JPH09209940A - ポンプユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 気体分離室内に配置したフロート式開閉弁の
安定的作動を保証する。 【構成】 気体分離室３７内の液を戻し通路６４を経て
ポンプの吸込口側へ戻すためのフロート式開閉弁５８の
弁体６２を、外側弁部材７１と内側弁部材７４とから構
成し、内側弁部材７４はフロート６１に直結すると共
に、外側弁部材７１は、その上から延ばした一対の支柱
７６に橋架した連結バー７７を内側弁部材７４の長孔７
５に挿入させることにより、該内側弁部材７４に相対移
動可能に連結し、フロート６１の上昇に応じて、先ず内
側弁部材７４を開き、連結バー７７が長孔７５の終端に
移行した後は、外側弁部材７１を内側弁部材７４と連動
させて開口６５を大きく開く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、給油装置等に装備
されるポンプユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】給油所で取扱うガソリン等の油液には気
体が混入する機会が多く、このため給油装置に装備され
るポンプユニットには、一般に気液分離のための手段が
付加されている。従来、このようなポンプユニットとし
ては、ポンプと、該ポンプから圧送された流体を液体と
気体富化液とに分離する気液分離装置と、該気液分離装
置で分離された気体富化液から気体を分離する気体分離
装置とを備え、前記気液分離装置で分離された液体を送
液管に送り、さらに、前記気体分離装置で気体を分離し
た後の残余の液体をフロート式開閉弁により開かれた戻
し通路を経て前記ポンプの吸込口側に戻すようにし、気
体を気体分離装置の上部のエアベントから大気開放する
ようにしたものがあった。なお、最近は、ポンプユニッ
トの小型化を図るため、これらポンプと、気液分離装置
と気体分離装置とを１つのケーシング内に納めたものも
実用化されている（例えば、特開平４−１９３８９号公
報、特開平７−１９７８８２号公報等参照）。

【０００３】このようなポンプユニットにおいて、上記
気体分離装置は、通常重力差により静的に気体を分離さ
せる気体分離室を備えており、この気体分離室内に上記
フロート式開閉弁が配置されることとなる。そして従
来、このフロート式開閉弁は、図９に示すように、気体
分離室１内に配置したフロート２から延ばしたアーム３
の先端部をケーシング４に軸着し、前記アーム２の中間
に弁体５を吊下支持して、この弁体５を戻し通路６を提
供するケーシングのボス部７の開口８内の弁座９に離着
座させる、汎用の構造となっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記気体分
離室１からポンプの吸込側に液体を戻すための戻し通路
６は、ポンプ運転時は負圧となっており、このため、大
気圧またはわずか正圧となっている気体分離室１内との
差圧により弁体５に着座方向の押圧力が作用している。
そして、通常は、気体分離室１内の液体の増加に伴い、
この押圧力に対してフロート２にかかる浮力が打勝って
弁体５が弁座９から持上がる。しかし、ポンプの吸込力
が大きくなると、戻し通路６内の負圧が増大して、時と
して前記した押圧力がフロート２にかかる浮力よりも大
きくなって、フロート２の上昇が阻止された場合、気体
分離室１内に液体が徐々に溜って遂には満杯になり、上
部のエアベントから液体が噴き出すという問題が発生す
る。

【０００５】なお、フロート２として大型のものを用い
て浮力を増大させることにより前記した問題の発生を避
けることができるが、この場合は、気体分離室１を大き
く形成しなければならないため、ポンプユニットの大型
化が避けられないようになる。

【０００６】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、その課題とするところは、フロートを大型
にすることなくフロート式開閉弁の円滑な作動を保証
し、もってエアベントからの液体の噴出しの心配のない
信頼性の高いポンプユニットを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、ポンプから圧送された流体を液体と気体と
に分離する気体分離装置を備え、前記気体分離装置で気
体を分離した後の残余の液体を当該液体の増加に伴って
開弁するフロート式開閉弁により戻し通路を経て前記ポ
ンプの吸込口側に戻すようにしたポンプユニットにおい
て、前記フロート式開閉弁の弁体を、前記戻し通路の開
口内の弁座に離着座する中空の外側弁部材と該外側弁部
材の中空内の弁座に離着座する内側弁部材とから形成
し、前記内側弁部材はフロートに追従動作結すると共
に、該内側弁部材が所定変位したときに前記外側弁部材
が変位し始めるように構成したことを特徴とする。

【０００８】上記のように構成したポンプユニットにお
いては、戻し通路内の負圧が高い場合でも、フロートの
上昇に応じて、先ずフロートにかかる浮力が内側弁部材
にかかる面圧に打ち勝って比較的小径の内側弁部材はフ
ロートに追従動作して確実に弁座から離間し（開弁動作
し）、その後、内側弁部材が所定変位したときに、外側
弁部材が戻し通路内の負圧の影響を受けずに開弁動作し
て弁座が大きく開かれ、戻し通路に大量に液体が流れ込
む。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基いて説明する。

【００１０】図５乃至図８は、本発明に係るポンプユニ
ットの全体的な構造を示したものである。これらの図に
おいて、10は、下部に流入口11を、上部に流出口12をそ
れぞれ有するケーシングであり、アルミニウム合金から
一体に鋳造されている。ケーシング10内の下部側には、
図５に示すように前記流入口11に臨んで吸込室13が形成
され、この吸込室13にはストレーナ14と吸込側逆止弁15
とから成る弁組立体16が配設されている。弁組立体16
は、別途サブアセンブリされてケーシング10に組付け一
体化され、常時は弁ばね17により閉弁状態を維持してい
る。

【００１１】ケーシング10内の上部側には、前記吸込室
13と流路18を介して連通するポンプ室19が形成されてお
り、このポンプ室19にはベーン形ポンプ（回転式ポン
プ）20が配設されている。ポンプ20は、吸込口21および
吐出口22を有する本体23と、本体23内に配置され、半径
方向へ摺動自在に複数のべーン24を放射状に装着して成
るロータ25と、このロータ25を本体23の偏心位置に固定
的に支持する回転軸26とを備えている。回転軸26は、ケ
ーシング10の内部に一体形成した軸受部27とケーシング
10の外壁に被蓋した蓋体28に一体形成した軸受部29とに
支持され、蓋体28の軸受部29を挿通して延ばされたその
一端部には、モータ（図示略）により回転駆動されるプ
ーリ30が装着されている（図７）。また各べーン24は、
ロータ25の両側面に設けた凹部内に配置したリング31に
よりその基端が支承されている。

【００１２】このようなポンプ20においては、図示を略
すモータの作動でプーリ30を回転させると、その回転が
回転軸26を介してロータ25に伝えられ、各べーン24はそ
の先端を本体23の内周面に摺接させながら回転する。こ
の時、ロータ25が本体23に対する偏心位置を中心に回転
するので、べーン24で仕切られた各室の容積が拡大、縮
小を繰返し、これにより本体23の吸込口20側すなわち流
路18側に負圧が発生し、吸込側逆止弁15が開いてポンプ
20内に流体が吸込まれ、かつ吐出口22から吐出されるよ
うになる。

【００１３】ケーシング10の上部側でかつポンプ20と反
対側には、気液分離装置としての縦形サイクロン32が配
設されている。サイクロン32の下端は開放されており、
その開放口33は後述のフィルタ室34内に延在している。
サイクロンの上部には前記ポンプ20の吐出口22と流路35
を介して連通する開口36が設けられている。開口36は、
ポンプ20からの流体をサイクロン32内の接線方向に導く
ように口向きが設定されており、これによりポンプ20か
ら送られた流体は、このサイクロン32内で旋回運動を起
こすようになる。また、サイクロン32の天井部中央に
は、後述する気体分離室（気体分離装置）37に流路38を
介して連通する貫通孔39が設けられている。前記したよ
うにこのサイクロン32内で流体が旋回運動を起こすこと
により、遠心力の差により液体がサイクロン32の内周
に、気体が中心部にそれぞれ集まり、分離された液体は
下端開口からフィルタ室34に流下し、一方、気体を含む
気体富化液は天井の貫通孔39から流路38を経て気体分離
室37へと排出されるようになる。なお、流路38はケーシ
ング10の上面に被蓋した蓋体40内に形成されている（図
７）。

【００１４】フィルタ室34内には、図７に示すようにフ
ィルタ41が配設されている。このフィルタ41は、その先
端部がフィルタ室34を区画するケーシング10内の垂直隔
壁42に設けた開口43に嵌合されている。フィルタ41は、
ケーシング10に被蓋した蓋体44に一端を当接させた圧縮
ばね45により前記垂直隔壁42に押圧固定されている。フ
ィルタ41の前方には、ケーシング10の上部側に設けた出
口側逆止弁46（図６）に通じる流路47と前記吸込側逆止
弁15の２次側の流路17に通じる流路48とが垂直隔壁49を
挟んで配設されている。

【００１５】出口側逆止弁45は、ケーシング10の上面に
被蓋した蓋体50に一端を当接させた弁ばね51の付勢力に
より常時は閉弁状態を維持している。この出口側逆止弁
46の２次側は流路52を介して前記流出口12に接続されて
おり、したがって、サイクロン32で分離されフィルタ室
34に流下した液は、フィルタ41から流路47を通って出口
側逆止弁46を開き、さらに流路52から流出口12から送液
管（図示略）を通って外部へと圧送される。しかして、
前記垂直隔壁49には、ケーシング10の側壁にボルト止め
され常時は弁ばね53の付勢力により閉弁状態を維持する
リリーフ弁54が嵌装されており、いま、ポンプ20を駆動
したまゝ流出側を閉じたり、あるいは絞ったりした場合
は、このリリーフ弁54が開いて、前記液が流路48および
流路17からポンプ20の吸込口21へ戻されるようになる。

【００１６】一方、気体分離室37を形成するケーシング
10の上壁には、図８に示すように前記サイクロン32から
の流路38に臨んで貫通孔55が穿設されており、この貫通
孔55には、サイクロン32で分離された気体富化液を気体
分離室37に導くための管部材56が圧入されている。この
管部材56の下端は、気体分離室37内の最低液位付近に設
けられたＵ字溝（液溜り）57内まで延ばされており、気
体分離室37内に供給された気体富化液は、一旦Ｕ字溝57
に溜った後、その一端から気体分離室37の底部側に流動
して溜るようになる。そしてこの間、気体富化液から気
体が分離され、この気体はケーシング10の上壁に設けた
エアベント（図示略）から外部へと排出される。

【００１７】気体分離室37の底部側には、フロート式開
閉弁58が配設されている。この開閉弁58は、図５に示す
ようにケーシング10の側面開口58に被蓋した蓋体59にア
ーム60を介して軸着されたフロート61と、このフロート
に支持され後述の複動式弁体62とを備えている。蓋体59
には、その表・裏面に突出して第１のボス部63が設けら
れており、この第１のボス部63には軸穴64が形成されて
いる。この軸穴64は、その一端が第１のボス部63の、気
体分離室37内への突出端部の周壁に設けた開口65を介し
て気体分離室37に通じており、その開口65は、前記した
複動式弁体62により開閉されるようになっている。

【００１８】一方、ケーシング10内の下部には、ケーシ
ング10の側面から前記リリーフ弁55の２次側の流路48に
連通する流路66（図６、８）が形成されており、この流
路66と前記第１のボス部63内の軸穴64とは蓋体59の外側
に設けた第２のボス部67（図７）内の連通孔68（図８）
により接続されている。これにより、気体分離室37内に
液が溜ってフロート61が上昇すると、複動式弁体62が開
弁動作して、気体分離室37内の液が第１のボス部63内の
軸穴64、第２のボス部67内の連通孔68、ケーシング10の
下部の流路66、リリーフ弁54の２次側の流路48、吸込側
逆止弁15の２次側の流路17を経由してポンプ20の吸込口
21に戻される。したがって前記した第１のボス部63内の
軸穴64、第２のボス部67内の連通孔68、ケーシング10の
下部の流路66等は液の戻し通路を構成することになる。
なお、フロート61および弁体62は、蓋体59に対して予め
一体化されおり、ケーシング10の開口58を通じて気体分
離室37内に出し入れされる。

【００１９】こゝで、フロート式開閉弁58の詳細を示す
と、図１〜４に示すようにその複動式弁体62は、前記第
１のボス部63の軸穴（戻し通路）64に通じる開口65内の
弁座70に離着座する中空の外側弁部材71と、この外側弁
部材71の中心孔72内の弁座73に離着座する内側弁部材74
とから成っている。外側弁部材71は、前記開口65内の弁
座70に着座する部分が円すい状の外周面を有する本体部
71ａと、この本体部71ａから下方へ延ばした筒状のスカ
ート部71ｂとを備え、そのスカート部71ｂを前記戻し通
路64内に臨ませている。一方、内側弁部材74は、外側弁
部材71の中心孔72内の弁座73に離着座する部分が円すい
状の外周面を有する本体部74ａと、この本体部74ａから
上方へ延ばした軸部74ｂとを備え、その軸部74ｂの上端
部を前記フロート61のアーム60の途中に軸着することに
より該フロート61に吊下支持されている。なお、内側弁
部材71から下方へ小径の軸部71ｃが延ばされているが、
この軸部71ｃは、内側弁部材74が外側弁部材71から離脱
するのを規制するためのものである。

【００２０】上記フロート式開閉弁58において、気体分
離室37内の液位が低下してフロート61が下降している状
態では、前記内側弁部材74と外側弁部材71の双方にフロ
ート61の荷重が負荷され、両弁部材71、74は、図１に示
すように対応する弁座70、73に着座する閉弁状態に位置
決めされる。しかして、内側弁部材74の上側軸部74ｂの
途中には、軸方向に延びる長孔75が形成されており、こ
の長孔75には外側弁部材71の本体部71ａの上端から延ば
した左右一対の支柱76間に橋架した連結バー77が摺動自
在に挿通している。この連結バー77の取付位置は、外側
および内側弁部材71、74が相互に閉弁状態にある時、該
連結バー77が長孔75の上側終端近傍に位置するように設
定されている。したがって、この状態から気体分離室37
内の液位が上昇してフロート61が上昇すると、先ず内側
弁部材74が上昇して相対的に連結バー77が長孔75内を下
がり、連結バー77が長孔75の下側終端に達した（図３）
後は、内側弁部材74と一体的に外側弁部材71が上昇する
ようになる（図４）。

【００２１】以下、上記のように構成したポンプユニッ
トの作用を説明する。

【００２２】ケーシング10の流入口11に液タンク（図示
略）を配管接続し、図示を略すモータの作動によりポン
プ20のロータ25を回転させると、吸込側逆止弁15が開い
て、流入口11からストレーナ１４および流路17を経てタ
ンク内の流体がポンプ20内に吸込まれ、かつその吐出口
22から流路35へと吐出される。流路35へと吐出された流
体は、前記サイクロン32の開口36からサイクロン32内に
流入して旋回運動を起こし、液体と気体とにかかる遠心
力の差により液体がサイクロンの内周に集まると共に気
体がその中心部に集まる。そして、このようにして分離
された液体はサイクロン32の開放口33からフィルタ室34
に流下し、フィルタ41から流路47を通って出口側逆止弁
46を開き、さらに流路52を経て流出口12から外部へと圧
送される。

【００２３】一方、サイクロン32で分離された気体富化
液は、天井の貫通孔39から流路38に排出され、管部材56
を通じて気体分離室37内に供給される。そして、気体分
離室37内で気体の分離が進行し、分離された気体はケー
シング10の上部のエアベントから外部へと排出される。
このようにして、気体分離室37内には気体を分離した液
が溜り、次第にその液位を上昇させる。すると、フロー
ト61が上昇し、先ず、図３に示すように内側弁部材74が
上昇して外側弁部材71内の弁座73から離間し、外側弁部
材71の中心孔72が開かれて気体分離室37内の液が戻し通
路（第１のボス部63の軸穴）64に流入し、前記第２のボ
ス部67内の連通孔68、ケーシング10の下部の流路66、リ
リーフ弁54の２次側の流路48、吸込側逆止弁15の２次側
の流路17を経てポンプ20の吸込口21に戻される。この
時、内側弁部材74は比較的小径となっているので、戻し
通路64内の負圧が高くても、該弁部材74に作用する押圧
力に対してフロート61にかかる浮力が打ち勝ち、該内側
弁部材74は確実に弁座73から離間する。

【００２４】そして、上記内側弁部材73の開弁にもかか
わらず、気体分離室37内に供給される流体の量が増える
と、フロート61は上昇を続け、内側弁部材74の上昇と相
対に連結バー77が長孔75内を下がり、遂には連結バー77
が長孔75の下側終端に達して、図４に示すように、内側
弁部材74と一体的に外側弁部材71が上昇する。この結
果、外側弁部材71が第１のボス部63の開口65内の弁座70
から離間し、気体分離室37内の液は、外側弁部材71の中
心穴72と第１のボス部63の開口65との双方を通じて大量
に戻し通路64内に流れ込み、気体分離室37内の液位が下
がり、フロート61が下降する。この場合は、フロート61
の下降に応じて、先ず外側弁部材71が弁座70を閉じ、続
いて内側弁部材73が弁座73を閉じて、ポンプ20側への液
の戻しは完全に遮断される。

【００２５】なお、上記実施例におけるポンプ20は、ベ
ーン式ポンプに代えて、ギヤポンプあるいは他方式のポ
ンプを用いることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
かゝるポンプユニットによれば、気体分離装置からポン
プの吸込口側へ気体を戻すためのフロート式開閉弁の弁
体を複動式としたので、フロートの上昇に応じて弁体が
確実に開弁動作すると共に、大量の液を戻すことが可能
になり、気体分離装置内に液体が充満してエアベントか
ら噴き出すことはなくなる。また、気体分離室装置から
ポンプの吸込口側へ戻す液体の量が、従来と同量である
場合は、フロートの浮力を小さくしても開閉弁は有効に
作動するので、フロートを小さくすることができ、ポン
プユニットの小型化を達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかゝるポンプユニットで用いるフロー
ト式開閉弁の構造を示す断面図である。

【図２】本フロート式開閉弁を、図１と異なる断面で示
す断面図である。

【図３】本フロート式開閉弁の使用態様を示す断面図で
ある。

【図４】本フロート式開閉弁の使用態様を示す断面図で
ある。図である。

【図５】本発明にかゝるポンプユニットの全体的な構造
を示す縦断面図である。

【図６】本ポンプユニットの全体的な構造を示す縦断面
図である。

【図７】本ポンプユニットの全体的な構造を示す縦断面
図である。

【図８】本ポンプユニットを一部開放して示す正面図で
ある。

【図９】従来のフロート式開閉弁の構造を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

10 ケーシング 20 ポンプ 21 ポンプの吸込口 22 ポンプの吐出口 32 サイクロン（気液分離装置） 37 気体分離室（気体分離装置） 58 フロート式開閉弁 61 フロート 62 弁体（複動式） 64 戻し通路 65 戻し通路の開口 70 開口内の弁座 71 外側弁部材 72 中心孔（中空） 73 中空内の弁座 74 内側弁部材 75 長孔 77 連結バー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプから圧送された流体を液体と気体
   とに分離する気体分離装置を備え、前記気体分離装置で
   気体を分離した後の残余の液体を当該液体の増加に伴っ
   て開弁するフロート式開閉弁により戻し通路を経て前記
   ポンプの吸込口側に戻すようにしたポンプユニットにお
   いて、前記フロート式開閉弁の弁体を、前記戻し通路の
   開口内の弁座に離着座する中空の外側弁部材と該外側弁
   部材の中空内の弁座に離着座する内側弁部材とから形成
   し、前記内側弁部材はフロートに追従動作結すると共
   に、該内側弁部材が所定変位したときに前記外側弁部材
   が変位し始めることを特徴とするポンプユニット。