(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、乾燥剤の再生時にエアドライヤから放出される空気には水分とともに油分も含まれるため、環境負荷を考慮してエア系統のコンプレッサの下流にオイルセパレータを設けることが考えられている。このオイルセパレータは、油分を含んだ空気が衝突する衝突材を筐体内に設け、油分を分離して回収し、油分を除去した清浄エアを排出する装置である。
【0006】
ここで、オイルセパレータの筐体には分離された油分が水分とともにドレンとして溜まるので、筐体内の洗浄や衝突材の交換を定期的に行う必要がある。そこで、筐体を容易に分離することができるオイルセパレータが求められている。
【0007】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、筐体を容易に分離することができるオイルセパレータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
上記課題を解決するオイルセパレータは、エアドライヤから筐体内に流入したパージエアを衝突材に衝突させることで油分を分離して油分を含むドレンを回収し、清浄エアを排出するオイルセパレータであって、前記パージエアを導入する導入口と前記清浄エアを排出する排出口とが設けられた蓋と、鉛直方向に併設された複数の膨張室と、
前記衝突材が収容され、前記ドレンを内部に溜め、前記蓋に取り付けられるケースと、前記蓋と前記ケースとを着脱可能とする着脱機構と、を備え、前記膨張室同士の間には、前記導入口から導入された前記パージエアを鉛直下方へ通過させる貫通孔が形成されることをその要旨としている。
【0009】
同構成によれば、導入口と排出口とが蓋に設けられ、導入口からケース内に導入されたパージエアが鉛直下方へ複数の膨張室を通過して排出口から清浄エアが排出され、着脱機構によってケースを蓋から取り外したり、取り付けたりできる。このため、ケースを蓋から取り外すことで筐体を容易に分離することができる。
【0010】
上記オイルセパレータについて、前記導入口と前記排出口とは、前記蓋の水平方向における面にそれぞれ設けられることが好ましい。
同構成によれば、導入口と排出口とが蓋の水平方向の面にそれぞれ設けられる。このため、ケースには導入口や排出口がないので、蓋からケースを取り外す際にケースに接続された管等がなく取り外しが容易である。また、蓋の鉛直方向において上面や底面に管を接続することがないので、鉛直方向の長さを抑制することができる。
【0011】
上記オイルセパレータについて、前記ケース内に溜まったドレンを加熱する加熱手段を備え、前記筐体の下部には、前記加熱手段を前記筐体内に挿入する挿入孔が設けられることが好ましい。
【0012】
同構成によれば、筐体の下部に設けられた挿入孔から加熱手段が挿入されて、加熱手段がドレンを直接加熱する。このため、ドレンに含まれる水分を蒸発させて、ドレンの量を減らして、ケースを蓋から取り外す回数を抑制でき、着脱機構の耐用期間を長くできる。また、加熱手段からドレンへの熱伝達が高く、ドレンを間接的に加熱するよりも効率良く加熱することができる。
【0013】
上記オイルセパレータについて、前記ケースを加熱する加熱手段を備え、前記ケースの下部には、前記加熱手段を収容する収容部が設けられることが好ましい。
同構成によれば、ケースの下部に設けられた収容部に加熱手段が収容されて、加熱手段がケースを加熱する。このため、ドレンに含まれる水分を蒸発させて、ドレンの量を減らして、ケースを蓋から取り外す回数を抑制でき、着脱機構の耐用期間を長くできる。また、加熱手段がドレンに触れないので、ドレンによって加熱手段が劣化することを抑制することができる。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、筐体を容易に分離することができる。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、
図1〜
図8を参照して、オイルセパレータの一実施形態について説明する。
図1に示されるように、トラック、バス、建機等の車両は、コンプレッサ1から送られる圧縮空気を利用してブレーキやサスペンション等のシステムを制御している。このため、エア系統のコンプレッサ1の下流には、圧縮空気中の油水分を除去し、乾燥空気を提供するためのエアドライヤ2が設けられている。エアドライヤ2内には、乾燥剤が設けられている。そして、エアドライヤ2は、油水分を除去する除湿作用と、乾燥剤に吸着させた油水分を取り除き外部に放出する再生作用とを行う。
【0017】
そこで、本実施例では、乾燥剤の再生時にエアドライヤ2から放出される空気(パージエア)には水分とともに油分も含まれるため、環境負荷を考慮してエア系統のコンプレッサ1の下流にオイルセパレータ3を設ける。特に、オイルセパレータ3は、エアドライヤ2の排気系統に設けられ、エアドライヤ2を再生する際に排出されるパージエアから油水分を分離して回収する。
【0018】
オイルセパレータ3は、油水分を含んだ空気が衝突する複数の衝突材を筐体内に設けた衝突方式である。この衝突方式のオイルセパレータ3は、油水分を含んだ空気を衝突材に衝突させて気液分離を行うことで油分を回収し、清浄エアを排出する。分離された油水分を以下ではドレンと記載する。
【0019】
図2に示されるように、エアドライヤ2は、鉛直上方が閉じた有底円筒状のケース21と、当該ケース21の開口部を閉蓋するとともにケース21を支持する支持部材22とを備えている。支持部材22の下部には、乾燥剤の再生時にパージエアを排出するパージエア排出口23が形成されている。パージエア排出口23には、接続ホース25が接続されるパージエア排出カバー24が取り付けられている。接続ホース25は、オイルセパレータ3に接続されている。なお、エアドライヤ2の支持部材22には、コンプレッサ1で圧縮された圧縮空気を導入する導入口(図示略)が設けられるとともに、乾燥圧縮空気を排出する排出口(図示略)が設けられている。
【0020】
オイルセパレータ3は、鉛直方向に延出した有底円筒状の筐体としてのケース31と、当該ケース31の開口部を閉蓋する蓋32とを備えている。ケース31の底部31aには、溜まったドレンを排出するためのドレン排出口33が設けられている。ドレン排出口33には、ドレンを取り出す際に使用するドレンホース34が接続されている。蓋32には、接続ホース25を介してエアドライヤ2からパージエアを導入する導入口35と、油分を分離した清浄エアを排出する排出口40とが別々に形成されている。導入口35と接続ホース25とは、連結部材27によって接続されている。
【0021】
オイルセパレータ3の蓋32には、取付部材37が一体に蓋32に対して立設されている。取付部材37は、ボルト39によってシャーシ38に固定されている。
また、ドレンホース34の先端部は、車両のシャーシ38等に固定された支持部材90に着脱可能に取り付けられている。すなわち、支持部材90には、固定部材91が固定されている。この固定部材91の下端部には、ドレンホース34の先端部をワンタッチで取り付けるワンタッチカプラ92が固定されている。ドレンホース34の先端部は、ワンタッチカプラ92に挿入することで固定部材91に固定され、ワンタッチカプラ92を操作することで固定部材91から取り外せる。ドレンホース34の先端部は、鉛直方向上向きに固定部材91に装着される。
【0022】
オイルセパレータ3の排出口40には、水平方向から鉛直上方へ曲がったエルボ部材60が螺着されている。エルボ部材60の先端には、液垂防止部材70が取り付けられるとともに、ごみ等の侵入を防ぐカバー80が取り付けられている。
【0023】
図3に示されるように、蓋32には、導入口35と排出口40とが同一方向(図中右側)に開口している。導入口35と排出口40とは、水平方向における面にそれぞれ設けられている。そして、導入口35には、連結部材27を介して接続ホース25が接続されている。また、排出口40には、エルボ部材60が接続されている。つまり、連結部材27とエルボ部材60とが併設されている。
【0024】
図4に示されるように、蓋32は、鉛直上方が閉じた有底円筒状である。蓋32の導入口35の近傍内壁には、導入口35から導入されたパージエアの進行方向に対して直交するよう2枚の邪魔板46が立設されている。蓋32の内部空間は、導入口35から導入されたパージエアを膨張させる第1膨張室45として機能する。蓋32には、ケース31内から排出口40に連通する連通部32aが形成されている。
【0025】
図5及び
図6に示されるように、ケース31と蓋32との間には、ケース31を閉蓋するとともに、蓋32を閉蓋する円盤状のカバー47が設けられている。カバー47は、ケース31と一緒に蓋32にボルト36によって締結されている。すなわち、蓋32に設けられたフランジ部32bに形成されたねじ孔32cにボルト36が締結される。ボルト36とねじ孔32cとが着脱機構として機能する。また、ケース31に設けられたフランジ部31bに形成された貫通孔にボルト36の螺子部が貫通される。カバー47には、ボルト36のねじ部が貫通する貫通孔が形成されている。よって、ケース31のフランジ部31bの貫通孔とカバー47のフランジ部47aの貫通孔とにボルト36のねじ部を貫通して、蓋32のフランジ部32bのねじ孔32cにボルト36を螺着することで、蓋32とカバー47とケース31とが締結されている。ケース31は、ボルト36をねじ孔32cから外すことで蓋32から取り外すことができる。カバー47には、ケース31内から排出口40へ連通する連通孔47cが形成されている。
【0026】
また、蓋32とカバー47とによって形成された空間が第1膨張室45として機能する。カバー47には、スポンジ等のウレタンフォーム50を収容する鉛直上方が閉じた有底円筒状の収容部材48がボルト36によって固定されている。なお、ウレタンフォーム50が衝突材として機能する。収容部材48の上端縁部と下端縁部とには、フランジ部48aとフランジ部48bとが形成されている。収容部材48の上端縁部に形成されたフランジ部48aにボルト36が貫通されて、収容部材48がカバー47に締結されている。カバー47と収容部材48の上面とによって形成された空間が第2膨張室51として機能する。カバー47には、第1膨張室45と第2膨張室51とを連通する複数の貫通孔47bが形成されている。収容部材48の上底部49の中央部分には、複数の貫通孔49aが形成されている。カバー47の貫通孔47bと収容部材48の上底部49の貫通孔49aとは対向しない位置に形成されている。収容部材48の側面の下端部側には、複数の貫通孔48cが径方向に間隔をおいて形成されている。
【0027】
収容部材48の下端縁部に形成されたフランジ部48bには、収容したウレタンフォーム50を支持する円盤状の支持蓋52がねじ53によって固定されている。支持蓋52は、ケース31の内径とほぼ同径に形成されている。なお、収容部材48の上底部49と支持蓋52とによって形成された空間が第3膨張室59として機能する。支持蓋52には、ウレタンフォーム50によって除去された油水分を落下させる複数の貫通孔52aが形成されている。よって、ケース31内の下部がドレン溜め部54として機能する。
【0028】
ドレン溜め部54には、溜まったドレンを加熱して、水分を蒸発させるための加熱手段としてのヒータ55が設置されている。ヒータ55は、ケース31の側面に形成された挿入孔56からケース31内に挿入されている。ヒータ55は、ドレン溜め部54に溜まったドレンを直接加熱する。ヒータ55は、図示しないサーモスタットによって加熱を制御する。
【0029】
図7及び
図8に示されるように、エルボ部材60は、水平方向に延びる水平部61と、水平部61に連続して垂直方向に延びる垂直部62とを備えている。エルボ部材60の基端部には、排出口40の雌螺子部40aに螺着する雄螺子部63が形成されている。エルボ部材60の雄螺子部63は、排出口40の雌螺子部40aに螺着された際に、エルボ部材60の先端が上方に向く位置で締結が止まるように形成されている。エルボ部材60の先端部には、液垂防止部材70を螺着する雌螺子部64が形成されている。エルボ部材60内にドレンが流れ込んだ際には、垂直部62によってドレンが外部に流れ出すことが抑制される。
【0030】
液垂防止部材70の内部には、基端と先端とを繋ぐ貫通孔71が形成され、流路を塞ぐ大きな異物の進入することを防止する4枚の区画板72が設けられている。区画板72は、周方向において均等な間隔で軸方向に延出して形成されている。貫通孔71の中心であって区画板72の交差する部分には、円筒部73が形成されている。液垂防止部材70の基端部には、エルボ部材60の雌螺子部64に螺着される雄螺子部74が形成されている。液垂防止部材70の先端の開口部75の側面には、開口部75から垂れた液体を受ける液垂受部76が全周に亘って形成されている。この液垂受部76の底部には、液垂受部76に受けた液体を貫通孔71に戻す戻し部としての戻し孔77が形成されている。戻し孔77は、液垂受部76から貫通孔71まで貫通している。よって、液垂受部76に垂れた液体は、戻し孔77を介してエルボ部材60へ戻ることとなる。
【0031】
カバー80の内側には、液垂防止部材70の円筒部73に差し込まれる円柱状の挿込部81が突設されている。挿込部81には段差部82が形成され、液垂防止部材70に対するカバー80の挿込位置が設定されている。カバー80は、液垂防止部材70の開口部75を覆っている。カバー80の外径は、液垂受部76の内径よりも小さく形成されている。よって、液垂防止部材70を通過した清浄エアは、液垂防止部材70の開口部75とカバー80の内面との間を通過して外部に排出される。
【0032】
次に、前述のように構成されたオイルセパレータ3の作用について説明する。
図2に示されるように、エアドライヤ2から排出されたパージエアがオイルセパレータ3に導入される。パージエアは、油水分が含まれた空気である。
【0033】
図4に示されるように、導入口35から導入されたパージエアは、邪魔板46に衝突して邪魔板46に沿ってオイルセパレータ3内に導入され、第1膨張室45内で膨張する。
図5に示されるように、第1膨張室45内で膨張した空気は、カバー47に形成された貫通孔47bから第2膨張室51に進入する。第2膨張室51内で膨張した空気は、収容部材48の上底部49の貫通孔49aから第3膨張室59内に進入し、ウレタンフォーム50に衝突した油水分が空気から分離される。ウレタンフォーム50によって捕獲された水分と油分とを含むドレンは、ウレタンフォーム50内をつたって支持蓋52の上面に達し、支持蓋52の貫通孔52aからドレン溜め部54に落下して、ドレン溜め部54に溜まる。ドレン溜め部54に溜まったドレンは、ドレン排出口33からドレンホース34内に進入する。ドレン溜め部54に溜まったドレンは、ヒータ55によって加熱されてドレン内の水分が蒸発される。
【0034】
ところで、ドレンホース34の先端部を固定部材91から取り外すと、大気が固定部材91内に流入して、ドレンホース34内のドレンがドレン溜め部54のドレンと同じ高さに位置する。よって、ドレンホース34内のドレンが見えれば、ドレン溜め部54のドレンの量を確認することができる。
【0035】
一方、
図6に示されるように、収容部材48の上底部49の貫通孔49aから第3膨張室59内に進入して油水分が分離された空気は、収容部材48の側面の貫通孔48cからケース31内に進入する。ケース31内に進入した空気は、カバー47の連通孔47cと蓋32の連通部32aとを通過して排出口40からエルボ部材60に流入して大気に排出される。よって、ケース31内に進入した空気は、ドレン溜め部54のドレンにほとんど触れることなく、排出口40から排出される。排出口40から排出される空気は、油分を含まない清浄エアとなっている。
【0036】
ドレン溜め部54に溜まったドレンを排出する際には、ワンタッチカプラ92を操作することでドレンホース34の先端部をワンタッチカプラ92から取り外して、ドレンホース34の先端部をドレン溜め部54のドレンの水面よりも低くすることで排出できる。
【0037】
ケース31内を洗浄する際や衝突材としてのウレタンフォーム50を交換する際には、ボルト36をねじ孔32cから外すことで、蓋32からケース31とカバー47とを取り外す。そして、取り外したケース31とカバー47とを洗浄することができる。また、収容部材48に支持蓋52を固定しているねじ53を外し、ウレタンフォーム50を収容部材48内から取り出し、ウレタンフォーム50を交換する。交換後には、ねじ53によって支持蓋52を収容部材48に固定し、ボルト36を蓋32のねじ孔32cに締結することで、蓋32にケース31とカバー47とを取り付ける。
【0038】
以上、説明した実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)導入口35と排出口40とが蓋32に設けられ、導入口35からケース31内に導入されたパージエアが鉛直下方へ複数の膨張室45,51,59を通過して排出口40から清浄エアが排出され、着脱機構としてのボルト36とねじ孔32cとによってケース31を蓋32から取り外したり、取り付けたりできる。このため、ケース31を蓋32から取り外すことで筐体を容易に分離することができる。
【0039】
(2)導入口35と排出口40とが蓋32の水平方向の面にそれぞれ設けられる。このため、ケース31には導入口35や排出口40がないので、蓋32からケース31を取り外す際にケース31に接続された管等がなく取り外しが容易である。また、蓋32の鉛直方向において上面や底面に管を接続することがないので、鉛直方向の長さを抑制することができる。
【0040】
(3)ケース31の下部に設けられた挿入孔56からヒータ55が挿入されて、ヒータ55がドレンを直接加熱する。このため、ドレンに含まれる水分を蒸発させて、ドレンの量を減らして、ケース31を蓋32から取り外す回数を抑制でき、着脱機構の耐用期間を長くできる。また、ヒータ55からドレンへの熱伝達が高く、ドレンを間接的に加熱するよりも効率良く加熱することができる。
【0041】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記実施形態では、着脱機構としてねじ孔32cにボルト36を締結したが、他の着脱機構を採用してもよい。例えば、
図9に示されるように、蓋32のフランジ部32bとケース31のフランジ部31bとを挟み込んで内径側へ締め付けるクランプリング100を着脱機構として採用してもよい。クランプリング100は、フランジ部32b,31bを挟み込む断面U字状のリング101と、リング101の締付部102を締め付けるボルト103、ナット104とを備えている。クランプリング100を採用すれば、ボルト103を回転させればよいので、容易に着脱できる。また、
図10に示されるように、凹凸嵌合構造を着脱機構として採用してもよい。ケース31のフランジ部31bに代えてケース31の内側に周方向に沿って突出する凸部110を設け、蓋32のフランジ部32bに代えて凹部111を設ける。そして、ケース31を蓋32に向かって押し付けて、蓋32の凹部111にケース31の凸部110を嵌合させる。なお、ケース31に凹部を設け、蓋32に凸部を設けてもよい。凹凸嵌合を採用すれば、嵌合させるだけでケース31を蓋32に取り付けられるので、容易に着脱できる。また、ケース31の蓋32に対する回転を防止する止めねじを設けてもよい。
【0042】
・上記実施形態では、ヒータ55を挿入孔56からドレン溜め部54に挿入して、ドレンを直接加熱したが、
図11に示されるように、ケース31にヒータ55を収容する収容部57を設けて、ケース31を加熱してもよい。このようにすれば、ドレンに含まれる水分を蒸発させて、ドレンの量を減らして、ケースを蓋から取り外す回数を抑制でき、着脱機構の耐用期間を長くできる。また、ヒータ55がドレンに触れないので、ドレンによってヒータが劣化することを抑制することができる。
【0043】
・上記実施形態では、導入口35と排出口40とを蓋32の水平方向における面にそれぞれ設けたが、導入口35と排出口40とを蓋32の上部等の鉛直方向の面に設けてもよい。
【0044】
・上記実施形態では、ケース31のドレン排出口33にドレンホース34を接続したが、ドレンホース34を省略して、ドレン排出口33に栓を設けて、ドレン排出口33から直接排出してもよい。この場合、ドレン排出口33にドレン流出抑制部材を設ける。
【0045】
・上記実施形態では、第1膨張室45と第2膨張室51と第3膨張室59とをオイルセパレータ3に設けたが、第1膨張室45と第2膨張室51
とのいずれか1つ
を省略してもよい。
【0046】
・上記実施形態では、ドレンホース34に目盛りを設けてもよい。
・上記実施形態では、ウレタンフォーム50の上流や下流、膨張室45,51内に不織布フィルタ等の部材を配置してもよい。このようにすれば、オイル成分の除去率を向上させることができる。さらに、不織布フィルタ等の部材に静電気を帯びさせてもよい。このようにすれば、オイル成分の除去率を更に向上させることができる。
【0047】
・上記実施形態では、衝突材としてウレタンフォーム50を採用したが、クラッシュドアルミ等の他の部材を採用してもよい。