JP3322285B2 - 気液分離装置 - Google Patents

気液分離装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はポンプに組込まれた気液
分離装置に関し、更に詳しくは給油所の給油装置に実施
される気液分離装置に関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように、ガソリン等の揮発性の液
体を取扱う給油所の給油装置では、ポンプ装置の液体中
に気泡として混っている気体を分離する装置が設けられ
ている。
【0003】ところで、従来の気液分離装置は、本出願
人の提案した特開昭60−85272号公報が知られて
いる。この従来の分離装置は、ポンプ吐出側に渦巻室を
有し、この渦巻室の中心部に先端が開口した分離パイプ
を有している。したがって流入口から渦巻室に流入した
液体は旋回するので、液は比重が大きいため、遠心力に
よって半径方向外方へ流れ、気泡は比重が小さいので、
半径方向内方の中心部に集まり、この中心部に集まった
気泡を含む液を分離パイプによって分離して気液分離室
へ流出させている。
【0004】前記したように、本出願人が提案したポン
プ装置の分離装置は、渦巻室と該渦巻室に配置された分
離パイプとから成るので、小型でかつ気液の分離が確実
であり、気液分離装置から気液分離室へ流出させる液量
も少なくて良いものであるが、更に改良の余地があるこ
とを見出だした。すなわち本出願人が提案した上記分離
装置は、外筒と同心的に設けられている分離パイプで気
泡を含んだ液体を、含まない液体から分離するようにな
っているが、その分離パイプの先端は旋回エネルギが最
大になる箇所から離れた所に位置し、分離効率は必ずし
も良好ではなく、また外筒の内側に分離パイプすなわち
内筒が設けられているので、構造が比較的複雑であり、
流動抵抗も大きく、例えば一時的に多量の気泡が生じた
場合、分離パイプ内の液が流出するまで、気泡が分離パ
イプ中にはいることができず、分離効率が悪いことがわ
かった。
【0005】そこで本出願人は特開昭61−54212
号公報に開示されているように、液体の旋回エネルギが
最大の所で気泡を含んだ液体を含まない液体から分離す
ると共に、分離パイプを不要とし、更には外筒も短くて
すむ気液分離装置を提案した。
【0006】該提案においては、ポンプの吐出側に渦巻
室を設け、該渦巻室の壁に気液流出用の小孔が設けられ
ている。
【0007】上記提案自体は有効なものであるが、旋回
流をそのまま逃しているので、中心部に集まった気泡が
旋回流と共に逃げてしまい、分離効率が充分ではなかっ
た。
【0008】そこで本出願人は特開平5−193697
号において、ポンプの吐出側に渦巻室を設け、該渦巻室
の流入側の端壁に気液流出用の小孔設け、渦巻室の流出
側に旋回止め部材を設けて気液分離効率を向上した気液
分離装置を提案した。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記提案自体は有効な
ものであるが、しかし、旋回止め部材を用いているの
で、圧力損失が大きくなる欠点がある。
【0010】本発明は、気液分離効果を向上すると共
に、圧力損失を低減する気液分離装置を提供することを
目的としている。
【0011】
【知見】本発明は種々研究の結果、流出管途中の管中心
部に渦巻室方向へ向けて設けた噴出口からわずかの制御
液を噴出することにより、気液分離性能が向上すること
を見出した。これは、噴出することにより中心部に逆流
が形成されて圧力上昇が発生するためである。本発明
は、この知見に基づいてなされたものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、液体の
流入口(I)と流出口(O)とが設けられたケーシング
(C)内にポンプ(3)と共に組込まれた気液分離装置
(4)において、前記ポンプ(3)の吐出口(3b)か
ら気液分離装置(4)に至る液路(18)は気液分離装
置(4)の渦巻室(S)に連通しており、そしてその渦
巻室(S)からは流出管(20)が延設されており、そ
の渦巻室(S)に前記液路(18)から接線方向に流入
して流出管に旋回流(A)が発生するように構成され、
その渦巻室(S)の流出管(20)を設けた反対側の側
面壁(S1)の旋回流(A)の中心には気液流出用の小
孔(13a)が設けられ、前記流出管(20)の渦巻室
(S)から距離(L)だけ離れた位置には前記液路(1
8)と連通する噴出口(21)が渦巻室(S)の方向に
向けて設けられている。
【0013】また本発明によれば、液体の流入口(I)
と流出口(O)とが設けられたケーシング(C)内にポ
ンプ(3)と共に組込まれた気液分離装置(4)におい
て、前記ポンプ(3)の吐出口(3b)から気液分離装
置(4)に至る液路(18)は気液分離装置(4)の渦
巻室(S)に連通しており、そしてその渦巻室(S)か
らは流出管(20)が延設されており、その渦巻室
(S)に前記液路(18)から接線方向に流入して流出
管に旋回流(A)が発生するように構成され、その渦巻
室(S)の流出管(20)を設けた反対側の側面壁(S
1)の旋回流(A)の中心には気液流出用の小孔(13
a)が設けられ、前記流出管(20)の渦巻室(S)か
ら距離(L)だけ離れた位置にバイパス管(24)が設
けられ、前記バイパス管(24)の基管(25)には流
出管(20)の半径方向外方に位置し渦巻室(S)側に
向けた一対の流入口(26)と流出管(20)の軸線上
に渦巻室(S)に向けた噴出口(27)とが設けられて
いる。
【0014】
【0015】上記開口の渦巻室からの距離は、流出管の
内径の3〜6倍が好ましい。
【0016】
【作用】上記のように構成された気液分離装置において
は、液噴出口から液を噴出すると、流出管の中心に逆流
が発生して圧力が上昇する。この圧力の上昇が圧力障壁
となって流れに対し逆方向の圧力勾配が発生し、流れと
共に逃げようとする気泡は、小孔側に向けられて気液の
分離効果が向上される。
【0017】また、中心部の逆流は流れ自体には作用し
ないので、圧力損失は小さく抑えられる。
【0018】
【実施例】図1は、本発明を実施した気液分離装置4が
組込まれたポンプ装置の模式図的断面図である。図1に
おいて、ポンプ装置PはケーシングCを備え、そしてケ
ーシングCには液体の流入口Iと流出口Oとが設けられ
ている。流入口Iの内端にはチェック弁1が設けられ、
そして流入側のストレーナ2aを設けたストレーナ室2
に開口している。ケーシングCのほぼ中央にはポンプ3
が設けられている。図示の実施例ではポンプ3は公知の
内接歯車ポンプが用いられている。このポンプ3は吸込
口3aと吐出口3bとを有しており、ポンプ3の吐出口
3bは後述する気液分離装置4に連通している。この気
液分離装置4の半径方向外方を流れる液すなわち気泡を
含まない液は流出側のストレーナ5aを設けたストレー
ナ室5に流れるように流路が構成されており、そして流
出側のストレーナ室5と流出口Oとの間にはコントロー
ル弁6が設けられている。ポンプ3の吐出口3bにはバ
イパス弁12が設けられ、ポンプ3の吸込口3aに連通
している。
【0019】他方気液分離装置4の半径方向内方を流れ
る気泡を含んだ液は、渦巻室Sの側面壁S1に設けた小
孔13aを介して気液路13に流れるようになってい
る。そしてこの気液路13は気液分離室8に連通してい
る。この気液分離室8において分離された気体はエアベ
ント14から放出され、そして気体を分離した液は液路
15に流れる。この液路15にはフロート弁9が設けけ
られており、そしてこの液路15は流入側のストレーナ
室2に連通している。
【0020】したがって適当な原動機でポンプ3を回転
させると、液は流入口Iからチェック弁1、流入側のス
トレーナ室2、ポンプ3、気液分離装置4、流出側のス
トレーナ室5、コントロール弁6を通って流出口Oから
吐出される。また一定以上の液はバイパス弁12を通っ
てポンプ3にバイパスされる。他方気液分離装置4にお
いて気体を含む液体は気液路13を通って気液分離室8
に流れ、ここで気体はエアベント14から放出され、液
体はフロート弁9を介して流入側のストレーナ室2に戻
されるのである。
【0021】図2及び図3において、気液分離装置4に
至るポンプ3の吐出口3bからの液路18は、気液分離
装置4の渦巻室Sに連通されており、渦巻室Sの接線方
向に液体を導くようになっている。この渦巻室Sから
は、流出管20が図2において左方すなわち小孔13a
の反対側の側面壁S2に延設されている。この小孔13
aは図示の通り旋回流Aの中心に設けられている。その
流出管20の渦巻室Sから距離Lの位置には、噴出口2
1が軸線上に渦巻室Sの方向へ向けて設けられている。
なお、前記距離Lは、流出管20の内径Dの3〜6倍に
採るのが好ましい。
【0022】前記噴出孔21は、L字状管22の一端に
接続され、そのL字状管22の他端の流入口23は、渦
巻室Sの流入側すなわち液路18に開口されている。
【0023】次に、作用について説明する。
【0024】前述したように、ポンプ3が駆動されると
液体はポンプ装置Pの流入口Iから吸入されて流出口O
から吐出されるが、ポンプ3の吐出口から吐出された液
体は気液分離装置4の渦巻室Sに接線方向に流入する。
これにより液体の圧力は旋回流速に変換され、渦巻室S
に続いて流出管20には、旋回流Aが発生する。この旋
回中に気泡を含まない比重の大きい液体は、流出管20
の半径方向外方に集まり、そして気泡を含んだ比重の小
さい液体は流出管20の半径方向中心に集まる。
【0025】他方、液路18の液は、L字状管22を介
し噴出口21からの渦巻室S側に向けた噴流Bとして噴
出される。この噴流Bにより流出管20の中心に逆流が
発生して圧力が上昇する。この圧力上昇が圧力障壁とな
って旋回流Aに対し逆方向の圧力勾配が発生し、渦流A
と共にストレーナ室5側に逃げようとする気泡は、小孔
13a側に向けられ、その結果、気液の分離効果が向上
される。この際、距離Lが内径Dの3倍以下では、圧力
上昇効果が不十分で、また、内径Dの6倍以上では、旋
回流Aが渦巻室Sから遠くに達していて、気泡を押し戻
す十分な逆流を発生させるのが困難である。
【0026】また、この噴流Bは、旋回流A自体に作用
しないので、圧力損失は少なく抑えられる。
【0027】図4は本発明の別の実施例を示し、距離L
に全体を符号24で示すバイパス管を設けた例である。
図5及び図6において、バイパス管24の基管25に
は、流出管20の半径方向外方に位置し渦巻室S側へ向
けた1対の流入口26が設けられ、軸線上には渦巻室S
へ向けた噴出口27が設けられている。この実施例で
は、流出管20内の旋回流Aの圧力が高く流速が速い外
周部から、流入口26,26を介して圧力が低く流れの
少ない中心の噴出口27に導き、噴流Bを生成すること
により、前記実施例と同様の作用効果を奏する。
【0028】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、気液分離効果を向上すると共に、圧力損失
を従来装置より低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施した気液分離装置を組み込んだポ
ンプ装置の一例を示す模式的断面図。
【図2】本発明の第1実施例を示す側断面図。
【図3】図2のX−X線矢視断面図。
【図4】本発明の第2実施例を示す側断面図。
【図5】バイパス管を示す側面図。
【図6】図5の正面図。
【符号の説明】
A・・・旋回流 B・・・噴流 C・・・ケーシング I・・・流入口 O・・・流出口 S・・・渦巻室 1・・・チェック弁 2,5・・・ストレーナ室 2a,5a・・・ストレーナ 3・・・ポンプ 3a・・・吸込口 3b・・・吐出口 4・・・気液分離装置 6・・・コントロール弁 8・・・気液分離室 12・・・バイパス弁 13・・・気液路 14・・・エアベント 20・・・流出管 21・・・噴出口 22・・・L字状管 23・・・流入口 24・・・バイパス管 25・・・基管 26・・・流入口 27・・・噴出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−294397(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B67D 5/58

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液体の流入口(I)と流出口(O)とが
    設けられたケーシング(C)内にポンプ(3)と共に組
    込まれた気液分離装置(4)において、前記ポンプ
    (3)の吐出口(3b)から気液分離装置(4)に至る
    液路(18)は気液分離装置(4)の渦巻室(S)に連
    通しており、そしてその渦巻室(S)からは流出管(2
    0)が延設されており、その渦巻室(S)に前記液路
    (18)から接線方向に流入して流出管に旋回流(A)
    が発生するように構成され、その渦巻室(S)の流出管
    (20)を設けた反対側の側面壁(S1)の旋回流
    (A)の中心には気液流出用の小孔(13a)が設けら
    れ、前記流出管(20)の渦巻室(S)から距離(L)
    だけ離れた位置には前記液路(18)と連通する噴出口
    (21)が渦巻室(S)の方向に向けて設けられている
    ことを特徴とする気液分離装置。
  2. 【請求項2】 液体の流入口(I)と流出口(O)とが
    設けられたケーシング(C)内にポンプ(3)と共に組
    込まれた気液分離装置(4)において、前記ポンプ
    (3)の吐出口(3b)から気液分離装置(4)に至る
    液路(18)は気液分離装置(4)の渦巻室(S)に連
    通しており、そしてその渦巻室(S)からは流出管(2
    0)が延設されており、その渦巻室(S)に前記液路
    (18)から接線方向に流入して流出管に旋回流(A)
    が発生するように構成され、その渦巻室(S)の流出管
    (20)を設けた反対側の側面壁(S1)の旋回流
    (A)の中心には気液流出用の小孔(13a)が設けら
    れ、前記流出管(20)の渦巻室(S)から距離(L)
    だけ離れた位置にバイパス管(24)が設けられ、前記
    バイパス管(24)の基管(25)には流出管(20)
    の半径方向外方に位置し渦巻室(S)側に向けた一対の
    流入口(26)と流出管(20)の軸線上に渦巻室
    (S)に向けた噴出口(27)とが設けられていること
    を特徴とする気液分離装置。
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