JP2021090902A - オイルセパレータ及び油水排出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】油水の排出を迅速に行うこと。【解決手段】オイルセパレータ１０は、ドレン液を貯留すると共に、ドレン液を排出するための排出口１ａと、空気の導入に係る開口１ｂ，開口１ｃとが形成されたキャッチタンク１と、排出口１ａに接続されたホース５と、ホース５に設けられ、排出口１ａからのドレン液がホース５を介して排出される排出状態と排出されない排出停止状態とを切り替え可能に構成されたドレンコック４と、空気に衝突することによって空気に含まれるドレン液を分離するサブフィルタ３が開口１ｂを塞ぐように設けられ、開口１ｂ及びサブフィルタ３を介してキャッチタンク１の内部に空気を導入可能に構成された第１空気導入部８と、開口１ｃを開閉可能なバルブ６を有し、開口１ｃが開状態とされることにより、開口１ｃからキャッチタンク１の内部に空気を導入可能に構成された第２空気導入部９とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、オイルセパレータ及び油水排出方法に関する。

トラック等の車両は、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、ブレーキ等のシステムを制御している。このような圧縮空気には、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。水分及び油分が含まれた圧縮空気が各システム内に入ると、錆の発生及びＯリング等のゴム部材の膨張を招き、作動不良の原因となる。このため、コンプレッサの下流には、圧縮空気中の水分及び油分を除去するためのエアドライヤが設けられる。

エアドライヤは、水分を除去する乾燥剤及び油分を捕捉するフィルタを備えている。エアドライヤから排出される空気には水分及び油分が含まれているため、エアドライヤのドレン排出口にはオイルセパレータ（例えば特許文献１参照）が設けられる。オイルセパレータにおいては、空気がフィルタに衝突することにより、空気に含まれる水分及び油分が分離される。分離された油水はオイルセパレータのキャッチタンク内に回収され、油分を除去した清浄空気は外部に放出される。

特開２０１６−２１５１３０号公報

オイルセパレータのキャッチタンクには、フィルタによって空気から分離された油水を排出するためのドレン排出口が形成されている。そして、ドレン排出口には、ドレンコックが設けられたホースが接続されている。このような構成によれば、ドレンコックを開くことにより、ドレン排出口からホースに油水が流れ込み、油水が排出される。ここで、ドレンコックを開いた状態においては、キャッチタンク内部が一時的に負圧になる。このことで、ホースに油水が流れ込みにくくなり、ホースを介した油水の排出を迅速に行うことができない場合がある。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、油水の排出を迅速に行うことができるオイルセパレータ及び油水排出方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るオイルセパレータは、油水を貯留すると共に、油水を排出するための排出口と、空気の導入に係る第１の開口及び第２の開口とが形成されたキャッチタンクと、排出口に接続されたホースと、ホースに設けられ、排出口からの油水がホースを介して排出される排出状態と排出されない排出停止状態とを切り替え可能に構成されたドレンコックと、空気に衝突することによって空気に含まれる油水を分離するフィルタ部が第１の開口を塞ぐように設けられ、第１の開口及びフィルタ部を介してキャッチタンクの内部に空気を導入可能に構成された第１空気導入部と、第２の開口を開閉可能なバルブを有し、第２の開口が開状態とされることにより、第２の開口からキャッチタンクの内部に空気を導入可能に構成された第２空気導入部と、を備える。

本発明の一態様に係るオイルセパレータでは、キャッチタンクの排出口に接続されたホースにドレンコックが設けられており、また、キャッチタンクの内部に空気を導入可能な構成として、第１空気導入部及び第２空気導入部が備わっている。ここで、ドレンコックによって排出口からの油水がホースを介して排出される排出状態とされた場合（ドレンコックが開いた状態とされた場合）には、キャッチタンクの内部が一時的に負圧になる。この状態においては、ホースに油水が流れ込みにくくなる。キャッチタンクの内部が大気圧とされることによって負圧が解消されるものの、例えば、油水を分離するフィルタ部が第１の開口を塞ぐように設けられている第１空気導入部のみからキャッチタンクの内部に空気を導入する場合においては、空気の導入量が小さいため、負圧が解消されるまでに時間を要してしまう。このことで、ホースを介した油水の排出を迅速に行うことができないことが考えられる。この点、本発明の一態様に係るオイルセパレータでは、第１空気導入部に加えて、第２空気導入部が備わっている。第２空気導入部では、第２の開口が開状態となるようにバルブが設定されることにより、フィルタ部等に第２の開口が塞がれることなく、効率的に、第２の開口からキャッチタンクの内部に空気が導入される。このように、本発明の一態様に係るオイルセパレータでは、第２空気導入部が備わっていることによって、油水の排出時において迅速にキャッチタンクの内部が大気圧とされ、油水の排出を迅速に行うことができる。

第２空気導入部による第２の開口からの空気導入量は、第１空気導入部による第１の開口及びフィルタ部を介した空気導入量よりも多くてもよい。このように、第２空気導入部からの空気導入量を多くすることによって、油水の排出時において迅速にキャッチタンクの内部が大気圧とされ、油水の排出を迅速に行うことができる。

第２空気導入部の前記バルブは、ドレンコックが、排出状態となるように操作されることに連動して、第２の開口を開状態としてもよい。これにより、ドレンコックの操作に合わせて第２の開口を円滑且つ容易に開放することができる。

本発明の一態様に係る油水排出方法は、上述したオイルセパレータを利用した油水排出方法であって、ドレンコックを操作することによって、排出状態とし、ホースを介した油水の排出を開始する第１工程と、第１工程に合わせて、バルブによって第２の開口が開状態とされ、第２空気導入部によるキャッチタンクの内部への空気の導入を開始する第２工程と、を含む。このように、油水の排出が開始されることに合わせて第２空気導入部によるキャッチタンク内部への空気の導入が開始されることにより、油水の排出時において迅速にキャッチタンクの内部が大気圧とされ、油水の排出を迅速に行うことができる。

第２工程では、第１工程においてドレンコックが操作されて排出状態とされたことによるキャッチタンクの内部の想定負圧レベルが所定レベル以上である場合に、第２空気導入部によるキャッチタンクの内部への空気の導入を開始してもよい。これにより、キャッチタンクの内部の負圧レベルが高いと思われる場合に限定して、第２空気導入部による空気の導入が開始されることとなる。このことで、油水排出処理に関して必要十分な処理を行うことができる。

本発明によれば、油水の排出を迅速に行うことができる。

本実施形態に係るオイルセパレータの模式図である。 油水排出処理を示すフローチャートである。 比較例に係るオイルセパレータの模式図である。

以下、実施形態に係るオイルセパレータ及びドレン液（油水）排出方法について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

［オイルセパレータ］
図１は、本実施形態に係るオイルセパレータ１０の模式図である。オイルセパレータ１０は、例えばトラック等の車両に設けられるエアドライヤのドレン排出口に設けられている。トラック等の車両は、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、ブレーキ等のシステムを制御している。このような圧縮空気には、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。水分及び油分が含まれた圧縮空気が各システム内に入ると、錆の発生及びＯリング等のゴム部材の膨張を招き、作動不良の原因となる。このため、コンプレッサの下流には、圧縮空気中の水分及び油分を除去するためのエアドライヤが設けられる。エアドライヤは、水分を除去する乾燥剤及び油分を捕捉するフィルタを備えている。エアドライヤから排出される空気には水分及び油分が含まれているため、上述したように、エアドライヤのドレン排出口にオイルセパレータ１０が設けられている。

オイルセパレータ１０は、図１に示されるように、キャッチタンク１と、メインフィルタ２と、サブフィルタ３（フィルタ部）と、ドレンコック４と、ホース５と、バルブ６と、接続部７と、を備えている。オイルセパレータ１０は、接続部７を介してエアドライヤのドレン排出口に接続されている。接続部７は、例えば接続用のホース等である。図１において、一点鎖線の矢印は、エアドライヤ作動時の空気の流れ（通常の空気の流れ）を示している。エアドライヤ作動時の空気は、エアドライヤのドレン排出口から接続部７を通ってキャッチタンク１の内部に流入する。流入した空気は、油分及び水分を含んだ空気（パージエア）である。パージエアは、メインフィルタ２及びサブフィルタ３を経て、油分及び水分を含む液体であるドレン液（油水）と清浄空気とに気液分離される。オイルセパレータ１０は、分離した清浄空気をキャッチタンク１の開口１ｂ（第１の開口）からキャッチタンク１の外部に排出する。また、オイルセパレータ１０は、分離したドレン液（油水）を、キャッチタンク１内に貯留する。

キャッチタンク１は、ドレン液（油水）を貯留すると共に、ドレン液を排出するための排出口１ａと、空気の導入（流入）に係る開口１ｂ（第１の開口）及び開口１ｃ（第２の開口）とが形成されたタンクである。キャッチタンク１は、例えば円筒状に形成されている。キャッチタンク１は、下端に底部１ｘを有している。底部１ｘは、例えば丸底である。底部１ｘには排出口１ａが形成されている。キャッチタンク１の内側には、ドレン液（油水）を貯留する空間である貯留部１ｙが設けられている。貯留されたドレン液は、底部１ｘに形成された排出口１ａから外部に排出される。開口１ｂにはサブフィルタ３が設けられている。開口１ｃにはバルブ６が設けられている。

メインフィルタ２は、空気が通過する多数の細孔を有し、空気に衝突することによって空気に含まれるドレン液（油水）を空気から分離するフィルタである。メインフィルタ２は、例えば多数の気泡を有するスポンジ（ウレタンフォーム等）、金属の線材や金属箔等の金属材を成形したものであって多数の細孔を有するもの（クラッシュドアルミ等）、又はガラス繊維等から構成されていてもよい。メインフィルタ２は、キャッチタンク１の内部の領域であって貯留部１ｙの上方の領域に設けられている。

サブフィルタ３は、開口１ｂを塞ぐように設けられている。サブフィルタ３は、空気が通過する多数の細孔を有し、空気に衝突することによって空気に含まれるドレン液（油水）を空気から分離するフィルタである。サブフィルタ３は、例えば多数の気泡を有するスポンジ（ウレタンフォーム等）、金属の線材や金属箔等の金属材を成形したものであって多数の細孔を有するもの（クラッシュドアルミ等）等から構成されていてもよい。サブフィルタ３は、メインフィルタ２と同じ材料で構成されていてもよいし、異なる材料で構成されていてもよい。メインフィルタ２に加えて、空気の排出口である開口１ｂを塞ぐようにサブフィルタ３が設けられることにより、メインフィルタ２によって十分に気液分離ができなかった場合であってもサブフィルタ３で適切に気液分離を行うことができ、パージエアに対する気液分離の精度を向上させることができる。

ホース５は、キャッチタンク１の排出口１ａに接続されている。ドレンコック４は、ホース５に設けられている。詳細には、ドレンコック４は、ホース５における排出口１ａに接続された側と反対の側の端部に設けられている。ドレンコック４は、開閉操作が行われることにより、排出口１ａからのドレン液がホース５を介して排出される排出状態と、排出されない排出停止状態とを切り替え可能に構成されている。

バルブ６は、例えばブリーザーバルブである。ブリーザーバルブとしては、例えばエアタンクに取り付けられるドレンバルブが用いられる。バルブ６は、開口１ｃに設けられている。バルブ６は、開口１ｃを開閉可能に構成されている。バルブ６によって開口１ｃが開状態とされている場合には、開口１ｃを介してキャッチタンク１に空気が導入される。バルブ６によって開口１ｃが閉状態とされている場合には、開口１ｃからはキャッチタンク１に空気が導入されない。バルブ６は、ドレンコック４が排出状態（排出口１ａからのドレン液がホース５を介して排出される状態）となるように操作されることに連動して、自動的に開口１ｃを開状態としてもよい。この場合、バルブ６は、例えばワイヤを介してドレンコック４に接続されることにより、ドレンコック４の操作に連動して自動的に開口１ｃを開状態としてもよい。また、バルブ６は、例えばコントローラ（不図示）から制御されることにより、ドレンコック４の操作に連動して自動的に開口１ｃを開状態としてもよい。

ここで、ドレンコック４を開いて、排出状態とされた場合においては、キャッチタンク１の内部の貯留部１ｙが一時的に負圧となる。このことにより、ホース５にドレン液が流れ込みにくくなり、ホース５を介したドレン液の排出を迅速に行うことができない場合がある。この場合、貯留部１ｙが大気圧とされることにより負圧が解消される。貯留部１ｙを大気圧とすべく、キャッチタンク１の内部に空気を導入する構成として、本実施形態のオイルセパレータ１０は、第１空気導入部８と、第２空気導入部９とを備える。

第１空気導入部８は、サブフィルタ３が開口１ｂを塞ぐように設けられ、開口１ｂ及びサブフィルタ３を介してキャッチタンク１の内部に空気を導入可能に構成された部分である。第１空気導入部８によって導入される空気の流れは、図１の太い矢印で示される。第２空気導入部９は、開口１ｃを開閉可能なバルブ６を有し、開口１ｃが開状態とされることにより、開口１ｃからキャッチタンク１の内部に空気を導入可能に構成された部分である。第１空気導入部８では、開口１ｂ及びサブフィルタ３を介してキャッチタンク１の内部に空気が導入されるのに対して、第２空気導入部９では、開口１ｃからキャッチタンク１の内部に空気が導入される。第２空気導入部９による開口１ｃからの空気導入量は、サブフィルタ３を介さない分、当然に、第１空気導入部８による開口１ｂ及びサブフィルタ３を介した空気導入量よりも多い。

［ドレン液排出処理］
次に、上述したオイルセパレータ１０を利用したドレン液（油水）排出処理（排出方法）について、図２を参照して説明する。図２は、ドレン液排出処理を示すフローチャートである。なお、図２の処理が開始される前提として、キャッチタンク１にはドレン液が貯留されているとする。

図２に示されるように、最初に、ドレンコック４を操作することによって、排出状態とし、ホース５を介したドレン液（油水）の排出を開始する（ステップＳ１：第１工程）。つづいて、ステップＳ１においてドレンコック４が操作されて排出状態とされたことによるキャッチタンク１の内部の想定負圧レベルが所定レベル以上であるか否かを判定する（ステップＳ２）。想定負圧レベルは、例えばサブフィルタ３の目詰まり状態（使用期間等から特定される目詰まり状態）に基づいて特定される負圧の度合いである。使用期間が長くサブフィルタ３の目詰まりが悪化しているほど、第１空気導入部８による空気導入量は小さくなり負圧の解消が遅れるため、想定負圧レベルが高いと推定される。

ステップＳ２において想定負圧レベルが所定レベル以上であると判定された場合には、バルブ６によって開口１ｃが開状態とされ、第２空気導入部９によるキャッチタンク１の内部への空気の導入を開始する（ステップＳ３：第２工程）。一方で、ステップＳ２において想定負圧レベルが所定レベル以上でないと判定された場合には、ステップＳ３の処理が行われない。

そして、例えば所定の時間間隔で、ドレン液の排出が完了しているかを判定し（ステップＳ４）、完了するまでは排出処理が継続して行われ、完了するとドレン液排出処理が終了する。

［作用効果］
次に、本実施形態に係るオイルセパレータ１０及びドレン液（油水）排出方法の作用効果について説明する。

図３は、比較例に係るオイルセパレータ１００の模式図である。オイルセパレータ１００は、第２空気導入部９を備えていない点において、オイルセパレータ１０と構成上異なっている。図３に示される比較例に係るオイルセパレータ１００において、ドレンコック４によって排出口１ａからのドレン液がホース５を介して排出される排出状態とされた場合（ドレンコック４が開いた状態とされた場合）には、キャッチタンク１の内部が一時的に負圧になる。この状態においては、ホース５に油水が流れ込みにくくなる。キャッチタンク１の内部が大気圧とされることによって負圧が解消されるものの、ドレン液を分離するサブフィルタ３が開口１ｂを塞ぐように設けられている第１空気導入部８のみからキャッチタンク１の内部に空気を導入する本構成においては、空気の導入量が小さいため、負圧が解消されるまでに時間を要してしまう。このことで、ホース５を介したドレン液の排出を迅速に行うことができないことが考えられる。

これに対して、本実施形態に係るオイルセパレータ１０は、図１に示されるように、ドレン液を貯留すると共に、ドレン液を排出するための排出口１ａと、空気の導入に係る開口１ｂ，開口１ｃとが形成されたキャッチタンク１と、排出口１ａに接続されたホース５と、ホース５に設けられ、排出口１ａからのドレン液がホース５を介して排出される排出状態と排出されない排出停止状態とを切り替え可能に構成されたドレンコック４と、空気に衝突することによって空気に含まれるドレン液を分離するサブフィルタ３が開口１ｂを塞ぐように設けられ、開口１ｂ及びサブフィルタ３を介してキャッチタンク１の内部に空気を導入可能に構成された第１空気導入部８と、開口１ｃを開閉可能なバルブ６を有し、開口１ｃが開状態とされることにより、開口１ｃからキャッチタンク１の内部に空気を導入可能に構成された第２空気導入部９と、を備える。

本実施形態に係るオイルセパレータ１０では、第１空気導入部８に加えて、第２空気導入部９が備わっている。第２空気導入部９では、開口１ｃが開状態となるようにバルブ６が設定されることにより、サブフィルタ３等に開口１ｃが塞がれることなく、効率的に、開口１ｃからキャッチタンク１の内部に空気が導入される。このように、本実施形態に係るオイルセパレータ１０では、第２空気導入部９が備わっていることによって、ドレン液の排出時において迅速にキャッチタンク１の内部が大気圧とされ、ドレン液の排出を迅速に行うことができる。

第２空気導入部９による開口１ｃからの空気導入量は、第１空気導入部８による開口１ｂ及びサブフィルタ３を介した空気導入量よりも多くてもよい。このように、第２空気導入部９からの空気導入量を多くすることによって、ドレン液の排出時において迅速にキャッチタンク１の内部が大気圧とされ、ドレン液の排出を迅速に行うことができる。

第２空気導入部９のバルブ６は、ドレンコック４が、排出状態となるように操作されることに連動して、開口１ｃを開状態としてもよい。これにより、ドレンコック４の操作に合わせて開口１ｃを円滑且つ容易に開放することができる。

本実施形態に係るドレン液排出方法は、上述したオイルセパレータ１０を利用したドレン液排出方法であって、ドレンコック４を操作することによって、排出状態とし、ホース５を介したドレン液の排出を開始する第１工程と、第１工程に合わせて、バルブ６によって開口１ｃが開状態とされ、第２空気導入部９によるキャッチタンク１の内部への空気の導入を開始する第２工程と、を含む。このように、ドレン液の排出が開始されることに合わせて第２空気導入部９によるキャッチタンク１内部への空気の導入が開始されることにより、ドレン液の排出時において迅速にキャッチタンク１の内部が大気圧とされ、ドレン液の排出を迅速に行うことができる。

第２工程では、第１工程においてドレンコック４が操作されて排出状態とされたことによるキャッチタンク１の内部の想定負圧レベルが所定レベル以上である場合に、第２空気導入部９によるキャッチタンク１の内部への空気の導入を開始してもよい。これにより、キャッチタンク１の内部の負圧レベルが高いと思われる場合に限定して、第２空気導入部９による空気の導入が開始されることとなる。このことで、ドレン液排出処理に関して、必要十分な処理を行うことができる。

１…キャッチタンク、１ａ…排出口、１ｂ…開口（第１の開口）、１ｃ…開口（第２の開口）、３…サブフィルタ、４…ドレンコック、５…ホース、６…バルブ、８…第１空気導入部、９…第２空気導入部、１０…オイルセパレータ。

Claims (5)

1. 油水を貯留すると共に、前記油水を排出するための排出口と、空気の導入に係る第１の開口及び第２の開口とが形成されたキャッチタンクと、
   前記排出口に接続されたホースと、
   前記ホースに設けられ、前記排出口からの前記油水が前記ホースを介して排出される排出状態と排出されない排出停止状態とを切り替え可能に構成されたドレンコックと、
   空気に衝突することによって空気に含まれる油水を分離するフィルタ部が前記第１の開口を塞ぐように設けられ、前記第１の開口及び前記フィルタ部を介して前記キャッチタンクの内部に空気を導入可能に構成された第１空気導入部と、
   前記第２の開口を開閉可能なバルブを有し、前記第２の開口が開状態とされることにより、前記第２の開口から前記キャッチタンクの内部に空気を導入可能に構成された第２空気導入部と、を備えるオイルセパレータ。
2. 前記第２空気導入部による前記第２の開口からの空気導入量は、前記第１空気導入部による前記第１の開口及び前記フィルタ部を介した空気導入量よりも多い、請求項１記載のオイルセパレータ。
3. 前記第２空気導入部の前記バルブは、前記ドレンコックが、前記排出状態となるように操作されることに連動して、前記第２の開口を開状態とする、請求項１又は２記載のオイルセパレータ。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載されたオイルセパレータを利用した油水排出方法であって、
   前記ドレンコックを操作することによって、前記排出状態とし、前記ホースを介した前記油水の排出を開始する第１工程と、
   前記第１工程に合わせて、前記バルブによって前記第２の開口が開状態とされ、前記第２空気導入部による前記キャッチタンクの内部への空気の導入を開始する第２工程と、を含む油水排出方法。
5. 前記第２工程では、前記第１工程において前記ドレンコックが操作されて前記排出状態とされたことによる前記キャッチタンクの内部の想定負圧レベルが所定レベル以上である場合に、前記第２空気導入部による前記キャッチタンクの内部への空気の導入を開始する、請求項４記載の油水排出方法。

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