JP2014024030A - 圧縮空気乾燥装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オイル除去性能の低下を抑制した圧縮空気乾燥装置を提供する。
【解決手段】圧縮空気乾燥装置は、ドレン排出装置２５を有する支持ケース１１と、支持ケース１１に装着されて乾燥剤１２が充填される乾燥容器１３と、乾燥容器１３を覆いながら支持ケース１１に装着されるパージタンク１４とを備える。乾燥容器１３の内底部には、第１オイルセパレータフィルタ４１を収容する衝突材収容部３１が設けられる。乾燥剤１２と衝突材収容部３１との間には、下部プレート４５が設けられる。第１オイルセパレータフィルタ４１を衝突材収容部３１に収容した状態で、第１オイルセパレータフィルタ４１の移動を規制するリテイニングリング４４を取り付けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧縮機から供給された圧縮空気を乾燥する圧縮空気乾燥装置に関する。

圧縮空気乾燥装置は、支持ケースと、乾燥剤が充填された乾燥容器と、乾燥容器を覆いながら支持ケースに取り付けられるパージタンクとを備えている。支持ケースには、圧縮機から供給された圧縮空気が流入する入口と、乾燥空気を排出する出口と、ドレン排出装置とが設けられている（例えば、特許文献１参照）。

圧縮空気乾燥装置は、水分を除去するロード時には、入口から流入した圧縮空気を乾燥容器の下方から上方へ通過させて、パージタンク内に圧縮乾燥空気を溜めながら、出口からメインタンクに供給する。また、圧縮空気乾燥装置は、乾燥剤を再生させるアンロード時には、ドレン排出装置のドレン弁を開弁することによってパージタンク内に溜まった圧縮乾燥空気を乾燥容器の上方から下方へ通過させてドレン弁から水分を排出する。圧縮空気乾燥装置は、ロードとアンロードとを定期的に繰り返す。

上記の圧縮空気乾燥装置では、衝突材が乾燥容器の衝突材収容部に収容され、衝突材の上に下部プレートが載置され、この下部プレートの上に乾燥剤が充填されて、乾燥剤の上に上部プレートが載置されている。そして、圧縮空気乾燥装置は、上部プレートをコイルばねの付勢力によって押さえ付けることで、乾燥容器内に収容されたこれらの部材を固定している。衝突材は、圧縮空気に含まれるオイルミストを衝突させることで、オイルミストを除去する。

特開２０１０−２９８０１号公報

ところで、上記の圧縮空気乾燥装置では、乾燥剤が振動等によって摩滅すると乾燥剤の容量が減少するおそれがある。乾燥剤の容量が減少すると、ロード時の圧縮空気の通過によって下部プレートが浮き上がり、衝突材収容部から衝突材が浮き上がると、衝突材を通過する圧縮空気が減少して、オイル除去性能が低下するおそれがある。そこで、オイル除去性能の低下を抑制した圧縮空気乾燥装置が求められていた。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、オイル除去性能の低下を抑制した圧縮空気乾燥装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、ドレン排出装置を有する支持ケースと、前記支持ケースに装着されて乾燥剤が充填される乾燥容器と、前記乾燥容器を覆いながら前記支持ケースに装着されるカバーとを備える圧縮空気乾燥装置において、前記乾燥容器の内底部には、衝突材を収容する衝突材収容部が設けられ、前記乾燥剤と前記衝突材収容部との間には、下部プレートが設けられ、前記衝突材を前記衝突材収容部に収容した状態で、前記衝突材の移動を規制する規制部材を取り付けたことをその要旨としている。

同構成によれば、衝突材収容部に収容された衝突材の移動を規制する規制部材を取り付けた。このため、乾燥剤が振動等によって摩滅して乾燥剤の容量が減少して、ロード時の圧縮空気の通過によって下部プレートが浮き上がったとしても、衝突材収容部から衝突材が浮き上がろうとしても、規制部材によって衝突材の移動が規制される。よって、衝突材を通過する圧縮空気が減少せず、オイル除去性能の低下を抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の圧縮空気乾燥装置において、前記規制部材と前記衝突材との間には、少なくとも１つの貫通孔が形成された固定プレートが設けられることをその要旨としている。

同構成によれば、規制部材と衝突材との間に固定プレートを設けた。このため、ロード時の圧縮空気の通過によって衝突材収容部から衝突材が浮き上がろうとしても、衝突材は固定プレートに接触して、固定プレートが規制部材に接触する。固定プレートと規制部材との接触面積が安定するので、衝突材の移動が確実に規制される。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の圧縮空気乾燥装置において、前記下部プレートと前記衝突材との間には、スペーサを設けることをその要旨としている。
同構成によれば、下部プレートと衝突材との間にスペーサを設けた。このため、乾燥剤を押さえ付けるコイルばねの付勢力がスペーサを介して衝突材に付与されるので、ロード時の圧縮空気の通過によって衝突材収容部から衝突材が浮き上がろうとしても、衝突材の移動が規制される。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の圧縮空気乾燥装置において、前記スペーサは、衝突材であることをその要旨としている。
同構成によれば、スペーサを衝突材とした。このため、規制部材によって移動が規制される衝突材と、下部プレートと衝突材との間に設けられるスペーサとしての衝突材との２つの衝突材によって圧縮空気に含まれるオイルミストが除去することができるので、オイルミストの除去性能を向上させることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれか一項に記載の圧縮空気乾燥装置において、前記衝突材収容部の底部に形成された貫通孔と前記固定プレートに形成された貫通孔は同軸上に位置しないことをその要旨としている。

同構成によれば、衝突材収容部の底部に形成された貫通孔と固定プレートに形成された貫通孔は同軸上に位置しないので、圧縮空気に含まれるオイルミストが固定プレートに衝突し易くなり、オイルミストの除去性能を向上させることができる。

本発明によれば、圧縮空気乾燥装置において、オイル除去性能の低下を抑制することができる。

圧縮空気乾燥装置の内部構造を示す断面図。 圧縮空気乾燥装置の内部構造を示す組み付けを示す断面図。 衝突材収容部の貫通孔の位置を示す下面図。 フィルタプレートの貫通孔の位置を示す上面図。 下部プレート及び上部プレートの貫通孔の位置を示す上面図。 別例の衝突材の形状を示す斜視図。 別例の衝突材の形状を示す側面図。

以下、本発明を具体化した圧縮空気乾燥装置の一実施形態について図１〜図５を参照して説明する。
図１に示されるように、圧縮空気乾燥装置は、有底円筒形状の支持ケース１１と、乾燥剤１２が充填された有底円筒形状の乾燥容器１３と、乾燥容器１３を覆いながら支持ケース１１に取り付けられ、開口部が支持ケース１１側に位置する有底円筒形状のパージタンク１４とを備えている。なお、パージタンク１４がカバーに相当する。

支持ケース１１の側面には、圧縮機（図示略）から供給された圧縮空気が流入する入口（図示略）と、乾燥空気をメインタンク（図示略）に連通される出口１５とが設けられている。出口１５には、逆止弁５０が設置されている。また、支持ケース１１の内部には、円筒形状の内部円筒部２１が形成されている。支持ケース１１の内側であって、内部円筒部２１の外側の空間は、除湿した乾燥圧縮空気を溜める第２タンク１７として機能する。上記の逆止弁５０は、第２タンク１７に開口する。支持ケース１１の内部円筒部２１内には、ドレン排出装置２５が設けられている。支持ケース１１の底部には、排気管１８が取り付けられている。

ドレン排出装置２５には、乾燥剤を再生させるアンロード時にドレンを排出するためのドレン弁２６とピストン２７とを備えている。ドレン弁２６は、アンロード時に外気への開放弁を兼ねている。ドレン弁２６は、水分を除去するロード時には閉じているが、メインタンク内の圧力が所定値に達すると、プレッシャガバナ（図示略）からの指令信号によってピストン２７を下げて開く。水分やオイルを含むドレンは、ドレン弁２６の開閉に応じて圧縮空気と共に勢いよく外部へ放出される。また、放出に伴う騒音を低減させるために、ドレン弁２６の排出口である排気管１８にはサイレンサ２９が設けられている。

乾燥容器１３内には、下部プレート４５と上部プレート４６とに上下方向において挟まれた状態で粒状の乾燥剤１２が充填されている。乾燥容器１３の下部には、衝突材としての第１オイルセパレートフィルタ４１等を収容する衝突材収容部３１が下方に突出形成されている。衝突材収容部３１の底面には、複数の貫通孔３１ａが形成されている（図３参照）。衝突材収容部３１の下部は支持ケース１１の内部円筒部２１内に嵌着されている。嵌着されている部分には、密閉するためのＯリング２２が設けられている。乾燥容器１３の下部側面には、支持ケース１１に取り付けられる取付部３２が側方に突出している。また、乾燥容器１３の側面中央には、パージタンク１４を係合させる二重の凸条からなる係合部３３が形成されている。乾燥容器１３の上部には、ねじ３５によって蓋材３４を固定する固定部３６が設けられている。

図２に示されるように、衝突材収容部３１内には、底面側から第１オイルセパレートフィルタ４１と、円板状のフィルタプレート４２と、スペーサとしての第２オイルセパレートフィルタ４３とが収容されている。第１オイルセパレートフィルタ４１及び第２オイルセパレートフィルタ４２は、クラッシュドアルミである。

第１オイルセパレートフィルタ４１は、衝突材収容部３１に圧入されている。第１オイルセパレートフィルタ４１は、内部を圧縮空気が通過することで、圧縮空気に含まれるオイルミストが衝突してオイルミストを除去する。

フィルタプレート４２は、第１オイルセパレートフィルタ４１の上面に載置されている。フィルタプレート４２には、４個の貫通孔４２ａが形成されている（図４参照）。これら貫通孔４２ａは衝突材収容部３１の下部に形成された貫通孔３１ａと同軸上に位置しない。

第２オイルセパレートフィルタ４３は、フィルタプレート４２の上面に載置されている。第２オイルセパレートフィルタ４３の上面には、下部プレート４５が載置されている。すなわち、第２オイルセパレートフィルタ４３は、下部プレート４５とフィルタプレート４２との間のスペーサとして機能する。

衝突材収容部３１の側面のうち、フィルタプレート４２の上部には、リング溝３７が形成されている。このリング溝３７には、規制部材としてのリテイニングリング４４が嵌着されている。よって、第１オイルセパレートフィルタ４１とフィルタプレート４２とは、リテイニングリング４４によって上方への移動が規制されている。リテイニングリング４４は、ＳＵＳによって形成されており、第１オイルセパレートフィルタ４１の交換時には、伸縮を伴うため、錆による劣化が防止されている。

下部プレート４５（上部プレート４６）には、複数の貫通孔４５ａ（４６ａ）が形成されている（図５参照）。下部プレート４５の上面には、乾燥剤１２を保持するための不織布からなる薄膜４７が設けられている。また、上部プレート４６の下面には、乾燥剤１２を保持するための不織布からなる薄膜４８が設けられている。なお、不織布は、例えばポリエステル及びレーヨンからなる。

上部プレート４６と蓋材３４との間には、コイルばね３８が設置されている。コイルばね３８は、蓋材３４が乾燥容器１３に固定されることで、付勢力が発生して、上部プレート４６を下方へ押圧する。よって、コイルばね３８の付勢力は、上側から上部プレート４６と、乾燥剤１２と、下部プレート４５と、第２オイルセパレートフィルタ４３と、フィルタプレート４２と、第１オイルセパレートフィルタ４１とに伝達されて付与される。これにより、第１オイルセパレートフィルタ４１はコイルばね３８によって付勢された状態となっている。

パージタンク１４は、乾燥容器１３を覆い、支持ケース１１の上端部２３にねじ２４によって取り付けられる。パージタンク１４の側面には、乾燥容器１３の係合部３３に係合する係合凹部５１が形成されている。よって、パージタンク１４は、係合凹部５１が支持ケース１１の係合部３３に係合する。

パージタンク１４の内側であって、乾燥容器１３の外側の空間は、除湿した乾燥圧縮空気を溜める第１タンク１６として機能する。第１タンク１６と第２タンク１７とは、複数の連通孔（図示略）によって連通されている。

次に、前述のように構成された圧縮空気乾燥装置の動作について図１を参照して説明する。
図１に示されるように、ロード時には、圧縮機から入口を介して流入した圧縮空気は、衝突材収容部３１の貫通孔３１ａから乾燥容器１３内に入り、第１オイルセパレートフィルタ４１を通過することで圧縮機のオイルやダストが除去される。続いて、圧縮空気は、フィルタプレート４２の貫通孔４２ａを通過し、第２オイルセパレートフィルタ４３を通過することで、同様に圧縮機のオイルが除去される。続いて、下部プレート４５の貫通孔４５ａを通過して、乾燥剤１２の中を通過することで水分が除去される。乾燥された圧縮空気は、パージタンク１４内の第１タンク１６と、支持ケース１１内の第２タンク１７とに流入して溜められる。そして、第１タンク１６と第２タンク１７とに流入した乾燥圧縮空気は、一部を残して逆止弁５０を介して出口１５を通して外部のメインタンク内に溜められる。メインタンク内の圧縮空気は例えばエアブレーキ系統の各機器の作動に利用される。

アンロード時には、ドレン排出装置２５のドレン弁２６を開き、排気管１８から排出する。すなわち、第１タンク１６と第２タンク１７とに溜まっていた乾燥圧縮空気は、上部プレート４６の貫通孔４６ａを通過して乾燥容器１３内に流入し、乾燥剤１２の中を通過することで乾燥剤１２を再生させる。乾燥剤１２の中を通過した圧縮空気は、下部プレート４５の貫通孔４５ａを通過して衝突材収容部３１内に流入する。そして、衝突材収容部３１内に流入した圧縮空気は、第２オイルセパレートフィルタ４３を通過して、フィルタプレート４２の貫通孔４２ａを通過して、第１オイルセパレートフィルタ４１を通過する。そして、衝突材収容部３１の貫通孔３１ａを通過すると、ドレン排出装置２５内を通過して、排気管１８のサイレンサを通過して外部にドレンとともに排出される。

さて、乾燥剤１２が振動等によって摩滅して乾燥剤１２の容量が減少すると、コイルばね３８によって上部プレート４６が下方に押圧されるが、付勢力が減少することとなる。このような状況では、アンロード時に下方から圧縮空気が流入すると、第１オイルセパレートフィルタ４１が上方へ移動しようとするが、リテイニングリング４４によって第１オイルセパレートフィルタ４１の移動が規制される。よって、第１オイルセパレートフィルタ４１によるオイルミスト等の除去性能は維持される。なお、第２オイルセパレートフィルタ４３は多少持ち上がるが、下部プレート４５とフィルタプレート４２とに挟まれた状態なので、第２オイルセパレートフィルタ４３の位置は大きくは変わらず、オイルミスト等の除去性能を維持することができる。

以上、説明した実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）衝突材収容部３１に収容された第１オイルセパレートフィルタ４１の移動を規制するリテイニングリング４４を取り付けた。このため、乾燥剤１２が振動等によって摩滅して乾燥剤１２の容量が減少して、ロード時の圧縮空気の通過によって下部プレート４５が浮き上がったとしても、衝突材収容部３１から第１オイルセパレートフィルタ４１が浮き上がろうとしても、リテイニングリング４４によって第１オイルセパレートフィルタ４１の移動が規制される。よって、第１オイルセパレートフィルタ４１を通過する圧縮空気が減少せず、オイル除去性能の低下を抑制することができる。

（２）リテイニングリング４４と第１オイルセパレートフィルタ４１との間にフィルタプレート４２を設けた。このため、ロード時の圧縮空気の通過によって衝突材収容部３１から第１オイルセパレートフィルタ４１が浮き上がろうとしても、第１オイルセパレートフィルタ４１はフィルタプレート４２に接触して、フィルタプレート４２がリテイニングリング４４に接触する。フィルタプレート４２とリテイニングリング４４との接触面積が安定するので、第１オイルセパレートフィルタ４１の移動が確実に規制される。

（３）下部プレート４５と第１オイルセパレートフィルタ４１との間にスペーサとしての第２オイルセパレートフィルタ４３を設けた。このため、乾燥剤１２を押さえ付けるコイルばね３８の付勢力が第２オイルセパレートフィルタ４３を介して第１オイルセパレートフィルタ４１に付与されるので、ロード時の圧縮空気の通過によって衝突材収容部３１から第１オイルセパレートフィルタ４１が浮き上がろうとしても、第１オイルセパレートフィルタ４１の移動が規制される。

（４）第２オイルセパレートフィルタ４３をスペーサとした。このため、リテイニングリング４４によって移動が規制される第１オイルセパレートフィルタ４１と、下部プレート４５と第１オイルセパレートフィルタ４１との間に設けられる第２オイルセパレートフィルタ４３とによって圧縮空気に含まれるオイルミストが除去することができるので、オイルミストの除去性能を向上させることができる。

（５）衝突材収容部３１の底部に形成された貫通孔３１ａとフィルタプレート４２に形成された貫通孔４２ａは同軸上に位置しないので、圧縮空気に含まれるオイルミストがフィルタプレート４２に衝突し易くなり、オイルミストの除去性能を向上させることができる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記実施形態では、第１オイルセパレートフィルタ４１及び第２オイルセパレートフィルタ４２にクラッシュドアルミを採用したが、スポンジ等のウレタンフォームや他の部材を採用してもよい。

・上記構成において、薄膜４７，４８を不織布としたが、ガラス繊維を含ませた不織布としてもよい。このような構成によれば、ガラス繊維の間を乾燥空気が通過する際に、静電気が生じることで帯電し、より小さな油粒子を薄膜が吸着できる。

・上記実施形態では、衝突材収容部３１の底部の貫通孔３１ａとフィルタプレート４２の貫通孔４２ａを同軸上に位置しないようにしたが、圧縮空気に含まれるオイルミストの除去性能が十分であれば、衝突材収容部３１の底部の貫通孔３１ａとフィルタプレート４２の貫通孔４２ａを同軸上に位置してもよい。

・上記構成において、衝突材収容部３１の底部の貫通孔３１ａ、フィルタプレート４２の貫通孔４２ａ、下部プレート４５の貫通孔４５ａ、上部プレート４６の貫通孔４６ａの数量、位置は、除去性能の条件に合わせて適宜変更可能である。

・上記構成において、図１に示されるように、乾燥容器１３の側面とパージタンク１４の内壁との間に円環状のスポンジ等のウレタンフォームからなるフィルタ５５を設置してもよい。このような構成によれば、第２タンク１７から第１タンク１６へ移動する圧縮空気がフィルタ５５を通過することで、オイルミストを更に除去することができる。なお、フィルタ５５としてウレタンフォームを採用したが、クラッシュドアルミ等の他の部材を採用してもよい。

・上記実施形態では、第２オイルセパレートフィルタ４３をスペーサとしたが、下部プレート４５と第１オイルセパレートフィルタ４１との間を埋めることができれば、他の部材をスペーサとしてもよい。例えば、図６及び図７に示されるように、円板状の円板部６１の上面に中央から径方向に放射状に形成されるとともに、周方向に曲線を描く複数の凸条部６２を設けた流路変更部材６０をスペーサとしてもよい。円板部６１の上面は円錐状になっている。なお、流路変更部材６０は、円板部６１の底面がフィルタプレート４２の上面に接触し、凸条部６２の中央部６３が下部プレート４５の下面に接触する。

・上記実施形態では、下部プレート４５と第１オイルセパレートフィルタ４１との間にスペーサとして第２オイルセパレートフィルタ４３を設けたが、リテイニングリング４４によって第１オイルセパレートフィルタ４１の移動を十分に規制することができれば、スペーサの構成を省略してもよい。

・上記実施形態では、リテイニングリング４４と第１オイルセパレートフィルタ４１との間にフィルタプレート４２を設けたが、リテイニングリング４４によって第１オイルセパレートフィルタ４１の移動を十分に規制することができれば、フィルタプレート４２の構成を省略してもよい。

・上記実施形態では、規制部材としてリテイニングリング４４を採用したが、衝突材収容部３１の内面に凸部を形成してもよい。また、衝突材収容部３１の内周面に雌螺子を形成して、衝突材の外周面に雄螺子を形成して、螺着させてもよい。

・上記実施形態では、衝突材としてオイルセパレータフィルタ４１を採用したが、他の部材を採用してもよい。
・上記実施形態では、圧縮空気を溜めて第１タンク１６として機能するパージタンク１４をカバーとして採用したが、圧縮空気を溜めないカバーとしてのみ機能するカバーを採用してもよい。

１１…支持ケース、１２…乾燥剤、１３…乾燥容器、１４…パージタンク、１５…出口、１６…第１タンク、１７…第２タンク、１８…排気管、２１…内部円筒部、２２…Ｏリング、２３…上端部、２４…ねじ、２５…ドレン排出装置、２６…ドレン弁、２７…ピストン、２９…サイレンサ、３１…衝突材収容部、３１ａ…貫通孔、３２…取付部、３３…係合部、３４…蓋材、３５…ねじ、３６…固定部、３７…リング溝、３８…コイルばね、４１…第１オイルセパレートフィルタ、４２…フィルタプレート、４２ａ…貫通孔、４３…第２オイルセパレートフィルタ、４４…リテイニングリング、４５…下部プレート、４５ａ…貫通孔、４６…上部プレート、４６ａ…貫通孔、４７，４８…不織布、５０…逆止弁、５１…係合凹部。

Claims (5)

1. ドレン排出装置を有する支持ケースと、前記支持ケースに装着されて乾燥剤が充填される乾燥容器と、前記乾燥容器を覆いながら前記支持ケースに装着されるカバーとを備える圧縮空気乾燥装置において、
   前記乾燥容器の内底部には、衝突材を収容する衝突材収容部が設けられ、
   前記乾燥剤と前記衝突材収容部との間には、下部プレートが設けられ、
   前記衝突材を前記衝突材収容部に収容した状態で、前記衝突材の移動を規制する規制部材を取り付けた
   ことを特徴とする圧縮空気乾燥装置。
2. 請求項１に記載の圧縮空気乾燥装置において、
   前記規制部材と前記衝突材との間には、少なくとも１つの貫通孔が形成された固定プレートが設けられる
   ことを特徴とする圧縮空気乾燥装置。
3. 請求項１又は２に記載の圧縮空気乾燥装置において、
   前記下部プレートと前記衝突材との間には、スペーサを設ける
   ことを特徴とする圧縮空気乾燥装置。
4. 請求項３に記載の圧縮空気乾燥装置において、
   前記スペーサは、衝突材である
   ことを特徴とする圧縮空気乾燥装置。
5. 請求項２〜４のいずれか一項に記載の圧縮空気乾燥装置において、
   前記衝突材収容部の底部に形成された貫通孔と前記固定プレートに形成された貫通孔は同軸上に位置しない
   ことを特徴とする圧縮空気乾燥装置。

Images