ低い点である。

このため、多量の油がガスの回転流れの中に吸い出され
ることとなり、低温および／または高粘度の油から油霧
を発生させることができると同時に、油の有効な霧化が
行なわれるのである。

本発明発生器の別の利点は、油とガス団との間の接触面
積が増大し、同時にそれら両者の相互作用の時間が長く
なることである。

その結果として、本発明油霧発生器は先行技術の霧発生
器に比べて油の微粒化の度合が大きく、また発生した油
霧は発生器から遠く離れている機械部分の潤滑を行なう
のに利用することができる。

本発明発生器の他の利点は、高密度の霧の生成および潤
滑すべき機械部分への油霧の輸送をエネルギと加圧ガス
とのより少ない消費で行ないうろことである。

これは、油がガスの回転流れの中に吸い出される帯域内
に生ずる強い吸引力と、ガスの流えの中に含まれる油の
いっそう有効な微粒化とによって達成されるのである。

前記ダクトの出口部分は、じょうご形室の中に配置する
とともに、鉄車の出口孔に対して近づけも遠ざけもでき
る調整にすることが得策である。

ダクトの出口部分を上記のように配置すると、吸引力お
よび霧化されつつある油の量を、閉そくのおそれがあっ
て信頼性の低い弁部材を用いることなしに制御すること
ができる。

また、前記ダクトの出口部分には、その中に配置され、
かつらせんみぞとして作られるとともに該ダクトの内部
に連通ずる通路を持った、コアを設けることが得策であ
る。

このような構造上の配置によれば、霧化さるべき油をガ
スの回転流れが最大速度を持つ帯域内に直接供給するこ
とができ、従って油霧の分散度を高めることができる。

さらに、コア内に設けられた通路はらせんみぞの形状を
持っているから、該通路はその長さを長くして油の流れ
に大きな抵抗を付与することができ、それによって該通
路の横断面積を狭めることなしに過剰の油がガスの回転
流れの中に吸い込まれないようにするものであり、前記
横断面積の縮小はよごれた油の中に含まれる固体粒子に
よって通路が閉そくされるというおそれが生ずるためき
わめて重要な問題なのである。

１つの態様においては、コアのらせんみぞはそれらの直
線母線がガスのうず回転の方向と一致するように配置さ
れている。

らせんみぞのこのような配置によれば、油をガスの回転
流れの中に最も有効に吸い出させることができ、従って
ガスの吸出しに要するエネルギの損失を少なくすること
ができると同時に、油霧の分散度を高めることができる
。

別の態様においては、コアは油送出しダクトの出口部分
に関して回転しうるように架装されるとともに、該コア
の同軸に固着架装された羽根車が設けられている。

この場合においては、らせんみぞの直線母線はガスの回
転流れの方向に関して反対向きにすることが必要である
。

そうすれば、羽根車の羽根に作用するガスの回転流れは
コアをガスのうず回転の方向とだいたい一致する方向に
回転させることになる。

らせんみぞの直線母線の軸線方向はガスのうず流れのそ
れと反対であるから、反力によって強い吸引力が生じ、
従って油を貯油室からガスの回転流れの中に吸い出す要
因となる圧力差を増大させる。

また、前記の反力はみずから固体粒子を抜き取るから、
みぞの閉そくが防止されることになる。

上記の態様の別の利点は、ガスの回転流れが羽根車を回
転させ、かつ従って油には余分の機械的作用が加わり、
油の粒子が羽根車の羽根によって付加的にせん断される
から、油霧の分散度が高められるという点にある。

本発明は、添付図面についての以下の説明によってより
よく理解されるものと考える。

まず第１図について説明すると、本発明を具現するうず
型油霧発生器は、貯油室１および頭部部材３に取り付け
られた底部材２を有し、底部材２と頭部部材３とは、シ
ーリング部材４およびそれら両部材２，３間に配置され
た締付は部材５によって密封状態に取り付けられている
。

頭部部材３は、油を霧化するために用いられる加圧され
た空気または任意の他のガスを送り出すように適合せし
められた加圧ガス人口６（第２図）と、油霧を潤滑が必
要な各所に放出するための油霧出ロアとを有する。

第１図にはまた管８が示されており、この管はその下端
にフィルタ９が装着されるとともに油の中に入れられて
おり、またその上端は頭部部材３に取り付けられている
。

入口６（第２図）は、頭部部材３内に形成された筒形穴
１１とインゼクタ１２（第３図）、およびカバー１３に
よって限界された環状空所１０に連通ずるように適合せ
しめられており、インゼクタ１２とカバー１３とは前記
の穴１１内に軸向きに配置されている。

インゼクタ１２は、シーリング部材１５上に載る肉厚部
分１４を有するとともに、カバー１３を該インゼクタ１
２の端面に当接させるねじプラグ１７によって頭部部材
３の環状突起１６に圧接せしめられており、それによっ
て加圧されたガスは、環状空所１０から、圧力のもとに
通過するガスの回転流れを生じさせるように適合せしめ
られた接線方向に配置された入口孔１９を有するじょう
ご形室１８内に送り出され、かつ鉄車から出口孔２０だ
けを通して吐き出される。

カバー１３およびねじプラグ１７には、ガスの環状空所
１０を、通路２４を介して管８に連通ずる油の送出し通
路２３から隔離するために用いられる、シーリング部材
２１および２２がそれぞれ設けられている。

前記のじょうご形室は、回転側面２５ならびに端面２６
および２７によって限定されている。

ねじプラグ１７およびカバー１３の軸向き孔を通して延
びているのは軸方向に動作させうるように架装されたす
べり棒２８で、この棒にはその接触面からの油の漏れを
防止するシーリング部材２９が設けられている。

すベリ棒２８の上端にはねじ部３０が設けられており、
このねじ部はプラグ１７内に形成された対応するねじ穴
にねじ込まれている。

ナツト３１は、すベリ棒２８を室１８の出口孔２０に関
して所要の位置に調整可能にロックするために用いられ
る。

すべり棒にはまたみぞが切られており、このみぞは通路
２３に連通する通路３２を形成している。

管８は通路２４．２３および３２と共同して油の送出し
ダクトの形成しており、そのダクトの入口部分は管８で
あるが、その出口部分３３はじょうご形室１８内に配置
されるとともに入口孔１９と出口孔２０との間まで延び
ている。

孔１９と２０とは第４図に最もよく示されている。

ガスの回転流れを生じさせるために、各社１９は室１８
の軸線に関して接線方向に配置されるとともに同じ方向
に延びている（第３図および第４図）。

第５図は油送出しダクトの出口部分３３の拡大図を示し
、該出口部分はその中に固定配置されたコア３４を収容
するとともにらせんみぞ３５のような形状の通路を有す
る。

前記らせんみぞの直線母線の軸方向は、接線方向に配置
された孔１９（第４図）によって定まるようなガスのう
ず回転の方向と一致する。

第６図は出口部分３３の他の態様を示す拡大図で、この
出口部分はその中に回転架装されたコア３６を有すると
ともにらせんみぞ３７のような形状の通路を有し、前記
らせんみぞの直線母線の軸方向はガスのうず回転の方向
と反対である。

羽根車３８はコア３６（第６図）のピン３９（第７図）
に固着されている。

すべり棒２８（第３図）の下端は一部玉縁状になってい
て突起４０が形成されているが（第６図）、この突起コ
ア３６（第６図）の下向きの軸方向変位を制限するため
のものである。

作動に際し、加圧されたガスは入口６を通して環状空所
１０に送り込まれ、次いで室１８の接線方向に配置され
た入口孔１９が導かれる。

その結果としてガスは、それが入口孔１９を離れたとき
うずを巻き、かつその回転方向のだいたい軸線方向に進
んで室１８の出口孔２０に向うが、その接線速度は半径
に逆比例する。

じょうご形室１８内を流れるガスの回転質量は吸込帯域
を作り出すとともに、油の中に入れられた管８の入口と
前記吸込帯域内に延びる油送出しダクトの出口部分３３
との間に圧力差を生せしめる。

この圧力差は、油を貯油室１からガスの回転流の中に吸
い出させて油を霧化し、かくして作り出された油霧は次
いで出ロアを通して潤滑を必要とする各所（図示してな
い）に送り出される。

ガスの回転流れを生じさせるために用いられる入口孔１
９が設けられたじょうご形室１８（第３図）内に直接供
給される油は、油とガス団との間の接触面積の増大なら
びに相互作用時間の長さの増加によってその霧氷作用が
増強される傾向がある。

室１８の吸込帯域内に生ずる吸引力は、鉄車の軸線に沿
って変動する。

また油送出しダクトの出口部分３３と出口孔２０との間
の距離の変化は、油の中に入っている管８の端と油送し
ダクトの出口部分３３との間に生ずる圧力差の値を変化
させる結果となる。

みぞ通路のらせん配置は、該通路の長さを同じ長さのコ
アに関して著しく長くすることとなり、それによって油
の流れに大きな抵抗を付与するとともに、該通路の横断
面積を不当に狭めることとしに過剰の油がガスの回転流
れの中に供給されないようにするものであり、前記横断
面積の縮小は該通路がよごれた油の中に含まれる固体粒
子によって閉そくされるおそれを生ずるのである。

また、らせんみぞ３５の直線母線の方向はガスの回転流
れのそれと一致している。

このことは、油をガスの回転流れの進行方向に関し接線
方向に向きづけ、ガスの回転流れ内への油の吸込作用を
強めると同時に、油粒子の大きさを小さくするものであ
る。

らせんみぞ３７を有するコア３６（第６図）は油送出し
ダクトの出口部分３３内に回転架装されている。

ガスの回転流れがコア３６に固着された羽根車３８のこ
のことは霧化される油の吸引力と量との制御を可能にす
るものである。

ガスうずの半径に沿うガスの流れの接線速度の分布は、
不平等でかつ１つの最大値を持っていることはよく知ら
れている。

液体粒子の霧化理論に従えば、液体は、それが最高速度
を持つガスの回転流れの中に供給された場合、微細に分
割された粒子となって霧化される。

室１８内に生ずる吸込帯域は回転放物面に似た形をして
おり、ガスの回転流れはその外周において最大接線速度
に達することは経験的にわかっている。

その結果として、油が、油送出しダクトの出口部分３３
内に固定されかつらせんみぞ３５が設けられたコア（第
５図）を使用している吸込帯域の周辺部分に吸い込まれ
た場合、よって発生する油霧は高度の分散度を持ってい
る。

コア３４内における羽根に突き当ったとき、コアはガス
の回転方向とだいたい一致する方向に高速度で回転せし
められる。

コア３６のらせんみぞ３７の直線母線の軸線方向はガス
の流れの軸線方向と反対であるから、コアの回転によっ
て生ずる反力は吸引力の増大と、油を貯油室１（第３図
）からガスの回転流れの中に吸い出す要因となる圧力差
の増大とに寄与する。

とりわけ、前記の反力はよごれた油の中に含まれている
固体粒子をみぞ３７（第６図）から抜き取るのに役立ち
、従って該みぞの閉そくを防止するのに役立つ。

また羽根車３８は、ガスの回転流れによって回転せしめ
られるのであるから、油粒子に対し機械的に作用しその
羽根によりそれら油粒子を付加的にせん断し、従って油
霧はさらに高度の分散度まで微細に霧化される。

本発明は、霧化される液体として油を用いた場合につい
てここに開示はしたけれども、本発明の本質を離れるこ
となくして他の任意の液体を霧化しうるものであること
は尚業者にとっては明らかなところであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具現する油霧発生器の部分断面図；第
２図は第１図の■−■線に沿う拡大横断面図；第３図は
第２図の■−■線に沿う油霧発生器上部の縦断面図；第
４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線に沿う拡大横断面図；第５
図は油をガスの回転流れの中に供給するのに好適なコア
の拡大図；第６図は他の態様のコアを示す拡大図；第７
図は第６図の■−■線に沿う横断面図である。 １８・・・・・・じょうご形室、１９・・・・・・加圧
ガスを進入させる入口、２０・・・・・・出口孔、油送
出しダクトの出口部分、３４・・・・・・固定コア、３
６・・・・・・回転コア、３５，３７・・・−・・らせ
んみぞ、３８・・・・・・羽根車。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 貯油室と；２つの端面と１つの回転側面とによって
   限界されるとともに、圧力のもとに通過するガスの回転
   流れを生じさせるように適合せしめられた入口孔と前記
   端面のうちの小さい方の端面に作られた出口孔とが設け
   られたじょうご形室と；前記貯油室に連通ずる入口部分
   と油をガスの回転流れの中に供給するように適合せしめ
   られた出口部分とを有するダクトとから成る油霧発生器
   において；前記ダクトの出口部分３３はじょうご形室１
   ８内に配置されるとともに鉄車の入口孔１９と出口孔２
   ０との中間まで延びていることを特徴とする、うず型油
   霧発生器。 ２ ダクトの出口部分３３は出口孔２０に近づけること
   も遠ざけることもできる調整式になっていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の発生器。 ３ ダクトの出口部分３３内にはコア３４が装着されて
   おり、該コアには前記ダクトの内部に連通ずるらせんみ
   ぞ３５のように形づくられた通路が設けられていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   発生器。 ４ らせんみぞ３５の直線母線の方向はガスのうず回転
   の方向と一致していることを特徴とする特許請求の範囲
   第３項記載の発生器。 ５ コア３６がダクトの出口部分３３に関して回転しう
   るように架装されており、またコア３６にはそれと同軸
   に配置固着された羽根車３８が設けられ、らせんみぞ３
   ７の直線母線の方向はガスのうず回転の方向と反対にな
   っていることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の
   発生器。