JPH0218121B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、第１及び第２の気液分離装置とポン
プとをケーシング内に収納しており、ガソリン計
量機等に使用されるポンプ装置に関する。

［従来技術］ 周知のように、ガソリン等の揮発性の液体を取
扱う給油所の給油装置では、ポンプ装置に液体中
に気泡として混つている気体を分離する装置が設
けられている。

ところで、従来の気液分離装置は、フイルタ室
を大きく形成して流速を落とし、そして気体すな
わち気泡を含んだ液体を上方へ浮上させ、その液
体を気液分離室に流入させ、そして気液分離室に
おいて、気体と液体とを分離するようになつてい
た。このように、従来の気液分離装置では、気泡
の自然浮上を利用しているので、分離効果を高め
るためには、液体流速を落とす必要があり、その
ためにフイルタ室が大きくなり、したがつてポン
プ装置全体が大型化するという欠点があつた。ま
た気泡を自然浮上させるので、気泡が液体から完
全には分離しにくく、そのため、ポンプ装置の吐
出側から気泡の混つた液体が流出することがあ
り、これを防ぐためにはフイルタ室をさらに大き
くするか、又は気液分離室への流出量を多くしな
ければならず、このようにすると、さらにポンプ
は大型化し、かつ効率は低下してしまう。

上記したような諸々の欠点を解消したポンプ装
置を、本出願人は特願昭58−190829号によつて提
案した。この分離装置は、ポンプ吐出側に渦巻室
を有し、この渦巻室の中心部に先端が開口した分
離パイプを有している。したがつて流入口から渦
巻室に流入した液体は、旋回するので、液は比重
が大きいため、遠心力によつて半径方向外方へ流
れ、気泡は比重が小さいので、半径方向内方の中
心部に集まり、この中心部に集まつた気泡を含む
液を分離パイプによつて分離して気液分離室へ流
出させればよく、したがつて前述した従来の欠点
は解消された。

［発明が解決しようとする問題点及び発明の目
的］ 前記したように、本出願人が提案したポンプ装
置の分離装置は、渦巻室と該渦巻室に配置された
分離パイプとから成るので、小型でも気液の分離
が確実であり、気液分離装置から気液分離室へ流
出させる液量も少なくて良いものであるが、更に
改良の余地があることを見出した。すなわち本出
願人が提案した上記分離装置は、分離パイプの下
流側に小穴を設けているので、渦巻室から分離室
へ流出させるときに分離パイプへ収集するとき
の、液体の流動抵抗が比較的大きく、したがつ
て、例えば一時的に多量の空気が流入した場合
に、分離パイプ中に存する液がその小穴から流出
するまで、気泡が渦巻室に溜り、分離されずに液
体と共に流出してしまい、必ずしも効率がよいと
は言えなかつた。

また、第１及び第２の気液分離装置とポンプと
をケーシング内に収納しておりガソリン計量機等
に使用される従来のポンプ装置においては、その
第１の気液分離装置は、気体及び液体の混合物が
流れる流路（気液分離の流路）の断面積を広くし
て且つ流速を遅くして、該流路を流れる間に液中
の気体を上昇させる方式を用いていた。そのた
め、第１の気液分離装置を構成する室を大きくす
る必要があり、ケーシングが大きくせざるを得な
い、という問題点があつた。

さらに、第１の気液分離装置と第２の気液分離
装置とを連通する流路の断面積は、液体中に混合
される気体の量（気体の混入度合い）が通常の値
であるとして設定されているので、多量の気体が
混合されている場合には分離する気体の流量が大
きく、その気体を前記流路を介して第２の気液分
離装置へ移送することができないという問題があ
る。その結果、殆どの気体は第１の気液分離装置
と第２の気液分離装置とを連通する流路には流れ
ず、第２の気液分離装置に送ることが出来ず、流
量の計測に際して気体の流量を測定してしまうと
いう不都合があつた。

その他の従来技術としては、例えば特開昭58−
36606号公報には、気体及び液体の混合物が小穴
を介して気液分離装置に流入しそこで旋回され
て、分離された気体が旋回の中心から排出される
技術が提案されている。しかし、この技術では多
量の気体が混入されている場合における上記した
問題点に対処することは出来なかつた。

したがつて、本発明の目的は、渦巻室から分離
室へ流出させる流動抵抗が小さく、それ故気体の
分離室への抜け抵抗が小さく、もつて分離効率の
よいポンプ装置を提供するにある。

［発明の構成及び作用・効果］ 本発明のポンプ装置は、流入口および流出口を
有するケーシングを備え、流入口から液を吸い込
む回転式ポンプと、該回転式ポンプの吐出流路に
設けた第１の気液分離装置と第１の気液分離装置
の気体流出小穴に連通した第２の気液分離装置と
を備え、第２の気液分離装置は上方に形成されて
大気と連通する第１の開口部と、前記第１の気液
分離装置の小穴に連通する第２の開口部と、下方
に形成されて回転式ポンプの吸い込み側の流路に
連通する第３の開口部とを有する室により構成さ
れており、該第３の開口部を開閉するフロート弁
を有するポンプ装置において、前記第１の気液分
離装置は気体が混合している液体を旋回させて気
液を分離する渦巻室を有し、該渦巻室は回転式ポ
ンプの回転軸に平行で且つ回転式ポンプの吐出側
流路からの液を接線方向に導く様な位置に設けら
れ、前記第２の気液分離装置に連通する小穴の箇
所に気体が多量に存在する場合に多量の気液の移
送を妨げないようにするため開口面を大きく開口
するように制御するバネによつて付勢された弁に
より構成された気液流出制御機構を設けている。

この様な構成を有する本発明によれば、前記第
２の気液分離装置に連通する小穴の箇所に気体が
多量に存在する場合には、気液流出制御機構を構
成する前記弁は前記バネによりその開口面積を大
きくする方向に付勢されて、多量の気体を全て第
２の気液分離装置に移送することが可能となる。
一方、該小穴の箇所にそれほど多量の気体が存在
しない場合は、前記バネは前記弁をその開口面積
を大きくする方向に付勢することは無い。そのた
め、液体中に混入する気体の量の多寡に影響され
る事なく、第１の気液分離装置で分離された気体
は全て第２の気液分離装置へ移送されるのであ
る。従つて、流量の計測に際して気体の流量を測
定してしまうという不都合が完全に防止される。

また、分離パイプの上流側先端に気液流出用の
小穴が設けられており、分離パイプの下流側は実
質的に大気圧になつている。それ故にポンプの吐
出側から渦巻室に流入した液は旋回するが、この
旋回によつて液は比重が大きいために遠心力によ
つて半径外方向へ流れ、気泡は比重が小さいの
で、内方向の中心部に集まり、この中心部に集ま
つた気泡を含む液体は小穴を通つて気液分離室へ
流出する。この液体の流出時の流動抵抗は、分離
パイプの下流側が大気圧になつているので、小さ
く液体の流出は良く、したがつて気泡の抜けも良
い。気泡の抜けが良いので、小穴は小径でよく、
それ故気液分離室へ流出させる液体の量は少なく
てすみ、ポンプ効率が向上すると共に小型化でき
るものである。

以下本発明の１実施例を添付図面によつて説明
するが、本発明を実施したポンプ装置は、図示の
内接歯車ポンプ以外のポンプにも適用できること
は明らかである。また分離パイプの小穴にも工夫
を凝らし、弁タイプに構成することもできる。そ
の他の構成についても、本発明は図示の実施例に
よつて限定されるものではない。

［実施例］ 第１図は、本発明を実施したポンプ装置の模式
図で、第２図は同ポンプ装置の断面図である。こ
れらを参照するとポンプ装置ＰはケーシングＣを
備え、そしてケーシングＣには液体の流入口Ｉと
流出口Ｏとが設けられている。流入口Ｉの内端に
はチエツク弁１が設けられ、そして流入側のスト
レーナ２ａを設けた室２に開口している。なお図
示の如くチエツク弁１は重力により閉じる形式の
ものであり、ポンプ装置の運搬時や作動中に弁が
離脱するのを防ぐためにその上方にストツパ５０
を設けている。ケーシングＣのほぼ中央にはポン
プ３が設けられている。図示の実施例ではポンプ
３は公知の内接歯車ポンプが用いられている。こ
のポンプ３は吸込口３ａと吐出口３ｂとを有して
おり、ケーシングＣ内には室２と吸込口３ａとを
結ぶ液路１０が形成されている。ポンプ３の吐出
口３ｂは後述する気液分離装置４に連通してい
る。この気液分離装置４の半径方向外方を流れる
液すなわち気泡を含まない液は流出側のストレー
ナ５ａを設けた室５に流れるように液路が構成さ
れており、そして流出側のストレーナ室５と流出
口Ｏとの間にはコントロール弁６が設けられてい
る。このコントロール弁６はポンプ駆動時はバネ
６ａに抗して弁を開いて液が流出し給油停止後、
温度上昇等により流出口に連結されている配管内
の圧力が高くなつたときに図示はされていない
が、弁６に設けられたバネ６ｂに抗して小弁を開
いて液が逆流できるようになつている。気液分離
装置４の半径方向外方を流れる液の液路１１には
バイパス弁１２が設けられ、この液路１１はポン
プ３の吸込口３ａに連通している。

他方気液分離装置４の半径方向内方を流れる気
泡を含んだ液は気液流出制御機構７を通つて液路
１３に流れるようになつている。この液路１３は
ケーシングのサイドカバーに形成されている。そ
してこの液路１３は後述の気液分離室８に連通し
ている。この気液分離室８において分離された気
体はエアベント１４から放出され、そして気体を
分離した液は液路１５に流れる。この液路１５に
はチエツク弁９が設けられており、そしてこの液
路１５は流入側のストレーナ室２に連通してい
る。

したがつて適当な原動機でポンプ３を回転させ
ると、液は流入口Ｉからチエツク弁１、流入側の
ストレーナ室２、ポンプ３、気液分離装置４、流
出側のストレーナ室５、コントロール弁６を通つ
て流出口Ｏから吐出される。また気液分離装置４
からの液はその一部がバイパス弁１２を通つてポ
ンプ３にバイパスされる。これは歯車ポンプ３の
回転数によつて吐出液量が定まつてしまうため
に、吐出量の変化に対応するためである。他方気
液分離装置４において気体を含む液体は気液流出
制御機構７を通つて気液分離室８に流れ、ここで
気体はエアベント１４から放出され、液体はチエ
ツク弁９を介して流入側のストレーナ室２に戻さ
れるのである。

次に本発明を実施したポンプ装置について説明
する。

第３図に示される如く気液分離装置４に至るポ
ンプ吐出口３ｂからの液路１８は、気液分離装置
４に接線方向に液を導くように構成された渦巻室
Ｓに連通されている。この渦巻室Ｓは外筒２０に
より延長されており、その端部２０ａは開放され
ていて、流出側のストレーナ室５および流路１１
と連通している。

したがつてこの外筒２０の端部２０ａから流出
した気体を含まない液はストレーナ５の外側から
内側に流入し、ストレーナ５の軸線方向端部に形
成した室に流れ、そしてコントロール弁６を通つ
て流出口Ｏから流出するのである。

気液分離装置４の外筒２０と略同心的に設けら
れている分離パイプすなわち内筒２１は、気泡を
含んだ液体を含んでいない液体から分離し収集し
て気液分離室８（第１図および第２図）へ導くも
ので、その入口端には、気液流出用の小穴４０が
穿設されている。また他方の出口端４１はサイド
カバー４２に形成されている流路４３および流路
１３を介して気液分離室８に連通している。気液
分離室はエアベント１４を介して大気圧になつて
いるので、流路４３内も、また内筒２１の内部も
略大気圧になつている。なお分離装置の外筒２０
の内壁に螺旋状の溝或いは突条を設けると、より
強い渦巻きとなり分離効率が上る。

前述したように、ポンプ３が駆動されると液体
はポンプ装置Ｐの流入口Ｉから吸入されて流出口
Ｏから吐出されるが、ポンプ３の吐出口から吐出
された液体は気液分離装置４の渦巻室Ｓに接線方
向に流入する。渦巻室Ｓでは液体は旋回するが、
この旋回中に気泡を含まない比重の大きい液体
は、外筒２０の半径方向外方へ集まり、そして気
泡を含んだ比重の小さい液体は半径方向中心に集
まる。気泡を含まない液体は、大部分は外筒２０
の端部からストレーナ５へ圧送され、そしてコン
トロール弁６を通つて流出口Ｏから流出する。残
部は流路１１、バイパス弁１２を通つてポンプ３
の吸込側へ戻る。

気泡を含んだ比重の小さい液体は、内筒２１の
小穴４０を通つて内筒２１に集められ、そして流
路４３，１３を通つて気液分離室８へ流出する。
気液分離室８には、流路１３と対向する位置に緩
衝部材が設けられていて、液体が泡立つことなく
気液分離室８へ導かれる。

気液分離室８には、フロート弁などが設けられ
ていて、液体が溜ると、フロート弁が開いて、液
体はチエツク弁９を通つてストレーナ室２へ戻
る。気液分離室で分離された気体はエアベント１
４から出て行く。

ところで、本発明によれば、気液分離装置４の
内筒２１には、その上流側端部に気液流出用の小
穴４０が形成され、そして下流側は大径で略大気
圧になつているので、気泡を含んだ液体が効率よ
く抜けるものである。

さて内筒２１の小穴４０は、気液流出制御機構
７を構成しているが、この気液流出制御機構を第
４図に示すように構成することもできる。すなわ
ち内筒２１の上流側に弁体２４と弁座２５とを設
け、弁体２４をばね２６によつて開く方向に押圧
すると共に、この弁体２４の中央部には開口２２
を、また側部には開口２８を設けるようにするこ
ともできる。液中に含まれる気体が多くなると弁
体２４の入口側の圧力が低下し、気体が少ない場
合は弁体２４の入口側の圧力が上昇する。したが
つて液中に含まれる空気の量が多くなると前後の
圧力差によつて弁体２４は図面で左方に動き、多
量の液（気泡を含む）が開口２２，２８から弁座
２５の通路を通つて液路４３に流れる。気泡の含
有量が少なくなると弁体２４は流入する液体の圧
力によつて右動し、液は中央の開口２２からだけ
流出する。このように弁機構を付設すると、気泡
が多い時は流路が大となり、少量の時は小となる
ので、気泡の抜け効率及び液の回収効率が向上す
る。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明のポンプ装置によ
れば、第２の気液分離装置に連通する小穴の箇所
に存在する気体の量に対応して、気液流出制御機
構を構成する前記弁の開口面積を変化するように
制御されるので、小穴の箇所に多量の気体が存在
する場合でも、前記弁の開口面積を大きくして該
多量の気体を全て第２の気液分離装置に移送する
ことが可能となる。従つて、混入している気体の
量が大きい場合においても効率良く大量の気体が
分離される。しかも、第１の気液分離装置で分離
された気体は全て第２の気液分離装置へ移送され
るので、その気体が主流路に流れ込むことはな
い。このため、流量の計測に際して気体の流量を
測定してしまうという不都合が完全に防止され
る。

さらに、液体の旋回流によつて気液が分離され
るように構成されているので、分離効率は高く、
しかも装置は小型化できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施したポンプ装置の一例を
示す模式図、第２図は同上の断面図、第３図は気
液分離装置の１実施例を示す断面図、第４図は流
量制御機構の１実施例を示す断面図である。 ３……ポンプ、４……気液分離装置、２０……
外筒、２１……内筒、４０……気液流出用の小
穴。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 流入口および流出口を有するケーシングを備
   え、流入口から液を吸い込む回転式ポンプと、該
   回転式ポンプの吐出流路に設けた第１の気液分離
   装置と第１の気液分離装置の気体流出小穴に連通
   した第２の気液分離装置とを備え、第２の気液分
   離装置は上方に形成されて大気と連通する第１の
   開口部と、前記第１の気液分離装置の小穴に連通
   する第２の開口部と、下方に形成されて回転式ポ
   ンプの吸い込み側の流路に連通する第３の開口部
   とを有する室により構成されており、該第３の開
   口部を開閉するフロート弁を有するポンプ装置に
   おいて、前記第１の気液分離装置は気体が混合し
   ている液体を旋回させて気液を分離する渦巻室を
   有し、該渦巻室は回転式ポンプの回転軸に平行で
   且つ回転式ポンプの吐出側流路からの液を接線方
   向に導く様な位置に設けられ、前記第２の気液分
   離装置に連通する小穴の箇所に気体が多量に存在
   する場合に多量の気液の移送を妨げないようにす
   るため開口面を大きく開口するように制御するバ
   ネによつて付勢された弁により構成された気液流
   出制御機構を設けた事を特徴とするポンプ装置。