(57)【要約】【課題】流体中に含まれる気泡を有効かつ効率よく分離除去することができる小型化可能な使い勝手の良い気泡分離除去装置を提供する。【解決手段】気泡除去対象液体Ｐ０を流入する流入口１１と、流入口１１から流入された気泡除去対象液体Ｐ０の旋回流を形成する旋回流形成部１２２と、旋回流形成部１２２で形成された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１２３と、第１の流体室１２３の中心軸上に設けられ、一端が該第１の流体室内に開口する放気管１２５と、第１の流体室１２３の下流側に設けられた第２の流体室１２４と、第２の流体室１２４の下流側に設けられ、第２の流体室１２４に対する背圧を発生する背圧発生部２０と、を具備し、背圧発生部２０は、第２の流体室１２４に接続された配管２５０と、配管内２５０に設置された２枚の流量制御板２４１及び２４２と、を具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気泡除去対象液体を流入する流入口と、前記流入口から流入された前記気泡除去対象液体の旋回流を形成する旋回流形成部と、前記旋回流形成部で形成された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の流体室の中心軸上に設けられ、一端が該第１の流体室内に開口する放気管と、前記第１の流体室の下流側に設けられた第２の流体室と、前記第２の流体室の下流側に設けられ、前記第２の流体室に対する背圧を発生する背圧発生部と、を具備し、前記第２の流体室から気泡が除去された第１の液体を流出し、前記放気管から気泡を含む第２の液体を排出する気泡分離除去装置であって、
前記背圧発生部は、
前記第２の流体室に接続された配管と、
前記配管内に設置された少なくとも１枚の流量制御板と、
を具備することを特徴とする気泡分離除去装置。
【請求項２】
気泡除去対象液体を流入する流入口と、前記流入口から流入された前記気泡除去対象液体の旋回流を形成する旋回流形成部と、前記旋回流形成部で形成された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の流体室の中心軸上に設けられ、一端が該第１の流体室内に突出する放気管と、前記放気管の突出部周縁に形成され、前記旋回流の下流側に向かって漸次径が小さくなるテーパー壁と、前記第１の流体室の下流側に設けられた第２の流体室と、前記第２の流体室の下流側に設けられ、前記第２の流体室に対する背圧を発生する背圧発生部と、を具備し、前記第２の流体室から気泡が除去された第１の液体を流出し、前記放気管から気泡を含む第２の液体を排出する気泡分離除去装置であって、
前記背圧発生部は、
前記第２の流体室に接続された配管と、
前記配管内に設置された少なくとも１枚の流量制御板と、
を具備することを特徴とする気泡分離除去装置。
【請求項３】
前記流量制御板は、
前記配管内に所定の距離離間して配置された第１の流量制御板及び第２の流量制御板からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の気泡分離除去装置。
【請求項４】
前記第１の流量制御板及び前記第２の流量制御板は、
その厚さ及び形状の少なくとも１つが異なることを特徴とする請求項３に記載の気泡分離除去装置。
【請求項５】
前記流量制御板は、
その中心から半径方向に延びる複数の切込み部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の気泡分離除去装置。
【請求項６】
前記流量制御板は、
前記旋回流の旋回方向に四葉カットされた切込み部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の気泡分離除去装置。
【請求項７】
前記流量制御板は、
前記旋回流の旋回逆方向に四葉カットされた切込み部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の気泡分離除去装置。
【請求項８】
前記流量制御板は、
二葉カットされた切込み部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の気泡分離除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液体中に含まれる気泡を旋廻流を利用して分離除去する気泡分離除去装置に関し、詳しくは気泡分離除去装置の気泡分離除去部に背圧発生部を一体化させた気泡分離除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体中から気泡を除去する要求は各種分野において存在する。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は、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、更には、作動油の潤滑特性を低下させ、機器の動力伝達特性や動作寿命を低下させるので、この作動油中に含まれる気泡を効率よく除去する必要がある。
【０００３】
また、食品、薬品の製造過程においても、原料となる粘性流体に気泡が混入してしまうと好ましくない場合があり、この場合も原料となる流体から効率よく気泡を分離除去する必要がある。
【０００４】
従来、この種の気泡分離除去装置としては、特許文献１に開示されたものが知られている。
【０００５】
この特許文献１に開示された「液体中の気泡除去装置」においては、１端に少なくとも１個の流入口と他端に流出口とを有する流体室から構成され、前記流入口が液体に流体室の内壁に対して接線流れを生ぜしめる気泡除去装置において、前記流体室は前記流入口から流出口方向へ直径が漸次連続して減少する第１流体室と、該第１流体室に接続し、直径が他端方向へ漸次連続して増大する第２流体室とから形成されていることと、前記第１流体室の前記流入口側の端面から、前記第１流体室と前記第２流体室との接合位置付近までの間に開口する放気口、または前記位置までの間に開口する気体放気細管が、前記流体室の軸心に対して共軸に設けられて構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−８４４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記特許文献１に記載された「液体中の気泡除去装置」においては、気体放気細管から効率よく気泡を分離除去するために、この気泡除去装置の後段に背圧発生部を設ける必要があるが、この種の気泡除去装置の設置場所によっては、この背圧発生部を設置するためのスペースがなかったり、また、あったとしても十分ではないことがあり、この場合は効率の良い気泡分離除去はできないという問題があった。
【０００８】
そこで、この発明は、流体中に含まれる気泡を有効かつ効率よく分離除去することができ、かつ小型化可能な使い勝手の良い気泡分離除去装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、気泡除去対象液体を流入する流入口と、前記流入口から流入された前記気泡除去対象液体の旋回流を形成する旋回流形成部と、前記旋回流形成部で形成された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の流体室の中心軸上に設けられ、一端が該第１の流体室内に開口する放気管と、前記第１の流体室の下流側に設けられた第２の流体室と、前記第２の流体室の下流側に設けられ、前記第２の流体室に対する背圧を発生する背圧発生部と、を具備し、前記第２の流体室から気泡が除去された第１の液体を流出し、前記放気管から気泡を含む第２の液体を排出する気泡分離除去装置であって、前記背圧発生部は、前記第２の流体室に接続された配管と、前記配管内に設置された少なくとも１枚の流量制御板と、を具備することを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、気泡除去対象液体を流入する流入口と、前記流入口から流入された前記気泡除去対象液体の旋回流を形成する旋回流形成部と、前記旋回流形成部で形成された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の流体室の中心軸上に設けられ、一端が該第１の流体室内に突出する放気管と、前記放気管の突出部周縁に形成され、前記旋回流の下流側に向かって漸次径が小さくなるテーパー壁と、前記第１の流体室の下流側に設けられた第２の流体室と、前記第２の流体室の下流側に設けられ、前記第２の流体室に対する背圧を発生する背圧発生部と、を具備し、前記第２の流体室から気泡が除去された第１の液体を流出し、前記放気管から気泡を含む第２の液体を排出する気泡分離除去装置であって、前記背圧発生部は、前記第２の流体室に接続された配管と、前記配管内に設置された少なくとも１枚の流量制御板と、を具備することを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記流量制御板は、前記配管内に所定の距離離間して配置された第１の流量制御板及び第２の流量制御板からなることを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記第１の流量制御板及び前記第２の流量制御板は、その厚さ及び形状の少なくとも１つが異なることを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項の発明において、前記流量制御板は、その中心から半径方向に延びる複数の切込み部を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項の発明において、前記流量制御板は、前記旋回流の旋回方向に四葉カットされた切込み部を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項の発明において、前記流量制御板は、前記旋回流の旋回逆方向に四葉カットされた切込み部を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項８の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項の発明において、前記流量制御板は、二葉カットされた切込み部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、気泡除去対象液体を流入する流入口と、前記流入口から流入された前記気泡除去対象液体の旋回流を形成する旋回流形成部と、前記旋回流形成部で形成された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の流体室の中心軸上に設けられ、一端が該第１の流体室内に開口する放気管と、前記第１の流体室の下流側に設けられた第２の流体室と、前記第２の流体室の下流側に設けられ、前記第２の流体室に対する背圧を発生する背圧発生部と、を具備し、前記第２の流体室から気泡が除去された第１の液体を流出し、前記放気管から気泡を含む第２の液体を排出する気泡分離除去装置であって、前記背圧発生部は、前記第２の流体室に接続された配管と、前記配管内に設置された少なくとも１枚の流量制御板と、を具備して構成したので、流体中に含まれる気泡を有効かつ効率よく分離除去することができる小型化可能な使い勝手の良い気泡離除去装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、この発明に係わる気泡分離除去装置の斜視図及び側面図である。
【図２】図２は、図１に示した気泡分離除去装置のＡ−Ａ断面図及びそのＢ−Ｂ断面図、背圧発生部の拡大Ｃ-Ｃ断面図、流量制御板の一例を示す略図である。
【図３】図３は、図２に示した気泡分離部の一例及び他の例を示す略図である。
【図４】図４は、この発明に係わる気泡分離除去装置の流量制御板の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明に係わる気泡分離除去装置の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１は、この発明に係わる気泡分離除去装置の斜視図（図１（Ａ））及び側面図（図１（Ｂ））であり、図２は、図１（Ｂ）に示した気泡分離除去装置の側面図のＡ−Ａ断面図（図２（Ａ））及び図２（Ａ）のＢ−Ｂ断面図（図２（Ｂ））、背圧発生部の拡大Ｃ-Ｃ断面図（図２（Ｃ））、流量制御板の一例を示す略図（図２（Ｄ））である。また、図３は、図２に示した気泡分離部の一例（図３（Ａ））及び他の例（図３（Ｂ））を示す略図である。
【００２１】
図１乃至図３において、この発明に係わる気泡分離除去装置１００は、図１及び図２に示すように、気泡分離除去ユニット（気泡分離除去部）１０と背圧発生ユニット（背圧発生部）２０とを一体化して構成される。
【００２２】
ここで、気泡分離除去ユニット１０は、図２（Ａ）に詳細を示すように、円筒筐体１１０に設けられた流入口１１から流入された気泡除去対象液体Ｐ０を気泡除去対象液体Ｐ０の旋回流を利用して、気泡が除去された第１の液体Ｐ１と、気泡を含む第２の液体Ｐ２とに分離するものであり、上記気泡が除去された第１の液体Ｐ１と気泡を含む第２の液体Ｐ２との分離は円筒筐体１１０内に設けられた気泡分離部１２で行われる。
【００２３】
図３（Ａ）は、上記気泡分離部１２の詳細の一例を示すものである。図３（Ａ）において、この気泡分離部１２は、流入口１１から流入された気泡除去対象液体Ｐ０から気泡除去対象液体Ｐ０の旋回流を形成する旋回流形成部１２２と、第１の流体室１２３と、第１の流体室１２３の下流側に設けられた第２の流体室１２４と、第１の流体室１２３内に一端が開口している放気管１２５と、とを具備している。
【００２４】
旋回流形成部１２２は、図２（Ａ）に示されるように、環流路１２１と、この環流路１２１に接続される２か所に設けた流路１２１ａ及び１２１ｂを具備して構成され、流路１２１ａ及び１２１ｂから環流路１２１内に気泡除去対象液体Ｐ０を流入させることにより第１の流体室１２３内に気泡除去対象液体Ｐ０の旋回流を形成する。
【００２５】
第１の流体室１２３は、下流側に向かって漸次径が小となる円錐台形状の内周壁１２３ａに囲まれた空間からなり、旋回流形成部１２２で形成された気泡除去対象液体Ｐ０は、この内周壁１２３ａに囲まれた空間内に流される。
【００２６】
第２の流体室１２４は、円筒形状からなり、一端は、第１の流体室１２３の下流側に接続され、他端は、この気泡分離除部１０で気泡が除去された第１の液体Ｐ１を流出する流出口を形成している。
【００２７】
放気管１２５は、第１の流体室１２３の中心軸上に設けられ、一端に、第１の流体室１２３内に開口する開口部が設けられ、他端は、この気泡分離部１０で分離した気泡を含む第２の液体Ｐ２を排出する排出口を形成している。
【００２８】
すなわち、流入口１１から流入された気泡除去対象液体Ｐ０は、旋回流形成部１２２の環流路１２１内を流れ、第１の流体室１２３の周壁の接線方向に沿って気泡除去対象液体Ｐ０を第１の流体室１２３内に吐出することにより、第１の流体室１２３内に気泡除去対象液体Ｐ０の旋回流を形成し、第１の流体室１２３内に形成された気泡除去対象液体Ｐ０の旋回流は、第１の流体室１２３の下流側に向かって漸次径が小となる円錐台形状の内周壁１２３ａに囲まれた空間内を流れる。
【００２９】
ここで、気泡除去対象液体Ｐ０の旋廻流の遠心力により、気泡を含まない油は第１の流体室１２３の周壁１２３ａ側へ、気泡は、図３（Ａ）に気泡Ｂで示すように、第１の流体室１２３内の放気管１２５の開口部周辺に集められる。
【００３０】
そして、第１の流体室１２３内の放気管１２５の開口部周辺に集められた気泡Ｂは、第２の流体室１２４側から加わる背圧により放気管１２５内に引き込まれ、この気泡Ｂを含む第２の液体Ｐ２として放気管１２５の他端の排出口から排出される。
【００３１】
一方、放気管１２５により気泡が除去された第１の流体室１２３内の第２の液体Ｐ１は、第２の流体室１２４を通って、流出口から流出される。
【００３２】
図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示した気泡分離部１２の他の例を示す略図である。図３（Ｂ）に示す気泡分離部１２は、図３（Ａ）の気泡分離部１２の放気管１２５の突出部周縁にテーパー壁１２６が形成されており、第１の流体室１２３内に形成された気泡除去対象液体Ｐ０の旋回流は、第１の流体室１２３の下流側に向かって漸次径が小となる円錐台形状の内周壁１２３ａと放気管１２５の突出部周縁に形成された下流側に向かって漸次径が小さくなるテーパー壁１２６とにより囲まれた空間内を流されるが、その他の構成は、図３（Ａ）に示した気泡分離部１２と同様である。
【００３３】
図３（Ｂ）に示すテーパー壁１２６を有する構成は、このテーパー壁１２６の存在により、テーパー壁１２６がない図３（Ａ）場合に比較して、気泡Ｂを更に効率よく放気管１２５の開口部周辺に集めることが可能になるので、気泡除去率を高くすることができり、かつ圧力損失を小さくすることができる。
【００３４】
これは、テーパー壁１２６により、旋回流形成部１２２により形成された気泡除去対象液体Ｐ０の旋廻流が流れる無駄な空間がなくなり、第１の流体室１２３における気泡除去対象液体Ｐ０の乱流が大幅に減少し、また、気泡除去対象液体Ｐ０の流速の減衰量の小さくなるためと考えられる。
【００３５】
さて、この発明で採用される背圧発生部２０は、図１及び図２に示されるように、円筒形の第１の筐体２１０と、円筒形の第２の筐体２２０と、第１の筐体２１０と第２の筐体２２０との間を接続する接続管２３０とから形成される。
【００３６】
そして、接続管２３０はその一端２３１が第１の流量制御板２４１を介して第１の筐体２１０の一端の穴部２１２にねじ込まれ、接続管２３０の他端２３２は、第２の流量制御板２４２を介して第２の筐体２２０の一端の穴部２２２にねじ込まれ、更に、第１の筐体２１０の他端２１１は、気泡分離除去ユニット１０の円筒筐体１１０の穴部１１１にねじ込まれて、気泡分離除去ユニット１０に背圧発生ユニット２０が一体化される。
【００３７】
ここで、背圧発生ユニット２０の内部の配管２５０に、第１の筐体２１０と接続管２３０の一端２３１とに挟まれて第１の流量制御板２４１が固定され、第２の筐体２２０と接続管２３０の他端２３２とに挟まれて第２の流量制御板２４２が固定される。
【００３８】
すなわち、図２（Ｃ）に示すように、第１の流量制御板２４１は第１の筐体２１０と接続管２３０の一端２３１とに挟まれて配管２５０を望むように固定され、第２の流量制御板２４２も第１の流量制御板２４１と同様に、第２の筐体２２０と接続管２３０の他端２３２とに挟まれて配管２５０を望むように固定される。
【００３９】
ここで、第１の流量制御板２４１及び第２の流量制御板２４２は、例えば、０．３ｍｍの厚さのＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）板からなり、図２（Ｄ）に示すように、その中心から半径方向に延びる８本の切込みが形成されている流量制御板２４０から形成されている。このような流量制御板２４０を用いると、配管２５０を流れる液体により切込みを入れた部分の広がり方が変わり、これにより配管２５０を流れる液体に対する背圧を自動的に調整することができる。
【００４０】
なお、この実施例では、配管２５０の上流側に第１の流量制御板２４１を配置し、下流側に第２の流量制御板２４２に配置するようにして２枚の流量制御板２４１及び２４２で背圧を調整しているが、その理由は、上流側の第１の流量制御板２４１で気泡分離除去ユニット１０からの旋回流を止め、下流側に第２の流量制御板２４２で整流化するように動作させるためである。
【００４１】
すなわち、上流側の第１の流量制御板２４１は、この第１の流量制御板２４１により気泡分離除去ユニット１０からの旋回流を止め、これにより気泡分離除去ユニット１０からの気泡柱Ｂの長さを抑制し、これにより気泡柱Ｂから気泡がちぎれて背圧発生ユニット２０の出口から流れる第３の液体Ｐ３に混入しないようにする機能を有している。
【００４２】
一般に、気泡分離除去ユニット１０からの気泡柱Ｂの長さは、気泡除去対象液体Ｐ０の流量が多いとき、若しくは気泡除去対象液体Ｐ０の流量が少なくても気泡除去対象液体Ｐ０に含まれる気泡の割合が多いときに長くなる傾向にあるので、配管２５０の上流側に第１の流量制御板２４１を設けることにより、気泡がちぎれて背圧発生ユニット２０の出口から流れる第３の液体Ｐ３に混入してしまうことを防止している。
【００４３】
図４は、この発明に係わる気泡分離除去装置１００の背圧発生ユニット２０で用いられる流量制御板２４０の変形例を示す図である。この発明に係る背圧発生ユニット２０では、上述したように流量制御板２４０の切込みを入れた部分の広がり方で背圧を自動調整する。
【００４４】
流量制御板２４０の切込みの入れ方としては図４に示すように種々の入れ方が採用できる。図４の（Ａ）〜（Ｃ）は、その中心から半径方向に延びる切込みを入れた場合を示すもので、図４（Ａ）は、４本の切込みを入れた場合の流量制御板２４０−１の一例を示し、図４（Ｂ）は、６本の切込みを入れた場合の流量制御板２４０−２の一例を示し、図４（Ｃ）は、８本の切込みを入れた場合の流量制御板２４０−３の一例を示す。ここで、切込みの数を変えるだけでなくその長さを変えることにより背圧の強さを調整することができる。
【００４５】
図４の（Ｄ−１）〜（Ｄ−３）は、気泡分離除去ユニット１０の旋回流の旋回方向に四葉カットされた切込み部を入れた場合の流量制御板２４０−４の正面図、側面図、斜視図を示したものであり、図４の（Ｅ−１）〜（Ｅ−３）は、気泡分離除去ユニット１０の旋回流の旋回逆方向に四葉カットされた切込み部を入れた場合の流量制御板２４０−５の正面図、側面図、斜視図を示したものである。このような流量制御板２４０−４又は流量制御板２４０−５を配管２５０の上流側に設けると、気泡分離除去ユニット１０からの気泡柱Ｂの長さを制御することができる。
【００４６】
また、図４の（Ｆ−１）〜（Ｆ−３）は、二葉カットされた切込み部を入れた場合の流量制御板２４０−６の正面図、側面図、斜視図を示す。
【００４７】
ところで、この発明に係る背圧発生ユニット２０では、図４に例示したような種々の流量制御板２４０を用いることによって、背圧の調整範囲を変えることが可能になる。
【００４８】
また、各流量制御板２４０の特性を生かして上流側に第１の流量制御板２４１と下流側に第２の流量制御板２４２とを選択することで所望の背圧調整を可能にすることができる。
【００４９】
さらに、上流側に第１の流量制御板２４１と下流側に第２の流量制御板２４２との厚さ又は形状を変えることでも所望の背圧調整を行うことが可能になる。
【００５０】
以上がこの発明の代表的な実施形態の一例であるが、この発明は、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。
【符号の説明】
【００５１】
１０    気泡分離除去ユニット（気泡分離除去部）
１１    流入口
１２    気泡分離部
２０    背圧発生ユニット（背圧発生部）
１００    気泡分離除去装置
１１０    円筒筐体
１２２    旋回流形成部
１２３    第１の流体室
１２４    第２の流体室
１２５    放気管
１２６    テーパー壁
２１０    第１の筐体
２２０    第２の筐体
２３０    接続管
２４０    流量制御板
２４１    第１の流量制御板
２４２    第２の流量制御板
２５０    配管
Ｐ０    気泡除去対象液体
Ｐ１    第１の液体
Ｐ２    第２の液体
Ｐ３    第３の液体
【図１】
2020104033.tif 000003
【図２】
2020104033.tif 000004
【図３】
2020104033.tif 000005
【図４】
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