JP2005246140A - Method for removing bubble in oil liquid and apparatus for removal of bubble - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、油液、特に潤滑油のような循環系で使用する油液中に発生した気泡を除去する方法及びそのための装置に関する。詳しくは、自動車、船舶、工業（例えば、金属加工及び設備機器）等において循環系で用いられる潤滑油中において発生した気泡を除去する方法及びそのための装置に関する。 The present invention relates to a method for removing bubbles generated in an oily liquid, particularly an oily liquid used in a circulating system such as a lubricating oil, and an apparatus therefor. More specifically, the present invention relates to a method for removing bubbles generated in lubricating oil used in a circulation system in automobiles, ships, industry (for example, metal processing and equipment), and an apparatus therefor.
近年、自動車のオイル循環系、例えばエンジンやトランスミッション（ＡＴ、ＭＴ、ＣＶＴ）に用いられる潤滑油としては、撹拌、摺動等による摩擦損失を低減し、燃費を向上するために、低粘度化の研究、開発が進められている。しかしながら、粘度を低下させると、撹拌、摺動等により巻き込む空気量が増加し、発生する泡量が増加する。潤滑油中の泡量が増加すると、発生油圧が不安定となったり、また泡巻き込みによる異音発生、あるいは洩れ等の不具合が発生し易くなる。
このため、従来から、潤滑油中に発生する泡量を減少させるために、種々の消泡剤が検討されてきた。例えば、特許文献１には、特定のシロキサンを配合することにより、優れた消泡性を有する潤滑油組成物が開示されている。
しかしながら、従来用いられている消泡剤は、その使用が長期に渡ると、撹拌、摺動等の機械的応力により分子が切れ、或いは酸化され、次第に消泡効果が低下してくる傾向にあった。
In recent years, lubricating oils used in automobile oil circulation systems such as engines and transmissions (AT, MT, CVT) have been reduced in viscosity in order to reduce friction loss due to stirring, sliding, etc., and improve fuel efficiency. Research and development are ongoing. However, when the viscosity is lowered, the amount of air that is entrained by stirring, sliding, and the like increases, and the amount of bubbles generated increases. When the amount of bubbles in the lubricating oil increases, the generated hydraulic pressure becomes unstable, and problems such as generation of abnormal noise due to entrainment of bubbles or leakage are likely to occur.
For this reason, conventionally, various antifoaming agents have been studied in order to reduce the amount of foam generated in the lubricating oil. For example, Patent Document 1 discloses a lubricating oil composition having an excellent defoaming property by blending a specific siloxane.
However, when the antifoaming agent used in the past is used for a long time, the molecule is cut or oxidized due to mechanical stress such as stirring and sliding, and the antifoaming effect tends to gradually decrease. It was.
そこで本発明は、かかる従来の課題を解決すべく開発されたものであり、消泡性の効果を持続可能な気泡除去方法及びそのための装置を提供することを目的とする。 Then, this invention was developed in order to solve this conventional subject, and it aims at providing the bubble removal method and apparatus for it which can maintain the defoaming effect sustainable.
本発明は、所定の循環系で使用中の油液に発生した気泡を除去する方法を提供する。ここで「循環系」とは、目的の油液が使用される系（作業空間）であって、所定量の油液が循環的に及び／又は連続的に使用されて気泡の発生が起こり得る系をいう。例えば、自動車のエンジン、トランスミッション、真空ポンプ等はここでいう循環系に包含される典型例である。
ここで開示される方法は、該循環系に存在する油液と該油液中及び／又はその表面に発生した気泡との総体積を検知すること、および、前記総体積が所定値を超えたことが検知されたときには、前記総体積を前記所定値又はその近似値まで低下させ得る供給速度で前記使用中の油液中に気体を能動的に導入することを包含する。
また、本発明の好適な態様は、前記総体積の所定値として、以下のように予め決定されたパラメータＸ：
すなわち、対象とする油液の単位体積（V1cm3）中に徐々に供給速度を増大させつつ所定の気体を供給し、該気体の油液単位体積当たりの供給速度とその供給された気体によって発生した気泡（V2cm3）を含む油液の総体積増加率（(V1+V2)/V1）との関係を測定することによって、前記供給速度の増大に応じて前記総体積増加率も上昇していく過程および前記供給速度の更なる増大に反して逆に前記総体積増加率が低下して過程を経て、前記供給速度を更に増大させても前記総体積増加率は略一定に安定する過程に至った際の該安定増加率Ｘと、該循環系に存在する油液の体積とを乗じて得た値又はその近似値が採用される。
The present invention provides a method for removing bubbles generated in an oil liquid being used in a predetermined circulation system. Here, the “circulation system” is a system (work space) in which a target oil solution is used, and a predetermined amount of oil solution may be used cyclically and / or continuously to generate bubbles. Refers to the system. For example, automobile engines, transmissions, vacuum pumps, and the like are typical examples included in the circulation system referred to herein.
The method disclosed herein detects the total volume of the oil liquid present in the circulation system and bubbles generated in the oil liquid and / or on the surface thereof, and the total volume exceeds a predetermined value. When this is detected, it includes actively introducing a gas into the oil in use at a feed rate that can reduce the total volume to the predetermined value or an approximation thereof.
Further, according to a preferred aspect of the present invention, as the predetermined value of the total volume, a parameter X determined in advance as follows:
That is, a predetermined gas is supplied while gradually increasing the supply rate into the unit volume (V1 cm 3 ) of the target oil liquid, and the gas is generated by the supply speed per unit oil oil volume and the supplied gas. By measuring the relationship with the total volume increase rate ((V1 + V2) / V1) of the oil liquid containing bubbles (V2cm 3 ), the total volume increase rate increases as the supply speed increases. Contrary to the process and the further increase in the supply rate, the total volume increase rate decreases, and the total volume increase rate is stabilized substantially constant even if the supply rate is further increased. A value obtained by multiplying the stable increase rate X at the time of arrival and the volume of the oil liquid present in the circulation system or an approximate value thereof is employed.
本発明者は、気体の供給される（即ち、発生する又は巻き込まれる）速度と、油液中に含まれる気泡量との関係について熟慮検討した。その結果、気体の供給速度が増加するとともに油液中に含まれる気泡含有率、即ち、油液の総体積増加率は、一旦増大する。しかしながら、驚くべきことには、気体の供給速度がさらに増加すると、増加に反して油液の総体積増加率が逆に次第に低下し始め、遂には略一定値となることを見出した。本発明者は、この知見に基づき、油液の総体積増加率が前記略一定値よりも増大した場合には、逆に気体をさらに供給することにより、油液中に含まれる気泡を除去して油液の総体積増加率を略一定値以下に保持することに成功した。 The inventor has carefully considered the relationship between the speed at which gas is supplied (that is, generated or entrained) and the amount of bubbles contained in the oil liquid. As a result, as the gas supply rate increases, the bubble content contained in the oil liquid, that is, the total volume increase rate of the oil liquid once increases. However, surprisingly, it has been found that when the gas supply rate further increases, the rate of increase in the total volume of the oil liquid gradually decreases on the contrary, finally reaching a substantially constant value. Based on this knowledge, the present inventor removes bubbles contained in the oil liquid by conversely supplying further gas when the total volume increase rate of the oil liquid increases from the substantially constant value. As a result, the total volume increase rate of the oil was successfully kept below a certain value.
即ち、かかる構成の方法では、予め、対象とする油液を用いて、気体の油液単位体積当たりの供給速度と、その供給された気体によって発生した気泡を含む油液の総体積増加率との関係を測定する。尚、ここで、油液の総体積増加率とは、気泡を含有しない、即ち、気泡の発生のない油液の体積V1cm3に対する、気泡を含むことにより増加した油液の総体積V3cm3（即ち、V3＝油液の元の体積V1cm3＋含有される気泡の体積V2cm3）の増加率V3／V1をいう。油液の総体積は、気体の供給速度の増加とともに、初めは次第に増加していくが、気体の供給速度の増加に反して油液の総体積増加率が逆に低下してきて、遂には略一定値に安定する過程を迎える。この略一定値すなわち安定増加率Ｘ又はその近似値を本方法の制御パラメータとして利用する。
そして使用中の油液に気泡が含まれることにより、その総体積増加率が前記Ｘ又はその近似値よりも増大したとき、換言すれば、気泡含有量の指標となる前記油液の総体積が「気泡導入開始判定値」に相当する前記所定値（即ち前記Ｘと該循環系に存在する油液自体の体積とを乗じて得た値又はその近似値）を超えたとき（所定値と等しいか当該所定値以上であるかを厳密に区分する必要はない。以下同じ。）に、前記総体積を前記所定値又はその近似値まで低下させるに足る供給速度で前記使用中の油液中に気体を能動的に導入する。このことによって、所定割合以上の気泡が使用中の油液に含まれることを抑制し、油液の総体積（即ち気泡の含有率）を前記所定値又はその近似値まで低下させ、常に略一定レベル又はそれ以下に保持することができる。
また、本方法では、機械的に消泡するため、消泡剤による場合のように、消泡効果が時間経過とともに低下することがない。
That is, in the method having such a configuration, the supply speed per unit volume of the gas oil and the total volume increase rate of the oil liquid including bubbles generated by the supplied gas using the target oil liquid in advance. Measure the relationship. Here, the rate of increase in the total volume of the oil liquid does not contain bubbles, that is, the total volume V3 cm 3 of the oil liquid increased by including bubbles with respect to the volume V1 cm 3 of the oil liquid without generation of bubbles. that refers to the V3 = rate of increase V3 / V1 of the volume V2cm 3) of the original volume V1cm 3 + bubbles contained in the hydraulic fluid. The total volume of oil and liquid gradually increases with the increase in gas supply rate, but the rate of increase in the total volume of oil and liquid decreases on the contrary against the increase in gas supply rate, and finally it is almost omitted. The process of stabilizing to a certain value is reached. This substantially constant value, that is, the stable increase rate X or its approximate value is used as a control parameter of the present method.
When the total volume increase rate is increased from the X or its approximate value by including bubbles in the oil liquid in use, in other words, the total volume of the oil liquid serving as an index of the bubble content is When the predetermined value corresponding to the “bubble introduction start determination value” (that is, a value obtained by multiplying the X by the volume of the oil liquid itself existing in the circulation system or an approximate value thereof) is exceeded (equal to the predetermined value) It is not necessary to strictly classify whether or not the value is equal to or greater than the predetermined value. The same applies hereinafter.), And the total volume is reduced to the predetermined value or an approximate value thereof in the oil solution in use at a supply rate sufficient to reduce the total volume. The gas is actively introduced. As a result, it is possible to prevent bubbles of a predetermined ratio or more from being included in the oil liquid being used, and to reduce the total volume of the oil liquid (that is, the content ratio of the bubbles) to the predetermined value or an approximate value thereof. Can be held at or below the level.
Moreover, in this method, since it defoams mechanically, an antifoaming effect does not fall with time passage like the case by an antifoamer.
好ましくは、さらに以下のように予め決定されたパラメータａ及びｂ：
すなわち、前記Ｘに至った際の前記気体の油液単位体積当たりの基準供給速度ａと、前記気体の油液単位体積当たりの供給速度の増大に応じて前記総体積増加率が上昇していく過程における前記Ｘと実質的に同等の総体積増加率を示したときの前記気体の油液単位体積当たりの臨界供給速度ｂとを採用し、前記検知した総体積が所定値を超えたことが検知されたときには、少なくとも前記ａから前記ｂを差し引いた油液単位体積当たりの供給速度で、前記使用中の油液中に気体を能動的に導入する。
これらＸ、ａ、及びｂを前提とし、前記油液中において所定割合以上に気泡が含まれる場合に少なくともａからｂを差し引いた速度、すなわちa−ｂ(ml／min・cm3)の速度で気体を前記油液に導入することによって、速やかに油液の総体積（即ち気泡の含有率）を前記所定値又はその近似値まで低下させることができる。これは、油液に気体が供給される速度が一定以上に増加すると、気泡が互いに合体し、油液表面上に浮上して、さらには表面上で破壊されるためと考えられる。
Preferably, the parameters a and b determined in advance as follows:
That is, the rate of increase in the total volume increases in accordance with the increase in the reference supply rate a per unit oil volume of the gas when reaching X and the supply rate per unit oil volume of the gas. Adopting the critical supply rate b per unit oil volume of the gas when the total volume increase rate substantially equal to the X in the process is adopted, and the detected total volume exceeds a predetermined value When detected, a gas is actively introduced into the oil liquid in use at a supply speed per unit volume of the oil liquid obtained by subtracting the b from the a.
On the premise of these X, a, and b, when bubbles are contained in a predetermined ratio or more in the oil liquid, at least a speed obtained by subtracting b from a, that is, a speed of ab (ml / min · cm 3 ) By introducing the gas into the oil liquid, the total volume of the oil liquid (that is, the bubble content) can be quickly reduced to the predetermined value or an approximate value thereof. This is presumably because when the speed at which the gas is supplied to the oil liquid increases above a certain level, the bubbles merge with each other, float on the surface of the oil liquid, and are destroyed on the surface.
本発明を適用可能な対象となる油液としては特に限定されず、また、本発明の気泡除去方法は、油液中に気体の導入が可能ないずれの循環系においても適用することができる。また、気体の発生原因は、物理的、具体的には攪拌、摺動等による空気の巻き込みや、又は化学的な発泡であるとを問わない。 The oil liquid to which the present invention can be applied is not particularly limited, and the bubble removal method of the present invention can be applied to any circulation system in which gas can be introduced into the oil liquid. Further, the cause of gas generation may be physical, specifically, air entrainment by stirring, sliding, or chemical foaming.
典型的には、種々の循環系において用いられ得る潤滑油において機械的に発生した気泡に対して優れた気泡除去効果を得ることができる。潤滑油としては、例えば、自動車、船舶、工業（例えば、金属加工及び設備機器）において用いられる潤滑油を挙げることができるが、これに限定されない。 Typically, an excellent bubble removal effect can be obtained for bubbles generated mechanically in a lubricating oil that can be used in various circulation systems. Examples of the lubricating oil include, but are not limited to, lubricating oils used in automobiles, ships, and industries (for example, metal processing and equipment).
特に、前記油液が自動車（それ自体が閉鎖された循環系である）で用いられる潤滑油であるときに好適に用いることができる。即ち、ここで開示される方法によって、好ましくは前記総体積増加率が１．２以下に保持され得る。この増加率まで気泡を除去することにより、自動車で用いられる潤滑油中の気泡発生による不具合を効果的に抑止することができる。例えば、潤滑油の発生油圧を許容範囲に安定化し得、あるいは泡巻き込みによる異音発生や洩れ等を防止することができる。 In particular, it can be suitably used when the oil liquid is a lubricating oil used in an automobile (which itself is a closed circulation system). That is, the total volume increase rate can be preferably maintained at 1.2 or less by the method disclosed herein. By removing the bubbles up to this increasing rate, it is possible to effectively prevent problems caused by the generation of bubbles in the lubricating oil used in automobiles. For example, the generated hydraulic pressure of the lubricating oil can be stabilized within an allowable range, or the generation of abnormal noise or leakage due to bubble entrainment can be prevented.
また、ここで開示される方法においても前記油液により消泡効果を向上するために消泡剤を含むこともできる。 Also in the method disclosed herein, an antifoaming agent may be included in order to improve the defoaming effect by the oil solution.
また、本発明は前記課題を解決する他の側面として所定の循環系で使用中の油液に発生した気泡を除去する装置を提供する。この装置は、該循環系に存在する油液と該油液中及び／又はその表面に発生した気泡との総体積を直接的又は間接的に検知する検知手段と、前記油液に気体を導入する気体導入手段とを有する。そして、前記検知手段によって前記総体積が所定値を超えたことが検知されたときには、前記総体積を前記所定値又はその近似値まで低下させ得る供給速度で前記気体導入手段により油液中に気体を導入するように構成されている。
好適には、前記総体積の所定値として、上述のパラメータＸ（安定増加率Ｘ）と、該循環系に存在する油液の体積とを乗じて得た値又はその近似値（気泡導入開始判定値）が採用される。
かかる構成の装置によれば、ここで開示される気泡除去方法を好適に実施することができる。即ち、ここで開示される装置を用いて、油液の総体積が所定値（気泡導入開始判定値）を超えたことが検知されたときには、気体導入手段により好適な気体供給速度で油液に気体を導入することができる。
Moreover, this invention provides the apparatus which removes the bubble which generate | occur | produced in the oil liquid currently used in the predetermined | prescribed circulation system as another side surface which solves the said subject. This device includes a detection means for directly or indirectly detecting the total volume of the oil liquid present in the circulation system and bubbles generated in and / or on the surface of the oil liquid, and gas is introduced into the oil liquid. Gas introducing means. When the detection means detects that the total volume exceeds a predetermined value, gas is introduced into the oil liquid by the gas introduction means at a supply rate that can reduce the total volume to the predetermined value or an approximate value thereof. Is configured to introduce.
Preferably, as the predetermined value of the total volume, a value obtained by multiplying the above-mentioned parameter X (stable increase rate X) and the volume of the oil liquid present in the circulation system, or an approximate value thereof (bubble introduction start determination Value) is adopted.
According to the apparatus having such a configuration, the bubble removing method disclosed herein can be suitably implemented. That is, when it is detected that the total volume of the oil liquid exceeds a predetermined value (bubble introduction start determination value) using the apparatus disclosed herein, the gas introduction means converts the oil liquid to the oil liquid at a suitable gas supply rate. A gas can be introduced.
好ましい装置は、上述のパラメータａ（基準供給速度ａ）及びｂ（臨界供給速度ｂ）を採用し、前記検知手段によって前記総体積が所定値を超えたことが検知されたときには、少なくとも前記ａから前記ｂを差し引いた油液単位体積当たりの供給速度で、前記気体導入手段により油液中に気体を導入するように構成されている。
これにより、速やかに油液の総体積（即ち気泡の含有率）を前記所定値又はその近似値まで低下させることができる。
A preferred apparatus employs the parameters a (reference feed rate a) and b (critical feed rate b) described above, and when the detection means detects that the total volume exceeds a predetermined value, at least from the a. The gas is introduced into the oil liquid by the gas introduction means at a supply rate per unit volume of the oil liquid minus b.
Thereby, the total volume (namely, bubble content rate) of an oil liquid can be rapidly reduced to the said predetermined value or its approximate value.
また、好ましい一態様は、前記循環系の一部において、前記使用中の油液の少なくとも一部を貯留する貯留槽を備えており、前記検知手段として、前記貯留槽に貯留される油液の油面を検知するセンサーを備えることを特徴とする。
前記のように貯留槽を設けるとともにそこに貯留される油液の油面を検知することによって間接的に且つ容易に油液総面積（即ち気泡含有の状態）を検知又はモニターすることができる。
Moreover, a preferable aspect includes a storage tank that stores at least a part of the in-use oil liquid in a part of the circulation system, and as the detection unit, the oil liquid stored in the storage tank A sensor for detecting the oil level is provided.
By providing the storage tank as described above and detecting the oil level of the oil liquid stored therein, the total area of the oil liquid (that is, the bubble-containing state) can be detected or monitored indirectly and easily.
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項（例えば、気体の供給速度や油液の総体積増加率等）以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. Note that matters necessary for the implementation of the present invention other than matters particularly mentioned in the present specification (for example, the gas supply rate and the total volume increase rate of the oil liquid) are the prior art in the field. It can be grasped as a design matter of those skilled in the art based on the above. The present invention can be carried out based on the contents disclosed in this specification and common technical knowledge in the field.
ここで開示される気泡除去方法の直接の実施に相当するものではないが、本方法を実施する前提（準備段階）として、予め対象とする油液について、所定の制御パラメータを求めておく。典型的には、対象とする油液を用意し、該油液の所定体積中に順次異なる速度で気体を供給する。測定に用いる油液の体積（単位体積）に特に制限はない。所定の循環系で実際に使用する油液量と同等の体積および形態で測定することが特に好適である。 Although it does not correspond to the direct implementation of the bubble removal method disclosed here, as a premise (preparation stage) for implementing this method, predetermined control parameters are obtained in advance for the target oil liquid. Typically, a target oil liquid is prepared, and gases are supplied sequentially at different rates into a predetermined volume of the oil liquid. There is no restriction | limiting in particular in the volume (unit volume) of the oil liquid used for a measurement. It is particularly preferable to measure in a volume and form equivalent to the amount of oil actually used in a predetermined circulation system.
測定に用いる気体は、対象とする油液に混入して気泡を発生させる要因となる気体を用いることが好ましく、通常の循環系では空気である。また、気体は、油液中に分散させて供給することが好ましい。供給手段としては、例えば、気体供給口を１つ又は複数有し、気体の供給速度を制御可能な種々の形態の泡発生器等を用いることができるがこれに限定されない。 As the gas used for the measurement, it is preferable to use a gas that is mixed into the target oil and causes bubbles to be generated, and is air in a normal circulation system. In addition, the gas is preferably supplied by being dispersed in an oil liquid. Examples of the supply means include, but are not limited to, various forms of bubble generators that have one or a plurality of gas supply ports and can control the gas supply speed.
そして、気体の油液単位体積あたりの供給速度を複数変化させて（好ましくは連続的に変化させる）、各供給速度に対する油液の総体積を各々測定する。この結果、気体の供給速度と油液の総体積増加率との関係を得ることができる。そして、この関係を、例えば、グラフや表等に表すことにより、容易に各基準値（本方法に使用し得る制御パラメータ）を求めることできる。 And the supply rate per unit volume of gas oil liquid is changed a plurality (preferably continuously), and the total volume of the oil liquid for each supply speed is measured. As a result, a relationship between the gas supply rate and the total volume increase rate of the oil liquid can be obtained. Then, by expressing this relationship in, for example, a graph or a table, each reference value (control parameter that can be used in this method) can be easily obtained.
例えば、図１にその模式的なグラフを示す。油液中に気体を供給することによって、油液中及びその表面に気泡が混入され、気泡を含む油液の総体積は、気体の供給速度の増大に伴い次第に増加する（油液の総体積増加過程、図中矢印ア）。ところが、気体の供給速度がさらに増大すると、供給速度の増大に反して逆に油液の総体積は低下し始める（油液の総体積低下過程、図中矢印イ）。そして、さらに気体の供給速度が増大すると、遂には油液の総体積は略一定値Ｘとなる（油液の総体積一定化過程、図中矢印ウ）。 For example, the schematic graph is shown in FIG. By supplying gas into the oil liquid, bubbles are mixed in the oil liquid and the surface thereof, and the total volume of the oil liquid containing bubbles gradually increases as the gas supply rate increases (total volume of the oil liquid). Increasing process, arrow a) in the figure. However, when the gas supply rate further increases, the total volume of the oil liquid starts to decrease contrary to the increase in the supply speed (the process of decreasing the total volume of the oil liquid, arrow a in the figure). When the gas supply rate further increases, the total volume of the oil liquid finally becomes a substantially constant value X (the process of stabilizing the total volume of the oil liquid, arrow C in the figure).
まず、この略一定値又はその近似値を上述のパラメータ（安定増加率）Ｘとして決定する。好ましくは、このＸに基づき、当該Ｘに至った際の気体の油液単位体積当たりの基準供給速度ａ、および、前記気体の油液単位体積当たりの供給速度の増大に応じて前記総体積増加率が上昇していく過程における前記Ｘと実質的に同等の総体積増加率を示したときの前記気体の油液単位体積当たりの臨界供給速度ｂを決定することができる。 First, this substantially constant value or its approximate value is determined as the above-mentioned parameter (stable increase rate) X. Preferably, based on this X, the total volume increase according to the increase in the reference supply rate a per unit oil volume of the gas when reaching the X and the supply rate per unit oil volume of the gas It is possible to determine the critical supply rate b per unit oil / liquid volume of the gas when the total volume increase rate is substantially equal to X in the process of increasing the rate.
以上のように各パラメータＸ並びに好ましくはａ及びｂを一旦求めておけば、これらパラメータを前提として、上述の気泡除去方法を好適に実施することができる。
即ち、対象とする循環系で使用する油液において気泡が発生して油液の総体積増加率が前記決定したＸを超えたとき、すなわち該Ｘと該循環系に存在する油液の体積とを乗じて得た値又はその近似値（気泡導入開始判定値）を超えたとき（例えば使用する油液が５００ｍｌであってＸが１．２である場合は、気泡含有油液総体積が１．２×５００＝６００ｍｌ以上となったとき）に、所定の供給速度、例えば少なくともａからｂを差し引いた供給速度で気体を油液に導入する。尚、各パラメータを求めたときに用いた油液の体積と異なる体積の油液について使用する場合は、単位体積当たりの気体供給速度に換算して、気体を導入するとよい。
或いは、油液中に気泡が発生する速度がｂを超えたときには、気泡発生速度ｂとの合計が少なくともａとなるように、気体を導入してもよい。この場合にも気泡供給が過剰であればよく、気泡を含む油液の総体積を一定のレベル以下に保持することができる。
As described above, once each parameter X and preferably a and b are obtained, the above-described bubble removing method can be suitably implemented on the premise of these parameters.
That is, when bubbles are generated in the oil liquid used in the target circulation system and the total volume increase rate of the oil liquid exceeds the determined X, that is, the X and the volume of the oil liquid existing in the circulation system When the value obtained by multiplying or an approximate value thereof (bubble introduction start determination value) is exceeded (for example, when the oil liquid used is 500 ml and X is 1.2, the total volume of bubble-containing oil liquid is 1) When 2 × 500 = 600 ml or more), the gas is introduced into the oil liquid at a predetermined supply rate, for example, a supply rate obtained by subtracting b from a. In addition, when using about the oil liquid of a volume different from the volume of the oil liquid used when each parameter was calculated | required, it is good to convert into the gas supply rate per unit volume, and to introduce | transduce gas.
Alternatively, when the speed at which bubbles are generated in the oil liquid exceeds b, the gas may be introduced so that the sum of the bubbles and the bubble generation speed b is at least a. Also in this case, it is sufficient if the supply of bubbles is excessive, and the total volume of the oil liquid containing bubbles can be kept below a certain level.
気体の導入手段としては、いずれの方法であってもよい。例えば、供給口を有する一般的ないずれかの泡発生器を用いることができる。供給口は、一箇所であってもよく、或いは均一に分散して気体を供給するために、用途に応じて複数箇所設けてもよい。また、気体としては、油液に実質的な影響を与えない気体であればよく、好ましくは空気である。 Any method may be used as the gas introducing means. For example, any common foam generator having a supply port can be used. The supply port may be provided at one place, or a plurality of supply ports may be provided depending on the application in order to supply gas in a uniformly dispersed manner. The gas may be any gas that does not substantially affect the oil liquid, and is preferably air.
これらの方法によれば、油液の総体積増加率を約１．２０以下、特に約１．１８以下に抑えることができる。従って、各種機械や自動車、船舶等の循環系において使用される潤滑油等において気泡の含有を効果的に抑えることができる。 According to these methods, the total volume increase rate of the oil liquid can be suppressed to about 1.20 or less, particularly about 1.18 or less. Therefore, it is possible to effectively suppress the inclusion of bubbles in the lubricating oil used in the circulation system of various machines, automobiles, ships, and the like.
ここで開示される方法によれば、消泡剤を用いなくても気泡を一定の含有率以下に除去することが容易である。しかしながら、さらに気泡の含有率を低下させるために、油液には消泡剤を添加することができる。消泡剤としては、従来公知のいずれの消泡剤を特に制限なく用いることができ、例えばシリコーン系消泡剤等が挙げられる。 According to the method disclosed herein, it is easy to remove bubbles to a certain content or less without using an antifoaming agent. However, an antifoaming agent can be added to the oil to further reduce the bubble content. Any conventionally known antifoaming agent can be used without particular limitation as the antifoaming agent, and examples thereof include a silicone-based antifoaming agent.
次に、気泡除去装置の好適例について説明する。本発明の気泡除去方法を好適に実施し得る装置としては、気泡含有油液の総体積を検知し得、それによって気体を所定の速度で導入することができるものであればよく、種々の構成をその目的のために適用することができる。 Next, a preferred example of the bubble removing device will be described. An apparatus that can suitably carry out the bubble removal method of the present invention may be any device that can detect the total volume of the bubble-containing oil liquid and thereby introduce gas at a predetermined speed. Can be applied for that purpose.
油液の総体積を検知する検知手段としては、従来公知のいずれの構成を採用してもよく、直接的に検知するものであっても間接的に検知するものであってもよい。例えば、所定の循環系で使用中の油液の少なくとも一部を貯留する貯留槽を備え、該貯留槽に貯留される油液の油面を検知するセンサー（例えば静電容量方式や超音波方式に基づく液面センサー）を採用することができる。典型的には、油液総体積が所定量を超えることを示す油面の位置をその貯留槽（油液収容容器）の形状と油液の利用形態から求め、当該位置に油液が到達したことを検知するセンサーを備えることによって、油液の総体積を間接的に検知することができる。 As a detection means for detecting the total volume of the oil liquid, any conventionally known configuration may be employed, and either direct detection or indirect detection may be employed. For example, a sensor (for example, a capacitance method or an ultrasonic method) that includes a storage tank that stores at least a part of the oil liquid in use in a predetermined circulation system and detects the oil level of the oil liquid stored in the storage tank. Can be employed. Typically, the position of the oil level indicating that the total volume of the oil liquid exceeds a predetermined amount is obtained from the shape of the storage tank (oil liquid container) and the usage form of the oil liquid, and the oil liquid has reached the position. By providing a sensor for detecting this, the total volume of the oil liquid can be detected indirectly.
気体導入手段としては、種々の設定した速度で気体を導入することが可能ないずれの構成を採用してもよい。例えば、前記方法において説明したような気体供給口を有する泡発生器が挙げられるが、これに限定されない。 As the gas introducing means, any configuration capable of introducing gas at various set speeds may be adopted. For example, a bubble generator having a gas supply port as described in the above method can be mentioned, but the present invention is not limited to this.
ここで開示される装置は、典型的には、前記センサーのような検知手段によって使用中の油液の総体積が予め設定した所定値を超えたことが検知されたときには、その旨の検知信号が所定の制御部（ＣＰＵ）に送られ、該検知信号に基づいて気体導入を開始させる制御信号（駆動信号）を制御部から気体導入手段に送り、この信号により気体導入手段（例えば泡発生器のポンプ）が作動し、所定の供給速度で気体を油液中に導入し得るように構成される。また、気体の供給によって油液の総体積が予め設定した所定値を下回った（所定値と等しいかそれ未満かを厳密に区分する必要はない。）旨の検知信号が制御部に送られた場合には、該検知信号に基づいて気体導入を終了させる制御信号（停止信号）を制御部から気体導入手段に送り、この信号により気体導入手段（例えば泡発生器のポンプ）の動作を停止させるとよい。このような制御機構の構築自体は、従来の種々の作業装置の制御機構と同様であればよく、本発明を特に特徴付けるものではないため、詳細な説明は省略する。 The apparatus disclosed herein typically has a detection signal indicating that when the detection means such as the sensor detects that the total volume of the oil liquid being used exceeds a predetermined value set in advance. Is sent to a predetermined control unit (CPU), and a control signal (driving signal) for starting gas introduction based on the detection signal is sent from the control unit to the gas introduction unit. The pump is activated so that gas can be introduced into the oil liquid at a predetermined supply rate. Further, a detection signal indicating that the total volume of the oil liquid has fallen below a predetermined value set by gas supply (it is not necessary to strictly discriminate whether it is equal to or less than the predetermined value) is sent to the control unit. In this case, a control signal (stop signal) for terminating gas introduction based on the detection signal is sent from the control unit to the gas introduction means, and the operation of the gas introduction means (for example, the pump of the bubble generator) is stopped by this signal. Good. The construction itself of such a control mechanism may be the same as that of various conventional work device control mechanisms, and does not particularly characterize the present invention, and thus detailed description thereof is omitted.
以下に説明する実施例によって、本発明を更に詳細に説明するが、本発明をかかる実施例に示すものに限定することを意図したものではない。
（１）各パラメータの決定
ＪＩＳＫ２５１８に規格されたディフューザーストーン、及び、ＪＩＳＫ２８３９に規定する図１２６に規格された試験容器（容量１０００ｍｌ）を用意した。また、供試油液として、市販のオートマティックトランスミッションフルード（ＡＴＦ）を用いた。
すなわち、ディフューザーストーンを試験容器中に装着し、ＡＴＦを２００ｍｌ入れた。次いで、ＡＴＦに毎分０ｍｌから２５０ｍｌとなるまで徐々に供給速度を上げつつ空気を送り込み、各５分後の油液総体積を測定した。得られた空気供給速度に対する油液総体積を図２にグラフで示す。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not intended to be limited to those shown in the examples.
(1) Determination of each parameter A diffuser stone standardized in JISK2518 and a test container (capacity 1000 ml) standardized in FIG. 126 defined in JISK2839 were prepared. In addition, a commercially available automatic transmission fluid (ATF) was used as a test oil solution.
That is, a diffuser stone was mounted in a test container, and 200 ml of ATF was added. Next, air was sent to the ATF while gradually increasing the feed rate from 0 ml to 250 ml per minute, and the total volume of the oil liquid after 5 minutes was measured. The total volume of the oil liquid with respect to the obtained air supply speed is shown in a graph in FIG.
図２から、まず、２００ｍｌのＡＴＦの総体積が一定となる略一定値Ｙを求める。グラフから、Ｙは、約２３５ｍｌと求められた。即ち、油液総体積増加率における安定増加率Ｘは２３５／２００＝１．１７５であった。
次に、油液総体積増加率がＸとなる時点の前記パラメータａ（基準供給速度ａ）を求める。グラフから油液２００ｍｌあたり約１５０ｍｌ／分と決定された。
さらに、油液総体積増加過程におけるＸ＝１．１７５（Ｙ＝２３５ｍｌ）となる時点のパラメータｂ（臨界供給速度ｂ）を求める。グラフから油液２００ｍｌあたり約６０ｍｌ／分と決定された。
From FIG. 2, first, a substantially constant value Y at which the total volume of 200 ml of ATF is constant is obtained. From the graph, Y was determined to be about 235 ml. That is, the stable increase rate X in the oil liquid total volume increase rate was 235/200 = 1.175.
Next, the parameter “a” (reference supply speed “a”) at the time when the oil liquid total volume increase rate becomes X is obtained. From the graph, it was determined to be about 150 ml / min per 200 ml of oil solution.
Further, a parameter b (critical supply speed b) at the time when X = 1.175 (Y = 235 ml) in the process of increasing the total volume of the oil liquid is obtained. From the graph, it was determined to be about 60 ml / min per 200 ml of oil solution.
（２）気泡除去装置
以上得られた各パラメータＸ、ａ及びｂを前提として、油液に発生した気泡を除去する処理（モデル実験）を行った。この処理は、図３に模式的に示す気泡除去装置１を用いて行った。
気泡除去装置１には、油液を貯留する容器（貯留槽）２と、油面センサー３と、泡発生器４と、制御機構（マイコン）付き気体導入器５とが設けられている。油液容器２は、対象とする油液を収容する容器である。油面センサー３は、油面が所定位置に到達したときには、その信号を気体導入器５（正確にはマイコン部）に出力して、気体導入器５を作動させる構成となっている。泡発生器４は、制御された速度で順次気泡を油液に送り込むことが可能な構成となっている。さらに、気体導入器５は、所定の速度で気体を導入可能な構成となっている。尚、用途によって名前を変えているが、泡発生器４と気体導入器５は、気体、即ち気泡を所定の供給速度で油液に導入可能な同じ構成であってもよい。また、本実施例では、発生速度を制御しつつ、除去すべき気泡を実験的に供給するために泡発生器４を設けているが、実際の気泡除去装置では設ける必要はない。
(2) Bubble removal device On the premise of the parameters X, a, and b obtained above, a process (model experiment) for removing bubbles generated in the oil was performed. This process was performed using the bubble removing apparatus 1 schematically shown in FIG.
The bubble removing device 1 is provided with a container (storage tank) 2 for storing oil liquid, an
（３）気泡除去の実施例
前記気泡除去装置１を用いて、気泡の除去を行い、気泡を含む油液の総体積を略一定に保持した。換言すれば油液の総体積増加率をほぼ一定値（１．７５）以下に保持した。
本実施例では、２００ｍｌのＡＴＦに対して気泡除去を行った。油面検知センサー３により検知する油面は２３５ｍｌの体積に相当する高さ（Ｘ＝１．１７５）Ｈに設定した。また、気体導入器５は、前記ａ−ｂ即ち１５０−６０＝約９０ｍｌ／分の空気をＡＴＦ２００ｍｌに対して導入するように設定した。
まず、気泡除去装置１の油液容器２内に、ＡＴＦ２００ｍｌを導入した。そして、泡発生器４により気泡を順次供給速度を増加させながらＡＴＦに導入した。このときの時間とＡＴＦの総体積との関係を図４のグラフに示す。
泡の供給速度を０から９０ｍｌ／分まで、５分間かけて増加させ、その後５分間９０ｍｌ／分の供給速度を保持した。このとき、ＡＴＦの総体積が約２３５ｍｌとなったところで、油面検知センサー３の信号により気体導入器５が作動し、空気を約９０ｍｌ／分の速度で導入した。
(3) Example of bubble removal The bubble removal apparatus 1 was used to remove bubbles, and the total volume of the oil liquid containing bubbles was kept substantially constant. In other words, the total volume increase rate of the oil liquid was kept at a substantially constant value (1.75) or less.
In this example, bubbles were removed from 200 ml of ATF. The oil level detected by the oil
First, 200 ml of ATF was introduced into the
The foam feed rate was increased from 0 to 90 ml / min over 5 minutes, after which the 90 ml / min feed rate was maintained. At this time, when the total volume of ATF reached about 235 ml, the
図４のグラフから明らかなように、ＡＴＦの総体積は約２３５ｍｌを超えることなく、略一定値（２３５ｍｌ以下）を保持している。
一方、比較例として気体導入器５により空気を導入せずに、前記と同様に実験を行った。結果を同じグラフに点線で示す。空気を導入しなかったものは、油液中に含まれる気泡が増加し、油液の総体積が約２５０ｍｌに増加した。
従って、本実施例によれば、ＡＴＦ２００ｍｌに対して、気泡の発生により総体積が２５０ｍｌとなるところを、約２３５ｍｌ以下に抑えることができた。
尚、前記により求めたＸ、ａ及びｂ値より、同じＡＴＦについて、異なる体積の用途であっても、同様に気泡の除去を行うことができる。即ち、１００ｍｌあたりのＡＴＦについては、油液総体積増加率Ｘ＝１．１７５であるため、油液の総体積を検知するセンサーを１００ｍｌあたり１００×１．１７５＝１１７．５ｍｌに設定する。また、気体の導入速度は、２００ｍｌあたり９０ｍｌ／分であったので、１００ｍｌあたり９０×（１００／２００）＝４５ｍｌ／分に設定することができる。この基準値から、対象とする油液の体積に換算して、油液の検知すべき総体積値及び気体の導入速度を求めて、同様に気泡を効率よく除去することができる。
As is clear from the graph of FIG. 4, the total volume of ATF does not exceed about 235 ml, and is maintained at a substantially constant value (235 ml or less).
On the other hand, as a comparative example, an experiment was performed in the same manner as described above without introducing air with the
Therefore, according to this example, with respect to 200 ml of ATF, the place where the total volume was 250 ml due to the generation of bubbles could be suppressed to about 235 ml or less.
In addition, from the X, a, and b values obtained as described above, it is possible to remove bubbles in the same manner even if the volume of the same ATF is different. That is, for the ATF per 100 ml, since the oil liquid total volume increase rate X = 1.175, the sensor for detecting the total volume of the oil liquid is set to 100 × 1.175 = 111 ml per 100 ml. Further, since the gas introduction rate was 90 ml / min per 200 ml, it can be set to 90 × (100/200) = 45 ml / min per 100 ml. From this reference value, the total volume value to be detected by the oil liquid and the gas introduction speed are calculated in terms of the volume of the target oil liquid, and the bubbles can be efficiently removed in the same manner.
以上、本発明の好適な実施態様を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した態様を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but these are only examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the above-described embodiments. In addition, the technical elements described in the present specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology illustrated in the present specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.
１…気泡除去装置。
２…油液容器
３…油面検知センサー
４…泡発生器
５…気体導入器
1 ... Bubble removing device.
2 ... Oil
Claims (9)
該循環系に存在する油液と該油液中及び／又はその表面に発生した気泡との総体積を検知すること、および、
前記総体積が所定値を超えたことが検知されたときには、前記総体積を前記所定値又はその近似値まで低下させ得る供給速度で前記使用中の油液中に気体を能動的に導入することを包含することを特徴とする、気泡除去方法。 A method of removing bubbles generated in an oil liquid being used in a predetermined circulation system,
Detecting the total volume of the oil present in the circulatory system and bubbles generated in and / or on the surface of the oil; and
When it is detected that the total volume exceeds a predetermined value, gas is actively introduced into the oil liquid in use at a supply rate that can reduce the total volume to the predetermined value or an approximate value thereof. A method for removing bubbles, comprising:
対象とする油液の単位体積（V1cm3）中に徐々に供給速度を増大させつつ所定の気体を供給し、該気体の油液単位体積当たりの供給速度とその供給された気体によって発生した気泡（V2cm3）を含む油液の総体積増加率（(V1+ V2)/ V1）との関係を測定することによって、前記供給速度の増大に応じて前記総体積増加率も上昇していく過程および前記供給速度の更なる増大に反して逆に前記総体積増加率が低下して過程を経て、前記供給速度を更に増大させても前記総体積増加率は略一定に安定する過程に至った際の該安定増加率Ｘ；
と、該循環系に存在する油液の体積とを乗じて得た値又はその近似値が採用される、ことを特徴とする請求項１に記載の気泡除去方法。 The predetermined value of the total volume is a parameter X determined in advance as follows:
A predetermined gas is supplied while gradually increasing the supply speed in a unit volume (V1 cm 3 ) of the target oil liquid, and the supply speed per unit volume of the gas and bubbles generated by the supplied gas The process of increasing the total volume increase rate as the supply rate increases by measuring the relationship with the total volume increase rate ((V1 + V2) / V1) of the oil liquid containing (V2cm 3 ) and Contrary to the further increase in the supply rate, the total volume increase rate decreases, and after passing through the process, even when the supply rate is further increased, the total volume increase rate reaches a process that is stabilized to be substantially constant. The stable increase rate X of
2. The bubble removal method according to claim 1, wherein a value obtained by multiplying the volume of the oil liquid present in the circulation system or an approximate value thereof is employed.
前記Ｘに至った際の前記気体の油液単位体積当たりの基準供給速度ａ；および
前記気体の油液単位体積当たりの供給速度の増大に応じて前記総体積増加率が上昇していく過程における前記Ｘと実質的に同等の総体積増加率を示したときの前記気体の油液単位体積当たりの臨界供給速度ｂ；
を採用し、
前記検知した総体積が所定値を超えたことが検知されたときには、少なくとも前記ａから前記ｂを差し引いた油液単位体積当たりの供給速度で、前記使用中の油液中に気体を能動的に導入することを特徴とする、請求項２に記載の気泡除去方法。 Further, parameters a and b determined in advance as follows:
In the process of increasing the total volume increase rate according to the increase in the supply rate per unit oil volume of the gas when the gas reaches the X; A critical supply rate b per unit volume of oil and liquid when the total volume increase rate is substantially equal to X;
Adopt
When it is detected that the detected total volume exceeds a predetermined value, gas is actively introduced into the oil liquid in use at a supply rate per unit volume of oil liquid obtained by subtracting b from the a. The bubble removing method according to claim 2, wherein the bubble removing method is introduced.
該循環系に存在する油液と該油液中及び／又はその表面に発生した気泡との総体積を直接的又は間接的に検知する検知手段と、
前記油液に気体を導入する気体導入手段とを有し、
前記検知手段によって前記総体積が所定値を超えたことが検知されたときには、前記総体積を前記所定値又はその近似値まで低下させ得る供給速度で前記気体導入手段により油液中に気体を導入するように構成されている、気泡除去装置。 An apparatus for removing bubbles generated in an oil liquid being used in a predetermined circulation system,
Detection means for directly or indirectly detecting the total volume of the oil liquid present in the circulation system and bubbles generated in and / or on the surface of the oil liquid;
Gas introduction means for introducing gas into the oil liquid,
When the detection means detects that the total volume exceeds a predetermined value, gas is introduced into the oil liquid by the gas introduction means at a supply rate capable of reducing the total volume to the predetermined value or an approximate value thereof. An air bubble removing device configured to:
対象とする油液の単位体積（V1cm3）中に徐々に供給速度を増大させつつ所定の気体を供給し、該気体の油液単位体積当たりの供給速度とその供給された気体によって発生した気泡（V2cm3）を含む油液の総体積増加率（(V1+ V2)/ V1）との関係を測定することによって、前記供給速度の増大に応じて前記総体積増加率も上昇していく過程および前記供給速度の更なる増大に反して逆に前記総体積増加率が低下して過程を経て、前記供給速度を更に増大させても前記総体積増加率は略一定に安定する過程に至った際の該安定増加率Ｘ；
と、該循環系に存在する油液の体積とを乗じて得た値又はその近似値が採用される、
ことを特徴とする、請求項６に記載の気泡除去装置。 The predetermined value of the total volume is a parameter X determined in advance as follows:
A predetermined gas is supplied while gradually increasing the supply speed in a unit volume (V1 cm 3 ) of the target oil liquid, and the supply speed per unit volume of the gas and bubbles generated by the supplied gas The process of increasing the total volume increase rate as the supply rate increases by measuring the relationship with the total volume increase rate ((V1 + V2) / V1) of the oil liquid containing (V2cm 3 ) and Contrary to the further increase in the supply rate, the total volume increase rate decreases, and after passing through the process, even when the supply rate is further increased, the total volume increase rate reaches a process that is stabilized to be substantially constant. The stable increase rate X of
And a value obtained by multiplying the volume of the oil liquid present in the circulation system or an approximate value thereof is adopted.
The bubble removing apparatus according to claim 6, wherein
前記Ｘに至った際の前記気体の油液単位体積当たりの基準供給速度ａ；および
前記気体の油液単位体積当たりの供給速度の増大に応じて前記総体積増加率が上昇していく過程における前記Ｘと実質的に同等の総体積増加率を示したときの前記気体の油液単位体積当たりの臨界供給速度ｂ；
を採用し、
前記検知手段によって前記総体積が所定値を超えたことが検知されたときには、少なくとも前記ａから前記ｂを差し引いた油液単位体積当たりの供給速度で、前記気体導入手段により油液中に気体を導入するように構成されていることを特徴とする、請求項７に記載の気泡除去装置。 Further, parameters a and b determined in advance as follows:
In the process of increasing the total volume increase rate according to the increase in the supply rate per unit oil volume of the gas when the gas reaches the X; A critical supply rate b per unit volume of oil and liquid when the total volume increase rate is substantially equal to X;
Adopt
When it is detected by the detection means that the total volume exceeds a predetermined value, gas is introduced into the oil liquid by the gas introduction means at least at a supply rate per unit volume of oil liquid obtained by subtracting b from the a. 8. The bubble removing device according to claim 7, wherein the bubble removing device is configured to be introduced.
前記検知手段として、前記貯留槽に貯留される油液の油面を検知するセンサーを備える、請求項６〜８のいずれかに記載の気泡除去装置。 In a part of the circulation system, it comprises a storage tank for storing at least a part of the oil liquid in use,
The bubble removal apparatus in any one of Claims 6-8 provided with the sensor which detects the oil level of the oil liquid stored in the said storage tank as said detection means.
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