JP2009172478A

JP2009172478A - ドレン分離装置

Info

Publication number: JP2009172478A
Application number: JP2008011867A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Suzuki; 敏弘鈴木
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2008-01-22
Filing date: 2008-01-22
Publication date: 2009-08-06

Abstract

【課題】空気圧供給回路において、ドレン分離機構によって圧縮空気から分離された分離液中の水分のみを大気中に放出可能にしたドレン分離装置を提供する。
【解決手段】このドレン分離装置は、流入口１１と流出口１２間の流路に設置されたドレン分離機構３と、該ドレン分離機構によって分離されて貯留部４に溜まった分離液中の水分を、大気中に放出する水蒸気放出部１３を有する。該水蒸気放出部１３は、ケース２の下端部における上記貯留部４の周囲に設けられ、筒状の水蒸気透過膜３０及び保護カバー３１を通して水蒸気を外部に放出するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気圧供給回路において、ドレン分離機構によって圧縮空気から分離した分離液中の水分を大気中に放出するようにしたドレン分離装置に関するものである。

特許文献１に開示されたエアドライヤは、圧縮空気を断熱膨張させて圧縮空気中の水分を分離するものであり、圧縮空気の流入口及び流出口を有する本体と、該本体に取り外し可能に取り付けられたケースを備え、上記流入口と流出口間の流路にフィルタエレメントを設置し、フィルタエレメントの入口側に空気を断熱膨張させるオリフィスを設けると共に、そのオリフィスの下流側に断熱膨張によって分離した微小水分を凝集させて水滴とするデミスタを備えている。

また、特許文献２に開示されたエアフィルタは、圧縮空気から水分、オイルミスト及び塵埃を分離するものであり、圧縮空気の流入口及び流出口を有する本体と，該本体に取り付けられたケースとを備え、上記ケースに、オイルミスト塵埃分離エレメント、及びその下方の水分離エレメントを取り付け、水分離エレメントによって水分を分離した後に、オイルミスト分離エレメントによってオイルミストと塵埃が分離され、分離された分離液がケースの底部に貯留され、オートドレン、排出弁等によって排出されるものである。

上記特許文献１及び２に記載されたエアフィルタは、圧縮空気から分離された分離液の全量を貯留し、ある程度溜まったときに外部へ排出するので、排出するための排出管、貯水容器、オートドレン等の設備が必要であり、その設備の設置及び管理に手間と費用を要するという問題があった。
実開平６−２１７２３号公報実開平６−２１７１７号公報

本発明の技術的課題は、空気圧供給回路において、ドレン分離機構によって圧縮空気から分離された分離液中の水分のみを大気中に放出して残留物の量をゼロ又は少量とし、残留物を排出するための排出機構を不要とするか、又は簡単な排出機構で足りるようにすることにある。

上記課題を解決するため、本発明に係るドレン分離装置は、圧縮空気の流入口及び流出口を有する本体と、該本体に取り外し可能に取り付けられたケースと、該ケース内における上記流入口と流出口間の流路に設置されたドレン分離機構とを有するドレン分離装置であって、上記ドレン分離機構によって圧縮空気から分離された分離液を貯留する貯留部に、水蒸気透過膜を通して水蒸気を外部に放出する水蒸気放出部を設けたことを特徴とするものである。
上記ドレン分離機構は、フィルタエレメントにより構成することができるが、それに限るものではない。

本発明に係るドレン分離装置の好ましい実施形態においては、上記ケースの下部における分離液の貯留部の周囲に水蒸気放出部を設け、該水蒸気放出部が上記水蒸気透過膜と保護カバーとを重設することにより形成される。更に具体的には、上記水蒸気放出部が、上記ケースの下端部に取り付けられた環状の取付部材とそれに対向するキャップ部材との間に、筒状の水蒸気透過膜とその外方の通気性のある筒状の保護カバーとを取り付けることにより構成される。この場合に、上記貯留部に貯留した分離液を排出するための排出機構を、上記キャップ部材に設けることができる。また、上記保護カバーは多数の小孔が形成されたパンチングメタルで形成することができる。

本発明においては、ドレン分離機構によって圧縮空気から分離された分離液中の水分のみを、水蒸気放出部によって大気中に放出するので、圧縮空気が水分以外の油分等を含有していない場合は、分離された水分の全てが大気中に放出されるので、分離液の排出機構は不要となる。また、圧縮空気が水分及び油分等を含有している場合は、水分は大気に放出されて油分又は塵埃を含む油分が水蒸気放出部内に残るが、排出する油分等の量は従来のドレン分離装置を使用する場合よりも大幅に少なくなり、排出機構を簡単なものとすることができる。

図１は本発明に係るドレン分離装置の実施例を示し、このドレン分離装置は、圧縮空気の配管が接続される流入口１１及び流出口１２を有する本体１と、該本体１に取り外し可能に取り付けられたケース２と、該ケース２内における上記流入口１１と流出口１２との間の流路に設置されて圧縮空気から水分等を分離すたドレン分離機構３と、該ドレン分離機構３によって圧縮空気から分離された分離液を貯留する貯留部４と、該貯留部４に設けられ、水蒸気透過膜を通して分離液中の水分を外部に放出する水蒸気放出部５とを備えている。

上記本体１における背向位置に設けた圧縮空気の流入口１１と流出口１２とには、それぞれケース２内に開口するように流路が形成され、ケース２内に収容したドレン分離機構３の流入側は、上記本体１における流入口１１に通じる中央の流入路１３の開口に気密に取り付けられ、該ドレン分離機構３の流出側は、ケース２内を経て本体１における上記流出口１２に連通させている。

更に具体的に説明すると、上記ドレン分離機構３は、筒状で二重構造の濾材２０ａを有するフィルタエレメント２０の上下両端が第１環状プレート２１と第２環状プレート２２との対向部分にそれぞれ接着剤２３で気密に固定され、上端の第１環状プレート２１の上面を環状シール部材２４を介して流入路１３の開口の周囲に気密に圧接することにより、筒状のフィルタエレメント２０の流入側である内部空間が、該第１環状プレート２１の中央の開口２１ａを通して本体１の流入路１３に接続され、一方、上記第２環状プレート２２は、ケース２の下方部の内周面の数個所に突設した環状支持部２５に載置することにより、該第２環状プレート２２とケース２の内面との間に、濾材２０ａ内を通過する間に成長した水滴を貯留部４に落下させる間隙が形成されている。

これにより、フィルタエレメント２０の内部空間は、上記第１環状プレート２１の開口２１ａ及び流入路１３を介して流入口１１に連通すると同時に、フィルタエレメント２０の濾材２０ａを通して、ケース２とフィルタエレメント２０との間の空間に連通し、更にそのケース２とフィルタエレメント２０との間の空間は、第２環状プレート２２の周辺を通して分離された分離液等を貯留する貯留部４に連通すると同時に、第１環状プレート２１の周辺通して流出口１２に連通している。
なお、ケース２とフィルタエレメント２０との間の空間から、第２環状プレート２２の周辺を通して流出口１２に至る水滴が分離された空気の流路は、その流路断面積が小さい場合には、送出する空気の流速が速くなって、分離した水滴が空気と共に送出される可能性があるが、上記流路断面積がある程度大きいと分離された水滴がその重力で貯留部４に落下する。

このドレン分離機構３としては、水分のみを分離するもの、水分及び油分等を分離するものが使用でき、フィルタエレメント２０を用いるのが一般的であるが、フィルタエレメントを用いない他のドレン分離機構を採用することもできる。

ケース２の下方に形成した縮径部２ａには、上記ドレン分離機構３によって圧縮空気から分離された分離液を貯留する貯留部４を連設している。該貯留部４は、その周囲に水蒸気透過膜３０を通して分離液中の水分を外部に放出する水蒸気放出部５を備えている。この水蒸気放出部５は、上記水蒸気透過膜３０と保護カバー３１とを重設することにより形成したものである。

更に具体的に説明すると、上記水蒸気放出部５は、上記ケース２の下端部に嵌着された環状の取付部材３２とそれに対向するキャップ部材３３との間に、筒状の水蒸気透過膜３０とその外方に重ねた通気性のある筒状の保護カバー３１とを配置し、それらを取付部材３２及びキャップ部材３３に気密に取り付けることにより構成されている。上記取付部材３２と水蒸気透過膜３０及び保護カバー３１とキャップ部材３３との固定は、図示しているように、取付部材３２と保護カバー３１の対向面に設けた環状取付溝にそれぞれ水蒸気透過膜３０及び保護カバー３１の端部を嵌合し、ポッティング剤等を用いてそれらを固定するのが望ましい。

上記筒状の水蒸気透過膜３０は、その内側と外側との水蒸気分圧の差に応じてその内部から外部の大気中に水蒸気を透過させる水蒸気透過性能を有する高分子材料膜により構成されたもので、水蒸気透過膜３０の内側の貯留部４に水分が流下して貯留されたとき、当然にその水蒸気透過膜３０の内側の水蒸気分圧が外側の大気に比べて高くなるので、その貯留部４内の水分が水蒸気となって外側に透過し、大気中に放出されることになる。
上記通気性のある保護カバー３１としては、多数の小孔を形成したパンチングメタルが好適であるが、例えば、金網等を使用することもできる。

なお、上記水蒸気透過性能を有する高分子材料膜には、油分が付着すると水蒸気透過性能が殆どなくなるものと、１０〜２０％位の性能低下で済むものがある。上記水蒸気透過膜３０が油分と接触する可能性が殆どない場合、例えば、ドレン分離すべき圧縮空気中に油分がない場合や、ドレン分離機構３が油分の分離機能を持たない場合、あるいは、ドレン中に油分があっても水蒸気透過膜３０が貯留部４に流下する分離液と接触しない位置にある場合には、いずれの高分子材料膜を用いてもよいが、水蒸気透過膜３０が油分と接触する可能性がある場合には、後者の高分子材料膜を用い、水蒸気透過性能の低下を見込んで設計することにより、希望する性能を発揮させることが必要になる。

また、上記キャップ部材３３には、上記貯留部４に貯留した水以外の分離液等を排出するための排出機構３５を設けている。この排出機構３５は、ドレン分離すべき圧縮空気中に油分や塵埃が存在する場合に必要なもので、その油分や塵埃を排出できるバルブ３６により構成することができる。上記貯留部４に貯留されるのは、水蒸気放出部１３の水蒸気透過膜３０によって大気に放出された水分以外の残留物であり、一般的にはその量が水分よりも少ないので、排出機構３５を設けてもその作動頻度が少なくなる可能性が高く、そのため、オートドレン等を設ける必要はないが、必要があれば当該オートドレンを設けることもできる。

なお、ドレン分離すべき圧縮空気中から予め油分や塵埃等を分離した場合など、それらが圧縮空気中に存在しないときには、分離された水分が全部大気に放出されるので、上記排出機構３５を設ける必要がない。
図中の符号２６，２７はシール部材を示している。

上記構成を有するドレン排出装置においては、圧縮空気中の水分、油分及び塵埃等がドレン分離機構３で分離されて、水蒸気放出部５の内側の貯留部４に溜まるが、水蒸気放出部５を構成する水蒸気透過膜３０が、内側と外側の水蒸気分圧の差に応じて水蒸気を透過させる水蒸気透過性能を有しているので、上記貯留部４の内側の水分が水蒸気として外側に透過し、大気中に放出される。残る油分や塵埃等は水蒸気透過膜３０を透過することなく、貯留部４に貯留されるが、その量が水分を含む場合に比して大幅に少なくなるので、従来のドレン分離装置を使用する場合よりも排出機構を簡単なものとすることができる。圧縮空気が水分以外の油分等を含有していない場合は、分離された水分の全てが大気中に放出される。

本発明に係るドレン分離装置の実施例を示す部分縦断面図である。

符号の説明

１本体
２ケース
３ドレン分離機構
４貯留部
５水蒸気放出部
１１流入口
１２流出口
２０フィルタエレメント
３０水蒸気透過膜
３１保護カバー
３２取付部材
３３キャップ部材
３５排出機構

Claims

圧縮空気の流入口及び流出口を有する本体と、該本体に取り外し可能に取り付けられたケースと、該ケース内における上記流入口と流出口間の流路に設置されたドレン分離機構とを有するドレン分離装置であって、
上記ドレン分離機構によって圧縮空気から分離された分離液を貯留する貯留部に、水蒸気透過膜を通して水蒸気を外部に放出する水蒸気放出部を設けた、
ことを特徴とするドレン分離装置。
上記ドレン分離機構が、フィルタエレメントにより構成されている、
ことを特徴とする請求項１記載のドレン分離装置。
上記ケースの下部における分離液の貯留部の周囲に水蒸気放出部を設け、該水蒸気放出部を上記水蒸気透過膜と保護カバーとを重設することにより形成した、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のドレン分離装置。
上記水蒸気放出部が、上記ケースの下端部に取り付けられた環状の取付部材とそれに対向するキャップ部材との間に、筒状の水蒸気透過膜とその外方の通気性のある筒状の保護カバーとを取り付けることにより構成された、
ことを特徴とする請求項３に記載のドレン分離装置。
上記貯留部に貯留した分離液を排出するための排出機構を、上記キャップ部材に設けた、
ことを特徴とする請求項４に記載のドレン分離装置。
上記保護カバーを多数の小孔が形成されたパンチングメタルで形成した、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載のドレン分離装置。