JP3337092B2

JP3337092B2 - 気液分離装置

Info

Publication number: JP3337092B2
Application number: JP32393593A
Authority: JP
Inventors: 淳一黒川; 勉大滝
Original assignee: Tatsuno Corp
Current assignee: Tatsuno Corp
Priority date: 1993-12-22
Filing date: 1993-12-22
Publication date: 2002-10-21
Anticipated expiration: 2017-10-21
Also published as: JPH07172497A

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、ポンプ装置に液体中に
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穴が設けられ
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穴を設け、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】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。また、実願昭６２−３２４６３号のマイ
クロフィルムに多管式貫流ボイラの気水分離装置の技術
が開示されているが、この考案は、蒸気から水液を分離
するものであって、液体中に含まれる気泡を分離するの
に適したものではない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、液体中に含
まれる気泡を効率よく、かつ圧力損失を少なく分離する
気液分離装置を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、流入口
（Ｉ）と流出口（Ｏ）とを備えたケーシング（Ｃ）内に
設けられたポンプ（３）を備え、そのポンプ（３）の吸
込口（３ａ）が前記流入口（Ｉ）に連通され、そのポン
プ（３）の吐出口（３ｂ）に連通した気液分離装置にお
いて、前記ポンプ（３）の吐出口（３ｂ）からの液路
（１８）に連通する渦巻室（Ｓ）を設け、渦巻室Ｓは流
路１８からの液が旋回流を生ずるための円弧状部Ｓａを
有し、そしてこの渦巻室（Ｓ）の一側面壁の旋回流の中
心に気泡を含む液の流出用の小穴（１３ａ）が設けら
れ、渦巻室（Ｓ）の他側面壁に設けた流出口（２０ａ）
に細径の第１の流出管（２０）の一端を取付け、その細
径の第１の流出管（２０）の他端に太径の第２の流出管
（２１）を接続し、その太径の第２の太径の流出管（２
１）は流出口（Ｏ）に連通している。

【００１２】上記太径の流出管の内径は、細径の流出管
の内径の１．５〜２．５倍が好ましい。

【００１３】また、太径の流出管の長さは、細径の流出
管の内径の１．５〜２．５倍が好ましい。

【００１４】

【作用効果の説明】上記のように構成された気液分離装
置においては、気液体が渦巻室に流入し、比重の軽い気
泡はその中心部から小穴を通って効率よく気液路に流出
する。一方、他側に取り付けられた流出管へは、気液体
が旋回しつつ流出し、比重の大きい気泡を含まない液体
は半径方向外方に集まり、気泡を含む液体は中心部に集
まる。そして、第１の流出管に接続された第２の流出管
にて急激に拡大され、流速が減少して速度エネルギーが
圧力に変換され、圧力が上昇する。このようにして、流
れに対して逆方向の圧力勾配が生じ、中心部に集まった
気体の流出を阻害して気液の分離効果が向上する。な
お、管径の拡大によってエネルギー損失を伴うが、従来
技術の旋回止めや障壁による場合に比べ、その損失は大
幅に改善される。また、構造が簡単で容易に高性能が得
られる。また、渦巻室によって発生させた遠心力を利用
しており、姿勢による問題が生じないというメリットを
有している。

【００１５】

【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に流れるように液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。

【００１６】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小穴１３ａを介して気液路１３に流
れるようになっている。この小穴１３ａは図２、図３か
ら解るように旋回流の中心に設けられている。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。

【００１７】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
いて気体を含む気液体は液路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。

【００１８】次に図２及び図３を参照して気液分離装置
の実施例について説明する。

【００１９】図２及び図３に示されているように、気液
分離装置４に至るポンプ吐出口３ｂからの液路１８は、
気液分離装置に接線方向に液体を導くように構成された
渦巻室Ｓに連通している。この渦巻室Ｓは図２、図３か
ら解るように流路１８からの液が旋回流を生ずるための
円弧状部Ｓａを有し、そしてこの渦巻室Ｓの流出口２０
ａからは、細径の第１の流出管２０が図において左方に
延長されており、その第１の流出管２０の端部には、第
１の流出管２０より太径の第２の流出管２１が連接され
ている。図１から解るようにこの太径の第２の流出管２
１はストレーナ室５を介して流出口Ｏに連通している。

【００２０】その第２の流出管２１の内径Ｄ１は、第２
の流出管２０の内径Ｄの１．５倍から２．５倍が好まし
く、また、第２の流出管２１の長さは、前記内径Ｄの
１．５倍から２．５倍が好ましい。

【００２１】次に、作用を説明する。

【００２２】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
に続いて第１の流出管２０には、図２に示すように旋回
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。

【００２３】他方、旋回流Ａは矢印方向に流れ、両流出
管２０，２１の連接する拡大部Ｔにおいて、旋回流Ａ１
のように急激に拡大される。したがって、流速が減少し
て圧力が上昇する。この圧力の上昇が圧力障害となり渦
巻室Ｓ側すなわち旋回流Ａに対し逆方向への圧力勾配が
発生し、旋回流Ａと共にストレーナ室５側に逃げようと
する気泡は、気液路１３に向けられ、その結果、気液の
分離効果が向上される。

【００２４】また、拡大管による圧力損失は、従来装置
の旋回止め部材を用いる場合より小さいことは、自明で
ある。

【００２５】この際、前記内径Ｄ１が、内径Ｄの１．５
倍以下では、旋回流Ａの急拡大による圧力上昇効果が不
十分であり、また、内径Ｄ１が内径Ｄの２．５倍以上で
は、急拡大の度合が大き過ぎて、旋回流Ａが直接ストレ
ーナ室５に放出されることになり、圧力上昇効果が得ら
れない。また、前記長さＬが内径Ｄの１．５倍以下で
は、旋回流Ａ１の生成が不十分で圧力上昇効果が小さ
く、また、長さＬが内径Ｄの２．５倍以上では、圧力損
失が大きくなる。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ており下記の効果を奏する。（ａ）流出管の内径が急激に拡大されて流速が減少
し、速度エネルギーが圧力に変換されて流れに対して逆
方向の圧力勾配が生じ、管の中心部に集まった気体の流
出が阻害されて気液の分離効果が向上する。（ｂ）従来技術の旋回止めや障壁による場合と比べ、
圧力損失は大幅に改善され、また、構造が簡単で容易に
高性能が得られる。（ｃ）渦巻室によって発生させた遠心力を利用してお
り、姿勢による問題が生じない。（ｄ）給油所の給油ポンプに付設した気泡を分離させ
るための気水分離装置として好適に使用することができ
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】本発明の一実施例を示す側断面図。

【図３】図２のＸ−Ｘ線矢視断面図。

【符号の説明】

Ａ，Ａ１・・・旋回流Ｃ・・・ケーシングＩ・・・流入口Ｏ・・・流出口Ｓ・・・渦巻室Ｔ・・・拡大部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１３・・・気液路１２・・・バイパス弁１４・・・エアベント２０・・・第１流出管２１・・・第２流出管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B67D 5/58 B01D 19/00 102

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】流入口（Ｉ）と流出口（Ｏ）とを備えた
ケーシング（Ｃ）内に設けられたポンプ（３）を備え、
そのポンプ（３）の吸込口（３ａ）が前記流入口（Ｉ）
に連通され、そのポンプ（３）の吐出口（３ｂ）に連通
した気液分離装置において、前記ポンプ（３）の吐出口
（３ｂ）からの液路（１８）に連通する渦巻室（Ｓ）を
設け、渦巻室Ｓは流路１８からの液が旋回流を生ずるた
めの円弧状部Ｓａを有し、そしてこの渦巻室（Ｓ）の一
側面壁の旋回流の中心に気泡を含む液の流出用の小穴
（１３ａ）が設けられ、渦巻室（Ｓ）の他側面壁に設け
た流出口（２０ａ）に細径の第１の流出管（２０）の一
端を取付け、その細径の第１の流出管（２０）の他端に
太径の第２の流出管（２１）を接続し、その太径の第２
の太径の流出管（２１）は流出口（Ｏ）に連通している
ことを特徴とする気液分離装置。