JP2010019426A - 液体タンク - Google Patents
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Abstract
【解決手段】液体を収容する液体タンク1において、タンク1内には、液体中に含まれる気泡を除去する気泡除去装置30が設けられ、気泡除去装置30は、気泡が混じった液体に旋回流を生じさせるサイクロン室321を備えているとともに、気泡除去後の液体をサイクロン室321から流出させる流出口と、除去した気泡をサイクロン室321から排出する排出口333とを、それぞれ個別に備え、気泡除去装置30の排出口333は、サイクロン室321に対して、送出口123または送出口123に取り付けられたストレーナ125から離間した側に位置し、かつ液体タンク1内に収容された液体中に開口している。
【選択図】図6
Description
さらに、気泡除去装置がサイクロン室を備えた構造であるから、渦巻き状の流路を備えた前記特許文献3記載の気泡除去装置よりも、小径化を図ることが可能であり、この点でも専有スペースの狭小化が促進される。
これに対して、請求項1の液体タンクによれば、排出口は、当該液体タンク内に収容された液体中に開口しているので、サイクロン室が負圧になった際には、サイクロン室から排出口までの流路内に存在する気体(気泡)が逆流するだけであるから、逆流する気体の量が確実に軽減され、液体に気泡が再度混入するといった心配がなくなる。特に気泡除去装置をタンク内に設ける場合には、サイクロン室から排出口までの長さが極めて短くなるので、流路内の気体の流れも小さくなり、より効果的である。
なお、本発明の液体タンクにおいては、前記導入流路内には、周方向の一端側から他端側にかけて下方に傾斜した案内部が設けられていることが好ましい。
サイクロン室の流出口から過剰な勢いで液体が流出すると、その勢いによっては液面が大きく盛り上がったり、あるいは噴水状に噴き上がるため、その際に液面が波立って液面上の空気等の気体を新たに巻き込んでしまったりし、気泡が生じる可能性がある。しかも、液面が大きく揺れることで液面の高さが部分的に下がってしまい、この位置で気体を巻き込むと、巻き込んだ気体が気泡となって液体タンク外に送出され易くなる。
しかし、このような構成の液体タンクによれば、気泡除去装置に勢力低減部を設けることで、流出した液体の勢いが低減するから、液面が波立って気体を巻き込むといった現象が生じにくくなり、気泡除去がより確実に行われる。
比重の小さい気泡は、サイクロン室の中央寄りに集約される関係から、液体の流出口が例えば端面部の中央寄りに設けられていると、液体の流出時の勢いによっては、その勢いが気泡の浮力よりも勝ってしまい、排出口からではなく液体と一緒になって流出口から流出されてしまうおそれがある。
これに対して、このような構成の液体タンクでは、気泡除去装置の流出口を端面部の外周側近傍に沿って設けるので、中央寄りに集約される気泡が流出口から作動油と一緒に流出する可能性が格段に低くなり、気泡がそのまま気泡除去装置外に送出される心配がなくなる。
このような構成の液体タンクでは、ガイド部を設けるので、サイクロン室から流出した気泡除去後の液体が、排出した気泡と混じり合うことなしに、スムーズに送出口またはこれに取り付けられたストレーナに向かって流れるようになり、送出口からは気泡を含まない液体が常時送り出されることになる。また、ガイド部が流出口の少なくとも周囲を覆っているので、流出口から勢いよく流出する気泡除去後の液体がストレーナ側に良好に導かれる。
液体タンクが接続されるシステムを気圧の低い高地等で使用する場合、液体タンクから液体を吸入してシステムに送液するポンプの入口が負圧になりやすい。このような状況下で、液体に気泡が含まれているとポンプがキャビテーションを起こすことがある。そこで、従来では液体タンクに加圧装置を設け、ポンプの吸い込み圧が負圧になるのを防止していた。
これに対して、本発明の液体タンクでは、気泡除去装置により気泡を除去するので、気圧の低い高地でもポンプがキャビテーションを起こすことがなく使用可能となる。これにより、従来とは異なり、加圧装置が不要となるので、液体タンクの強度を高める必要がなく、液体タンクのコストが削減される。また、加圧装置を設置するスペースも不要となり、液体タンクを含んだシステムの小型化が促進される。
このような構成の液体タンクによれば、気泡が通る排出流路に結合域部を設け、小さな気泡を結合させてより大きな気泡に成長させるので、その分浮力が大きくなって排出口から液面まで素早く浮上するようになり、気泡が液体タンクからより送出されにくくなって気泡除去性能がさらに向上する。なお、結合されて大きく成長した気泡は、そのまま液面に向かって浮上する場合もあるが、成長した気泡から分離して浮上する場合もある。そして、分離した場合の気泡の大きさは、結合前の気泡の大きさに比較して格段に大きいことが確認されており、やはり素早く液面まで浮上する。
図1は、第一実施形態に係る作動油タンク(液体タンク)1を断面して示す正面図、図2は、作動油タンク1内に設けられた気泡除去装置30の要部を一部断面して示す斜視図である。
(1)作動油タンク1では、その内部に気泡除去装置30が設けられているので、作動油タンク1の設置スペースの他に気泡除去装置30用の設置スペースを別途確保する必要がなく、その分油圧システムの専有スペースを小さくでき、また、これに伴って建設機械の小型化を促進できる。
この際、排出口333は上向きに開口しているので、気泡の排出性を良好にでき、気泡を液面までスムーズに浮上させることができる。
次に、本発明の第二実施形態について説明する。第二実施形態は、第一実施形態でのガイド部128の形態が異なり、また作動油タンク1にブリーザが取り付けられているものである。図4には、第二実施形態に係る作動油タンク1を断面した正面図が、また、図5には側面図が示されている。ここで、図4は、図5のIV-IV断面図である。
なお、筒体11は円筒状の他、角筒状、楕円筒状など、任意の形状が採用できる。筒体11を円筒状に形成した場合には強度が向上するので、タンク本体10の板厚を薄くでき、従来必要としていた補強材を不要とすることが可能である。またこれによりタンク本体10を安価に製造することができる。
また、フィルタ20の中空部分の上端は、フィルタ20内に収納されたリリーフバルブ212によって塞がれている。リリーフバルブ212は、内部に図示しない弁およびばねを備え、所定のばね力によって弁が付勢されている。
ここで、フィルタ収容部143Aは、第一実施形態と異なり、蓋部材14とは別部材として設けられている。このような構成により、フィルタ20を交換する際には、蓋部材14を外すだけで簡単にフィルタ20が交換可能となっている。
サイクロン側ガイド129Aは、上端が縦管143にボルト(図示せず)で固定され、気泡除去装置30全体を覆っている。このサイクロン側ガイド129Aは、気泡除去装置30の直下に配置されたストレーナ125の一部も覆っている。
一方、ストレーナ側ガイド129Bは、一端がジョイント部材124に固定され、他端はサイクロン側ガイド129Aの内部に配置されている。
(14)流出口322の周囲にサイクロン側ガイド129Aが設けられ、かつストレーナ125の液面側に近い部分にもストレーナ側ガイド129Bが設けられているので、気泡除去後の作動油が直接ストレーナ125にガイドされる。よって、良質の作動油を効率よく油圧回路に再送することができる。
また、作動油タンク1内に収容されている作動油を送り込んで作動油タンク1内の液面レベルがL側へ下がっても、ストレーナ側ガイド129Bが液面に近い側を覆っているので、作動油はストレーナ125の下方からのみ供給される。よって、ストレーナ125が大量に作動油を吸入しても液面の渦の発生を防止できる。渦の発生による作動油への気泡の混入がないので、どのような状況下でも良質の作動油を常にポンプに送ることができる。
また、必要な時にのみ弁が開閉して吸気、排気を行うので、作動油タンク1内へのゴミや埃の混入を防止できる。これは、作動油タンク1が建設機械など、外部の悪環境で使用される場合に特に有用である。
次に、本発明の第三実施形態について説明する。第三実施形態は、ストレーナ125の向きが第一、第二実施形態とは異なる。また、第一、第二実施形態でのガイド部128,129に相当する部材が用いられておらず、気泡除去装置30には代わりに勢力低減部75が設けられている。ただし、そのようなガイド部128,129と勢力低減部75とを併用してもよい。
さらに、本実施形態では、気泡除去装置30の形態が第1実施形態とは大きく異なっている。図6には、第三実施形態に係る作動油タンク1を断面した正面図が、また、図7には側面図が示されている。図8ないし図10には、本実施形態で用いられる気泡除去装置30の斜視図、分解斜視図、および要部の底面図が示されている。
具体的に気泡除去装置30は、縦管143に設けられた下部フランジ143Cの下面にボルト止めされる第1部材60と、この第1部材60の下部側にボルト止めされて上部が当該第1部材60内に収容される第2部材70とで構成されている。
これに対して、第2部材70の周面部321Aに上下にわたって設けられた突出部74には、取付フランジ70Aから下方に向かう縦孔部331Dと、縦孔部331Dの下端に連通するように斜め上方から下方に向かう傾斜孔部331Eとが穿設されており、第1、第2部材60,70同士を結合させた際に、縦孔部331Dの上端が第1部材60側の縦孔部331Cに連通する。また、傾斜孔部331Eの開口部分が気泡の排出口333になっている。
そして、それぞれの孔部331A〜331Eにより、気泡の排出流路33が形成されている。このような排出流路33は、全体が気泡除去装置30内に形成されており、第1実施形態のようなチューブ等からなる外部流路332(図2、図3)は設けられていない。
(19)すなわち、気泡除去装置30には、流出口322から流出した直後の作動油の勢いを低減させる勢力低減部75が設けられているので、流出口322から流出した作動油の勢いで液面が大きく盛り上がったり、あるいは噴水状に噴き上がったりする心配がない。従って、液面が波立って液面上の空気を新たに巻き込むおそれがなく、気泡を生じにくくでき、気泡除去をより確実に行える。
例えば、第二、第三実施形態では、縦管143の上部にフィルタ収容部143Aを設け、蓋部材14から分離して設けたので、蓋部材14を開けるだけで上方からフィルタ20のみを交換できるようにしていたが、このような構造に限られない。
この図11において、蓋部材14と縦管143とは別部材として設けられており、縦管143の上端が環状のシール材51を介して蓋部材14の下面に当接されている。また、フィルタ20のコア部材21も、蓋部材14に対してシール材52を介して当接されており、第一実施形態とは異なってねじ込まれていない。さらに、縦管143の上下方向の途中には、環状の外フランジ部53が設けられ、この外フランジ部53が筒体11の内周に設けられた内フランジ部54上に載置されている。また、内フランジ部54には、給油された作動油を下方に流すための開口部55あるいは任意な形状の切欠部等が設けられている。
以上の構造により、戻りの作動油がフィルタ20の中側から外側に向けて濾過される構造においても、蓋部材14を外すことで、縦管143内のコア部材21やエレメント22を取り外すことができ、その交換を気泡除去装置30の着脱なしに行える。
ただし、このような逆流抑制手段は本発明に必須の構成ではなく、必要に応じて設けられればよい。
すなわち、気泡除去装置30は、送出口123やストレーナ125の直上に位置していることが、作動油の流れの観点からはより好ましいのであるが、送出口123やストレーナ125に対して直上ではなく、若干ずれた近傍位置に配置された場合でも、作動油の流れが妨げられない程度であれば、前述の(5)の効果を略同様に得ることができる。
例えば、図12に示されるように、ガイド部128は、送出空間126とドレイン空間127とを仕切る仕切部128Aと、油受部材12に一体的に形成され、気泡除去装置30の流出口322よりも上方で、液面と略平行に設けられた別の仕切部128Bとを備えている。また、仕切部128Aの下部側には、送出空間126とドレイン空間127とを連通する連通孔128Cが設けられている。この場合には、排出口333は第二実施形態と同様に常に空気に開放となっており、先端側にチェックバルブなどの逆流抑制手段334を備えている。
さらに、図を省略するが、結合域部34が設けられる排出流路33としては、排出口333が作動油中に開口しているものに限定されず、作動油タンク1内の気体中に開放しているものであってもよい。すなわち、例えば、図13(C)のような排出流路33の形状で、かつ先端がより上方まで延びて排出口333(図中での符号は省略)が気体中に開放していてもよく、このような場合でも、排出流路33内で大きくなった気泡を、当該排出流路33内をよりスムーズに浮上させて気体中に放出できる。
従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
Claims (3)
- 液体を収容する液体タンク(1)において、
当該タンク(1)内には、液体中に含まれる気泡を除去する気泡除去装置(30)が設けられており、
この気泡除去装置(30)は、気泡が混じった液体に旋回流を生じさせるサイクロン室(321)を備えているとともに、気泡除去後の液体をサイクロン室(321)から流出させる流出口(322)と、除去した気泡をサイクロン室(321)から排出する排出口(333)とを、それぞれ個別に備え、
前記気泡除去装置(30)の排出口(333)は、前記サイクロン室に対して、送出口(123)または送出口(123)に取り付けられたストレーナ(125)から離間した側に位置し、かつ当該液体タンク(1)内に収容された液体中に開口している
ことを特徴とする液体タンク(1)。 - 請求項1に記載の液体タンク(1)において、
前記排出口(333)は上向きに開口している
ことを特徴とする液体タンク(1)。 - 請求項1または請求項2に記載の液体タンク(1)において、
前記気泡除去装置(30)は、液体を前記サイクロン室(321)へ導くための一対の導入流路(314)と、上方からの液体を前記一対の導入流路(314)に向けて分流する流れ方向変換部(62)とを備え、
かつ前記気泡除去装置(30)は、前記送出口(123)または前記ストレーナ(125)の近傍であって、気泡を含んだ液体を濾過するフィルタ(20)の直下に設けられている
ことを特徴とする液体タンク(1)。
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