JP2001137615A - 気泡除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流体中に含まれている気泡を効率よく除去す
る。 【解決手段】 本体（１）に、円筒状の流入空間（２）
と逆円錐状の円錐空間（３）と小円筒状の流出空間
（４）を形成する。上記流入空間（２）に開口する流入
口（５）と流出空間（４）に開口する流出口（６）は、
それぞれ各空間（２),（４）の接線方向に設けられてい
る。上記流入空間（２）の上方には、気泡を排出する排
出口（８）がある。排出口（８）と流入空間（２）の間
には弁室（９）があり、この弁室（９）内には、通孔(1
2)を有するシリンダ−(13)が設けられている。このシリ
ンダ−(13)にはプレ−ト(19)を有するキャップ状のフロ
−ト(17)が嵌められている。このフロ−ト(17)は、上記
流入空間（２）に気泡が一定量溜まったとき、内部圧で
上昇され、通孔(12)を開き、気泡のみを排出口（８）か
ら排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水、油、薬液その
他の各種の流体を使用する際に液体中に含まれている気
泡を除去する気泡除去装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】各種の流体が種々の用途に使用されてい
るが、液体中に気泡が含まれていると、不都合を生じる
ことが多い。例えば、洗浄工程では、洗浄槽内へ酸性や
アルカリ性の薬液からなる洗浄液を所定量循環させて洗
浄を行うが、この際洗浄液の流量を超音波流量計で測定
しようとすると、洗浄液中に含まれた気泡が障害となっ
て正確な計測が妨げられることがある。そのため、種々
の気泡除去装置が提案され、使用されているが、気泡を
排出する際に液体も気泡に混合されて大量に排出してし
まったり、ポンプとタンクと除去機が一体となって装置
全体が大型化したり、小流量の作業ができないものが多
かった。

【０００３】流量が少ない場合でも使用できるよう流体
を容器内で旋回させて流動し、気泡を中心部に集めて除
去するようにした気泡除去装置も知られている。例え
ば、特開平１１−１９４０６号公報には、そのような装
置が開示されている。この公報の記載によれば、上記装
置は小流量の液体の場合でも使用することができ、回転
流によって容器の中心軸付近に気泡を分離、集中させ、
該容器の中心軸に設けた排気口から排気するよう構成さ
れている、この際排出口には、自動開閉バルブが取付け
られ、該バルブの球形の排気弁を自重とばねによって解
放して気泡を排気し、気泡が集合していないときは液体
の浮力によって上記排気弁を浮上させて排気口を閉じる
機構を有している。

【０００４】しかし、上述の装置の自動開閉バルブは、
弁を開くためにばねを使用しなければならないので、液
体が酸、アルカリ等の薬液であると、長期にわたって安
定した性能を維持することがむずかしく、また球形の排
気弁の自重、ばねのばね力、排気弁の浮力等のバランス
によりバルブの動作が変化するから、容器内に流入する
液体の流量によって容器内の内部圧力が大きく変化する
ような場合には、その変化にバルブの動作が追従するこ
とができず、そのため一機種で流量変化の大きい液体に
使用することができなかった。

【０００５】ばねを使用せずに単にボ−ルを用いただけ
のボ−ルバルブを有するエアベントを排気口に設けた気
泡除去装置も知られているが、この構成ではボ−ルが不
安定であり、流量が増えるとボ−ルがエアベントの中に
浮き上がり、気泡と共に液体も流出してしまうし、ボ−
ルが上昇してエアベルトの排気口を塞ぐようになると気
泡を含んだ液体が除去装置の流出口から流出し、気泡除
去を行うことができなくなる。その上、ボ−ルの場合、
外形が球形であるため、ほんの少しボ−ルが動くだけで
エアベントの中に液体が入り込み、該エアベント中が液
体で一杯になり、ボ−ルが一層不安定になって、流量と
のバランスをとることが難しい。

【０００６】さらに、上記気泡除去装置に流体を流入さ
せるためには、ポンプを用いているが、一般にポンプは
必ずしも常に一定の圧力を出す訳ではなく、特にダイヤ
フラムポンプやエア駆動のポンプ等では圧力が一定せ
ず、脈動を生じているため、そのような脈動が伝達され
ると、次工程で上記液体を使用する際に支障を生じるこ
とがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の解決課題は、
小流量の流体からの気泡除去にも使用でき、気泡の排気
口から液体を流出させずに気泡だけを確実に除去でき、
流量の大きな変化にも一機種で対応することができ、脈
動も緩和することができるようにした気泡除去装置を提
供することである。

【０００８】

【課題解決の手段】本発明によれば、本体に円筒状の流
入空間と該流入空間に続く逆円錐状の円錐空間と該円錐
空間に続く小円筒状の流出空間を形成し、上記空間を流
体が旋回して流動するよう上記流入空間に開口する流入
口と上記流出空間に開口する流出口をそれぞれ各空間の
接線方向に設け、中央に中心軸を有し、上記流入空間の
中央上部に気泡の排出口を具備する気泡除去装置におい
て、上記排出口と上記流入空間の間に弁室を形成し、該
弁室に上記流入空間に開口する通孔を有するシリンダ−
を設け、該シリンダ−の外径より大きい内径の筒状壁を
有しその上部を閉塞するプレ−トを有するキャップ状の
フロ−トを形成し、該フロ−トを上記シリンダ−の上部
に遊嵌すると共に細隙を存して上記弁室内に上下動可能
に嵌着したことを特徴とする気泡除去装置が提供され、
上記課題が解決される。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１、図２は本発明の一実施例を
示す断面図及び平面図であって、図において、筒状の本
体（１）内には、円筒状の流入空間（２）と、該流入空
間（２）の下方に続き中心に向けて傾斜する逆円錐状の
円錐空間（３）と、該円錐空間（３）の下端に続き上記
流入空間（２）の円筒よりも小さな小円筒状の流出空間
（４）が形成され、上記流入空間（２）と流出空間
（４）には流入口（５）及び流出口（６）が設けられて
いる。上記流入口（５）及び流出口（６）は、上記空間
（２),（３),（４）内で流体が旋回して流動するようそ
れぞれ各空間（２),（４）の接線方向に開口している。

【００１０】上記空間の中央には、中心軸（７）が設け
られている。該中心軸（７）には、上記空間内を旋回し
て流動する流体の流芯（図示略）に集まる気泡がからま
り、該気泡と気泡を練り込み、大きな気泡となって該中
心軸に沿って気泡を上昇させるよう作用する。このと
き、気泡芯は垂直で小さくなるため、気泡が流体の旋回
流によって周壁側に振り回されなくなり、一層安定す
る。

【００１１】上記流入空間（２）の中央上部には気泡の
排出口（８）が形成され、該排出口（８）と流入空間
（２）の間には弁室（９）が形成されている。図におい
て、上記排出口（８）、弁室（９）は、本体（１）にね
じ(10)…で止着した蓋体(11)に設けられており、該本体
（１）と蓋体(11)間には適宜のパッキング材（図示略）
を設けることができる。

【００１２】上記弁室（９）には、上記流入空間（２）
に開口する通孔(12)を有するシリンダ−(13)が設けられ
ている。該シリンダ−(13)は、図１、図２においては、
上記本体（１）の流入空間（２）の上部に嵌着し周縁が
蓋体(11)で挾着されている基板(14)に一体的に形成して
あるが、蓋体(11)に形成して排出口（８）を有する止着
板(15)をその上方からねじ着するようにしたり（図
５）、止着板(16)にシリンダ−(13)を突設して、該止着
板(16)を蓋体(11)の下方からねじ着する（図６）ように
したり、適宜に構成することができる。

【００１３】上記弁室（９）内のシリンダ−(13)には、
該シリンダ−(13)に遊嵌すると共に細隙を存して上下動
可能に上記弁室に嵌着するようフロ−ト(17)が設けられ
ている。該フロ−ト(17)は、シリンダ−(13)の外径より
も内径がわずかに大きい筒状壁(18)と、該筒状壁(18)の
上部を閉塞するプレ−ト(19)を有するキャップ状に形成
され、シリンダ−の上部に着座してプレ−ト(19)が通孔
(12)を閉じた状態で筒状壁(18)の下端は、シリンダ−(1
3)の基端に当っていない。なお、図においては、該フロ
−ト(17)の外周面と上記弁室（９）の内周面間には、そ
れぞれ細隙(20),(21）を存して上下動できるように外方
リング(22)が嵌着されているが、図４に示すように該外
方リング(22)を省略することもでき、また上記プレ−ト
(19)の内面その他の適宜位置にパッキング(23)を設ける
こともできる。

【００１４】上記フロ−ト(17)の内周面とシリンダ−(1
3)の外周面間の細隙(24)や上記フロ−ト(17)の外周面と
弁室（９）の内周面（図１等においては外方リング(22)
の内周面）間の細隙(20)、外方リング(22)の外周面の上
記細隙(21)等は、気泡を除去しようとする液体の粘度、
比重等その他の性状に応じて、好ましくは液体を通過さ
せず気泡のみを効率よく通過させることができるよう極
く狭い間隙に形成されている。例えば、水系の液体の場
合は、約0.０５〜0.３mm程度、好ましくは約0.１〜0.２
mm程度に形成され、油系の液体の場合は、約0.２〜１mm
程度、好ましくは、約0.５〜0.８mm程度に形成するとよ
い。

【００１５】上記フロ−ト(17)は、本体内の内部圧力が
高まると、その圧力によって押し上げられ、上記プレ−
ト(19)がシリンダ−の上面から離れて上記通孔(12)を開
口して気泡を通過させるが、該通孔(12)を通って液体が
噴出するような大きな圧力のときには、気泡の排出口
（８）から液体を流出させないよう直ちに上昇して上記
プレ−トの上面で排出口（８）を塞ぐよう排出口（８）
の直下に位置している。該フロ−ト(17)は、上記プレ−
ト(19)が弁室（９）の内面上部に当る位置まで移動でき
るが、この移動量は通常の状態では気泡のみを確実に排
出できかつ上記排出口（８）を塞ぐことがない程度に形
成され、例えば約１〜５mm程度、好ましくは約１〜３mm
程度にしてある。なお、上記フロ−ト(17)の筒状壁(18)
の長さは、フロ−トが上昇しても、シリンダ−(13)から
外れない長さに形成されている。

【００１６】上記本体（１）、蓋体(11)、シリンダ−(1
3)、フロ−ト(17)、外方リング(22)等は薬液等に影響さ
れないよう適宜の合成樹脂材料で作られているが、ステ
ンレス材料等の耐食性を有する金属材料で作ることもで
きる。なお、上記フロ−ト(17)のプレ−ト(19)は、上下
面を平面に形成してあるが、上記通孔(12)や排出口
（８）に嵌合して閉塞することができるような適宜形状
の突起（図示略）を形成してもよく、また所望により耐
食性のばねその他の弾性部材をフロ−トと排出口間に設
けてもよいが、殆どその必要性はない。

【００１７】図３は、上記フロ−トの動作の説明図を示
し、説明の都合上、上記各細隙を拡大して示してある。
図３（Ａ）は、本体内で旋回して流動する液体から除去
された気泡が流入空間（２）の上部に集合しても未だ内
部圧力がフロ−ト(17)を押し上げる程度まで高められて
いない状態を示している。この間に内部圧力が次第に高
められ、この内部圧力の上昇に伴って軽い小さな気泡ま
でもフロ−ト部に集められる。なお、上記流入口（５）
へ流体を供給するポンプが停止したときにも図３（Ａ）
の状態になり、フロ−トがシリンダ−上に着座して通孔
(12)を塞ぐから、該フロ−トは逆止弁として機能する。

【００１８】気泡が液体から分離され、上部に集中して
内部圧力が充分に高められると、上記フロ−ト(17)は押
し上げられる（図３（Ｂ））。これにより、通孔(12)を
通った気泡は、フロ−ト(17)のプレ−ト(19)の下面から
フロ−トの内面とシリンダ−間の細隙(24)を通り、フロ
−ト(17)の下縁をめぐって該フロ−ト(17)の外周の細隙
(20)を通って排出口（８）から除去される。それによっ
て、内部圧力は低下するので、上記フロ−ト(17)は図３
（Ａ）に示す位置に降下するが再び内部圧力が上昇する
と図３（Ｂ）に示すように上昇して気泡を排出する。こ
の動作を繰り返すことにより、上記フロ−ト(17)は上下
動し、シリンダ−(13)に対してピストン運動する。この
際、上記気泡がシリンダ−とフロ−ト間の潤滑油の作用
を奏してフロ−トは円滑に動作する。なお、上記細隙は
上述したように極めて狭いので、気泡と液体の混合物中
に含まれている液体は通過しにくく、気泡のみが排出口
から除去される。

【００１９】流量が多大に増大したりして内部圧力が極
めて大きくなり、液体が上記通孔(12)を通ってフロ−ト
部まで到達してくると、その圧力によって上記フロ−ト
(17)は弁室（９）の内面上部に接する位置まで上昇し、
上記排出口（８）を閉塞する（図３（Ｃ））。したがっ
て、液体が排出口（８）から流出しないようにすること
ができる。

【００２０】実験の結果によれば、１つの機種で毎分約
0.５〜5.０リットルの流量変化があるような流体の気泡
除去に使用することができ、また、連続して気泡が混入
する状況で気泡と液体の混合物が排出口より放出される
量は、流量全体の約0.０６６％以下に減少させることが
できた。なお、上記フロ−トのピストン運動や上記基板
(14)がダイヤフラムのように機能することにより内部圧
力が調整され、流出口（６）から流出する流体の脈動も
緩和されることが確かめられ、さらに上記外方リングが
上下動することにより一層脈動を除去することができ
た。

【００２１】なお、上記本体内にフィルタ−を設けた
り、気泡の排出口の先部に開閉弁を設けて制御するよう
にしたり、上記装置を複数個連続して設けて段階的に気
泡を除去するようにしたり適宜に構成することができ
る。

【００２２】

【発明の効果】本発明は上記のように構成され、本体に
円筒状の流入空間と該流入空間に続く逆円錐状の円錐空
間と該円錐空間に続く小円筒状の流出空間を形成し、上
記空間を流体が旋回して流動するよう上記流入空間に開
口する流入口と上記流出空間に開口する流出口をそれぞ
れ各空間の接線方向に設け、中央に中心軸を有し、上記
流入空間の中央上部に気泡の排出口を具備する気泡除去
装置において、上記排出口と上記流入空間の間に弁室を
形成し、該弁室に上記流入空間に開口する通孔を有する
シリンダ−を設け、該シリンダ−の外径より大きい内径
の筒状壁を有しその上部を閉塞するプレ−トを有するキ
ャップ状のフロ−トを形成し、該フロ−トを上記シリン
ダ−の上部に遊嵌すると共に細隙を存して上記弁室内に
上下動可能に嵌着したから、シリンダ−に遊嵌したフロ
−トのピストン運動により本体内の中央上部に集まった
気泡が排出口から効率よく除去され、小流量の場合にも
使用でき、気泡と液体の混合物が殆んど流出することが
なく、本体内に流入する流量が変動しても広い範囲で対
応して確実に除去作用を奏し、また上記本体内の内部圧
力がフロ−トのピストン運動により調整され、脈動も緩
和することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図。

【図２】平面図。

【図３】説明の都合上細隙を拡大して示したフロ−トの
動作説明図であって、（Ａ）はフロ−トが降下している
とき、（Ｂ）はフロ−トが上昇したとき、（Ｃ）はフロ
−トが最上部まで上昇したときの各説明図である。

【図４】他の実施例を示す一部の断面図。

【図５】さらに他の実施例を示す一部の断面図。

【図６】他の実施例を示す一部の断面図。

【符号の説明】

１ 本体 ２ 流入空間 ３ 円錐空間 ４ 流出空間 ５ 流入口 ６ 流出口 ７ 中心軸 ８ 排出口 ９ 弁室 12 通孔 13 シリンダ− 17 フロ−ト 18 筒状壁 19 プレ−ト 20，21，24 細隙 22 外方リング

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体に円筒状の流入空間と該流入空間に
   続く逆円錐状の円錐空間と該円錐空間に続く小円筒状の
   流出空間を形成し、上記空間を流体が旋回して流動する
   よう上記流入空間に開口する流入口と上記流出空間に開
   口する流出口をそれぞれ各空間の接線方向に設け、中央
   に中心軸を有し、上記流入空間の中央上部に気泡の排出
   口を具備する気泡除去装置において、上記排出口と上記
   流入空間の間に弁室を形成し、該弁室に上記流入空間に
   開口する通孔を有するシリンダ−を設け、該シリンダ−
   の外径より大きい内径の筒状壁を有しその上部を閉塞す
   るプレ−トを有するキャップ状のフロ−トを形成し、該
   フロ−トを上記シリンダ−の上部に遊嵌すると共に細隙
   を存して上記弁室内に上下動可能に嵌着したことを特徴
   とする気泡除去装置。
2. 【請求項２】 上記フロ−トの外周面と上記弁室の内周
   面間に細隙を存して外方リングを嵌着した請求項１に記
   載の気泡除去装置。
3. 【請求項３】 上記シリンダ−は、上記流入空間の上部
   に嵌着する基板に設けられている請求項１または２に記
   載の気泡除去装置。