(57)【要約】【課題】小型化が可能で、かつ、確実に開弁可能なフロート弁を備えた燃料油のポンプユニットを提供する。【解決手段】エアベント４５の開口４７を開閉する吸盤状のリップ６３を有し、閉弁状態ではリップ６３が弁座４６に接触し、開弁状態ではリップ６３が弁座４６から離れる環状の弁体６０と、エアベント４５を移動可能に案内するガイド４８と、閉弁状態のリップ６３が開弁状態に移行する際にバイパスとなる第１バイパス孔６１と、フロートの上下動で摺動して第１バイパス孔６１を開閉するロッド６６と、ロッド６６が後退して第１バイパス孔６１が開放された際にエアベント４５を第１バイパス孔６１を介して分離チャンバー４０に連通させる第２バイパス孔６２とを有することを特徴とする。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプから吐出された燃料油を旋回させて気体を含んだ気液体と液体とに分離する分離装置と、該分離装置で分離された前記気液体から気体を分離する分離チャンバーと、前記ポンプとがケーシング内に設けられ、
前記分離チャンバーを大気に連通させるエアベントに設けたフロート弁を備えた燃料油のポンプユニットであって、
前記エアベントの開口を開閉する吸盤状のリップを有し、閉弁状態では前記リップが弁座に接触し、開弁状態では前記リップが弁座から離れる環状の弁体と、
前記エアベントを開閉する方向に前記弁体を移動可能に案内するガイドと、
前記弁体の移動方向に貫通し、前記閉弁状態のリップが開弁状態に移行する際にバイパスとなる第１バイパス孔と、
前記分離チャンバー内に設けたフロートの上下動で移動して前記第１バイパス孔を開閉するコーン部を持つロッドと、
前記ロッドが後退して前記第１バイパス孔が開放された際に前記エアベントを前記第１バイパス孔を介して前記分離チャンバーに連通させる第２バイパス孔とを有するフロート弁を備えた燃料油のポンプユニット。
【請求項２】
請求項１において、前記ロッドが前記第１バイパス孔を閉塞している際に、前記第２バイパス孔は前記第１バイパス孔に連通せず、かつ、前記分離チャンバーに連通しているフロート弁を備えた燃料油のポンプユニット。
【請求項３】
請求項１において、前記弁体が装着されると共に、前記ガイドに案内され、かつ、前記ロッドが摺動する摺動孔を有する筒状部材を更に備え、
前記筒状部材に前記第２バイパス孔が形成されているフロート弁を備えた燃料油のポンプユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フロート弁を備えた燃料油のポンプユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、ガソリンスタンド等の給油所では、計量機に内蔵されたポンプユニットを用いて、地下タンクから前記計量機を介して車両等に燃料油の供給を行っている。
従来より、前記ポンプユニットに用いるフロート弁が提案されている（特許文献１および２参照）。
【特許文献１】特開平９−３２９２７１号（要約書）
【特許文献２】特開平１１−２５７５２７号（要約書）
【発明の開示】
【０００３】
ところで、周知のように、燃料油は、その搬送工程において気化したガスや空気などの気体が気泡として混入した状態になる場合がある。そのため、前記給油の際に、分離装置を用いて、燃料油を、気体を含んだ液体である気液体と液体とに分離している。前記気液体は、分離チャンバーに導入され、貯留されることにより、液体と気体とに分離される。分離された液体は、再び、前記ポンプの吸引側に吸引される。一方、分離された気体は、大気開放口（エアベント）から大気中に排出される。
【０００４】
前記分離チャンバーには、該分離チャンバーの下部に第１フロート弁が設けられ、分離チャンバー内の液位が概ね一定に保たれている。しかし、何らかの原因で、分離チャンバー内の液位が急激に上昇した場合には、前記エアベントから燃料油が放出されるおそれがある。前記燃料油がポンプユニット外に放出されると、給油所の地面や作業者の衣服が汚れ、清掃の必要が生じる。
【０００５】
前記分離チャンバー内の液位が上昇する要因としては、たとえば、ポンプが停止しているときにポンプ上流の燃料油が温度上昇や油落ち等で逆流し、分離チャンバー内に流れ込む場合が考えられる。また、一般に、地下タンクには、複数の計量機が接続されているので、他の計量機のポンプユニットの始動や停止、バルブの開閉などにより地下配管内の圧力が激しく変動し、いわゆるウオーターハンマーの影響で、当該ポンプユニットの分離チャンバー内の液位が上昇する場合がある。
【０００６】
そこで、前記エアベントにセルフシール（リップ）によりエアベントを開弁する弁体を備えた第２フロート弁を設けて、エアベントからの燃料油の放出を防止することが考えられる。
なお、前記特許文献１および２には、第２フロート弁は設けられていない。
【０００７】
前述の理由等で、分離チャンバー内の液位が上昇した場合には、第２フロート弁のフロートが当該液位の上昇に応じて上昇し、エアベントが第２フロート弁の弁体により閉止されることで、エアベントからの燃料油の放出が防止される。
【０００８】
かかる状態でポンプを稼動させると、分離チャンバー内の燃料油がポンプに再吸引され、それに伴い分離チャンバー内の液位が下がり分離チャンバー内の圧力が低下する。
しかし、このとき分離装置から大量の気体が混入した気液体が分離チャンバーに流入すると、液位の低下しているにも拘わらず、大気圧以上に上昇した分離チャンバー内の圧力が低下せず、セルフシールの機能を持つ弁体に片圧が作用し、そのため、エアベントが閉止されたままになるという不都合が生じるおそれがある。
【０００９】
また、フロート弁に用いるフロートの小型化は、ポンプユニットの小型化に大きく影響するので、できるだけ小さくするのが好ましい。しかし、開弁時にフロート弁は自重によって弁体を移動させるのに対し、フロートの小型化に伴い該フロートの重量が小さくなることで、フロートの自重による開弁の確実性がより一層難しくなる。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、小型化が可能で、かつ、確実に開弁可能なフロート弁を備えた燃料油のポンプユニットを提供することである。
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明の燃料油のポンプユニットは、ポンプから吐出された燃料油を旋回させて気体を含んだ気液体と液体とに分離する分離装置と、該分離装置で分離された前記気液体から気体を分離する分離チャンバーと、前記ポンプとがケーシング内に設けられ、前記分離チャンバーを大気に連通させるエアベントに設けたフロート弁を備えた燃料油のポンプユニットであって、前記エアベントの開口を開閉する吸盤状のリップを有し、閉弁状態では前記リップが弁座に接触し、開弁状態では前記リップが弁座から離れる環状の弁体と、前記エアベントを開閉する方向に前記弁体を移動可能に案内するガイドと、前記弁体の移動方向に貫通し、前記閉弁状態のリップが開弁状態に移行する際にバイパスとなる第１バイパス孔と、前記分離チャンバー内に設けたフロートの上下動で移動して前記第１バイパス孔を開閉するコーン部を持つロッドと、前記ロッドが後退して前記第１バイパス孔が開放された際に前記エアベントを前記第１バイパス孔を介して前記分離チャンバーに連通させる第２バイパス孔とを有するフロート弁を備えている。
【００１２】
本発明によれば、閉弁状態のリップが開弁状態に移行する際に、リップが弁座に密着した状態でも、フロートが若干下がるだけで、第１および第２バイパス孔が開放される。両バイパス孔からエアベントを介して分離チャンバー内の気体が排出されることで、分離チャンバー内の圧力が下がり、リップが弁座から離れて開弁される。
したがって、分離チャンバー内の液位が下がったにも拘わらず、分離チャンバー内の圧力が大気よりも高い場合であっても、確実にフロート弁の開弁を行うことができる。また、小さなフロートを用いても確実に開弁が可能となる。
【００１３】
本発明においては、前記ロッドが前記第１バイパス孔を閉塞している際に、前記第２バイパス孔は前記第１バイパス孔に連通せず、かつ、前記分離チャンバーに連通しているフロート弁を備えているのが好ましい。
本態様によれば、閉弁時において、ロッドが第１バイパス孔を閉塞している際には、第２バイパス孔が第１バイパス孔に連通しないので、確実に閉弁することができる。一方、第２バイパス孔が分離チャンバーに連通しているので、開弁状態に移行する際に、ロッドが若干後退するだけで、第１バイパス孔が開放され、第１および第２バイパス孔を介して分離チャンバーとエアベントとが連通するので、開弁の確実性が高まる。
【００１４】
本発明においては、前記弁体が装着されると共に、前記ガイドに案内され、かつ、前記ロッドが摺動する摺動孔を有する筒状部材を更に備え、前記筒状部材に前記第２バイパス孔が形成されているフロート弁を備えているのが好ましい。
本態様によれば、ロッドが摺動する筒状部材に第２バイパス孔が形成されているので、すなわち、弁座を閉塞する弁体とは別の筒状部材に第２バイパス孔が形成されているので、前記第１バイパス孔が開いた際に、直ちに前記第２バイパス孔を介して分離チャンバー内が大気に連通するから、閉弁の確実性をより一層高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。
給油システム：
まず、本ポンプユニットが用いられる給油システムの一例について説明する。
【００１６】
図１に示すように、給油システムは、地下タンク１、配管２、ポンプユニット３、電磁弁４、流量計５、ホース６およびノズル７を有している。
ノズル７を車両の給油口に差し込み、給油を開始すると、ポンプユニット３により、燃料油Ｆが、給油所に埋設された地下タンク１から配管２を介して汲み上げられ、ノズル７から吐出される。
【００１７】
前述のように、燃料油Ｆには、気化したガスや空気などの気体が混入している場合があるので、ポンプユニット３により、燃料油Ｆに混入した気体が除去され、該気体の除去された液体Ｌのみが電磁弁４、流量計５、ホース６およびノズル７を通り、車両に給油される。
【００１８】
ポンプユニット３：
つぎに、ポンプユニット３の概略構成について説明する。
燃料油Ｆおよび液体Ｌの流れ；
ポンプユニット３は、回転式のポンプ２０を備えている。ポンプ２０が作動すると、地下タンク１から配管２を通りポンプユニット３に供給された燃料油Ｆは、ポンプユニット３の流入口１０から一次フィルタ１１に送られる（図２Ａ参照）。
【００１９】
燃料油Ｆは、一次フィルタ１１から第１逆止弁１２を通り、ポンプ２０の吸込側２０ａからポンプ２０内に吸い込まれ、ポンプ２０の吐出側２０ｂから分離装置３１に吐出される（図２Ｂ参照）。
【００２０】
前記分離装置３１は、ポンプ２０の吐出側２０ｂから吐出された燃料油Ｆを旋回させて、気体Ａを含んだ液体である気液体ＦＡと液体Ｌとに分離させる（図３Ａ参照）。
【００２１】
図３Ａの分離装置３１は、ポンプ２０から圧送されてきた燃料油Ｆを分離装置３１内で旋回運動させ、遠心力の差により、液体Ｌを半径外方に集めると共に、気液体ＦＡを半径内方に集める。これにより、液体Ｌと気液体ＦＡとの分離が行われる（たとえば、特公平４−１５３９９号公報参照）。
かかる旋回によって分離された液体Ｌは、図１の二次フィルタ３２に送られる。一方、気液体ＦＡは気液体用通路３５に導出される。
【００２２】
燃料油Ｆから分離された前記液体Ｌは、二次フィルタ３２を通り第２逆止弁３３を経て、流出口３４から電磁弁４および流量計５を介してホース６に供給される（図３Ｂおよび図４参照）。
【００２３】
気液体ＦＡの流れ；
前記気液体用通路３５に導出された気液体ＦＡは、分離チャンバー４０に送られる。分離チャンバー４０は、前記気液体ＦＡを貯留する。これにより、液体Ｌが下部の液相部４０ａに溜まると共に、液相部４０ａの液体Ｌと、気相部４０ｂの気体Ａとに分離される（図５Ｂ参照）。
分離チャンバー４０により分離された液体Ｌは、第１リターン通路４１および第２リターン通路４２を介して、ポンプ２０の吸込側２０ａに戻される（図４および図２Ｂ参照）。
一方、分離チャンバー４０の上部の気相部４０ｂは、エアベント４５を介して大気に連通しており、前記気相部４０ｂに溜まった気体Ａは、エアベント４５から大気中に排出される（図２Ａ参照）。
【００２４】
ここで、前記気液体用通路３５は、分離チャンバー４０内に溜まった液体Ｌの液相部４０ａにおいて開口３５ａしている。そのため、分離装置３１から吐出される気液体ＦＡは、気液体用通路３５を通り、大気に連通しない状態を保ちながら分離チャンバー４０の液相部４０ａに導かれる。
【００２５】
第１フロート弁Ｖ１；
分離チャンバー４０と第１リターン通路４１との間には、第１フロート弁Ｖ１が設けられている。前記第１フロート弁Ｖ１は、第１フロートＦ１を備えており、分離チャンバー４０内の液体Ｌが第１の所定量に達すると開弁し、ポンプ２０の運転時に液体Ｌは第１リターン通路４１および第２リターン通路４２を通り、ポンプ２０の吸込側２０ａに吸引される。前記第１フロートＦ１は、液相部４０ａの液位が、常時、気液体用通路３５の開口３５ａの位置よりも上方となるように保つ機能を果たす。すなわち、第１フロート弁Ｖ１により、液相部４０ａの液位が所定の下限レベル以上に保たれる。
【００２６】
第２フロート弁Ｖ２；
一方、前記エアベント４５には、第２フロート弁Ｖ２が設けられている。第２フロート弁Ｖ２は第２フロートＦ２を備えており、分離チャンバー４０内の液体Ｌが第２の所定量を越えると第２フロートＦ２が上昇し、エアベント４５を閉塞する。これにより、分離チャンバー４０内の液体Ｌがエアベント４５から吹き零れるのを防止する。したがって、第２フロート弁Ｖ２は、液相部４０ａの液位が所定の上限レベルを越えたときの液体Ｌの吹き零れ防止機能を有する。
【００２７】
ポンプ２０：
図２Ｂに示すように、ポンプユニット３のケーシング５０内には、前記ポンプ２０、分離装置３１および分離チャンバー４０が設けられている。
【００２８】
図２Ｂおよび図３Ａにおいて、ポンプ２０は、たとえば、ポンプ室５６内に収容された内歯車２５、仕切板２６および外歯車２７で構成される内接歯車ポンプからなる。内歯車２５と外歯車２７の回転中心は偏心しており、外歯車２７の回転により、内歯車２５が回転されることで、外歯車２７と内歯車２５との間の燃料油Ｆが吸込側２０ａから吐出側２０ｂに向って圧送される。前記外歯車２７の回転軸２３の端部には、駆動力を入力するためのプーリ２４が固定されている。
【００２９】
つぎに、本ポンプユニットの特徴的な部分について説明する。
第２フロート弁Ｖ２：
図６に示すように、分離チャンバー４０の壁面の一部を構成するチャンバー蓋５０Ａには、エアベント４５および第２フロート弁Ｖ２が設けられている（図２Ａ参照）。
第２フロート弁Ｖ２は、チャンバー蓋５０Ａに一体に突設されたガイド４８と、図７の筒状部材６４を介して前記ガイド４８に案内される環状の弁体６０と、フロート軸６８の端部に固定された第２フロートＦ２（図６）とを備えている。
【００３０】
弁体６０；
図７に示すように、前記エアベント４５の弁体６０側の開口４７の周囲には、弁座４６が形成されている。前記弁体６０は前記開口４７を開閉する吸盤状のリップ６３を備え、前記筒状部材６４に装着されている。前記筒状部材６４は、前記ガイド４８内を開閉方向Ｄに摺動自在に設けられ、これにより、弁体６０が開閉方向Ｄに開閉可能となっている。
図７に示す開弁状態では、リップ６３が前記弁座４６から離れており、図８Ａに示す閉弁状態では、リップ６３が弁座４６に密着することによりエアベント４５の前記開口４７を閉止する。分離チャンバー４０内の圧力が大気圧よりも高い場合、前記閉止状態では、リップ６３が弁座４６に圧接する。
【００３１】
ロッド６６；
図７に示すように、前記筒状部材６４内には、開閉方向Ｄに沿って摺動孔６５が設けられており、ロッド６６が摺動孔６５内を摺動自在に設けられている。
【００３２】
前記ロッド６６のフロート軸６８側の後端部は、第１係合ピン７１を介してフロート軸６８の端部６８ａに係止されている。前記端部６８ａは、回動中心Ｏを中心にブラケット４８Ａに対して回動自在に設けられている。前記端部６８ａには、第１長孔７２が形成されており、第１係合ピン７１は第１長孔内を摺動可能に設定されている。
第２フロートＦ２（図６）の上昇および下降に応じてフロート軸６８が前記回動中心Ｏを中心に回動すると、第１係合ピン７１が第１長孔７２に係合して、ロッド６６が開閉方向Ｄに移動される。
【００３３】
第１バイパス孔６１；
前記ロッド６６のリップ６３側の先端部には、略円錐形のコーン部６７が形成されている。
一方、弁体６０内には、前記弁体６０の略中央部分におけるリップ６３の開口４７側の面と、前記摺動孔６５とを連通する第１バイパス孔６１が形成されている。第１バイパス孔６１は、前記摺動孔６５よりも径小に形成されており、ロッド６６が閉弁方向Ｄ１に前進すると、ロッド６６のコーン部６７の先端部分が第１バイパス孔６１に嵌まり、更にロッド６６が前進すると、前記コーン部６７が第１バイパス孔６１の端部を押し、弁体６０全体を弁座４６に向って前進させる。
弁体６０の前進により、図８Ａに示すように、弁座４６にリップ６３が密着（着座）し、２フロート弁Ｖ２が閉弁状態となる。
【００３４】
ここで、前記ロッド６６には、第２長孔７４が径方向に貫通して設けられている。ロッド６６は、第２長孔７４内を通る第２係合ピン７３を介して筒状部材６４に係止されている。そのため、ロッド６６が開弁方向Ｄ２に後退すると、図７のように、弁体６０が後退する。
【００３５】
第２バイパス孔６２；
前記筒状部材６４には、筒状部材６４の周面からロッド６６のコーン部６７に向って開口する第２バイパス孔６２が形成されている。すなわち、第２バイパス孔６２は、筒状部材６４の径方向に形成されている。
一方、図６に示すように、前記ガイド４８は複数個の突出部４８ａからなり、該突出部４８ａの間から筒状部材６４の一部が分離チャンバー４０内に露出している。前記第２バイパス孔６２は、ガイド４８の突出部４８ａの間に設けられており、したがって、第２バイパス孔６２を介して分離チャンバー４０と摺動孔６５とが連通している。
【００３６】
図８Ａに示す閉弁状態では、ロッド６６のコーン部６７が第１バイパス孔６１を閉塞することで、第２バイパス孔６２が第１バイパス孔６１に連通していない。
一方、前記閉弁状態から、開弁状態に移行する際において、図８Ｂに示すように、ロッド６６が若干、開弁方向Ｄ２に後退すると、リップ６３が弁座４６に密着した状態のまま、第１バイパス孔６１を塞いでいたコーン部６７が該第１バイパス孔６１から離れる。これにより、分離チャンバー４０が第２バイパス孔６２、摺動孔６５および第１バイパス孔６１を介してエアベント４５に連通し、分離チャンバー４０内の気体Ａがエアベント４５から排出可能な状態となる。
【００３７】
つぎに、本第２フロート弁Ｖ２の動作について説明する。
開弁状態から閉弁状態に移行：
なんらかの原因で、図１に示す分離チャンバー４０内の液体Ｌの液位が上昇すると、第２フロートＦ２が上昇し、図７に示すフロート軸６８が回動中心Ｏを中心に回動して、ロッド６６を閉方向Ｄ１に前進させる。かかるロッド６６の前進により、コーン部６７の先端部が第１バイパス孔６１に嵌入する。更にロッド６６が前進すると、コーン部６７が第１バイパス孔６１の開口部を押し、弁体６０がガイド４８内を前進する。弁体６０の前進により、リップ６３が弁座４６に密着することで、図８Ａの第２フロート弁Ｖ２が閉弁状態となる。
【００３８】
閉弁状態から開弁状態に移行：
かかる状態でポンプを稼動させると、図１の分離チャンバー４０内の液体Ｌがポンプに再吸引され、それに伴い分離チャンバー４０内の液体Ｌの液位が下がり分離チャンバー４０内の気相部４０ｂの圧力が低下する。
しかし、このとき、前述のように、大量の気体Ａが混入した気液体ＦＡが分離装置３１から分離チャンバー４０に流入すると、液体Ｌの液位が低下しているにも拘わらず、分離チャンバー４０内の圧力が大気圧以上に上昇し、そのため、分離チャンバー４０内の気相部４０ｂの圧力が低下しない場合がある。
【００３９】
かかる場合において、分離チャンバー４０内の液体Ｌの液位は低下しているので、第２フロートＦ２の自重により、図８Ａのフロート軸６８が回動中心Ｏを中心に僅かに回動し、リップ６３が弁座４６に密着した状態のまま、図８Ｂのように、ロッド６６が開弁方向Ｄ２に僅かに後退する。
これにより、分離チャンバー４０が第２バイパス孔６２、摺動孔６５および第１バイパス孔６１を介してエアベント４５に連通し、分離チャンバー４０内の気体Ａがエアベント４５から大気中に排出される。分離チャンバー４０内の気体Ａが排出されることで、気相部４０ｂの圧力が低下し、第２フロートＦ２（図１）の自重により、弁体６０が開弁方向Ｄ２に後退する。弁体６０の後退により、リップ６３が弁座４６から離れ、図７に示す開弁状態となる。
【００４０】
このように、分離チャンバー４０内の液相部４０ａの液位が下がったが、気相部４０ｂの内圧が下がらない状態であっても、フロート軸６８が僅かでも下がると、ロッド６６の後退により、受圧面積の小さな第１バイパス孔６１がフロートＦ２の自重で開き、分離チャンバー４０内の気相部４０ｂの内圧を低下させることで、第２フロート弁Ｖ２の開弁が可能となる。
したがって、第２フロート弁Ｖ２の小型化が可能であり、かつ、分離チャンバー４０内の気相部４０ｂの内圧が上昇しても、液相部４０ａの液位が下がれば確実に開弁することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、分離チャンバーのエアベントを開閉するフロート弁を備えた燃料油のポンプユニットに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施例にかかるポンプユニットを用いた給油システムを示す概略構成図である。
【図２】ポンプユニットを示す概略断面図である。
【図３】ポンプユニットを示す概略断面図である。
【図４】図４Ａはポンプユニットの概略正面図、図４Ｂは同概略断面図である。
【図５】ポンプユニットを示す概略断面図である。
【図６】フロート弁およびエアベントを示す概略斜視図である。
【図７】開弁状態のフロート弁を示す概略縦断面図である。
【図８】図８Ａは閉弁状態のフロート弁を示す概略断面図、図８Ｂは閉弁状態から開弁状態に移行する際のフロート弁を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
３：ポンプユニット
２０：ポンプ
３１：分離装置
３５：気液体用通路（排出通路の一部）
３６：連通路（排出通路の一部）
４０：分離チャンバー
５０：ケーシング
４５：エアベント
４６：弁座
４８：ガイド
６０：弁体
６１：第１バイパス孔
６２：第２バイパス孔
６３：リップ
６４：筒状部材
６５：摺動孔
６６：ロッド
６７：コーン部
Ａ：ガス
Ｄ：開閉方向
Ｆ：燃料油
Ｆ２：第２フロート
ＦＡ：気液体
Ｌ：液体
Ｖ２：第２フロート弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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