JP2017082890A - ドレントラップ用ストレーナ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ドレントラップ用ストレーナの機能性向上を図る。【解決手段】 圧縮空気圧回路に接続されるドレントラップ用ストレーナ１であって、流入流路側に第一ろ過手段３１と流出流路側に第二ろ過手段３２とが密着されて二重構造を為す円筒ろ過手段３０を具備し、該第二ろ過手段３２におけるろ過孔３２ｄの開口径と耐圧強度とが第一ろ過手段３１のものよりそれぞれ大きい構成を採用する。【選択図】図1

Description

本発明は、ストレーナに関し、より詳しくは、ろ過孔の開口径の異なる２つのろ過手段を有するストレーナに関する。

圧縮空気圧回路は、圧縮空気が末端へと向かう中、冷却されていくことで凝縮水たるドレンを発生させる。該ドレンは、圧縮空気圧回路中に接続される機器の故障発生や回路末端から放出されてしまうなどして、用途に有害となる可能性が存する。そのため、圧縮空気圧回路には、ドレンを排出するためのドレントラップが備えられる。

前記ドレントラップは、何らかの指令によって弁を開閉弁させることで回路配管や機器に貯留したドレンを排出するものである。
そのようなものには電磁式ドレントラップ、フロート式ドレントラップ、並びにディスク式ドレントラップが挙げられる。
電磁式ドレントラップは、周期的なタイマーやドレンの貯留量検知センサーの反応によって電気・電子的に電磁弁を開閉弁させるものである。
フロート式ドレントラップは、ドレンの貯留量変化に伴うフロートの位置的変化によって機械的に開閉弁させるものである。微小なパイロット孔を有してパイロットエアーによって前記フロートのエネルギー量を増幅しているものも存する。
ディスク式ドレントラップは、変圧室内の圧力変化によってディスク弁を動作させ、機械的に開閉弁させるものである。やはり、微小な穴に圧縮空気を通過させることで変圧作用を得るものも存する。

ところで、ドレントラップの排水量は、流出口に連通される弁座であるオリフィスによって制御されている。
空気圧縮機の出力が合計して０．７５乃至６００ｋＷの回路では、前記オリフィスの開口径は、およそ直径１ｍｍ乃至８ｍｍ程度である。
ドレントラップの弁体は、ゴムや樹脂などの弾性素材より成り、前記オリフィスに押し当てられたり、それから離れたりすることで開閉弁動作をする。
圧縮空気圧回路配管は、鉄などの金属素材よりなるので、錆などの比較的粒径の大きい異物が多分に存する。近年は、オイルフリー型空気圧縮機の軸受けなどに使用される難燃性樹脂素材の微小な破片などが混入することもある。

ドレントラップの開閉弁不良のうち原因が前記異物によるものでは、第一の開閉弁不良として、閉弁時に前記異物が前記オリフィスと弁体との間に挟まってしまうもの、第二の開閉弁不良として、該異物が電磁弁のプランジャーとシリンダーとの間に挟まってしまうもの、第三の開閉弁不良として、微小なパイロット孔や変圧用の孔に異物が詰まってしまい開弁しなくなってしまうもの、が代表的に挙げられる。
電磁式ドレントラップは、前記第一の開閉弁不良もしくは第二の開弁不良を発生する可能性が存する。
フロート式ドレントラップは、前記第一の開閉弁不良もしくは第三の開閉弁不良が発生する可能性が存する。
ディスク式ドレントラップは、前記第三の開閉弁不良が発生する可能性が存する。
ドレントラップにおける開閉弁不良は、ドレンが排出不能となるばかりか無駄な圧縮空気を大気に向けて放出させてしまう可能性も存する。
そのような開閉弁不良を避ける目的で、ドレントラップの弁体部の前段にストレーナが配設されている。
圧力がかかる回路に配設され且つ異物を分離・除去するものなので、前記ストレーナ本体の実態としては、対象異物径より小さいろ過孔を有する金属より成るろ材である。ろ過孔より大きい異物は、ストレーナの表面に捕捉され、分離・除去される。

ドレントラップ用ストレーナにおける先行技術としては、特許文献１にかかる技術提案が公知である。
しかしながら、特許文献１かかる技術提案においては、後述の課題を有している。

すなわち、前記課題として、耐圧性能とろ過性能との両立を図ることは困難なことが挙げられる。
耐圧性向上を試みると、ろ材の厚みを増やす、ろ過孔の数を減じる、ろ過孔の開口径を少なくするなどの措置が要される。
ところが、金属繊維より成る金網などのろ過孔の開口径が小さくろ過性能の高いものは耐圧強度が弱く、他方、パンチングプレートなど耐圧強度があるものはろ過孔の開口径が大きくろ過性能が低い。
したがって、特に高圧回路では耐圧強度が要されるので、ろ過孔の開口径を大きなものとせざるを得ず、ストレーナの異物補足性能が不足し、ドレントラップの開閉弁不良の発生頻度が大きくなる可能性が存していた。

本願出願人は、前記課題に鑑みて、ストレーナにおける機能性向上を図るべく本発明における「ドレントラップ用ストレーナ」の提案に至るものである。

特開平１１−２９０６２２号公報

上記課題を解決するため、本発明は、圧縮空気圧回路に接続されるドレントラップ用ストレーナであって、
流入流路側に第一ろ過手段と流出流路側に第二ろ過手段とが密着されて二重構造を為す円筒ろ過手段を具備し、該第二ろ過手段におけるろ過孔の開口径と耐圧強度とが第一ろ過手段のものよりそれぞれ大きい構成を採用する。

また、前記流入流路は、流入口より単位通過距離当たりの流路断面積が小さくなっている態様が好ましい。

また、少なくとも前記円筒ろ過手段の重力方向である下方水平端部に接し、該下方水平端部の内側より外側円周方向に向かって配置されるつば部が具備されていることが好ましい。

また、前記第一ろ過手段が、繊維状金属より成る金網であることが好ましい。

また、前記第二ろ過手段が、金属より成るパンチングプレートであることが好ましい。

また、前記円筒ろ過手段は、それぞれ平状体である前記第一ろ過手段と前記第二ろ過手段とが重ね合わされた上で円筒加工され、さらに両垂直端部同士を重ね合わせてスポット溶接もしくはレーザー溶接されて成ることが好ましい。

上記構成により、本発明は、以下記載の第一乃至第三の効果を奏する。

本発明の第一の効果としては、流入流路側に開口が小さく耐圧強度も弱いことが多い第一ろ過手段と流出流路側に開口が大きく耐圧強度も大きい第二ろ過手段とが密着されて二重構造を為す円筒ろ過手段を具備しているので、高耐圧性とろ過可能粒径の小径化とを同時に実現可能である、ということが挙げられる。

本発明の第二の効果としては、流入流路側に開口が小さい第一ろ過手段が配置されているので、目詰防止が実現可能である、ということが挙げられる。

本発明の第三の効果としては、流出流路側に開口が大きく耐圧強度も大きい第二ろ過手段が配置されているので、ドレントラップが閉弁する時の逆方向圧力耐性向上が実現可能である、ということが挙げられる。

本発明にかかるドレントラップ用ストレーナにおける第一実施例の概略図である。 本発明にかかるドレントラップ用ストレーナにおける第一実施例の要部（円筒ろ過手段）概略図である。 本発明にかかるドレントラップ用ストレーナにおける第二実施例の概略図である。 本発明にかかるドレントラップ用ストレーナにおける第二実施例の要部（円筒ろ過手段）概略図である。

本発明にかかるドレントラップ用ストレーナは、圧縮空気圧回路に接続されるドレントラップ用ストレーナであって、流入流路側にろ過孔の開口径が小さい第一ろ過手段と流出流路側にろ過孔の開口径が大きい第二ろ過手段とが密着されて二重構造を為す円筒ろ過手段を具備し、該第一ろ過手段と該第二ろ過手段との耐圧強度は該第二ろ過手段の方が大きくなっている構成を最大の特徴とする。
以下、本発明にかかるドレントラップ用ストレーナの実施形態を、図面に基づいて説明する。

なお、本発明にかかるドレントラップ用ストレーナは、以下に述べる実施形態に特に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内、すなわち同一の作用効果を発揮できる素材もしくは形状などに関して適宜変更することができる。
また、本発明にかかるドレントラップ用ストレーナは、電磁式ドレントラップ、フロート式ドレントラップ並びにディスク式ドレントラップのいずれにも接続可能である。

図１及び図３は、本発明にかかるドレントラップの実施形態を示す概略図である。
また、図２及び図４は、本発明にかかるドレントラップの実施形態を示す要部（円筒ろ過手段）概略図である。
図１及び図２は第一実施例であって、円筒ろ過手段の外側よりドレンを該円筒ろ過手段へ導く態様である。
図３及び図４は第二実施例であって、円筒ろ過手段の内側よりドレンを該円筒ろ過手段へ導く態様である。
本発明にかかるドレントラップ用ストレーナ１は、主要な構成として、流入流路２３側にろ過孔の開口径の小さい第一ろ過手段３１と流出流路側にろ過孔の開口径が大きい第二ろ過手段３２とが密着されて二重構造を為す円筒ろ過手段３０を具備し、第一ろ過手段３１と第二ろ過手段３２との耐圧強度は第二ろ過手段３２の方が大きい構成となっている。
すなわち、本発明の最要部は、第一ろ過手段３１と第二ろ過手段３２より成る円筒ろ過手段３０である。
なお、開口径の大小については、第一ろ過手段３１と第二ろ過手段３２とを相対的に比較したものであって、他の基準との比較による大小ではない。

電磁式であるドレントラップ５０に好適な実施例として、図１及び図２（第一実施例）、並びに図３及び図４（第二実施例）を例として説明するが、本発明にかかるドレントラップ用ストレーナ１は、Ｙ型ストレーナなどにも適応可能である。

本発明にかかるドレントラップ用ストレーナ１は、ケース１０及びボディー２０から成る中空ケース内部に円筒ろ過手段３０及び固定手段４０が配設される態様が代表的に挙げられる。

ボディー２０は、流入口２１、流出口２２、流入流路２３、流出流路２４、つば部２５を形成し、一塊の金属素材より成る。
流入口２１及び流出口２２は、回路配管に接続されるために設けられる。
流入口２１及び流出口２２の口径は、規格された配管口径があるので、ドレン量に応じたものを選択すればよい。
流入流路２３及び流出流路２４は、円筒ろ過手段３０の前後に配置される流路であり、ドレンを導きまたは排出させるための流路である。
少なくとも流入流路２３は、ろ過処理を行う都合上、流速を速めた方が慣性が働いてろ過性能が向上するので、流入口２１より単位通過距離当たりの断面積が小さい方がよい。
つば部２５は、円筒ろ過手段３０の下方水平端部（３１ｃ・３２ｃ）に接し、該下方水平端部（３１ｃ・３２ｃ）の内側より外側円周方向に向かって配置される円形水平面である。
つば部２５の第一の役割は、円筒ろ過手段３０が垂直上方より下方へ向けられた力によって固定される際の「受け」である。
つば部２５の第二の役割は、第一ろ過手段３１の表面に捕捉された異物が油分などと共に重力で下がってきた際に堆積可能な場所とすることである。異物が仮に堆積可能な場所が存すると、その分、第一ろ過手段３１の表面に場所が空くので、ろ過性能低減を防止でき得る。

円筒ろ過手段３０は、第一ろ過手段３１と第二ろ過手段３２とから成る。
円筒ろ過手段３０は、それぞれ平らな平状体の状態である第一ろ過手段３１と第二ろ過手段３２が重ね合わされ密着された状態で円筒加工され、さらに左方垂直端部及び右方垂直端部である両垂直端部（３１ｂ・３２ｂ）を重ね合わせてスポット溶接もしくはレーザー溶接され完成される。

円筒ろ過手段３０は、ボディー２０のつば部２５に下方水平端部（３１ｃ、３２ｃ）が接するように配設され、上部より固定手段４０のシャフト４１に締結されるボルト４２によりワッシャ４３を介して固定される。
なお、固定手段４０内部には円筒ろ過手段３０の内側に面して開口される孔部より流入流路２３もしくは流出流路２４へ連通する流路が配置される。

円筒ろ過手段３０は、流入流路２３側に第一ろ過手段３１と流出流路２４側に第二ろ過手段３２とが密着されて成り、且つ第二ろ過手段３２のろ過孔（３１ｄ・３２ｄ）の開口径と耐圧強度とは、第一ろ過手段３１のそれに比してそれぞれ大きいことを要する。
その理由については後述の第一の理由乃至乃第三の理由による。

前述の第一の理由としては以下が挙げられる。
より粒径の小さい異物を分離・除去しようとすると、ろ過孔の開口径は小さくする必要があるが、その様にしてしまうと耐圧強度は低下する。
これは、同素材で開口径を小さくし且つ同数の開口孔を配置するのであればむしろ耐圧強度向上とすることができるが、実用上、開口孔はより多く存していた方が目詰防止が図れるので、実用上は開口孔の数を増加させる措置をとることが一般的であることに起因する。
ここで、異物の捕捉性能は低いが耐圧強度が十分なろ過孔３２ｄの開口径が大きい第二ろ過手段３２を主構造体として、それに副構造体として、異物の捕捉性能は高いが耐圧強度が低いろ過孔３１ｄの開口径が小さい第一ろ過手段３１を密着させて二重構造とすれば、第一ろ過手段３１の耐圧強度不足の問題は解決される。

前述の第二の理由としては以下が挙げられる。
ドレントラップは開閉弁を繰り返すものである。ドレントラップ５０が閉弁した時、圧縮空気やドレンは慣性をもつので、瞬間的に回路には設定圧力以上の逆方向圧力が印加される。そのような場合は、当然ながら強度が小さい第一ろ過手段３１にもその力が印加されるので、まず強度の強い第二ろ過手段３２により逆方向圧力を干渉・分散させてから第一ろ過手段３１へ印加させた方が円筒ろ過手段３０の破断防止が図られる。
反対に、通常時は第一ろ過手段３１より第二ろ過手段３２へ回路圧がかかることとなるが、第一ろ過手段３１は第二ろ過手段３２で支えられ補強されているので、同様に破断防止が図られる。

前記第三の理由としては以下が挙げられる。
第二ろ過手段３２のろ過孔３２ｄの開口径は、第一ろ過手段３１のそれより大きい。したがって、流入流路２３側に第二ろ過手段３２が配設されて該第二ろ過手段３２のろ過孔３２ｄより第一ろ過手段３１のろ過孔３１ｄが覗くような態様を採った場合、第二ろ過手段３２の板厚とろ過孔３２ｄの開口面積との比である体積部分に異物が溜まってしまうここととなり目詰まりが早くなる。
前述の逆の態様、すなわち流入流路２３側に第一ろ過手段３１を配設する態様であれば、より表面が滑らかになるので、該第一ろ過手段３１のろ過孔３１ｄに付着した遺物は重力やドレンの重みによりつば部２５に向けて流れやすい。

以上を勘案すると、第一ろ過手段３１は繊維状金属より成る金網が、第二ろ過手段３２はパンチングプレートがそれぞれ好適である。

ドレントラップ５０は、電磁式、フロート式、並びにディスク式が考えられる。
ドレントラップ５０（電磁式）は、制御手段５１による開弁指令によってコイル５２を励磁し、弁体５３ｂを有するプランジャー５３を引き上げることで開弁動作させてオリフィス５４よりドレンを排出させる。
ドレントラップ５０は、ドレンの排出が終わると、オリフィス５４へ弁体５３ｂを押し付けることにより閉弁する。

ところで、コイル５２とプランジャー５３との間には、ごく僅かな空隙が存する。
また、弁体５３ｂはゴムや樹脂などの弾性体より成る。
本発明は、ドレントラップ５０の前段に円筒ろ過手段３０が配設され、円筒ろ過手段３０によって異物を分離・除去可能であるので、前記空隙や弁体５３ｂと弁座であるオリフィス５４へ異物が付着したり噛みこんだりするなどして発生する開閉弁不良の防止が図られる。

本発明にかかるドレントラップ用ストレーナは、上述の「発明の効果」記載の通り多くの効果を奏するものである。
したがって、産業上の利用可能性は大であると思料する。

１ ドレントラップ用ストレーナ
１０ カバー
２０ ボディー
２１ 流入口
２２ 流出口
２３ 流入流路
２４ 流出流路
２５ つば部
３０ 円筒ろ過手段
３１ 第一ろ過手段
３１ｂ 垂直端部
３１ｃ 下方水平端部
３１ｄ ろ過孔
３２ 第二ろ過手段
３２ｂ 垂直端部
３２ｃ 下方水平端部
３２ｄ ろ過孔
４０ 固定手段
４１ シャフト
４２ ボルト
４３ ワッシャ
５０ ドレントラップ
５１ 制御手段
５２ コイル
５３ プランジャー
５３ｂ 弁体
５４ オリフィス

上記課題を解決するため、本発明は、圧縮空気圧回路に接続されるドレントラップ用ストレーナであって、
流入流路側に平板状の繊維状金属より成る金網である第一ろ過手段と流出流路側に平板状の金属に多数のろ過孔が開口されて成る第二ろ過手段とが密着されて二重構造を為す円筒ろ過手段を具備し、該第二ろ過手段におけるろ過孔の開口径と耐圧強度とが第一ろ過手段のものよりそれぞれ大きい構成を採用する。

また、本発明は、圧縮空気圧回路に接続されるドレントラップ用ストレーナの製造方法であって、
流入流路側に平板状の繊維状金属より成る金網である第一ろ過手段と流出流路側に平板状の金属に多数のろ過孔が開口されて成る第二ろ過手段とが密着されて二重構造を為す円筒ろ過手段が形成され、該第二ろ過手段におけるろ過孔の開口径と耐圧強度とが第一ろ過手段のものよりそれぞれ大きくすると共に、該円筒ろ過手段は、それぞれ平状体である該第一ろ過手段と該第二ろ過手段とが重ね合わされた上で円筒加工され、さらに両垂直端部同士を重ね合わせてスポット溶接もしくはレーザー溶接されて成る構成となっている。

本発明にかかるドレントラップ用ストレーナは、圧縮空気圧回路に接続されるドレントラップ用ストレーナであって、流入流路側に繊維状金属より成る金網である第一ろ過手段と流出流路側に平板状の金属に多数のろ過孔が開口されて成る第二ろ過手段とが密着されて二重構造を為す円筒ろ過手段を具備し、該第一ろ過手段と該第二ろ過手段との耐圧強度は該第二ろ過手段の方が大きくなっている構成を最大の特徴とする。
以下、本発明にかかるドレントラップ用ストレーナの実施形態を、図面に基づいて説明する。

以上を勘案すると、第一ろ過手段３１は平板状の繊維状金属より成る金網が、第二ろ過手段３２は平板状の金属に多数のろ過孔が開口されて成るものがそれぞれ好適であり、第二ろ過手段３２については、パンチングプレートであることがより好適である。

Claims (6)

1. 圧縮空気圧回路に接続されるドレントラップ用ストレーナであって、
   流入流路側に第一ろ過手段と流出流路側に第二ろ過手段とが密着されて二重構造を為す円筒ろ過手段を具備し、該第二ろ過手段におけるろ過孔の開口径と耐圧強度とが第一ろ過手段のものよりそれぞれ大きいことを特徴とするドレントラップ用ストレーナ。
2. 前記流入流路は、流入口より単位通過距離当たりの流路断面積が小さくなっていることを特徴とする請求項１に記載のドレントラップ用ストレーナ。
3. 前記円筒ろ過手段の重力方向である下方水平端部に接し、該下方水平端部の内側より外側円周方向に向かって配置されるつば部が具備されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のドレントラップ用ストレーナ。
4. 前記第一ろ過手段が、繊維状金属より成る金網であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のドレントラップ用ストレーナ。
5. 前記第二ろ過手段が、金属より成るパンチングプレートであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のドレントラップ用ストレーナ。
6. 前記円筒ろ過手段は、それぞれ平状体である前記第一ろ過手段と前記第二ろ過手段とが重ね合わされた上で円筒加工され、さらに両垂直端部同士を重ね合わせてスポット溶接もしくはレーザー溶接されて成ることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のドレントラップ用ストレーナ。