ポンプユニット
【課題】本発明は気体分離室から溢れた気体がポンプ室に流入することを防止することを課題とする。
【解決手段】オーバーフロー防止機構２４０には、噴出し防止弁２４２が上方に作動して排気口２４１を閉止したことを検知する検知手段３００が設けられている。吐出側逆止弁機構２３０Ａは、アクチュエータ３１０が上部蓋体１８０に取り付けられている。検知手段３００により噴出し防止弁２４２が閉弁動作したことを検知した検知信号が制御部３２０に出力されると、吐出側逆止弁機構２３０Ａのアクチュエータ３１０を駆動するための駆動信号がアクチュエータ３１０に出力される。これにより、出口側逆止弁４５の弁体５２が閉弁駆動され、弁体５２が弁座５１を閉止し、又はポンプ１９を停止させる。
【解決手段】オーバーフロー防止機構２４０には、噴出し防止弁２４２が上方に作動して排気口２４１を閉止したことを検知する検知手段３００が設けられている。吐出側逆止弁機構２３０Ａは、アクチュエータ３１０が上部蓋体１８０に取り付けられている。検知手段３００により噴出し防止弁２４２が閉弁動作したことを検知した検知信号が制御部３２０に出力されると、吐出側逆止弁機構２３０Ａのアクチュエータ３１０を駆動するための駆動信号がアクチュエータ３１０に出力される。これにより、出口側逆止弁４５の弁体５２が閉弁駆動され、弁体５２が弁座５１を閉止し、又はポンプ１９を停止させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はポンプユニットに係り、特に流体を供給する系路で流体中に含まれる液体と気体とを分離する気液分離装置を備えたポンプユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種、ポンプユニットとして、流入口および流出口を有するケーシングを備え、このケーシング内に、流入口から流体を吸込むポンプと、ポンプから吐出された流体を旋回させて液体と気体富化液とに分離する気液分離装置と、気液分離装置で分離された気体富化液から気体を分離する気体分離室と、気体分離室で気体を除去された液体を濾過するフィルタ室とを設け、フィルタ室で濾過された液体をポンプの吸込口側に戻すように構成したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２８４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のように特許文献１に記載された構成のものでは、例えば、気体分離室で分離された気体が気体分離室の上部空間に溜まった状態で気体分離室の液面が所定高さに上昇すると、フロート弁が開弁して液体をポンプ側へ排出して液面を低下させるが、例えばケーシングの流入口に接続された液タンク側のトラブル（例えば液タンクと流入口との間の配管に亀裂が生じること）により多量の空気がケーシング内に吸込まれることがある。
【０００５】
この場合、該流路を通じての空気の逃がしが不十分となってケーシング内に空気が充満し、この結果、空気が混入した液体が気体分離室からポンプの流出口へ漏れ出てしまい、流出口に接続された流量計が空気を多量に含んだ流体（液体燃料に気泡が混ざった状態）を計量することとなり、給油量の計測に誤差が生じることになる。
【０００６】
そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決したポンプユニットを提供すること
を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
【０００８】
本発明は、流入口および流出口を有するケーシング内に、前記流入口から流体を吸込むポンプと、該ポンプから吐出された流体を液体と気体富化液とに分離する気体分離室と、前記気体分離室で分離された液体の液面高さが上昇すると開弁して液体を前記ポンプへ戻すフロート弁と、前記気体分離室の上部に設けられ、当該気体分離室内と外部とを連通する排気通路と、前記気体分離室の液面が所定の高さ以下の場合には開弁して前記排気通路を開放し、前記気体分離室の液面が上昇して当該所定高さに達した場合には、閉弁して前記排気通路からの流体の噴出しを防止する噴出し防止弁と、該噴出し防止弁が作動したことを検知する検知手段と、を有するポンプユニットであって、前記検知手段が前記噴出し防止弁の作動を検出した際、前記ポンプを停止させるよう制御することにより、上記課題を解決するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、検知手段が噴出し防止弁の作動を検出した際、ポンプから吐出される流体の流れを停止させる。これにより、流出口に接続された流量計に空気を多量に含んだ液体が供給されることが防止でき、給油量の計測に誤差が生じることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明によるポンプユニットの参考例１を示す縦断面図である。
【図２】本ポンプユニットの構造を示したもので、図４のＩＩ−ＩＩ矢視線に沿う断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視線に沿う断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ矢視線に沿う断面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ矢視線に沿う断面図である。
【図６】本ポンプユニットを一部断面として示す側面図である。
【図７】サイクロン３２と気体分離室６０と噴出し防止弁２４２の構造を示す縦断面図である。
【図８Ａ】気体分離室６０の通常の動作状態、及び、気体分離室６０に液体と大量の気泡が流入した状態を示す縦断面図である。
【図８Ｂ】気体分離室６０に液体が充満してオーバーフロー防止機構が作動した状態を示す縦断面図である。
【図９】ポンプユニットにおける流体の流れる経路を順番に示すフローチャートである。
【図１０】参考例１の吐出側逆止弁機構２３０を拡大して示す縦断面図である。
【図１１】参考例１の吐出側逆止弁機構２３０の動作を示す縦断面図である。
【図１２】参考例２を示す縦断面図である。
【図１３】本発明による実施例１を示す縦断面図である。
【図１４】実施例１の吐出側逆止弁機構２３０Ａを拡大して示す縦断面図である。
【図１５】実施例１の制御系を示す制御ブロック図である。
【図１６】実施例１の吐出側逆止弁機構２３０Ａの動作を示す縦断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００１２】
〔参考例１〕
図１は本発明によるポンプユニットの参考例１を示す縦断面図である。図２は本ポンプユニットの構造を示したもので、図４のＩＩ−ＩＩ矢視線に沿う断面図である。図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視線に沿う断面図である。図４は図１のＩＶ−ＩＶ矢視線に沿う断面図である。図５は図１のＶ−Ｖ矢視線に沿う断面図である。図６は本ポンプユニットを一部断面として示す側面図である。
【００１３】
図１乃至図６に示されるように、ポンプユニットのケーシング１０は、下部に流入口１１を有し、上部に流出口１２をそれぞれ有し、アルミニウム合金により一体に鋳造されている。ケーシング１０内の下部側には、流入口１１に臨んで吸込室１３が形成され、この吸込室１３にはストレーナ１４と吸込側逆止弁１５とから成る弁組立体１６が配設されている。一方、ケーシング１０内の上部側には、吸込室１３と流路１７（図４参照）を介して連通するポンプ室１８が形成されており、このポンプ室１８にはベーン形ポンプ（回転式ポンプ）１９が配設されている。ポンプ１９は、ポンプ室１８に嵌装された有底筒状の本体２０を備えており、この本体２０には流路１７に接続する吸込口２１と後述する他の流路３０に接続する吐出口２２とが設けられている。
【００１４】
ポンプ１９の本体２０内にはロータ２３が配設されており、ロータ２３は本体２０の偏心位置を延ばされた回転軸２４に固定的に取付けられている。回転軸２４は、ケーシング１０の内部に一体形成した軸受部２５とケーシング１０の外壁に被蓋した蓋体２６に一体形成した軸受部２６ａとに回動自在に支持されている。ポンプ室１８と本体２０とは、蓋体２６によりケーシング１０の開口１０ａを閉じることにより密閉室として区画されている。ロータ２３には、半径方向へ摺動自在に複数のベーン２７が放射状に装着されており、各ベーン２７は、ロータ２３の両側面に設けた凹部２３ａ内に配置したリング２８によりそれぞれの基端が支承されている。また、ケーシング１０外に延ばした回転軸２４の一端部にはモータ（図示略）により回転駆動されるプーリ２９が装着されている。
【００１５】
ポンプ１９においては、図示を略すモータの作動でプーリ２９を回転させると、その回転が回転軸２４を介してロータ２３に伝えられ、各ベーン２７はその先端を本体２０の内周面に摺接させながら回転する。この時、ロータ２３が本体２０に対する偏心位置を中心に回転するので、ベーン２７で仕切られた各室の容積が拡大、縮小を繰返し、これにより本体２０内吸込側に負圧が発生する。したがって、流入口１１をタンクに接続しておけば、ロータ２３の回転によりタンク内の流体が流入口１１からストレーナ１４、吸込側逆止弁１５、流路１７および吸込口２１を経てポンプ１９内に吸込まれ、その吐出口２２から流路３０へと吐出されるようになる。
【００１６】
また、ケーシング１０の上部側でかつポンプ１９と反対側に位置する部分には気液分離装置３１が配設されている（図１参照）。この気液分離装置３１は下端を開放した縦形のサイクロン３２から成り、このサイクロン３２は、上部側の円筒状の導入部３２ａと、この導入部３２ａから下方へ延ばされかつ下端開口に向かって次第に絞られた裁頭円錐状の胴部３２ｂと導入部３２ａの上側を覆う円錐状の天井部３２ｃとを備えている。サイクロン３２の胴部３２ｂは、その下側のほぼ半分長に相当する部分が、後述するフィルタ室４０内に突出するように形成され、この突出部分３４ａの周壁には縦方向に延びるスリット３３が形成されている。
【００１７】
サイクロン３２の上部には、流路３０の一端を構成する開口３０ａが形成されている。この開口３０ａは、ポンプ１９からの流体をサイクロン３２の接線方向に流出させるように形成されると共に、導入部３２ａと天井部３２ｃとを跨いで縦長に設けられている。サイクロン３２の天井部３２ｃの中央には貫通孔３４ａを有する栓部材３４が嵌着されている。この栓部材３４の貫通孔３４ａはケーシング１０に取付けた蓋体３５内の流路３６を介して後述する気体分離室６０に連通している。
【００１８】
気液分離装置３１においては、ポンプ１９から流路３０を通じて圧送されてきた、気体が混入した液体は、開口３０ａからサイクロン３２内へ流入して旋回運動を起こし、液体と気体とで作用する遠心力が異なることにより液体が半径外方に集まると共に気体が半径内方に集まる。そして、この分離された液体は胴部３２ｂの下端開口からフィルタ室４０に流下し、一方、気体を含む気体富化液は、天井部３２ｃの栓部材３４の貫通孔３４ａから蓋体３５内の流路３６を通過して気体分離室６０へと排出される。
【００１９】
図５に示されるように、フィルタ室４０内にはフィルタ４１が配設されている。このフィルタ４１は、その先端部がフィルタ室４０を区画するケーシング１０内の垂直隔壁４２に設けた孔４２ａに嵌合されている。フィルタ４１の後方にはケーシング１０に被蓋した蓋体４３に一端を当接させた圧縮ばね４４が配設されており、フィルタ４１はこの圧縮ばね４４により垂直隔壁４２に押圧されている。蓋体４３により閉じられたケーシング１０の開口１０ｂはフィルタ４１を出し入れできる十分なる大きさを有しており、これにより、フィルタ４１は蓋体４３を取外すことにより、適宜その交換を行うことができるようになる。
【００２０】
図４及び図６に示されるように、上記フィルタ４１の前方には、ケーシング１０の上部側に設けた出口側逆止弁４５に通じる流路４６の一端部と吸込側逆止弁１５の２次側の流路１７に通じる流路４７の一端部とが垂直隔壁４８を挟んで配設されている。出口側逆止弁４５は、ケーシング１０の水平隔壁４９に形成した貫通孔５０に嵌着された弁座５１と、弁座５１に離着座する軸付の弁体５２とケーシング１０の蓋体５３に一端を当接させて弁体５２を常時は閉じ方向に付勢する弁ばね５４とを備えており、弁ばね５４のばね力は流路抵抗を少なくするため、弱いばね力に設定され、ポンプ１９が停止しているときの弁体５２が閉弁するようになっている。
【００２１】
この出口側逆止弁４５の２次側は流路５５を介して流出口１２に接続されている。したがって、気液分離装置３１で分離されフィルタ室４０に流下した液は、フィルタ４１から流路４６を通って出口側逆止弁４５を開き、さらに流路５５から流出口１２を通って外部の機器（例えば流量計）へと圧送され、流出口１２へ導く方向への油液の流れのみを許すようになっている。
【００２２】
図４に示されるように、流路４６の上部には、上記出口側逆止弁４５と、出口側逆止弁４５を閉弁させるピストン２１０と、ピストン２１０が摺動するシリンダ２１２に気体分離室６０の液圧を供給する連通路２２０とを有する吐出側逆止弁機構２３０が設けられている。
【００２３】
しかして、垂直隔壁４８には、ケーシング１０の側壁にボルト止めした、リリーフ弁５６（図５参照）が嵌合されており、いま、ポンプ１９を駆動したまま外部の機器を閉じたり、あるいは絞ったりした場合は、このリリーフ弁５６が開き、液が流路４７および流路１７からポンプ１９の吸込口２１へ戻されるようになる。また、上記フィルタ室４０と流路４６とにより流体流路が形成されている。
【００２４】
図７に示すように、気体分離室６０を形成するケーシング１０の上面に取り付けられた蓋体３５の下面には、気液分離装置３１と気体分離室６０の間を連通する流路３６が設けられている。流路３６の図中左方の端部近傍には、気液分離装置３１で分離された気体富化液を気体分離室６０に供給するための管部材６２が圧入されている。この管部材６２の下端は、気体分離室６０内の最低液位付近に設けられた小容積の液溜り６４内まで延ばされている。液溜り６４はケーシング１０の垂直隔壁６３と、この隔壁の段部６３ａと隔壁６３に平行な縦壁６４ａとからＵ字溝状に形成され、その一端は、図３に示すように開放されている。これにより管部材６２を通じて気体分離室６０内に供給された気体富化液は、一旦液溜り６４に溜った後、その一端から気体分離室６０の底部側に流動して溜るようになる。そしてこの間、気体富化液から気体が分離され、この気体はケーシング１０の上壁に設けた排気通路１３０から外部へと排出される。
【００２５】
この排気通路１３０には、気体分離室６０から溢れた液体が外部に流出することを防止するオーバーフロー防止弁機構２４０が設けられている。オーバーフロー防止弁機構２４０には、気体分離室６０で溢れた液体が流入した場合に上昇して流出口２４１を閉弁する噴出し防止弁２４２が設けられている。尚、通常は、噴出し防止弁２４２が下方に変位しているので、気体分離室６０で分離された気体は、流出口２４１から外部に排気される。
【００２６】
ここで、気体分離室６０に溜まった液体をポンプ１９の吸込口２１に戻す構成について説明する。図２及び図３に示されるように、気体分離室６０の底部側にはフロート６７が配設されている。フロート６７は、その一面から延ばした軸部６７ａの先端部をケーシング１０の側面開口を閉塞する蓋体６８に軸着させることにより上下方向に回動自在となっている。蓋体６８には、その表・裏面に突出して第１のボス部６９が設けられており、この第１のボス部６９には軸穴７０が形成されている。
【００２７】
また、気体分離室６０内に位置する前記ボス部６９の先端部にはその軸穴７０を気体分離室６０内に連通させる開口７１が形成されている。この開口７１の周りは戻し弁７２の弁座として構成されており、この開口７１には、フロート６７の軸部６７ａに軸着された弁体７４が嵌合されている。この戻し弁７２は、フロート６７の上昇に応じて弁体７４を上動させ、開口７１を開く。
【００２８】
なお、フロート６７および弁体７４は、側面の蓋体６８に対して予め一体化されており、該蓋体６８により閉じられたケーシング１０の開口１０ｃを通じて気体分離室６０内に出し入れできるようになっている。また、蓋体６８の外側において前記第１のボス部６９の一端部にはその軸穴７０を閉じるプラグ７５が螺合されている。
【００２９】
一方、ケーシング１０内の下部には、図４，図５に示されるように、ケーシング１０の側面からリリーフ弁５６の２次側の流路４７に連通する戻し流路７６が形成されている。この戻し流路７６と前記第１のボス部６９内の軸穴７０とはケーシング１０に設けた第２のボス部７７内の連通孔（図示略）により接続されており、その接続部には第１のボス部６９内の軸穴７０への液の逆流を規制する逆止弁（フラッパ弁）７８が設けられている。これにより、気体分離室６０内に液が溜ってフロート６７が上昇すると、戻し弁７２の弁体７４が開いて気体分離室６０内の液が第１のボス部６９内の軸穴７０、第２のボス部７７内の連通孔、戻し流路７６、リリーフ弁５６の２次側の流路４７、吸込側逆止弁１５の２次側の流路１７を経由してポンプ１９の吸込口２１に戻されるようになる。
【００３０】
弁組立体１６は、ポンプ１９内の負圧発生により弁体が開弁動作して、ストレーナ１４から流入した流体がポンプ１９の吸込口２１に通じる流路１７に流れ込む。
【００３１】
一方、フィルタ４１の前方に配置したリリーフ弁５６は、流路４６内の液圧が必要以上に高まった場合には、弁体が開弁動作して流路４６内の液が流路４７および流路１７からポンプ１９の吸込口２１へ戻される。
【００３２】
以下、上記のように構成したポンプユニットの作用を説明する。ポンプ１９のロータ２３をモータ（図示せず）により回転駆動させると、吸込側逆止弁１５が開き、流入口１１からストレーナ１４、吸込側逆止弁１５および流路１７を経てタンク内の流体がポンプ１９内に吸込まれ、かつその吐出口２２から流路３０へと吐出される。そして、ポンプ１９から吐出された流体は気液分離装置３１側へ流動し、流路３０の開口３０ａからサイクロン３２内に流入して旋回運動を起こし、遠心力の差により液体が半径外方に集まると共に気体が半径内方に集まる。
【００３３】
本実施例においては、特に気液分離装置３１として縦形サイクロン３２を用いているので、比重差により液体と気体とが上下方向にも分離し、遠心分離と相まって気液分離能力が向上する。また、サイクロン３２の胴部３２ｂを下端開口に向かって次第に絞っているので、上記旋回流の流速が下方に向かうに従って大きくなり、気液分離能力がより一層向上する。また、サイクロン３２の天井部３２ｃを円錐状に形成しているので、下向きの旋回流をつくりやすくなるばかりか、サイクロン３２内に流体が流入する初期段階でも旋回流の流速が高まり、気液分離能力がさらに向上する。
【００３４】
このようにして分離された液体は胴部３２ｂの下端開口からフィルタ室４０に流下し、一方、気体を含む気体富化液は、天井部３２ｃの栓部材３４の貫通孔３４ａから蓋体３５内の流路３６に供給される。
【００３５】
この時、サイクロン３２の天井部３２ｃが円錐形状となっていることより気体富化液の排出が容易となる。そして、サイクロン３２の上方に吐出された気体富化液は、管部材６２を通過して気体分離室６０へ排出される。図３に示されるように、気体分離室６０とポンプ１９の吸込口２１に連通された流路４７との間は、バイパス管からなる連通路２２０によって連通されており、後述するように、気体分離室６０内の液面が所定高さ以上に上昇し、オーバーフロー防止弁機構２４０の噴出し防止弁２４２が閉弁した場合、気体分離室６０の圧力が連通路２２０に供給され、吐出側逆止弁機構２３０のピストン２１０を押圧する（図４参照）。
【００３６】
フィルタ室４０に流下した液体は、フィルタ４１を通って流路４６内に押し出され、液体の圧力により出口側逆止弁４５を開いて流路５５から流出口１２へと圧送される。ここで、気液分離装置３１で分離された液体中に気体がわずか残存している場合は、気体はフィルタ室４０の上部に溜るようになる。この溜った気体は、ポンプ１９の作動中は液の流れがあるため、フィルタ室４０の上部に溜ったままとなるが、ポンプ１９が停止されると、胴部３２ｂのスリット３３からサイクロン３２内に戻り、ポンプ１９の再作動に応じて天井部３２ｃから排出される。したがって、流出口１２へ気体を含む液体が供給されることはない。なお、流出口１２からの液体の流出が止められ、あるいは絞られた場合にリリーフ弁５６が開いて液がポンプ１９の吸込口２１へ戻されることは前記したとおりである。
【００３７】
一方、サイクロン３２から排出された気体富化液は、管部材６２を通じて気体分離室６０内に供給される。そして、気体分離室６０内で気体の分離が進行し、分離された気体はケーシング１０上部の排気通路１３０から外部へと排出される。このようにして、気体分離室６０内には気体を分離した液が溜り、次第にその液位を上昇させる。すると、フロート６７が上昇して戻し弁７２の弁体７４が開き、気体分離室６０内の液が戻し流路７６へ流れ、さらにリリーフ弁５６の２次側の流路４７、吸込側逆止弁１５の２次側の流路１７を経由してポンプ１９の吸込口２１に戻される。
【００３８】
しかして、例えばタンク側の問題によりケーシング１０内に多量の空気（液体を含む）が吸込まれると、流路３６，管部材６２を介して気体分離室６０へ排出される。
【００３９】
ここで、図８Ａ及び図８Ｂを参照して気体分離室６０の各状態について説明する。図８Ａは気体分離室６０の通常の動作状態、及び、気体分離室６０に液体Ａと大量の気泡Ｂが流入した状態を示す縦断面図である。図８Ｂは気体分離室６０に液体が充満してオーバーフロー防止機構が作動した状態を示す縦断面図である。
【００４０】
図８Ａに示されるように、正常状態では、気体分離室６０において、流路３６及び管部材６２を介して気泡が混入した流体Ａが徐々に流入しており、流体Ａの液面が上昇し、所定以上になると、フロート６７の上昇動作により戻し弁７２の弁体７４を開弁動作させる。これにより、気体分離室６０の底部に溜った液体が流路３０を介してポンプ室１８に戻される。一方、気体分離室６０に配管異常などにより流体Ａの上方に大量の気泡Ｂが流入した場合は、フロート６７の上昇動作により戻し弁７２の弁体７４が開弁動作するため、気泡Ｂが混入した流体Ａがポンプ室１８に戻されることになる。この場合、ポンプ室１８において、気泡Ｂが圧縮されることにより、液体の流入が阻害されてしまい、ポンプ１９が正常に機能しなくなる。
【００４１】
図８Ｂに示されるように、気体分離室６０に大量の液体が流入した場合は、フロート６７の上昇動作により戻し弁７２の弁体７４が開弁動作するが、戻し弁７２から流出される流量が供給量よりも少ないので、流体Ａの排出が間に合わず、気体分離室６０における液面上昇が続くことになる。その結果、戻し弁７２の弁体７４が開弁しているにも拘わらず、流体Ａが気体分離室６０から溢れてしまうため、それまで、気体の排出を行なっていたオーバーフロー防止機構２４０の噴出し防止弁２４２が上方に作動して排気口２４１を閉止して流体Ａ（気体と液体とを含む）の流出を防止する。
【００４２】
ここで、図９を参照して上記ケーシング１０内の各機器を通過して流量計へ送液される流体の流れについて説明する。図９はポンプユニットにおける流体の流れる経路を順番に示すフローチャートである。
【００４３】
図９に示されるように、ポンプユニットの駆動状態において、流体（燃料）は、先ず、ストレーナ１４で濾過され、次に吸込み側逆止弁１５を通過してポンプ１９のポンプ室１８に流入する。ポンプ１９は、ロータ２３の回転により流体を吸込口２１からポンプ室１８に吸込み、吐出口２２から流路３０へ吐出する。流体は、液体燃料に気泡が混入した状態でこの流路３０を流れて気体分離装置３１に供給される。気体分離装置３１では、サイクロン３２の旋回流により気体と液体とを分離している。気体分離装置３１で気体を除去された液体は、フィルタ４１で濾過された後、出口側逆止弁４５を通過して流量計２００に供給されて流量を計測される。流量計２００は、ポンプユニットの下流に配されており、給油ノズルに供給される流体の供給量（流量）を計測する。
【００４４】
また、ポンプ１９の吸込口２１と吐出口２２との間をバイパスする流路４７には、リリーフ弁５６が設けられている。ポンプ１９のロータ２３の回転しているときに逆止弁４５が閉弁状態に保持されると、ポンプ１９から吐出された流体は、ポンプ圧によりリリーフ弁５６を開弁させてポンプ１９の吸込口２１に戻される。そのため、ポンプ１９の運転時に逆止弁４５が閉弁しても、ポンプ１９には負荷がかからない。
【００４５】
気体分離装置３１の上部に溜った気泡を多く含んだ気体富化液は、流路３６及び管部材６２を通じて気体分離室６０内に供給される。気体分離室６０内の気体富化液の気泡は、気体分離室６０の液面上に溜り、気泡が分離された液体が増えてフロート６７が上昇すると、戻し弁７２が開弁し、気体分離室６０内の液体がポンプ１９の吸込口２１に戻される。
【００４６】
また、図４に示されるように、気体分離装置３１の圧力が所定値以上に上昇すると、出口側逆止弁４５を閉弁させるためのピストン２１０が設けられている。そのため、後述するように、気体分離室６０内の圧力が連通路２２０を介してピストン２１０に伝わると、ピストン２１０は下方に駆動されて出口側逆止弁４５を強制的に閉弁させる位置に移動する。
【００４７】
そして、気体分離室６０内で気体富化液から分離された気体は、気体分離室６０内の上壁に設けた排気通路１３０から外部へと排出される。
【００４８】
ここで、本発明の要部を構成する吐出側逆止弁機構２３０及び可動ピストン機構について説明する。図１０は吐出側逆止弁機構２３０を拡大して示す縦断面図である。図１０に示されるように、吐出側逆止弁機構２３０は、弁座５１と、弁体５２と、付勢部材５４とで構成されている。
【００４９】
また、上部蓋体１８０の下面には、付勢部材５４を保持する保持部材１９０が嵌合固定されている。
【００５０】
ポンプ１９が停止している時の弁体５２は、付勢部材５４の付勢力によって弁座５１に押圧されて閉弁位置にあり、ポンプ１９から流体が吐出されると、流体の吐出圧が付勢部材５４の付勢力よりも大きくなった時点で開弁動作する。これにより、ポンプ１９によって送液された流体が流出口１２から流量計２００へ供給される。
【００５１】
可動ピストン機構２３２は、連通路２２０が連通されたシリンダ２１２と、シリンダ２１２内に液密（シールされた状態）、かつ、移動自在に設けられたピストン２１０と、シリンダ２１２のシリンダ室においてシリンダ蓋２１４とピストン２１０との間に設けられ、ピストン２１０を上方に付勢する付勢部材２１６とから構成されている。この可動ピストン機構２３２は、ピストン２１０が吐出側逆止弁機構２３０の弁体５２の上方で同軸上に配され、且つピストン２１０から下方に延在するロッド２０８の下端が弁体５２の中央部に対向している。すなわち、ピストンは、弁体５２に対して対向する位置に設けられており、ロッド２０８の下端が逆止弁４５の弁体５２を押圧できるように逆止弁４５の開閉方向と同方向に可動可能に設けられている。
【００５２】
また、逆止弁４５の保持部材１９０の上面には、ピストン２１０のロッド２１８が挿通される貫通孔１９２が設けられ、保持部材１９０の下面には付勢部材５４が当接するバネ受け１９４が設けられている。
【００５３】
前述した図８Ａ、図８Ｂに示されるように、気体分離室６０に大量の液体が流入した場合（気体分離室６０内の液面が所定高さ以上に上昇した場合）は、フロート６７の上昇動作により戻し弁７２の弁体７４が開弁動作するが、戻し弁７２から流出される流量が供給量よりも少ないので、気体分離室６０の圧力が所定圧以上に上昇する場合がある。その場合、図１１に示されるように、連通路２２０からの流体圧が付勢部材２１６の付勢力以上になると、シリンダ２１２内のピストン２１０が下方に駆動される。
【００５４】
これにより、ピストン２１０は、シリンダ２１２を摺動して下方に移動し、下方に延在するロッド２１８の先端を出口側逆止弁４５の弁体５２に当接させる。そのため、ポンプ１９が運転中であっても、気体分離室６０内の液面で所定高さ以上に上昇すると（図８Ａ、図８Ｂ参照）、ピストン２１０が気体分離室６０からの流体圧によって出口側逆止弁４５の弁体５２を閉弁動作させ、弁体５２を弁座５１に密着させる。これで、気体分離室６０から溢れた流体（気泡及び液体）がポンプ１９のポンプ室１８に流入されることが防止されるとともに、ポンプ１９から吐出された液体が流量計２００に供給されなくなる。
【００５５】
また、弁体５２の上面中央には、小径な貫通孔２５０を下側から閉止する副弁２６０が設けられている。この副弁２６０は、通常、付勢部材２７０の付勢力により上方（閉弁方向）に付勢されており、弁体５２が弁座５１に当接した後も気体分離室６０内の圧力が上昇した場合にピストン２１０がさらに下方に駆動されて副弁２６０を開弁させる。これにより、流路４６の流体が少量ずつ下流に流出してポンプ室１８及び気体分離室６０の圧力を減圧する。
【００５６】
また、ポンプ１９が停止すると、流路４６の圧力と気体分離室６０の圧力が同圧になるので、ピストン２１０は付勢部材２１６の付勢力により上方に復帰する。これと共に、ポンプ１９が停止状態では、弁体５２に吐出圧力すると、弁体５２も付勢部材５４の付勢力によって下方に移動して弁座５１を閉止する。
【００５７】
このように、本実施例では、気体分離室６０の圧力上昇によってピストン２１０を駆動して出口側逆止弁４５の弁体５２を閉弁動作させるため、モータなどの電気部品を使用せずに済み、燃料を供給する場合、安全性の面で有利である。
【００５８】
ここで、参考例２について説明する。
【００５９】
〔参考例２〕
図１２は参考例２を示す縦断面図である。図１２に示されるように、気体分離室６０における泡立ちが少ない液種（油種）の場合には、排気通路１３０及びオーバーフロー防止機構２４０の位置をケーシング１０の上部ではなく、ケーシング１０の側面に設けることも可能になる。この場合でも、出口側逆止弁４５の弁体５２を閉弁動作させるに必要な圧力を低く設定することにより、気体分離室６０の圧力が所定圧に達した時点でピストン２１０を作動させてポンプ１９０からの流体の吐出を停止させて気体分離室６０の気泡がポンプ１８に流入することを防止することができる。
【００６０】
ここで、本発明による実施例１を説明する。
〔実施例１〕
図１３は本発明による実施例１を示す縦断面図である。図１３に示されるように、オーバーフロー防止機構２４０には、噴出し防止弁２４２が上方に作動して排気口２４１を閉止したことを検知する検知手段３００が設けられている。検知手段３００としては、磁気センサあるいはマイクロスイッチなどが用いられる。
【００６１】
図１４に示されるように、吐出側逆止弁機構２３０Ａは、上記ピストン２１０に代えてアクチュエータ３１０が上部蓋体１８０に取り付けられている。アクチュエータ３１０としては、モータあるいはソレノイドなどからなる駆動手段が用いられる。
【００６２】
図１５に示されるように、検知手段３００により噴出し防止弁２４２が閉弁動作したことを検知した検知信号が制御部３２０に出力されると、吐出側逆止弁機構２３０Ａのアクチュエータ３１０を駆動するための駆動信号がアクチュエータ３１０に出力される。
【００６３】
図１６に示されるように、これにより、出口側逆止弁４５の弁体５２が閉弁駆動され、弁体５２が弁座５１に密着する。そのため、気体分離室６０から溢れた流体（気泡及び液体）がポンプ１９のポンプ室１８に流入されることが防止されるとともに、ポンプ１９から吐出された液体が流量計２００に供給されなくなる。
【００６４】
また、上記制御部３２０は、検知手段３００により噴出し防止弁２４２が閉弁動作したことを検知した検知信号が出力された場合、ポンプ１９のロータ２３を回転駆動するポンプモータを停止させるようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
上記実施例では、油液を供給する系路にポンプユニットを配置したが、油液以外の流体を供給する系路にポンプユニットを配置する場合にも本発明を適用できるのは勿論である。
【符号の説明】
【００６６】
１０ ケーシング
１１ 流入口
１２ 流出口
１５ 吸込側逆止弁
１８ ポンプ室
１９ ポンプ
２１ ポンプの吸込口
２２ ポンプの吐出口
２３ ロータ
３１ 気液分離装置
３２ サイクロン
３５ 蓋体
３６ 流路
４０ フィルタ室
４１ フィルタ
４５ 出口側逆止弁
５１ 弁座
５２ 弁体
５４ 付勢部材
６０ 気体分離室
６２ 管部材
６７ フロート
７２ 戻し弁
１３０ 排気通路
２００ 流量計
２１０ ピストン
２１２ シリンダ
２１４ シリンダ蓋
２１６ 付勢部材
２１８ ロッド
２２０ 連通路
２３０，２３０Ａ 吐出側逆止弁機構
２３２ 可動ピストン機構
２４０ オーバーフロー防止機構
２４１ 排気口
２４２ 噴出し防止弁
２６０ 副弁
３００ 検知手段
３１０ アクチュエータ
３２０ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明はポンプユニットに係り、特に流体を供給する系路で流体中に含まれる液体と気体とを分離する気液分離装置を備えたポンプユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種、ポンプユニットとして、流入口および流出口を有するケーシングを備え、このケーシング内に、流入口から流体を吸込むポンプと、ポンプから吐出された流体を旋回させて液体と気体富化液とに分離する気液分離装置と、気液分離装置で分離された気体富化液から気体を分離する気体分離室と、気体分離室で気体を除去された液体を濾過するフィルタ室とを設け、フィルタ室で濾過された液体をポンプの吸込口側に戻すように構成したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２８４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のように特許文献１に記載された構成のものでは、例えば、気体分離室で分離された気体が気体分離室の上部空間に溜まった状態で気体分離室の液面が所定高さに上昇すると、フロート弁が開弁して液体をポンプ側へ排出して液面を低下させるが、例えばケーシングの流入口に接続された液タンク側のトラブル（例えば液タンクと流入口との間の配管に亀裂が生じること）により多量の空気がケーシング内に吸込まれることがある。
【０００５】
この場合、該流路を通じての空気の逃がしが不十分となってケーシング内に空気が充満し、この結果、空気が混入した液体が気体分離室からポンプの流出口へ漏れ出てしまい、流出口に接続された流量計が空気を多量に含んだ流体（液体燃料に気泡が混ざった状態）を計量することとなり、給油量の計測に誤差が生じることになる。
【０００６】
そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決したポンプユニットを提供すること
を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
【０００８】
本発明は、流入口および流出口を有するケーシング内に、前記流入口から流体を吸込むポンプと、該ポンプから吐出された流体を液体と気体富化液とに分離する気体分離室と、前記気体分離室で分離された液体の液面高さが上昇すると開弁して液体を前記ポンプへ戻すフロート弁と、前記気体分離室の上部に設けられ、当該気体分離室内と外部とを連通する排気通路と、前記気体分離室の液面が所定の高さ以下の場合には開弁して前記排気通路を開放し、前記気体分離室の液面が上昇して当該所定高さに達した場合には、閉弁して前記排気通路からの流体の噴出しを防止する噴出し防止弁と、該噴出し防止弁が作動したことを検知する検知手段と、を有するポンプユニットであって、前記検知手段が前記噴出し防止弁の作動を検出した際、前記ポンプを停止させるよう制御することにより、上記課題を解決するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、検知手段が噴出し防止弁の作動を検出した際、ポンプから吐出される流体の流れを停止させる。これにより、流出口に接続された流量計に空気を多量に含んだ液体が供給されることが防止でき、給油量の計測に誤差が生じることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明によるポンプユニットの参考例１を示す縦断面図である。
【図２】本ポンプユニットの構造を示したもので、図４のＩＩ−ＩＩ矢視線に沿う断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視線に沿う断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ矢視線に沿う断面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ矢視線に沿う断面図である。
【図６】本ポンプユニットを一部断面として示す側面図である。
【図７】サイクロン３２と気体分離室６０と噴出し防止弁２４２の構造を示す縦断面図である。
【図８Ａ】気体分離室６０の通常の動作状態、及び、気体分離室６０に液体と大量の気泡が流入した状態を示す縦断面図である。
【図８Ｂ】気体分離室６０に液体が充満してオーバーフロー防止機構が作動した状態を示す縦断面図である。
【図９】ポンプユニットにおける流体の流れる経路を順番に示すフローチャートである。
【図１０】参考例１の吐出側逆止弁機構２３０を拡大して示す縦断面図である。
【図１１】参考例１の吐出側逆止弁機構２３０の動作を示す縦断面図である。
【図１２】参考例２を示す縦断面図である。
【図１３】本発明による実施例１を示す縦断面図である。
【図１４】実施例１の吐出側逆止弁機構２３０Ａを拡大して示す縦断面図である。
【図１５】実施例１の制御系を示す制御ブロック図である。
【図１６】実施例１の吐出側逆止弁機構２３０Ａの動作を示す縦断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００１２】
〔参考例１〕
図１は本発明によるポンプユニットの参考例１を示す縦断面図である。図２は本ポンプユニットの構造を示したもので、図４のＩＩ−ＩＩ矢視線に沿う断面図である。図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視線に沿う断面図である。図４は図１のＩＶ−ＩＶ矢視線に沿う断面図である。図５は図１のＶ−Ｖ矢視線に沿う断面図である。図６は本ポンプユニットを一部断面として示す側面図である。
【００１３】
図１乃至図６に示されるように、ポンプユニットのケーシング１０は、下部に流入口１１を有し、上部に流出口１２をそれぞれ有し、アルミニウム合金により一体に鋳造されている。ケーシング１０内の下部側には、流入口１１に臨んで吸込室１３が形成され、この吸込室１３にはストレーナ１４と吸込側逆止弁１５とから成る弁組立体１６が配設されている。一方、ケーシング１０内の上部側には、吸込室１３と流路１７（図４参照）を介して連通するポンプ室１８が形成されており、このポンプ室１８にはベーン形ポンプ（回転式ポンプ）１９が配設されている。ポンプ１９は、ポンプ室１８に嵌装された有底筒状の本体２０を備えており、この本体２０には流路１７に接続する吸込口２１と後述する他の流路３０に接続する吐出口２２とが設けられている。
【００１４】
ポンプ１９の本体２０内にはロータ２３が配設されており、ロータ２３は本体２０の偏心位置を延ばされた回転軸２４に固定的に取付けられている。回転軸２４は、ケーシング１０の内部に一体形成した軸受部２５とケーシング１０の外壁に被蓋した蓋体２６に一体形成した軸受部２６ａとに回動自在に支持されている。ポンプ室１８と本体２０とは、蓋体２６によりケーシング１０の開口１０ａを閉じることにより密閉室として区画されている。ロータ２３には、半径方向へ摺動自在に複数のベーン２７が放射状に装着されており、各ベーン２７は、ロータ２３の両側面に設けた凹部２３ａ内に配置したリング２８によりそれぞれの基端が支承されている。また、ケーシング１０外に延ばした回転軸２４の一端部にはモータ（図示略）により回転駆動されるプーリ２９が装着されている。
【００１５】
ポンプ１９においては、図示を略すモータの作動でプーリ２９を回転させると、その回転が回転軸２４を介してロータ２３に伝えられ、各ベーン２７はその先端を本体２０の内周面に摺接させながら回転する。この時、ロータ２３が本体２０に対する偏心位置を中心に回転するので、ベーン２７で仕切られた各室の容積が拡大、縮小を繰返し、これにより本体２０内吸込側に負圧が発生する。したがって、流入口１１をタンクに接続しておけば、ロータ２３の回転によりタンク内の流体が流入口１１からストレーナ１４、吸込側逆止弁１５、流路１７および吸込口２１を経てポンプ１９内に吸込まれ、その吐出口２２から流路３０へと吐出されるようになる。
【００１６】
また、ケーシング１０の上部側でかつポンプ１９と反対側に位置する部分には気液分離装置３１が配設されている（図１参照）。この気液分離装置３１は下端を開放した縦形のサイクロン３２から成り、このサイクロン３２は、上部側の円筒状の導入部３２ａと、この導入部３２ａから下方へ延ばされかつ下端開口に向かって次第に絞られた裁頭円錐状の胴部３２ｂと導入部３２ａの上側を覆う円錐状の天井部３２ｃとを備えている。サイクロン３２の胴部３２ｂは、その下側のほぼ半分長に相当する部分が、後述するフィルタ室４０内に突出するように形成され、この突出部分３４ａの周壁には縦方向に延びるスリット３３が形成されている。
【００１７】
サイクロン３２の上部には、流路３０の一端を構成する開口３０ａが形成されている。この開口３０ａは、ポンプ１９からの流体をサイクロン３２の接線方向に流出させるように形成されると共に、導入部３２ａと天井部３２ｃとを跨いで縦長に設けられている。サイクロン３２の天井部３２ｃの中央には貫通孔３４ａを有する栓部材３４が嵌着されている。この栓部材３４の貫通孔３４ａはケーシング１０に取付けた蓋体３５内の流路３６を介して後述する気体分離室６０に連通している。
【００１８】
気液分離装置３１においては、ポンプ１９から流路３０を通じて圧送されてきた、気体が混入した液体は、開口３０ａからサイクロン３２内へ流入して旋回運動を起こし、液体と気体とで作用する遠心力が異なることにより液体が半径外方に集まると共に気体が半径内方に集まる。そして、この分離された液体は胴部３２ｂの下端開口からフィルタ室４０に流下し、一方、気体を含む気体富化液は、天井部３２ｃの栓部材３４の貫通孔３４ａから蓋体３５内の流路３６を通過して気体分離室６０へと排出される。
【００１９】
図５に示されるように、フィルタ室４０内にはフィルタ４１が配設されている。このフィルタ４１は、その先端部がフィルタ室４０を区画するケーシング１０内の垂直隔壁４２に設けた孔４２ａに嵌合されている。フィルタ４１の後方にはケーシング１０に被蓋した蓋体４３に一端を当接させた圧縮ばね４４が配設されており、フィルタ４１はこの圧縮ばね４４により垂直隔壁４２に押圧されている。蓋体４３により閉じられたケーシング１０の開口１０ｂはフィルタ４１を出し入れできる十分なる大きさを有しており、これにより、フィルタ４１は蓋体４３を取外すことにより、適宜その交換を行うことができるようになる。
【００２０】
図４及び図６に示されるように、上記フィルタ４１の前方には、ケーシング１０の上部側に設けた出口側逆止弁４５に通じる流路４６の一端部と吸込側逆止弁１５の２次側の流路１７に通じる流路４７の一端部とが垂直隔壁４８を挟んで配設されている。出口側逆止弁４５は、ケーシング１０の水平隔壁４９に形成した貫通孔５０に嵌着された弁座５１と、弁座５１に離着座する軸付の弁体５２とケーシング１０の蓋体５３に一端を当接させて弁体５２を常時は閉じ方向に付勢する弁ばね５４とを備えており、弁ばね５４のばね力は流路抵抗を少なくするため、弱いばね力に設定され、ポンプ１９が停止しているときの弁体５２が閉弁するようになっている。
【００２１】
この出口側逆止弁４５の２次側は流路５５を介して流出口１２に接続されている。したがって、気液分離装置３１で分離されフィルタ室４０に流下した液は、フィルタ４１から流路４６を通って出口側逆止弁４５を開き、さらに流路５５から流出口１２を通って外部の機器（例えば流量計）へと圧送され、流出口１２へ導く方向への油液の流れのみを許すようになっている。
【００２２】
図４に示されるように、流路４６の上部には、上記出口側逆止弁４５と、出口側逆止弁４５を閉弁させるピストン２１０と、ピストン２１０が摺動するシリンダ２１２に気体分離室６０の液圧を供給する連通路２２０とを有する吐出側逆止弁機構２３０が設けられている。
【００２３】
しかして、垂直隔壁４８には、ケーシング１０の側壁にボルト止めした、リリーフ弁５６（図５参照）が嵌合されており、いま、ポンプ１９を駆動したまま外部の機器を閉じたり、あるいは絞ったりした場合は、このリリーフ弁５６が開き、液が流路４７および流路１７からポンプ１９の吸込口２１へ戻されるようになる。また、上記フィルタ室４０と流路４６とにより流体流路が形成されている。
【００２４】
図７に示すように、気体分離室６０を形成するケーシング１０の上面に取り付けられた蓋体３５の下面には、気液分離装置３１と気体分離室６０の間を連通する流路３６が設けられている。流路３６の図中左方の端部近傍には、気液分離装置３１で分離された気体富化液を気体分離室６０に供給するための管部材６２が圧入されている。この管部材６２の下端は、気体分離室６０内の最低液位付近に設けられた小容積の液溜り６４内まで延ばされている。液溜り６４はケーシング１０の垂直隔壁６３と、この隔壁の段部６３ａと隔壁６３に平行な縦壁６４ａとからＵ字溝状に形成され、その一端は、図３に示すように開放されている。これにより管部材６２を通じて気体分離室６０内に供給された気体富化液は、一旦液溜り６４に溜った後、その一端から気体分離室６０の底部側に流動して溜るようになる。そしてこの間、気体富化液から気体が分離され、この気体はケーシング１０の上壁に設けた排気通路１３０から外部へと排出される。
【００２５】
この排気通路１３０には、気体分離室６０から溢れた液体が外部に流出することを防止するオーバーフロー防止弁機構２４０が設けられている。オーバーフロー防止弁機構２４０には、気体分離室６０で溢れた液体が流入した場合に上昇して流出口２４１を閉弁する噴出し防止弁２４２が設けられている。尚、通常は、噴出し防止弁２４２が下方に変位しているので、気体分離室６０で分離された気体は、流出口２４１から外部に排気される。
【００２６】
ここで、気体分離室６０に溜まった液体をポンプ１９の吸込口２１に戻す構成について説明する。図２及び図３に示されるように、気体分離室６０の底部側にはフロート６７が配設されている。フロート６７は、その一面から延ばした軸部６７ａの先端部をケーシング１０の側面開口を閉塞する蓋体６８に軸着させることにより上下方向に回動自在となっている。蓋体６８には、その表・裏面に突出して第１のボス部６９が設けられており、この第１のボス部６９には軸穴７０が形成されている。
【００２７】
また、気体分離室６０内に位置する前記ボス部６９の先端部にはその軸穴７０を気体分離室６０内に連通させる開口７１が形成されている。この開口７１の周りは戻し弁７２の弁座として構成されており、この開口７１には、フロート６７の軸部６７ａに軸着された弁体７４が嵌合されている。この戻し弁７２は、フロート６７の上昇に応じて弁体７４を上動させ、開口７１を開く。
【００２８】
なお、フロート６７および弁体７４は、側面の蓋体６８に対して予め一体化されており、該蓋体６８により閉じられたケーシング１０の開口１０ｃを通じて気体分離室６０内に出し入れできるようになっている。また、蓋体６８の外側において前記第１のボス部６９の一端部にはその軸穴７０を閉じるプラグ７５が螺合されている。
【００２９】
一方、ケーシング１０内の下部には、図４，図５に示されるように、ケーシング１０の側面からリリーフ弁５６の２次側の流路４７に連通する戻し流路７６が形成されている。この戻し流路７６と前記第１のボス部６９内の軸穴７０とはケーシング１０に設けた第２のボス部７７内の連通孔（図示略）により接続されており、その接続部には第１のボス部６９内の軸穴７０への液の逆流を規制する逆止弁（フラッパ弁）７８が設けられている。これにより、気体分離室６０内に液が溜ってフロート６７が上昇すると、戻し弁７２の弁体７４が開いて気体分離室６０内の液が第１のボス部６９内の軸穴７０、第２のボス部７７内の連通孔、戻し流路７６、リリーフ弁５６の２次側の流路４７、吸込側逆止弁１５の２次側の流路１７を経由してポンプ１９の吸込口２１に戻されるようになる。
【００３０】
弁組立体１６は、ポンプ１９内の負圧発生により弁体が開弁動作して、ストレーナ１４から流入した流体がポンプ１９の吸込口２１に通じる流路１７に流れ込む。
【００３１】
一方、フィルタ４１の前方に配置したリリーフ弁５６は、流路４６内の液圧が必要以上に高まった場合には、弁体が開弁動作して流路４６内の液が流路４７および流路１７からポンプ１９の吸込口２１へ戻される。
【００３２】
以下、上記のように構成したポンプユニットの作用を説明する。ポンプ１９のロータ２３をモータ（図示せず）により回転駆動させると、吸込側逆止弁１５が開き、流入口１１からストレーナ１４、吸込側逆止弁１５および流路１７を経てタンク内の流体がポンプ１９内に吸込まれ、かつその吐出口２２から流路３０へと吐出される。そして、ポンプ１９から吐出された流体は気液分離装置３１側へ流動し、流路３０の開口３０ａからサイクロン３２内に流入して旋回運動を起こし、遠心力の差により液体が半径外方に集まると共に気体が半径内方に集まる。
【００３３】
本実施例においては、特に気液分離装置３１として縦形サイクロン３２を用いているので、比重差により液体と気体とが上下方向にも分離し、遠心分離と相まって気液分離能力が向上する。また、サイクロン３２の胴部３２ｂを下端開口に向かって次第に絞っているので、上記旋回流の流速が下方に向かうに従って大きくなり、気液分離能力がより一層向上する。また、サイクロン３２の天井部３２ｃを円錐状に形成しているので、下向きの旋回流をつくりやすくなるばかりか、サイクロン３２内に流体が流入する初期段階でも旋回流の流速が高まり、気液分離能力がさらに向上する。
【００３４】
このようにして分離された液体は胴部３２ｂの下端開口からフィルタ室４０に流下し、一方、気体を含む気体富化液は、天井部３２ｃの栓部材３４の貫通孔３４ａから蓋体３５内の流路３６に供給される。
【００３５】
この時、サイクロン３２の天井部３２ｃが円錐形状となっていることより気体富化液の排出が容易となる。そして、サイクロン３２の上方に吐出された気体富化液は、管部材６２を通過して気体分離室６０へ排出される。図３に示されるように、気体分離室６０とポンプ１９の吸込口２１に連通された流路４７との間は、バイパス管からなる連通路２２０によって連通されており、後述するように、気体分離室６０内の液面が所定高さ以上に上昇し、オーバーフロー防止弁機構２４０の噴出し防止弁２４２が閉弁した場合、気体分離室６０の圧力が連通路２２０に供給され、吐出側逆止弁機構２３０のピストン２１０を押圧する（図４参照）。
【００３６】
フィルタ室４０に流下した液体は、フィルタ４１を通って流路４６内に押し出され、液体の圧力により出口側逆止弁４５を開いて流路５５から流出口１２へと圧送される。ここで、気液分離装置３１で分離された液体中に気体がわずか残存している場合は、気体はフィルタ室４０の上部に溜るようになる。この溜った気体は、ポンプ１９の作動中は液の流れがあるため、フィルタ室４０の上部に溜ったままとなるが、ポンプ１９が停止されると、胴部３２ｂのスリット３３からサイクロン３２内に戻り、ポンプ１９の再作動に応じて天井部３２ｃから排出される。したがって、流出口１２へ気体を含む液体が供給されることはない。なお、流出口１２からの液体の流出が止められ、あるいは絞られた場合にリリーフ弁５６が開いて液がポンプ１９の吸込口２１へ戻されることは前記したとおりである。
【００３７】
一方、サイクロン３２から排出された気体富化液は、管部材６２を通じて気体分離室６０内に供給される。そして、気体分離室６０内で気体の分離が進行し、分離された気体はケーシング１０上部の排気通路１３０から外部へと排出される。このようにして、気体分離室６０内には気体を分離した液が溜り、次第にその液位を上昇させる。すると、フロート６７が上昇して戻し弁７２の弁体７４が開き、気体分離室６０内の液が戻し流路７６へ流れ、さらにリリーフ弁５６の２次側の流路４７、吸込側逆止弁１５の２次側の流路１７を経由してポンプ１９の吸込口２１に戻される。
【００３８】
しかして、例えばタンク側の問題によりケーシング１０内に多量の空気（液体を含む）が吸込まれると、流路３６，管部材６２を介して気体分離室６０へ排出される。
【００３９】
ここで、図８Ａ及び図８Ｂを参照して気体分離室６０の各状態について説明する。図８Ａは気体分離室６０の通常の動作状態、及び、気体分離室６０に液体Ａと大量の気泡Ｂが流入した状態を示す縦断面図である。図８Ｂは気体分離室６０に液体が充満してオーバーフロー防止機構が作動した状態を示す縦断面図である。
【００４０】
図８Ａに示されるように、正常状態では、気体分離室６０において、流路３６及び管部材６２を介して気泡が混入した流体Ａが徐々に流入しており、流体Ａの液面が上昇し、所定以上になると、フロート６７の上昇動作により戻し弁７２の弁体７４を開弁動作させる。これにより、気体分離室６０の底部に溜った液体が流路３０を介してポンプ室１８に戻される。一方、気体分離室６０に配管異常などにより流体Ａの上方に大量の気泡Ｂが流入した場合は、フロート６７の上昇動作により戻し弁７２の弁体７４が開弁動作するため、気泡Ｂが混入した流体Ａがポンプ室１８に戻されることになる。この場合、ポンプ室１８において、気泡Ｂが圧縮されることにより、液体の流入が阻害されてしまい、ポンプ１９が正常に機能しなくなる。
【００４１】
図８Ｂに示されるように、気体分離室６０に大量の液体が流入した場合は、フロート６７の上昇動作により戻し弁７２の弁体７４が開弁動作するが、戻し弁７２から流出される流量が供給量よりも少ないので、流体Ａの排出が間に合わず、気体分離室６０における液面上昇が続くことになる。その結果、戻し弁７２の弁体７４が開弁しているにも拘わらず、流体Ａが気体分離室６０から溢れてしまうため、それまで、気体の排出を行なっていたオーバーフロー防止機構２４０の噴出し防止弁２４２が上方に作動して排気口２４１を閉止して流体Ａ（気体と液体とを含む）の流出を防止する。
【００４２】
ここで、図９を参照して上記ケーシング１０内の各機器を通過して流量計へ送液される流体の流れについて説明する。図９はポンプユニットにおける流体の流れる経路を順番に示すフローチャートである。
【００４３】
図９に示されるように、ポンプユニットの駆動状態において、流体（燃料）は、先ず、ストレーナ１４で濾過され、次に吸込み側逆止弁１５を通過してポンプ１９のポンプ室１８に流入する。ポンプ１９は、ロータ２３の回転により流体を吸込口２１からポンプ室１８に吸込み、吐出口２２から流路３０へ吐出する。流体は、液体燃料に気泡が混入した状態でこの流路３０を流れて気体分離装置３１に供給される。気体分離装置３１では、サイクロン３２の旋回流により気体と液体とを分離している。気体分離装置３１で気体を除去された液体は、フィルタ４１で濾過された後、出口側逆止弁４５を通過して流量計２００に供給されて流量を計測される。流量計２００は、ポンプユニットの下流に配されており、給油ノズルに供給される流体の供給量（流量）を計測する。
【００４４】
また、ポンプ１９の吸込口２１と吐出口２２との間をバイパスする流路４７には、リリーフ弁５６が設けられている。ポンプ１９のロータ２３の回転しているときに逆止弁４５が閉弁状態に保持されると、ポンプ１９から吐出された流体は、ポンプ圧によりリリーフ弁５６を開弁させてポンプ１９の吸込口２１に戻される。そのため、ポンプ１９の運転時に逆止弁４５が閉弁しても、ポンプ１９には負荷がかからない。
【００４５】
気体分離装置３１の上部に溜った気泡を多く含んだ気体富化液は、流路３６及び管部材６２を通じて気体分離室６０内に供給される。気体分離室６０内の気体富化液の気泡は、気体分離室６０の液面上に溜り、気泡が分離された液体が増えてフロート６７が上昇すると、戻し弁７２が開弁し、気体分離室６０内の液体がポンプ１９の吸込口２１に戻される。
【００４６】
また、図４に示されるように、気体分離装置３１の圧力が所定値以上に上昇すると、出口側逆止弁４５を閉弁させるためのピストン２１０が設けられている。そのため、後述するように、気体分離室６０内の圧力が連通路２２０を介してピストン２１０に伝わると、ピストン２１０は下方に駆動されて出口側逆止弁４５を強制的に閉弁させる位置に移動する。
【００４７】
そして、気体分離室６０内で気体富化液から分離された気体は、気体分離室６０内の上壁に設けた排気通路１３０から外部へと排出される。
【００４８】
ここで、本発明の要部を構成する吐出側逆止弁機構２３０及び可動ピストン機構について説明する。図１０は吐出側逆止弁機構２３０を拡大して示す縦断面図である。図１０に示されるように、吐出側逆止弁機構２３０は、弁座５１と、弁体５２と、付勢部材５４とで構成されている。
【００４９】
また、上部蓋体１８０の下面には、付勢部材５４を保持する保持部材１９０が嵌合固定されている。
【００５０】
ポンプ１９が停止している時の弁体５２は、付勢部材５４の付勢力によって弁座５１に押圧されて閉弁位置にあり、ポンプ１９から流体が吐出されると、流体の吐出圧が付勢部材５４の付勢力よりも大きくなった時点で開弁動作する。これにより、ポンプ１９によって送液された流体が流出口１２から流量計２００へ供給される。
【００５１】
可動ピストン機構２３２は、連通路２２０が連通されたシリンダ２１２と、シリンダ２１２内に液密（シールされた状態）、かつ、移動自在に設けられたピストン２１０と、シリンダ２１２のシリンダ室においてシリンダ蓋２１４とピストン２１０との間に設けられ、ピストン２１０を上方に付勢する付勢部材２１６とから構成されている。この可動ピストン機構２３２は、ピストン２１０が吐出側逆止弁機構２３０の弁体５２の上方で同軸上に配され、且つピストン２１０から下方に延在するロッド２０８の下端が弁体５２の中央部に対向している。すなわち、ピストンは、弁体５２に対して対向する位置に設けられており、ロッド２０８の下端が逆止弁４５の弁体５２を押圧できるように逆止弁４５の開閉方向と同方向に可動可能に設けられている。
【００５２】
また、逆止弁４５の保持部材１９０の上面には、ピストン２１０のロッド２１８が挿通される貫通孔１９２が設けられ、保持部材１９０の下面には付勢部材５４が当接するバネ受け１９４が設けられている。
【００５３】
前述した図８Ａ、図８Ｂに示されるように、気体分離室６０に大量の液体が流入した場合（気体分離室６０内の液面が所定高さ以上に上昇した場合）は、フロート６７の上昇動作により戻し弁７２の弁体７４が開弁動作するが、戻し弁７２から流出される流量が供給量よりも少ないので、気体分離室６０の圧力が所定圧以上に上昇する場合がある。その場合、図１１に示されるように、連通路２２０からの流体圧が付勢部材２１６の付勢力以上になると、シリンダ２１２内のピストン２１０が下方に駆動される。
【００５４】
これにより、ピストン２１０は、シリンダ２１２を摺動して下方に移動し、下方に延在するロッド２１８の先端を出口側逆止弁４５の弁体５２に当接させる。そのため、ポンプ１９が運転中であっても、気体分離室６０内の液面で所定高さ以上に上昇すると（図８Ａ、図８Ｂ参照）、ピストン２１０が気体分離室６０からの流体圧によって出口側逆止弁４５の弁体５２を閉弁動作させ、弁体５２を弁座５１に密着させる。これで、気体分離室６０から溢れた流体（気泡及び液体）がポンプ１９のポンプ室１８に流入されることが防止されるとともに、ポンプ１９から吐出された液体が流量計２００に供給されなくなる。
【００５５】
また、弁体５２の上面中央には、小径な貫通孔２５０を下側から閉止する副弁２６０が設けられている。この副弁２６０は、通常、付勢部材２７０の付勢力により上方（閉弁方向）に付勢されており、弁体５２が弁座５１に当接した後も気体分離室６０内の圧力が上昇した場合にピストン２１０がさらに下方に駆動されて副弁２６０を開弁させる。これにより、流路４６の流体が少量ずつ下流に流出してポンプ室１８及び気体分離室６０の圧力を減圧する。
【００５６】
また、ポンプ１９が停止すると、流路４６の圧力と気体分離室６０の圧力が同圧になるので、ピストン２１０は付勢部材２１６の付勢力により上方に復帰する。これと共に、ポンプ１９が停止状態では、弁体５２に吐出圧力すると、弁体５２も付勢部材５４の付勢力によって下方に移動して弁座５１を閉止する。
【００５７】
このように、本実施例では、気体分離室６０の圧力上昇によってピストン２１０を駆動して出口側逆止弁４５の弁体５２を閉弁動作させるため、モータなどの電気部品を使用せずに済み、燃料を供給する場合、安全性の面で有利である。
【００５８】
ここで、参考例２について説明する。
【００５９】
〔参考例２〕
図１２は参考例２を示す縦断面図である。図１２に示されるように、気体分離室６０における泡立ちが少ない液種（油種）の場合には、排気通路１３０及びオーバーフロー防止機構２４０の位置をケーシング１０の上部ではなく、ケーシング１０の側面に設けることも可能になる。この場合でも、出口側逆止弁４５の弁体５２を閉弁動作させるに必要な圧力を低く設定することにより、気体分離室６０の圧力が所定圧に達した時点でピストン２１０を作動させてポンプ１９０からの流体の吐出を停止させて気体分離室６０の気泡がポンプ１８に流入することを防止することができる。
【００６０】
ここで、本発明による実施例１を説明する。
〔実施例１〕
図１３は本発明による実施例１を示す縦断面図である。図１３に示されるように、オーバーフロー防止機構２４０には、噴出し防止弁２４２が上方に作動して排気口２４１を閉止したことを検知する検知手段３００が設けられている。検知手段３００としては、磁気センサあるいはマイクロスイッチなどが用いられる。
【００６１】
図１４に示されるように、吐出側逆止弁機構２３０Ａは、上記ピストン２１０に代えてアクチュエータ３１０が上部蓋体１８０に取り付けられている。アクチュエータ３１０としては、モータあるいはソレノイドなどからなる駆動手段が用いられる。
【００６２】
図１５に示されるように、検知手段３００により噴出し防止弁２４２が閉弁動作したことを検知した検知信号が制御部３２０に出力されると、吐出側逆止弁機構２３０Ａのアクチュエータ３１０を駆動するための駆動信号がアクチュエータ３１０に出力される。
【００６３】
図１６に示されるように、これにより、出口側逆止弁４５の弁体５２が閉弁駆動され、弁体５２が弁座５１に密着する。そのため、気体分離室６０から溢れた流体（気泡及び液体）がポンプ１９のポンプ室１８に流入されることが防止されるとともに、ポンプ１９から吐出された液体が流量計２００に供給されなくなる。
【００６４】
また、上記制御部３２０は、検知手段３００により噴出し防止弁２４２が閉弁動作したことを検知した検知信号が出力された場合、ポンプ１９のロータ２３を回転駆動するポンプモータを停止させるようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
上記実施例では、油液を供給する系路にポンプユニットを配置したが、油液以外の流体を供給する系路にポンプユニットを配置する場合にも本発明を適用できるのは勿論である。
【符号の説明】
【００６６】
１０ ケーシング
１１ 流入口
１２ 流出口
１５ 吸込側逆止弁
１８ ポンプ室
１９ ポンプ
２１ ポンプの吸込口
２２ ポンプの吐出口
２３ ロータ
３１ 気液分離装置
３２ サイクロン
３５ 蓋体
３６ 流路
４０ フィルタ室
４１ フィルタ
４５ 出口側逆止弁
５１ 弁座
５２ 弁体
５４ 付勢部材
６０ 気体分離室
６２ 管部材
６７ フロート
７２ 戻し弁
１３０ 排気通路
２００ 流量計
２１０ ピストン
２１２ シリンダ
２１４ シリンダ蓋
２１６ 付勢部材
２１８ ロッド
２２０ 連通路
２３０，２３０Ａ 吐出側逆止弁機構
２３２ 可動ピストン機構
２４０ オーバーフロー防止機構
２４１ 排気口
２４２ 噴出し防止弁
２６０ 副弁
３００ 検知手段
３１０ アクチュエータ
３２０ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入口および流出口を有するケーシング内に、前記流入口から流体を吸込むポンプと、
該ポンプから吐出された流体を液体と気体富化液とに分離する気体分離室と、
前記気体分離室で分離された液体の液面高さが上昇すると開弁して液体を前記ポンプへ戻すフロート弁と、
前記気体分離室の上部に設けられ、当該気体分離室内と外部とを連通する排気通路と、
前記気体分離室の液面が所定の高さ以下の場合には開弁して前記排気通路を開放し、前記気体分離室の液面が上昇して当該所定高さに達した場合には、閉弁して前記排気通路からの流体の噴出しを防止する噴出し防止弁と、
該噴出し防止弁が作動したことを検知する検知手段と、
を有するポンプユニットであって、
前記検知手段が前記噴出し防止弁の作動を検出した際、前記ポンプを停止させるよう制御することを特徴とするポンプユニット。
【請求項１】
流入口および流出口を有するケーシング内に、前記流入口から流体を吸込むポンプと、
該ポンプから吐出された流体を液体と気体富化液とに分離する気体分離室と、
前記気体分離室で分離された液体の液面高さが上昇すると開弁して液体を前記ポンプへ戻すフロート弁と、
前記気体分離室の上部に設けられ、当該気体分離室内と外部とを連通する排気通路と、
前記気体分離室の液面が所定の高さ以下の場合には開弁して前記排気通路を開放し、前記気体分離室の液面が上昇して当該所定高さに達した場合には、閉弁して前記排気通路からの流体の噴出しを防止する噴出し防止弁と、
該噴出し防止弁が作動したことを検知する検知手段と、
を有するポンプユニットであって、
前記検知手段が前記噴出し防止弁の作動を検出した際、前記ポンプを停止させるよう制御することを特徴とするポンプユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−２３７３２０（Ｐ２０１２−２３７３２０Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１９９１６６（Ｐ２０１２−１９９１６６）
【出願日】平成２４年９月１１日（２０１２．９．１１）
【分割の表示】特願２００８−１１１７１３（Ｐ２００８−１１１７１３）の分割
【原出願日】平成２０年４月２２日（２００８．４．２２）
【出願人】（０００１１００９９）トキコテクノ株式会社 (264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年９月１１日（２０１２．９．１１）
【分割の表示】特願２００８−１１１７１３（Ｐ２００８−１１１７１３）の分割
【原出願日】平成２０年４月２２日（２００８．４．２２）
【出願人】（０００１１００９９）トキコテクノ株式会社 (264)
【Ｆターム（参考）】
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