JP2012086183A

JP2012086183A - 圧縮空気用の空気清浄器

Info

Publication number: JP2012086183A
Application number: JP2010236247A
Authority: JP
Inventors: Mariko Suzuki; まり子鈴木; Eiji Takamure; 英冶高牟禮
Original assignee: Orion Machinery Co Ltd
Current assignee: Orion Machinery Co Ltd
Priority date: 2010-10-21
Filing date: 2010-10-21
Publication date: 2012-05-10

Abstract

【課題】オイルフリー式のコンプレッサーによる圧縮空気について、ダスト粒子を効果的に捕捉してフィルタ寿命を延長できる圧縮空気用の空気清浄器を提供すること。
【解決手段】圧縮空気を供給するコンプレッサーと該コンプレッサーから供給された圧縮空気を利用する空気圧機器とを接続する圧縮空気配管の中途部に配置され、エアフィルタ２０が内蔵されて圧縮空気を濾過することで清浄化する圧縮空気用の空気清浄器１２において、前記コンプレッサーが、オイルフリー式であり、エアフィルタ２０のフィルタエレメント２１が、積層された三層の濾材によって設けられ、圧縮空気流れの上流側層に表面電荷を持ったエレクトレット不織布濾材２１ａが配され、圧縮空気流れの中間層に前記三層の中で最もダスト捕集効率の高いガラス繊維濾紙材２１ｂが配され、圧縮空気流れの下流側層にガラス繊維濾紙材２１ｂを補強する補強用不織布濾材２１ｃが配されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧縮空気を供給するコンプレッサーと該コンプレッサーから供給された圧縮空気を利用する空気圧機器とを接続する圧縮空気配管の中途部に配置され、エアフィルタが内蔵されて圧縮空気を濾過することで清浄化する圧縮空気用の空気清浄器に関する。

従来、圧縮空気を濾過する空気清浄器（空気洗浄器）としては、圧縮空気を使用し、該圧縮空気の汚れをろ過するフィルターと、微細粉末加工した強磁性体よび遠赤外線放射セラミックスの粉末よりなる磁遠赤材に、電荷保持能力の高いエレクトレット粉末を混ぜた混合体、とで構成する（特許文献１参照）ものが開示されている。これは、電子部品や精密部品等の洗浄をするのに、フロンを全く必要とせず、またチリやホコリに帯電した静電気を中和させるための高電圧イオン発生器等も不要な、非常に安価で小型・軽量な空気洗浄器を得ることを目的（特許文献１参照）としている。

この空気洗浄器は、電荷保持能力の高いエレクトレット粉末を利用するものであるが、表面電荷を持たせた有機繊維不織布状のエレクトレットフィルタ（以下、「エレクトレット不織布濾材」という）を利用するものではなく、圧縮空気を濾過する空気清浄器の分野の全般においても、エレクトレット不織布濾材が利用されてこなかった。

このようにエレクトレット不織布濾材が利用されていない理由は、圧縮空気は、オイルミストや高い湿り気を含むことが多く、分子密度が高いため、エレクトレットによるダスト捕集効果が機能しにくいことにある。オイルミストを含む圧縮空気の場合は、エレクトレット不織布濾材の繊維に油分が皮膜状に付着しやすく、湿式状態となってエレクトレットによる表面電荷が奪われ、ダスト捕集機能を高めることができない。

一方、コンプレッサーでは、現在もオイル潤滑式のものが主流ではあるが、圧縮空気をオイルによる汚染をなくして高品質の製品空気として供給するため、オイルフリー式のものが徐々に使用されてきている。なお、オイルフリー式コンプレッサーとしては、水潤滑式オイルフリースクリューコンプレッサー、ターボコンプレッサー、ドライオイルフリー式スクリューコンプレッサーなどがある。

そして、コンプレッサーによって供給される圧縮空気の品質を向上させるため、その圧縮空気の湿分を除去するエアドライヤーを用いることが多くなってきている。なお、エアドライヤーには、シリカゲルなどを利用した吸着式（ヒートレス式）や、冷媒を利用して圧縮空気を冷却することで水分を結露させて乾燥させるものなどがある。

特開平０８−３８９３４号公報（第１頁）

圧縮空気用の空気清浄器に関して解決しようとする問題点は、オイルフリー式のコンプレッサーによって供給される圧縮空気について、微細なダスト粒子が多く発生する傾向にあり、エアフィルタの目詰まりが生じやすく、フィルタ寿命を短くすることにある。
そこで本発明の目的は、オイルフリー式のコンプレッサーによって供給される圧縮空気について、ダスト粒子を効果的に捕捉してフィルタ寿命を延長できる圧縮空気用の空気清浄器を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために次の構成を備える。
本発明に係る圧縮空気用の空気清浄器の一形態によれば、圧縮空気を供給するコンプレッサーと該コンプレッサーによって供給された圧縮空気を利用する空気圧機器とを接続する圧縮空気配管の中途部に配置され、エアフィルタが内蔵されて圧縮空気を濾過することで清浄化する圧縮空気用の空気清浄器において、前記コンプレッサーが、オイルフリー式であり、前記エアフィルタのフィルタエレメントが、積層された三層の濾材によって設けられ、圧縮空気流れの上流側層に、表面電荷を持ったエレクトレット不織布濾材が配され、圧縮空気流れの中間層に前記三層の中で最もダスト捕集効率の高いガラス繊維濾紙材が配され、圧縮空気流れの下流側層に前記ガラス繊維濾紙材を補強する補強用不織布濾材が配されている。

また、本発明に係る圧縮空気用の空気清浄器の一形態によれば、圧縮空気除湿装置によって湿分の除去された圧縮空気が前記エアフィルタによって濾過されるように、該圧縮空気除湿装置の圧縮空気流れの下流側に設けられていることを特徴とすることができる。

また、本発明に係る圧縮空気用の空気清浄器の一形態によれば、前記フィルタエレメントが、前記三層に積層された濾材をプリーツ状に形成することで設けられていることを特徴とすることができる。

本発明に係る圧縮空気用の空気清浄器によれば、オイルフリー式のコンプレッサーによって供給される圧縮空気について、ダスト粒子を効果的に捕捉してフィルタ寿命を延長できるという特別有利な効果を奏する。

本発明に係る圧縮空気用の空気清浄器の形態例を示す一部を破断した斜視図である。本発明に係る圧縮空気用の空気清浄器が配設される圧縮空気ラインの形態例を示す空気清浄器の断面を含む模式的説明図である。捕集効率の経時的変化を比較したグラフである。圧力損失の経時的変化を比較したグラフである。

以下、本発明に係る圧縮空気用の空気清浄器の形態例を、添付図面（図１及び２）に基づいて詳細に説明する。
図２に示すように、この形態例は、圧縮空気を供給するコンプレッサー１０とそのコンプレッサー１０によって供給された圧縮空気を利用する空気圧機器１５とを接続する圧縮空気配管１３の中途部に配置され、エアフィルタ２０が内蔵されて圧縮空気を濾過することで清浄化する圧縮空気用の空気清浄器１２に関する。１２ａは空気清浄器１２のエアインレットであり、１２ｂはエアアウトレットである。１２ｃは空気清浄器１２のケーシングである。

コンプレッサー１０は、オイルフリー式のコンプレッサーである。オイルフリー式コンプレッサーとしては、水潤滑式オイルフリースクリューコンプレッサー、ターボコンプレッサーなどがある。特に、水潤滑式によるオイルフリー式コンプレッサーの場合、潤滑、冷却や圧縮封鎖用に用いる水に溶け込んでいるミネラル成分が析出することで、微細なダスト粒子を大量に発生しやすい。なお、水を清浄化することで、析出ダスト粒子の発生を低減できるが、コスト高になりやすい。

エアフィルタ２０のフィルタエレメント２１は、積層された三層の濾材によって設けられ、圧縮空気流れの上流側層に、表面電荷を持ったエレクトレット不織布濾材２１ａが配され、圧縮空気流れの中間層に前記三層の中で最もダスト捕集効率の高いガラス繊維濾紙材２１ｂが配され、圧縮空気流れの下流側層にガラス繊維濾紙材２１ｂを補強する補強用不織布濾材２１ｃが配されている。エレクトレット不織布濾材２１ａ及び補強用不織布濾材２１ｃは、ガラス繊維濾紙材２１ｂ表面の保護を兼ねるようにも機能している。なお、補強用不織布濾材２１ｃは、主に補強のために設けられているもので、圧力損失とダスト捕集効率が前記三層の中で最も低いものになっている。単位厚み当たりのダスト捕集効率は、中間層＞最上流層＞最下流層の関係になっている。

本形態例のエアフィルタ２０は内側から外側へ圧縮空気が流れるように設けられており、内層の濾材がエレクトレット不織布濾材２１ａになっており、外層の濾材が補強用不織布濾材２１ｃになっている。すなわち、本形態例では、内外層のポアサイズが大きく、中間層のポアサイズが小さくなっており、内層がエレクトレット化していることで、ポアサイズは大きいがダスト捕集効率は高いものとなっている。なお、圧縮空気の流れ方向は限定されるものではなく、外側から内側へ流れるようにしてもよく、その場合は濾材を反対に積層すればよい。

これによれば、エレクトレット不織布濾材２１ａとガラス繊維濾紙材２１ｂと関係において、上流側が粗で下流側が密な粗密勾配構造を有する積層濾材になっている。これによれば、表面電荷を利用してエレクトレット不織布濾材２１ａで量的に多くの粉塵（ダスト）を捕集し、目詰まりを生じやすいガラス繊維濾紙材２１ｂの負担を軽減できる。したがって、圧力損失の上昇を遅らせることができ、エアフィルタ２０が長寿命化する。

また、形態例のフィルタエレメント２１は、三層に積層された濾材をプリーツ状に形成することで設けられている。これによれば、有効な濾過面積を広く有する積層フィルタとなり、フィルタ寿命を延長できる。

上端側エンドプレート２２及び下端側エンドプレート２３によって、フィルタエレメント２１の両端がシール固定されている。また、有孔板状或いは網目状などの通気材によって設けられた内筒スクリーン２４及び外筒スクリーン２５によって、フィルタエレメント２１を筒状に保持すると共に保護している。

また、本形態例の圧縮空気用の空気清浄器１２では、図２に示すように、圧縮空気除湿装置１１によって湿分の除去された圧縮空気がエアフィルタ２０によって濾過されるように、その圧縮空気除湿装置１１の圧縮空気流れの下流側に設けられている。圧縮空気が乾燥することで、表面電荷が機能しやすくなり、エレクトレット不織布濾材２１ａの捕集効率が向上する。これにより、エレクトレット不織布濾材２１ａによるダスト捕集効率が高まり、目詰まりを生じやすいガラス繊維濾紙材２１ｂの負担を軽減し、エアフィルタ２０の寿命を延長できる。

次に、以上の構成を備える圧縮空気用の空気清浄器１２の性能について、図３及び４の表に基づいて説明する。
図３は経過時間（Ｈｒ）と、エアフィルタの捕集効率（％）の関係を示すグラフである。Ａ線は本発明に係るエアフィルタ、Ｂ線はガラス繊維濾紙材の単体によるエアフィルタ、Ｃ線はエレクトレット不織布濾材の単体によるエアフィルタの経時的変化を示している。Ａ線に示すように、本発明に係るエアフィルタは、ガラス繊維濾紙材の捕集効率が減退することがないことから、常に高いダスト捕集効率を維持することができる。

図４は経過時間（Ｈｒ）と、エアフィルタの圧力損失（ＭＰａ）の関係を示すグラフである。Ａ線は本発明に係るエアフィルタ、Ｂ線はガラス繊維濾紙材の単体によるエアフィルタ、Ｃ線はエレクトレット不織布濾材の単体によるエアフィルタ経時的変化を示している。なお、Ｄ線はガラス繊維濾紙材とエレクトレット不織布濾材の圧力損失を単純に加えた想定曲線である。
本発明に係るエアフィルタは、エレクトレット不織布濾材２１ａによって多くのダストを捕集でき、目詰まりを生じやすいガラス繊維濾紙材２１ｂの負担を軽減できる。したがって、圧力損失の上昇を遅らせることができ、エアフィルタ２０が長寿命化する。

本発明係る圧縮空気用の空気清浄器は、圧縮空気に限定されず、他の圧縮気体についても適応して使用できる。

以上、本発明につき好適な形態例を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの形態例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。

１０コンプレッサー
１１圧縮空気除湿装置
１２空気清浄器
１２ａエアインレット
１２ｂエアアウトレット
１２ｃケーシング
１３圧縮空気配管
１５空気圧機器
２０エアフィルタ
２１フィルタエレメント
２１ａエレクトレット不織布濾材
２１ｂガラス繊維濾紙材
２１ｃ補強用不織布濾材
２２上端側エンドプレート
２３下端側エンドプレート
２４内筒スクリーン
２５外筒スクリーン

Claims

圧縮空気を供給するコンプレッサーと該コンプレッサーによって供給された圧縮空気を利用する空気圧機器とを接続する圧縮空気配管の中途部に配置され、エアフィルタが内蔵されて圧縮空気を濾過することで清浄化する圧縮空気用の空気清浄器において、
前記コンプレッサーが、オイルフリー式であり、
前記エアフィルタのフィルタエレメントが、積層された三層の濾材によって設けられ、圧縮空気流れの上流側層に、表面電荷を持ったエレクトレット不織布濾材が配され、圧縮空気流れの中間層に前記三層の中で最もダスト捕集効率の高いガラス繊維濾紙材が配され、圧縮空気流れの下流側層に前記ガラス繊維濾紙材を補強する補強用不織布濾材が配されていることを特徴とする圧縮空気用の空気清浄器。
圧縮空気除湿装置によって湿分の除去された圧縮空気が前記エアフィルタによって濾過されるように、該圧縮空気除湿装置の圧縮空気流れの下流側に設けられていることを特徴とする請求項１記載の圧縮空気用の空気清浄器。
前記フィルタエレメントが、前記三層に積層された濾材をプリーツ状に形成することで設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の圧縮空気用の空気清浄器。