JP2019037983A - 圧縮空気乾燥装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮空気に含まれる油分の除去率を向上することができる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、圧縮空気が流入する入口１５と、圧縮乾燥空気を排出する出口２０とを有する支持ベース１１と、乾燥剤１２が充填されて前記支持ベースに装着される乾燥容器１３と、入口１５から出口２０までの圧縮空気の流路であって、乾燥容器１３よりも入口１５側、及び乾燥容器１３よりも出口２０側に設けられたガラス繊維フィルタ５１，５２と、を備え、ガラス繊維フィルタ５１，５２に具備されるガラス繊維の直径は、０．１μｍ以上１０μｍ以下であって、当該ガラス繊維の繊維間距離は、１μｍ以上１００μｍ以下である。【選択図】図１

Description

本発明は、圧縮機から供給される圧縮空気を乾燥する圧縮空気乾燥装置に関する。

トラック、バス、建機等の車両は、内燃機関（以下、エンジン）と直結した圧縮機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圧縮機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、エア系統の圧縮機の下流には、圧縮空気から水分や油分を除去するための圧縮空気乾燥装置が設けられている（例えば、特許文献１参照）。

上記圧縮空気乾燥装置は、支持ベースと、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ベースに取り付けられる外ケースとを備えている。支持ベースには、圧縮機から供給された圧縮空気が流入する入口と、圧縮乾燥空気を排出する出口とが設けられている。

上記の圧縮空気乾燥装置では、乾燥容器のほかに、圧縮空気に含まれる油分を除去するためのフィルタエレメントが設けられている。フィルタエレメントは、例えば不織布等から構成されている。

特開２０１２−１０６１５５号公報

圧縮乾燥空気には、油分として粒径の異なるオイル粒子が含まれているが、従来のフィルタエレメントでは、粒径が比較的大きいオイル粒子しか捕捉することができず、乾燥剤とフィルタエレメントとを通過した圧縮空気には油分が少なからず残ってしまう。このため、圧縮空気に含まれる油分の除去率の向上が望まれている。

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、圧縮空気に含まれる油分の除去率を向上することができる圧縮空気乾燥装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する圧縮空気乾燥装置は、圧縮空気が流入する入口と、圧縮乾燥空気を排出する出口とを有する支持ベースと、乾燥剤が充填されて前記支持ベースに装着される乾燥容器と、前記入口から前記出口までの前記圧縮空気の流路であって、前記乾燥容器よりも入口側、及び前記乾燥容器よりも前記出口側の少なくとも一方に設けられたガラス繊維フィルタと、を備え、前記ガラス繊維フィルタに具備されるガラス繊維の直径は、０．１μｍ以上１０μｍ以下であって、当該ガラス繊維の繊維間距離は、１μｍ以上１００μｍ以下であることを要旨とする。

上記構成によれば、ガラス繊維フィルタによって、圧縮空気に含まれる粒径（直径）が小さいオイル粒子が捕捉されやすくなる。このため、圧縮空気乾燥装置においては、乾燥剤によって圧縮空気内の水分を除去しつつ、圧縮空気の油分除去率を向上させることができる。

本発明によれば、圧縮空気に含まれるオイルの除去率を向上することができる。

第１の実施形態の圧縮空気乾燥装置の概略構成を示す半断面図。 同圧縮空気乾燥装置に収容された乾燥容器の断面図。 第２の実施形態の圧縮空気乾燥装置の正面図。 同圧縮空気乾燥装置の平面図。 同圧縮空気乾燥装置の断面図。 第３の実施形態の圧縮空気乾燥装置に設けられた乾燥容器の断面図。 変形例の圧縮空気乾燥装置に設けられた乾燥容器の断面図。 変形例の圧縮空気乾燥装置に設けられた乾燥容器の断面図。 変形例の圧縮空気乾燥装置に設けられた乾燥容器の断面図。

（第１の実施形態）
以下、図１及び図２を参照して、圧縮空気乾燥装置の第１の実施形態について説明する。

図１に示されるように、圧縮空気乾燥装置は、支持ベース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を覆いながら支持ベース１１に取り付けられ、開口部が支持ベース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。

支持ベース１１の側面には、圧縮機（図示略）から送られた圧縮空気が流入する入口１５と、圧縮乾燥空気を、圧縮空気乾燥装置に接続されたエアタンク（図示略）に排出する出口２０とが設けられている。入口１５は支持ベース１１の正面側に設けられ、出口２０が支持ベース１１の背面側に設けられている。また、支持ベース１１の内部には、下部が開口した円柱形状の収容部２１が形成されている。収容部２１の上部には、ドレン排出装置２５が設けられている。収容部２１のドレン排出装置２５の下部には、円筒状の排気管１７が取り付けられている。排気管１７の出口であるドレン排出口１９は、大気に開放されている。

ドレン排出装置２５には、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、アンロード動作時に外気へドレンを排出する開放弁を兼ねている。ドレン弁２６は、圧縮空気から水分を除去するロード動作時には閉じている。上記エアタンク内の圧力が所定値に達すると、支持ベース１１に設けられたガバナ２８から、支持ベース１１内の空間である制御室２９に空気が供給されることによって、ピストン２７が下げられてドレン弁２６が開く。ドレン弁２６が開くと、水分やオイルを含むドレンは圧縮空気と共に勢いよく外部へ排出される。

排気管１７には、フィルタ３１が設けられている。フィルタ３１は、クラッシュドアルミであって、ドレン排出に伴う騒音を低減させるサイレンサとして機能する。
支持ベース１１には、ガバナ２８の排気をガバナ排気通路３６に通過させるガバナ排気口通路３７が設けられている。ガバナ排気口通路３７は、収容部２１の内壁と排気管１７の外壁とによって形成される空間であって、複数設けられている。ガバナ排気口通路３７の開口部であるガバナ排気口３８は、大気に開放している。

パージタンク１４は、乾燥容器１３を覆い、支持ベース１１の上端部にボルト２４によって取り付けられる。パージタンク１４の内壁と乾燥容器１３の外壁とによって形成される空間は、除湿した圧縮乾燥空気を溜めるタンク１６として機能する。

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、衝突材としてのオイルセパレートフィルタ４４が設けられている。オイルセパレートフィルタ４４は、例えばクラッシュドアルミなどの空気が通過する多数の孔を有する金属材である。オイルセパレートフィルタ４４は、内部で圧縮空気の流れを細かく変えることにより、圧縮空気の流れにのったオイル粒子を慣性力によりアルミ表面に衝突させて捕捉するものである。

図２に示されるように、下部プレート４５及び上部プレート４６には、複数の貫通孔が形成されている。下部プレート４５の上面には、第１のガラス繊維フィルタ５１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を保持するための第２のガラス繊維フィルタ５２が設けられている。これらのガラス繊維フィルタ５１，５２は、ガラス繊維を略円盤状に形成したものであり、乾燥容器１３の内径とほぼ同じ直径を有している。またガラス繊維フィルタ５１，５２は、乾燥剤１２を保持するとともに、圧縮空気内のオイルを除去する機能を有する。本実施の形態では、これらのガラス繊維フィルタ５１，５２は等しい厚さを有している。

即ち、圧縮空気の速度にもよるが、例えば粒径が１μｍ以上である比較的粒径が大きいオイル粒子は、オイルセパレートフィルタ４４への衝突による捕捉が最も効率がよい。一方、圧縮空気に含有される微小なオイル粒子の個数は、大径のオイル粒子よりも多い。微小なオイル粒子は、圧縮空気中の気体分子と衝突することで、圧縮空気の流れとは関係のない不規則な運動(ブラウン運動）をする。この不規則な運動をするオイル粒子の粒径は１μｍ未満であるが、目の粗いオイルセパレートフィルタ４４ではこの粒径のオイル粒子を捕捉しにくく、ガラス繊維フィルタ５１，５２ではこの粒径のオイル粒子を捕捉しやすい。

粒子径が１μｍ未満のオイル粒子を捕捉するため、ガラス繊維フィルタ５１，５２に具備されるガラス繊維の直径（繊維径）は、０．１μｍ以上１０μｍ以下であって、当該ガラス繊維の繊維間距離は、１μｍ以上１００μｍ以下となっている。繊維径及び繊維間距離を上記範囲にすることによって、粒径１μｍ未満の微小なオイル粒子は、ガラス繊維との衝突、接触付着、ブラウン運動に伴うガラス繊維への付着などによって捕捉されやすくなる。このようにガラス繊維フィルタ５１，５２のオイル粒子の捕捉性能を向上することによって、オイル捕捉量が同じであって繊維径及び繊維間距離が異なる他のガラス繊維フィルタに比べ、ガラス繊維フィルタ５１，５２を薄くすることが可能である。

繊維径は、たとえば、走査型電子顕微鏡や透過型電子顕微鏡による観察から得た画像を基にガラス繊維の直径を目視的に採寸することや、レーザー走査型顕微鏡によって画像解析処理すること等で測定することができるが、ＪＩＳＲ３４２０に準拠する方法などでも測定することができる。また、繊維間距離は、例えば、所定の大きさにカットしたガラス繊維フィルタを走査型電子顕微鏡や透過型電子顕微鏡による観察から得た画像を基に目視的に採寸することや、レーザー走査型顕微鏡によって画像解析処理すること等で測定することができる。

なお、ガラス繊維フィルタ５１，５２は、効率は低下するものの、粒径１μｍ以上のオイル粒子も捕捉することは可能である。また、オイルセパレートフィルタ４４も、効率は低下するものの、粒径１μｍ未満のオイル粒子を捕捉することが可能である。

上部プレート４６と蓋材４１との間には、コイルばね４２が設置されている。コイルばね４２は、蓋材４１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。これにより、ガラス繊維フィルタ５１，５２、乾燥剤１２、オイルセパレートフィルタ４４はコイルばね４２によって付勢された状態となっている。

また蓋材４１には、第１の貫通孔４７と第２の貫通孔４８とが設けられている。第１の貫通孔４７は、乾燥容器１３の内部から外部へ向かう空気の流れのみを許容する逆止弁３９が設けられている。

次に、図１及び図２を参照して、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説明する。
まず図１を参照して、ロード運転時の動作について説明する。上記圧縮機から入口１５を介して流入する圧縮空気は、乾燥容器１３内に入り、オイルセパレートフィルタ４４を通過する。オイルセパレートフィルタ４４では、圧縮空気に含有されるダストのほか、大径のオイル粒子が捕捉されやすい。大径のオイル粒子は、例えば、粒径が１μｍ以上のオイル粒子である。

図２に示されるように、オイルセパレートフィルタ４４を通過した圧縮空気は、乾燥容器１３の底部に形成された孔１３ａ及び下部プレート４５の貫通孔を通過して、第１のガラス繊維フィルタ５１を通過する。第１のガラス繊維フィルタ５１では、小径のオイル粒子が捕捉されやすい。小径のオイル粒子は、例えば、粒径が１μｍ未満のオイル粒子である。こうしてオイル含有率が低下した圧縮空気は、乾燥剤１２の中を通過することで水分が除去される。このとき、乾燥剤１２を通過する前の段階でオイルがオイルセパレートフィルタ４４及びガラス繊維フィルタ５１によって捕捉されているため、乾燥剤１２の目詰まりが抑制される。

乾燥剤１２を通過して乾燥された圧縮乾燥空気は、第２のガラス繊維フィルタ５２を通過するため、圧縮乾燥空気に残留していたオイル粒子が除去される。さらに、圧縮乾燥空気は、上部プレート４６の貫通孔、蓋材４１に形成された第１の貫通孔４７を通過して、パージタンク１４内のタンク１６に一旦溜められる。そして、タンク１６に導入された圧縮乾燥空気は、一部を残して出口２０を通過して外部のエアタンク内に溜められる。エア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。

次にアンロード運転時の動作について説明する。
図１に示されるように、圧縮空気乾燥装置は、上記エアタンクの気圧が上限に達したタイミングで、ガバナ２８の作用によって乾燥剤を再生させるアンロード運転に移行する。ガバナ２８は、上記エアタンク内の圧力が所定値に達すると、ドレン弁２６を駆動する制御室２９に空気を供給して、ピストン２７を移動させることでドレン弁２６を開弁させる。ドレン排出装置２５のドレン弁２６が開弁されると、パージタンク１４内に溜まった圧縮乾燥空気が乾燥容器１３を上方から下方へ向かって流れ、ドレン排出通路１８のドレン排出口１９から圧縮空気とともに油水分が排出される。即ち、タンク１６に溜まっていた圧縮乾燥空気は、蓋材４１の第２の貫通孔４８を介して、上部プレート４６の貫通孔及び第２のガラス繊維フィルタ５２を通り、乾燥容器１３内に流入する。この際、第２のガラス繊維フィルタ５２に捕捉されたオイルの少なくとも一部も除去される。そして圧縮乾燥空気は、乾燥剤１２と接触することで乾燥剤１２を再生させる。乾燥剤１２の中を通過し水分等を含んだ圧縮空気は、第１のガラス繊維フィルタ５１及び下部プレート４５の貫通孔を通過して、オイルセパレートフィルタ４４を通過する。この際、第１のガラス繊維フィルタ５１に捕捉されたオイルの少なくとも一部も除去される。そして、圧縮空気は、ドレン排出装置２５内を通過して、排気管１７のフィルタ３１を通過して外部にドレンとともに排出される。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）前記ガラス繊維フィルタ５１，５２に具備されるガラス繊維の直径は、０．１μｍ以上１０μｍ以下であって、当該ガラス繊維の繊維間距離は、１μｍ以上１００μｍ以下であるため、圧縮空気に含まれる粒径が小さいオイル粒子（例えば１μｍ未満のオイル粒子）が捕捉されやすくなる。このため、圧縮空気乾燥装置においては、乾燥剤１２によって圧縮空気内の水分を除去しつつ、圧縮空気の油分除去率を向上させることができる。

（２）乾燥剤１２に対してロード運転時における上流側及び下流側に第１のガラス繊維フィルタ５１及び第２のガラス繊維フィルタ５２が設けられたので、これらによって圧縮空気内の粒径の小さいオイル粒子を捕捉することができる。このため、乾燥剤１２によって圧縮空気内の水分を除去しつつ、圧縮空気のオイル除去率を向上させることができる。また乾燥剤１２を保持するフィルタを、各ガラス繊維フィルタ５１，５２から構成したため、圧縮空気の流路内にフィルタを配設するスペースを新たに確保せずに、オイル捕捉性能を有するフィルタを設けることができる。

（３）各ガラス繊維フィルタ５１，５２は、オイルセパレートフィルタ４４よりも、ロード運転時における下流側に設けたので、オイルセパレートフィルタ４４によって比較的大径のオイル粒子を予め捕捉することができる。また各ガラス繊維フィルタ５１，５２には、大きな粒径のオイル粒子の多くが除去された圧縮空気が流れるので、ガラス繊維フィルタによって捕捉されたオイルの量が、フィルタの容量を短時間で超えることがない。

（第２の実施形態）
次に、図３〜図５を参照して、圧縮空気乾燥装置の第２の実施形態を、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。なお、本実施の形態にかかる圧縮空気乾燥装置は、乾燥容器を含めたパージタンクを交換可能なカートリッジタイプである点において第１の実施形態と異なっている。また図面において第１の実施の形態と実質的に同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示し、重複する説明は割愛する。

図３に示されるように、圧縮空気乾燥装置は、有底円筒形状の外ケース５５と、外ケース５５を支持する支持ベース５６とを備えている。外ケース５５は、支持ベース５６に対して着脱可能である。

図４に示されるように、支持ベース５６の側部には、図示しない圧縮機から供給された圧縮空気が流入する入口５７と、圧縮乾燥空気を図示しないエアタンクに供給する出口５８とが同方向に指向して設けられている。出口５８には、図示しない逆止弁が設けられている。逆止弁は、ロード運転時には出口５８を開いて、アンロード運転時には出口５８を閉じる。出口５８には、プロテクションバルブ６０を取り付けるためのフランジ５８ａが設けられている。

プロテクションバルブ６０は、図示しない各エアタンク（ブレーキ回路）にそれぞれ対応する複数の圧力保護弁を一体に備え、各エアタンクを含む系を独立させている。このため、プロテクションバルブ６０は、いずれかのエアタンク内の圧縮空気の圧力が低下（欠陥）した場合には、当該エアタンクに対応する圧力保護弁（図示略）を閉じることにより、他の欠陥していないエアタンク（ブレーキ回路）を保護するように機能する。

また図３に示されるように、支持ベース５６には、プレッシャガバナ６２が設けられている。支持ベース５６の底部の中央には、アンロード運転時にドレンを排出するドレン排出口６１が設けられている。

図５に示されるように、支持ベース５６の上側中央には、円筒形状の内側円筒部６５が形成されている。内側円筒部６５の上側外周には、雄螺子６５ａが形成されている。支持ベース５６の上側外縁部には、円筒形状の外側円筒部６６が形成されている。内側円筒部６５と外側円筒部６６との間の空間は、入口５７から流入した圧縮空気を溜める第１タンク６７として機能する。ドレン排出口６１には、ドレン排出口６１を開閉するドレンバルブ装置８０が設けられている。ドレン排出口６１には、排気管６８が露出して取り付けられている。支持ベース５６の中央には、空間７１が形成されている。プレッシャガバナ６２は、連通路６９を介して空間７１に圧縮空気を供給することが可能となっている。

ドレンバルブ装置８０は、ドレン排出口６１を開閉するための弁体８１と、弁体８１を移動させるピストン８２とを備えている。弁体８１は、ピストン８２と一体に移動するとともに、ドレンバルブ装置８０の弁座８３に着座するように設置されている。ピストン８２は、支持ベース５６に形成された空間７１を閉蓋する状態で設置されるとともに、付勢ばね８４によって上方に付勢されている。プレッシャガバナ６２から空間７１に圧縮空気が供給されると、ピストン８２が押し下げられる。ピストン８２とともに弁体８１が押し下げられると、弁体８１が弁座８３から離間してドレン排出口６１が開く。一方、空間７１から空気が排出されると、ピストン８２が付勢ばね８４によって押し上げられる。ピストン８２とともに弁体８１が押し上げられると、弁体８１が弁座８３に着座し、これによってドレン排出口６１が閉じられる。

ドレンバルブ装置８０は、ロード運転時には閉じている。上記エアタンク内の圧力が上昇して最大所定値に達すると、ドレンバルブ装置８０は、プレッシャガバナ６２から空間７１に圧縮空気が供給されることによってドレン排出口６１を開く。その結果、開かれたドレン排出口６１から油水分を含むドレンが外ケース５５内の圧縮空気（パージエア）によって勢いよく外部へ排出される。そして、ドレン排出口６１からの圧縮空気の排出によって外ケース５５内の圧力が低下して最小所定値に達すると、空間７１への圧縮空気の供給が停止されてピストン８２の押し下げがなくなり、付勢ばね８４の付勢力によってドレン排出口６１が閉じられる。

外ケース５５は、支持ベース５６に向かって開口する開口部を有する有底円筒形状の外側ケース８５と、外側ケース８５の開口部を閉蓋するとともに、支持ベース５６に装着される取付板８６と、外側ケース８５に取付板８６を固定する固定部材８７と、を備えている。外側ケース８５の内部には、乾燥剤１２が充填された円筒形状の乾燥容器９０が収納されている。乾燥容器９０は、外側ケース８５の内径にほぼ等しい外径を有する大径部９０ａと、外側ケース８５の内径の半分ほどの外径を有する小径部９０ｂとが連結部９０ｃによって連接されている。

取付板８６の中央には、支持ベース５６の内側円筒部６５の雄螺子６５ａに螺合する雌螺子部８６ａが設けられている。取付板８６の雌螺子部８６ａが内側円筒部６５に螺着されることによって、外ケース５５は支持ベース５６に装着される。取付板８６は、固定部材８７の外縁部が外側ケース８５の開口端に巻回され、固定部材８７の掛止片８７ａが取付板８６の孔８６ｈに掛止されることによって、固定部材８７に固定されている。固定部材８７の下部には、支持ベース５６の上端部と密着して密閉空間を作るシール部材８８が取り付けられている。

乾燥容器９０内に充填された粒状の乾燥剤１２は、第１のガラス繊維フィルタ５１及び第２のガラス繊維フィルタ５２を介して、上部プレート９１と下部プレート９２とに上下方向において挟まれている。外側ケース８５の内部には、付勢ばね９３が設置されている。付勢ばね９３は、上部プレート９１のばね受部９１ａに設置され、上部プレート９１を下部プレート９２へ向けて付勢している。上部プレート９１及び下部プレート９２には、複数の貫通孔９１ｈ、９２ｈが形成されている。また上部プレート９１には、ばね受部９１ａから放射状に延びる溝部が形成されている。またガラス繊維フィルタ５１，５２は、第１実施形態と同じ形状を有する。

また外側ケース８５の内部空間のうち下部プレート９２の下方には、オイル吸着材９５が収容されている。オイル吸着材９５は、略円環状をなし、外側ケース８５の内壁面と乾燥容器９０の連結部９０ｃ及び小径部９０ｂとの間に形成された空間に配置されている。オイル吸着材９５は、耐油性、耐熱性、及び耐湿性を有するスポンジからなる。このオイル吸着材９５は、静電気力によって、小径のオイル粒子の中でも比較的大きめの粒径のもの、及びその粒径のオイル粒子に加え大径のオイル粒子が捕捉されやすい。オイル吸着材９５によって主に捕捉されるオイル粒子の粒径は、ガラス繊維フィルタ５１，５２によって主に捕捉されるオイル粒子に比べ大きい。オイル吸着材９５によって捕捉されやすいオイル粒子の粒径は、例えば３００ｎｍ以上のオイル粒子である。一方、ガラス繊維フィルタ５１，５２では、例えば３００ｎｍ未満のオイル粒子の捕捉効率も高い。

次に図５を参照して、圧縮空気乾燥装置の動作について説明する。
ロード運転は、外ケース５５内の圧力が最小所定値となった際に開始して、上記エアタンク内の圧力が最大所定値となった際に終了する。ロード運転時には、入口５７（図３参照）と出口５８（図４参照）とが開かれるとともに、ドレン排出口６１が閉じられる。また、アンロード運転は、上記エアタンク内の圧力が最大所定値となった際に開始して、外ケース５５内の圧力が最小所定値となった際に終了する。アンロード運転時には、入口５７と出口５８とが閉じられるとともに、ドレン排出口６１が開かれる。

ロード運転時は、圧縮機（図示せず）から入口５７を介して流入した圧縮空気は、第１タンク６７内に導入される。この圧縮空気は、取付板８６に形成された孔８６ｈから、オイル吸着材９５に流入する。圧縮空気に含まれるオイル粒子は、オイル粒子及びオイル吸着材９５との間に発生する静電気力によって、オイル吸着材９５に捕捉される。

オイル吸着材９５を通過した圧縮空気は、外ケース５５と大径部９０ａとの間の隙間を経由し、上部プレート９１の貫通孔９１ｈを通じて、第１のガラス繊維フィルタ５１に流入する。このガラス繊維フィルタ５１では、オイル吸着材９５によって捕捉されたオイル粒子よりも、さらに粒径が小さいオイル粒子が捕捉される。この際、オイル吸着材９５によって大径のオイル粒子（例えば３００ｎｍ以上の粒径）の多くが予め除去されているため、ガラス繊維フィルタ５１では、それよりも小径のオイル粒子の除去率が高められる。オイル粒子の多くが取り除かれた圧縮空気は、乾燥剤１２に送られる。圧縮空気は乾燥剤１２と接触することにより水分が除去されて、乾燥容器９０の小径部９０ｂに送られるとともに、出口５８から排出される。

次にアンロード運転について説明する。アンロード運転時には、第１の実施形態と同様に、入口５７及び出口５８が閉じられ、ドレン排出口６１が開かれる。ドレン排出口６１が開かれると、外側ケース８５内の圧縮乾燥空気によって、油水分を含むドレンが勢いよく外部へ放出される。

即ち外側ケース８５に溜まっていた圧縮乾燥空気は、下部プレート９２の貫通孔９２ｈを介して第２のガラス繊維フィルタ５２を通り、乾燥剤１２に送られる。圧縮乾燥空気は、乾燥剤１２と接触することで乾燥剤１２を再生させる。乾燥剤１２を通過した圧縮空気は、第１のガラス繊維フィルタ５１及び上部プレート９１の貫通孔９１ｈを通過し、外ケース５５と大径部９０ａとの間の隙間を経由して、オイル吸着材９５を通過する。このとき、乾燥剤１２の水分だけでなく、第２のガラス繊維フィルタ５２、第１のガラス繊維フィルタ５１、及びオイル吸着材９５により捕捉されたオイルの一部も除去される。

オイル吸着材９５を通過した圧縮空気は、第１タンク６７内を介して、ドレンバルブ装置８０内を通過し、排気管６８を通過して外部にドレンとともに排出される。
ドレン排出口６１から圧縮空気とドレンとが排出され、外ケース５５内の圧力が大気圧に近くなると、圧縮空気とドレンとの排出が止まる。外ケース５５内の圧力が最小所定圧力に達すると、プレッシャガバナ６２からの圧縮空気の供給が停止されることで空間７１から空気が排出され、ドレンバルブ装置８０は、付勢ばね８４の付勢力によってドレン排出口６１を閉じる。そして圧縮空気乾燥装置は、アンロード運転からロード運転に移行する。

以上説明したように、本実施形態によれば、上記（１）及び（２）の効果が得られるとともに、さらに以下の効果が得られるようになる。
（４）各ガラス繊維フィルタ５１，５２は、オイル吸着材９５よりもロード運転時の下流側に設けたので、オイル吸着材９５で発生する静電気力によって比較的大径のオイル粒子を予め捕捉することができる。また各ガラス繊維フィルタ５１，５２には、大きな粒径のオイル粒子の多くが除去された圧縮空気が流れるので、ガラス繊維フィルタ５１，５２によって捕捉されたオイルの量が、その容量を短時間で超えることがない。

（第３の実施形態）
次に、図６を参照して、圧縮空気乾燥装置の第３の実施形態を、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。なお、本実施の形態にかかる圧縮空気乾燥装置は、ガラス繊維フィルタの構成において第１の実施形態と異なっている。また図面において第１の実施の形態と実質的に同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示し、重複する説明は割愛する。

図６に示されるように、本実施の形態における第１のガラス繊維フィルタ５１は、第２のガラス繊維フィルタ５２と同じ材料からなるが、第２のガラス繊維フィルタ５２よりも薄い。本実施の形態では、第１のガラス繊維フィルタ５１は１枚のフィルタからなり、第２のガラス繊維フィルタ５２は、第１のガラス繊維フィルタ５１と同じフィルタを２枚、又は３枚重ねることによって構成されている。このため、第１のガラス繊維フィルタ５１は、水分を吸収しても、その水分を排出しやすい。

アンロード運転時には、第２のガラス繊維フィルタ５２は、乾燥剤１２から排出された水分に曝されない。一方、第１のガラス繊維フィルタ５１は、乾燥剤１２から排出された水分に曝されるが、薄いために水分を排出しやすい。このため、オイル除去性能が低下しにくい。従って、ロード運転を再開した後も、第１のガラス繊維フィルタ５１によってオイルを捕捉することが可能である。

以上説明したように、本実施形態によれば、上記（１）〜（３）の効果が得られるとともに、さらに以下の効果が得られるようになる。
（５）アンロード運転時に圧縮空気とともに乾燥剤から排出された水は、ロード運転時における上流側のガラス繊維フィルタ５１を通過する際に、当該ガラス繊維フィルタ５１に吸収される。上記構成によれば、ロード運転時における上流側のガラス繊維フィルタ５１の厚さは、下流側の第２のガラス繊維フィルタ５２の厚さに比べ薄く、水分が排出されやすい。このため、アンロード運転が繰り返されることによる、ガラス繊維フィルタ５１のオイル捕捉性能の低下を抑制することができる。

（他の実施の形態）
なお、上記各実施の形態は、以下のような形態をもって実施することもできる。
・図７に示すように、第２の実施形態におけるカートリッジタイプの外ケース５５を有する圧縮空気乾燥装置において、その内部に設けられるガラス繊維フィルタ５１，５２の厚さを異ならせてもよい。この場合も、第３の実施形態と同様に、ロード運転時に上流側となる第１のガラス繊維フィルタ５１の厚さを、第２のガラス繊維フィルタ５２の厚さに比べ薄くする。この場合にも、第１のガラス繊維フィルタ５１の水分の排出性を高めることで、アンロード運転時に乾燥剤１２から排出された水に曝されても、吸収した水を排出しやすくすることができる。

・図８に示すように、第２の実施形態におけるオイル吸着材９５は、帯電性スポンジの替りに、邪魔板１００を設けるようにしてもよい。この邪魔板１００に圧縮空気を当てることによって、圧縮空気に含まれるオイル粒子を邪魔板１００に衝突させて捕捉することができる。

・図９に示すように、各ガラス繊維フィルタ５１，５２のうち、乾燥剤１２に対してロード運転時に上流側に配置される第１のガラス繊維フィルタ５１を、ガラス繊維フィルタよりも水分の排出性が高い他のフィルタ１０１に変えてもよい。例えば、合成樹脂繊維からなるフィルタ等を用いてもよい。

・第１のガラス繊維フィルタ５１のロード運転時の上流側の面及び下流側の面、第２のガラス繊維フィルタ５２のロード運転時の上流側の面及び下流側の面のうち、少なくとも一つの面に、空気を通過させつつガラス繊維の飛散を抑制する基布を設けるようにしてもよい。基布は、例えば不織布など、繊維屑が出にくい材料からなる。例えば、第１のガラス繊維フィルタ５１の上流側の面に基布を設けると、コンプレッサ側の通路へガラス繊維が混入することを抑制することができる。また、第１のガラス繊維フィルタ５１の下流側の面に基布を設けると、乾燥剤１２にガラス繊維が混入することを抑制することができる。第２のガラス繊維フィルタ５２の上流側の面に基布を設けると、アンロード運転時などに乾燥剤１２にガラス繊維が混入することを抑制することができる。また、第２のガラス繊維フィルタ５２の下流側の面に基布を設けると、エアドライヤの下流に設けられた外部のエアタンク側の通路にガラス繊維が混入することを抑制することができる。

・上記各実施形態では、第１のガラス繊維フィルタ５１と第２のガラス繊維フィルタ５２とを同じ材料から構成したが、第１のガラス繊維フィルタ５１の繊維径、空孔径、及び奥行方向密度を、第２のガラス繊維フィルタ５２と異ならせてもよい。例えば、繊維径及び空孔径を大きくすれば、水の排出性が高められる。

・第３の実施形態では、第１のガラス繊維フィルタを単層とし、第２のガラス繊維フィルタ５２は、１層のガラス繊維フィルタを２枚又は３枚重ねたものとしたが、第２のガラス繊維フィルタ５２の積層枚数は複数であればよい。また第１のガラス繊維フィルタ５１を、単層のフィルタを複数枚重ねたものとし、第２のガラス繊維フィルタ５２の積層枚数を、第１のガラス繊維フィルタ５１の積層枚数よりも多い枚数にしてもよい。

・第１のガラス繊維フィルタ５１及び第２のガラス繊維フィルタ５２の少なくとも一方に、例えばスポンジや不織布等、ガラス繊維以外の材料からなるフィルタを積層して、乾燥剤１２の上流側及び下流側に設けられるフィルタを積層構造にしてもよい。

・ガラス繊維フィルタ５１，５２は、円盤状に形成したが、圧縮空気の流路の途中に設けられ、圧縮空気が通過できる形状であれば、その他の形状でもよい。例えば、その中央部と外縁部とで厚さを変更した形状としてもよい。

・ガラス繊維フィルタ５１，５２は、ガラス繊維を成型したものとしたが、例えば、機材にガラス繊維を担持させたもの、又は、他の材料とガラス繊維とを混合したもの等、ガラス繊維とそれ以外の材料とからなるフィルタであってもよい。

・ガラス繊維フィルタ５１，５２は、圧縮空気乾燥装置の入口から出口までの圧縮空気の流路であって、乾燥容器よりも入口側、及び乾燥容器よりも出口側のいずれか一方に設けられていてもよい。

・圧縮乾燥装置の構成は、圧縮空気の流路内において、乾燥剤の上流側及び下流側にガラス繊維フィルタが搭載可能なものであれば、上記各実施形態以外の構成であってもよい。

１５，５７…入口、２０，５８…出口、２５…ドレン排出装置、１９，６１…ドレン排出口、１１，５６…支持ベース、１２…乾燥剤、１３，９０…乾燥容器、４４…衝突材としてのオイルセパレートフィルタ、５１，５２…ガラス繊維フィルタ、９５…オイル吸着材、１００…衝突材としての邪魔板、１０１…フィルタ。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する圧縮空気乾燥装置は、圧縮機からの圧縮空気が流入する入口と、圧縮乾燥空気を排出する出口とを有する支持ベースと、乾燥剤が充填されて前記支持ベースに装着される乾燥容器と、前記入口から前記出口までの前記圧縮空気の流路であって、前記乾燥剤よりも前記入口側、及び前記乾燥剤よりも前記出口側の少なくとも一方に設けられ、粒径が１μｍ未満のオイル粒子を中心に捕捉するガラス繊維フィルタと、前記流路のうち前記ガラス繊維フィルタよりも前記入口側に設けられ、前記ガラス繊維フィルタよりも大径のオイル粒子を中心に捕捉するオイル捕捉部と、アンロード運転時に油分及び水分を含むドレンを排出する排出口とを備え、ロード運転時には、前記圧縮空気が前記オイル捕捉部から前記ガラス繊維フィルタへ向かう方向に流れ、前記乾燥剤によって前記圧縮空
気に含まれる水分を捕捉するとともに、前記オイル捕捉部で大径のオイル粒子を捕捉した後に前記ガラス繊維フィルタで小径のオイル粒子を捕捉し、アンロード運転時には、前記圧縮乾燥空気が前記ガラス繊維フィルタから前記オイル捕捉部へ向かう方向に流れ、前記ガラス繊維フィルタによって捕捉された油分を除去した後に前記オイル捕捉部で捕捉された油分を除去し、当該油分を、前記乾燥剤によって捕捉された水分とともに前記排出口から排出する。

Claims (5)

1. 圧縮空気が流入する入口と、圧縮乾燥空気を排出する出口とを有する支持ベースと、
   乾燥剤が充填されて前記支持ベースに装着される乾燥容器と、
   前記入口から前記出口までの前記圧縮空気の流路であって、前記乾燥剤よりも入口側、及び前記乾燥剤よりも前記出口側の少なくとも一方に設けられ、粒径が１μｍ未満のオイル粒子を中心に捕捉するガラス繊維フィルタと、
   前記流路のうち前記ガラス繊維フィルタよりも前記入口側に設けられ、前記ガラス繊維フィルタよりも大径のオイル粒子を中心に捕捉するオイル捕捉部と、を備え、
   前記ガラス繊維フィルタに具備されるガラス繊維の直径は、０．１μｍ以上１０μｍ以下であって、当該ガラス繊維の繊維間距離は、１μｍ以上１００μｍ以下である
   圧縮空気乾燥装置。
2. 前記ガラス繊維フィルタと前記乾燥剤との間に基布を備える
   請求項１に記載の圧縮空気乾燥装置。
3. 前記ガラス繊維フィルタの前記乾燥剤側の面に対して反対側の面に接する基布を備える
   請求項１に記載の圧縮空気乾燥装置。
4. 前記ガラス繊維フィルタは、前記乾燥剤よりも入口側及び前記乾燥剤よりも出口側に設けられ、
   前記入口側の前記ガラス繊維フィルタの厚みは、前記出口側の前記ガラス繊維フィルタの厚みよりも薄い
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧縮空気乾燥装置。
5. 前記ガラス繊維フィルタは、ガラス繊維層とガラス繊維以外の材料からなる層とを積層した積層構造である
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧縮空気乾燥装置。