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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ölabscheider, der in Luft enthaltenes Öl trennt.
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HINTERGRUND
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Zum Beispiel verwenden Fahrzeuge wie etwa Lastwagen, Busse und Baumaschinen von einem direkt mit einem Verbrennungsmotor verbundenen Kompressor zugeführte Druckluft, um Systeme wie etwa Bremsen und Aufhängungen zu steuern. In Systemen wie etwa Bremsen und Aufhängungen enthält die von dem Kompressor zugeführte Druckluft in der Atmosphäre enthaltenes Wasser. Wenn die Wasser enthaltende Druckluft in die Systeme eintritt, kann dadurch ein Betriebsfehler der Systeme verursacht werden. Aus diesem Grund ist ein Lufttrockner stromabwärts von dem oben genannten Kompressor vorgesehen, um Wasser aus der Druckluft zu entfernen.
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Der Lufttrockner führt einen Lademodusbetrieb für das Entfernen von Wasser durch das Führen von Druckluft durch ein Trocknungsmittel und einen Entlademodus für das Regenerieren des Trocknungsmittels durch das Ausführen des durch das Trocknungsmittel aufgefangenen Wassers nach außen durch. Die von dem Lufttrockner während des Entlademodus ausgeführte Luft enthält Öl zusammen mit Wasser. Aus Umweltschutzgründen wurde vorgeschlagen, einen Ölabscheider für das Trennen und Wiedergewinnen von Öl aus der von dem Lufttrockner ausgeführten Luft vorzusehen.
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Der Ölabscheider trennt Gas und Flüssigkeit, indem er die Wasser und Öl enthaltende Luft gegen ein Aufprallglied prallen lässt. Bei einer derartigen Trennung von Gas und Flüssigkeit können Luft oder Gas, aus der/dem Wasser und Öl entfernt wurden, nach außen ausgestoßen werden und können Wasser und Öl, die aus der Luft abgeschieden wurden, in dem Ölabscheider als gesammelte Flüssigkeit wiedergewonnen werden (siehe zum Beispiel das Patentdokument 1).
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DOKUMENT AUS DEM STAND DER TECHNIK
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Patentdokument
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- Patentdokument 1: Offengelegtes japanisches Patent mit der Veröffentlichungsnummer 2013-234632
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Problemstellung der Erfindung
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Obwohl das Aufprallglied wie oben beschrieben für das Trennen von Gas und Flüssigkeit verwendet wird, enthält die von dem Ölabscheider ausgestoßene Luft weiterhin eine sehr kleine Menge von Öl. Es besteht deshalb ein Bedarf dafür, die Ölauffangrate des Ölabscheiders zu erhöhen.
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Es ist dementsprechend eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Ölauffangrate eines Ölabscheiders zu erhöhen.
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Problemlösung
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Im Folgenden wird ein Aufbau und ein Betrieb zum Lösen der oben genannten Aufgabe beschrieben.
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Um die genannte Aufgabe zu lösen, wird ein Ölabscheider vorgesehen, der Gas und Flüssigkeit in Öl enthaltender Luft trennt, um Öl enthaltende Flüssigkeit wiederzugewinnen. Der Ölabscheider umfasst eine Einführöffnung, die Luft einführt, eine Ölfalle, die in Luft enthaltenes Öl auffängt, ein Reservoir, das aus der Ölfalle herausgeflossene Flüssigkeit speichert, und eine Ausführöffnung, die Luft, aus der Öl entfernt wurde, ausführt. Die Ölfalle enthält ein Glasfaserfilter und ein Aufprallglied, das Ölpartikel auffängt, indem es dafür sorgt, dass die Ölpartikel gegen das Aufprallglied prallen.
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Bei dieser Konfiguration fängt das Aufprallglied Ölpartikel mit relativ großen Partikelgrößen aus den in der Luft enthaltenen Ölpartikeln auf. Das Glasfaserfilter fängt Ölpartikel mit relativ kleinen Partikelgrößen auf. Dadurch wird die Ölauffangrate des Ölabscheiders verbessert.
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Der Ölabscheider ist vorzugsweise derart konfiguriert, dass das Aufprallglied eine Luftdurchlässigkeit aufweist und eine erste Fläche, durch die Luft einfließt, und eine zweite Fläche, durch die durch das Aufprallglied hindurchgegangene Luft ausfließt, umfasst, wobei das Glasfaserfilter an der zweiten Fläche des Aufprallglieds vorgesehen ist.
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Wenn bei dieser Konfiguration Luft durch das Aufprallglied hindurchgeht, werden Ölpartikel mit relativ großen Partikelgrößen reduziert. Die Luft, in der Ölpartikel mit relativ großen Partikelgrößen reduziert wurden, fließt in das Glasfaserfilter. Auf diese Weise kann das Glasfaserfilter Ölpartikel mit relativ kleinen Partikelgrößen effizient auffangen.
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Der Ölabscheider ist vorzugsweise derart konfiguriert, dass das Glasfaserfilter als eine Folie ausgebildet ist und die gesamte zweite Fläche des Aufprallglieds bedeckt.
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Bei dieser Konfiguration kann der Großteil der durch das Aufprallglied hindurchgegangenen Luft durch das Glasfaserfilter hindurchgehen. Dadurch wird die Ölauffangrate weiter erhöht.
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Der Ölabscheider ist vorzugsweise derart konfiguriert, dass das Aufprallglied eine Luftdurchlässigkeit aufweist und eine erste Fläche, durch die Luft einfließt, und eine zweite Fläche, durch die durch das Aufprallglied hindurchgegangene Luft ausgeführt wird, umfasst, wobei das Glasfaserfilter an der ersten Fläche des Aufprallglieds vorgesehen ist.
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Bei dieser Konfiguration geht in die Ölfalle geflossene Luft durch das Glasfaserfilter, bevor sie durch das Aufprallglied hindurchgeht. Auf diese Weise fließt Luft, in der Ölpartikel mit relativ kleinen Partikelgrößen reduziert sind, in das Aufprallglied.
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Der Ölabscheider ist vorzugsweise derart konfiguriert, dass das Aufprallglied aus einem Urethanschaum ausgebildet ist.
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Weil bei dieser Konfiguration das Aufprallglied aus einem Urethanschaum ausgebildet ist, kann das Aufprallglied einfach in eine vorbestimmte Position in dem Ölabscheider zusammen mit dem Glasfaserfilter pressgepasst werden.
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Um die weiter oben genannte Aufgabe zu lösen, wird ein anderer Ölabscheider vorgesehen, der umfasst: eine Einführöffnung, die Abgas einführt, eine Ölfalle, die in Abgas enthaltenes Öl auffängt, ein Reservoir, das aus der Ölfalle herausgeflossene und Öl enthaltende Flüssigkeit speichert, und eine Ausführöffnung, die Abgas, aus dem das Öl entfernt wurde, ausführt. Die Ölfalle enthält eine Vielzahl von Filtern, die jeweils eine Auffangrate in Entsprechung zu der Partikelgrößer von Ölpartikeln aufweisen, wobei die Filter verschiedene Auffangraten aufweisen.
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Weil bei dieser Konfiguration die Ölfalle mehrere Filter mit verschiedenen Auffangraten in Abhängigkeit von den Partikelgrößen aufweisen, wird die Ölauffangrate des Ölabscheiders verbessert.
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Der Ölabscheider ist vorzugsweise derart konfiguriert, dass die in der Ölfalle enthaltenen Filter ein erstes Filter mit einer hohen Auffangrate für Ölpartikel mit einer großen Partikelgröße und ein zweites Filter mit einer hohen Auffangrate für Ölpartikel mit einer kleinen Partikelgröße umfassen. Weiterhin enthält die Ölfalle vorzugsweise das erste Filter an einer Position nahe der Einführöffnung.
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Weil bei dieser Konfiguration das erste Filter mit einer hohen Auffangrate für Ölpartikel mit großen Partikelgrößen an einer Position nahe der Einführöffnung vorgesehen ist, fließt Luft, in der große Ölpartikel durch das Hindurchgehen durch das erste Filter reduziert sind, in das zweite Filter mit einer hohen Auffangrate für Ölpartikel mit kleinen Partikelgrößen. Dadurch wird die Entfernungsperformanz des zweiten Filters für das Entfernen von kleinen Ölpartikeln maximiert.
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EFFEKTE DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung erhöht die Ölauffangrate des Ölabscheiders.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Ansicht, die ein Druckluft-Trocknungssystem gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
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2 ist eine Seitenansicht des Ölabscheiders gemäß der ersten Ausführungsform.
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3 ist eine Draufsicht auf den Ölabscheider gemäß der ersten Ausführungsform.
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4 ist eine Querschnittansicht des Ölabscheiders entlang der Linie 4-4 von 3.
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5 ist eine perspektivische Ansicht der Ölfalle gemäß der ersten Ausführungsform.
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6 ist eine perspektivische Ansicht einer Ölfalle gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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7 ist eine Querschnittansicht eines Ölabscheiders gemäß der zweiten Ausführungsform.
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8 ist eine Draufsicht auf eine Ölfalle gemäß einer Modifikation.
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9 ist eine Querschnittansicht einer Ölfalle gemäß einer Modifikation.
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10 ist eine Draufsicht auf eine Ölfalle gemäß einer Modifikation.
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11 ist eine Querschnittansicht einer Ölfalle gemäß einer Modifikation.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Erste Ausführungsform
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Im Folgenden wird ein Ölabscheider gemäß einer ersten Ausführungsform mit Bezug auf 1 bis 5 beschrieben.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst ein Druckluft-Trocknungssystem einen Kompressor 1, einen Lufttrockner 2 und einen Ölabscheider 3. Die von dem Kompressor 1 zugeführte Druckluft fließt in den Lufttrockner 2.
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Der Lufttrockner 2 enthält ein Trocknungsmittel und ein Filter zum Auffangen von Ölnebel. Das Trocknungsmittel fängt in der Druckluft vor allem als Wasserdampf enthaltenes Wasser auf. Das Filter fängt in der Druckluft enthaltene Ölpartikel auf. Der Lufttrockner 2 führt einen Lademodusbetrieb für das Auffangen von Wasser und Öl in der Druckluft und einen Entlademodusbetrieb für das Ausstoßen von Wasser und Öl, die zum Beispiel durch das Trocknungsmittel aufgefangen wurden, nach außen durch. Während des Lademodusbetriebs wird die aus dem Lufttrockner 2 herausgeflossene getrocknete Druckluft zu zum Beispiel dem Luftsystem der Bremse und der Luftaufhängung zugeführt. Durch das Ausführen des Entlademodusbetriebs ausgeführte Luft (Spulluft) und Wasser und Öl enthaltende Flüssigkeit werden zu dem Ölabscheider 3 zugeführt. Das Verhältnis und der Zustand von während des Entlademodusbetriebs aus dem Lufttrockner 2 ausgeführtem Wasser und Öl unterscheiden sich in Abhängigkeit von Faktoren wie etwa dem Typ und dem Zustand des Kompressors 1 und der Feuchtigkeit und Temperatur der Außenluft. Zum Beispiel werden Wasser und Öl von dem Lufttrockner 2 in einem Zustand ausgeführt, in dem das Wasser und Öl in der Spullüft enthalten sind, während die gesammelte Flüssigkeit nicht unbedingt ausgeführt zu werden braucht.
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Der Ölabscheider 3 entfernt in der Spülluft enthaltenes Wasser und Öl und gewinnt gesammelte Flüssigkeit wieder. Die durch das Entfernen von Wasser und Öl aus der Spülluft erhaltene Luft wird als gereinigte Luft in die Atmosphäre ausgestoßen.
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Im Folgenden wird der Aufbau des Ölabscheiders 3 mit Bezug auf 2 bis 5 beschrieben.
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Wie in 2 gezeigt, umfasst der Ölabscheider 3 ein zylindrisches Gehäuse 11 mit einem geschlossenen Ende und einen Deckel 12, der den Öffnungsteil des Gehäuses 11 abdichtet. Ein Ablassauslass 13 für das Ausführen von in dem Ölabscheider 3 gespeicherter gesammelter Flüssigkeit ist an dem Bodenteil des Gehäuses 11 vorgesehen. Ein Ablassschlauch 14, der für das Entfernen von gesammelter Flüssigkeit verwendet wird, ist mit dem Ablassauslass 13 verbunden.
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Eine Ausführöffnung 16 zum Ausführen von reiner Luft ist an dem Deckel 12 vorgesehen. Ein Luftausführschlauch 20, der reine Luft zu der Atmosphäre ausstößt, ist mit der Ausführöffnung 16 über ein Ausführkopplungsglied 19 verbunden. Der Deckel 12 weist auch eine Montageplatte 29 auf, die den Ölabscheider 3 an einem aufnehmenden Körper wie etwa einem Fahrzeugkörper befestigt.
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Wie in 3 gezeigt, weist der Deckel 12 zusätzlich zu der oben genannten Ausführöffnung 16 eine Einführöffnung 15 auf, die von dem Lufttrockner 2 ausgeführte Luft einführt. Ein Schlauch zum Zuführen von aus dem Lufttrockner 2 herausgeflossener Luft ist mit der Einführöffnung 15 über ein Einführkopplungsglied 18 verbunden.
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Wie in 4 gezeigt, ist der Deckel 12 zylindrisch und ist das vertikal obere Ende geschlossen. Zwei Leitbleche 21 sind in dem Deckel 12 in Nachbarschaft zu der Einführöffnung 15 vorgesehen. Die Leitbleche 21 stehen aufrecht, sodass sie senkrecht zu der Flussrichtung der durch die Einführöffnung 15 eingeführten Spülluft sind. Der Deckel 12 enthält auch einen Verbindungsteil 23, der das Innere des Gehäuses 11 mit der Ausführöffnung 16 verbindet.
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Eine scheibenförmige Abdeckung 25 ist zwischen dem Gehäuse 11 und dem Deckel 12 vorgesehen. Das Gehäuse 11, die Abdeckung 25 und der Deckel 12 sind aneinander durch Befestigungsschrauben 27 in Durchgangslöchern in einem Flanschteil 26 des Gehäuses 11, Durchgangslöchern in der Abdeckung 25 und Gewindebohrungen in dem Deckel 12 befestigt.
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Der durch die Abdeckung 25 und den Deckel 12 definierte Raum funktioniert als eine erste Expansionskammer 22. Ein Verbindungsloch 28 ist in dem mittleren Teil der Abdeckung 25 ausgebildet. Weiterhin ist ein zylindrisches Aufnahmeglied 30 mit einem Deckel an der Bodenfläche der Abdeckung 25 mittels Schrauben 38 befestigt. Flanschteile 31, 32 sind jeweils an dem oberen Ende und dem unteren Ende des Aufnahmeglieds 30 ausgebildet. Das Aufnahmeglied 30 wird an der Abdeckung 25 befestigt, indem die Schrauben 38 durch den Flanschteil 31 eingesteckt werden. Der durch die obere Fläche des befestigten Aufnahmeglieds 30 und die Abdeckung 25 definierte Raum funktioniert als eine zweite Expansionskammer 33. Das oben genannte Verbindungsloch 28, das in der Abdeckung 25 ausgebildet ist, verbindet die erste Expansionskammer 22 mit der zweiten Expansionskammer 33.
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Durchgangslöcher 35 sind in dem mittleren Teil einer oberen Wand 34 des Aufnahmeglieds 30 ausgebildet. Die Durchgangslöcher 35 und das Verbindungsloch 28 der Abdeckung 25 sind an Positionen ausgebildet, die einander nicht gegenüberliegen. Durchgangslöcher 36 sind an dem unteren Ende der Seitenwand des Aufnahmeglieds 30 mit Intervallen in der Umfangsrichtung ausgebildet.
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Das Aufnahmeglied 30 nimmt eine Ölfalle 40 auf, die in Spülluft enthaltenes Öl entfernt. Die Ölfalle 40 enthält ein erstes Filter, das ein Aufprallglied 41 ist, und ein zweites Filter, das ein Glasfaserfilter 42 ist. Das Aufprallglied 41 ist aus einem porösen Kunststoffschwamm (Urethanschaum) ausgebildet und ist in einem Zustand, in dem das Aufprallglied 41 in dem Aufnahmeglied 30 aufgenommen ist, säulenförmig.
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Das Glasfaserfilter 42 ist als eine Folie ausgebildet und um eine zweite Fläche oder eine Außenumfangsfläche 41b des säulenförmigen Aufprallglieds 41 gewunden. Poröse Platten 43 sind jeweils an einer ersten Fläche oder einer oberen Fläche 41a und einer unteren Fläche des Aufprallglieds 41 vorgesehen, um das Aufprallglied 41 zu halten.
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Eine Haltescheibe 45 zum Halten der Ölfalle 40 ist an dem Flanschteil 32, der an dem unteren Ende des Aufnahmeglieds 30 ausgebildet ist, mittels Schrauben 46 befestigt. Die Haltescheibe 45 weist einen Durchmesser auf, der im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Gehäuses 11 ist. Die Haltescheibe 45 enthält Durchgangslöcher 47, die das Abtropfen von zum Beispiel durch die Ölfalle 40 aufgefangenem flüssigen Öl gestattet.
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Ein Reservoir, das in dieser Ausführungsform ein Gesammelte-Flüssigkeit-Speicherteil 48 ist, ist an dem unteren Abschnitt des Gehäuses 11 vorgesehen und speichert die gesammelte Flüssigkeit, die durch die Durchgangslöcher 47 getropft ist. Ein Heizer 49 zum Erhitzen der gespeicherten Flüssigkeit für das Verdampfen von Wasser ist in dem Gesammelte-Flüssigkeit-Speicherteil 48 vorgesehen. Das Heizen des Heizers 49 wird unter Verwendung eines nicht gezeigten Thermostaten gesteuert.
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Die Ölfalle 40 wird im Folgenden mit Bezug auf 5 beschrieben. Das Aufprallglied 41 wird säulenförmig ausgebildet, indem beide Enden eines rechteckig parallelepipedförmigen Schwamms nach oben gerollt und aneinander angenähert werden. Das Glasfaserfilter 42 weist eine Höhe und Breite auf, die ausreichen, um alle anderen Flächen außer der flachen Fläche und der Bodenfläche des säulenförmigen Aufprallglieds 41, d. h. also die Außenumfangsfläche 41b, zu bedecken. Das Aufprallglied 41 ist in dem Aufnahmeglied 30 aufgenommen, wobei die Außenumfangsfläche 41b mit dem Glasfaserfilter 42 bedeckt ist. Das Aufprallglied 41 und das Glasfaserfilter 42, das um das Aufprallglied 41 gewunden ist, können in dem Aufnahmeglied 30 in einem Zustand aufgenommen werden, indem sie aneinander mittels eines Klebers befestigt sind oder nicht aneinander befestigt sind.
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In dieser Ausführungsform ist die Dicke des Glasfaserfilters 42 kleiner als der Durchmesser des Aufprallglieds 41 und ist das Volumen des Aufprallglieds 41 größer als das Volumen des Glasfaserfilters 42. In der Zeichnung ist das Verhältnis zwischen dem Durchmesser des Aufprallglieds 41 und der Dicke des Glasfaserfilters 42 angepasst, um das Glasfaserfilter 42 zu verdeutlichen. Das Verhältnis kann jedoch bei Bedarf in Übereinstimmung mit zum Beispiel der Ölauffangperformanz eines Schwamms und der Glasfasern sowie mit anderen Faktoren in dem Druckluft-Trocknungssystem angepasst werden.
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Das Aufprallglied 41 ändert den Luftfluss in den Löchern in dem Schwamm fein und veranlasst, dass sich mit dem Luftfluss bewegende Ölpartikel aufgrund ihrer Trägheitskraft gegen das Aufprallglied 41 prallen, wodurch die Ölpartikel aufgefangen werden. Innerhalb der in der Spülluft als Öl enthaltenen Ölpartikel weisen viele der durch das Aufprallglied 41 aufgefangenen Ölpartikel relativ große Partikelgrößen auf.
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Das Glasfaserfilter 42 enthält Glasfasern und kann zum Beispiel ausgebildet werden, indem Glasfasern an einem Basismaterial wie etwa einem nicht-gewebten Textil fixiert werden, nur Glasfasern komprimiert werden oder Glasfasern zusammen mit andere Materialien komprimiert werden. Das Glasfaserfilter 42 weist einen Faserdurchmesser, einen Porendurchmesser und eine Dichte in der Tiefenrichtung auf, die gestatten, dass feine Ölpartikel, die eine Brownsche Bewegung in der Druckluft vollziehen, aufgefangen werden.
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Unter Verwendung des oben beschriebenen Trägheitskraft-Aufpralls werden große Ölpartikel mit Partikelgrößen von größer oder gleich 1 μm am effizientesten aufgefangen, was jedoch von der Flussgeschwindigkeit der Luft abhängt. Die Anzahl von in der Druckluft enthaltenen kleinen Ölpartikeln ist größer als die Anzahl der großen Ölpartikel. Die kleinen Ölpartikel kollidieren mit Gasmolekülen in der Druckluft und vollziehen zufällige Bewegungen (Brownsche Bewegung) unabhängig von dem Fluss der komprimierten Luft. Die Partikelgröße der Ölpartikel, die eine zufällige Bewegung vollziehen, ist zum Beispiel kleiner als oder gleich 50 nm. Derartige Ölpartikel lassen sich schwer durch das einen Trägheits-Aufprall verwendende Verfahren und effizienter durch einen Kontakt mit Glasfasern auffangen. Ölpartikel mit einer mittleren Partikelgröße von zum Beispiel von mehr als 50 nm und weniger als 1 μm können sowohl durch das Aufprallglied 41 als auch das Glasfaserfilter 42 aufgefangen werden, wobei jedoch dadurch die Effizienz etwas vermindert wird. Weil sich also mit anderen Worten die Größe der effizient durch das Aufprallglied 41 aufgefangenen Ölpartikel von der Größe der effizient durch das Glasfaserfilter 42 aufgefangenen Ölpartikel unterscheidet, können Ölpartikel mit einem großen Bereich von Größen aufgefangen werden.
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Obwohl die Anzahl von Ölpartikeln mit kleinen Partikelgrößen in der Spülluft wie oben allgemein beschrieben relativ groß ist, unterscheidet sich das Verhältnis zwischen dem Gesamtvolumen von Ölpartikeln mit großen Partikelgrößen und dem Gesamtvolumen von Ölpartikeln mit kleinen Partikelgrößen in Abhängigkeit von den einzelnen Unterschieden des Kompressors 1 und der Betriebsatmosphäre (wie etwa der Temperatur und der Feuchtigkeit). Die Auffangperformanz beim Auffangen von Ölpartikeln kann jedoch angepasst werden, indem das Verhältnis zwischen dem Volumen des Aufprallglieds 41 und dem Volumen des Glasfaserfilters 42 geändert wird. Die Konfigurationen wie etwa die Größe des Aufprallglieds 41 und die Dicke des Glasfaserfilters 42 sind also nicht auf die zum Beispiel in 4 und 5 gezeigten beschränkt und können bei Bedarf geändert werden. Zum Beispiel kann das Volumen des Glasfaserfilters 42 größer sein als das Volumen des Aufprallglieds 41.
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Im Folgenden wird der Betrieb des Ölabscheiders 3 mit der oben beschriebenen Konfiguration mit Bezug auf 4 beschrieben.
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Die aus dem Lufttrockner 2 ausgeführte Spülluft fließt in den Ölabscheider 3 durch den Einführteil 15 wie durch die Richtung des Pfeils in der Zeichnung angegeben. Die durch die Einführöffnung 15 eingeflossene Spülluft trifft auf die Leitbleche 21 und wird dann in die erste Expansionskammer 22 eingeführt, um expandiert zu werden.
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Die in der ersten Expansionskammer 22 expandierte Spülluft fließt durch das in der Abdeckung 25 ausgebildete Verbindungsloch 28 in die zweite Expansionskammer 33 und wird dann expandiert. Die Spülluft fließt weiter durch die Durchgangslöcher 35 in der oberen Wand 34 des Aufnahmeglieds 30 in die Ölfalle 40 in dem Aufnahmeglied 30. Die in die Ölfalle 40 geflossene Spülluft geht zuerst durch das Aufprallglied 41 hindurch. Auf diese Weise werden in der Spülluft enthaltene Ölpartikel mit großen Partikelgrößen aufgefangen. Dabei wird auch in der Spülluft enthaltenes Wasser aufgefangen.
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Die Spülluft, in der die Anzahl von Ölpartikeln mit relativ großen Partikelgrößen reduziert wurde, fließt in das Glasfaserfilter 42. Das Glasfaserfilter 42 fängt vor allem Ölpartikel mit relativ kleinen Partikelgrößen auf, die wie oben beschrieben in der Spülluft bleiben. Dabei wird auch in der Spülluft enthaltenes Wasser aufgefangen.
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Das durch die Ölfalle 40 aufgefangene flüssige Wasser und Öl bewegen sich durch die Ölfalle 40, erreichen die obere Fläche der Haltescheibe 45 und tropfen durch die Durchgangslöcher 47 in der Haltescheibe 45, um in dem Gesammelte-Flüssigkeit-Speicherteil 48 gespeichert zu werden. Wenn die gesammelte Flüssigkeit in den Ölabscheider 3 fließt, bewegt sich die Flüssigkeit entlang des gleichen Pfads wie oben beschrieben, geht durch die Ölfalle 40 und tropft in den Gesammelte-Flüssigkeit-Speicherteil 48.
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Die in dem Gesammelte-Flüssigkeit-Speicherteil 48 gespeicherte gesammelte Flüssigkeit wird durch den Heizer 49 erhitzt, sodass das Wasser verdampft. Die in dem Gesammelte-Flüssigkeit-Speicherteil 48 gespeicherte gesammelte Flüssigkeit wird bei Bedarf durch den Ablassschlauch 14 ausgeführt.
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Die gereinigte Luft, aus der Wasser und Öl durch die Ölfalle 40 entfernt wurden, fließt durch die Durchgangslöcher 36 in der Seitenfläche des Aufnahmeglieds 30 in den Raum, der zwischen dem Aufnahmeglied 30 und dem Gehäuse 11 gebildet wird. Die durch den Raum gegangene Luft geht durch ein in der Abdeckung 25 ausgebildetes Verbindungsloch 50 und einen Verbindungsteil 23 in dem Deckel 12 und wird dann durch die Ausführöffnung 16 ausgeführt (siehe 2 oder 3).
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Die erste Ausführungsform bietet die folgenden Vorteile.
- (1) Das Aufprallglied 41 fängt vor allem Ölpartikel mit großen Partikelgrößen aus den in der Luft enthaltenen Ölpartikeln, und das Glasfaserfilter 42 fängt vor allem Ölpartikel mit kleinen Partikelgrößen. Es können also insgesamt Ölpartikel mit einem großen Bereich von Größen aufgefangen werden, wodurch die Ölauffangrate des Ölabscheiders 3 verbessert wird.
- (2) Das Glasfaserfilter 42 ist an der Außenumfangsfläche 41b des Aufprallglieds 41 angeordnet. Die Luft, in der Ölpartikel mit großen Partikelgrößen durch das Hindurchgehen durch das Aufprallglied 41 reduziert wurden, fließt in das Glasfasefilter 42. Daraus resultiert, dass die Entfernungsperformanz des Glasfaserfilters 42 für das Entfernen der Ölpartikel mit kleinen Partikelgrößen maximiert wird.
- (3) Weil das folienartige Glasfaserfilter 42 um die gesamte Umfangsfläche 41b des Aufprallglieds 41 gewunden ist, geht der größte Teil der durch das Aufprallglied 41 hindurchgegangenen Luft auch durch das Glasfaserfilter 42 hindurch. Dadurch wird die Ölauffangrate weiter vergrößert.
- (4) Die Ölfalle 40 enthält das Aufprallglied 41, das aus einem Schwamm ausgebildet ist. Deshalb tritt ein Trägheits-Aufprall von Ölpartikeln an dem Aufprallglied 41 auf, wodurch veranlasst wird, dass die Ölpartikel aufgefangen werden. Und weil das Aufprallglied 41 und das Glasfaserfilter 42 beide aus einem Material ausgebildet sind, das einfach komprimiert werden kann, kann das Aufprallglied 41, um welches das Glasfaserfilter 42 gewunden ist, einfach in das Aufnahmeglied 30 gedrückt werden.
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Zweite Ausführungsform
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Im Folgenden wird ein Ölabscheider gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben. Die Beschreibung konzentriert sich auf die Unterschiede zwischen der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform. In dem Ölabscheider gemäß dieser Ausführungsform unterscheidet sich nur der Aufbau der Ölfalle von demjenigen des Ölabscheiders der ersten Ausführungsform. Es wird deshalb hier auf eine wiederholte Beschreibung der anderen Aufbauten verzichtet.
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Wie in 6 gezeigt, enthält die Ölfalle 40 das säulenförmige Aufprallglied 41 und ein Paar von Glasfaserfiltern 44, das an der oberen Fläche 41a und der Bodenfläche 41c des Aufprallglieds 41 platziert ist. Die Glasfaserfilter 44 weisen im Wesentlichen den gleichen Aufbau auf wie in der ersten Ausführungsform und sind kreisförmig ausgebildet.
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Wie in 7 gezeigt, ist in einem Zustand, in dem die Ölfalle 40 in dem Aufnahmeglied 30 aufgenommen ist, das obere Glasfaserfilter 44 unter der oberen Wand 34 des Aufnahmeglieds 30 angeordnet und ist das untere Glasfaserfilter 44 auf der Haltescheibe 45 angeordnet.
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Im Folgenden wird der Betrieb dieser Ausführungsform beschrieben.
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Die Spülluft in der zweiten Expansionskammer 33 fließt in das Aufnahmeglied 30 durch die Durchgangslöcher 35 in der oberen Wand 34 und geht zuerst durch das Glasfaserfilter 44. Dabei werden von den in der Spülluft enthaltenen Ölpartikeln vor allem die Ölpartikel mit kleinen Partikelgrößen aufgefangen. Die durch das obere Glasfaserfilter 44 gegangene Spülluft fließt in das Aufprallglied 41. Dabei werden wie in der ersten Ausführungsform vor allem die Ölpartikel mit großen Partikelgrößen aufgefangen.
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Ein Teil der durch das Aufprallglied 41 gegangenen Spülluft geht durch das untere Glasfaserfilter 44 und dann zurück durch das Innere des Aufprallglieds 41 oder den Raum zwischen dem Aufprallglied 41 und der Seitenwand des Aufnahmeglieds 30, um durch die Durchgangslöcher 36 in der Seitenwand des Aufnahmeglieds 30 nach außen auszufließen. Ein Teil der Spülluft geht nicht durch das untere Glasfaserfilter 44 und fließt aus dem Aufnahmeglied 30 nach außen. Die gereinigte Luft, die aus dem Aufnahmeglied 30 nach außen geflossen ist, geht durch ein in der Abdeckung 25 ausgebildetes Aufnahmeloch 50 und den Verbindungsteil 23 des Deckels 12 und wird durch die Aufnahmeöffnung 16 ausgeführt. Das durch die Ölfalle 40 aufgefangene flüssige Wasser und Öl gehen durch die Ölfalle 40 und werden in dem Gesammelte-Flüssigkeit-Speicherteil 48 gespeichert.
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Wie oben beschrieben, bietet die vorliegende Ausführungsform die folgenden Vorteile zusätzlich zu den Vorteilen (1), (3) und (4).
- (5) Das Glasfaserfilter 44 ist an der oberen Fläche 41a des Aufprallglieds 41, durch die die Spülluft einfließt, ausgebildet. Wenn also in der anfänglichen Phase die Spülluft in die Ölfalle 40 fließt, geht der größte Teil der Spülluft durch das Glasfaserfilter 44. Der Aufbau vergrößert die Ölauffangrate des Aufprallglieds 41, weil die Spülluft, in der die Anzahl von kleinen Ölpartikeln reduziert wird, in das Aufprallglied 41 fließt. Weil das Paar von Glasfasernfiltern 44 das Aufprallglied 41 einschließt, ist die Kontaktfläche zwischen der Spülluft und der Glasfaser vergrößert. Dadurch wird die Ölauffangrate des Ölabscheiders 3 vergrößert.
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Andere Ausführungsformen
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Die oben beschriebenen Ausführungsformen können wie folgt modifiziert werden.
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Wie in 8 gezeigt, kann die Ölfalle 40 mehrere Aufprallglieder einschließlich eines ersten Aufprallglieds 61 enthalten, das ausgebildet wird, indem ein rechteckig paralellepiped-förmiger Schwamm derart hochgerollt wird, dass sich die Enden des Schwamms einander nähern, ein zylindrisches zweites Aufprallglied 62, das an der Außenseite des ersten Aufprallglieds 61 angeordnet ist, und ein zylindrisches drittes Aufprallglied 63, das an der Außenseite des zweiten Aufprallglieds 62 angeordnet ist, umfassen. Das zweite Aufprallglied 62 und das dritte Aufprallglied 63 werden ausgebildet, indem ein rechteckig parallelepipedförmiger oder plattenförmiger Schwamm derart hochgerollt wird, dass sich die Enden des Schwamms einander nähern. Ein erstes Glasfaserfilter 71, das um den Außenumfang des ersten Aufprallglieds 61 gewunden ist, ist zwischen dem ersten Aufprallglied 61 und dem zweiten Aufprallglied 62 angeordnet. Ein zweites Glasfaserfilter 72, das um den Außenumfang des zweiten Aufprallglieds 62 gewunden ist, ist zwischen dem zweiten Aufprallglied 62 und dem dritten Aufprallglied 63 angeordnet. Weiterhin ist ein drittes Glasfaserfilter 73 um die Außenseite des dritten Aufprallglieds 63 gewunden. Ein Verbindungsteil 61a des ersten Aufprallglieds 61, ein Verbindungsteil 71a des ersten Glasfaserfilters 71, ein Verbindungsteil 62a des zweiten Aufprallglieds 62, ein Verbindungsteil 72a des zweiten Glasfaserfilters 72, ein Verbindungsteil 63a des dritten Aufprallglieds 63 und ein Verbindungsteil 73a des dritten Glasfaserfilters 73 sind an verschiedenen Positionen in der Umfangsrichtung der Ölfalle 40 angeordnet. Weil die Verbindungsteile 61a bis 63a und 71a bis 73a wie oben beschrieben an verschiedenen Positionen angeordnet sind, behindern die Verbindungsteile 61a bis 63a und 71a bis 73a auch dann, wenn Luft in die Ölfalle 40 von beliebigen Positionen eindringt, das Fließen der Luft in die Ölfalle 40 nicht, sodass also die Luft zuverlässig durch die Ölfalle 40 hindurchgehen kann.
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Wie in 9 gezeigt, können Aufprallglieder aus einem Schwamm und Glasfaserfilter in der Axialrichtung der säulenförmigen Ölfalle 40 laminiert sein. Zum Beispiel können fünf Aufprallglieder 91 bis 95 zwischen sechs Glasfaserfiltern 81 bis 86 angeordnet sein. Weiterhin kann ein Glasfaserfilter 87 um den Außenumfang eines laminierten Körpers gewunden sein, in dem die Glasfaserfilter 81 bis 86 und die Aufprallglieder 91 bis 95 enthalten sind.
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Wie in 10 gezeigt, können mehrere Glasfaserfilter um das Aufprallglied gewunden werden, um die Dicke des Glasfaserfilters anzupassen. Zum Beispiel enthält die Ölfalle 40 ein erstes Aufprallglied 100, das ein rechteckig parallelepipedförmiger Schwamm ist, der derart hochgerollt ist, dass sich die Enden des Schwamms einander nähern, und ein zweites Aufprallglied 101, das um den Außenumfang des ersten Aufprallglieds 100 gewunden ist. Drei Glasfaserfilter 102 bis 104 sind um den Außenumfang des zweiten Aufprallglieds 102 gewunden. Diese Glasfaserfilter 102 bis 104 können die gleichen oder verschiedene Eigenschaften wie etwa das Gewicht pro Volumen aufweisen. Bei dieser Konfiguration wird die Dicke der Glasfaserfilterschicht eingestellt, um die Ölfallenperformanz zu steuern. Ein Glasfaserfilter kann auch zwischen dem ersten Aufprallglied 100 und dem zweiten Aufprallglied 102 vorgesehen sein.
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Wie in 11 gezeigt, können Aufprallglieder aus einem Schwamm und Glasfaserfilter in der Axialrichtung der säulenförmigen Ölfalle 40 laminiert sein und kann die Dicke der Glasfaserfilter durch die Anzahl von laminierten Glasfaserfiltern angepasst werden. Zum Beispiel können drei Glasfaserfilter 112 bis 114 auf eine der axialen Endflächen jedes Paars von Aufprallgliedern 110, 111 laminiert sein. In diesem Fall wird die Dicke der Glasfaserfilterschicht angepasst, um die Ölfallenperformanz zu steuern. Ein Glasfaserfilter kann auch zwischen den Aufprallgliedern 110, 111 vorgesehen sein.
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In jeder der oben genannten Ausführungsformen ist die Dicke des Glasfaserfilters 42 kleiner als der Durchmesser des säulenförmigen Aufprallglieds 41 und ist das Volumen des Glasfaserfilters 42 kleiner als das Volumen des Aufprallglieds 41. Diese Konfigurationen können jedoch auch geändert werden. Zum Beispiel kann die Dicke des Glasfaserfilters 42 größer gesetzt werden als der Durchmesser des säulenförmigen Aufprallglieds 41 oder kann das Volumen des Glasfaserfilters 42 größer gesetzt werden als das Volumen des Aufprallglieds 41, was von Faktoren des Druckluft-Trocknungssystems, der Ölfallen-Performanz des Glasfaserfilters 42 und ähnlichem abhängt.
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In jeder der oben genannten Ausführungsformen fangen das Aufprallglied 41 und das Glasfaserfilter 42 auch Wasser auf, wobei sie jedoch nicht notwendigerweise Wasser auffangen müssen.
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Das Aufprallglied 41 kann Ölpartikeln auffangen, die elektrisch geladen sind und unter Verwendung einer elektrostatischen Kraft in der Luft schwebend gehalten werden.
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In jeder der oben genannten Ausführungsformen ist das Aufprallglied durch das Aufprallglied 41 konfiguriert, wobei es jedoch auch durch ein feines poröses Metallmaterial (wie etwa ein zerdrücktes Aluminiumglied) oder Leitbleche konfiguriert sein kann.
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In den oben genannten Ausführungsformen ist der Ablassschlauch 14 mit dem Ablassauslass 13 des Gehäuses 11 verbunden. Es kann jedoch auch auf den Ablassschlauch 14 verzichtet werden, und es kann ein Stopfen in dem Ablassauslass 13 vorgesehen sein, um Flüssigkeit direkt von dem Ablassauslass 13 auszuführen.
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In den oben beschriebenen Ausführungsformen sind die erste Expansionskammer 22 und die zweite Expansionskammer 33 in dem Ölabscheider 3 vorgesehen. Es kann aber auch auf die erste Expansionskammer 22 oder die zweite Expansionskammer 33 verzichtet werden und also nur eine einzelne Expansionskammer vorgesehen sein.
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Es können auch mehrere Heizer 49 vorgesehen sein, und es kann auch auf den Heizer 49 verzichtet werden.
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Das Glasfaserfilter kann derart vorgesehen sein, dass es die obere Fläche 41a (die erste Fläche) und die Außenumfangsfläche 41b (die zweite Fläche) des Aufprallglieds 41 bedeckt. Das Glasfaserfilter kann auch derart vorgesehen sein, dass es alle Flächen des Aufprallglieds 41 bedeckt.
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In der zweiten Ausführungsform kann auf das an der Bodenfläche 41c des Aufprallglieds 41 vorgesehene Glasfaserfilter 44 verzichtet werden, was von zum Beispiel der Ölfallen-Performanz des Filters selbst abhängt.
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Abgesehen von der Ölfalle 40 kann sich die Konfiguration des Ölabscheiders 3 von der Konfiguration in jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen unterscheiden. Zum Beispiel kann der Ölabscheider 3 eine Kartusche sein, in der das Aufnahmeglied 30 an dem Hauptkörper einschließlich des Gehäuses 11 mit einem Gewindeteil befestigt ist. Es kann auch auf die Abdeckung 25 verzichtet werden. Weiterhin können der Aufbau zum Verbinden der Einführöffnung 15 mit dem Schlauch des Lufttrockners und der Aufbau zum Verbinden der Ausführöffnung 16 mit dem Luftausführschlauch 20 andere bekannte Verbindungsaufbauten sein.
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In jeder der oben genannten Ausführungsformen kann die Luft, die durch die Ölfalle 40 hindurchgegangen ist, durch die Durchgangslöcher 36 in der Seitenwand des Aufnahmeglieds 30 aus dem Aufnahmeglied 30 nach außen fließen. Es kann jedoch ein Durchgangsloch für das Ausführen von Luft in der Bodenwand des Aufnahmeglieds 30 ausgebildet sein. In diesem Fall ist die zweite Fläche, von der die durch das Aufprallglied 41 gegangene Luft herausfließt, die Bodenfläche des Aufprallglieds 41.
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In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen wird die Ölfalle 40 durch das Aufprallglied aus Urethanschaum und das Glasfaserfilter konfiguriert, wobei sie jedoch auch durch beliebige andere Filter mit verschiedenen Auffangraten für das Auffangen von Ölpartikeln in Abhängigkeit von Partikelgrößen konfiguriert sein kann. Die Ölfalle 40 kann also durch Filter konfiguriert sein, die die höchste Auffangrate für verschiedene Partikelgrößen aufweisen. Zum Beispiel kann die Ölfalle 40 durch Aufprallglieder mit jeweils einer hohen Auffangrate für eine andere Partikelgröße konfiguriert sein.
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In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen gestattet der Ölabscheider 3, dass Spülluft von dem vertikal oberen Abschnitt der Ölfalle 40 in die Ölfalle 40 fließt. Spülluft kann jedoch auch von dem vertikal unteren Abschnitt der Ölfalle 40 oder von der Außenumfangsfläche der Ölfalle 40 einfließen. Ein Aufprallglied, das eine hohe Auffangrate für Ölpartikel mit einer großen Partikelgröße aufweist, kann an der Fläche der Ölfalle 40 angeordnet sein, durch die Spülluft in Abhängigkeit von der Größenverteilung der in der Spülluft enthaltenen Ölpartikel angeordnet sein. Alternativ dazu kann ein Glasfaserfilter, das eine hohe Auffangrate für Ölpartikel mit einer kleinen Partikelgröße aufweist, vorgesehen sein.
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In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist der Ölabscheider 3 in dem Abgassystem des Lufttrockners 2 vorgesehen, das stromabwärts von dem Kompressor 1 des Luftsystems angeordnet ist. Der Ölabscheider 3 kann jedoch auch stromabwärts von dem Kompressor des Luftsystems und stromaufwärts von dem Lufttrockner 2 vorgesehen sein. In diesem Fall wird Öl von der zum Beispiel Schmiermittel enthaltenden Luft in dem Kompressor 1 getrennt und wird gereinigte Luft zu dem Lufttrockner 2 zugeführt. Auf diese Weise wird verhindert, dass das Trocknungsmittel in dem Lufttrockner 2 durch das Öl beeinträchtigt wird.
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LISTE DER BEZUGSZEICHEN
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- 1 ... Kompressor; 2 ... Lufttrockner; 3 ... Ölabscheider; 11 ... Gehäuse; 12 ... Deckel; 13 Ablassauslass, 14 ... Ablassschlauch; 15 ... Einführöffnung; 16 ... Ausführöffnung; 18 ... Einführkopplungsglied; 19 ... Ausführkopplungsglied; 20 ... Luftausführschlauch; 21 ... Leitblech; 22 ... erste Expansionskammer; 23 ... Verbindungsteil; 25 ... Abdeckung; 26 ... Flanschteil; 27 ... Schraube; 28 ... Verbindungsloch; 29 ... Montageplatte; 30 ... Aufnahmeglied; 31 ... Flanschteil; 32 ... Flanschteil; 33 ... zweite Expansionskammer; 34 ... obere Wand; 35 ... Durchgangsloch; 36 ... Durchgangsloch; 40 ... Ölfalle; 41 ... Aufprallglied; 41a ... obere Fläche; 41b ... Außenumfangsfläche; 41c ... Bodenfläche; 42 ... Glasfaserfilter; 43 ... Platte; 44 ... Glasfaserfilter; 45 ... Haltescheibe; 46 ... Schraube; 47 ... Durchgangsloch; 48 ... Gesammelte-Flüssigkeit-Speicherteil; 49 ... Heizer; 50 ... Verbindungsloch.
