JP4596478B2

JP4596478B2 - 消泡装置

Info

Publication number: JP4596478B2
Application number: JP2006052487A
Authority: JP
Inventors: 茂喜関野
Original assignee: Neturen Co Ltd
Current assignee: Neturen Co Ltd
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2026-02-28
Also published as: JP2007229579A

Description

本発明は、流入された液体から気泡を除去する消泡装置に関し、例えば、流入された油（オイル）から気泡を除去する際に使用される消泡装置に関する。

各種の機器に用いる油をタンクに貯めておき、このタンクから油をポンプ等に送る装置が広く使用されている。このタンクに貯められた油には気泡が混入していることがあり、この気泡を油から除去する消泡装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この消泡装置では、上部に大きな孔が形成されると共に下部に小さな孔の形成された複数枚の消泡板をタンク内に配置しておき、これら複数枚の消泡板に油を通過させて気泡を除去する構造になっている。
特開平１１−０５７３０６号公報

上記した複数枚の消泡板に形成された多数の孔はこの消泡板に対して傾斜しており、また、消泡板の上部と下部では孔の大きさが相違する。さらに、複数枚の消泡板はほぼ平行に並べられると共に対向する部分の孔は同じ大きさになるように配置される。従って、消泡装置は複雑な構造となっている。また、タンクに流入した油は（油面は）波立っていることがある。油面が波立っているときはこの油面の高さ、即ち、油の量を正確には測定できないことがある。

本発明は、上記事情に鑑み、液体から気泡を除去すると共に液面の波立ちを抑制する消泡装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の消泡板は、
（１）仕切壁によって複数の部屋に仕切られた、液体が流入されるタンクと、
（２）前記複数の部屋のうち液体が流入される流入室に配置された、流入された液体中の気泡を除去する消泡板と、
（３）前記消泡板によって気泡の除去された液体が通過する、前記仕切壁に取り付けられたフィルタとを備え、
（４）前記消泡板は、前記流入室内の液面に交差する方向に延びる凹凸が形成された複数のものであり、
（５）これら複数の消泡板は、前記仕切壁から前記タンクの側壁の手前まで広がる仕切壁側消泡板と、前記タンクの側壁から前記仕切壁の手前まで広がるタンク側壁側消泡板とが、前記流入室内の液体が流れる方向に交互に配置されたものであることを特徴とするものである。

ここで、
（６）前記消泡板は、前記タンクに貯められる液体の液面よりも高いものであってもよい。

また、
（７）前記消泡板は、その横断面はＷ字状を連続させた形状のものであってもよい。

さらに、
（８）前記消泡板は前記仕切壁および前記タンクの前記側壁に対して５０度から７０度の角度を有したものであり、前記横断面のＷ字状の挟角は８０度以上であってもよい。

さらにまた、
（９）前記タンクは、前記流入室のうち前記フィルタとは反対側の部分に、液体が流入される流入口が配置されたものであってもよい。

さらにまた、
（１０）前記フィルタは、１０メッシュから２２メッシュの複数枚の金網が間隔をおいて配置されているものであってもよい。

本発明の消泡装置では、タンクの流入室に流入した液体が複数の消泡板に順次に衝突する（ぶつかる）度に、この液体中の気泡が消泡板に沿って上方に移動して消える。各消泡板は、液面に交差する方向に延びる凹凸が形成されているので、これら凹凸の分だけ消泡板の面積が増えており、このため、液体の衝突する面積（液体と消泡板との接触面積）も広くなって気泡も消され易い。また、流入室に流入した液体は仕切壁側消泡板とタンク側壁との間及びタンク側壁側消泡板と仕切壁との間を順次に通過するので、蛇行しながら流れることとなって液体の流れる流路が実質的に長くなる。このため、液体の流れが緩やかになって、液面の波立ち（上下動）が抑制されることとなる。

本発明は、油を使用する機械装置試験機器のオイルタンクとして使用される消泡装置に実現された。

図１から図３までを参照して、本発明の消泡装置の一例を説明する。

図１は、本発明の消泡装置の一例の概略構成を示す斜視図である。図２は、図１の消泡装置の上面図である。図３は、一枚の消泡板を示す斜視図である。

消泡装置１０は、仕切壁１２によって二室（２つの部屋）に仕切られたタンク１４を備えている。タンク１４は直方体であり、仕切壁１２はタンク１４の中央部をその長手方向（矢印Ａ方向）に延びている。２つの部屋は、油（本発明にいう液体の一例である）が流入される流入室１６と、流入室１６から流れ込んできた油を一時的に貯めて外部に流出する流出室１８とから構成される。流入室１６及び流出室１８双方の容積はほぼ同じである。流入室１６と流出室１８は、後述するフィルタ２２を除いて、仕切壁１２によって水密に（油が漏れないように）保たれている。

流入室１６の長手方向一端部（矢印Ａ方向の上流側部分）には、油が流入される流入口２０ａが形成されている。流入口２０ａはタンク１４の底面のやや上に位置しており、上から延びる流入パイプ２０の下端に形成されている。このため、流入室１６には、その底面のやや上から油が流入される。一方、流出室１８の長手方向一端部（矢印Ａ方向の上流側部分）の底壁には、油が外部に流出される流出口１８ａが形成されている。従って、流入口２０ａから流入された油は、図１及び図２の二点鎖線で示すように流入室１６を流れて、後述するフィルタ２２を通過して流出室１８に流れ込み、二点鎖線で示すように流出室１８を矢印Ｂ方向（矢印Ａ方向とは反対方向）に流れて流出口１８ａから外部に流出（排出）される。

流入室１６には、流入された油中の気泡を除去する４枚の消泡板２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄが配置されている。ここでは、消泡板を４枚としたが、２枚でも３枚でも４枚以上であってもよく、タンク１４の長さや流入される油の種類や油中の気泡の状態に基づいて適宜に決められる。図３には、横断面がＷ字状（例えば、挟角αは９０°、一辺の長さｌが３０ｍｍから５０ｍｍ）を連続させた製造しやすい形状の消泡板を示している。なお、図１、図２及び図３の凸部の数（山の数）は参考である。図１と図２では、横断面がＷ字状を連続させた形状の消泡板を示しているが、Ｕ字状を交互に連続させた形状（波状）であってもよい。

各消泡板２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄの下端は流入室１６の底面に接触しており、その側端は流入室１６の側壁又は仕切壁１２に溶接（又はねじ止め）されている。各消泡板２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは、タンク１４の底面に対して垂直、油の流れＡに対してやや受ける側（前傾）に立ち上がっている。その高さは、タンク１４に貯められる油の油面よりも高い。油の流れＡが消泡板２４に衝突したときに波立って、消泡板２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄおよび／または仕切壁１２を越えることを防止するために、消泡板２４は流れＡに対してやや前傾に立ち上がっており、その高さは油面（仕切壁１２の壁の高さ）よりも高くなっている。

２枚の消泡板２４ｂ，２４ｄは、仕切壁１２からタンク１４の側壁１４ａ（流入室１６を構成する壁であり、矢印Ａ方向に延びている。）の手前まで広がっている。２枚の消泡板２４ｂ，２４ｄが、本発明にいう仕切壁側消泡板の一例である。２枚の消泡板２４ｂ，２４ｄは仕切壁１２につながっており（接触しており）、消泡板２４ｂ，２４ｄと仕切壁１２の間からは油が漏れない。一方、消泡板２４ｂ，２４ｄと側壁１４ａとの間には、油が滞らずに流れる間隔が保たれている。

２枚の消泡板２４ａ，２４ｃは、タンク１４の側壁１４ａから仕切壁１２の手前まで広がっている。２枚の消泡板２４ａ，２４ｃが、本発明にいうタンク側壁側消泡板の一例である。２枚の消泡板２４ａ，２４ｃは側壁１４ａにつながっており（接触しており）、消泡板２４ａ，２４ｃと側壁１４ａの間からは油が漏れない。一方、消泡板２４ａ，２４ｃと仕切壁１２との間には、油が滞らずに流れる間隔が保たれている。

上記のように側壁１４ａから広がる消泡板２４ａ，２４ｃと、仕切壁１２から広がる消泡板２４ｂ，２４ｄとは、流入室１６内の油が流れる方向（矢印Ａ方向）に交互に配置されている。このため、例えば消泡板２４ａに衝突しなかった（接触しなかった）油は、次の消泡板２４ｂには衝突することとなる。また、各消泡板２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは側壁１４ａ又は仕切壁１２に直交して広がっているのではなくて、消泡板２４ａは矢印Ａ方向下流側に傾斜して（傾斜角度θ）広がっている。他の消泡板２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは消泡板２４ａに略並行に設けられている。この傾斜角度θは、油の流れＡが消泡板２４に衝突する力を和らげて（分散させて）波立ちを減少させ、油の流れＡは一箇所に滞ることなく円滑に流れる。

仕切壁１２には、消泡板２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄによって気泡が除去された油が通過するフィルタ２２が取り付けられている。このフィルタ２２は、仕切壁１２のうち流入口２０ａとは反対側の部分に取り付けられている。即ち、フィルタ２２とは反対側に流入口２０ａが形成されている。フィルタ２２は、流入室１６と流出室１８とで油面が同じ高さになるように、油の通過抵抗が小さくなるように１０メッシュから２２メッシュまでの範囲内の複数枚の金網が、適当な間隔（通常１０ｍｍ）で並べた（網目が一致しない）構成になっている。フィルタ２２は、タンク１４の底面から３０〜５０ｍｍ離れた位置（上方の位置）に取り外しできるように配置されており、仕切壁１２のうちフィルタ２２の下の部分では、油に混入している比較的重い劣化した油等の懸濁物が堰き止められ、底部には金属粉等を含むスラッジが残留する。

ここで、図４を参照して、消泡板２４ａの傾斜角度θとＷ字状の凹凸（挟角α）の関係を説明する。

図４は、消泡板の傾斜角度とＷ字形状の凹凸の侠角の関係を示す一部平面図であり、（ａ）は、傾斜角度θと挟角αが小さい場合を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の領域Ｘの拡大図であり、（ｃ）は、傾斜角度θと挟角αが大きい場合を示す平面図である。他の消泡板２４ｂ、２４ｃ、２４ｄについても同様である。

図４（ａ）では、油の流れＡは消泡板２４ａの面Ｎに衝突して全方向に分けられる。横方向の流れＡ１は、面Ｎに沿って（図面では下側）次の凹凸部に流れる。他の横方向の流れＡ２（図面では上側）は、消泡板２４ａの面Ｎに衝突しさらに面Ｍに衝突して面Ｍに沿って矢印Ａ方向と逆の方向に流れる。この流れは再び流れＡと合流して消泡板２４ａの面Ｎに衝突する。このように流れＡ２は繰り返される。このような渦状の流れＡ２は、消泡板２４ａに振動を与えて異常音の発生の原因となり望ましくない。また流れが滞るため気泡の除去の点からも好ましくない。なお、上方（図面に対して垂直）への流れは、油面を盛上げる。侠角αが小さい場合は、油の流れＡが凹部に向かって集中するので、湯面の盛上りは大きくなる。

図４（ｂ）に示すように傾斜角度θと挟角αが大きい場合では、油の流れＡ’は、図４（ａ）の油の流れＡとは異なって渦状の流れＡ２が発生しない。このため、油が一箇所に滞ることなく円滑に流れる。この場合、油が消泡板２４ａに衝突する際の力を分散させ、流路長を確保するために望ましい傾斜角度θが５０度から７０度までの範囲内、及び侠角αが８０度以上の場合は、渦状の流れがなく油面の盛上りも少ないので好ましい。

上記したタンク１４に流入された油（気泡）の挙動を説明する。

流入口２０ａから流入室１６に流入された油は、流出口１８ａに接続されたポンプ（図示せず）の吸引（吸引力）によって矢印Ａ方向に流れる。この流れの途中で、先ず、油は消泡板２４ａに衝突する。この衝突によって、油中の気泡の一部（比較的大きな気泡）は消泡板２４ａに沿って上方に移動して空中に消える。また、小さな気泡は衝突により集合し気泡は大きくなり、２枚目以降の消泡板で除去され易くなる。一部の気泡の消えた（除去された）油は、消泡板２４ａと仕切壁１２との間を通過して２枚目の消泡板２４ｂに衝突する。なお、油の一部は消泡板２４ａに衝突せずに、消泡板２４ａと仕切壁１２との間を通過することもある。このように１枚目の消泡板２４ａを通過した油は、２枚目の消泡板２４ｂに衝突することとなる。１枚目の消泡板２４ａの衝突と同様に、消泡板２４ｂに衝突した油からも気泡の一部が消泡板２４ｂに沿って上方に移動して空中に消える。２枚目の消泡板２４ｂを通過した油は、消泡板２４ｂとタンク１４の側壁１４ａとの間を通過して３枚目の消泡板２４ｃに衝突する。上記と同様にして油中の気泡が除去されて油は４枚目の消泡板２４ｄに衝突し、同様に気泡が除去される。このように消泡板２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを通過するたびに油の中の気泡は徐々に消失される。

各消泡板２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは、上記のようにＷ字状を連続させた形状となっているので、この凹凸の分だけ消泡板の面積が増えており、このため、油の衝突する面積（油と消泡板との接触面積）も広くなって気泡も消され易い。また、流入室１６に流入した油は、消泡板２４ａと仕切壁１２の間、消泡板２４ｂと側壁１４ａの間、消泡板２４ｃと仕切壁１２の間、消泡板２４ｄと側壁１４ａの間を順次に通過するので、蛇行しながら流れることとなる。このため、油の流れる流路が実質的に長くなる。この結果、油の流れが緩やかになって、油面の波立ち（上下動）が抑制されることとなる。また、油の流れが緩やかになると除去されにくかった微小な気泡も浮き上がり消失する。

消泡板２４ｄを通過した油はフィルタ２２に到達し、消泡板や流路等で除去されなかった気泡はフィルタ２２の金網への衝突や、複数枚の金網で流路が変化する間に消失する。このように残りの気泡や不純物等がフィルタ２２によって濾過される。従って、フィルタ２２を通過した油には気泡や不純物等がほとんど含まれておらず、また、油面も波立っていない。このため、流入室１６から流出室１８に流れ込んだ油は波立っていない。また、金網製のフィルタは通過抵抗が小さいため流入室１６と流出室１８との液面に差異がほとんどない。この結果、流出室１８内に設置したフロート式の油面計２６で油の量を測定しても誤差はほとんど無くなる。

以上説明したように本発明の消泡装置１０によれば、油中の気泡を除去できるだけでなく油面の波立ちも抑制できるので、タンク１４中の油量を正確に測定できる。

本発明の消泡装置の一例の概略構成を示す斜視図である。図１の消泡装置の上面図である。一枚の消泡板を示す斜視図である。消泡板の傾斜角度とＷ字形状の凹凸の侠角の関係を示す一部平面図であり、（ａ）は、傾斜角度θと挟角αが小さい場合を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の領域Ｘの拡大図であり、（ｃ）は、傾斜角度θと挟角αが大きい場合を示す平面図である。

符号の説明

１０消泡装置
１４タンク
１６流入室
１８流出室
２２フィルタ
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ消泡板

Claims

仕切壁によって複数の部屋に仕切られた、液体が流入されるタンクと、
前記複数の部屋のうち液体が流入される流入室に配置された、流入された液体中の気泡を除去する消泡板と、
前記消泡板によって気泡の除去された液体が通過する、前記仕切壁に取り付けられたフィルタとを備え、
前記消泡板は、前記流入室内の液面に交差する方向に延びる凹凸が形成された複数のものであり、
これら複数の消泡板は、前記仕切壁から前記タンクの側壁の手前まで広がる仕切壁側消泡板と、前記タンクの側壁から前記仕切壁の手前まで広がるタンク側壁側消泡板とが、前記流入室内の液体が流れる方向に交互に配置されたものであることを特徴とする消泡装置。
前記消泡板は、前記タンクに貯められる液体の液面よりも高いものであることを特徴とする請求項１に記載の消泡装置。
前記消泡板は、その横断面はＷ字状を連続させた形状のものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の消泡装置。
前記消泡板は前記仕切壁および前記タンクの前記側壁に対して５０度から７０度の角度を有したものであり、前記横断面のＷ字状の挟角は８０度以上であることを特徴とする請求項３に記載の消泡装置。
前記タンクは、前記流入室のうち前記フィルタとは反対側の部分に、液体が流入される流入口が配置されたものであることを特徴とする請求項１から４までのうちのいずれか一項に記載の消泡装置。
前記フィルタは、１０メッシュから２２メッシュの複数枚の金網が間隔をおいて配置されているものであることを特徴とする請求項１から５までのうちのいずれか一項に記載の消泡装置。