JPH08229308A - 気泡分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造を複雑にすることなく、大きな固形異物
が混入した液体や高粘度の液体にも対応できる、小型で
気泡分離能力の優れた気泡分離装置を提供する。 【構成】 液体供給口３と液体排出口４と気泡排出口５
を具備するケース６と、このケースに内蔵され周壁面に
多数の小穴９を有する旋回流室容器１と、この容器内部
に画成された旋回流室２の中心軸に沿って配設された気
泡除去管７と、旋回流室容器に設置された液体圧力調節
弁とから成る。液体圧力調節弁は、旋回流室容器の最小
径部に、旋回流室と連通して設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、燃料油、潤滑油、界
面活性剤やポリマーの含有液体、コーティング剤、食品
などの液体を取り扱う系統において、液体中に混入した
気泡を除去するために使用される気泡分離装置に関す
る。

【０００２】この発明は特に、固形異物が液体に混入し
た場合に生じる装置内部の閉塞（目詰まり）や、粘度の
高い液体が供給された場合に発生する流量低下を防止
し、効率よく気泡を除去すると共に、安定して液体を供
給することができる、コンパクトな気泡分離装置に関す
るものである。

【０００３】

【従来の技術】気泡が潤滑油などの液体中に分散して混
入すると、液体が本来有する機能を阻害したり、液体自
身の酸化劣化を促進して品質の低下の要因となることは
既知の事実である。このため、液体中に混入した気泡を
除去するための技術として、旋回流によって生じる遠心
力を用いた遠心分離法、気泡浮上法、真空脱泡法などが
開発されている。

【０００４】従来から用いられている遠心分離法による
気泡分離装置の代表的なものとしては、例えば、本出願
人が先に開発した特開平３−１２３６０５号がある。

【０００５】この特開平３−１２３６０５号の装置は、
旋回流によって生じる遠心力で液体と気泡を分離する旋
回流室と、旋回流室の中心軸に沿って設けられた気泡除
去管と、液体供給口と液体排出口を具備したケースで構
成されている。旋回流室上端の大径部分の外周には、こ
れを取り巻く環状管路が一体となって形成されており、
この環状管路の一部に液体供給口が連結されている。

【０００６】旋回流室は、中心軸に直交する断面が円形
で、断面の直径が流入液体の上流側から下流側に向かう
につれて次第に小さくなる、ほぼ円錐台状の形状をして
おり、その周壁面には多数の小穴が設けられている。ま
た、気泡除去管の周壁面にも多数の小孔が設けられてい
る。

【０００７】この装置においては、液体供給口から環状
管路に導入された液体は、環状管路に形成された複数の
開口から旋回流室内に接線方向に流入し、旋回流とな
る。そして、遠心力の差により、旋回流の外縁部には気
泡含有量の少ない（比重の比較的大きい）液体が集合
し、旋回流の中心軸部には比重の比較的小さい気泡が集
合する。

【０００８】気泡は、旋回流室の中心軸に沿って配設さ
れた気泡除去管の小孔から気泡除去管の内部に入り、装
置外部に排出される。一方、気泡を殆ど含まない液体
は、旋回流室の小穴から旋回流室とケース内壁との間の
空間に導出され、液体排出口を経由して装置外部に排出
され、必要各部へ供給される。

【０００９】しかし、この装置では、環状管路に導入さ
れた気泡を含有する液体は、環状管路内では旋回流とな
るように構成されておらず、乱流のまま複数の開口に至
るため、微細気泡を除去することが困難であった。

【００１０】このため、出願人は、これを改良し、微細
気泡も分離可能とする特願平５−１９０４４０号の気泡
分離装置を開発した。この装置は、気泡を含有する液体
が旋回流室へ導入される以前に旋回流となり、微細気泡
を合体させ、巨大気泡となるように、旋回流室の一端側
大径部分の外周に環状予備旋回流路を形成した構成とな
っている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前記の特開平３−１２
３６０５号及び特願平５−１９０４４０号の気泡分離装
置は、適度の粘度を有する正常な液体の場合には優れた
気泡分離能力を示す。

【００１２】しかしながら、大きな固形異物が液体に混
入している場合には、これらの固形異物が旋回流室の周
壁面に設けられた多数の小穴を閉塞して、気泡分離能力
が低下する恐れがある。また、液体の粘度が高い場合に
は、気泡を分離された液体がこれらの小穴からスムース
に導出されず、必要各部へ供給される液体料が十分確保
できなくなる。

【００１３】そして、上記の特開平３−１２３６０５号
及び特願平５−１９０４４０号の気泡分離装置において
は、これらに対する格別の措置を講じていなかった。

【００１４】気泡分離能力が低下すると、供給ポンプの
振動や異常音の発生、摺動部の磨耗、油圧低下による作
動圧力や作動効率の低下などの原因となる。また、必要
各部へ供給される液体量が確保できないと、摺動部の焼
付きや冷却効率の低下などが生じる。

【００１５】また、特に自動車の場合には、気泡分離能
力が優れているのみならず、構造上、設置スペースをと
らない小型の気泡分離装置の開発が望まれている。

【００１６】この発明は、大きな固形異物が液体に混入
した場合に生じる装置内部の閉塞や、粘度の高い液体が
供給された場合に発生する流量低下を防止し、気泡分離
能力を低下させず、しかも特に構造を複雑化することの
ない、コンパクトな気泡分離装置を提供することを目的
とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記特開
平３−１２３６０５号及び特願平５−１９０４４０号の
気泡分離装置を基にして検討と試作を重ねた結果、本発
明の目的を達成し、優れた気泡分離能力を維持すると共
に、必要各部へ供給される液体量を安定して確保できる
気泡分離装置を完成するに至った。

【００１８】本発明に係る気泡分離装置は、液体供給口
と液体排出口と気泡排出口を具備するケースと、このケ
ースに内蔵された旋回流室容器と、気泡除去管と、液体
圧力調整弁とから成る。

【００１９】前記旋回流室容器は、中心軸に直交する断
面が円形であるほぼ円錐台状で、両端部の大径部と最小
径部が開口した筒状に形成されている。旋回流室容器の
周壁面には、該旋回流室の内部を前記液体排出口と連通
させる多数の小穴が貫通形成されている。

【００２０】前記気泡除去管は、前記旋回流室容器内に
画成された旋回流室の中心軸に沿って配設された細管で
あり、その一端部は閉じ、他端部は前記気泡排出口に連
通している。該気泡除去管には管内外を連通させるため
の多数の小孔が形成されている。

【００２１】前記液体供給口は、液体が前記旋回流室内
に接線方向に流入するように設けられている。

【００２２】前記液体圧力調節弁は、前記旋回流室容器
の最小径部に、前記旋回流室と連通して設けられてい
る。

【００２３】好ましくは、液体圧力調節弁は、前記旋回
流室容器の最小径部に固定され、開口部を有する逆カッ
プ状のスリーブと、該スリーブの内面に当接しつつ摺動
自在なカップ状のプランジャーと、該スリーブとプラン
ジャーの間に配設されたスプリングとからなる。このス
プリングは、プランジャーが常時はスリーブの開口部を
閉塞するように該プランジャーを付勢している。

【００２４】より好ましくは、前記プランジャーが常時
は気泡除去管の閉端部に当接することである。

【００２５】

【作用】上記した請求項１に係る構成において、液体供
給経路から圧送されてきた気泡を含有する液体は、液体
供給口から旋回流室容器内の旋回流室に接線方向に流入
する。

【００２６】旋回流室内に流入した気泡を含有する液体
は、激しい旋回流となる。そして、旋回する過程で、比
重の比較的大きい液体と比較的小さい気泡とに働く遠心
力の差によって、旋回流の中心軸部には気泡が集合し、
旋回流の外縁部には気泡を殆ど含まない液体が集合す
る。

【００２７】気泡は、旋回流室の中心軸に沿って配設さ
れた気泡除去管の小孔から気泡除去管の内部に入り、気
泡排出口を経由して装置外部に除去される。気泡除去管
は、旋回流室の上端部から下端部に亘って配設されてお
り、しかも、気泡除去管にはその上端部から過端部に亘
って多数の小穴が開口形成されている。このため、旋回
流の中心軸部に分離、集合する気泡は、容易に気泡除去
管内に入る。

【００２８】一方、気泡を殆ど含まない液体は、旋回流
室容器の周壁面に設けられた多数の小穴から旋回流室容
器とケース内壁との間の空間に導出され、液体排出口を
経由して装置外部に排出され、必要各部へ供給される。

【００２９】ところで、旋回流の外縁部に集合する気泡
を殆ど含まない液体中に大きな固形異物が混入している
と、これらの固形異物によって、旋回流室容器に形成さ
れた小穴の一部が閉塞（目詰まり）する場合がある。ま
た、液体の粘度が装置の設計粘度より高い場合には、液
体がこれらの小穴から導出される際に粘性抵抗を生じ
る。

【００３０】これらの閉塞や粘性抵抗によって、規定量
の液体が旋回流室容器とケース内壁との間の空間に導出
されないと、旋回流室内の圧力が装置設計圧力より高く
なるとともに、旋回流室容器とケースの内壁との間の空
間の圧力は設計圧力より低くなる方向に働き、両圧力間
に設計値以上の差が生じる。

【００３１】すると、旋回流室容器の最小径部に設けら
れた液体圧力調節弁が作動して、気泡を殆ど含まない液
体を液体圧力調節弁から旋回流室容器とケース内壁との
間の空間に導出して、閉塞していない小穴から導出され
た気泡を殆ど含まない液体とともに、液体排出口から装
置外部に排出することができる。

【００３２】この結果、本発明の気泡分離装置は、優れ
た気泡分離能力を維持するとともに、必要各部へ供給さ
れる液体量を安定して確保することができる。

【００３３】また、請求項２に係る構成では、設計値以
上の圧力差が生じるとプランジャーがスプリングのバネ
力に抗して摺動し、スリーブの開口部を開放することに
より、旋回流室から開口部を経由する流路が確保され
る。このため、液体圧力調節弁を簡易な構造としつつ、
信頼性の高いものとすることができ、スプリングのバネ
定数を適宜変更することによって、液体の種類及び状態
に応じて変動させることが可能となる。

【００３４】さらに、請求項３の構成を採用した場合に
は、気泡除去管の端部を利用してプランジャーを安定的
に保持することができる。

【００３５】

【実施例】以下、この発明の実施例を詳細に説明する。
但し、本発明は、以下の実施例に限定されるものではな
い。

【００３６】図１および図２に基づき説明する。

【００３７】円筒形のケース６の内部には、旋回流室容
器１が設置されている。この旋回流室容器１は、中心軸
に直交する断面が円形のほぼ円錐台状であり、流入液体
の上流側の一端部である大径部と、流入液体の下流側の
他端部である最小径部がいずれも開いている形状に形成
されている。この実施例では、旋回流室容器１は、最大
径部分を下にして垂直に配設されており、この最大径部
分はケース６の内壁に一体的に固着されている。

【００３８】旋回流室容器１の中央から上端部にかけて
の周壁面には、容器１の内外を連通させる多数の小穴９
が設けられている。この小穴９は、容器１とケース６の
内部側壁との間の空間を介して、ケース６に形成されて
いる液体排出口４と連通している。

【００３９】旋回流室２は、旋回流室容器１の内部であ
るほぼ円錐台状の空間として画成されている。旋回流室
２には、その中心軸に沿って、一端（上端）部が閉じた
気泡除去管７が配設されている。気泡除去管７の他の一
端（下端）部開口しており、旋回流室容器１の底部中心
を貫通し、ケース６に形成されている気泡排出口５に接
続している。

【００４０】気泡除去管７には、管内外を連通させるた
めの多数の小孔１０が形成されている。

【００４１】旋回流室容器１の上端部（最小径部分）に
は、液体圧力調節弁が設けられている。図示した液体圧
力調節弁は、逆円筒カップ状のスリーブ１１と、円筒カ
ップ状のプランジャー１２と、スプリング１３とから構
成されている。

【００４２】スリーブ１１の周壁には、開口部１４が１
個ないし複数個形成されている。また、スリーブ１１の
下方開口端部は、旋回流室容器１の上端部（最小径部
分）に固着されている。

【００４３】プランジャー１２はスリーブ１１よりも僅
かに小径に形成され、その開口部を上方にして、即ちス
リーブ１１の開口部と向き合った状態で、スリーブ１１
の内部に嵌合されている。具体的には、プランジャー１
２の周壁外面がスリーブ１１の周壁内面に摺動自在に当
接した状態で嵌合されていて、プランジャー１２の底面
が気泡除去管７の閉端部上に載置する下方位置では、プ
ランジャー１２の周壁がスリーブ１１の開口部１４を閉
塞するようになっている。

【００４４】スプリング１３は、スリーブ１１の底面と
プランジャー１２の底面との間に配されて、プランジャ
ー１２を常時下方に、即ちその底面が気泡除去管７の閉
端部に当接する位置に、付勢している。

【００４５】液体供給口３は、旋回流室２の下端部の最
大径部分を形成するケース６の側壁を貫通して形成さ
れ、旋回流室２内に対して接線方向に設けられた開口部
８を有している。この実施例では、開口部８は１個設け
られている。

【００４６】以上の構成において、液体供給経路から圧
送されてきた気泡を含有する液体は、液体供給口３を経
由して、開口部８から旋回流室２内に接線方向に流入
し、激しい旋回流となり、気泡と気泡を殆ど含まない液
体とに分離される。

【００４７】旋回流室２の中心軸部に集合する気泡は、
気泡除去管７に形成された多数の小孔１０から気泡除去
管７の内部に流入し、気泡排出口５を経由して装置外へ
除去される。

【００４８】一方、旋回流室２の外縁部へ集合する気泡
を殆ど含まない液体は、旋回流室容器１の周壁面に設け
られた多数の小穴９から容器１とケース６の内壁との間
の空間に導出され、液体排出口４を経由して装置外部に
排出され、必要各部に送られる。

【００４９】ところで、液体供給経路から圧送されてき
た気泡を含有する液体に、旋回流室容器１の周壁面に設
けられた多数の小穴９より大きいサイズの固形異物が混
入していたり、設計粘度より高い粘度の液体が供給され
ると、固形異物の付着による小穴９の閉塞や粘性抵抗に
よって、旋回流室容器１とケース６の内壁との間の空間
に導出される気泡を殆ど含まない液体の量が減少する。

【００５０】そのため、旋回流室２内の圧力は設計値よ
り高くなり、一方、旋回流室容器１とケース６の内壁と
の間の空間の圧力は設計値より低くなる方向に働き、両
圧力間に設計値以上の差が生じる。

【００５１】この結果、液体圧力調節弁のプランジャー
１２には、この圧力差に応じた力が加わり、それがスプ
リング１３のバネ定数に応じて、プランジャー１２がス
リーブ１１内を上下する。

【００５２】即ち、旋回流室２内の圧力がスプリング１
３のバネ定数より高くなると、プランジャー１２がスプ
リング力に抗して上昇し、スリーブ１１の開口部１４が
開放される。従って、この開口部１４を介して、旋回流
室２と、旋回流室容器１とケース６の内壁との間の空間
が連通する。

【００５３】そして、旋回流室２で分離された気泡を殆
ど含まない液体は、スリーブ１１の開口部１４及び旋回
流室容器１の閉塞されていない小穴９から、旋回流室容
器１とケース６の内壁との間の空間に導出され、液体排
出口４を経由して装置外部の必要各部に供給される。

【００５４】なお、図示した液体圧力調節弁を、特願平
５−１９０４４０号に開示されたような予備旋回流路を
備えた気泡分離装置に設けることも、勿論可能である。

【００５５】

【発明の効果】上述のように、本発明の気泡分離装置で
は旋回流室容器に液体圧力調節弁を設けたので、液体供
給経路から圧送されてきた気泡を含有する液体に大きな
サイズの固形異物が混入し、旋回流室容器に形成された
小穴が閉塞する場合や、また、装置の設計粘度より高い
粘度を有する液体が供給され、粘性抵抗によって、この
小穴から導出される気泡を殆ど含まない液体の量が減少
した場合においても、優れた気泡分離能力を維持しつ
つ、規定量の液体を必要各部に供給することができる。

【００５６】また、液体圧力調節弁を、前記旋回流室容
器の最小径部に固定され、開口部を有する逆カップ状の
スリーブと、該スリーブの内面に当接しつつ摺動自在な
カップ状のプランジャーと、該スリーブと該プランジャ
ーの間に配設されたスプリングとから構成し、該スプリ
ングにより、該プランジャーが常時は該スリーブの開口
部を閉塞するように該プランジャーを付勢することとし
た場合には、簡易な構造でしかも信頼性の高いものとす
ることができる。

【００５７】さらに、前記プランジャーを常時は前記気
泡除去管の閉端部に当接させることとすれば、プランジ
ャーを安定的に保持することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る気泡分離装置の正断
面図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ線における平断面図である。

【符号の説明】

１ 旋回流室容器 ２ 旋回流室 ３ 液体供給口 ４ 液体排出口 ５ 気泡排出口 ６ ケース ７ 気泡除去管 ８ 開口部 ９ 小穴 １０ 小孔 １１ スリーブ １２ プランジャー １３ スプリング １４ 開口部

フロントページの続き (72)発明者 桑原 龍司 神奈川県横浜市青葉区桜台41番地1017 (72)発明者 横山 四郎 神奈川県横浜市港北区大曽根町二丁目36番 16号

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体供給口と液体排出口と気泡排出口を
   具備するケースと、該ケースに内蔵された旋回流室容器
   と気泡除去管とを備え、 前記旋回流室容器は、中心軸に直交する断面が円形のほ
   ぼ円錐台状に形成され、両端部の大径部と最小径部が開
   口するとともに、周壁面には該旋回流室容器の内部を前
   記液体排出口と連通させる多数の小穴が貫通形成されて
   おり、 前記気泡除去管は、前記旋回流室容器内に画成された旋
   回流室の中心軸に沿って配設された細管であり、一端部
   は閉じ、他端部は前記気泡排出口に連通し、かつ、該気
   泡除去管には管内外を連通させるための多数の小孔が形
   成されており、 前記液体供給口は、液体が前記旋回流室内に接線方向に
   流入するように設けられている気泡分離装置において、 液体圧力調節弁が、前記旋回流室容器の最小径部に、前
   記旋回流室と連通して設けられていることを特徴とする
   気泡分離装置。
2. 【請求項２】 前記液体圧力調節弁が、前記旋回流室容
   器の最小径部に固定され、開口部を有する逆カップ状の
   スリーブと、該スリーブの内面に当接しつつ摺動自在な
   カップ状のプランジャーと、該スリーブと該プランジャ
   ーの間に配設されたスプリングとからなり、該スプリン
   グは、該プランジャーが常時は該スリーブの開口部を閉
   塞するように該プランジャーを付勢することを特徴とす
   る、請求項１記載の気泡分離装置。
3. 【請求項３】 前記プランジャーが常時は前記気泡除去
   管の閉端部に当接することを特徴とする、請求項２記載
   の気泡分離装置。