JP2018173080A - 圧縮空気供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】分離した油分の回収作業の回数を抑制することができるオイルセパレータを提供する。【解決手段】オイルセパレータ３は、筐体内に導入した油分を含む空気を衝突材に衝突させることで油分を分離して回収する。オイルセパレータ３は、空気から分離した油分をエンジン６のオイルパン７に供給し、エンジン６の潤滑油として使用させる。【選択図】図１

Description

本発明は、機器を通過した空気に含まれる油分を分離するオイルセパレータに関する。

トラック、バス、建機等の車両は、エンジンと直結したコンプレッサから送られる圧縮空気を利用してブレーキやサスペンション等のシステムを制御している。この圧縮空気には、大気中に含まれる水分やコンプレッサ内を潤滑する油分が含まれている。この水分や油分を含む圧縮空気が各システム内に侵入すると、錆の発生やゴム部材（Ｏリング等）の膨潤を招き作動不良の原因となる。このため、エア系統のコンプレッサの下流には、圧縮空気中の水分や油分を除去するためのエアドライヤが設けられている（例えば、特許文献１参照）。

エアドライヤ内には、フィルタ、シリカゲルやゼオライト等の乾燥剤が設けられている。エアドライヤは、圧縮空気から水分を除去する除湿作用と、乾燥剤に吸着させた水分を取り除き外部に放出することによって乾燥剤を再生する再生作用とを行う。

ところで、乾燥剤の再生時にエアドライヤから放出される空気には水分とともに油分も含まれるので、環境負荷を考慮してエア系統のコンプレッサの下流にオイルセパレータを設けることが考えられている。

衝突板方式のオイルセパレータは、水分や油分を含んだ空気を筐体内に設けられた衝突板に衝突させることによって気液分離を行うことで、前記空気から油分を回収し、清浄エアを排出する（例えば、特許文献２）。

特開平１０−２９６０３８号公報 特開２００８−２３７７号公報

上記のオイルセパレータはシリンダヘッドに用いられており、分離した油分をオイルセパレータの底部からシリンダヘッドに戻している。しかしながら、エア系統のコンプレッサの下流にオイルセパレータが設けられる場合、空気から分離した油分は該オイルセパレータの筐体内部に溜められることとなる。溜められている油分の量がオイルセパレータの容積に達したら、該油分をオイルセパレータから除去して回収する必要がある。しかしながら、油分の回収作業等のメンテナンス作業の回数は、少ないことが望まれている。そこで、分離した油分の回収作業の回数を抑制することができるオイルセパレータが求められていた。

本発明の目的は、分離した油分の回収作業の回数を抑制することができるオイルセパレータ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。
上記課題を解決するオイルセパレータは、筐体と前記筐体内に設けられた衝突材とを備え、コンプレッサから送られる圧縮空気中の水分や油分をエアドライヤが除去し、前記エアドライヤから排出された油分を含むパージエアを前記筐体内に導入して前記衝突材に衝突させることによって、導入された前記パージエアから油分を分離して回収するオイルセパレータであって、前記パージエアから分離した油分がエンジンのオイルパンに供給され、前記エンジンの潤滑油として使用されることをその要旨としている。

同構成によれば、オイルセパレータによって分離した油分をエンジンのオイルパンに供給するので、オイルセパレータ内に溜まった油分を減らすことができ、分離した油分の回収作業の回数を抑制することができる。

上記オイルセパレータの一構成について、前記オイルパンは、前記エンジンの潤滑油の循環経路上に位置し、前記分離した油分が前記循環経路を介して前記オイルパンに供給することをその要旨としている。

同構成によれば、分離した油分が循環経路に供給されるので、オイルパンだけでなく循環経路上に存在する機器にも油分を供給することができる。また、オイルパンだけに油分を溜める場合と比べて油分を溜められる容量が大きい。

上記オイルセパレータの一構成について、前記分離した油分を前記オイルパンに供給するポンプをさらに備えることをその要旨としている。
同構成によれば、分離した油分はポンプを使用してオイルパンに供給されるので、油分をオイルセパレータからオイルパンに確実に供給することができる。

上記オイルセパレータの一構成について、前記エンジンが停止しているときに、前記分離した油分が前記オイルパンに供給されることをその要旨としている。
同構成によれば、エンジンが停止しているとき、オイルセパレータによって分離した油分がオイルパンに供給されるので、エンジンの駆動によるオイル量の変化がない状態で油分を供給することができる。このため、必要以上に供給して許容量の超過を防ぐことができる。

上記オイルセパレータの一構成について、前記分離した油分が一定量に達した際に、前記分離した油分が前記オイルパンに供給されることをその要旨としている。
同構成によれば、オイルセパレータによって分離した油分が一定量に達した際に油分がオイルパンに供給されるので、分離した油分を減少させることが必要なときのみオイルパンに油分を供給させることで、効率良く供給を行うことができる。

上記オイルセパレータの一構成について、前記オイルパンの潤滑油が許容量に達した際に、前記分離した油分の前記オイルパンへの供給を停止することをその要旨としている。
同構成によれば、オイルパンの潤滑油が許容量に達した際に、前記分離した油分のオイルパンへの供給を停止するので、供給した分離した油分によってオイルパンから潤滑油が溢れ出すことを防止することができる。

本発明によれば、オイルセパレータにおいて、溜まったドレンの回収作業の回数を抑制することができる。

一実施形態によるエア系統におけるオイルセパレータの設置位置及び潤滑油の経路を示すブロック図。 図１のオイルセパレータの内部構造を示す縦断面図。 オイルの送出条件を示すシーケンスチャート。 エア系統におけるオイルセパレータの設置位置及び潤滑油の経路を示すブロック図。 別例のオイルセパレータの内部構造を示す縦断面図。 別例のオイルセパレータの内部構造を示す縦断面図。 別例のエア系統におけるオイルセパレータの設置位置及び潤滑油の経路を示すブロック図。 別例のエア系統におけるオイルセパレータの設置位置及び潤滑油の経路を示すブロック図。 別例の空圧ポンプの構造を示す概略図。 図９の空圧ポンプの構造を示す概略図。 別例のブローバイガス還元装置を示す図。 処理部を設けたオイルセパレータを示すブロック図。 電磁弁の動作を示す図。 処理部を設けたオイルセパレータを示すブロック図。 電磁弁の動作を示す図。

以下、図１〜図３を参照して、オイルセパレータをエアドライヤの排気系統に具体化した一実施形態について説明する。
図１に示されるように、トラック、バス、建機等の車両は、コンプレッサ１から送られる圧縮空気を利用してブレーキやサスペンション等のシステムを制御している。このため、エア系統のコンプレッサ１の下流には、圧縮空気中の油水分を除去し、乾燥された空気を提供するためのエアドライヤ２が設けられている。エアドライヤ２内には、乾燥剤が設けられている。エアドライヤ２は、圧縮空気から油水分を除去する除湿作用と、乾燥剤に吸着させた油水分を取り除き外部に放出することによって乾燥剤を再生する再生作用とを行う。

本実施形態では、乾燥剤の再生時にエアドライヤ２から放出される空気（パージエア）には水分とともに油分も含まれるので、環境負荷を考慮してエア系統のコンプレッサ１の下流にオイルセパレータ３を設ける。特に、オイルセパレータ３は、エアドライヤ２の排気系統に設けられ、エアドライヤ２内の乾燥剤を再生する際に排出されるパージエアから油水分を分離して回収する。

オイルセパレータ３は衝突板方式のオイルセパレータであり、その筐体内には、油水分を含んだ空気が衝突する複数の衝突材が設けられている。この衝突方式のオイルセパレータ３は、油水分を含んだ空気を衝突材に衝突させて気液分離を行うことによって空気から油分を回収し、清浄エアを排出する。空気から分離された油水分を含む液体を以下ではドレンと記載する。

エンジン６には、潤滑油を溜めるオイルパン７が設けられている。オイルパン７に溜まった潤滑油は、エンジン６内を循環させられるとともに、コンプレッサ１とオイルパン７とを接続する循環経路９を循環させられる。循環経路９の潤滑油は、ポンプ９ａによって循環される。

オイルセパレータ３のドレン排出口１７は、ポンプ４、逆止弁５を介して潤滑油の循環経路９に接続されている。すなわち、オイルセパレータ３は、オイルセパレータ３内に溜まった、高い濃度で油分を含むドレン（オイル）がポンプ４によって吸い出されてオイルパン７に送り込まれる。逆止弁５は、オイルパン７からオイルセパレータ３にオイルが逆流することを防止する。

オイルセパレータ３には、オイルセパレータ３内のオイルの量を計測するオイル量計測器３ａが設置されている。また、オイルパン７には、オイルパン７内のオイルの量を計測するオイル量計測器７ａが設置されている。オイル量計測器３ａ，７ａは、例えばフロートの位置によって計測する機械式計測器が用いられる。両オイル量計測器３ａ，７ａ及びポンプ４は、オイル制御部１０に接続されている。

オイル制御部１０は、ポンプ４を駆動制御することにより、オイルセパレータ３から循環経路９にオイルを送出させる。このオイルが循環経路９を介してオイルパン７に供給される。オイル制御部１０は、オイルセパレータ３やポンプ４に組み付けられてもよく、他の制御装置に組み込まれてもよい。また、オイル制御部１０には、イグニッション（ＩＧ）スイッチ８が接続されている。オイル制御部１０は、ＩＧスイッチ８からの情報によってエンジン６が駆動しているか否かを検出する。オイル制御部１０はオイルセパレータ３のオイル量計測器３ａからオイル量が一定量である規定値に達したか否かを判定している。また、オイル制御部１０はオイルパン７のオイル量計測器７ａからオイル量が許容量である上限値に達したか否かを判定している。

オイル制御部１０は、以下の送出条件の全てに該当するときにオイルセパレータ３において分離されたオイルをポンプ４によってオイルパン７に送出する。
（ａ）オイルセパレータ３のオイル量が規定値以上である。

（ｂ）オイルパン７のオイル量が上限値未満である。
（ｃ）エンジンが駆動していない停止状態である。
図２に示されるように、オイルセパレータ３は、水平方向に延出した直方体状の筐体１１を備えている。筐体１１の長手方向の対向する正面１２と背面１３とには、導入口１４と排出口１６とがそれぞれ形成されている。すなわち、図２では、右側から左側へ空気がオイルセパレータ３を通過する。

筐体１１の底面４０には、ドレン連通板４３を支持する支持部材（支持柱４１、段差部４２）が複数設けられている。ドレン連通板４３は、複数の支持柱４１と複数の段差部４２とによって筐体１１内に架設されている。筐体１１内のドレン連通板４３の上方部分は、導入口１４から導入された空気を通過させる膨張室として機能する。一方、筐体１１内のドレン連通板４３の下方部分は、膨張室で空気から分離した油水分（ドレン）を溜めるドレン溜め部４５として機能する。ドレン溜め部４５は、ドレンをドレン連通板４３の下面まで溜めることができる。

ドレン連通板４３の上面の導入口１４と排出口１６との間の中央には、板状の隔壁３０が取り付けられている。隔壁３０の上部には、オリフィス孔３０ａが一箇所形成されている。この隔壁３０は、オリフィス孔３０ａによってオリフィスとして機能する。筐体１１内のドレン連通板４３の上方部分は、この隔壁３０によって、導入口１４寄りの一次膨張室３１と、排出口１６寄りの二次膨張室３２とに水平方向において区画されている。一次膨張室３１と二次膨張室３２とには、ウレタンフォーム（スポンジ等）３３がそれぞれ設置されている。導入口１４から導入された空気は、ウレタンフォーム３３に衝突し、これによって空気から油水分が分離される。すなわち、ウレタンフォーム３３は、空気に含まれる油水分を捕獲する。ウレタンフォーム３３が衝突材に相当する。

ドレン連通板４３には、一次膨張室３１と二次膨張室３２とにおいて分離された油水分をドレン溜め部４５に通過させるための複数のドレン連通孔４４が形成されている。ドレン連通孔４４は、各膨張室３１，３２に対して少なくとも１つ形成されている。ウレタンフォーム３３に衝突することによって空気から分離された油水分は、ドレン連通板４３の上面を流れていずれかのドレン連通孔４４からドレン溜め部４５に落下する。

ドレン連通板４３の下面には、ドレン溜め部４５に溜まったドレンの流れを規制する２枚のバッフル板４６が取り付けられている。バッフル板４６は、幅方向に延出している。バッフル板４６は、ドレン溜め部４５に溜まったドレンが車両の加速度の変化によって動くことを規制することによって、ドレンの跳ね上げを抑制する。

また、筐体１１の上面には開口部１８が形成されている。開口部１８は、長方形状の蓋１９によって閉蓋されている。蓋１９と筐体１１とは、複数のボルト２１とナットとによって締め付け固定されている。蓋１９は、筐体１１内に収容されたウレタンフォーム３３等の移動を規制する。

筐体１１内の排出口１６寄りの底面４０には、加熱手段としてのヒータ２６を収容するための収容部２３が設けられている。収容部２３には、筐体１１の背面１３に開口し、ヒータ２６を挿入するための挿入部２４が形成されている。ヒータ２６は、円柱状であって、背面１３から収容部２３に挿入されている。ヒータ２６は、電源に接続されている。

筐体１１の背面１３の挿入部２４の上方には、サーモスタット２７を取り付ける取付穴２５が形成されている。サーモスタット２７は、取付穴２５に取り付けられ、電源とヒータ２６とに接続されている。サーモスタット２７は、ドレン溜め部４５の温度を検出して、検出した温度に基づきヒータ２６の加熱を制御する。ヒータ２６によってドレン溜め部４５を加熱することによって、ドレン溜め部４５の底面に溜まったドレンに含まれる水分は極力蒸発させられるので、高い濃度で油分を含むドレンを生成する。

筐体１１の正面１２の上部には、筐体１１の流路断面積よりも小さい流路断面積を有する導入部１５が形成されている。導入口１４は、この導入部１５に形成されている。導入口１４の先端には、円筒状の取付部材５１が固定されている。取付部材５１の先端には、エアドライヤ２に接続されたホース５０の先端が接続されている。導入部１５の正面には、筐体１１内から導入口１４へのドレンの逆流を規制する規制板５３が立設されている。

排出口１６には、排出口１６から水平方向へ突出して上方へ曲がったＬ字状のエルボ部材６０が取り付けられている。エルボ部材６０の基端が排出口１６に螺着されている。
次に、前述のように構成されたオイルセパレータ３の作用について説明する。

エアドライヤ２から排出されたパージエアがオイルセパレータ３に導入される。パージエアは、油水分を含む空気である。
導入口１４から一次膨張室３１内に導入された空気は、ウレタンフォーム３３によって油水分を捕獲されながらウレタンフォーム３３を通過する。このとき、ウレタンフォーム３３に衝突した油水分が空気から分離される。ウレタンフォーム３３によって捕獲された水分と油分とを含むドレンは、ウレタンフォーム３３内を伝って移動してドレン連通板４３の上面に達し、ドレン連通板４３に形成されたドレン連通孔４４からドレン溜め部４５に落下して、ドレン溜め部４５に溜まる。

一次膨張室３１のウレタンフォーム３３を通過した空気は、隔壁３０のオリフィス孔３０ａに向かいオリフィス孔３０ａを通過する。このとき、オリフィス孔３０ａ以外の隔壁３０に衝突した油水分が空気から分離される。隔壁３０に衝突して分離されたドレンは、隔壁３０を伝って移動してドレン連通板４３の上面に達し、ドレン連通板４３に形成されたドレン連通孔４４からドレン溜め部４５に落下して、ドレン溜め部４５に溜まる。

隔壁３０のオリフィス孔３０ａを通過した空気は、二次膨張室３２のウレタンフォーム３３によって油水分を捕獲されながらウレタンフォーム３３を通過する。このとき、ウレタンフォーム３３に衝突した油水分が空気から分離される。ウレタンフォーム３３によって捕獲された水分と油分とを含むドレンは、ウレタンフォーム３３内を伝って移動してドレン連通板４３の上面に達し、ドレン連通板４３に形成されたドレン連通孔４４からドレン溜め部４５に落下して、ドレン溜め部４５に溜まる。

二次膨張室３２のウレタンフォーム３３を通過した空気は、油分を含まない清浄エアとなって排出口１６から外部に排出される。
ドレン溜め部４５に溜まったドレンは、ヒータ２６によって加熱される。これによってドレン内の水分が蒸発させられる。高い濃度で油分を含むドレン（オイル）がドレン溜め部４５に溜められる。オイル制御部１０は、オイルセパレータ３のオイル量をオイルセパレータ３に設置されたオイル量計測器３ａから取得するとともに、オイルパン７のオイル量をオイルパン７に設置されたオイル量計測器７ａから取得する。また、オイル制御部１０は、ＩＧスイッチ８からエンジンが駆動しているか否かの情報を取得する。

例えば、図３に示されるように、エンジン６が駆動状態（ＯＮ状態）となると、オイルセパレータ３のオイル量が増加する。オイル制御部１０は、オイルセパレータ３のオイル量が規定値に達すると、送出条件（ａ）が満たされたと判定する。一方で、オイル制御部１０は、エンジン６が駆動状態（ＯＮ状態）であるので、送出条件（ｃ）が満たされていないと判定する。よって、オイル制御部１０は、ポンプ４を駆動させない（ＯＦＦ状態）。このとき、オイル制御部１０は、オイルパン７のオイル量が上限値未満であれば、送出条件（ｂ）が満たされていると判定する。

その後、オイル制御部１０は、エンジン６の駆動が停止状態（ＯＦＦ状態）となると、送出条件（ｃ）が満たされると判定する。オイル制御部１０は、送出条件（ａ）（ｂ）（ｃ）の全てが満たされているので、ポンプ４を駆動させる（ＯＮ状態）。ポンプ４が駆動されると、オイルセパレータ３のオイルが循環経路９を介してオイルパン７に供給される。このため、オイルセパレータ３のオイル量が減少し、一方でオイルパン７のオイル量が増加する。オイル制御部１０は、オイルパン７のオイル量が上限値に達すると、送出条件（ｂ）が満たされないと判定する。オイル制御部１０は、ポンプ４の駆動を停止させる。

よって、オイルセパレータ３によって分離したオイルを循環経路９を介してオイルパン７に供給してオイルセパレータ３内のオイルを減らすことができる。このため、オイルセパレータ３のオイル若しくはドレンの回収作業の回数を抑制することができる。

以上、説明した実施形態によれば、以下の利点を得ることができる。
（１）オイルをオイルセパレータ３からエンジン６のオイルパン７に供給するので、オイルセパレータ３内に溜まったオイルを減らすことができ、オイルの回収作業の回数を抑制することができる。

（２）オイルをオイルセパレータ３から潤滑油を循環する循環経路９に供給するので、循環経路９上に存在するコンプレッサ１やエンジン６にオイルを供給することができる。また、オイルパン７だけに油分を溜める場合と比べてオイルを溜められる容量が大きい。

（３）ポンプ４を使用してオイルをオイルセパレータ３からオイルパン７に供給するので、オイルをオイルセパレータ３からオイルパン７に確実に供給することができる。
（４）エンジン６が停止しているときにオイルをオイルパン７に供給するので、エンジン６の駆動によるオイル量の変化がない状態でオイルを供給することができる。このため、必要以上にオイルを供給してオイルパン７のオイル量が許容量を超過するのを防ぐことができる。

（５）オイルが規定値に達した際にオイルをオイルセパレータ３からオイルパン７に供給する。このため、オイルを減少させることが必要なときのみオイルパン７にオイルが供給されるので、効率良く供給を行うことができる。

（６）オイルパン７の潤滑油が上限値に達した際にオイルをオイルセパレータ３からオイルパン７への供給を停止するので、供給したオイルによってオイルパン７から潤滑油が溢れ出すことを防止することができる。

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、蓋１９によってウレタンフォーム３３の移動を規制した。しかしながら、ウレタンフォーム３３が固定されていれば、蓋１９による移動規制をなくしてもよい。

・上記実施形態では、一次膨張室３１と二次膨張室３２とにウレタンフォーム３３を設置したが、エアドライヤ２（コンプレッサ１）から排出される油水分量によって、ウレタンフォーム３３を変更したり、一部を省略したりしてもよい。

・上記実施形態では、箱型のオイルセパレータ３を採用したが、円筒型のオイルセパレータ３を採用してもよい。例えば、図５及び図６に示されるように、オイルセパレータ３は、鉛直方向に延出した有底円筒状の筐体としてのケース１３１と、当該ケース１３１の開口部を閉蓋する蓋１３２とを備えている。ケース１３１の底部１３１ａには、溜まったドレンを排出するためのドレン排出口１３３が設けられている。ドレン排出口１３３には、ドレンを取り出す際に使用するドレンホース１３４が接続されている。蓋１３２には、接続ホース１２５を介してエアドライヤ２からパージエアを導入する導入口１３５と、油分を分離した清浄エアを排出する排出口１４０とが別々に形成されている。導入口１３５と接続ホース１２５とは、連結部材１２７によって接続されている。排出口１４０には、水平方向から鉛直上方へ曲がったエルボ部材１４１が接続されている。蓋１３２には、取付部材１３７が一体に蓋１３２に対して立設されている。蓋１３２には、導入口１３５と排出口１４０とが同一方向に開口している。蓋１３２の内部空間は、導入口１３５から導入されたパージエアを膨張させる第１膨張室１４５として機能する。蓋１３２には、ケース１３１内から排出口１４０に連通する連通部１３２ａが形成されている。

ケース１３１と蓋１３２との間には、ケース１３１の開口部を閉蓋するとともに、蓋１３２の開口部を閉蓋する円盤状のカバー１４７が設けられている。カバー１４７は、ケース１３１と一緒に蓋１３２にボルト１３６によって締結されている。すなわち、蓋１３２に設けられたフランジ部１３２ｂに形成されたねじ穴にボルト１３６が締結される。また、ケース１３１に設けられたフランジ部１３１ｂに形成された貫通孔にボルト１３６の螺子部が貫通される。カバー１４７には、ボルト１３６のねじ部が貫通する貫通孔が形成されている。よって、ケース１３１のフランジ部１３１ｂの貫通孔とカバー１４７のフランジ部１４７ａの貫通孔とにボルト１３６のねじ部を貫通して、蓋１３２のフランジ部１３２ｂのねじ穴にボルト１３６を螺着することで、蓋１３２とカバー１４７とケース１３１とが締結されている。カバー１４７には、ケース１３１内から排出口１４０へ連通する連通孔４７ｃが形成されている。

また、蓋１３２とカバー１４７とによって形成された空間が第１膨張室１４５として機能する。カバー１４７には、鉛直上方が閉じた有底円筒状の収容部材１４８がボルト１３６によって固定されている。収容部材１４８は、スポンジ等のウレタンフォーム１５０を収容する。なお、ウレタンフォーム１５０が衝突材として機能する。収容部材１４８の上端縁部と下端縁部とには、フランジ部１４８ａとフランジ部１４８ｂとが形成されている。収容部材１４８の上端縁部に形成されたフランジ部１４８ａにボルト１３６が貫通されて、収容部材１４８がカバー１４７に締結されている。カバー１４７と収容部材１４８の上面とによって形成された空間が第２膨張室１５１として機能する。カバー１４７には、第１膨張室１４５を第２膨張室１５１に連通させる複数の貫通孔１４７ｂが形成されている。収容部材１４８の上底部１４９の中央部分には、複数の貫通孔１４９ａが形成されている。カバー１４７の貫通孔１４７ｂと収容部材１４８の上底部１４９の貫通孔１４９ａとは対向しない位置に形成されている。収容部材１４８の側面の下端部側には、複数の貫通孔１４８ｃが径方向に間隔をおいて形成されている。

収容部材１４８の下端縁部に形成されたフランジ部１４８ｂには、円盤状の支持蓋１５２がねじ１５３によって固定されている。支持蓋１５２は、収容したウレタンフォーム１５０を支持する。支持蓋１５２の内径は、ケース１３１の内径とほぼ同じである。なお、収容部材１４８の上底部１４９と支持蓋１５２とによって形成された空間が第３膨張室１５９として機能する。支持蓋１５２には、ウレタンフォーム１５０によって除去された油水分を落下させる複数の貫通孔１５２ａが形成されている。よって、ケース１３１内の下部がドレン溜め部１５４として機能する。オイルセパレータ３のドレン排出口１３３は、ポンプ４、逆止弁５を介して潤滑油の循環経路９に接続されている。

・上記実施形態では、ヒータ２６によってドレン溜め部４５を加熱したが、ドレン溜め部４５に溜められたドレン自体を直接加熱してもよい。この場合、正確な温度制御を行うために、サーモスタット２７を筐体１１の内壁に設置するのが望ましい。このようにすれば、ヒータ２６からドレンへの熱伝達が高くなるので、ドレンを間接的に加熱するよりもドレンを効率良く加熱することができる。

・ヒータ２６の数量は必要に応じて変更可能である。
・上記実施形態では、送出条件（ａ）（ｂ）（ｃ）の全てに該当した際に、オイルをオイルセパレータ３からオイルパン７に送出したが、送出条件（ａ）（ｂ）（ｃ）の少なくとも１つに該当した際に、オイルをオイルセパレータ３からオイルパン７に送出してもよい。

・上記構成において、ドレン溜め部４５内に油水分離フィルタを設置してもよい。このようにすれば、ドレン溜め部４５に溜まったドレンを油水分離フィルタに通して油分の濃度が更に高いオイルをドレン排出口１７から排出することができる。

・上記構成において、ドレン排出口１７とオイルパン７との間に油水分離器を設けてもよい。このようにすれば、油分の濃度が更に高くきれいなオイルをオイルパン７に送出することができる。

・上記実施形態では、分離したオイルを循環経路９に供給したが、図４に示されるように、分離したオイルをエンジン６のオイルパン７にのみ供給してもよい。
・上記実施形態では、ポンプ４を使用してオイルセパレータ３からオイルパン７にオイルを供給したが、ポンプ４によらず、オイルセパレータ３からオイルパン７にオイルを供給してもよい。

・上記実施形態において、ドレン溜め部４５，１５４に溜まったドレンに含まれる水分とオイルとを分離してもよい。例えば、遠心分離によって水分とオイルとを分離する。また、溜まったドレンに添加剤を添加して水分とオイルとを分離する。また、ドレン溜め部４５，１５４内を低圧に保つことで水分を蒸発させて水分とオイルとを分離する。

・上記実施形態において、ドレン溜め部４５，１５４に溜まったドレンがエマルジョン化しないようにエマルジョン対策を講じてもよい。例えば、触媒を添加して水分やオイルが分散することを抑制する。また、溜まったドレンを電気分解して水分を除去してもよい。また、溜まったドレンに超音波振動を与えて比重差によって水分とオイルとを分離してもよい。

・上記実施形態において、ドレン溜め部４５，１５４からドレン又はオイルを取り出すポンプ４を空圧ポンプとしてもよい。空圧ポンプは、タンクの圧縮空気を電磁弁で入り切りして駆動する。また、空圧ポンプは、パージエアを利用して駆動する。すなわち、図９及び図１０に示されるように、空圧ポンプ７０は、円筒状のケース７１と、ケース７１内を往復する円柱状の駆動体７２と、駆動体７２を付勢する付勢ばね７３とを備えている。ケース７１には、エアドライヤ２からパージエアが供給されるパージエア供給口７４と、オイルセパレータ３からドレンを取り入れる取入口７５と、オイルセパレータ３から取り出したドレンを送出する送出口７６と、を備えている。パージエア供給口７４と送出口７６とは、駆動体７２を挟んで設置されている。取入口７５は、ケース７１の側面の送出口７６寄りに設置されている。送出口７６には、逆止弁７７が設けられている。付勢ばね７３は、駆動体７２をパージエア供給口７４側へ付勢する。駆動体７２の側面には、ケース７１の内壁と当接するシール材７８が取り付けられている。図９に示されるように、パージエアの供給がなくなると、付勢ばね７３によって駆動体７２がパージエア供給口７４側に移動して、ドレンを取入口７５から取り入れる。図１０に示されるように、駆動体７２は、パージエアがケース７１内に供給されると、駆動体７２が送出口７６側に移動してケース７１内に取り入れたドレンを送出口７６から送出する。

・上記実施形態では、オイルセパレータ３からオイルパン７にオイルを供給した。しかしながら、ブローバイガス還元装置に供給してオイルパン７に戻してもよい。図１１に示されるように、ブローバイガス還元装置８０は、エンジンのロッカーカバー８１からブローバイガスを取り込んで、ブローバイガス中のオイルを分離して、分離したオイルをオイルパンへ戻す。また、ブローバイガス還元装置８０は、オイルを分離したブローバイガスを、インテークマニホール８２にエアを供給するエアダクト８３に戻す。オイルセパレータ３にて取り出したオイルを送出する接続管８４をブローバイガス還元装置８０に接続して、オイルをブローバイガス還元装置８０に供給する。

・上記実施形態において、オイルセパレータ３からのオイルの供給は、エンジンの駆動に関係なく真空ポンプを利用して負圧によって行っても良いし、エンジン駆動時に発生する負圧を利用しても良い。

・上記実施形態では、ドレン溜め部４５，１５４に溜まったドレンを排出するドレン排出口１７，１３３を筐体（ケース）１１，１３１の下部に設置したが、溜まったドレンの液面付近となる筐体（ケース）１１，１３１の上方にドレン排出口を設置してもよい。このようにすれば、ドレンの液面付近にオイルが多く存在するので、オイルを多く含むドレンをドレン排出口から取り出してオイルを多く回収することができる。

・さらに、溜まったドレンの液面付近となる筐体（ケース）１１，１３１の上方にオイル用の排出口を設置して、筐体（ケース）１１，１３１の下方に水分用の排出口を設置してもよい。このようにすれば、オイルと水分とのそれぞれを多く含むドレンを積極的に回収することができる。

・上記実施形態では、オイルセパレータ３のドレン溜め部４５，１５４においてドレンに含まれる水分を蒸発させたが、ドレン中のオイルと水分を分離するのに時間を要する場合、別の場所に処理部を設けてドレンに含まれるオイルと水分とを分離してオイルをオイルパン７等の供給先に供給してもよい。例えば、図１２に示されるように、オイルセパレータ３の近傍に処理部９０を設ける。オイルセパレータ３と処理部９０とを接続する第１接続管９２には、第１電磁弁９５が設置されている。処理部９０の後段には、ポンプ９１が設けられている。処理部９０とポンプ９１とは第２接続管９３によって接続されている。ポンプ９１と供給先とは第３接続管９４によって接続されている。第３接続管に９４には、第２電磁弁９６が設置されている。図１３に示されるように、オイルセパレータ３からドレンを取り入れる際には、第１電磁弁９５が開き、第２電磁弁９６が閉じている。処理部９０において分離処理を行う際には、第１電磁弁９５が閉じ、第２電磁弁９６が閉じている。分離したオイルを供給先に送り出す際には、第１電磁弁９５が閉じ、第２電磁弁９６が開いている。また、図１４に示されるように、処理部９０にポンプ９１を組み付けてもよい。オイルセパレータ３と処理部９０とを接続する第１接続管９２には、第３電磁弁９７が設置されている。処理部９０と供給先とを接続する第３接続管９４には、第４電磁弁９８が設置されている。図１５に示されるように、オイルセパレータ３からポンプ９１によりドレンを取り入れる際には、第３電磁弁９７が開き、第４電磁弁９８が閉じている。処理部９０において分離処理を行う際には、第３電磁弁９７が閉じ、第４電磁弁９８が閉じている。分離したオイルをポンプ９１により供給先に送り出す際には、第３電磁弁９７が閉じ、第４電磁弁９８が開いている。

・ドレンから分離したオイルは、光センサ、色センサ、ガスセンサ、水分センサ等のオイル状態監視センサによって水分等の除去が完了したか否かを判断する。なお、ドレンからオイルを分離する際には、水分だけでなくコンタミネーションを除去することが望ましい。

１…コンプレッサ、２…エアドライヤ、３…オイルセパレータ、４…ポンプ、５…逆止弁、６…エンジン、７…オイルパン、３ａ，７ａ…オイル量計測器、８…ＩＧスイッチ、１０…オイル制御部、１１…筐体、１２…正面、１３…背面、１４…導入口、１５…導入部、１６…排出口、１７…ドレン排出口、１８…開口部、１９…蓋、２１…ボルト、２３…収容部、２４…挿入部、２５…取付穴、２６…ヒータ、２７…サーモスタット、３０…隔壁、３０ａ…オリフィス孔、３１…一次膨張室、３２…二次膨張室、３３…ウレタンフォーム、４０…底面、４１…支持柱、４２…段差部、４３…ドレン連通板、４４…ドレン連通孔、４５…ドレン溜め部、４６…バッフル板、５０…ホース、５１…取付部材、５３…規制板、５９…第３膨張室、６０…エルボ部材、７０…空圧ポンプ、７１…ケース、７２…駆動体、７３…付勢ばね、７４…パージエア供給口、７５…取入口７５、７６…送出口、７７…逆止弁、８０…ブローバイガス還元装置、８１…ロッカーカバー、８２…インテークマニホール、８３…エアダクト、８４…接続管、９０…処理部、９１…ポンプ、９２…第１接続管、９３…第２接続管、９４…第３接続管、９５…第１電磁弁、９６…第２電磁弁、９７…第３電磁弁、９８…第４電磁弁、１３１…ケース、１３１ａ…底部、１３１ｂ…フランジ部、１３２…蓋、１３２ａ…連通部、１３２ｂ…フランジ部、１３２ｃ…貫通孔、１３３…ドレン排出口、１３４…ドレンホース、１３５…導入口、１３６…ボルト、１３７…取付部材、１３８…シャーシ、１３９…ボルト、１４０…排出口、１４１…接続部材、１４２…排出ホース、１４５…第１膨張室、１４６…邪魔板、１４７…カバー、１４７ａ…フランジ部、１４７ｂ…貫通孔、１４７ｃ…連通孔、１４８…収容部材、４８ａ…フランジ部、１４８ｂ…フランジ部、１４８ｃ…貫通孔、１４９…上底部、１４９ａ…貫通孔、１５０…ウレタンフォーム、１５１…第２膨張室、１５２…支持蓋、１５２ａ…貫通孔、１５３…ねじ、１５４…ドレン溜め部、１５９…第３膨張室。

本発明は、機器を通過した空気に含まれる油分を分離する圧縮空気供給システムに関する。

上記のオイルセパレータはシリンダヘッドに用いられており、分離した油分をオイルセパレータの底部からシリンダヘッドに戻している。しかしながら、エア系統のコンプレッサの下流にオイルセパレータが設けられる場合、空気から分離した油分は該オイルセパレータの筐体内部に溜められることとなる。溜められている油分の量がオイルセパレータの容積に達したら、該油分をオイルセパレータから除去して回収する必要がある。しかしながら、油分の回収作業等のメンテナンス作業の回数は、少ないことが望まれている。そこで、オイルセパレータが分離した油分の回収作業の回数を抑制することができる圧縮空気供給システムが求められていた。

本発明の目的は、オイルセパレータが分離した油分の回収作業の回数を抑制することができる圧縮空気供給システム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。
上記課題を解決する圧縮空気供給システムは、圧縮空気を供給するコンプレッサと、前記コンプレッサから送られる圧縮空気中の水分や油分を除去するエアドライヤと、筐体と前記筐体内に設けられた衝突材とを備え、前記エアドライヤから排出された油分を含むパージエアを前記筐体内に導入して前記衝突材に衝突させることによって、導入された前記パージエアから油分を分離して回収するオイルセパレータと、を備え、前記パージエアから分離した油分がエンジンのオイルパンに供給され、前記エンジンの潤滑油として使用され、前記エアドライヤの乾燥剤の再生時に、前記分離した油分が前記オイルパンに供給される。

上記課題を解決する圧縮空気供給システムは、圧縮空気を供給するコンプレッサと、前記コンプレッサから送られる圧縮空気中の水分や油分を除去するエアドライヤと、筐体と前記筐体内に設けられた衝突材とを備え、前記エアドライヤから排出された油分を含むパージエアを前記筐体内に導入して前記衝突材に衝突させることによって、導入された前記パージエアから油分を分離して回収するオイルセパレータと、を備え、前記パージエアから分離した油分がエンジンのオイルパンに供給され、前記エンジンの潤滑油として使用され、前記エンジンが停止しているときに、前記分離した油分が前記オイルパンに供給される。
同構成によれば、オイルセパレータによって分離した油分をエンジンのオイルパンに供給するので、オイルセパレータ内に溜まった油分を減らすことができ、分離した油分の回収作業の回数を抑制することができる。また、エンジンが停止しているとき、オイルセパレータによって分離した油分がオイルパンに供給されるので、エンジンの駆動によるオイル量の変化がない状態で油分を供給することができる。このため、必要以上に供給して許容量の超過を防ぐことができる。

上記課題を解決する圧縮空気供給システムは、圧縮空気を供給するコンプレッサと、前記コンプレッサから送られる圧縮空気中の水分や油分を除去するエアドライヤと、筐体と前記筐体内に設けられた衝突材とを備え、前記エアドライヤから排出された油分を含むパージエアを前記筐体内に導入して前記衝突材に衝突させることによって、導入された前記パージエアから油分を分離して回収するオイルセパレータと、を備え、前記パージエアから分離した油分がエンジンのオイルパンに供給され、前記エンジンの潤滑油として使用され、前記分離した油分が一定量に達した際に、前記分離した油分が前記オイルパンに供給される。
同構成によれば、オイルセパレータによって分離した油分をエンジンのオイルパンに供給するので、オイルセパレータ内に溜まった油分を減らすことができ、分離した油分の回収作業の回数を抑制することができる。また、オイルセパレータによって分離した油分が一定量に達した際に油分がオイルパンに供給されるので、分離した油分を減少させることが必要なときのみオイルパンに油分を供給させることで、効率良く供給を行うことができる。

上記課題を解決する圧縮空気供給システムは、圧縮空気を供給するコンプレッサと、前記コンプレッサから送られる圧縮空気中の水分や油分を除去するエアドライヤと、筐体と前記筐体内に設けられた衝突材とを備え、前記エアドライヤから排出された油分を含むパージエアを前記筐体内に導入して前記衝突材に衝突させることによって、導入された前記パージエアから油分を分離して回収するオイルセパレータと、を備え、前記パージエアから分離した油分がエンジンのオイルパンに供給され、前記エンジンの潤滑油として使用され、前記オイルパンの潤滑油が許容量に達した際に、前記分離した油分の前記オイルパンへの供給を停止する。
同構成によれば、オイルセパレータによって分離した油分をエンジンのオイルパンに供給するので、オイルセパレータ内に溜まった油分を減らすことができ、分離した油分の回収作業の回数を抑制することができる。また、オイルパンの潤滑油が許容量に達した際に、前記分離した油分のオイルパンへの供給を停止するので、供給した分離した油分によってオイルパンから潤滑油が溢れ出すことを防止することができる。

以下、図１〜図３を参照して、圧縮空気供給システムの一実施形態について説明する。
図１に示されるように、トラック、バス、建機等の車両は、コンプレッサ１から送られる圧縮空気を利用してブレーキやサスペンション等のシステムを制御している。このため、エア系統のコンプレッサ１の下流には、圧縮空気中の油水分を除去し、乾燥された空気を提供するためのエアドライヤ２が設けられている。エアドライヤ２内には、乾燥剤が設けられている。エアドライヤ２は、圧縮空気から油水分を除去する除湿作用と、乾燥剤に吸着させた油水分を取り除き外部に放出することによって乾燥剤を再生する再生作用とを行う。

Claims (6)

1. 筐体と前記筐体内に設けられた衝突材とを備え、コンプレッサから送られる圧縮空気中の水分や油分をエアドライヤが除去し、前記エアドライヤから排出された油分を含むパージエアを前記筐体内に導入して前記衝突材に衝突させることによって、導入された前記パージエアから油分を分離して回収するオイルセパレータにおいて、
   前記パージエアから分離した油分がエンジンのオイルパンに供給され、前記エンジンの潤滑油として使用され、
   前記分離した油分を前記オイルパンに供給する空圧ポンプを備え、
   前記空圧ポンプは、前記パージエアを利用して駆動する
   オイルセパレータ。
2. 前記空圧ポンプは、ケースと、前記ケース内を往復する駆動体と、前記駆動体を付勢する付勢ばねと、を備え、前記エアドライヤから前記パージエアが供給されると前記駆動体が移動することで前記分離した油分を送出し、前記パージエアの供給がなくなると前記付勢ばねが前記駆動体を押し戻して前記分離した油分を取り込む
   請求項１に記載のオイルセパレータ。
3. 筐体と前記筐体内に設けられた衝突材とを備え、コンプレッサから送られる圧縮空気中の水分や油分をエアドライヤが除去し、前記エアドライヤから排出された油分を含むパージエアを前記筐体内に導入して前記衝突材に衝突させることによって、導入された前記パージエアから油分を分離して回収するオイルセパレータにおいて、
   前記パージエアから分離した油分がエンジンのオイルパンに供給され、前記エンジンの潤滑油として使用され、
   前記エンジンが停止しているときに、前記分離した油分が前記オイルパンに供給される
   オイルセパレータ。
4. 筐体と前記筐体内に設けられた衝突材とを備え、コンプレッサから送られる圧縮空気中の水分や油分をエアドライヤが除去し、前記エアドライヤから排出された油分を含むパージエアを前記筐体内に導入して前記衝突材に衝突させることによって、導入された前記パージエアから油分を分離して回収するオイルセパレータにおいて、
   前記パージエアから分離した油分がエンジンのオイルパンに供給され、前記エンジンの潤滑油として使用され、
   前記分離した油分が一定量に達した際に、前記分離した油分が前記オイルパンに供給される
   オイルセパレータ。
5. 筐体と前記筐体内に設けられた衝突材とを備え、コンプレッサから送られる圧縮空気中の水分や油分をエアドライヤが除去し、前記エアドライヤから排出された油分を含むパージエアを前記筐体内に導入して前記衝突材に衝突させることによって、導入された前記パージエアから油分を分離して回収するオイルセパレータにおいて、
   前記パージエアから分離した油分がエンジンのオイルパンに供給され、前記エンジンの潤滑油として使用され、
   前記オイルパンの潤滑油が許容量に達した際に、前記分離した油分の前記オイルパンへの供給を停止する
   オイルセパレータ。
6. 前記オイルパンは、前記エンジンの潤滑油の循環経路上に位置し、
   前記分離した油分は前記循環経路を介して前記オイルパンに供給される
   請求項１〜５のいずれか一項に記載のオイルセパレータ。

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