JPWO2014069024A1 - 液中気泡の分離除去循環システム - Google Patents

Abstract

【課題】 液体中に発生する気泡を有効かつ効率よく除去する液中気泡の分離除去循環システムを提供する。【解決手段】 メインタンク１０から流入された油の旋回流を利用して、該油を、気泡が除去された第１の油と気泡を含む第２の油とに分離するメイン気泡分離装置１２０と、メイン気泡分離装置１２０の後段に設けられ、メイン気泡分離装置１２０で分離された気泡を含む第２の油を流入し、気泡が除去された第３の油と気泡を含む第４の油とに分離するサブ気泡分離装置１３０と、サブ気泡分離装置１３０で分離された気泡を含む第４の油を流入し、第４の油に含まれる気泡を捕捉結合して除去して第５の油を形成するサブタンク１４０とを具備し、上記第１の油、第３の油、第５の油をメインタンク１０に戻す。【選択図】 図１

Description

この発明は、液中気泡の分離除去循環システムに関し、特に、油圧機械の油タンク内の作動油のような粘性のある液体中に発生する気泡を有効に除去することを可能にした液中気泡の分離除去循環システムに関する。

油圧機械等においては、作動油中に気泡が発生すると、この作動油を利用する油圧機器、システム等に悪影響を及ぼすことがある。

例えば、建設機械等の作業動力伝達に用いられる油圧システムにおいて、動力を伝達する作動油中に気泡が混在すると、作動油の剛性を低下させ、作動油の酸化劣化を促進させ、また、作動油の潤滑特性を低下させ、更には、機器の動力伝達特性や動作寿命を低下させる。

そこで、作動油等に混入した気泡を有効に除去する装置若しくはシステムが要望されているが、従来この種の気泡除去システムとしては、特許文献１に開示されたものが知られている。

この気泡除去システムは、駆動に使用する流体回路の最終戻り側に気泡除去装置を設置したもので、具体的には、動揺するタンク内の液体をポンプにより吸引吐出する液体システムにおいて、旋回流を与え気泡を装置軸中心に集合させて、この集合させた気泡を排出する気泡除去装置をタンクへの戻り回路上に組込み、この気泡除去装置でタンクに戻る液体の気泡を除去した後、ポンプ吸入側に流入させ、これによりタンク内で液体中に巻き込む気泡の影響を排除しようとしたものである。

特開平８−３１８１０３号公報

しかしながら、特許文献１に記載された「気泡除去システム」における気泡除去装置は、通過流量の影響を強く受けるため、作業条件により変動する幅広い流量範囲をカバーした有効な気泡除去を行うことができないという問題があった。

すなわち、特許文献１に記載された「気泡除去システム」においては、旋回流を利用して装置軸中心に集合させた気泡を含む第１の液体と気泡の除去された第２の液体とに分離する気泡除去装置を駆動に使用する流体回路の最終戻り側に気泡除去装置を設置しているので、作業条件によりこの気泡除去装置に流入する液体の流量は変化し、このため、有効に気泡を除去するのは困難であった。

また、特許文献１に記載された「気泡除去システム」においては、気泡除去装置により分離された気泡を含む第１の液体は、タンクの上層に戻す構成を取っており、ここで、第１の液体の液体量が多くなった状態においては、この第１の液体中に微小な気泡も含まれることになるので、動揺するタンクの状況によっては、この微小な気泡がタンク内の液体に再混合し、本来の気泡除去の目的も達成できない場合があった。

更に、第１の液体中に含まれる気泡の多くは、タンク内の液体表層に分布することになるので、この結果、タンク内の放熱特性の低下等につながるという問題もあった。

そこで、この発明は、液体中に発生する気泡を有効かつ効率よく除去する液中気泡の分離除去循環システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１の発明の液中気泡の分離除去循環システムは、気泡除去対象液体が貯蔵されるメインタンクと、前記気泡除去対象液体を流入し、該気泡除去対象液体の旋回流を形成することにより、該気泡除去対象液体を気泡が除去された第１の液体と気泡を含む第２の液体とに分離する第１の気泡分離装置と、前記第１の気泡分離装置で分離された前記第２の液体を流入し、該第２の液体の旋回流を形成することにより、該第２の液体を気泡が除去された第３の液体と気泡を含む第４の液体とに分離する第２の気泡分離装置と、前記第４の液体を流入して、該第４の液体に含まれる気泡を捕捉結合して除去するサブタンクとを具備し、前記メインタンク内の気泡除去対象液体を第１の配管を経由して前記第１の気泡分離装置に供給し、前記第１の気泡分離装置で分離された前記第１の液体を第２の配管を経由して前記メインタンク内に戻すとともに、前記第１の気泡分離装置で分離された前記第２の液体を第３の配管を経由して前記第２の気泡分離装置に流入させ、該第２の気泡分離装置で分離された前記第３の液体を第４の配管を経由して前記メインタンク内に戻すとともに、前記第２の気泡分離装置で分離された前記第４の液体を第５の配管を経由して前記サブタンクに流入させ、前記サブタンクで気泡が除去された第５の液体を第６の配管を経由して前記メインタンク内に戻すことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記第１の気泡分離装置は、前記気泡除去対象液体が流入される流入口と、前記流入口から流入された前記気泡除去対象液体を旋回流に変換する旋回流変換手段と、前記旋回流の下流側に向かって漸次径が小となる第１の流体室と、前記第１の流体室内で一端が開口する細管と、前記第１の流体室の下流側に設けられる第２の流体室とを具備し、前記第２の流体室が前記第２の配管に接続され、前記細管の他端が前記第３の配管に接続されることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記第２の気泡分離装置は、前記第２の液体が流入される流入口と、前記流入口から流入された前記第２の液体を旋回流に変換する旋回流変換手段と、前記旋回流の下流側に向かって漸次径が小となる第３の流体室と、前記第１の流体室内で一端が開口する細管と、前記第１の流体室の下流側に設けられる第４の流体室とを具備し、前記第４の流体室が前記第４の配管に接続され、前記細管の他端が前記第５の配管に接続されることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記サブタンクは、前記メインタンクの上方に配置されることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１の発明において、前記サブタンクは、前記メインタンク内部に配置されることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１の発明において、前記メインタンクは、該メインタンクに貯蔵される前記気泡除去対象液体の液面の上下変動に追随して上下し、該気泡除去対象液体を取り出すフローティングサンクションフィルタを具備することを特徴とする。

請求項７の発明は、気泡除去対象液体が貯蔵されるメインタンクと、前記気泡除去対象液体を流入し、該気泡除去対象液体の旋回流を形成することにより、気泡が除去された液体と気泡を含む液体とに分離するメイン気泡分離装置と、前記第１の気泡分離装置の後段に設けられ気泡を含む液体の旋回流を形成することにより、液体を気泡が除去された液体と気泡を含む液体とに分離する１又は複数のサブ気泡分離装置と、前記サブ気泡分離装置で分離され気泡を含む液体を流入して、該液体に含まれる気泡を捕捉結合して除去するサブタンクとを具備することを特徴とする。

請求項８の発明は、気泡除去対象液体が貯蔵されるメインタンクと、前記気泡除去対象液体を流入し、該気泡除去対象液体の旋回流を形成することにより、該気泡除去対象液体を気泡が除去された第１の液体と気泡を含む第２の液体とに分離する第１の気泡分離装置と、前記第１の気泡分離装置で分離された前記第２の液体を流入し、該第２の液体の旋回流を形成することにより、該第２の液体を気泡が除去された第３の液体と気泡を含む第４の液体とに分離する第２の気泡分離装置とを具備し、前記メインタンク内の気泡除去対象液体を第１の配管を経由して前記第１の気泡分離装置に供給し、前記第１の気泡分離装置で分離された前記第１の液体を第２の配管を経由して前記メインタンク内に戻すとともに、前記第１の気泡分離装置で分離された前記第２の液体を第３の配管を経由して前記第２の気泡分離装置に流入させ、該第２の気泡分離装置で分離された前記第３の液体を第４の配管を経由して前記メインタンク内に戻すとともに、前記第２の気泡分離装置で分離された前記第４の液体を第５の配管を経由して前記メインタンク内に戻すことを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項８の発明において、前記第１の気泡分離装置は、前記気泡除去対象液体が流入される流入口と、前記流入口から流入された前記気泡除去対象液体を旋回流に変換する旋回流変換手段と、前記旋回流の下流側に向かって漸次径が小となる第１の流体室と、前記第１の流体室内で一端が開口する細管と、前記第１の流体室の下流側に設けられる第２の流体室とを具備し、前記第２の流体室が前記第２の配管に接続され、前記細管の他端が前記第３の配管に接続されることを特徴とする。

請求項１０の発明は、請求項８の発明において、前記第２の気泡分離装置は、前記第２の液体が流入される流入口と、前記流入口から流入された前記第２の液体を旋回流に変換する旋回流変換手段と、前記旋回流の下流側に向かって漸次径が小となる第３の流体室と、前記第１の流体室内で一端が開口する細管と、前記第１の流体室の下流側に設けられる第４の流体室とを具備し、前記第４の流体室が前記第４の配管に接続され、前記細管の他端が前記第５の配管に接続されることを特徴とする。

請求項１１の発明は、請求項８の発明において、前記メインタンクは、該メインタンクに貯蔵される前記気泡除去対象液体の液面の上下変動に追随して上下し、該気泡除去対象液体を取り出すフローティングサンクションフィルタを具備することを特徴とする。

請求項１２の発明は、気泡除去対象液体が貯蔵されるメインタンクと、前記気泡除去対象液体を流入し、該気泡除去対象液体の旋回流を形成することにより、気泡が除去された液体と気泡を含む液体とに分離するメイン気泡分離装置と、前記第１の気泡分離装置の後段に設けられ気泡を含む液体の旋回流を形成することにより、液体を気泡が除去された液体と気泡を含む液体とに分離する１又は複数のサブ気泡分離装置とを具備することを特徴とする。

この発明によれば、以下に示す効果を奏する。

１）メインタンク内の液体を常に気泡を含まない状態に維持できる。

２）メインタンクの本来の用途とは無関係に循環システムの配置や流量を設定できる。

３）メインタンクの本来の用途に合わせた限界容量でメインタンクの容量を設定できる。

４）メインタンク内に貯蔵される液体に含まれ気泡を有効にかつ効率よく除去することができるので、システムの長寿命化と省資源化が実現できる。

図１は、この発明に係わる実施例１の液中気泡の分離除去循環システムを適用した油圧システムを示す図である。 図２は、図１に示した液中気泡の分離除去循環システムで用いられるメイン気泡分離装置の一例を示す断面図である。 図３は、図１に示した液中気泡の分離除去循環システムで用いられるサブ気泡分離装置の一例を示す断面図である。 図４は、図１に示した液中気泡の分離除去循環システムで用いられるサブタンクの一例を示す断面図である。 図５は、図１に示した液中気泡の分離除去循環システムで用いられるメインタンク内に配置されるフローティングサンクションフィルタの動作を説明する図である。 図６は、この発明に係わる液中気泡の分離除去循環システムの実施例２を示すシステム構成図である。 図７は、この発明に係わる液中気泡の分離除去循環システムの実施例３を示すシステム構成図である。 図８は、図７に示した液中気泡の分離除去循環システムで用いられるサブタンクの一例を示す断面図である。 図９は、この発明に係わる液中気泡の分離除去循環システムの実施例４を示すシステム構成図である。 図１０は、図９に示した液中気泡の分離除去循環システムの斜視図である。 図１１は、この発明に係わる液中気泡の分離除去循環システムの実施例５を示すシステム構成図である。 図１２は、この発明に係わる液中気泡の分離除去循環システムの実施例５を示すシステム構成図である。

以下、この発明に係わる液中気泡の分離除去循環システムの実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。

図１は、この発明に係わる実施例１の液中気泡の分離除去循環システムを適用した油圧システムを示す図である。

図１に示す油圧システム１は、メインタンク１０に貯蔵された油をポンプ２０で油圧機器３０に供給し、油圧機器３０で作動油として用いられた油を再びメインタンク１０に戻す油循環路をメインの油循環路として構成されたものである。

この油圧システム１において、油圧機器３０で作動油として用いられた油の中には、油圧機器３０で作動油の温度上昇との種々の原因により、気泡が混入することがあり、この気泡はそのままメインタンク１０に戻されることになる。

この結果、メインタンク１０の油には気泡が多くなり、この場合、メインタンク１０から油圧機器３０の供給する作動油の剛性を低下させ、作動油の酸化劣化を促進させ、また、作動油の潤滑特性を低下させ、更には、機器の動力伝達特性や動作寿命を低下させるという問題が発生する。

そこで、この実施例の油圧システム１においては、上記メインの油循環路とは独立したこの発明に係わる気泡分離除去循環路を設け、この気泡分離除去循環路により、メインタンク１０内の油に混入した気泡を有効かつ効率よく除去するように構成される。

図１に示す油圧システム１に適用されたこの発明に係る実施例１の液中気泡の分離除去循環システム１００においては、メインタンク１０に貯蔵されている油を、上記メインの油循環路に設けられたポンプ２０とは別の独立したポンプ１１０を用いて、配管Ｐ１を経由してメイン気泡分離装置１２０に加圧供給する。

メイン気泡分離装置１２０は、配管Ｐ１を経由して供給された気泡除去対象である油を気泡が除去された第１の液体（油）と気泡を含む第２の液体（油）とに分離する。このメイン気泡分離装置１２０の詳細は、後に図２を参照して詳述する。

メイン気泡分離装置１２０で気泡が除去された第１の油は、配管Ｐ２を経由してメインタンク１０に戻され、気泡を含む第２の油は、配管Ｐ３を経由してサブ気泡分離装置１３０に供給される。

サブ気泡分離装置１３０は、配管Ｐ３を経由して供給された気泡を含む油を気泡が除去された第３の液体（油）と気泡を含む第４の液体（油）とに分離する。このサブ気泡分離装置１３０の詳細は、後に図３を参照して詳述する。

サブ気泡分離装置１３０で気泡が除去された第３の油は、配管Ｐ４、Ｐ７を経由してメインタンク１０に戻され、気泡を含む第４の油は配管Ｐ５を経由してサブタンク１４０に導かれる。

サブタンク１４０の詳細は、後に図４を参照して詳述するが、サブタンク１４０では、第４の油に含まれる気泡を捕捉、結合して大きくして放出除去し、気泡が除去された第５の液体（油）を生成する。

サブタンク１４０で気泡が除去された第５の油は、配管Ｐ６、Ｐ７を経由してメインタンク１０に戻される。

図２は、図１に示した油圧システム１の液中気泡の分離除去循環システム１００で用いられるメイン気泡分離装置１２０の一例を示す断面図である。

このメイン気泡分離装置１２０は、旋回流を利用して、流入された気泡除去対象である油を気泡が除去された第１の油と気泡を含む第２の油とに分離するもので、その略中央部には円筒形の旋回流形成部１２１が設けられている。

この旋回流形成部１２１には、旋回流形成部１２１中心軸に対して直角にメインタンク１０からの気泡除去対象である油を流入する流入口１２２が設けられ、この流入口１２２は、この旋回流形成部１２１の周縁に沿って形成された環流路１２３に接続されている。この環流路１２３には、環流路１２３を流れる油を第１の流体室１２４に接線方向に流出する吐出口１２５が設けられている。

第１の流体室１２４は、この第１の流体室１２４を流れる油の旋回流の下流側の径が漸次小となる円錐台形をしており、この第１の流体室１２４の下流側には第２の流体室１２６が繋がり、この第２の流体室１２６の下流側は、配管Ｐ２に接続されている。

また、第１の流体室１２４内には、第１の流体室１２４内で先端が開口した細管１２７がこのメイン気泡分離装置１２０の中心軸に沿って設けられている。この細管１２７の他端には、配管Ｐ３に接続されている。

上記構成のメイン気泡分離装置１２０において、メインタンク１０からの気泡除去対象である油がポンプ１１０で加圧されて、気泡分離装置１２０の流入口１２２に流入されると、この油は環流路１２３を流れて、吐出口１２５から流出することにより、第１の流体室１２４内に油の旋回流を形成する。

ここで、第１の流体室１２４は、その径が下流側で漸次小となる円錐台形をしているので、上記旋回流により生じる遠心力により気泡を含まない油は第１の流体室１２４の周壁側へ、気泡は、図２にＢで示すように、第１の流体室１２４の中心付近に集まる。

この第１の流体室１２４の中心側に集まっている気泡は、第１の流体室１２４に加わる背圧により、第１の流体室１２４内の一部の油とともに細管１２７を通って配管Ｐ３内に第２の油として流出し、サブ気泡分離装置１３０に導かれる。

また、細管１２７により、気泡が除去された第１の流体室１２４内の油は、第２の流体室１２６を経由して第１の油として配管Ｐ２内に流出され、メインタンク１０に戻される。

図３は、図１に示した油圧システム１の液中気泡の分離除去循環システム１００で用いられるサブ気泡分離装置１３０の一例を示す断面図である。

図３に示すサブ気泡分離装置１３０は、基本的な構成は図２に示したメイン気泡分離装置１２０と同様であるが、その容量（サイズ）は図２に示したメイン気泡分離装置１２０の１/５〜１/１０程度に構成される。

すなわち、図３に示すサブ気泡分離装置１３０は、図２に示したメイン気泡分離装置１２０と同様に、旋回流を利用して、流入された気泡除去対象である油を気泡が除去された第３の油と気泡を含む第４の油とに分離するもので、その略中央部には円筒形の旋回流形成部１３１が設けられており、この旋回流形成部１３１には、旋回流形成部１３１の中心軸に対して直角にメイン気泡分離装置１２０からの第４の油を流入する流入口１３２が設けられ、この流入口１３２は、この旋回流形成部１３１の周縁に沿って形成された環流路１３３に接続されている。この環流路１３３には、環流路１３３を流れる油を第１の流体室１３４に接線方向に流出する吐出口１３５が設けられている。

第１の流体室１３４は、この第１の流体室１３４を流れる油の旋回流の下流側の径が漸次小となる円錐台形をしており、この第１の流体室１３４の下流側には第２の流体室１３６が繋がり、この第２の流体室１３６の下流側は、配管Ｐ４に接続されている。

また、第１の流体室１３４内には、第１の流体室１３４内で先端が開口した細管１３７がこのサブ気泡分離装置１３０の中心軸に沿って設けられており、この細管１３７の他端には、配管Ｐ５に接続されている。

上記構成のサブ気泡分離装置１３０においても、メイン気泡分離装置１２０からの気泡を含む第２の油が流入口１３２に流入されると、この油は環流路１３３を流れて、吐出口１３５から流出され、第１の流体室１３４内に油の旋回流を形成し、この旋回流により生じる遠心力により気泡を含まない油は第１の流体室１３４の周壁側へ、気泡は、図３にＢで示すように、第１の流体室１３４の中心付近に集まり、この第１の流体室１３４の中心側に集まっている気泡は、第１の流体室１３４に加わる背圧により、第１の流体室１３４内の一部の油とともに細管１３７を通って配管Ｐ５内に第４の油として流出する。この配管Ｐ５内に流出した第４の油は、サブタンク１４０に導かれる。

また、細管１３７により、気泡が除去された第１の流体室１３４内の油は、第２の流体室１３６を経由して第３の油として配管Ｐ４内に流出される。この配管Ｐ４内に流出した第３の油は、配管Ｐ７を経由してメインタンク１０に戻される。

図４は、図１に示した液中気泡の分離除去循環システム１００で用いられるサブタンク１４０の一例を示す断面図である。

サブタンク１４０における気泡の除去は、サブタンク１４０内に設けられた複数の仕切板と、好ましくは複数のフィルターとにより行われる。サブタンク１４０内に配管Ｐ５を経由して流入された第４の油は、サブタンク１４０内の複数の仕切板により画成された複数の流体室を順次流れ、また、各流体室に設けられた複数のフィルターを通過することにより、気泡が捕捉、結合して大きくなり、その結果、第４の油に含まれる気泡は分離放出され、気泡が除去された第５の液体（油）が生成される。

図４は、図１に示した油圧システム１００のサブタンク１４０の一構成例を示す断面図である。なお、図４においては、各流体室に設けられた複数のフィルターは省略して図示している。

図４に示すサブタンク１４０は、ハウジング１４１と、ハウジング１４１の右側面に他端が上方に向かうように傾いて植設され、下部に孔１４２ａを有するとともに、他端が開口している円筒形仕切板１４２と、ハウジング１４１の略中央に設けられ、ハウジング１４１上面との間に気泡を移動させるための間隙１４３ａを有するともに、下部に貫通孔１４３ｂを有し、ハウジング１４１内を左右２つに仕切る仕切板１４３と、仕切板１４３により仕切られたハウジング１４１の左側のハウジング１４１上面に下方に向かって植設され、上部に気泡を移動させるための間隙１４４ａを有するとともに、他端が開口している円筒形仕切板１４４と、円筒形仕切板１４２の開口部に一部が挿入され、他端が下方から配管Ｐ５に接続される油流入管１４５と、円筒形仕切板１４４の開口部に一部が挿入され、他端が配管Ｐ６に接続される油流出管１４６とを具備して構成される。また、ハウジング１４１の上面には、サブタンク用空気抜き機構であるブリーザー１４７が設けられている。

上記構成によるサブタンク１４０において、サブ気泡分離装置１３０から配管Ｐ５に流出した気泡を含む第４の油は、油流入管１４５を経由してハウジング１４１の右側面に植設された円筒形仕切板１４２内に導かれる。この円筒形仕切板１４２内で第４の油の気泡の一部は円筒形仕切板１４２の開口部から上方に分離される。

また、第４の油の一部は、円筒形仕切板１４２の開口部若しくは円筒形仕切板１４２の下部の孔１４２ａを通って、仕切板１４３方向に移動する。この仕切板１４３方向に移動した第４の油は、円筒形仕切板１４４の内面と油流出管１４６の外面により作られる間隙を通り、油流出管１４６の上部の開口部から油流出管１４６内に流入する。

この過程で第４の油に含まれる気泡は、結合して大きくなりサブタンク１４０の上部に集まり、ブリーザー１４７から放出される。その結果、サブタンク１４０では気泡が分離除去された第５の油が生成されて、油流出管１４６内に流入される。油流出管１４６内に流入された気泡が除去された第５の油は、配管Ｐ６、Ｐ７を経由してメイタンク１０に戻される。

図５は、図１に示した液中気泡の分離除去循環システムで用いられるメインタンク内に配置されるフローティングサンクションフィルタの動作を説明する図である。

上記実施例１の液中気泡の分離除去循環システム１００において、メインタンク１０に貯蔵されている気泡除去対象液体（気泡除去対象油）は、配管Ｐ１を経由してポンプ１１０により加圧されてメイン気泡分離装置１２０に加圧供給される。また、メインタンク１０の上面には、メインタンク用空気抜き機構であるブリーザー１５が設けられている。

ここで、メインタンク１０から配管Ｐ１を経由して取り出される気泡除去対象油は、気泡除去の効率性向上のために、メインタンク１０の油面近くの気泡を多く含む油であることが好ましい。

そのために、この実施例１の分離除去循環システム１００においては、メインタンク１０内に、配管Ｐ１に接続される気泡除去対象液体取り出し配管１１の先端にメインタンク１０内の油面の上下変動に追随して上下するフローティングサンクションフィルタ１２を設け、このフローティングサンクションフィルタ１２を経由してメインタンク１０内からその油面に近い部分の気泡除去対象液体を取り出すように構成されている。なお、配管１３は、配管Ｐ２に接続される第１の戻し配管であり、配管１４は、配管Ｐ７に接続される第２の戻し配管である。

図６は、この発明に係わる液中気泡の分離除去循環システムの実施例２を示すシステム構成図である。

なお、以下に示す実施例においては、メインタンク１０に貯蔵された油をポンプ２０で油圧機器３０に供給し、油圧機器３０で作動油として用いられた油を再びメインタンク１０に戻す油循環路をメインの油循環路は省略して図示している。また、以下に示す実施例では図１に示した液中気泡の分離除去循環システム１００と同様の機能を有する部分には図１で用いた符号と同一の符号を付してその詳細説明を省略している。

図６に示す実施例２の液中気泡の分離除去循環システム２００においては、図１に示した液中気泡の分離除去循環システム１００のサブ気泡分離装置１３０の後段にサブ気泡分離装置１５０を設けて構成したものである。

すなわち、図１に示した液中気泡の分離除去循環システム１００においては、サブ気泡分離装置１３０で分離された気泡を含む第４の油は、配管Ｐ５を経由してサブタンク１４０に導くように構成したが、図６に示す実施例２の液中気泡の分離除去循環システム２００においては、サブ気泡分離装置１３０で分離された気泡を含む第４の油を、サブ気泡分離装置１５０に導き、ここで、第４の油を、気泡が除去された第５の液体（油）と気泡を含む第６の液体（油）とに分離し、気泡が除去された第５の油は、配管Ｐ９を経由してメインタンク１０に戻し、気泡を含む第６の油は配管Ｐ８を経由してサブタンク１４０に導くように構成されている。

上記構成において、サブ気泡分離装置１５０の構成は、図３に示したサブ気泡分離装置１３０と同様の構成で、図３に示したサブ気泡分離装置１３０と同一容量（サイズ）又は図３に示したサブ気泡分離装置１３０より小さい容量（サイズ）のものを用いることができる。

なお、図６に示す実施例２の液中気泡の分離除去循環システム２００においては、サブ気泡分離装置をサブ気泡分離装置１３０とサブ気泡分離装置１５０の２段に構成した場合を示したが、サブ気泡分離装置を３段以上に設けるように構成してもよい。

図７は、この発明に係わる液中気泡の分離除去循環システムの実施例３を示すシステム構成図である。

図７に示す実施例３の液中気泡の分離除去循環システム３００においては、図１に示した液中気泡の分離除去循環システム１００のサブタンク１４０をメインタンク１０内に設けたものである。

すなわち、図７に示す実施例３の液中気泡の分離除去循環システム３００においては、メインタンク１０内に、サブタンク１６０を設け、サブ気泡分離装置１３０で気泡が除去された第３の油は、配管Ｐ７を経由してメインタンク１０に戻し、気泡を含む第４の油は配管Ｐ５を経由してメインタンク１０内に設けられたサブタンク１６０に導くように構成される。その他の構成は、サブタンク１６０の構成を除いて、図１に示した液中気泡の分離除去循環システム１００と同様である。

図８は、図７に示した液中気泡の分離除去循環システムで用いられるサブタンク１６０の一例を示す断面図である。

図８に示すサブタンク１６０は、図４に示したサブタンク１４０と同様に、ハウジング１６１と、ハウジング１６１の右側面に他端が上方に向かうように傾いて植設され、下部に孔１６２ａを有するとともに、他端が開口している円筒形仕切板１６２と、ハウジング１６１の略中央に設けられ、ハウジング１６１上面との間に気泡を移動させるための間隙１６３ａを有するともに、下部に貫通孔１６３ｂを有し、ハウジング１６１内を左右２つに仕切る仕切板１６３と、仕切板１６３により仕切られたハウジング１６１の左側のハウジング１６１上面に下方に向かって植設され、上部に気泡を移動させるための間隙１６４ａを有するとともに、他端が開口している円筒形仕切板１６４と、円筒形仕切板１６２の開口部に一部が挿入され、他端が上方から配管Ｐ５に接続される油流入管１６５と、円筒形仕切板１６４の開口部に一部が挿入され、他端が配管Ｐ１０に接続される油流出管１６６とを具備して構成される。また、ハウジング１６１の上面には、サブタンク用空気抜き機構であるブリーザー１６７が設けられている。

上記構成によるサブタンク１６０において、サブ気泡分離装置１３０から配管Ｐ５に流出した気泡を含む第４の油は、油流入管１６５を経由してハウジング１６１の右側面に植設された円筒形仕切板１６２内に導かれる。この円筒形仕切板１６２内で第４の油の気泡の一部は円筒形仕切板１６２の開口部から上方に分離される。

また、第４の油の一部は、円筒形仕切板１６２の開口部若しくは円筒形仕切板１６２の下部の孔１６２ａを通って、仕切板１６３方向に移動する。この仕切板１６３方向に移動した第４の油は、円筒形仕切板１６４の内面と油流出管１６６の外面により作られる間隙を通り、油流出管１６６の上部の開口部から油流出管１６６内に流入する。

この過程で第４の油に含まれる気泡は、結合して大きくなりサブタンク１６０の上部に集まり、ブリーザー１６７から放出される。その結果、サブタンク１６０では、気泡が分離除去された第５の油が生成されて、油流出管１６６内に流入される。油流出管１６６内に流入された気泡が除去された第５の油は、配管Ｐ１０を経由してメイタンク１０に戻される。

図９は、この発明に係わる液中気泡の分離除去循環システムの実施例４を示すシステム構成図である。

図９に示す実施例４の液中気泡の分離除去循環システム４００は、図７に示した液中気泡の分離除去循環システム３００のサブ気泡分離装置１３０の後段にサブ気泡分離装置１５０を設けて構成したものである。

すなわち、図９に示した液中気泡の分離除去循環システム３００においては、サブ気泡分離装置１３０で分離された気泡を含む第４の油を、配管Ｐ５を経由してメインタンク１０内のサブタンク１６０に導くように構成したが、図９に示す実施例４の液中気泡の分離除去循環システム４００においては、サブ気泡分離装置１３０で分離された気泡を含む第４の油を、サブ気泡分離装置１５０に導き、ここで、第４の油を、気泡が除去された第５の油と気泡を含む第６の油とに分離し、気泡が除去された第５の油は、配管Ｐ９を経由してメインタンク１０に戻し、気泡を含む第６の油は配管Ｐ８を経由してサブタンク１６０に導くように構成されている。また、メインタンク１０の上面には、メインタンク用空気抜き機構であるブリーザー１５が設けられている。

上記構成において、サブ気泡分離装置１５０の構成は、図３に示したサブ気泡分離装置１３０と同様の構成で、図３に示したサブ気泡分離装置１３０と同一容量（サイズ）又は図３に示したサブ気泡分離装置１３０より小さい容量（サイズ）のものを用いることができる。

なお、図９に示す実施例４の液中気泡の分離除去循環システム４００においては、サブ気泡分離装置をサブ気泡分離装置１３０とサブ気泡分離装置１５０の２段に構成した場合を示したが、サブ気泡分離装置を３段以上に設けるように構成してもよい。

図１０は、図９に示した液中気泡の分離除去循環システムを斜視図で示したものである。

図１０において、モータ１１０ａは、ポンプ１１０を駆動するためのものであり、ブリーザー１５は、メインタンク１０に設けられるメインタンク用空気抜き機構を示し、ブリーザー１６７は、サブタンク１６０に設けられるサブタンク用空気抜き機構を示す。

図１１は、この発明に係わる液中気泡の分離除去循環システムの実施例５を示すシステム構成図である。この実施例の油圧システム２においても、上記メインの油循環路とは独立したこの発明に係わる気泡分離除去循環路を設け、この気泡分離除去循環路により、メインタンク１０内の油に混入した気泡を有効かつ効率よく除去するように構成される。

なお、以下に示す実施例においても、図１に示した液中気泡の分離除去循環システム１００と同様の機能を有する部分には図１で用いた符号と同一の符号を付してその詳細説明を省略している。

図１１に示す油圧システム２に適用されたこの発明に係る実施例５の液中気泡の分離除去循環システム５００においては、メインタンク１０に貯蔵されている油を、上記メインの油循環路に設けられたポンプ２０とは別の独立したポンプ１１０を用いて、配管Ｐ１を経由してメイン気泡分離装置１２０に加圧供給する。

メイン気泡分離装置１２０は、配管Ｐ１を経由して供給された気泡除去対象である油を気泡が除去された第１の液体（油）と気泡を含む第２の液体（油）とに分離する。このメイン気泡分離装置１２０の詳細は、図２に示したものと同じである。

メイン気泡分離装置１２０で気泡が除去された第１の油は、配管Ｐ２を経由してメインタンク１０に戻され、気泡を含む第２の油は、配管Ｐ３を経由してサブ気泡分離装置１３０に供給される。

サブ気泡分離装置１３０は、配管Ｐ３を経由して供給された気泡を含む油を気泡が除去された第３の液体（油）と気泡を含む第４の液体（油）とに分離する。このサブ気泡分離装置１３０の詳細は、図３に示したものと同じである。

サブ気泡分離装置１３０で気泡が除去された第３の油は、配管Ｐ４を経由してメインタンク１０に戻される。なお、サブ気泡分離装置１３０で分離された気泡を含む第４の油は配管Ｐ５を経由してメインタンク１０に戻される。

なお、メインタンク１０の詳細は、図５に示したものと同じである。

図１２は、この発明に係わる液中気泡の分離除去循環システムの実施例６を示すシステム構成図である。

なお、図１２に示す実施例においては、図１１に示したメインタンク１０に貯蔵された油をポンプ２０で油圧機器３０に供給し、油圧機器３０で作動油として用いられた油を再びメインタンク１０に戻す油循環路をメインの油循環路は、省略して図示している。

図１２に示す実施例２の油圧システム２の液中気泡の分離除去循環システム６００においては、図１１に示したサブ気泡分離装置１３０の後段にサブ気泡分離装置１５０を設けて構成したものである。

すなわち、図１１示した液中気泡の分離除去循環システム５００においては、サブ気泡分離装置１３０で分離された気泡を含む第４の油は、配管Ｐ５を経由してメインタンク１０に戻すように構成したが、図１２に示す実施例６の液中気泡の分離除去循環システム６００においては、サブ気泡分離装置１３０で分離された気泡を含む第４の油を、サブ気泡分離装置１５０に導き、ここで、第４の油を、気泡が除去された第５の液体（油）と気泡を含む第６の液体（油）とに分離する。

サブ気泡分離装置１５０で分離された気泡が除去された第５の油は、配管Ｐ６、配管Ｐ４を経由してメインタンク１０に戻される。また、サブ気泡分離装置１５０で分離された気泡を含む第６の油は配管Ｐ７を経由してメインタンク１０に戻される。

上記構成において、サブ気泡分離装置１５０の構成は、図３に示したサブ気泡分離装置１３０と同様の構成で、図３に示したサブ気泡分離装置１３０と同一容量（サイズ）又は図３に示したサブ気泡分離装置１３０より小さい容量（サイズ）のものを用いることができる。

なお、図１２に示す実施例６の液中気泡の分離除去循環システム６００においては、サブ気泡分離装置をサブ気泡分離装置１３０とサブ気泡分離装置１５０の２段に構成した場合を示したが、このサブ気泡分離装置を３段以上に設けるように構成してもよい。

以上がこの発明の代表的な実施形態の一例であるが、本発明は、上記実施例及び図面に示す実施例に限定することなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施できるものである。

例えば、上記実施例では、この発明に係わる液中気泡の分離除去循環システムを油圧システムに適用した場合を示したが、流体中の気泡除去が必要な他の各種装置、システムにも同様に適用可能である。

１０ メインタンク
２０ ポンプ
３０ 油圧機器
１００、２００、３００、４００、５００、６００ 液中気泡の分離除去循環システム
１１０ ポンプ
１２０ メイン気泡分離装置
１２１、１３１ 旋回流形成部
１２２、１３２ 流入口
１２３、１３３ 環流路
１２４、１３４ 第１の流体室
１２５、１３５ 吐出口
１２６、１３６ 第２の流体室
１２７、１３７ 細管
１３０、１５０ サブ気泡分離装置
１４０、１６０ サブタンク

請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記第２の気泡分離装置は、前記第２の液体が流入される流入口と、前記流入口から流入された前記第２の液体を旋回流に変換する旋回流変換手段と、前記旋回流の下流側に向かって漸次径が小となる第３の流体室と、前記第３の流体室内で一端が開口する細管と、前記第３の流体室の下流側に設けられる第４の流体室とを具備し、前記第４の流体室が前記第４の配管に接続され、前記細管の他端が前記第５の配管に接続されることを特徴とする。

請求項７の発明は、気泡除去対象液体が貯蔵されるメインタンクと、前記気泡除去対象液体を流入し、該気泡除去対象液体の旋回流を形成することにより、気泡が除去された液体と気泡を含む液体とに分離するメイン気泡分離装置と、前記メイン気泡分離装置の後段に設けられ気泡を含む液体の旋回流を形成することにより、液体を気泡が除去された液体と気泡を含む液体とに分離する１又は複数のサブ気泡分離装置と、前記サブ気泡分離装置で分離され気泡を含む液体を流入して、該液体に含まれる気泡を捕捉結合して除去するサブタンクとを具備することを特徴とする。

請求項１０の発明は、請求項８の発明において、前記第２の気泡分離装置は、前記第２の液体が流入される流入口と、前記流入口から流入された前記第２の液体を旋回流に変換する旋回流変換手段と、前記旋回流の下流側に向かって漸次径が小となる第３の流体室と、前記第３の流体室内で一端が開口する細管と、前記第３の流体室の下流側に設けられる第４の流体室とを具備し、前記第４の流体室が前記第４の配管に接続され、前記細管の他端が前記第５の配管に接続されることを特徴とする。

請求項１２の発明は、気泡除去対象液体が貯蔵されるメインタンクと、前記気泡除去対象液体を流入し、該気泡除去対象液体の旋回流を形成することにより、気泡が除去された液体と気泡を含む液体とに分離するメイン気泡分離装置と、前記メイン気泡分離装置の後段に設けられ気泡を含む液体の旋回流を形成することにより、液体を気泡が除去された液体と気泡を含む液体とに分離する１又は複数のサブ気泡分離装置とを具備することを特徴とする。

４）メインタンク内に貯蔵される液体に含まれる気泡を有効にかつ効率よく除去することができるので、システムの長寿命化と省資源化が実現できる。

この旋回流形成部１２１には、旋回流形成部１２１の中心軸に対して直角にメインタンク１０からの気泡除去対象である油を流入する流入口１２２が設けられ、この流入口１２２は、この旋回流形成部１２１の周縁に沿って形成された環流路１２３に接続されている。この環流路１２３には、環流路１２３を流れる油を第１の流体室１２４に接線方向に流出する吐出口１２５が設けられている。

すなわち、図３に示すサブ気泡分離装置１３０は、図２に示したメイン気泡分離装置１２０と同様に、旋回流を利用して、流入された気泡除去対象である油を気泡が除去された第３の油と気泡を含む第４の油とに分離するもので、その略中央部には円筒形の旋回流形成部１３１が設けられており、この旋回流形成部１３１には、旋回流形成部１３１の中心軸に対して直角にメイン気泡分離装置１２０からの気泡除去対象である第２の油を流入する流入口１３２が設けられ、この流入口１３２は、この旋回流形成部１３１の周縁に沿って形成された環流路１３３に接続されている。この環流路１３３には、環流路１３３を流れる油を第１の流体室１３４に接線方向に流出する吐出口１３５が設けられている。

この過程で第４の油に含まれる気泡は、結合して大きくなりサブタンク１４０の上部に集まり、ブリーザー１４７から放出される。その結果、サブタンク１４０では気泡が分離除去された第５の油が生成されて、油流出管１４６内に流入される。油流出管１４６内に流入された気泡が除去された第５の油は、配管Ｐ６、Ｐ７を経由してメインタンク１０に戻される。

この過程で第４の油に含まれる気泡は、結合して大きくなりサブタンク１６０の上部に集まり、ブリーザー１６７から放出される。その結果、サブタンク１６０では、気泡が分離除去された第５の油が生成されて、油流出管１６６内に流入される。油流出管１６６内に流入された気泡が除去された第５の油は、配管Ｐ１０を経由してメインタンク１０に戻される。

すなわち、図１１に示した液中気泡の分離除去循環システム５００においては、サブ気泡分離装置１３０で分離された気泡を含む第４の油は、配管Ｐ５を経由してメインタンク１０に戻すように構成したが、図１２に示す実施例６の液中気泡の分離除去循環システム６００においては、サブ気泡分離装置１３０で分離された気泡を含む第４の油を、サブ気泡分離装置１５０に導き、ここで、第４の油を、気泡が除去された第５の液体（油）と気泡を含む第６の液体（油）とに分離する。

Claims (12)

1. 気泡除去対象液体が貯蔵されるメインタンクと、
   前記気泡除去対象液体を流入し、該気泡除去対象液体の旋回流を形成することにより、該気泡除去対象液体を気泡が除去された第１の液体と気泡を含む第２の液体とに分離する第１の気泡分離装置と、
   前記第１の気泡分離装置で分離された前記第２の液体を流入し、該第２の液体の旋回流を形成することにより、該第２の液体を気泡が除去された第３の液体と気泡を含む第４の液体とに分離する第２の気泡分離装置と、
   前記第４の液体を流入して、該第４の液体に含まれる気泡を捕捉結合して除去するサブタンクと
   を具備し、
   前記メインタンク内の気泡除去対象液体を第１の配管を経由して前記第１の気泡分離装置に供給し、前記第１の気泡分離装置で分離された前記第１の液体を第２の配管を経由して前記メインタンク内に戻すとともに、前記第１の気泡分離装置で分離された前記第２の液体を第３の配管を経由して前記第２の気泡分離装置に流入させ、該第２の気泡分離装置で分離された前記第３の液体を第４の配管を経由して前記メインタンク内に戻すとともに、前記第２の気泡分離装置で分離された前記第４の液体を第５の配管を経由して前記サブタンクに流入させ、前記サブタンクで気泡が除去された第５の液体を第６の配管を経由して前記メインタンク内に戻すことを特徴とする液中気泡の分離除去循環システム。
2. 前記第１の気泡分離装置は、
   前記気泡除去対象液体が流入される流入口と、
   前記流入口から流入された前記気泡除去対象液体を旋回流に変換する旋回流変換手段と、
   前記旋回流の下流側に向かって漸次径が小となる第１の流体室と、
   前記第１の流体室内で一端が開口する細管と、
   前記第１の流体室の下流側に設けられる第２の流体室と
   を具備し、
   前記第２の流体室が前記第２の配管に接続され、前記細管の他端が前記第３の配管に接続されることを特徴とする請求項１に記載の液中気泡の分離除去循環システム。
3. 前記第２の気泡分離装置は、
   前記第２の液体が流入される流入口と、
   前記流入口から流入された前記第２の液体を旋回流に変換する旋回流変換手段と、
   前記旋回流の下流側に向かって漸次径が小となる第３の流体室と、
   前記第１の流体室内で一端が開口する細管と、
   前記第１の流体室の下流側に設けられる第４の流体室と
   を具備し、
   前記第４の流体室が前記第４の配管に接続され、前記細管の他端が前記第５の配管に接続されることを特徴とする請求項１に記載の液中気泡の分離除去循環システム。
4. 前記サブタンクは、
   前記メインタンクの上方に配置されることを特徴とする請求項１に記載の液中気泡の分離除去循環システム。
5. 前記サブタンクは、
   前記メインタンク内部に配置されることを特徴とする請求項１に記載の液中気泡の分離除去循環システム。
6. 前記メインタンクは、
   該メインタンクに貯蔵される前記気泡除去対象液体の液面の上下変動に追随して上下し、該気泡除去対象液体を取り出すフローティングサンクションフィルタを具備することを特徴とする請求項１に記載の液中気泡の分離除去循環システム。
7. 気泡除去対象液体が貯蔵されるメインタンクと、
   前記気泡除去対象液体を流入し、該気泡除去対象液体の旋回流を形成することにより、気泡が除去された液体と気泡を含む液体とに分離するメイン気泡分離装置と、
   前記第１の気泡分離装置の後段に設けられ気泡を含む液体の旋回流を形成することにより、液体を気泡が除去された液体と気泡を含む液体とに分離する１又は複数のサブ気泡分離装置と、
   前記サブ気泡分離装置で分離され気泡を含む液体を流入して、該液体に含まれる気泡を捕捉結合して除去するサブタンクと
   を具備することを特徴とする液中気泡の分離除去循環システム。
8. 気泡除去対象液体が貯蔵されるメインタンクと、
   前記気泡除去対象液体を流入し、該気泡除去対象液体の旋回流を形成することにより、該気泡除去対象液体を気泡が除去された第１の液体と気泡を含む第２の液体とに分離する第１の気泡分離装置と、
   前記第１の気泡分離装置で分離された前記第２の液体を流入し、該第２の液体の旋回流を形成することにより、該第２の液体を気泡が除去された第３の液体と気泡を含む第４の液体とに分離する第２の気泡分離装置と
   を具備し、
   前記メインタンク内の気泡除去対象液体を第１の配管を経由して前記第１の気泡分離装置に供給し、前記第１の気泡分離装置で分離された前記第１の液体を第２の配管を経由して前記メインタンク内に戻すとともに、前記第１の気泡分離装置で分離された前記第２の液体を第３の配管を経由して前記第２の気泡分離装置に流入させ、該第２の気泡分離装置で分離された前記第３の液体を第４の配管を経由して前記メインタンク内に戻すとともに、前記第２の気泡分離装置で分離された前記第４の液体を第５の配管を経由して前記メインタンク内に戻すことを特徴とする液中気泡の分離除去循環システム。
9. 前記第１の気泡分離装置は、
   前記気泡除去対象液体が流入される流入口と、
   前記流入口から流入された前記気泡除去対象液体を旋回流に変換する旋回流変換手段と、
   前記旋回流の下流側に向かって漸次径が小となる第１の流体室と、
   前記第１の流体室内で一端が開口する細管と、
   前記第１の流体室の下流側に設けられる第２の流体室と
   を具備し、
   前記第２の流体室が前記第２の配管に接続され、前記細管の他端が前記第３の配管に接続されることを特徴とする請求項８に記載の液中気泡の分離除去循環システム。
10. 前記第２の気泡分離装置は、
    前記第２の液体が流入される流入口と、
    前記流入口から流入された前記第２の液体を旋回流に変換する旋回流変換手段と、
    前記旋回流の下流側に向かって漸次径が小となる第３の流体室と、
    前記第１の流体室内で一端が開口する細管と、
    前記第１の流体室の下流側に設けられる第４の流体室と
    を具備し、
    前記第４の流体室が前記第４の配管に接続され、前記細管の他端が前記第５の配管に接続されることを特徴とする請求項８に記載の液中気泡の分離除去循環システム。
11. 前記メインタンクは、
    該メインタンクに貯蔵される前記気泡除去対象液体の液面の上下変動に追随して上下し、該気泡除去対象液体を取り出すフローティングサンクションフィルタを具備することを特徴とする請求項１に記載の液中気泡の分離除去循環システム。
12. 気泡除去対象液体が貯蔵されるメインタンクと、
    前記気泡除去対象液体を流入し、該気泡除去対象液体の旋回流を形成することにより、気泡が除去された液体と気泡を含む液体とに分離するメイン気泡分離装置と、
    前記第１の気泡分離装置の後段に設けられ気泡を含む液体の旋回流を形成することにより、液体を気泡が除去された液体と気泡を含む液体とに分離する１又は複数のサブ気泡分離装置と
    を具備することを特徴とする液中気泡の分離除去循環システム。

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