JP2526654Y2

JP2526654Y2 - ドレン排出装置

Info

Publication number: JP2526654Y2
Application number: JP1991041888U
Authority: JP
Inventors: 健光岡; 隆史加藤; 汀安藤; 光史岡田
Original assignee: 日本特殊陶業株式会社
Priority date: 1991-05-09
Filing date: 1991-05-09
Publication date: 1997-02-19
Anticipated expiration: 2006-05-09
Also published as: JPH04126100U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、信頼性、耐久性、経済
性等に優れ、且つ騒音のないドレン排出装置に関する。
例えば、バス、トラック等の車輌エアブレーキシステ
ム、宇宙ステーション、土木・建設機械、ガスステーシ
ョン、空気圧配管、エアドライヤー、エアフィルター、
加圧炉等の高圧ガス等が用いられる装置等に広く利用さ
れる。

【０００２】

【従来の技術】圧縮空気は、鉄道車両のエアブレーキ装
置や建設土木用の原動機等種々の分野で広く利用されて
いる。しかし、この圧縮空気の利用に際し、圧縮機にて
吸引した空気中の水分が凝縮し、圧縮空気の貯蔵用のタ
ンク、メイン配管等に水が溜まってくる。従って、従来
からこのような水分を排出するため手動式のドレン排出
装置、更にはフロート式、差圧式等の自動式のドレン排
出装置等が用いられている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかし、一般にドレン
中には、水分の他、油分も存在することがあり、これら
を従来のドレン排出装置にて、同時に排出せんとする場
合には、排出手段、排出口等、排出装置中の各部品・機
構中に油分が付着し、排出性能の低下を招くこともあっ
た。また、油分が水分と共に、装置の系外に排出される
場合には、油分が多量の水分と共に、飛び散り周囲を汚
染することもある。

【０００４】一方、従来の手動式のドレン排出装置を利
用した場合には、その手動操作が煩わしい。また、従来
の自動式のドレン排出装置では、装置中に複雑な構造を
有する可動部を有し、この可動部（弁作動機構）の製作
には精密加工を必要とするため、製造コストが高くなる
等経済性の面で問題がある。更に、機械的作動によるも
のであるため、例えば、ゴミ等が弁に詰まり、故障を起
こす危険性が高い等、信頼性、耐久性等の面で問題を有
している。従って、かかる従来からの手動式、自動式の
排出装置では、簡易且つ円滑なドレン排出が困難とな
る。また、手動式、自動式のいずれの場合も間欠的に排
出するものであり、ドレン排出時の騒音が大きい。更
に、ドレン排出時には、飛沫が飛び散り周囲を汚染する
こともあり、その他にはドレン排出の際に、気体等も排
出され損失となることもあるという問題点も有してい
る。

【０００５】本考案は、上記問題点を解決するものであ
り、簡易な機構にして完全な油分と水分の分離をなし、
連続的且つ自動的にドレンを排出でき、信頼性、耐久
性、経済性等に優れ、またドレン排出時の騒音及びドレ
ンの飛散がないドレン排出装置を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本考案のドレン排出装置
は、圧縮空気等の圧縮ガスに含まれるドレンを排出する
ためのドレン排出装置であって、その内部にはドレンの
導入口と排出口との間を仕切って多孔質体が設けられる
とともに、該多孔質体はバブルポイント圧が前記導入口
が受けるガスの圧力より大きく設定され、また前記導入
口と前記多孔質体との間にドレン中に含まれる油分と水
分を分ける油水分離隔壁を有し、しかも該油水分離隔壁
は、１又は２以上の水導入孔を有するとともに、該水導
入孔は、前記ドレン導入口側の開口の下端が前記多孔質
体側の開口面の上端よりも高くなるように形成し、且つ
前記多孔質体よりも高くない位置に設置することを特徴
とする。

【０００７】前記油水分離隔壁は、ドレン中の油分と水
分を分けるものであればよく、そのの形状、大きさ、材
質等は、特に問わず、本考案の目的を達成できる範囲に
て種々選択される。例えば、この隔壁の形状は、図１に
示すような容器状であって内外に隔てるものでもよい
し、図３に示すように左右に仕切るための、平面形状が
直線状、Ｌ字状若しくはコの字状のもの等としてもよ
い。また、この隔壁は一体的に成形されたものに限ら
ず、中空の筒体に底蓋を取り付けて容器状にしたもの、
更にはこの様な筒体の下端部を容器本体の底部に取付け
て容器本体の底部の一部分を底蓋としたような容器状体
等であってもよい。また、ドレン保持室は、油水分離隔
壁にて仕切られた２つの空間のいずれか一方の空間とす
ることができる。

【０００８】前記水導入孔は、ドレン中より水分のみ
を、前記油水分離隔壁内（他方の空間内）に導入するも
のである。即ち、この水導入孔を、ドレン保持室側の開
孔面の下端が水保持室側の開孔面上端よりも高くなるよ
うに形成することにより、ドレン中の油分の多孔質体側
への侵入を完全に阻止しているのである。尚、この水導
入孔の大きさ、数、縦断面形状等は、本考案の目的を達
成できる限りにおいて、特に問わない。

【０００９】また、この様にドレン中の油分の多孔質体
側への侵入を阻止するには、水保持室内では水分が水導
入孔の高さまで満たされていることが必要となる。従っ
て、前記多孔質体は、前記水導入孔と同じ高さ若しくは
それよりも高い位置に配置されていることが必要であ
る。更に、油分を主体とした残存ドレンを排出するため
に、容器本体の底部等にドレン排出手段を設けることが
できる。尚、図２に示すように、油用多孔質体からなる
部分５２ａを有し連続的に油分を排出できる装置の場合
には、このドレン排出手段は具備しなくてもよい。

【００１０】前記「多孔質体」とは、この構造体が全て
多孔質からなるもののみならず、図１若しくは図３に示
すように、円筒状多孔質体部分若しくは平板状多孔質体
部分の底部に非多孔質体からなる蓋部（区画部）を有す
る如くその一部が多孔質からなる構造体をも含む意味に
使用される。この多孔質体の形状は、水分等を通過さ
せ、且つ通過した水分をこの多孔質体内に保持できるも
のであればよく、前記油水分離隔壁の形状に適合した形
状、例えば全体として容器状体、縦断面がＬ字状体（図
３図示）若しくは平板壁状体等とすることができる。ま
た、この多孔質体は少なくとも水を通過させる水用多孔
質体部分を有する。この水用多孔質体部分の占める割
合、大きさは、ドレン中の水分を排出できる程度有して
いればよい。従って、例えば、筒体等全体が水用多孔
質体であっても、多孔質体よりなる筒体の一部に親水
処理を施したものでも、水用多孔質体からなる筒状物
と他の多孔質体以外の素材とを組み合わせたもの等であ
ってもよい。

【００１１】また、この多孔質体には、図２に示すよう
に、油用多孔質体部分５２ａをも加え、油分についても
多孔質体の有するバブルポイント圧を利用した排出をな
してもよい。この場合には、例えば、前記水用多孔質
体部分の上部に、固定具等を介して油用多孔質体部分を
載置したり、１つの多孔質体の一部を水用多孔質体部
分とし、残りの部分に疎水性処理をして、油用多孔質体
部分として用いること等が考えられる。尚、この様な場
合には、図２に示すように、前記油水分離隔壁２ａと該
油用多孔質体部分５２ａ間には、油保持室２３ａが形成
されるが、この油保持室２３ａと水保持室２２ａとを区
画する区画用隔壁３３ａを設けることが必要となる。ま
た、水保持室と油保持室の圧力を同じにして、油面上の
空間と水面上の空間の圧力差をなくすための圧力調整手
段を用いることができる。

【００１２】また、本考案の多孔質体の材質は、特に限
定されずセラミック、金属、樹脂等から目的、用途に応
じ種々選択することができる。但し、水用多孔質体部分
は水との親和性をもち、水を浸透、移行させ易い材質で
あることが必要であり、油用多孔質体部分は排出すべき
油との親和性をもち且つ排出すべき油を浸透させ易い材
質であることが、排出効率を高めるうえで好ましい。
尚、耐腐食性の点においてセラミックが好ましく、その
平均気孔径、気孔率等は使用ガス圧、即ち所望のバブル
ポイント圧等に応じて種々選択される。

【００１３】

【作用】以下、本考案に係わる装置の作用について、図
１を例にして説明する。（１）まず、通常の使用時においては、ドレンの液面が
Ｃの位置にあり、水用多孔質体５１を通して水が排出さ
れるので、この液面がＣ’面よりも下がることはない。
また、比重の軽い油分は水面に浮く。従って、この油分
は容器状油水分離隔壁２の内側（多孔質側）に流入する
ことはない。

【００１４】また、ドレン排出装置の稼働を続け、ドレ
ン保持室６内のドレン中に占める油分量が増え続け、こ
の油分が水導入孔２１の保持室側の開孔面２１１に到達
しても、水導入孔２１は、ドレン保持室側の開孔面２１
１の下端２１１Ａが、水保持室側の開孔面２１２の上端
２１２Ａよりも高くなるように形成されており、また水
保持室２２内には、Ｂの位置以上に水分が保持されてい
るので、この水分より比重の軽い油分は、水導入孔２１
を通過することができず、そのため容器状油水分離隔壁
２内に侵入することはできない。

【００１５】更に、この油分が多量にドレン保持室６内
に溜まった場合、容器本体１に取り付けられたドレン排
出手段９から、このドレンを系外に排出することとな
る。そして、再びドレン保持室６内にドレンが導入され
始め、ドレンの液面が上昇していく場合にも、前記のよ
うに、水保持室２２内には、Ｂの位置に水分が保持され
ており、且つ前記のようにドレン保持室側の開孔面２１
１の下端２１１Ａが、水保持室側の開孔面２１２の上端
２１２Ａよりも高くなるように形成された水導入孔２１
を有しているので、この水分より比重の軽い油分は、容
器状油水分離隔壁２内に侵入することはできない。以上
より、ドレン保持室６内のドレンの液面の上下に拘わら
ず、油分が容器状油水分離隔壁２内に侵入することはな
い。

【００１６】（２）また、本装置においては、容器状油
水分離隔壁の内部に、少なくとも一部にドレン中の水分
を排出するための水用多孔質体部分５１を有する容器状
多孔質体５が配置されている。従って、水保持室２２内
に溜まった水分は、水用多孔質体部分５１の孔内に毛細
管現象等の作用により浸透される。次いで、この多孔質
体部分５１のガス圧により、この水分はこの多孔質体部
分を通って、多孔質体５内へと移行され、その後、水排
出口３１を介して、水分は次々と系外へ排出される。

【００１７】そして、この水分の移行、排出が終わる
と、水用多孔質体部分５１のガス圧導入側、即ち水保持
室２２内は気体で満たされる。このとき、ガス圧がバブ
ルポイント圧より低いと、ガスは水用多孔質体部分５１
を通って多孔質体５内に抜け出ることはできない。以上
より、水用多孔質体部分５１のバブルポイント圧が、ガ
ス圧よりも大きくなる様な多孔質体を用いれば、連続的
にこの細孔を通って水分が排出されるとともに、ガスの
漏洩はなくガスは遮断されることとなる。

【００１８】尚、バブルポイント圧（Ｐ）とは、液体
（水分）と水用多孔質体とガスの界面張力の関係及び多
孔質体の細孔径により定まる圧力であり、以下の式より
導かれる。Ｐ＝Ｋ・４πσ ｃｏｓθ・１／ｄ（σ：表面張力、θ：固液接触角、ｄ：孔径、Ｋ：孔径
状の補正係数）

【００１９】また、この多孔質体に、図２に示すよう
に、油用多孔質体部分５２ａをも加えた場合は、油分に
ついても、その多孔質体部分５２ａの有するバブルポイ
ント圧を利用して連続的に排出をすることができる。

【００２０】

【実施例】以下、実施例により本考案を具体的に説明す
る。実施例１（１）装置の概要本実施例のドレン排出装置は、図１に示すように、容器
本体１、容器状油水分離隔壁２、多孔質体５、水排出口
３１及びドレン導入口７を有する上蓋体４等からなる。
容器本体１は、金属製で容器形状を有し、その底面の中
央にドレン排出手段（手動弁）９が設けられている。

【００２１】また、この容器本体１内に配置される油水
分離隔壁２は、上端開口の容器状体（外径＝４０ｍｍ
φ、周壁部の厚さ＝１０ｍｍ、底壁部の厚さ＝５ｍｍ、
アクリル樹脂製）である。そして、この油水分離隔壁２
には、横断面形状が円形の水導入孔（孔径；３ｍｍφ）
２１が４箇所設けられ、そのドレン保持室側の開孔面２
１１と水保持室側の開孔面２１２を結ぶ水導入経路２１
３はドレン保持室側から水保持室側に向かいＳの字状の
経路を描きながら下降している。尚、このドレン保持室
側の開孔面２１１の中心点は、油水分離隔壁２の内側底
面部２４より１５ｍｍの高さに、また水保持室側の開孔
面２１２の中心点は、同底面部２４より５ｍｍの高さに
配置されている。

【００２２】また、容器状油水分離隔壁２内に配置され
た、全体として容器状の多孔質体５は、両端開放の水用
多孔質体５１及び底蓋体５３より構成されている。そし
て、この多孔質体５は、多孔質体固定棒５４及び締め付
けネジ５５により上蓋体４に固定されている。更に、多
孔質体５の内部と上蓋体４内に形成された管状経路の端
部には、水排出口３１が形成されている。

【００２３】（２）多孔質体の作製前記多孔質体は、以下の様にして製作される。先ず、平
均粒径１５μｍのアルミナ（純度９９．９％、市販品）
３００ｇ、ポリビニルアルコール３ｇ及び水２１０ｇを
ポリウレタン被覆球石（１０ｍｍφ）５００ｇと共にポ
リエチレン容器（容積３０００ｍｌ）に入れ、８６ｒｐ
ｍにて１５時間混合した。次いで、これを石膏型に流し
込み脱水させて、両端開放の円筒形状（外径；２１ｍ
ｍ、内径；１６ｍｍ、長さ；３０ｍｍ）を作製し、更に
これらを１７５０℃で５時間焼成し、多孔質体アルミナ
セラミックの基体（平均気孔径；３．５μｍ、気孔率；
４０％、嵩密度；２．４ｇ／ｍ³）を得た。

【００２４】次に、平均粒径０．５μｍのアルミナ（純
度９９．９％、市販品）１００ｇを水に懸濁し、懸濁液
を作製した。更に、前記多孔質体アルミナセラミックの
基体に対して、その内面に前記懸濁液を塗布し、皮膜を
形成させ、次いでこれを１３５０℃にて２時間焼成し、
多孔膜（平均気孔径；０．２μｍ：厚さ；５０μｍ）を
焼き付け、水用多孔質体５１を作製した。尚、この多孔
質体５１は、親水化処理をしなくても十分に親水性を示
す。また、この多孔質体のバブルポイント圧は、水に対
して８．０ｋｇｆ／ｃｍ²であった。

【００２５】（３）性能試験とその評価前記ドレン排出装置内を予め水で満たした後、５ｋｇｆ
／ｃｍ²にて動作しているエアドライヤーに前記ドレン
排出装置を取り付けた。ドレン排出装置から一日当たり
約５０ｍｌの水分が排出された。試験開始後６０日目
に、油分と水分の界面がＢに達した。そこで、手動弁９
を開きドレン保持室６内のドレンを系外に排出した。油
分を含むドレンが、ドレン保持室に溜まり、二日後に平
常水位Ｃに戻った。

【００２６】以上の結果によれば、本性能試験の全工程
を通して油分が容器状油水分離隔壁内に侵入することも
なく、水用多孔質体部分が油分で汚染されることはなか
ったので、ドレン中の水分は水保持室より効率よく排出
された。また、ドレン中の水分を水用多孔質体を通して
系外へ排出したため、その排出音も小さく、その飛散に
よる周囲への汚染、ガス損失もなかった。

【００２７】実施例２（１）装置の概要本実施例の装置は、図２に示すように、両端開放で横断
面形状が四角形である水用多孔質体部分５１ａ及び油用
多孔質体部分５２ａを有する、全体として容器状の多孔
質体５ａを用い、更にこの多孔質体５ａの内部をドレン
保持室としたものである。本装置は、横断面形状が四角
形である容器本体１ａ、容器状油水分離隔壁２ａ、水排
出口３１ａ、油排出口３２ａ、上蓋体４ａ及び筒状多孔
質体５ａ等からなる。

【００２８】ここで、前記油用多孔質体部分５２ａは、
水用多孔質体部分５１ａの上に多孔質体固定具５６ａを
用い装着されている。そして、水用多孔質体部分５１ａ
の下端部に装着された底蓋体５３ａが多孔質体固定棒５
４ａに締め付けネジ５５ａにより螺着され、更に、油用
多孔質体部分５２ａの上端が上蓋体４ａに設けられた多
孔質体固定孔５７ａに嵌着されることにより、多孔質体
５ａが上蓋体４ａに固定されている。

【００２９】また、この容器状油水分離隔壁２ａは、多
孔質体５ａ内に、横断面形状が正方形且つ両端開放で中
空の筒体２７ａを底蓋５３ａに取り付けた構成からなっ
ている。水導入経路はドレン保持室側から水保持室側に
向かい直線的勾配（例えば２０／１０）で下降したもの
である。この油水分離隔壁２ａは、油水分離隔壁固定具
２６ａにより、前記多孔質体固定具５６ａに固定されて
いる。尚、この固定具２６ａは、水保持室（水用多孔質
体部分５１ａと油水分離隔壁２ａのなす空間）２２ａ及
び油保持室（油用多孔質体部分５２ａと油水分離隔壁２
ａのなす空間）２３ａを明確に区画する区画壁としても
作用している。

【００３０】そして、全体形状が平板状で、中心部に前
記筒状多孔質体５ａ等を挿入するための挿入孔を有する
区画用隔壁３３ａを用意した。次いで、前記多孔質体５
ａをその外周壁のほぼ中間まで前記挿入孔に挿入し、該
区画用隔壁３３ａを容器本体１ａ及び多孔質体固定具５
６ａのうち多孔質体５ａの外周部分に突出した部分を懸
け渡すように配置し、これにより容器本体１ａと多孔質
体５ａの空間を水用及び油用の各排出口に通じるように
構成したものである。そして、該排出口の端部、即ち容
器状本体１ａの外壁面上に、各々水排出口３１ａ及び油
排出口３２ａを設けた。また、上蓋体４ａには、タンク
等と多孔質体２ａとを連通するドレン導入手段７ａが設
けられている。尚、ドレン排出手段は設けられていない
が、容器本体１ａの底面中央には、水抜き手段１１が配
設されている。

【００３１】（２）多孔質体の作製本実施例で用いた油用多孔質体部分５２ａは、以下のよ
うに製作されたものである。先ず、実施例２で用いたと
同様の多孔質体アルミナセラミックの基体を用意した。
次に、平均粒径０．２μｍのアルミナ（純度９９．９
％、市販品）１００ｇを水に懸濁し、懸濁液を作製し
た。

【００３２】更に、この懸濁液を前記多孔質体アルミナ
セラミックの基体の内面に塗布し、皮膜を形成させ、次
いでこれを１２５０℃にて２時間焼成し、多孔膜（平均
気孔径；０．１μｍ：厚さ；５０μｍ）を焼き付け、多
孔質体を作製した。そして、この多孔質体をアルキルシ
ランの１０％のエタノール溶液に浸漬した後、大気中に
て１５時間自然乾燥をし、疎水化処理を施して、油用多
孔質体５２ａを作製した。この油用多孔質体５２ａのバ
ブルポイント圧は、コンプレッサーオイル（「商品
名」、日立ベビコンオイル（株）会社製）に対して５．
１ｋｇｆ／ｃｍ²であった。尚、本実施例で用いた水用
多孔質体部分５１ａは、横断面形状を変えること以外は
実施例１と同じものである。

【００３３】（３）性能試験とその評価前記ドレン排出装置をエアコンプレッサー（タンク容量
５０リットル、最高使用圧力５．１ｋｇｆ／ｃｍ²、市
販品）の蓄圧タンクの下部に取り付け、圧力５ｋｇｆ／
ｃｍ²の下で６カ月間エアコンプレッサーを稼働させ
た。以上の試験の結果によれば、本装置においても、油
分が容器状油水分離隔壁内に侵入することはなく、水用
多孔質体部分が油分で汚染されることはなかった。従っ
て、６月間何ら、手動・機械的操作を加えることもな
く、水分は水用多孔質体を通して、また油分は油用多孔
質体を通して、円滑に排出された。また、本装置では油
分も多孔質体を通して自動的に排出されるため、実施例
１において必要とされた、定期的なドレンの抜き取りが
不要となる。その為、その抜き取り操作の煩わしさと、
それに伴うドレン排出時の騒音、環境汚染等からも開放
されることとなる。

【００３４】尚、本考案においては、前記具体的実施例
に示すものに限られず、目的、用途に応じて本考案の範
囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、
本実施例に示した装置は、ドレン排出用装置として用い
る場合の他、例えば安全弁として用いてもよい。また、
図３に示す様に、仕切り用油水分離隔壁１０ｂにより仕
切られた空間の一方の空間（左側）をドレン保持室６ｂ
として他方の空間（右側）内に空間仕切り用多孔質壁５
ｂを配置したものとすることもできる。そして、この様
な装置とした場合には、装置自体の軽量、小型化が容易
となる。

【００３５】また、多孔質体部分としては表面皮膜を形
成しなくても、多孔質体部分自体にて所定のバブルポイ
ント圧を有するものとしてもよい。また、本実施例にお
いては、水用多孔質体部分と油用多孔質体部分は別体で
あるが、１つの多孔質体に親水化処理を施した部分及び
疎水化処理を施した部分を設けたものでもよい。また、
油水分離用隔壁の下端開口部、又はタンクとドレンを導
入する部分の間等には、金網、フェルト等のフィルター
を配設することもでき、この場合には、装置内へのゴミ
の流入が排除され、多孔質体の目詰まりを防止できる。

【００３６】

【考案の効果】本ドレン排出装置では、簡易な機構にて
完全に油分と水分を分離できるので、水排出用の多孔質
体部分が油分で汚染されることもなく、この優れた排出
性能を長期間維持できる。また、多孔質体のバブルポイ
ント圧を利用するので、従来の手動・機械的作動方式の
場合に比べ、連続的且つ自動的なドレン排出が可能とな
り、また、信頼性、耐久性、経済性等においても優れる
こととなる。従って、本装置では、ドレン排出時の騒音
及びドレンの飛散がなく、周囲の環境を汚染することも
ないし、ドレン中の水分と油分が別々に濾過・排出され
るため排出液が綺麗で、後始末等も大変容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１で用いたドレン排出装置の説明断面図
である。

【図２】実施例２で用いたドレン排出装置の説明断面図
である。

【図３】仕切り用油水分離隔壁及び仕切り用多孔質体を
用いたドレン排出装置の説明断面図である。

【符号の説明】

１；容器本体、２；容器状油水分離隔壁、２１；水導入
孔、２１１；ドレン保持室側開孔面、２１１Ａ；ドレン
保持室側開孔面の下端、２１２；水保持室側開孔面、２
１２Ａ；水保持室側開孔面の上端、２１３；水導入経
路、２２；水保持室、２３；油保持室、３１；水排出
口、３２；油排出口、４；上蓋体、５；多孔質体、５
１；水用多孔質体部分、５２；油用多孔質体部分、５
３；底蓋、６；ドレン保持室、７；ドレン導入口、８；
圧力調整手段、９；ドレン排出手段（手動弁）、１０；
仕切り用油水分離隔壁。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】圧縮空気等の圧縮ガスに含まれるドレン
を排出するためのドレン排出装置であって、その内部に
はドレンの導入口と排出口との間を仕切って多孔質体が
設けられるとともに、該多孔質体はバブルポイント圧が
前記導入口が受けるガスの圧力より大きく設定され、ま
た前記導入口と前記多孔質体との間にドレン中に含まれ
る油分と水分を分ける油水分離隔壁を有し、しかも該油
水分離隔壁は、１又は２以上の水導入孔を有するととも
に、該水導入孔は、前記ドレン導入口側の開口の下端が
前記多孔質体側の開口面の上端よりも高くなるように形
成し、且つ前記多孔質体よりも高くない位置に設置する
ことを特徴とするドレン排出装置。