DE112012001826T5

DE112012001826T5 - Filter

Info

Publication number: DE112012001826T5
Application number: DE112012001826.5T
Authority: DE
Inventors: Hiraku Sakai
Original assignee: Koganei Corp
Current assignee: Koganei Corp
Priority date: 2011-05-19
Filing date: 2012-05-10
Publication date: 2014-01-30
Anticipated expiration: 2032-05-11
Also published as: JPWO2012157515A1; CN103547376A; KR101968234B1; TWI529005B; WO2012157515A1; KR20140038416A; CN103547376B; US20140174045A1; US9174225B2; JP5767322B2; TW201247325A; DE112012001826B4

Abstract

Dieser Filter wird zum Reinigen von Luft durch Entfernen von in der Luft enthaltenen Fremdstoffen, wie etwa Flüssigkeitströpfchen, verwendet. Eine Abscheidungseinheit (23), ist mit einem Anschlussblock (13) und einem Abscheidungszylinder (20) ausgebildet, und der Anschlussblock ist mit einem primären Anschluss (11) und einem sekundären Anschluss (12) ausgebildet. Aus dem sekundären Anschluss (12) wird Luft, die durch Entfernen der Fremdstoffe in einer Abscheidungskammer (25) der Abscheidungseinheit (23) gereinigt ist, ausströmen gelassen. Ein Austragsrohr (37) zum Führen der gereinigten Luft zu dem sekundären Anschluss (12) ist in einem Mittelabschnitt einer Wirbelströmungs-Erzeugungskammer (24) angeordnet. Die Fremdstoffe, die aus dem Austragsanschluss (31) ausgetragen werden, werden in einem Sammelbehälter (27) gesammelt. In dem Sammelbehälter (27) ist eine Prallplatte (51) vorgesehen, die eine Flüssigkeitsführungsfläche (50) aufweist. Eine Lamelle (52) ist in einem Außenumfangsabschnitt der Prallplatte (51) vorgesehen, und die Flüssigkeitsführungsfläche (50), die an einem Mittelabschnitt der Prallplatte (51) angeordnet ist, ist eben.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Filter, der verwendet wird, um Fremdstoffe, wie etwa Flüssigkeitströpfchen oder Stäube, aus der Luft, die in ein Pneumatikgerät eingeführt werden soll, zu entfernen.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Ein Pneumatikgerät, wie ein Pneumatikzylinder, wird mit Luft aus einer Pneumatikquelle über eine Pneumatikleitung, wie eine Rohrleitung oder einen Schlauch, versorgt. Durch Verbinden der Pneumatikquelle und des Pneumatikgeräts über die Pneumatikleitung wird ein Pneumatikkreis gebildet. Luft, die dem Pneumatikgerät von der Pneumatikquelle zugeführt werden soll, wird als zu behandelnde Luft gehandhabt, und der Pneumatikkreis ist mit einem Filter zum Entfernen von in der zu behandelnden Luft enthaltenen Fremdstoffen, wie etwa Wassertröpfchen oder Öltröpfchen oder Stäuben, versehen.
Als ein Typ des Filters, der in dem Pneumatikkreis vorgesehen ist, offenbart Patentdokument 1 einen Filter mit einem Hauptblock, das heißt, einem Anschlussblock, der mit einem primären Anschluss und einem sekundären Anschluss ausgebildet ist, und einem Filterelement, das an dem Anschlussblock angebracht ist. Das Filterelement ist angepasst, um Fremdstoffe, die aus Flüssigkeitströpfchen, wie etwa Wassertröpfchen, oder Stäuben, wie etwa pulverförmigen und körnigen Materialien, bestehen, die in der zu behandelnden Luft enthalten sind und aus dem primären Anschluss strömen, zu entfernen und die gereinigte Luft zu dem sekundären Anschluss auszutragen. Um die Fremdstoffe, wie etwa Flüssigkeitströpfchen, die durch das Filterelement entfernt werden, aufzunehmen, ist ein Filtergehäuse, nämlich ein Sammelbehälter, an dem Anschlussblock angebracht.
Als ein Filter zur Verwendung in dem Pneumatikkreis, sind Luftfilter, Ölnebelabscheider und Mikroölnebelabscheider genannte Formen bekannt, und diese Filter werden gemäß der Fremdstoff-Entfernungsleistung auf der Basis eines Innendurchmessers von Luftlöchern eines Filterelements oder dergleichen definiert.
Ein Filter, der angepasst ist, um Flüssigkeit zu verwirbeln und somit Fremdstoffe, die in flüssiges Kühlmittel gemischt sind, zu entfernen, ist in Patentdokument 2 offenbart. Dieser Filter ist angepasst, um Flüssigkeit zu verwirbeln und somit Fremdstoffe aus Flüssigkeit auf der Basis der Unterschiede des spezifischen Gewichts und der Zentrifugalkraft zwischen der Flüssigkeit und Fremdstoffen zu entfernen.
Dokumente des Standes der Technik
Patentdokumente

Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung Offenlegungsschrift Nr. H07-328364
Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldung Offenlegungsschrift Nr. 2011-51055

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
In einem Filter, der angepasst ist, um Luft in einem Zylinder zu verwirbeln, der den Unterschied der Fliehkraft zwischen Luft und Fremdstoffen benutzt, um in der Luft enthaltene Fremdstoffe, wie etwa Flüssigkeitströpfchen oder Stäube, zu entfernen, werden die Fremdstoffe entlang einer Innenumfangsfläche des Zylinders fallen gelassen, während Luft, die durch Entfernen der Fremdstoffe daraus gereinigt ist, über ein Austragsrohr, das in der Mitte des Zylinders angeordnet ist, nach außen zugeführt wird.
Der Filter weist einen Sammelbehälter zum Sammeln der Fremdstoffe, die entlang der Innenumfangsfläche des Zylinders heruntergefallen sind, auf, und ein unterer Endabschnitt des Zylinders ist mit einem Austragsanschluss versehen, der mit dem Sammelbehälter kommuniziert. Die Fremdstoffe werden entlang der Innenumfangsfläche des Zylinders in Richtung des Austragsanschlusses transportiert, und werden in den Sammelbehälter fallen gelassen, und die Luft wird teilweise in den Sammelbehälter strömen gelassen, während sie verwirbelt wird. Die darin eingeströmte Luft wird umgelenkt, um entlang der Mitte des Wirbels aus dem Sammelbehälter in Richtung des sekundären Anschlusses aufzusteigen.
Wie es oben beschrieben ist, wenn die Luft teilweise in den Sammelbehälter eintritt und dann umgelenkt wird, um in Richtung des sekundären Anschlusses aufzusteigen, wird die umgelenkte Luft ebenfalls verwirbelt, und daher werden die Fremdstoffe, die in dem Sammelbehälter verbleiben, durch die Zyklonwirkung der Wirbelströmung nach oben gewirbelt und werden in Richtung des sekundären Anschlusses ausgetragen. Selbst wenn die Luft innerhalb des Zylinders verwirbelt wird, um die Luft durch Abscheiden der Fremdstoffe daraus durch Zentrifugieren zu reinigen, gibt es ein solches Problem, dass, wenn die gereinigte Luft die Fremdstoffe aufwirbelt, die Sauberkeit der zu behandelnden Luft nicht vergrößert werden kann.
Ein bevorzugtes Ziel der vorliegenden Erfindung ist, in Luft enthaltene Fremdstoffe, wie etwa Flüssigkeitströpfchen, unter Verwendung eines Filters mit hohem Entfernungswirkungsgrad zu entfernen.
MITTEL ZUR LÖSUNG DER PROBLEME
Ein Filter gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Filter zum Entfernen von in Luft enthaltenen Fremdstoffen, wie etwa Flüssigkeitströpfchen oder Stäuben, um die Luft zu reinigen, umfassend: eine Abscheidungseinheit, die einen primären Anschluss, dem die Luft zugeführt wird, einen Wirbelströmungs-Erzeugungsabschnitt, der die aus dem primären Anschluss zugeführte Luft zu einer Wirbelströmung ändert, eine Abscheidungskammer, die eine konische Fläche mit einem Innendurchmesser aufweist, der allmählich in Richtung eines Austragsanschlusses abnimmt, der in einem unteren Endabschnitt davon vorgesehen ist und mit dem Wirbelströmungs-Erzeugungsabschnitt kommuniziert, und einen sekundären Anschluss umfasst, der bewirkt, dass gereinigte Luft, aus der Fremdstoffe in der Abscheidungskammer entfernt worden sind, ausströmt; einen Sammelbehälter, der an der Abscheidungseinheit angebracht ist, in welchem Fremdstoffe, die aus dem Austragsanschluss ausgetragen werden, gespeichert werden; und ein Austragsrohr, das an einem zentralen Abschnitt des Wirbelströmungs-Erzeugungsabschnitts angeordnet ist, um die gereinigte Luft zu dem sekundären Anschluss zu führen; eine Prallplatte, die eine Flüssigkeitsführungsfläche aufweist und innerhalb des Sammelbehälters derart angeordnet ist, dass sie dem Austragsanschluss gegenüberliegt; und eine Mehrzahl von Lamellen, die an der Flüssigkeitsführungsfläche derart vorgesehen sind, dass sie sich in einer radialen Richtung erstrecken und nach oben vorstehen, um das Verwirbeln von Gas, das aus dem Austragsanschluss in den Sammelbehälter geströmt ist, einzuschränken.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Wirbelströmung, die von dem Wirbelströmungs-Erzeugungsabschnitt erzeugt wird, nach unten geführt, während sie in der Abscheidungskammer verwirbelt wird, so dass die in der Luft enthaltenen Fremdstoffe in der Abscheidungskammer abgeschieden werden. Die Abscheidungskammer hat eine konische Form, so dass die in der Luft enthaltenen Fremdstoffe effizient abgeschieden werden. Die Fremdstoffe, von denen die Luft abgeschieden worden ist, fallen aus dem Austragsanschluss in Richtung des Sammelbehälters und werden in dem Sammelbehälter gesammelt. Die Prallplatte, die die Flüssigkeitsführungsfläche aufweist, ist in dem Sammelbehälter derart vorgesehen, dass sie dem Austragsanschluss gegenüberliegt, und die Luft, die aus dem Austragsanschluss in Richtung der Flüssigkeitsführungsfläche strömte, strömt von der Flüssigkeitsführungsfläche zurück in Richtung des Austragsanschlusses. Ein Mittelabschnitt der Flüssigkeitsführungsfläche ist eben, und daher werden Fremdstoffe, wie etwa Flüssigkeitströpfchen, schnell zu einem Außenumfangsabschnitt der Prallplatte geführt. Auch sind obere Endabschnitte der Lamellen in dem Außenumfangsabschnitt der Flüssigkeitsführungsfläche vorgesehen, und daher wir ein Bedecken des Austragsanschlusses durch die Fremdstoffe verhindert, und abgesehen davon wird das Aufwirbeln der Fremdstoffe, wie etwa Flüssigkeitströpfchen, die an der Flüssigkeitsführungsfläche anhafteten, verhindert. Die Lamellen sind radial in dem Außenumfangsabschnitt der Prallplatte vorgesehen, und daher wird die Wirbelbewegung der Luft, die in den Sammelbehälter einströmte eingeschränkt, um das Aufwirbeln von Flüssigkeit innerhalb einer Speicherkammer aufgrund von Zyklonwirkung, die durch die Wirbelbewegung der Luft innerhalb der Speicherkammer verursacht wird, zu verhindern. Auf diese Weise, werden einmal das Eintreten der Fremdstoffe, die aus der Luft abgeschieden sind, in das Austragsrohr und das Ausströmen davon aus dem sekundären Anschluss verhindert, so dass eine Entfernungsrate der Fremdstoffe durch den Filter vergrößert werden kann.
KURZBESCHREIBUNGEN DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsansicht, die einen Filter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die die obere Hälfte des in 1 gezeigten Filters zeigt;
3 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die die untere Hälfte des in 1 gezeigten Filters zeigt;
4 ist eine Querschnittsansicht, genommen entlang der Linie A-A in 1;
5 ist eine Querschnittsansicht, genommen entlang der Linie B-B in 1;
6 ist eine Querschnittsansicht, genommen entlang der Linie C-C in 1;
7 ist eine Querschnittsansicht, genommen entlang der Linie D-D in 1;
8 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die den in den 1 und 2 gezeigten Wirbelströmungserzeuger zeigt;
9 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die den Filter zeigt;
10 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Sammelbehälter und ein ringförmiges Verriegelungselement zeigt;
11 ist eine Querschnittsansicht, die die obere Hälfte eines Filters gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
12 ist eine perspektivische Ansicht von 11;
13 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen in den 10 und 11 gezeigten Wirbelströmungserzeuger zeigt;
14A ist eine Frontansicht einer Abscheidungseinheit einer Filtervorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
14B ist eine Ansicht der rechten Seite von 14A;
15 ist eine Querschnittsansicht, genommen entlang der Linie E-E in 14A;
16 ist eine Querschnittsansicht der in den 14A und 14B gezeigten Abscheidungseinheit; und
17 ist eine Querschnittsansicht, die eine abgewandelte Ausführungsform der in den 14A bis 16 gezeigten Abscheidungseinheit zeigt.
BESTER WEG ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Wie in 1 gezeigt ist, weist ein Filter 10 einen Anschlussblock 13 auf, der aus Metall hergestellt und mit einem primären Anschluss 11 und einem sekundären Anschluss 12 ausgebildet ist. Der primäre Anschluss 11 ist mit einer primären Luftdruckleitung verbunden, die aus einer nicht gezeigten Rohrleitung oder dergleichen besteht, und Luft von einer Druckluftquelle wird dem primären Anschluss 11 über die Druckluftleitung zugeführt. Der sekundäre Anschluss 12 ist mit einer sekundären Druckluftleitung verbunden, die aus einer nicht gezeigten Rohrleitung oder dergleichen besteht, und gereinigte Luft, aus der Flüssigkeitströpfchen und dgl. entfernt sind, wird einem externen Pneumatikgerät aus dem sekundären Anschluss über die Druckluftleitung zugeführt. Der primäre Anschluss 11 und der sekundäre Anschluss 12 sind jeweils koaxial an Seitenflächen des Anschlussblocks 13 entgegengesetzt zueinander geöffnet. Seitenflächen des Anschlussblocks 13, aus denen die entsprechenden Anschlüsse geöffnet sind, sind in einer annähernd ebenen Form ausgebildet, und der Anschlussblock 13 hat insgesamt eine nahezu kubische Form, wie in 9 gezeigt ist.
Der Anschlussblock 13 ist mit einem Aufnahmeloch 14 darin ausgebildet, und der primäre Anschluss 11 steht mit dem Aufnahmeloch 14 in Verbindung. Ein Stützabschnitt 16, der mit einem Verbindungsloch 15 ausgebildet ist, ist an einem zentralen Abschnitt des Anschlussblocks 13 vorgesehen, und Luft, die dem primären Anschluss 11 zugeführt wird, strömt zu einem unteren Abschnitt des Aufnahmelochs 14 über einen Verbindungsraum zwischen dem Stützabschnitt 16 und dem Aufnahmeloch 14.
Ein unterer Endabschnitt des Anschlussblocks 13 ist mit einem zylindrischen Außengewindeabschnitt 17 versehen. Ein aus Harz hergestellter Abscheidungszylinder 20 ist abnehmbar an dem Außengewindeabschnitt 17 angebracht, und ein oberer Endabschnitt des Abscheidungszylinders 20 ist mit einem Innengewindeabschnitt 18 versehen, der auf den Außengewindeabschnitt 17 geschraubt ist. Der Abscheidungszylinder 20 weist einen zylindrischen Abschnitt 21 mit einem konstanten Innendurchmesser und einen konischen Abschnitt 22 auf, der sich kontinuierlich von einem unteren Abschnitt des zylindrischen Abschnitts 21 nach unten erstreckt und einen Innendurchmesser aufweist, der sich allmählich in Richtung eines unteren Endabschnitts davon verringert. Eine Abscheidungseinheit 23 besteht aus dem Anschlussblock 13 und dem an diesem Block angebrachten Abscheidungszylinder 20. Die Abscheidungseinheit 23 ist darin mit einer oberseitigen Wirbelströmungs-Erzeugungskammer 24 und einer unterseitigen Abscheidungskammer 25 ausgebildet, die miteinander kommunizieren. Die in dieser Figur dargestellte Abscheidungseinheit 23 ist derart ausgestaltet, dass die Wirbelströmungs-Erzeugungskammer 24 aus dem Anschlussblock 13 und dem Abscheidungszylinder 20 gebildet ist, aber sie kann derart ausgestaltet sein, dass die Wirbelströmungs-Erzeugungskammer 24 aus dem Anschlussblock 13 gebildet ist und die Abscheidungskammer 25 aus dem Abscheidungszylinder 20 gebildet ist, oder sie kann derart ausgestaltet sein, dass die Wirbelströmungs-Erzeugungskammer 24 und die Abscheidungskammer 25 in dem Abscheidungszylinder 20 ausgebildet sind.
Der konische Abschnitt 22 des Abscheidungszylinders 20 ist mit einem Außengewindeabschnitt 26 versehen, und der Außengewindeabschnitt 26 hat den gleichen Außendurchmesser wie der Außengewindeabschnitt 17 des Anschlussblocks 13. Ein Sammelbehälter 27 ist abnehmbar an dem Außengewindeabschnitt 26 angebracht. Der Sammelbehälter 27 weist einen zylindrischen Abschnitt 28a und einen Bodenwandabschnitt 28b auf, der einstückig mit dem zylindrischen Abschnitt 28a ist, und ist aus einem transparenten Material hergestellt. Ein oberer Endabschnitt des Sammelbehälters 27 ist mit einem Innengewindeabschnitt 29 versehen, der auf den Außengewindeabschnitt 26 geschraubt ist. Der Innengewindeabschnitt 29 hat den gleichen Innendurchmesser wie der Innengewindeabschnitt 18 des zylindrischen Abschnitts 21 des Abscheidungszylinders 20. Der Sammelbehälter 27 ist mit einer Speicherkammer 30 ausgebildet, in der Fremdstoffe, wie etwa Flüssigkeitströpfchen, aufgenommen werden, und das Innere des Abscheidungszylinders 20 und der Speicherkammer 30 stehen miteinander über einen Austragsanschluss 31 in Verbindung, dar an einem unteren Endabschnitt des Abscheidungszylinders 20 ausgebildet ist.
Ein aus Harz hergestellter Wirbelströmungserzeuger 32 ist in der Wirbelströmungs-Erzeugungskammer 24 der Abscheidungseinheit 23 angebracht. Der Wirbelströmungserzeuger 32, der als Wirbelströmungs-Erzeugungsabschnitt dient, weist einen ringförmigen Basisabschnitt 33 auf, der an eine Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 21 des Abscheidungszylinders 20 montiert ist. Der ringförmige Basisabschnitt 33 ist einstückig mit einem zylindrischen Schaufelabschnitt 34. Wie in den 2 und 4 gezeigt ist, ist der zylindrische Schaufelabschnitt 34 mit einer Mehrzahl von Flügeln, d. h. Schaufeln 35, versehen, die sich in einer axialen Richtung entlang einer Innenumfangsfläche des Aufnahmelochs 14, d. h. einer Innenumfangsfläche der Wirbelströmungs-Erzeugungskammer 24, erstrecken, und die Schaufeln 35 sind jeweils in einer zylindrischen Form in Intervallen mit Zwischenräumen 36 ausgebildet und angeordnet. Wie in 4 gezeigt ist, weist jede der Schaufeln 35 einen Schrägstellungswinkel zu einer Tangente an die Innenumfangsfläche des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 auf. Durch die Bereitstellung des Schrägstellungswinkels auf diese Weise wird die Luft-Strömung zu Wirbelströmung verändert. Da viele Schaufeln 35 über einen gesamten Umfang des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 angeordnet sind und Längen in der axialen Richtung aufweisen, kann überdies Wirbelströmung effizient mit geringem Druckverlust erzielt werden, obwohl der zylindrische Schaufelabschnitt 34 in einer radialen Richtung dünn ist. Der zylindrische Schaufelabschnitt 34 ist aus einundzwanzig Schaufeln 35 gebildet. Wie in 4 gezeigt ist, sind die jeweiligen Schaufeln 35 derart eingerichtet, dass Wanddicken von diesen auf einer radial inneren Seite dünner sind als jene von diesen auf einer radial äußeren Seite, und jeder Zwischenraum 36, der zwischen den jeweiligen Schaufeln ausgebildet ist, erstreckt sich entlang der zentralen Achse der Abscheidungseinheit 23 in einer axialen Richtung und verläuft schräg in einer Umfangsrichtung.
Ein Austragsrohr 37 ist in dem Verbindungsloch 15 angebracht, und eine untere Endfläche des Austragsrohrs 37 erstreckt sich über den zylindrischen Schaufelabschnitt 34 hinaus nach unten, so dass sie die Position des ringförmigen Basisabschnitts 33 erreicht. Luft, die durch Abscheidung von Fremdstoffen gereinigt wurde, wird zu dem sekundären Anschluss 12 über das Austragsrohr 37 geführt. Das Austragsrohr 37 ist einstückig mit einem Verschlussdeckelabschnitt 38, und dieser Verschlussdeckelabschnitt 38 ist an den oberen Endabschnitten des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 angeordnet. Durch den Verschlussdeckelabschnitt 38 wird verhindert, dass Luft, die aus dem primären Anschluss 11 in das Aufnahmeloch 14 strömt, von einer radialen Innenseite des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 in den zylindrischen Schaufelabschnitt 34 strömt.
Somit ist der Wirbelströmungserzeuger 32 aus dem zylindrischen Schaufelabschnitt 34, der als Ganzes zu einer zylindrischen Form ausgebildet ist, dem ringförmigen Basisabschnitt 33, der an dem unteren Endabschnitt des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 angeordnet ist und in die Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 21 des Abscheidungszylinders 20 montiert ist, und dem Verschlussdeckelabschnitt 38, der an den oberen Endabschnitten des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 angeordnet ist, und dem Austragsrohr 37 zusammengesetzt. Daher strömt Luft, die aus dem primären Anschluss 11 in das Aufnahmeloch 14 zugeführt wird, in die Wirbelströmungs-Erzeugungskammer 24 in der axialen Richtung, um von einer oberen Außenumfangsfläche des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 in die Zwischenräume 36 zwischen den Schaufeln 35 zu strömen. Luft, die in die jeweiligen Zwischenräume 36 strömt, wird durch die Schaufeln 35 geführt, um in Richtung der Innenseite des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 in einer zu der tangentialen Richtung schrägen Weise ausgestoßen zu werden. Daher wird innerhalb des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 eine Wirbelluftströmung erzeugt, und die Wirbelströmung gelangt in die unterseitige Abscheidungskammer 25 in dem Abscheidungszylinder 20, während sie verwirbelt wird. Wenn die Luft zu der Wirbelströmung verändert wird, ist eine Zentrifugalkraft, die auf Flüssigkeitströpfchen mit einem spezifischen Gewicht größer als Luft ausgeübt wird, größer als die, die auf Luft ausgeübt wird, so dass die Flüssigkeitströpfchen an einer Innenumfangsfläche des konischen Abschnitts 22 anhaften. Die Flüssigkeitströpfchen, die an der Innenumfangsfläche anhafteten, tropfen von dem Austragsanschluss 31 in die Speicherkammer 30.
Wie oben beschrieben ist, ist der zylindrische Schaufelabschnitt 34, der durch Anordnen der Schaufeln 35 in der zylindrischen Form ausgebildet ist, mit dem ringförmigen Basisabschnitt 33 integriert, und der Verschlussdeckelabschnitt 38, der mit dem Austragsrohr 37 integriert ist, ist in einen distalen Endabschnitt des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 montiert. Jedoch können der zylindrische Schaufelabschnitt 34 und der Verschlussdeckelabschnitt 38 miteinander integriert sein, und der ringförmige Basisabschnitt 33 kann an der unteren Endfläche des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 anliegen. Ferner sind das Austragsrohr 37 und der Verschlussdeckelabschnitt 38 miteinander integriert. Jedoch können diese Elemente voneinander getrennt sein.
Wie in den Figuren gezeigt ist, strömt Luft, die aus dem primären Anschluss 11 in die Wirbelströmungs-Erzeugungskammer 24 strömte, von einem Außenumfangsabschnitt der Wirbelströmungs-Erzeugungskammer 24 in der axialen Richtung zu dem Wirbelströmungserzeuger 32, so dass eine axiale Strömung durch die Schaufeln 35 zu einer Wirbelströmung verändert wird. Da einundzwanzig Schaufeln 35 über den gesamten Umfang von 360 Grad angeordnet sind, wird auf die einströmende Luft eine Verwirbelungskraft über den gesamten Umfang von 360 Grad ausgeübt. Deshalb kann, verglichen mit einem Fall, bei dem bewirkt wird, dass die Luft von einem Einlassanschluss zu einer Innenumfangsfläche des Abscheidungszylinders 20 in einer tangentialen Richtung strömt, wie es in Patentdokument 2 offenbart ist, eine Wirbelströmung mit hoher Geschwindigkeit effizient erzeugt werden, ohne den Innendurchmesser des Abscheidungszylinders 20 groß herzustellen. Dementsprechend kann der Filter, der Wirbelströmung bildet, um darin enthaltene Flüssigkeitströpfchen zu entfernen, in kleiner Abmessung hergestellt werden.
Der Abscheidungszylinder 20 weist den zylindrischen Abschnitt 21 und den konischen Abschnitt 22 auf, der an dem Boden des zylindrischen Abschnitts 21 angeordnet ist, und es kann verhindert werden, dass die Zentrifugalkraft, die auf Wirbelströmung ausgeübt wird, die durch den Wirbelströmungserzeuger 32 erzeugt wird, an dem konischen Abschnitt 22 gedämpft wird. Wenn der untere Abschnitt des Abscheidungszylinders 20 in einer konischen Form ausgebildet ist, kann daher ein Abscheidungswirkungsgrad von Fremdstoffen aufgrund von Anhaftung von Fremdstoffen, wie etwa Flüssigkeitströpfchen, an der Innenumfangsfläche höher eingerichtet werden als der in einer solchen Hinsicht, dass der ganze Abscheidungszylinder 20 in einer zylindrischen Form ausgebildet ist. Luft, die durch Entfernen von Fremdstoffen gereinigt ist, steigt während sie verwirbelt wird, auf, um in das Austragsrohr 37 zu strömen, und wird aus dem sekundären Anschluss 12 nach außen ausgetragen.
Gekerbte Abschnitte 39 sind an einer radial inneren Seite des oberen Endabschnitts des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 ausgebildet. Wie in 4 gezeigt ist, entspricht ein Innendurchmesser der gekerbten Abschnitte 39 einem Außendurchmesser R des unteren Endabschnitts des Verschlussdeckelabschnitts 38, so dass der Verschlussdeckelabschnitt 38 in die gekerbten Abschnitte 39 montiert ist. Da der Verschlussdeckelabschnitt 38 in dieser Weise in das Innere des oberen Endabschnitts des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 montiert ist, wird verhindert, dass die jeweiligen Schaufeln 35 radial nach innen verformt werden. Ein Abschnitt einer Außenumfangsfläche des Verschlussdeckelabschnitts 38, der von einem Abschnitt davon oberhalb der oberen Endfläche des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 zu dem Stützabschnitt 16 gelegen ist, ist als eine Kegelfläche 41 mit einem nach oben hin abnehmenden Durchmesser ausgebildet. Deshalb wird Luft, die aus dem primären Anschluss 11 in die Wirbelströmungs-Erzeugungskammer 24 strömte, durch die Kegelfläche 41 radial nach außen geführt, strömt dann entlang der Innenumfangsfläche des zylindrischen Schaufelabschnitts 34, während sie aus den Zwischenräumen 36 zwischen dem Verschlussdeckelabschnitt 38 und dem Aufnahmeloch 14 entlang der jeweiligen Schaufeln 35 nach unten strömt, was zu einer Wirbelströmung der eingeströmten Luft führt.
Eine untere Fläche 42 des Verschlussdeckelabschnitts 38 ist zu einer ebenen Fläche ausgebildet, die sich von einem Außenumfangsabschnitt zu einem Innenumfangsabschnitt erstreckt, so dass sie unter einem rechten Winkel zur Mittelachse des Verschlussdeckelabschnitts 38 steht, so dass Flüssigkeitströpfchen, die in der Wirbelströmung enthalten sind, nicht an der unteren Fläche 42 haften. Daher strömen Flüssigkeitströpfchen, die zusammen mit Luft von dem Außenumfang des Verschlussdeckelabschnitts 38 in den zylindrischen Schaufelabschnitt 34 strömten, nach unten zusammen mit der Wirbelströmung, ohne an der unteren Fläche 42 anzuhaften. Wenn gemäß einem Experiment die untere Fläche 42 zu einer nach oben schräg verlaufenden Fläche ausgebildet ist, die sich von dem radial äußeren Abschnitt in Richtung des radial inneren Abschnitts erstreckt, haften Flüssigkeitströpfchen an der unteren Fläche 42 an. Ferner werden, wenn die untere Fläche mit einer ringförmigen Nut ausgebildet ist, Flüssigkeitströpfchen in der ringförmigen Nut gefangen, und daher können die Flüssigkeitströpfchen nicht gleichmäßig abtropfen gelassen werden. Andererseits, wie in den 1 und 2 gezeigt ist, wenn die untere Fläche 42 unter einem rechten Winkel zu der zentralen Achse ausgebildet ist oder wenn sie von dem radial äußeren Abschnitt in Richtung des zentralen Abschnitts nach unten schräg verläuft, wie es durch eine Strich-Doppelpunkt-Linie 42a in 2 gezeigt ist, wird verhindert, dass Flüssigkeitströpfchen an der unteren Fläche 42 anhaften.
Ein Zwischenraum 43 ist zwischen der Innenumfangsfläche des Aufnahmelochs 14 und der Außenumfangsfläche des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 ausgebildet. Flüssigkeitströpfchen, die in Luft vermischt sind, die aus dem primären Anschluss 11 in die Wirbelströmungs-Erzeugungskammer 24 strömen soll, werden teilweise durch den Zwischenraum 43 zwischen den Schaufeln 35 und der Innenumfangsfläche des Aufnahmelochs 14 geführt, um zu den unteren Endabschnitten der Schaufeln 35 zu strömen. Wie in 2 gezeigt ist, ist eine Flüssigkeitströpfchen-Führungsfläche 44, die schräg nach unten verläuft, wenn radial nach außen gegangen wird, an der Außenseite des Außendurchmessers des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 als Teil einer oberen Fläche des ringförmigen Basisabschnitts 33 ausgebildet. Wie in 5 gezeigt ist, ist eine Mehrzahl von Flüssigkeits-Austragsnuten 45 an einer Außenumfangsfläche des ringförmigen Basisabschnitts 33 ausgebildet, und Flüssigkeitströpfchen, die derart geströmt sind, dass sie den äußersten Umfangsabschnitt der Flüssigkeitströpfchen-Führungsfläche 44 erreichten, werden aus den jeweiligen Flüssigkeitsaustragsnuten 45 zu einem unteren Abschnitt des Abscheidungszylinders 20 geführt. Andererseits ist eine Flüssigkeitströpfchen-Führungsfläche 46, die schräg nach unten verläuft, wenn radial nach innen gegangen wird, zwischen der Außenumfangsfläche und der Innenumfangsfläche des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 als Teil der oberen Fläche des ringförmigen Basisabschnitts 33 ausgebildet.
Daher werden Flüssigkeitströpfchen, die derart über die Zwischenräume 36 zwischen den Schaufeln 35 nach unten geströmt sind, dass sie die obere Fläche des ringförmigen Basisabschnitts 33 erreichen, von dem Abschnitt mit minimalem Durchmesser der schräg verlaufenden Flüssigkeitströpfchen-Führungsfläche 46 nach unten tropfen gelassen. Auf diese Weise können unter Flüssigkeitströpfchen, wie etwa Wassertröpfchen und Öltröpfchen, die zusammen mit Luft aus dem primären Anschluss 11 in die Wirbelströmungs-Erzeugungskammer 24 strömen, Flüssigkeitströpfchen, die zwischen der Außenumfangsfläche des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 und dem Aufnahmeloch 14 strömten, durch die Flüssigkeitströpfchen-Führungsfläche 44 geführt und dann aus den Flüssigkeitsaustragsnuten 45 zu der Innenumfangsfläche des Abscheidungszylinders 20 geführt werden. Daher kann sicher verhindert werden, dass sie in das Austragsrohr 37 eindringen. Insbesondere auch dann, wenn eine Menge an Luft, die dem primären Anschluss 11 zugeführt wird, schnell erhöht wird, kann sicher verhindert werden, dass Flüssigkeitströpfchen in dem Austragsrohr 37 gefangen werden. Andererseits werden Flüssigkeitströpfchen, die entlang der Schaufeln 35 nach unten auf die Flüssigkeitströpfchen-Führungsfläche 46 tropften, durch die Flüssigkeitströpfchen-Führungsfläche 46 geführt, um unter den ringförmigen Basisabschnitt 33 zu tropfen, so dass sicher verhindert werden kann, dass Flüssigkeitströpfchen in dem Austragsrohr 37 gefangen werden. Wie in 5 gezeigt ist, beträgt die vorgesehene Anzahl der Flüssigkeitsaustragsnuten 45 vier, aber die Anzahl kann auf eine beliebige Anzahl festgesetzt sein. Außerdem können die Flüssigkeitsaustragsnuten 45 an der Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 21 ausgebildet sein.
Eine untere Fläche des ringförmigen Basisabschnitts 33 ist als eine Kegelfläche 47 ausgebildet, die nach unten schräg verläuft, so dass ein Innendurchmesser davon von dem Abschnitt mit minimalem Durchmesser der Flüssigkeitströpfchen-Führungsfläche 46 zu der Außenumfangsfläche des ringförmigen Basisabschnitts 33 größer wird. Wie oben beschrieben ist, wenn die untere Fläche des ringförmigen Basisabschnitts 33 als ein im Durchmesser vergrößerter Abschnitt, der nach unten erweitert ist, ausgebildet ist, so dass ein Innendurchmesser der unteren Fläche nach unten hin größer wird, nämlich als die Kegelfläche 47, wird Luft, die durch die Schaufeln 35 geführt wird, um sie in eine Wirbelströmung zu versetzen, zu der Abscheidungskammer 25 des Abscheidungszylinders 20 geführt, während ein Verwirbelungsradius davon in Richtung der Kegelfläche 47 größer wird. Die untere Endfläche des Austragsrohrs 37 ist auf die gleiche axiale Position wie die des ringförmigen Basisabschnitts 33 gesetzt, und eine radial äußere Seite des unteren Endabschnitts des Austragsrohrs 37 entspricht dem ringförmigen Basisabschnitt 33, aber eine Innenfläche des ringförmigen Basisabschnitts 33 ist als eine solche Kegelfläche 47 ausgebildet, dass ein Innendurchmesser davon nach unten hin größer wird, so dass sicher verhindert werden kann, dass Flüssigkeitströpfchen, die an der Kegelfläche 47 anhafteten, in dem Austragsrohr 37 gefangen werden. Insbesondere auch dann, wenn eine Menge an aus dem primären Anschluss 11 einströmender Luft schnell erhöht wird, kann verhindert werden, dass Flüssigkeitströpfchen in dem Austragsrohr 37 gefangen werden.
In einem solchen Fall, dass ein Abstand zwischen der Innenumfangsfläche des ringförmigen Basisabschnitts 33 und dem Außenumfang des Austragsrohrs 37 kurz ist, falls die Innenumfangsfläche des ringförmigen Basisabschnitts 33 gerade hergestellt wird, gibt es eine solche Möglichkeit, dass Flüssigkeitströpfchen in dem Austragsrohr 37 gefangen werden, aber es kann sicher verhindert werden, dass Flüssigkeitströpfchen in das Austragsrohr 37 eintreten, indem die Innenumfangsfläche als die Kegelfläche 47 ausgebildet ist. Der im Durchmesser vergrößerte Abschnitt, der an dem ringförmigen Basisabschnitt 33 ausgebildet ist, ist nicht auf die Kegelfläche begrenzt. Wenn ein Innendurchmesser derart festgelegt ist, dass er größer als der Innendurchmesser des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 ist, kann selbst dann, wenn ein im Durchmesser vergrößerter Abschnitt, der einen geraden Innendurchmesser besitzt, angewendet wird, verhindert werden, dass Flüssigkeitströpfchen in dem Austragsrohr 37 gefangen werden.
Luft, die von der Kegelfläche 47 in die Abscheidungskammer 25 strömte und entlang der Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 21 wirbelte, wird durch die Innenumfangsfläche des konischen Abschnitts 22, nämlich eine konische Fläche 48, die einen Innendurchmesser aufweist, der in Richtung des unteren Endabschnitts kleiner wird, geführt und verwirbelt. In Luft, die entlang der konischen Fläche 48 strömt, wird erzeugte Zentrifugalkraft aufrechterhalten, und Flüssigkeitströpfchen, die in der Luft enthalten sind, haften an der konischen Fläche 48 des konischen Abschnitts 22 an, um in Richtung des Austragsanschlusses 31 an dem unteren Endabschnitt zu strömen.
Wie oben beschrieben ist, indem die Flüssigkeitströpfchen-Führungsfläche 44 an einem Abschnitt der oberen Fläche des ringförmigen Basisabschnitts 33 ausgebildet ist, der radial außen positioniert ist, und die Flüssigkeitströpfchen-Führungsfläche 46 an einem Abschnitt der oberen Fläche des ringförmigen Basisabschnitts 33 ausgebildet ist, der radial innen positioniert ist, können Flüssigkeitströpfchen, die nach unten zu der oberen Fläche des ringförmigen Basisabschnitts 33 strömten, sicher nach unten tropfen gelassen werden.
Eine Prallplatte 51, die mit einer Flüssigkeitsführungsfläche 50 gegenüber dem Austragsanschluss 31 versehen ist, ist in dem Sammelbehälter 27 angeordnet. Wie in 3 gezeigt ist, verläuft die Flüssigkeitsführungsfläche 50 von dem Mittelabschnitt in Richtung des Außenumfangsabschnitts schräg nach unten. Die Prallplatte 51 liegt dem Austragsanschluss 31 über einen Zwischenraum gegenüber, der einen Prallplattenanordnungsabstand L zwischen dem Mittelabschnitt der Flüssigkeitsführungsfläche 50 und dem Austragsanschluss 31 aufweist. Der Mittelabschnitt der Flüssigkeitsführungsfläche 50, der dem Austragsanschluss 31 gegenüberliegt, ist eben, so dass die Luftströmung, die nach unten entlang der konischen Fläche 48 verwirbelt worden ist, auf den Mittelabschnitt der Flüssigkeitsführungsfläche 50 trifft und sich dann rückwärts nach oben zu dem Austragsrohr 37 bewegt. Die Flüssigkeitströpfchen, die in der Luftströmung enthalten sind, werden aus dem Austragsanschluss 31 zu der Flüssigkeitsführungsfläche 50 tropfen gelassen.
Acht Lamellen 52, die sich jeweils in einer radialen Richtung der Flüssigkeitsführungsfläche 50 erstrecken und nach oben vorspringen, sind radial an dem Außenumfangsabschnitt der Prallplatte 51, d. h. dem Außenumfangsabschnitt der Flüssigkeitsführungsfläche 50 vorgesehen, wie es in 3 und 6 gezeigt ist.
Da der Mittelabschnitt der Flüssigkeitsführungsfläche 50 wie oben beschrieben eben ist, werden die Flüssigkeitströpfchen, die aus dem Austragsanschluss 31 zu der Flüssigkeitsführungsfläche 50 tropften, gleichmäßig radial nach außen in der radialen Richtung der Flüssigkeitsführungsfläche 50 ausgedehnt und von der Außenumfangsfläche der Prallplatte 51 nach unten tropfen gelassen. Selbst wenn der Zwischenraum mit dem Prallplattenanordnungsabstand L klein hergestellt ist, kann somit Flüssigkeit gleichmäßig von der Flüssigkeitsführungsfläche 50 nach unten fallen, und daher kann verhindert werden, dass Flüssigkeitströpfchen aufgrund der Zyklonwirkung der Wirbelströmung, die auf die Flüssigkeitsführungsfläche 50 getroffen ist, zurück in die Abscheidungskammer 25 strömen. Die gefallenen Flüssigkeitströpfchen verbleiben in der Speicherkammer 30.
Eine Mehrzahl von Lamellen 52 beschränkt die Wirbelbewegung der Luft, die in den Sammelbehälter 27 an dem Außenumfangsabschnitt der Flüssigkeitsführungsfläche 50 einströmte. Somit wird verhindert, dass die Luft, die in den oberen Endabschnitt der Speicherkammer 30 durch den Abschnitt zwischen den Lamellen 52 einströmte, in der Speicherkammer 30 verwirbelt wird, und es wird verhindert, dass Flüssigkeit in der Speicherkammer 30 durch die Zyklonwirkung aufgrund des Wirbelns von Luft in der Speicherkammer 30 nach oben gewirbelt wird und zu dem sekundären Anschluss 12 ausströmen gelassen wird.
Eine schräg verlaufende Fläche 52a ist in einer radialen Innenfläche der Lamelle 52 derart ausgebildet, dass sie radial nach außen schräg verläuft, wenn man nach oben geht. Die schräg verlaufende Fläche 52a setzt sich von einem oberen Endabschnitt 52b, der sich radial erstreckt, fort, und der obere Endabschnitt 52b ist an dem Außenumfangsabschnitt der Flüssigkeitsführungsfläche 50 angeordnet. Wenn die oberen Endabschnitte 50b der Lamellen 52 derart vorgesehen sind, dass sie den Mittelabschnitt der Flüssigkeitsführungsfläche 50 erreichen, haften die Flüssigkeitströpfchen an einem Abschnitt zwischen den oberen Endabschnitten 52b der Lamellen 52 und dem Austragsanschluss 31 an, und wachsen darauf, und daher wird in manchen Fällen der Austragsanschluss 31 durch die Flüssigkeitströpfchen verschlossen. Andererseits, wenn die oberen Endabschnitte 52b der Lamellen 52 in dem Außenumfangsabschnitt der Flüssigkeitsführungsfläche 50 vorgesehen sind, kann verhindert werden, dass die Flüssigkeitströpfchen den Austragsanschluss 31 verschließen.
Jede Höhe H der Lamellen 52 ist größer als ein Zwischenraum zwischen der unteren Endfläche eines Abscheidungszylinders 20 und der Flüssigkeitsführungsfläche 52, nämlich als der Prallplattenanordnungsabstand L, so dass die oberen Endabschnitte 52b der Lamellen 52 weiter oben als der Austragsanschluss 31 angeordnet sind, und die oberen Endabschnitte 52b der Lamellen 52 überlappen den unteren Endabschnitt des Abscheidungszylinders 20 über einen Zwischenraum. Auf diese Weise kann das Verhindern der Erzeugung der Wirbelströmung an dem oberen Endabschnitt der Speicherkammer 30 gefördert werden, wenn die oberen Endabschnitte 52b der Lamellen 52 den Abscheidungszylinder 20 überlappen. Der untere Endabschnitt der Schrägfläche 52a liegt näher bei dem Mittelabschnitt der Flüssigkeitsführungsfläche 50 als der obere Endabschnitt davon, und daher werden die Flüssigkeitströpfchen sicher in Richtung des Außenumfangsabschnitts geführt, während das Verwirbeln der Flüssigkeitströpfchen, die an der Flüssigkeitsführungsfläche 50 anhaften, eingeschränkt wird.
Die Prallplatte 51 ist mit einer Basisplatte 53 integriert, die knapp unterhalb der Prallplatte 51 angeordnet ist und die einen größeren Durchmesser als den der Prallplatte 51 aufweist. Wie in 7 gezeigt ist, ist ein kreuzförmiger Schenkelabschnitt 54 an der Basisplatte 53 über einen in 3 gezeigten Kopplungsabschnitt 53a angebracht. Der Schenkelabschnitt 54 umfasst vier plattenartige Elemente, die sich radial von einem radialen zentralen Abschnitt des Schenkelabschnitts 54 erstrecken. Der Schenkelabschnitt 54 ist aus zwei Platten 54b mit großem Durchmesser, die sich in der Nähe der Innenumfangsfläche des Sammelbehälters 27 erstrecken und ein Kerbenloch 54a in der Nähe der axialen Mitte des Schenkelabschnitts 54 aufweisen, und zwei Platten 54c mit kleinem Durchmesser gebildet, die einen großen Zwischenraum zwischen der Innenumfangsfläche des Sammelbehälters 27 und jeder der Platten 54c mit kleinem Durchmesser aufweisen. Daher wird sicher verhindert, dass Luft in der Speicherkammer 30 verwirbelt wird. Ein Kopplungsabschnitt 55, der an dem unteren Abschnitt des Schenkelabschnitts 54 vorgesehen ist, ist in ein Austragsloch 56, das in einen Bodenwandabschnitt 28b des Sammelbehälters 27 ausgebildet ist, eingebaut, und ein Austragsrohr 57, das in eine untere Seite des Austragslochs 56 eingesetzt ist, ist mit dem Kopplungsabschnitt 55 gekoppelt. Das Austragsrohr 57 steht mit einem Nockenabschnitt eines Betätigungsknopfes 58 in Eingriff, der an einem Außenumfang eines Austragsanschlusses 28c drehbar angebracht ist, der an dem Bodenwandabschnitt 28b vorgesehen ist, so dass das Austragsrohr 57 durch Betätigen des Betätigungsknopfes 58 auf rotierende Weise vertikal bewegt wird. Wenn das Austragsrohr 57 durch den Betätigungsknopf 58 nach oben bewegt wird, wird ein Dichtungselement 59a, das an dem Kopplungsabschnitt 55 vorgesehen ist, von dem Bodenwandabschnitt 28b getrennt. Daher wird Flüssigkeit in der Speicherkammer 30 nach außen über das Austragsrohr 57 abgeleitet.
Wie in 3 gezeigt ist, wenn der Innendurchmesser des Austragsanschlusses 31 des Abscheidungszylinders 20 als ”D” dargestellt wird und ein Kegelwinkel des konischen Abschnitts 22 des unteren Endabschnitts des Abscheidungszylinders 20 als ”θ” dargestellt wird, sind der Innendurchmesser D und der Kegelwinkel θ jeweils auf 6,5 bis 9 mm bzw. 20 bis 30 Grad eingestellt. Daher wird bestätigt, dass bewirkt werden kann, dass Flüssigkeitströpfchen an der Innenfläche des konischen Abschnitts 22 anhaften und die anhaftenden Flüssigkeitströpfchen aus dem Austragsanschluss 31 zu der Speicherkammer 30 abgeleitet werden können, so dass eine Wirkung der Entfernung von Flüssigkeitströpfchen verbessert werden kann.
Wenn ein Flächenschrägstellungswinkel der Flüssigkeitsführungsfläche 50 der Prallplatte 51 als α dargestellt wird und der Prallplattenanordnungsabstand zwischen dem Austragsanschluss 31 und der Flüssigkeitsführungsfläche 50 als L dargestellt wird, sind der Flächenwinkel α und der Prallplattenanordnungsabstand L jeweils auf 90 bis 180 Grad bzw. 5 bis 15 mm eingestellt. Daher haften Flüssigkeitströpfchen, die aus dem Austragsanschluss 31 nach unten tropften, an dem Mittelabschnitt der Flüssigkeitsführungsfläche 50 an und strömen derart, dass sie sich radial nach außen ausdehnen, so dass sicher verhindert wird, dass die Flüssigkeitströpfchen sind nach oben bewegen und zurück in die Abscheidungskammer 25 strömen. Wenn der Prallplattenanordnungsabstand L so eingestellt ist, dass er kürzer als 5 mm ist, besteht eine Möglichkeit, dass Flüssigkeitströpfchen, die an der Flüssigkeitsführungsfläche 50 der Prallplatte 51 anhafteten, zurück in den Abscheidungszylinder 20 strömen. Wenn im Gegensatz dazu der Prallplattenanordnungsabstand L so eingestellt ist, dass er größer als 15 mm ist, besteht eine solche Möglichkeit, dass Flüssigkeitströpfchen, die durch den Austragsanschluss 31 hindurchgetreten sind, auf der Flüssigkeitsführungsfläche 50 bleiben, und die verbliebenen Flüssigkeitströpfchen durch die Zyklonwirkung aufgrund einer Änderung der Durchflussrate oder dergleichen sich nach oben bewegen und zerstreut werden, so dass sie aus dem Austragsanschluss 31 zurück in den Abscheidungszylinder 20 strömen. Hinsichtlich des Flächenschrägstellungswinkels α kann sicher verhindert werden, dass Flüssigkeitströpfchen von der Prallplatte 51 zurückströmen, indem der Flächenschrägstellungswinkel α auf den oben beschriebenen Winkelbereich festgelegt wird.
Wie in 1 gezeigt ist, ist an einer Außenseite des Innengewindeabschnitts 18 des Abscheidungszylinders 20 ein aus Harz hergestelltes, ringförmiges Verriegelungselement 63 in der axialen Richtung beweglich angebracht, um einen Zustand zu verriegeln, in welchem der Abscheidungszylinder 20 an dem Außengewindeabschnitt 17 des Anschlussblocks 13 befestigt ist, und den herbeigeführten Verriegelungszustand zu lösen, wenn der Abscheidungszylinder 20 von dem Anschlussblock 13 abgenommen wird. In ähnlicher Weise ist an einer Außenseite des Innengewindeabschnitts 29 des Sammelbehälters 27 ein aus Harz hergestelltes, ringförmiges Verriegelungselement 64 in der axialen Richtung beweglich angebracht, um einen Zustand zu verriegeln, in welchem der Sammelbehälter 27 an dem Außengewindeabschnitt 26 des Abscheidungszylinders 20 befestigt ist, und den herbeigeführten Verriegelungszustand zu lösen, wenn der Sammelbehälter 27 von dem Abscheidungszylinder 20 abgenommen wird. Die jeweiligen ringförmigen Verriegelungselemente 63 und 64 haben den gleichen Aufbau.
10 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Sammelbehälters 27 und des ringförmigen Verriegelungselements 64, wobei zwei konvexe Führungsabschnitte 65 an einer Außenumfangsfläche des Sammelbehälters 27 derart vorgesehen sind, dass sie voneinander um einen Winkel von 180° in einer Umfangsrichtung verschoben sind, und ein konkaver Führungsabschnitt 66, in den der konvexe Führungsabschnitt 65 eingesetzt ist, an einer Innenumfangsfläche des ringförmigen Verriegelungselements 64 ausgebildet ist, wie in 10 gezeigt ist. Daher wird das ringförmige Verriegelungselement 64 außerhalb des Sammelbehälters 27 in der axialen Richtung bewegt, während es durch die konvexen Führungsabschnitte 65, die in die konkaven Führungsabschnitte 66 eingesetzt sind, geführt wird. Außenflächen der Abschnitte des ringförmigen Verriegelungselements 64, die den konkaven Führungsabschnitten 66 entsprechen, sind als vorspringende Abschnitte 67 ausgebildet, die radial nach außen vorspringen, um eine Wandungsdicke aus Harz gleichmäßig herzustellen. Eine Seitenwand 66a des konkaven Führungsabschnitts 66 gelangt mit einer Seitenfläche 65a des konvexen Führungsabschnitts 65 in Kontakt, so dass eine Drehung des ringförmigen Verriegelungselements 64 durch die beiden Führungsabschnitte 65 und 66 verhindert wird. Außenflächen der Abschnitte des ringförmigen Verriegelungselements 64, die den konkaven Führungsabschnitten 66 entsprechen, sind als vorspringende Abschnitte 67 ausgebildet, die radial nach außen vorspringen, um eine Wandungsdicke aus Harz gleichmäßig herzustellen. Ein Anschlag 68, an dem ein Endabschnitt 65b des konvexen Führungsabschnitts 65 anliegt, ist an dem konkaven Führungsabschnitt 66 vorgesehen, und der Anschlag 68 liegt an dem Endabschnitt 65b des Führungsabschnitts 65 an, so dass die Position des ringförmigen Verriegelungselements 64 in einer Richtung zu dem Bodenwandabschnitt 28b des Sammelbehälters 27 begrenzt ist.
Zwei Schrägvorsprünge 71 sind an einer Außenumfangsfläche des Sammelbehälters 27 vorgesehen, so dass sie von dem konvexen Führungsabschnitt 65 um einen Winkel von 90 Grad in einer Umfangsrichtung verschoben sind. Der Schrägvorsprung 71 weist eine Schrägfläche 72 auf, die schräg radial nach außen in Richtung des Bodenabschnitts des Sammelbehälters 27 verläuft. Andererseits sind Zungenstücke 73, die jeweils schräg nach oben und radial nach innen verlaufen und mit der Schrägfläche 72 in Kontakt stehen, an einer Innenumfangsfläche des ringförmigen Verriegelungselements 64 vorgesehen, so dass sie in Richtung der Innenseite des ringförmigen Verriegelungselements 64 vorspringen. Ein Abschnitt des ringförmigen Verriegelungselements 64, der mit dem Zungenstück 73 versehen ist, ist ausgespart, und eine Außenfläche eines Abschnitts des ringförmigen Verriegelungselements 64, der dem ausgesparten Abschnitt entspricht, ist als ein vorspringender Abschnitt 74 ausgebildet.
Das Zungenstück 73 ist aus elastisch verformbarem Harzmaterial hergestellt und einstückig mit dem ringförmigen Verriegelungselement 64 ausgebildet, und eine distale Endseite davon wird derart elastisch verformt, dass sie sich in einer radialen Richtung verlagert. Das Zungenstück 73 ist derart ausgebildet, dass sein distales Ende, nämlich ein schräg verlaufendes distales Ende, schräg radial nach innen verläuft. Da das ringförmige Verriegelungselement 64, das mit den Zungenstücken 73 integriert ist, durch elastisch verformbares Harz geformt ist, kann ein schräg verlaufendes distales Ende des Zungenstücks 73 durch eine radial nach außen wirkende Kraft verformt werden. Wenn das ringförmige Verriegelungselement 64 in der Längsrichtung in Richtung des Bodenabschnitts des Sammelbehälters 27 bewegt wird, wird daher die distale Endseite des Zungenstücks 73 elastisch verformt, so dass sie entlang der Schrägfläche 72 gleitet, um sich radial nach außen zu verlagern. Eine Druckkraft in Richtung eines Öffnungsendabschnitts des Sammelbehälters 27 übt durch eine Rückstellkraft des elastisch verformten Zungenstücks 73 eine Vorspannung gegen das ringförmige Verriegelungselement 64 aus. Wenn das ringförmige Verriegelungselement 64 von einer Hand eines Bedieners in einem solchen Zustand gelöst wird, dass sich das ringförmige Verriegelungselement 64 manuell in Richtung des Bodenabschnitts des Sammelbehälters 27 in eine Verriegelungs-Löse-Position bewegt hat, wird daher das ringförmige Verriegelungselement 64 durch die Druckkraft automatisch in seine ursprüngliche Position zurückgeführt. Somit ist ein Presselement, das das ringförmige Verriegelungselement 64 in Richtung des Anschlussblocks 13 presst, aus dem Zungenstück 73 und dem Schrägvorsprung 71, der die Schrägfläche 72 aufweist, gebildet.
Der vorspringende Abschnitt 67, der den konkaven Führungsabschnitt 66 an der Innenfläche davon umfasst, steht über eine Endfläche des ringförmigen Verriegelungselements 64 axial nach außen in Richtung des Anschlussblocks 13 hinaus vor, und ein vorstehender Endabschnitt des vorspringenden Abschnitts 67 bildet einen bewegbaren Seiteneingriffsabschnitt 75. Andererseits ist ein Flansch 76, der an dem Abscheidungszylinder 20 vorgesehen ist, mit einem gekerbten Abschnitt ausgebildet, der mit dem bewegbaren Seiteneingriffsabschnitt 75 in Eingriff steht, und der gekerbte Abschnitt bildet einen Fixierungsseiteneingriffsabschnitt 77. Wie in 9 gezeigt ist, bildet eine untere Fläche des Flansches 76 eine anliegende Endfläche 78, an der das ringförmige Verriegelungselement 64 zur Anlage gebracht wird, und der Fixierungsseiteneingriffsabschnitt 77 ist mit einer Anschlagfläche 77a ausgebildet. Andererseits bildet eine Seitenfläche des bewegbaren Seiteneingriffsabschnitts 75 eine Anschlagfläche 75a gegenüber der Anschlagfläche 77a.
Das ringförmige Verriegelungselement 63 hat auch die gleiche Form wie das ringförmige Verriegelungselement 64, und ein Führungsabschnitt ähnlich dem in 10 gezeigten konvexen Führungsabschnitt 65 ist an einer Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 21 des Abscheidungszylinders 20 vorgesehen, und ein Schrägvorsprung 71 ähnlich dem Schrägvorsprung 71 ist daran vorgesehen. Ein bewegbarer Seiteneingriffsabschnitt ähnlich dem bewegbaren Seiteneingriffsabschnitt 75 des ringförmigen Verriegelungselements 63 ist auch an dem ringförmigen Verriegelungselement 63 vorgesehen, und der bewegbare Seiteneingriffsabschnitt steht mit einem an dem Anschlussblock 13 vorgesehenen Fixierungsseiteneingriffsabschnitt in Eingriff.
11 ist eine Querschnittsansicht, die die obere Hälfte des Filters gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, 12 ist eine perspektivische Ansicht von 11, und 13 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen in den 11 und 12 gezeigten Wirbelströmungserzeuger zeigt.
Der in den 11 bis 13 gezeigte Wirbelströmungserzeuger 32 ist ausgestaltet, um Luft radial nach außen in Hinblick auf den zylindrischen Schaufelabschnitt 34 auszustoßen, um Wirbelströmung zu erzeugen, und unterscheidet sich von dem Wirbelströmungserzeuger 32 des in 1 gezeigten Filters 10, der ausgestaltet ist, um Luft radial nach innen in Hinblick auf den zylindrischen Schaufelabschnitt 34 auszustoßen und somit Wirbelströmung zu erzeugen.
Wie in den Figuren gezeigt ist, ist eine zylindrische Hülse 81 einstückig mit dem ringförmigen Basisabschnitt 33 des Wirbelströmungserzeugers 32 vorgesehen, und die Hülse 81 ist an der Außenseite des Austragsrohres 37 montiert und befestigt. Der ringförmige Basisabschnitt 33 ist an dem Austragsrohr 37 durch eine Mutter 83 befestigt, die auf ein Außengewinde 82 geschraubt ist, das an dem Austragsrohr 37 ausgebildet ist. Der ringförmige Basisabschnitt 33 ist mit dem zylindrischen Schaufelabschnitt 34 integriert, und der zylindrische Schaufelabschnitt 34 ist aus einer Mehrzahl von Schaufeln 35 zusammengesetzt, die sich entlang der Hülse 81 außerhalb davon in einer axialen Richtung erstrecken.
Um Luft aus einem oberen Ende des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 entlang der Hülse 81 in der axialen Richtung zuzuführen, wobei die Luft aus dem primären Anschluss 11 in das Aufnahmeloch 14 eingeströmt ist, ist ein ringförmiger Verschlussdeckelabschnitt 38 innerhalb des Aufnahmelochs 14 angeordnet, und eine untere Fläche der Innenumfangsseite des Verschlussdeckelabschnitts 38 ist zur Anlage an einem Außenumfangsabschnitt eines oberen Endes des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 gebracht. Gekerbte Abschnitte 39, an denen der Verschlussdeckelabschnitt 38 anliegt, sind an einem Außenumfangsabschnitt des oberen Endes des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 ausgebildet.
Eine Flüssigkeitströpfchen-Führungsfläche 46a, die schräg nach unten und radial nach außen von einem unteren Endabschnitt der Hülse 81 verläuft, ist an dem ringförmigen Basisabschnitt 33 ausgebildet, so dass Flüssigkeitströpfchen in Luft, die durch die Schaufeln 35 geführt werden, den unteren Endabschnitt des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 erreichen, entlang der schräg verlaufenden Flüssigkeitströpfchen-Führungsfläche 46a strömen, um in die Abscheidungskammer 25 zu tropfen. Da die Tropfposition von dem Austragsrohr 37 entfernt ist, wird verhindert, dass Flüssigkeitströpfchen in das Austragsrohr 37 eintreten. Da darüber hinaus die Innenseite des zylindrischen Abschnitts 21 als ein im Durchmesser vergrößerter Abschnitt ausgebildet ist, der derart festgelegt ist, dass der Innendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 21 größer als der Innendurchmesser des Wirbelströmungs-Erzeugungsabschnitts innerhalb des Außengewindeabschnitts 17 ist, und der untere Endabschnitt des Austragsrohrs 37 in dem im Durchmesser vergrößerten Abschnitt angeordnet ist, kann verhindert werden, dass Flüssigkeitströpfchen in das Austragsrohr 37 eintreten.
Somit gibt es hinsichtlich des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 den ersten Aspekt, bei dem Luft, die in der axialen Richtung strömt, verwirbelt wird, während bewirkt wird, dass sie radial nach innen strömt, und den zweiten Aspekt, bei dem die Luft verwirbelt wird, während bewirkt wird, dass sie radial nach außen strömt.
14 bis 16 zeigen eine Abscheidungseinheit eines Filters gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Abscheidungseinheit 23 des Filters umfasst einen Abscheidungszylinder 20a, der mit dem zylindrischen Abschnitt 21 und dem konischen Abschnitt 22 versehen ist, der damit an einer unteren Seite des zylindrischen Abschnitts 21 integriert ist. Der Anschlussblock 13, der in dem Abscheidungszylinder 20a vorgesehen ist, weist einen Wirbelströmungs-Erzeugungsabschnitt 84 auf, der aus einem zylindrischen Abschnitt zusammengesetzt ist, der einen kleineren Durchmesser als der zylindrische Abschnitt 21 aufweist, und ein oberes Ende davon ist mit einem Endwandabschnitt 85 versehen. Der Wirbelströmungs-Erzeugungsabschnitt 84 ist mit einem Lufteinleitungsrohr 86 versehen, das mit einem primären Anschluss 11 ausgebildet ist. Wie in 15 gezeigt ist, ist das Lufteinleitungsrohr 86 derart vorgesehen, dass der primäre Anschluss 11 mit dem Wirbelströmungs-Erzeugungsabschnitt 84 entlang einer Innenumfangsfläche davon in einer tangentialen Richtung kommuniziert.
Das Austragsrohr 37 ist an dem Endwandabschnitt 85 des Anschlussblocks 13 an einer zentralen Position des Abscheidungszylinders 20a derart vorgesehen, dass es in eine axiale Richtung weist. Ein oberer Endabschnitt des Austragsrohrs 37 bildet einen sekundären Anschluss 12, durch den gereinigte Luft nach außen strömt. Wie in 15 gezeigt ist, bildet ein Raum zwischen einer Innenumfangsfläche des Wirbelströmungs-Erzeugungsabschnitts 84 und einer Außenumfangsfläche des Austragsrohrs 37 eine Wirbelströmungs-Erzeugungskammer 87, und Luft, die aus dem primären Anschluss 11 in die Wirbelströmungs-Erzeugungskammer 87 in der tangentialen Richtung einströmt, strömt entlang einer Innenumfangsfläche des Wirbelströmungs-Erzeugungsabschnitts 84, so dass in der Wirbelströmungs-Erzeugungskammer 87 Wirbelströmung erzeugt wird.
Die Kegelfläche 47 ist als ein im Durchmesser vergrößerter Abschnitt an einer radialen Außenseite des unteren Endabschnitts des Austragsrohrs 37 vorgesehen, so dass sie an einem oberen Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 21 angeordnet ist. Wenn der im Durchmesser vergrößerte Abschnitt an dem oberen Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 21 der Abscheidungseinheit 23 auf diese Weise vorgesehen ist, kann verhindert werden, dass Flüssigkeitströpfchen, die zusammen mit der Wirbelströmung aus dem Wirbelströmungs-Erzeugungsabschnitt 84 in die Abscheidungskammer 25 strömen, in das Austragsrohr 37 eintreten.
17 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des Abscheidungszylinders 20a. Eine Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 21 des in 17 gezeigten Abscheidungszylinders 20a weist insgesamt einen festen Innendurchmesser auf, und ein oberer Endabschnitt der Innenumfangsfläche ist als ein im Durchmesser vergrößerter Abschnitt 47a ausgestaltet, der einen größeren Innendurchmesser als der Innendurchmesser des Wirbelströmungs-Erzeugungsabschnitts 84 aufweist. Da somit der im Durchmesser vergrößerte Abschnitt 47a einen geraden Innendurchmesser aufweist, wird verhindert, dass abgeschiedene Flüssigkeitströpfchen in dem Austragsrohr 37 gefangen und in dieses eingeleitet werden.
Der in den in 14 bis 17 gezeigte Abscheidungszylinder 20a ist derart ausgestaltet, dass er an dem oben beschriebenen Sammelbehälter 27 angebracht ist, und abgeschiedene Flüssigkeitströpfchen werden in dem Sammelbehälter 27 sowie dem oben beschriebenen Filter gespeichert.
Somit gibt es hinsichtlich des Wirbelströmungs-Erzeugungsabschnitts, der aus dem primären Anschluss zugeführte Luft in Wirbelströmung umwandelt, zwei Aspekte. Gemäß einem Aspekt wird Luft, die in der axialen Richtung strömt, unter Verwendung des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 in der radialen Richtung verwirbelt. Gemäß dem anderen Aspekt wird Wirbelströmung erzeugt, indem Luft aus dem primären Anschluss in Richtung der Innenumfangsfläche des Wirbelströmungs-Erzeugungsabschnitts in der tangentialen Richtung zugeführt wird.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann auf verschiedene Weise abgewandelt werden, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzugehen. Zum Beispiel kann, obwohl in dem Sammelbehälter 27 ein manueller Ableitungsmechanismus vorgesehen ist, um Flüssigkeit, die sich in dem Sammelbehälter 27 angesammelt hat, nach außen auszutragen, in dem Sammelbehälter ein automatischer Ablaufmechanismus oder ein halbautomatischer Ableitungsmechanismus vorgesehen sein.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
In einem Pneumatiksystem, das eine Druckluftquelle und ein Pneumatikgerät, das durch komprimierte Luft betrieben wird, die von der Druckluftquelle zugeführt wird, aufweist, wird der Filter angewandt, um in der komprimierten Luft enthaltene Fremdstoffe zu entfernen.

Claims

Filter zum Entfernen von in Luft enthaltenen Fremdstoffen, wie etwa Flüssigkeitströpfchen oder Stäuben, um die Luft zu reinigen, umfassend: eine Abscheidungseinheit, die einen primären Anschluss, dem die Luft zugeführt wird, einen Wirbelströmungs-Erzeugungsabschnitt, der die aus dem primären Anschluss zugeführte Luft in eine Wirbelströmung umwandelt, eine Abscheidungskammer, die eine konische Fläche mit einem Innendurchmesser aufweist, der allmählich abnimmt, wenn in Richtung eines Austragsanschlusses gegangen wird, der in einem unteren Endabschnitt der Abscheidungskammer vorgesehen ist und mit dem Wirbelströmungs-Erzeugungsabschnitt kommuniziert, und eine Abscheidungseinheit umfasst, die mit einem sekundären Anschluss versehen ist, durch den die Luft, die durch Entfernen der Fremdstoffe in der Abscheidungskammer gereinigt ist, ausströmt; einen Sammelbehälter, der an der Abscheidungseinheit angebracht ist, in welchem Fremdstoffe, die aus dem Austragsanschluss ausgetragen werden, gespeichert werden; ein Austragsrohr, das an einem zentralen Abschnitt des Wirbelströmungs-Erzeugungsabschnitts angeordnet ist, um gereinigte Luft zu dem sekundären Anschluss zu führen; eine Prallplatte, die eine Flüssigkeitsführungsfläche aufweist und innerhalb des Sammelbehälters derart angeordnet ist, dass sie dem Austragsanschluss gegenüberliegt; und eine Mehrzahl von Lamellen, die an der Flüssigkeitsführungsfläche derart vorgesehen sind, dass sie sich in einer radialen Richtung erstrecken und nach oben vorstehen, um das Verwirbeln von Gas, das aus dem Austragsanschluss in den Sammelbehälter geströmt ist, einzuschränken.
Filter nach Anspruch 1, wobei obere Endabschnitte der Lamellen in einem Außenumfangsabschnitt der Flüssigkeitsführungsfläche vorgesehen sind.
Filter nach Anspruch 2, wobei die oberen Endabschnitte der Lamellen weiter oben als der Austragsanschluss liegen.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Schrägfläche, die schräg radial nach außen verläuft, wenn man nach oben geht, in jeder radialen Innenfläche der Lamellen vorgesehen ist.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Schrägstellungswinkel θ der konischen Fläche mit Bezug auf eine Mittelachse des Austragsanschlusses in einem Bereich zwischen 20 und 30 Grad liegt, und ein Innendurchmesser D des Austragsanschlusses in einem Bereich zwischen 6,5 und 9 mm liegt.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Flächenschrägstellungswinkel α der Flüssigkeitsführungsfläche mit Bezug auf eine Mittelachse des Abscheidungszylinders in einem Bereich zwischen 90 und 180 Grad liegt, und ein Prallplattenanordnungsabstand zwischen einem Mittelabschnitt der Flüssigkeitsführungsfläche und dem Austragsanschluss in einem Bereich zwischen 5 und 15 mm liegt.