JP3345502B2

JP3345502B2 - 流量対応型気泡分離装置

Info

Publication number: JP3345502B2
Application number: JP04660194A
Authority: JP
Inventors: 淳輔藪元; 正典廣瀬
Original assignee: Nippon Oil Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1994-02-22
Filing date: 1994-02-22
Publication date: 2002-11-18
Anticipated expiration: 2017-11-18
Also published as: JPH07232004A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、潤滑油あるいは界面
活性剤やポリマーの含有液、コーティング剤などの液体
を取り扱う系統において、液体中に含有された気泡を除
去する気泡分離装置に関する。特に、構造を複雑化する
ことなく、液体の流量が変動する場合でも気泡分離能力
が優れた、コンパクトな気泡分離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】気泡が潤滑油その他の液体中に混入する
と、液体が本来有する機能を害したり、液体の酸化劣化
を促進することがよく知られている。

【０００３】例えば、エンジン、タービン、油圧機器な
どの高回転化、高出力化に伴い、エンジン油、タービン
油、油圧作動油などには、撹拌、循環、急激な流量変
動、圧力変動などによって、多量の気泡が混入する。そ
して、混入した気泡は、供給ポンプの振動や異常音の発
生、摺動部の摩耗、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ほか、液体と気泡との接触面積
が増大するため、液体の酸化劣化が促進されてしまう。

【０００４】また、コーティング剤などに多量の気泡が
混入すると、コーティング過程において被塗装面の気泡
付着部分にコーティング剤が被覆されず、塗布むらが生
じるなどの欠陥が発生する。

【０００５】液体中の気泡を分離する方法としては、気
泡自体の浮力による方法、旋回流によって生ずる遠心力
により気泡を旋回流の中心部に集合させて分離する方法
などがある。

【０００６】液体と気泡に働く遠心力の差を利用する気
泡分離装置としては、例えば、特公昭６１−３６４４４
号がある。この装置は、円筒状または流入口付近の半径
を下流側の半径より小さくした容器内において旋回流を
発生させ、容器底部または気泡が集合、成長する位置に
空気抜き管を設け、自然排出またはポンプによって気泡
を吸い出すものである。しかし、この装置は、旋回流を
発生させる容器の形状及び空気抜き管の設置位置、構造
などに欠点があり、十分な気泡分離性能を示すものでは
ない。

【０００７】そこで、出願人は、特開平３−１２３６０
５号において、気泡分離能力が優れ、しかもコンパクト
な気泡分離装置を提案している。この装置は、旋回流に
よって液体と気泡と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によって構成さ
れている。そして、旋回流室は、中心軸に直交する断面
が円形で、断面の直径が旋回流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、旋回流室内に位置する気泡除去管の周壁面に
も、多数の小穴が設けられている。この装置において、
旋回流室に導入された液体は、旋回流となる。そして、
遠心力の差により、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含有量の少ない液体が集合
する。

【０００８】ところで、旋回流の遠心力による気泡分離
能力は、流体の速度の２乗に比例し、旋回流室の半径に
反比例する。即ち、旋回流室内の半径ｒの位置で、旋回
流の流速をｖとし、液体（密度ρｌ）と気泡（密度ρ
ｇ）が角速度（ω）で回転しているとする。液体と気泡
の分離能力（Ｓ）は、次式で表わすことができる。

【０００９】

【数１】Ｓ＝（ρｌ−ρｇ）×ω^２×ｒ

【００１０】ここで、ω＝ｖ／ｒで表わされるため、上
式は次のとおりとなる。

【００１１】

【数２】Ｓ＝（ρｌ−ρｇ）×ｖ^２／ｒ

【００１２】上記特開平３−１２３６０５号の装置は、
旋回流の流れに沿って、旋回流室の断面半径（ｒ）が減
少するように構成されている。このため、液体が上流側
から下流側に移動するにつれて、気泡分離能力Ｓが増大
する。また、気泡除去管が、旋回流室の中心軸に沿っ
て、旋回流室の上端から下端に亘って配設されている。
このため、旋回流の中心軸部に集合する気泡は、容易か
つ円滑に気泡除去管に設けられた多数の小穴から気泡除
去管内に入り、装置外部に除去される。この装置は、気
泡が大きい場合には優れた気泡分離能力を示す。しか
し、旋回流室における旋回流のみの力によって気泡を分
離する構成としているため、微細気泡の分離・除去は困
難であった。この気泡分離装置は、比較的大きな気泡の
除去を必要とする場合に使用するのが好ましい。

【００１３】そこで、出願人は、更に改良を加え、液体
中に混入した微細気泡をも分離・除去することができる
装置として、特願平５−１９０４４０号の気泡分離装置
を提案している。この気泡分離装置は、上記特開平３−
１２３６０５号の装置に環状予備旋回流路を付設し、液
体を旋回流室に導入する前に微細気泡を合体させて大き
な気泡にするとともに、液体を層流の状態で旋回流室に
導くことを特徴とする。この環状予備旋回流路は、ほぼ
円錐台状の旋回流室容器の外周を少なくとも一周近く取
り巻くように形成されている。そして、その一端部は、
旋回流室容器を内蔵するケースの液体供給口と連通し、
他端部は旋回流室容器に設けられた単一の開口を通じて
旋回流室と連通している。また、この開口部分には、
液体が環状予備旋回流路側から旋回流室内に接線方向に
流入するようにガイドが形成されている。

【００１４】この気泡分離装置において、液体供給経路
から圧送されてきた、微細気泡を含有する液体は、液体
供給口から予備旋回流路内に接線方向に流入し、その一
端部から他端部へと旋回流室容器の外周をほぼ一周す
る。そして、流入液体に含有される微細気泡は、予備旋
回流路内を流れる間に、予備旋回流路の内周部方向に集
合しながら合一・合体を繰り返して、次第に大きな気泡
になる。一方、気泡を殆ど含まない液体は、予備旋回流
路の外周部方向に集合する。これらの気泡及び気泡を殆
ど含まない液体は、層流状態を形成し、この状態を維持
したまま、ガイドと開口の形成位置から旋回流室容器内
に接線方向に流入し、旋回速度を減ずることなく、強い
旋回流を引き起こす。そして、旋回流室内で、気泡と気
泡を殆ど含まない液体とが分離される。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記の特開平３−１２
３６０５号及び特願平５−１９０４４０号の気泡分離装
置は、設置される機器に応じて、旋回流室への液体流入
口面積及び旋回流室の内容積が最適規模に設計される。
そして、旋回流室への流入液体の流量が設計流量どおり
ほぼ一定している場合には優れた気泡分離能力を示す。

【００１６】しかしながら、流量が設計流量より小さい
場合には、液体が旋回流室に流入する際の流速と角速度
が小さく、気泡を液体から分離するに十分な遠心力が得
られないため、気泡分離能力が低下する場合がある。ま
た、流量が設計流量より大きい場合には、旋回流室内に
おける気泡含有液体の滞留時間が短くなるため、気泡分
が旋回流の中心部に十分集まらないうちに液体と一緒に
なって排出されてしまい、気泡分離能力が低下する場合
がある。気泡分離能力が低下すると、発生する油圧も低
下するため、油圧作動装置の場合には作動効率が低下す
ることがある。

【００１７】液体はポンプ圧によって流送されるため、
圧力変動によって流送液体の流量は様々に変化する。流
送液体が常に設計値どおりの一定流量で気泡分離装置に
流入する保証はない。このため、流送液体の流量が変動
しても優れた気泡分離能力を示し、しかも機器の設計、
構成上、設置スペースを取らない小型の気泡分離装置の
開発が要求されている。

【００１８】本発明者らは、優れた気泡分離能力を示
し、コンパクトな構成である上記特開平３−１２３６０
５号及び特願平５−１９０４４０号の気泡分離装置にお
いて、旋回流室への液体流入口面積及び旋回流室の内容
積を流送液体の流量に対応して変化させるように改良す
れば、大きな気泡から微細気泡に至るまで、その用途に
応じて、気泡分離能力を更に向上させることができるこ
とに着目した。そして、上記特開平３−１２３６０５号
又は特願平５−１９０４４０号の気泡分離装置に液体流
入口調節機構を設置することによって、本発明を完成す
ることができた。

【００１９】この発明の目的は、特に構造を複雑化する
ことなく、コンパクトで、流送液体の流量に対応可能
な、気泡分離能力の優れた気泡分離装置を提供すること
にある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】この発明は、ケースと、
このケースに内蔵された旋回流室容器、気泡除去管及び
液体流入口調節機構を主たる構成とする。上記ケース
は、液体供給口と液体排出口を具備し、両端部が閉じら
れている。液体供給口は、流送液体が旋回流室容器内の
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。上記旋回流室容器は、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
につれて小さくなる形状であり、その一端部は閉じられ
ており、最大径部分の他の一端部は開いている。旋回流
室容器は、通常、ほぼ円錐状又はほぼ円錐台状の形状に
形成される。旋回流室は、旋回流室容器内の、ほぼ円錐
台状の空間として画成される。なお、旋回流室容器の周
壁面には、旋回流室容器内外を貫通する多数の小穴が設
けられている。上記気泡除去管は、旋回流室容器の中心
軸に沿って配設され、旋回流室容器及びケースの各一端
部を貫通している。なお、旋回流室内に位置するその周
壁面には、気泡除去管内外を貫通する多数の小穴が設け
られている。上記液体流入口調節機構は、旋回流室に連
通する液体流入口の面積及び旋回流室の内容積を調節す
るものであり、上記旋回流室容器の他の一端部に設けら
れている。その主たる構成は、プランジャーと、ピスト
ンと、プランジャーとピストンとの間に設けられた隔壁
を貫通し、プランジャーとピストンとを連結するピスト
ンロッドと、ピストンの底部とケースの底部内壁との間
に設けられた弾性体と、隔壁とケース底部内壁との間に
区画形成された供給液圧導入室及び旋回流室内圧導入室
と、液体供給口と供給液圧導入室とを連通する供給液圧
導孔と、旋回流室と旋回流室内圧導入室とを連通する旋
回流室内圧導孔である。プランジャーは、旋回流室容器
の他の一端をほぼ閉じ、弾性体の伸縮に応じて、旋回流
室に連通する液体流入口を一部閉鎖又は全開する位置に
設けられる。なお、プランジャーは、旋回流室の一端を
区画する。ピストンとケースの内部側壁との間は、パッ
キンでシールされている。また、隔壁とピストンロッド
との間も、パッキンでシールされている。弾性体の端部
は、それぞれ、ピストンの底部とケースの底部内壁に固
定されている。なお、弾性体としては、バネ、ゴム、ダ
イヤフラム、ベローズが使用できる。供給液圧導入室と
旋回流室内圧導入室とは、ピストンを境として、上下方
向に区画されており、各室は互いに隔離されている。供
給液圧導入室は、旋回流室内圧導入室の上部又は下部の
いずれに区画形成してもよい。

【００２１】この発明においては、上記の構成に、旋回
流室容器と一体となった環状予備旋回流路を設置するこ
とができる。上記環状予備旋回流路は、旋回流室の一端
側の大径部分の外周を少なくとも一周近く取り巻くよう
に環状に形成される。そして、その一端部はケースの液
体供給口と連通し、他端部は旋回流室の一端側の大径部
分に位置する部分に形成された単一の開口を通じて旋回
流室と連通している。この開口部分には、流送液体が環
状予備旋回流路側から旋回流室内に接線方向に流入する
ように、ガイドが形成されている。上記開口は、液体流
入口調節機構によって面積が調節される旋回流室への液
体流入口である。また、現状予備旋回流路を設置しない
場合は、液体供給口が液体流入口調節機構によって面積
が調節される旋回流室への液体流入口である。

【００２２】なお、この発明の装置を旋回流室容器の一
端側の大径部分で上下に２分割し、両者をボルトで締結
することもできる。このように装置を分解式に構成する
と、簡単に分解して内部を清掃することができる。

【００２３】

【作用】

（１）環状予備旋回流路を設置しない場合気泡を含有する流送液体は、液体供給口（液体流入口）
から接線方向に旋回流室容器内の旋回流室に流入する。
この際、装置の作動当初、流入液体の一部は、液体供給
口に設けられた供給液圧導孔から供給液圧導入室に導入
され、また、一部は、旋回流室内圧導孔から旋回流室内
圧導入室に導入されて、各室は液体で満たされる。そし
て、流送液体の流量が変動すると、これに応じて、供給
液圧導入室内の液体に加わる圧力と、旋回流室内圧導入
室内の液体に加わる圧力との間に、圧力差が生じる。流
送液体の流量が装置の設計流量より小となると、供給液
圧導入室内の圧力と旋回流室内圧導入室内の圧力との圧
力差が小さくなる。すると、供給液圧導入室が旋回流室
内圧導入室の上部に形成されている場合には、上記圧力
差によって発生し、ピストンに加わる力によって、弾性
体が弾性定数に応じて伸び、ピストンが押し上げられる
につれて旋回流室の下端底部となるプランジャーが旋回
流室内に押し上げられ、プランジャーによって液体供給
口の一部が閉鎖状態になるとともに、旋回流室内の容積
が小となる。また、流送液体の流量が装置の設計流量よ
り大となると、供給液圧導入室内の圧力と旋回流室内圧
導入室内の圧力との圧力差が大きくなる。すると、ピス
トンが押し下げられるにつれてプランジャーが押し下げ
られ、プランジャーによって液体供給口面積が拡大され
る。なお、供給液圧導入室が旋回流室内圧導入室の下部
に形成されている場合には、上述と反対の作用となる。

【００２４】そして、ほぼ円錐台状の旋回流室内に流入
した、気泡を含有する液体は、激しい旋回流となり、液
体と気泡とに働く遠心力の差によって、旋回する過程
で、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。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穴か
ら気泡除去管の内部に入り、装置外部に除去される。な
お、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
ら下端部に亘って多数の小穴が開口形成されているた
め、旋回流の中心部に分離、集合する気泡は、容易に、
かつ、スムーズに気泡除去管内に入る。また、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、必要各部に供給される。

【００２５】（２）環状予備旋回流路を設置する場合微細気泡を含有する流送液体は、液体供給口から接線方
向に環状予備旋回流路内に流入し、旋回流となって、そ
の一端部から他端部へと旋回流室の外周をほぼ一周す
る。この旋回運動によって生ずる遠心力により、液体中
の微細気泡は、環状予備旋回流路内を流れる間に、環状
予備旋回流路の内周部方向に集合しながら合一・合体を
繰り返して、次第に大きな気泡に成長する。一方、気泡
を殆ど含まない液体は、環状予備旋回流路の外周部方向
に集合する。これらの気泡及び気泡を殆ど含まない液体
は、層流状態を形成し、この状態を維持したまま、ガイ
ドと開口（液体流入口）の形成位置から旋回流室内に接
線方向に流入する。流れが層流状態になると、旋回流の
形成が促進され、更に遠心力の強さが増加する。

【００２６】ところで、流送液体の流量変動に応じて、
供給液圧導入室内の圧力と旋回流室内圧導入室内の圧力
との間に圧力差が生じる。この変化に対応してピストン
に力が加わり、弾性体の弾性定数に応じて、ピストン及
びこれと連結するプランジャーが上下に作動し、旋回流
室への液体流入口面積及び旋回流室内の容積が変化す
る。

【００２７】そして、ほぼ円錐台状の旋回流室内に流入
した、層流状態の気泡及び気泡を殆ど含まない液体は、
激しい旋回流となる。環状予備旋回流路内で合体・合一
を繰り返して大きくなった気泡は、旋回流室内における
旋回の過程で、旋回流の中心軸部に集合し、更に合体し
てより大きな気泡に成長する。また、旋回流の外縁部
は、気泡を殆ど含まない液体の流れとなる。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穴か
ら気泡除去管の内部に入り、装置外部に除去される。な
お、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
ら下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、旋回流の中心部に分離、集合する気泡は、容易
に、かつ、スムーズに気泡除去管内に入る。また、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、必要各部に供給される。

【００２８】（３）液体流入口調節機構設置による気泡
分離能力の向上上記のように液体流入口調節機構を設置すると、旋回流
室への液体流入口面積及び旋回流室内の容積を、流送液
体の流量に対応して簡単に変化させることができる。旋
回流室への液体流入口面積及び旋回流室内の容積が流送
液体の流量に対応して変化すると、気泡分離能力が向上
する。このメカニズムは次のとおりである。

【００２９】ａ．流送液体の流量が設計流量より小さい
場合この場合には、液体流入口調節機構によって、旋回流室
への液体流入口が狭められ、液体流入口面積が小さくな
る。すると、液体流入口によって生ずる旋回流の流速及
び角速度が大きくなり、気泡分を分離するに十分な遠心
力を得ることができる。前記の数１及び数２の各式から
明らかなとおり、旋回流の流速（ｖ）、角速度（ω）が
大きくなればなるほど気泡分離能力が高まる。また、液
体流入口調節機構によって旋回流室内の容積が小さくな
る。このため、旋回流の旋回流室内での滞留時間が適度
になり、旋回流の中心軸部に集合した気泡分は、再び液
体に巻き込まれることなく、旋回流の中心軸部に集合
し、気泡除去管内に入る。

【００３０】ｂ．流送液体の流量が設計流量より大きい
場合この場合には、液体流入口調節機構によって、旋回流室
への液体流入口面積が拡大され、旋回流室内の容積が設
計容積より大きくなる。この結果、旋回流の滞留時間
は、気泡分が気泡除去管付近に移動するのに要する時間
より長くなり、気泡分は短時間の内に気泡除去管内に入
る。また、液体流入口によって生ずる旋回流の角速度は
適度に保たれ、かつ、液体流入口部分で発生する圧力損
失が小さくなるため、気泡分を分離するに十分な遠心力
を得ることができる。

【００３１】

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

【００３２】実施例１この実施例は、出願人の提案する前記特開平３−１２３
６０５号の気泡分離装置に液体流入口調節機構を設置し
たものである。

【００３３】図１に基づき説明する。一端が閉じた旋回
流室容器１と、ケース６の内部側壁と、液体流入口調節
機構の一部を構成するプランジャー１０とによって、旋
回流室２がほぼ円錐台状に区画形成されている。

【００３４】旋回流室容器１は、ほぼ円錐状であり、こ
の実施例では、その最大径部分を下にして、円筒形のケ
ース６の内部に垂直に形成されている。なお、旋回流室
容器１の上端部は閉じられており、下端部は開いてい
る。旋回流室容器１の最大径部分は、ケース６の内部側
壁に固着されている。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、旋回流室容器１内外を貫通する
小穴３が多数設けられている。

【００３５】また、旋回流室容器１の最大径部分に位置
するケース６の側壁を貫通して、液体供給口７が旋回流
室２内に対して接線方向に設けられている。この実施例
では、液体供給口は１個設けられている。また、ケース
６の上部には、ケース６の側壁を貫通して、液体排出口
８が設けられている。

【００３６】旋回流室２には、その中心軸に沿って、気
泡除去管４が配設されている。気泡除去管４の一端は、
旋回流室２の上端部及びケース６の頂部中心を貫通して
おり、その先端は、気泡排出口９となっている。気泡除
去管４の旋回流室２内に位置する部分の周壁面には、気
泡除去管４内外を貫通する小穴５が多数設けられてい
る。

【００３７】旋回流室容器１の下端部には、プランジャ
ー１０と、ピストン１１と、プランジャー１０とピスト
ン１１とを連結するピストンロッド１２と、ピストン１
１の底部とケース６の底部内壁との間に設けられたバネ
１３と、供給液圧導入室１４と、旋回流室内圧導入室１
５と、液体供給口７と供給液圧導入室１４とを連通する
供給液圧導孔１６と、旋回流室２と旋回流室内圧導入室
１５とを連通する旋回流室内圧導孔１７とによって構成
される、液体流入口調節機構が設置されている。上記
液体流入口調節機構は、ケース６に内蔵されている。

【００３８】以下、液体流入口調節機構の構成要素につ
いて更に説明する。

【００３９】プランジャー１０は、一定の厚さを持って
いる。そして、旋回流室容器１の下端をほぼ閉じ、バネ
１３の伸縮に応じて、液体供給口７を一部閉鎖又は全開
する位置に設けられる。なお、プランジャー１０の上端
面は、旋回流室２の下端を区画する。また、プランジャ
ー１０の中央部で、気泡除去管４の下方に位置する部分
には、プランジャー１０が上下に作動する際に気泡除去
管４が当たらないように、凹部が形成されている。プラ
ンジャー１０の周辺部には、旋回流室内圧導孔１７がプ
ランジャー１０を貫通して設けられている。バネ１３の
両端部は、それぞれ、ピストン１１の底部とケース６の
底部内壁に固定されている。

【００４０】プランジャー１０の下方には、円筒状Ｌ字
型の隔壁１８とケース６の内部側壁及び底部によって区
画形成された空間が設けられている。この空間は、ピス
トン１１を境として、上方の供給液圧導入室１４と下方
の旋回流室内圧導入室１５とに区画されている。なお、
供給液圧導入室１４と旋回流室内圧導入室１５は、ピス
トン１１によって互いに隔離されている。

【００４１】プランジャー１０とピストン１１との間の
隔壁１８部分は、ピストンロッド１２によって貫通され
ている。この隔壁１８部分とピストンロッド１２との間
隙部分はパッキン１９でシールされている。また、ケー
ス６の内部側壁に沿って設けられた隔壁１８部分とピス
トン１１との間隙部分、及びケース６の内部側壁とピス
トン１１との間隙部分は、いずれもパッキン２０でシー
ルされている。

【００４２】供給液圧導孔１６は、ケース６の側壁内部
を貫通して、液体供給口７の底部及び供給液圧導入室１
４の側部に開口部を有している。

【００４３】旋回流室内圧導孔１７は、プランジャー１
０を貫通し、更に、ケース６の内部側壁とこの内部側壁
に沿って設けられた隔壁１８部分との間に形成されてい
る。なお、旋回流室内圧導孔１７は、この隔壁１８部分
に設けられた開口部２１を通じて、旋回流室２と旋回流
室内圧導入室１５とに連通している。

【００４４】以上の構成において、気泡を含有する流送
液体は、液体供給口７から接線方向に旋回流室２に流入
する。この際、流入液体の一部は、液体供給口７の底部
に設けられた開口部を経由して、供給液圧導孔１６から
供給液圧導入室１４に導入され、また、一部は、旋回流
室内圧導孔１７から旋回流室内圧導入室１５に導入され
て、各室は液体で満たされる。そして、流送液体の流量
が変動すると、これに応じて、供給液圧導入室１４内の
圧力と旋回流室内圧導入室１５内の圧力との間に圧力差
が生じる。この結果、ピストン１１にはこの圧力差に応
じた力が加わり、ピストン１１の下部のバネ１３のバネ
定数に応じて、ピストン１１及びこれと連結しているプ
ランジャー１０が上下する。これにより、液体供給口７
の面積及び旋回流室２の内容積が変化する。

【００４５】そして、ほぼ円錐台状の旋回流室２内に流
入した、気泡を含有する液体は、激しい旋回流となり、
液体と気泡とに働く遠心力の差によって、旋回する過程
で、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。気泡は、旋
回流室２の中心軸に沿って配設された気泡除去管４の多
数の小穴５から気泡除去管４の内部に入り、装置外部に
除去される。また、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３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８を経由して装置外部に排出され、必要各部に
供給される。

【００４６】実施例２この実施例は、出願人の提案する前記特願平５−１９０
４４０号の気泡分離装置に液体流入口調節機構を設置し
たものである。図２は、正断面図である。図３は、図２
のＸーＸ線における平断面図である。図２及び図３に基
づき説明する。なお、図１の実施例１と同一又は対応す
る構成要素には、図１と同一の符号を付している。

【００４７】旋回流室２は、一端が閉じた旋回流室容器
１と、ケース６の内部側壁と、液体流入口調節機構の一
部を構成するプランジャー１０とによって、ほぼ円錐台
状に区画形成されている。

【００４８】旋回流室容器１は、ほぼ円錐状であり、こ
の実施例では、その最大径部分を下にして、円筒形のケ
ース６の内部に垂直に形成されている。旋回流室容器１
の上端部は閉じられており、下端部は開いている。旋回
流室容器１の最大径部分は、ケース６の内部側壁に固着
されている。

【００４９】旋回流室２の最大径部分の外周には、環状
予備旋回流路２２が旋回流室２と一体的に形成されてい
る。図３に示すように、環状予備旋回流路２２は、旋回
流室容器１の外周をほぼ一周するように形成されてい
る。

【００５０】そして、環状予備旋回流路２２の一端部に
は、液体供給口７が環状予備旋回流路２２の内周面の接
線方向に連結されている。

【００５１】この連結点に近接する、環状予備旋回流路
２２の他端部には、ガイド２３が配設されている。ガイ
ド２３の至近位置には、単一の開口２４が、環状予備旋
回流路２２の他端部と旋回流室２とを連通するように形
成されている。なお、ガイド２３の端面は、開口２４を
介して、旋回流室２の内周面のほぼ接線方向の面となっ
ている。

【００５２】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、旋回流室容器１内外を貫通する多数の小
穴３が設けられている。

【００５３】旋回流室２には、その中心軸に沿って、気
泡除去管４が配設されている。気泡除去管４の一端は、
旋回流室２の上端部及びケース６の頂部中心を貫通して
おり、その先端は、気泡排出口９となっている。気泡除
去管４の旋回流室２内に位置する部分の周壁面には、気
泡除去管４内外を貫通する小穴５が多数設けられてい
る。

【００５４】旋回流室容器１の下端部には、ケース６に
内蔵された液体流入口調節機構が設置されている。液体
流入口調節機構は、プランジャー１０と、ピストン１１
と、プランジャー１０とピストン１１とを連結するピス
トンロッド１２と、ピストン１１の底部とケース６の底
部内壁との間に設けられたバネ１３と、供給液圧導入室
１４と、旋回流室内圧導入室１５と、液体供給口７と供
給液圧導入室１４とを連通する供給液圧導孔１６と、旋
回流室２と旋回流室内圧導入室１５とを連通する旋回流
室内圧導孔１７とによって構成されている。

【００５５】プランジャー１０は、一定の厚さを持って
いる。そして、旋回流室容器１の下端部をほぼ閉じ、バ
ネ１３の伸縮に応じて、開口２４を一部閉鎖又は全開す
る位置に設けられる。なお、プランジャー１０の上端面
は、旋回流室２の下端を区画する。また、プランジャー
１０の中央部で、気泡除去管４の下方に位置する部分に
は、プランジャー１０が上下に移動する際に気泡除去管
４が当たらないように、凹部が形成されている。プラン
ジャー１０の周辺部には、旋回流室内圧導孔１７がプラ
ンジャー１０を貫通して設けられている。バネ１３の両
端部は、それぞれ、ピストン１１の底部とケース６の底
部内壁に固定されている。

【００５６】プランジャー１０の下方には、円筒状Ｌ字
型の隔壁１８とケース６の内部側壁及び底部によって区
画形成された空間があり、この空間は、ピストン１１を
境として、上方の供給液圧導入室１４と下方の旋回流室
内圧導入室１５とに区画されている。なお、供給液圧導
入室１４と旋回流室内圧導入室１５とは、ピストン１１
によって互いに隔離されている。

【００５７】プランジャー１０とピストン１１との間の
隔壁１８部分は、ピストンロッド１２によって貫通され
ている。この隔壁１８部分とピストンロッド１２との間
隙部分はパッキン１９でシールされている。また、ケー
ス６の内部側壁に沿って設けられた隔壁１８部分とピス
トン１１との間隙部分、及びケース６の内部側壁とピス
トン１１との間隙部分は、いずれもパッキン２０でシー
ルされている。

【００５８】供給液圧導孔１６は、ケース６の側壁内部
を貫通して、液体供給口７の底部及び供給液圧導入室１
４の側部に開口部を有している。

【００５９】旋回流室内圧導孔１７は、プランジャー１
０を貫通し、更に、ケース６の内部側壁とこの内部側壁
に沿って設けられた隔壁１８部分との間に形成されてい
る。なお、旋回流室内圧導孔１７は、この隔壁１８部分
に設けられた開口部２１を通じて、旋回流室２と旋回流
室内圧導入室１５とに連通している。

【００６０】以上の構成において、ポンプなどによって
液体供給口７に微細気泡を含有する液体が圧送されてく
ると、その液体は、液体供給口７から環状予備旋回流路
２２内に接線方向に流入し、旋回流となって、環状予備
旋回流路２２の一端部から他端部へと流れ、旋回流室２
の外周をほぼ一周する。この旋回運動によって生じる遠
心力により、液体中の微細気泡は、環状予備旋回流路２
２の内周部方向に集合しながら合一・合体を繰り返し
て、次第に大きな気泡になる。また、気泡を殆ど含まな
い液体は、環状予備旋回流路２２の外周部方向に集合す
る。そして、気泡及び液体は、環状予備旋回流路２２の
他端部まで流れる間に、それぞれ層流状態となり、この
層流状態を維持したまま、開口２４から旋回流室２内に
接線方向に流入する。この際、流入液体の一部は、液体
供給口７の底部に設けられた開口部を経由して、供給液
圧導孔１６から供給液圧導入室１４に導入され、また、
一部は、旋回流室内圧導孔１７から旋回流室内圧導入室
１５に導入されて、各室は液体で満たされる。

【００６１】そして、流送液体の流量が変動すると、こ
れに応じて、供給液圧導入室１４内の圧力と旋回流室内
圧導入室１５内の圧力との間に圧力差が生じる。この結
果、ピストン１１にはこの圧力差に応じた力が加わり、
ピストン１１の下部のバネ１３のバネ定数に応じて、ピ
ストン１１及びこれと連結しているプランジャー１０が
上下する。これにより、開口２４の面積及び旋回流室２
の内容積が変化する。

【００６２】そして、ほぼ円錐台状の旋回流室２内に流
入した、気泡を含有する液体は、激しい旋回流となり、
液体と気泡とに働く遠心力の差によって、旋回する過程
で、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。気泡は、旋
回流室２の中心軸に沿って配設された気泡除去管４の多
数の小穴５から気泡除去管４の内部に入り、装置外部に
除去される。また、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３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８を経由して装置外部に排出され、必要各部に
供給される。

【００６３】

【発明の効果】この発明は、出願人の提案する、コンパ
クトで気泡分離能力が優れた特開平３−１２３６０５号
及び特願平５−１９０４４０号の改良発明である。この
発明の気泡分離装置は、旋回流によって液体中の気泡を
分離する旋回流室への液体流入口面積を、流入液体の流
量に対応して適正に調節できる、液体流入口調節機構を
備えている。この液体流入口調節機構によって、流送液
体の流量に対応して、旋回流室への液体流入口面積と旋
回流室の内容積を調節することができるため、気泡を分
離するのに十分な遠心力が得られ、また、旋回流室内に
おける液体の滞留時間を適正にすることができる。この
ため、この発明の気泡分離装置によれば、上記の特開平
３−１２３６０５号及び特願平５−１９０４４０号より
も更に気泡分離能力を高めることができる。気泡分離能
力が高いため、発生油圧も高まり、油圧作動装置に設置
した場合には機器の作動効率も向上する。そして、比較
的大きな気泡の除去が要求される場合や、微細気泡の除
去も要求される場合など、その用途に応じて使用するこ
とができる。しかも、上記の各提案の構成を特に複雑化
していないため、コンパクトであり、機器の設計、構成
上、設置スペースを取らない。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の気泡分離装置の正断面図である。こ
れは、出願人の提案する前記特開平３−１２３６０５号
の気泡分離装置に液体流入口調節機構を設置したもので
ある。

【図２】実施例２の気泡分離装置の正断面図である。こ
れは、出願人の提案する前記特願平５−１９０４４０号
の気泡分離装置に液体流入口調節機構を設置したもので
ある。

【図３】図２のＸー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小穴（旋回流室容器側壁）４気泡除去管５小穴（気泡除去管側壁）６ケース７液体供給口８液体排出口９気泡排出口１０プランジャー１１ピストン１２ピストンロッド１３バネ１４供給液圧導入室１５旋回流室内圧導入室１６供給液圧導孔１７旋回流室内圧導孔１８隔壁１９、２０パッキン２１開口部（隔壁）２２環状予備旋回流路２３ガイド２４開口

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 19/00 - 19/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】液体供給口と液体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、気泡除去管
及び液体流入口調節機構とから成る気泡分離装置であっ
て、上記液体供給口は、液体が旋回流室容器内のほぼ円錐台
状の旋回流室内に接線方向に流入するように設けられて
おり、上記旋回流室容器は、中心軸に直交する断面が円形で、
該断面の直径が流入液体の上流側から下流側に向かうに
つれて小さくなり、一端部が閉じた形状であり、その周
壁面には旋回流室容器内外を貫通する多数の小穴が設け
られており、上記気泡除去管は、旋回流室容器の中心軸に沿って配設
され、旋回流室容器及びケースの各一端部を貫通し、旋
回流室内に位置するその周壁面には気泡除去管内外を貫
通する多数の小穴が設けられており、旋回流室に連通する液体流入口の面積及び旋回流室の内
容積を調節する上記液体流入口調節機構は、旋回流室容
器の他の一端部に設けられ、その主たる構成が、ａ．旋回流室容器の他の一端をほぼ閉じるプランジャー
と、ピストンと、プランジャーとピストンとの間に設け
られた隔壁を貫通し、プランジャーとピストンとを連結
するピストンロッドと、ピストンの底部とケースの底部
内壁との間に設けられた弾性体と、ｂ．隔壁とケース底部内壁との間に区画形成され、互い
に隔離された供給液圧導入室及び旋回流室内圧導入室
と、ｃ．液体供給口と供給液圧導入室とを連通する供給液圧
導孔と、旋回流室と旋回流室内圧導入室とを連通する旋
回流室内圧導孔、であることを特徴とする、流量対応型
気泡分離装置。
【請求項２】旋回流室の一端側の大径部分の外周を少な
くとも一周近く取り巻くように環状予備旋回流路が形成
されており、その一端部はケースの液体供給口と連通
し、他端部は旋回流室の一端側の大径部分に位置する部
分に形成された単一の開口を通じて旋回流室と連通し、
この開口部分には液体が環状予備旋回流路側から旋回流
室内に接線方向に流入するようにガイドが形成されてい
ることを特徴とする、請求項１記載の流量対応型気泡分
離装置。