特許 5945793 圧縮空気用フィルタ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5945793

(24)【登録日】2016年6月10日

(45)【発行日】2016年7月5日

(54)【発明の名称】圧縮空気用フィルタ装置

(51)【国際特許分類】

   B01D 46/24 20060101AFI20160621BHJP

【ＦＩ】

   B01D46/24 Z

   B01D46/24 A

【請求項の数】4

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2016-26648(P2016-26648)

(22)【出願日】2016年2月16日

【審査請求日】2016年2月16日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000154521

【氏名又は名称】株式会社フクハラ

(74)【代理人】

【識別番号】100180415

【弁理士】

【氏名又は名称】荒井 滋人

(72)【発明者】

【氏名】福原 廣

【審査官】 宮部 裕一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０８３４６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０８４６８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１７０４２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−３１７６３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ４６／００

Ｂ０１Ｄ ４６／２４

Ｂ０１Ｄ ４５／００−４５／０４

Ｂ０１Ｄ ２９／１１

Ｂ０１Ｄ ２９／５０

Ｆ０４Ｂ ３９／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉛直方向の上下側空間をそれぞれ上ボウル及び下ボウルで覆われているボディと、
該ボディが鉛直方向に分割されて形成されている上ボディ、中ボディ、及び下ボディと、
前記中ボディの側面に水平方向を向いて形成されている第１の開口部及び第２の開口部と、
前記第１の開口部及び第２の開口部とそれぞれ連通して前記中ボディの上面及び下面の中心部以外の周縁部に形成された上開口部及び下開口部と、
前記上ボディの下面にて前記上開口部と連通する位置に形成されている上ボディ下側開口部と、
該上ボディ下側開口部と連通して前記上ボディの上面中央部分に形成された上ボディ上側開口部と、
前記下ボディの上面にて前記下開口部と連通する位置に形成されている下ボディ上側開口部と、
該下ボディ上側開口部と連通して前記下ボディの上面中央部分に形成された下ボディ下側開口部と、
前記上ボウル及び下ボウル内にそれぞれ配された上側フィルタエレメント及び下側フィルタエレメントと、
該上側フィルタエレメントによって仕切られた前記上ボウル内の上外側空間及び上内側空間と、
前記下側フィルタエレメントによって仕切られた前記下ボウル内の下外側空間及び下内側空間と、
前記ボディを貫通して形成されて前記上外側空間と前記下外側空間とを連通する連通孔とを備え、
圧縮空気が流通すべき流路として形成され、前記第１の開口部から前記中ボディ及び前記上ボディ内を通って前記上ボディ上側開口部へと延びて前記上内側空間内へと通じる第１の流路と、前記上内側空間から前記上外側空間へと延びて前記上側フィルタエレメントを通過する上通過流路と、前記上外側空間から前記下外側空間へと延びて前記連通孔を通る連通流路と、前記下外側空間から前記下内側空間へと延びて前記下側フィルタエレメントを通過する下通過流路と、前記下内側空間から前記下ボディ下側開口部を通じて前記下ボディ及び前記中ボディ内を通り前記第２の開口部へと延びる第２の流路とを有していることを特徴とする圧縮空気用フィルタ装置。

【請求項2】

前記上ボウルは、前記下ボウルと同一形状で形成されていて互いに交換可能であることを特徴とする請求項１に記載の圧縮空気用フィルタ装置。

【請求項3】

前記ボディに対して前記上側及び下側フィルタエレメントを取り付けるための上側及び下側アダプタは同一形状で互いに交換可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧縮空気用フィルタ装置。

【請求項4】

前記上ボディと下ボディとは同一形状で互いに交換可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の圧縮空気用フィルタ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧縮空気に含まれる不純物を分離するための圧縮空気用フィルタ装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

エアコンプレッサ等の空気圧縮機から吐出される圧縮空気には、凝縮水たるドレンや塵埃、あるいは空気圧縮機で用いられている潤滑油等の不純物が含まれている。圧縮空気はその後エアガンやシリンダ等の空圧機器に用いられるため、このような不純物が含まれているとこれら空圧機器の故障等を招くおそれがある。すなわち、不純物が含まれていると圧縮空気の将来的な用途に有害となる可能性がある。このため圧縮空気中の不純物は、適宜エアフィルタにて圧縮空気から分離又は除去されている（例えば特許文献１参照）。

【0003】

圧縮空気が流れている圧縮空気圧回路にて、特許文献１のようなエアフィルタを配設する場所に十分なスペースがある場合、ろ過効率を高めるため大型のエアフィルタを用いることが考えられる。しかしこのスペースが上下方向にのみ余裕があり、左右方向に対して余裕がない場合がある。このような場合、上下方向のスペースを有効利用するようなエアフィルタを用いることが好ましい。このようなフィルタとしては、圧縮空気の流入方向及び流出方向に対して上下方向にそれぞれフィルタを配設したものがある（例えば特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平６−３１５６１５号公報

【特許文献2】特開２０１４−２３７０９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、フィルタ装置に対して圧縮空気を側方から導入し、これをフィルタ装置の中心から鉛直方向に流通させる構造の場合、特許文献２のようにどうしても圧縮空気の行きと帰りの流路にてその隔壁が薄くなってしまう。このようなフィルタ装置の中心部分は鋳物で製造されることが多く、このような薄肉部分を有しさらに複雑な流路構造を有するものを製造することは困難である。

【0006】

本発明は、上記従来技術を考慮したものであり、圧縮空気を側方から取り入れて鉛直方向に流通させる構造であっても生産性を損なうことなく、圧縮空気の流路間で十分な間隔を有する圧縮空気用フィルタ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】

【0007】

前記目的を達成するため、本発明では、鉛直方向の上下側空間をそれぞれ上ボウル及び下ボウルで覆われているボディと、該ボディが鉛直方向に分割されて形成されている上ボディ、中ボディ、及び下ボディと、前記中ボディの側面に水平方向を向いて形成されている第１の開口部及び第２の開口部と、前記第１の開口部及び第２の開口部とそれぞれ連通して前記中ボディの上面及び下面の中心部以外の周縁部に形成された上開口部及び下開口部と、前記上ボディの下面にて前記上開口部と連通する位置に形成されている上ボディ下側開口部と、該上ボディ下側開口部と連通して前記上ボディの上面中央部分に形成された上ボディ上側開口部と、前記下ボディの上面にて前記下開口部と連通する位置に形成されている下ボディ上側開口部と、該下ボディ上側開口部と連通して前記下ボディの上面中央部分に形成された下ボディ下側開口部と、前記上ボウル及び下ボウル内にそれぞれ配された上側フィルタエレメント及び下側フィルタエレメントと、該上側フィルタエレメントによって仕切られた前記上ボウル内の上外側及び上内側空間と、前記下側フィルタエレメントによって仕切られた前記下ボウル内の下外側及び下内側空間と、前記ボディを貫通して形成されて前記上外側空間と前記下外側空間とを連通する連通孔とを備え、圧縮空気が流通すべき流路として形成され、前記第１の開口部から前記中ボディ及び前記上ボディ内を通って前記上ボディ上側開口部へと延びて前記上内側空間内へと通じる第１の流路と、前記上内側空間から前記上外側空間へと延びて前記上側フィルタエレメントを通過する上通過流路と、前記上外側空間から前記下外側空間へと延びて前記連通孔を通る連通流路と、前記下外側空間から前記下内側空間へと延びて前記下側フィルタエレメントを通過する下通過流路と、前記下内側空間から前記下ボディ下側開口部を通じて前記下ボディ及び前記中ボディ内を通り前記第２の開口部へと延びる第２の流路とを有していることを特徴とする圧縮空気用フィルタ装置を提供する。

【0008】

好ましくは、前記上ボウルは、前記下ボウルと同一形状で互いに交換可能である。すなわち、その向きによって部材決定される（上ボウルとして使用するのか、下ボウルとして使用するのかが決定される）。

【0009】

好ましくは、前記ボディに対して前記上側及び下側フィルタエレメントを取り付けるための上側及び下側アダプタは同一形状で互いに交換可能である。すなわち、その向きによって部材決定される（上側アダプタとして使用するのか、下側アダプタとして使用するのかが決定される）。

【0010】

好ましくは、前記上ボディと下ボディとは同一形状で互いに交換可能である。すなわち、その向きによって部材決定される（上ボディとして使用するのか、下ボディとして使用するのかが決定される）。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、中ボディに形成されている上開口部及び下開口部がそれぞれ中ボディの上面及び下面の中心部以外の周縁部に形成されている。したがって、第１の開口部と上開口部とを連通する第１の流路と、第２の開口部と下開口部とを連通する第２の流路とを離間した位置に形成することができる。すなわち、第１の開口部と第２の開口部とを中ボディに対して対向する側面に設け、且つ上開口部と下開口部とをそれぞれ第１の開口部及び第２の開口部に寄った側の周縁部に設ければ、中ボディ内に形成された第１及び第２の流路はそれぞれ中ボディ内で離間した位置に形成されることになる。したがって、圧縮空気の流路間で十分な間隔を設けることができ、流路間が肉厚となり信頼性が向上する。また、ボディを分割してそれぞれを貫通させて開口部を設けることで、圧縮空気を側方から取り入れて鉛直方向に流通させる構造であってもそれぞれの上中下ボディにおける孔あけ加工は単純なものとなり、生産性が向上する。

【0012】

また、上ボウルと下ボウルとを同一形状で互いに交換可能で、その向きによって部材決定されることで、一つの形状のボウルを形成することで両方に適用することができるので、生産効率が向上する。この際、下ボウルに備わるドレン孔は圧力計や差圧計等と連通させるための孔として用いればよい。

【0013】

また、フィルタエレメントをボディに取り付けるための上側及び下側アダプタも同一形状で互いに交換可能で、その向きによって部材決定されることで、一つの形状のアダプタを形成することで両方に適用することができるので、さらに生産効率が向上する。

【0014】

また、上ボディと下ボディとが同一形状で互いに交換可能で、その向きによって部材決定されることで、一つの形状のボディ部材を形成することで両方に適用することができるので、さらに生産効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明に係る圧縮空気用フィルタ装置の概略断面図である。

【図2】図１のＡ−Ａ断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１及び図２に示すように、本発明に係る圧縮空気用フィルタ装置１は、鉛直方向上側から、上ボウル４ａ、ボディ３、下ボウル４ｂが配されて形成されている。具体的には、ボディ３の鉛直方向に対して上下側の空間がそれぞれ上ボウル４ａ及び下ボウル４ｂで覆われている。すなわち、ボディ３に対して上下方向に上ボウル４ａ、下ボウル４ｂがそれぞれ取り付けられている。ボディ３は略四角柱形状であり、鉛直方向に分割されて上ボディ３ａ、中ボディ３ｂ、及び下ボディ３ｃで形成されている。中ボディ３ｂの側面には水平方向を向いた第１の開口部６ａ及び第２の開口部６ｂが形成されている。

【0017】

第１の開口部６ａは中ボディ３ｂ内を通じて中ボディ３ｂの上面に形成された上開口部２ａと連通している。第２の開口部６ｂは中ボディ３ｂ内を通じて中ボディ３ｂの下面に形成された下開口部２ｂと連通している。上開口部２ａ及び下開口部２ｂは中ボディ３ｂの上面及び下面の中心部以外の周縁部に形成されている。具体的には、第１の開口部６ａ（第２の開口部６ｂ）から水平方向に連通路は延び、中ボディ３ｂの中心に行く手前で約９０度折れ曲がってそのまま上開口部２ａ（下開口部２ｂ）と連通している。

【0018】

中ボディ３ｂの上側には、上ボディ３ａが取り付けられている。上ボディ３ａの下面には、上開口部２ａと連通する位置に対応して上ボディ下側開口部５ａが形成されている。また、上ボディ３ａの上面中央部分には、上ボディ下側開口部５ａと連通する上ボディ上側開口部１４ａが形成されている。一方で、中ボディ３ｂの下側には、下ボディ３ｃが取り付けられている。下ボディ３ｃの上面には、下開口部２ｂと連通する位置に対応して下ボディ上側開口部５ｂが形成されている。また、下ボディ３ｃの上面中央部分には、下ボディ上側開口部５ｂと連通する下ボディ下側開口部１４ｂが形成されている。上中下のボディ３ａ〜３ｃは互いにボルト等で締結されて一体化し（例えば図２で示す上ボディ３ａの四隅に形成されたボルト孔２３を利用）、ボディ３として形成されている。また、上中下のボディ３ａ〜３ｃの間にはシート状のパッキン材が介装され、気密性が向上されている。

【0019】

上述したように、ボディ３の上下側の空間は、上ボウル４ａ及び下ボウル４ｂにてそれぞれ覆われている。上ボウル４ａ及び下ボウル４ｂはそれぞれボディ３に対して密接して取り付けられ、ボディ３の上下側の空間をそれぞれ密閉している。上ボウル４ａ及び下ボウル４ｂ内にそれぞれ上側フィルタエレメント９ａ及び下側フィルタエレメント９ｂが配されている。上側及び下側フィルタエレメント９ａ、９ｂは、それぞれ上側アダプタ１０ａ及び下側アダプタ１０ｂを介してボディ３の上下それぞれに取り付けられている。上側及び下側アダプタ１０ａ、１０ｂは略円筒形状である。上側アダプタ１０ａは上ボディ３ａの上ボディ上側開口部１４ａに、下側アダプタ１０ｂは下ボディ３ｃの下ボディ下側開口部１４ｂにそれぞれＯリング１７を介して嵌め込まれている。上側及び下側フィルタエレメント９ａ、９ｂは網目状もしくは中空糸膜状のフィルタ材で形成された略円筒形状である。

【0020】

上ボウル４ａ内は上側フィルタエレメント９ａによって上外側空間１１ａと上内側空間１１ｂとに仕切られている。つまり、上外側空間１１ａと上内側空間１１ｂとの間には上側フィルタエレメント９ａが介装されている。一方で、下ボウル４ｂ内は下側フィルタエレメント９ｂによって下外側空間１２ａと下内側空間１２ｂとに仕切られている。つまり、下外側空間１２ａと下内側空間１２ｂとの間には下側フィルタエレメント９ｂが介装されている。

【0021】

図２に示すように、ボディ３には、上外側空間１１ａと下外側空間１２ａとを連通するための連通孔１３が貫通して形成されている。この連通孔１３は上中下のボディ３ａ〜３ｃの全てについて同位置に形成されている。

【0022】

以上のような構成から、圧縮空気が流通する流路が装置１内に形成される。すなわち、第１の開口部６ａから中ボディ３ｂ及び上ボディ３ａ内を通って上ボディ上側開口部１４ａへと延びて上内側空間１１ｂ内へと通じる流路は第１の流路７として形成される。また、上内側空間１１ｂから上外側空間１１ａへと延びて上側フィルタエレメント９ａを通過する流路は上通過流路１５として形成される。また、上外側空間１１ａから下外側空間１２ａへと延びて連通孔１３を通る流路は連通流路１６として形成される。また、下外側空間１２ａから下内側空間１２ｂへと延びて下側フィルタエレメント９ｂを通過する流路は下通過流路１８として形成される。また、下内側空間１２ａから下ボディ下側開口部１４ｂを通じて下ボディ３ｃ及び中ボディ３ｂ内を通り第２の開口部６ｂへと延びる流路は第２の流路８として形成される。

【0023】

以上より、ボディ３内には、第１の流路７と第２の流路８と連通流路１６とが別々に設けられている。例えば、第１の開口部６ａを圧縮空気の流入口として使用した場合は、圧縮空気は第１の開口部６ａから第１の流路７を通って上内側空間１１ｂへと進む。そして、上内側空間１１ｂから上外側空間１１ａへと延びる上通過流路１５を通る（すなわち、上側フィルタエレメント９ａを通過する）。そして、上外側空間１１ａから下外側空間１２ｂへと延びる連通孔１３内の連通流路１６を通る。そして、下外側空間１２ａから下内側空間１２ｂへと延びる下通過流路１８を通る（すなわち、下側フィルタエレメント９ｂを通過する）。そして、この下内側空間１２ｂから第２の流路８を通り、第２の開口部６ｂから流出する。なお、図１では第１の開口部６ａが圧縮空気の流入口である場合を例にして矢印の向きを記載している。第２の開口部６ｂを圧縮空気の流入口とした場合は、上記と逆の流路をたどる。

【0024】

上述した構成によれば、中ボディ３ｂに形成されている上開口部２ａ及び下開口部２ｂがそれぞれ中ボディ３ｂの上面及び下面の中心部以外の周縁部に形成されている。したがって、第１の開口部６ａと上開口部２ａとを連通する第１の流路７と、第２の開口部６ｂと下開口部２ｂとを連通する第２の流路８とを離間した位置に形成することができる。すなわち、図１に示すように、第１の開口部６ａと第２の開口部６ｂとを中ボディ３ｂに対して対向する側面に設け、且つ上開口部２ａと下開口部２ｂとをそれぞれ第１の開口部６ａ及び第２の開口部６ｂに寄った側の周縁部に設ければ、中ボディ３ｂ内に形成された第１及び第２の流路７、８はそれぞれ中ボディ３ｂ内で離間した位置に形成されることになる。したがって、圧縮空気の流路間で十分な間隔を設けることができ、流路間が肉厚となり信頼性が向上する。また、ボディ３を分割してそれぞれを貫通させて開口部を設けることで、圧縮空気を側方から取り入れて鉛直方向に流通させる構造であってもそれぞれの上中下ボディ３ａ〜３ｃにおける孔あけ加工は単純なものとなり、生産性が向上する。すなわち、一つ一つの部材の製造が単純となるので生産効率が向上する。

【0025】

下ボウル４ｂの下端には開口したドレン孔１９が設けられている。ドレン孔１９は図示しないドレントラップ等とバルブ２０を介して接続される。上外側空間１１ａや下外側空間１２ａで発生したドレンは自重により落下し、このドレン孔１９から排出される。

【0026】

ここで、上ボウル４ａは、下ボウル４ｂと同一形状で形成されていて互いに交換可能であってもよい。上及び下ボウル４ａ、４ｂを同一形状とすると上ボウルの上端にドレン孔１９と同様の孔が形成されるが、これは差圧計（圧力計）２１と接続するための接続口２２として利用すればよい。このように上ボウル４ａと下ボウル４ｂとを同一形状で互いに交換可能であり、その向きによって部材決定される（向きによって上ボウル４ａとして使用するのか、下ボウル４ｂとして使用するのかが決定される）ことで、製造段階では一つの形状のボウルを形成すればよく、これを両方に適用することができ、生産効率が向上する。

【0027】

また、上側及び下側アダプタ１０ａ、１０ｂも同一形状で互いに交換可能であり、その向きによって部材決定されてもよい（向きによって上側アダプタ１０ａとして使用するのか、下側アダプタ１０ｂとして使用するのかが決定される）。これにより、一つの形状のフィルタエレメント及びアダプタを形成することで両方に適用することができ、さらに生産効率が向上する。

【0028】

さらに、前記上ボディ３ａと下ボディ３ｃとは同一形状で互いに交換可能であり、その向きによって部材決定されてもよい（向きによって上ボディ３ａとして使用するのか、下ボディ３ｃとして使用するのかが決定される）。これにより、一つの形状のボディ用部材を形成することで両方に適用することができ、さらに生産効率が向上する。

【0029】

図１の例では、上側フィルタエレメント９ａはプレフィルタ、下側フィルタエレメント９ｂは除菌フィルタを配している。プレフィルタは０．１ｕｍ〜５ｕｍ程度の粒子をろ過分離可能な網目を有し、除菌フィルタは細菌類の中でも特に細菌をろ過可能な網目を有している。このような構成にすれば、徐々に網目が細かくなり圧力損失をできるだけ低減しながら圧縮空気内の不純物を除去して流通させることができる。ただし、上通過流路１５と下通過流路１８とは、エレメントの内側と外側との関係で流路の向きを逆とするので、それについて留意して実施することが好ましい。

【符号の説明】

【0030】

１：圧縮空気用フィルタ装置、２ａ：上開口部、２ｂ：下開口部、３：ボディ、３ａ：上ボディ、３ｂ：中ボディ、３ｃ：下ボディ、４ａ：上ボウル、４ｂ：下ボウル、５ａ：上ボディ下側開口部、５ｂ：下ボディ上側開口部、６ａ：第１の開口部、６ｂ：第２の開口部、７：第１の流路、８：第２の流路、９ａ：上側フィルタエレメント、９ｂ：下側フィルタエレメント、１０ａ：上側アダプタ、１０ｂ：下側アダプタ、１１ａ：上外側空間、１１ｂ：上内側空間、１２ａ、下外側空間、１２ｂ：下内側空間、１３：連通孔、１４ａ：上ボディ上側開口部、１４ｂ：下ボディ下側開口部、１５：上通過流路、１６：連通流路、１７：Ｏリング、１８：下通過流路、１９：ドレン孔、２０：バルブ、２１：差圧計、２２：接続口、２３：ボルト孔

【要約】

【課題】圧縮空気を側方から取り入れて鉛直方向に流通させる構造であっても生産性を損なうことなく、圧縮空気の流路間で十分な間隔を有する圧縮空気用フィルタ装を提供する。
【解決手段】圧縮空気用フィルタ装置１は、圧縮空気が流通すべき流路として形成され、第１の開口部６ａから中ボディ３ｂ及び上ボディ３ａ内を通って上ボディ上側開口部１４ａへと延びて上内側空間１１ｂ内へと通じる第１の流路７と、上内側空間１１ｂから上外側空間１１ａと延びて上側フィルタエレメント９ａを通過する上通過流路１５と、上外側空間１１ａから下外側空間１２ａへと延びて連通孔を通る連通流路１６と、下外側空間１２ａから下内側空間１２ｂへと延びて下側フィルタエレメント９ｂを通過する下通過流路１８と、下内側空間１２ｂから下ボディ下側開口部１４ｂを通じて下ボディ３ｃ及び中ボディ３ｂ内を通り第２の開口部６ｂへと延びる第２の流路８とを有している。
【選択図】 図１

【図1】

【図2】