JP5065032B2 - 遠心インペラ及びスパイラル溝を用いた圧縮空気清浄器 - Google Patents

Description

本発明は、遠心インペラ及びスパイラル溝を用いた圧縮空気清浄器に関し、これによって、遠心力効果を用いて、圧縮空気から水、油及び特に汚染粉塵を含む汚染した液体を分離することができる。

圧縮空気の生成には、インプットエネルギに高額なコストがかかるが、圧縮空気は、大量の水、冷却油、炭酸材料及び錆びた汚染物質を含む。従って、圧縮空気は、通常乾燥していなければならず、通常適用するためには不純物を除去しておかなければならない。きれいな環境大気の必要性に加えて、圧縮空気の質が重要であることを強調すべきである。

多くの用途、特に電気産業、自動車産業、食品加工、薬物製造、医療用具、及びその他非常に精密に制御された動作に、高水準の圧縮空気の清浄が必要であることは明白である。

様々な状況で、連続的な液相又は気相は、固体粒子、液体及び／又は気体の形で蓄積した汚染物質の影響を受けやすく、これらの物質は、先行分野の多くの技術によって試みているように、ろ過及び分離を行わなくてはならない。例えば、汚染材料は、気体媒体内に固体、液体、又は気体として存在するか、又は液体内に固体、液体、又は気体として分散している。例えば、ドア、シリンダ等のその他の空気圧で動くデバイスを保護するのと同様に、トラック、バス及び重機用の空気圧ブレーキと連動して使用される空気圧系では、異物は一般的なものである。

先行技術の多くのデバイスは、燃料配管中で液体が蓄積する問題を克服する手段として、流体から分散した液体を合体させる現象に依存している。このような合体デバイスは、分散状態にあるものよりも、より容易に燃料から分離される液滴内へ液体を合体させる合体物質に依存している。

先行技術のいくつかのデバイスは、分離器によって低流量で十分に操作できるが、コンプレッサの出力が増加するにつれて、流量はより多くなり、次いで、凝集及び分離の効率は、水粒子等が空気コンプレッサに送られるこのようなデバイスによって損なわれる。流入フローと凝集ステージの間の効果のない連携から、このような凝集システムの全体的な欠陥が部分的に生じる。更に、公知の凝集型の装置は、凝集段階に入る前に固体のろ過が不十分であるか、又は行われない。これは、固体が干渉することによって、凝集動作が効果的でなくなるからである。先行技術の凝集デバイスは、分離器を介する全流量での効果的なろ過及び分離を提供せず、効率の低下をもたらす。

従って、高圧気体ストリームから汚染物質をろ過して分離する公知技術は、特に半導体製造業、医用及び医療用工具及び装置用、及び各種の電気的に制御された空気圧式工具用の空気動力工具の全ての必要なレベルで気体ストリームから、固体や、分散した液体を除去するのに最適なレベルを達成していない。

背景技術
本発明は、出願人及び発明者が同じ、ＹＵＮ，ＪａｎｇｓｈｉｋであるＰＣＴ国際公開番号第ＷＯ２００４／０５３３０５号：”ＡＩＲ ＰＵＲＩＦＩＣＡＴＩＯＮ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ Ａ ＣＥＮＴＲＩＦＵＧＡＬ ＩＭＰＥＬＬＥＲ”を改良したものであり、出願人及び発明者が同じ、ＹＵＮ，Ｊａｎｇｓｈｉｋである大韓民国実用新案登録番号第２０−０３２８６５１号：”ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ ｔｙｐｅ ｏｆ ａｉｒ ｃｌｅａｎｅｒ”、出願公開番号第１０−２００４−００４３１３８号：”ａｉｒ ｃｌｅａｎｅｒ ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ ａ ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ ｉｍｐｅｌｌｅｒ”、及び出願公開番号第１０−２００４−００４３１３８号：”ａｉｒ ｃｌｅａｎｅｒ ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ ａ ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ ｉｍｐｅｌｌｅｒ”に基づいて、参照部分及び符号が引用されている。

出願人及び発明者が同じ、ＹＵＮ，ＪａｎｇｓｈｉｋであるＰＣＴ国際公開番号第ＷＯ２００４／０５３３０５号：”ＡＩＲ ＰＵＲＩＦＩＣＡＴＩＯＮ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ Ａ ＣＥＮＴＲＩＦＵＧＡＬ ＩＭＰＥＬＬＥＲ”によると、以下に記載されている問題がある；

１．出口を通って圧縮空気を放出するときに混じったキャリーオーバ液体による低圧縮空気浄化効率：圧縮空気の乱流が多孔性フィルタで発生し、ラビリンス効果に基づいてスパイラル溝の円周側と筐体の内壁との間に形成した液体排水ギャップで改善する：従って、圧縮空気の渦流れが効果的に発生し、従って、液体は、圧縮空気の渦流れから遠心力でよく分離し、スパイラル溝の円周側と筐体の内壁との間の液体排水ギャップを通って液体排水ホールに重力で下に通過する。その間、圧縮空気の渦流れは、ラビリンス効果に基づいてスパイラル溝の円周側と筐体の内壁との間の液体排水ギャップを通って通過することができない。従って、スパイラル溝２１６の円周側と筐体２０９の内壁との間に形成された液体排水ギャップと、ラビリンス効果に基づくスパイラル溝２１６の円周側と筐体２０９の内壁との間に形成されたスパイラル通気路が作られる。

２．圧縮空気清浄器は通常、工業施設の水平管に取り付けられるので、工業用のパイプの上に圧縮空気清浄器を取り付けるのに縦配管は不都合である。従って、筐体の構造上に水平に吸気ニップルと排気ニップルを配置するように改善されている。従って、吸気道２３１と吸気道２３２が、筐体２０９の円周面上に、同じレベルで水平に形成されている。

３．シャフトが両端に固定されている：一端に固定された１本のアームシャフトは、その構造上、耐久力が不足しており、従って、両端に固定されたシャフトは機械的寿命を改善する。

４．高価な製造コスト、多くの複雑な部品は、製品の製造コストを高価にする：従って、３つの主要な部品で製造コストを抑え、保守を容易にすることで、これを改善する。

５．多くの部品を使用することによる複雑な保守：３つの主要な部品、又はその構造的に少ない部品数で大量生産、保守、組み立て、及び解体することで、これを改善する。

本発明の開示
技術的問題
本発明による遠心インペラ及びスパイラル溝を使用した圧縮空気清浄器には、次に記載される改善点がある。

１．清浄効率の向上：圧力損失及びスラッジによる目詰まりのない、圧縮空気清浄効率によって、これが改善される。従って、圧縮空気の渦流れが効果的に発生するので、ラビリンス効果に基づくスパイラル溝の円周側と筐体の内壁との間の液体排水ギャップを作成することができ、更に、遠心力を使って圧縮空気の渦流れから液体がより良く分離されて、スパイラル溝の円周側と筐体の内壁との間の液体排水ギャップを通って、液体が重力で下方の液体排水ホールへ流れる。更に、圧縮空気の渦流れは、ラビリンス効果に基づいてスパイラル溝の円周側と筐体の内壁との間の液体排水ギャップを通過することができない。従って、液体排水ギャップが形成されて、スパイラル溝２１６の円周側と筐体２０９の内壁との間の圧縮空気から液体を分離して、スパイラル通気路が環状に形成され、ラビリンス効果に基づいてスパイラル溝２１６の円周側と筐体２０９の内壁との間で圧縮空気の渦流れを通過させる。

２．水平配管：通常、工業施設の水平管上に圧縮空気清浄器用に水平配管を取り付けることができる。従って、筐体の構造上に水平に吸気ニップルと排気ニップルを配置することで改善される。従って、吸気道２３１及び排気道２３２を、筐体２０９の円周面上に、同じレベルで水平に形成する。

３．両端に固定されたシャフト：一端に固定された１本のアームシャフトは、その構造上、耐久力が不足する。従って、両端に固定されたシャフトは、機械的寿命を改善する。

４．安い大量生産価格：安い大量生産価格と容易な保守で簡便化することで改善される。

５．部品数の少ない簡単な構造：圧縮空気清浄器の構造上のフィルタ、多孔性分離シリンダを含む多数の複雑な部品を除去する。従って、３つの主要な部品を基礎とする大量生産によってこれを改善する。

６．容易な保守：３つの主要な部品を基礎とする組み立て及び解体によって改善する。

技術的解決策
本発明は、先行技術の上記の問題を克服するために開発されたものであり、従って、本発明の目的は、遠心インペラ及びスパイラル溝を使用した圧縮空気清浄器を提供することである；この圧縮空気清浄器は、筐体２０９の内部に配置したボルテックスシリンダ２１３と、ボルテックスシリンダ２１３の上側に設置した分離プレート２６０と、渦流れの形成後に遠心力で圧縮空気から液体を分離し、ラビリンス効果に基づいて渦流れを維持しつつ、液体を排水するためのボルテックスシリンダ２１３の円周面上に形成したスパイラル溝２１６と、筐体２０９とボルテックスシリンダ２１３との間の両端に固定された中空シャフト２３５と、中空シャフト２３５上に設置した遠心インペラ２０８及びベアリング２３４と、スパイラル溝２１６の下側で、ボルテックスシリンダ２１３の円周面上に形成した多重通気路２５０と、ボルテックスシリンダ２１３の底部に形成した中央排水ホール２２３と、スパイラル溝の底部上に設置した排水プレート２２４と、排水プレート２２４上に形成した多重排水ホール２２２と、排水プレート２２４の底部側で設置した排水ボール２１９と、排水ボール２１９の底部上に液体トラップ２４１を連結するために設置した排水口２１１と、を具える。圧縮空気のジェットパワーで操作することによって、空気圧系のガス流から液体と粒子状物質を除去する。

また、この圧縮空気清浄器は、筐体４０９の内部に設置したボルテックスシリンダ４１３と、渦流れ形成後に遠心力で圧縮空気から液体を分離し、ラビリンス効果に基づいて圧縮空気の渦流れを維持しつつ、液体を排水するためにボルテックスリング４１３の円周面上に形成したスパイラル溝４１６と、ボルテックスシリンダ４１３の内側に配置した電気モータ４３３と、電気モータ４３３のシャフト４３５上に設置した遠心インペラ４０８及びオーバドライバ４３６と、電気モータ４３３上に設置した自動コントローラ４３８と、電気モータ４３３のシャフト４３５上に設置し、電線を介して自動コントローラ４３８に接続したスピードセンサ４４９と、スパイラル溝の底部でボルテックスシリンダ４１３の円周面上に形成した多重通気路４５０と、スパイラル溝４１６の底部でボルテックスシリンダ４１３の円周面上に設置した排気管４３２と、ボルテックスシリンダ４１３の下方に形成した中央排水ホール４２３と、スパイラル溝４１６の底部側に配置した排水プレート４２４と、排水プレート４２４上に形成した多重排水ホール４２２と、排水プレート４２４の底部側に設置した排水ボール４１９と、排水ボール４１９の底部側に液体トラップ４４１を連結するために設置した排水口４１１と、を具える。本発明の目的は、遠心インペラ及びスパイラル溝を使用して、電気モータの回転力で操作することによって、空気圧系のガス流から液体と粒子状物質を除去する圧縮空気清浄器を提供することである。

効果
前述の引用及びその他の先行技術に記載されているような従来の技術と比較すると、本発明による遠心インペラ及びスパイラル溝を用いた圧縮空気清浄器は、次の利点がある：フィルタを使用しておらず、炭酸を含むスラッジでの目詰まり問題がなく、圧力損失が小さいことによりろ過効率が優れており、エネルギを節約でき、小さく簡単でコンパクトな構造であり、定期的なフィルタ交換が不要な永続的なサービス期間とすることができ、空気圧系の種々の工具の維持費と修繕費を軽減できる。

本発明による遠心インペラ及びスパイラル溝を用いた圧縮空気清浄器には、次に記載される改善点がある。

１．清浄効率の向上：圧力損失及びスラッジによる目詰まりがなく、圧縮空気清浄効率でこれを改善する。従って、圧縮空気の渦流れが効果的に発生するので、ラビリンス効果に基づいてスパイラル溝の円周側と筐体の内壁との間の液体排水ギャップを作成することができ、更に、遠心力を使って圧縮空気の渦流れから液体がより良く分離され、重力で下方へ通過して、スパイラル溝の円周側と筐体の内壁との間の液体排水ギャップを通って、液体排水ホールへ流れる。更に、圧縮空気の渦流れは、ラビリンス効果に基づいてスパイラル溝の円周側と筐体の内壁との間の液体排水ギャップを通過することができない。従って、スパイラル溝２１６の円周側と筐体２０９の内壁との間に、液体排水ギャップが形成されて、スパイラル通気路が、ラビリンス効果に基づいてスパイラル溝２１６の円周側と筐体２０９の内壁との間に形成される。

２．水平配管：通常、工業施設では、水平管上に圧縮空気清浄器が取り付けられている。従って、筐体の構造上に、水平に吸気ニップルと排気ニップルを配置することで改善される。これによって、吸気道２３１及び排気道２３２が、筐体２０９の円周面上に、同じレベルで水平に形成される。

３．両端に固定されたシャフト：一端に固定された１本のアームシャフトは、その構造上、耐久力が不足しており、従って、両端に固定されたシャフトは機械の寿命を改善する。

４．安い大量生産価格：安い大量生産価格で、容易な保守で簡便化することで改善される。

５．部品数が少ない簡単な構造：圧縮空気清浄器の構造上のフィルタ、多孔性分離シリンダを含む多数の複雑な部品を除去する。従って、３つの主要な部品を基礎とする大量生産によって改善される。

６．容易な保守：３つの主要な部品を基礎とする組み立て及び解体によって改善される。

本発明を実施するための最良の形態
本発明の好ましい実施例を、実施例を参照して以下に説明する。

図１に示すように、圧縮空気のジェットパワーで操作する遠心インペラ及びスパイラル溝を使用する圧縮空気清浄器は、筐体２０９の内部に設置したボルテックスシリンダ２１３と、ボルテックスシリンダ２１３の上側に設置した分離プレート２６０と、渦流れの形成後に遠心力で圧縮空気から液体を分離し、ラビリンス効果に基づいて、圧縮空気の渦流れを保ちながら、液体を排水するためにボルテックスシリンダ２１３の円周面上に形成したスパイラル溝２１６と、その軸上に圧縮空気通気路を形成し、筐体２０９とボルテックスシリンダ２１３間の両端に固定した中空シャフト２３５と、中空シャフト２３５上に設置した遠心インペラ２０８及びベアリング２３４と、スパイラル溝２１６の下方側でボルテックスシリンダ２１３の円周面上に形成した多重通気路２５０と、ボルテックスシリンダ２１３の底部側に形成した中央排水ホール２２３と、スパイラル溝の底部側に設置した排水プレート２２４と、排水プレート２２４上に形成した多重排水ホール２２２と、排水プレート２２４の底部側に設置した排水ボール２１９と、排水ボール２１９の底部側に液体トラップ２４１を連結するために設置した排水口２１１と、を具える。

図１に示すように、吸気道２３１上に固定した吸入ニップル２９２が固定されており、筐体２０９の円周面上に同じレベルで水平に吸気道２３２上に固定した排出ニップル２９４が形成されている；

図３に示すように、その軸の方向を通る内部への圧縮通気路を有する中空シャフト２３５が、筐体２０９と排水ボール２１９との間に挿入されている；

図１に示すように、スパイラル溝２１６の前に遠心渦流れを誘発するために、中空シャフト２３５上に固定した遠心インペラ２０８に代わる軸流ファン、遠心流ファン、斜流ファン、シロッコファン、を具える各種の回転ファンが設けられている；

図１及び図５に示すように、傾斜角を有する吸気道２３１を通って、圧縮空気の渦流れを誘発する、筐体２０９の内部に形成した第１ボルテックスルーム３０２が設けられている；

図１及び図６に示すように、筐体の内部に形成した第２ボルテックスルーム３０４、スパイラル溝２１６の円周側と筐体２０９の内壁との間に形成した液体排水ギャップ、ラビリンス効果に基づいてスパイラル溝２１６の円周側と筐体２０９の内壁との間に形成したスパイラル通気路が設けられている；

図１及び図６に示すように、ボルテックスシリンダ２１３が第３ボルテックスルーム３０６内に形成されている；

図１に示すように、大気中の空気から汚染物質を取り除くコンプレッサを連結した空気清浄器としての使用が示されている。

図９に示すように、電気モータの回転力で操作することによる遠心インペラ及びスパイラル溝を使用した圧縮空気清浄器は、筐体４０９の内部に設置したボルテックスシリンダ４１３と、渦流れ形成後に遠心力で圧縮空気から液体を分離し、ラビリンス効果に基づいて圧縮空気の渦流れを維持しつつ、液体を排水するスパイラル溝４１６と、ボルテックスシリンダ４１３内に配置した電気モータ４３３と、電気モータ４３３のシャフト４３５上に設置した遠心インペラ４０８及びオーバドライバ４３６と、電気モータ４３３上に設置した自動コントローラ４３８と、電気モータ４３３のシャフト４３５上に設置し、電線を介して自動コントローラ４３８と接続したスピードセンサ４４９と、スパイラル溝の底部側にボルテックスシリンダ４１３の円周面上に形成した多重通気路４５０と、スパイラル溝４１６の底部側にボルテックスシリンダ４１３の円周面上に設置した排気管４３２と、ボルテックスシリンダ４１３の下側に形成した中央排水ホール４２３と、スパイラル溝４１６の底部側に設けた排水プレート４２４と、排水プレート４２４上に形成した多重排水ホール４２２と、排水プレート４２４の底部側に設置した排水ボール４１９と、排水ボール４１９の底部側に液体トラップ４４１を連結するために設置した排水口４１１と、を具える；

図９に示すように、スパイラル溝４１６の前に遠心渦流れを誘発するために電気モータ４３３のシャフト４３５に固定した遠心インペラ４０８に代わる遠心流ファン、斜流ファン、シロッコファンが設けられている；

図９に示すように、一方向クラッチ及びトランスミッションとして電気モータ４３３のシャフト４３５上にオーバドライバ４３６が設置されている；

図９に示すように、筐体４０９内部に形成した第２ボルテックスルーム５０４、スパイラル溝４１６の円周側と筐体４０９の内壁との間に形成した液体排水ギャップ、ラビリンス効果に基づいてスパイラル溝４１６の円周側と筐体４０９の内壁との間に形成したスパイラル通気路が設けられている；

図９に示すように、ボルテックスシリンダ４１３の内部に第３のボルテックスルーム５０６が形成されている；

図９に示すように、液体トラップ４４１を通って液体を排水するために液体ボール４１９の底部側の中央に排水口が設けられている；

図９に示すように、大気中の空気から汚染物質を除去するコンプレッサを連結した空気清浄器としての使用が示されている。

本発明の形態
以下に、空気圧系の圧縮空気のジェットストリームによる操作で、遠心インペラ及びスパイラル溝を使用した圧縮空気清浄器を操作する方法の、好ましい実施例を説明する。

図１は、本発明による遠心インペラ及びスパイラル溝を使用した圧縮空気清浄器を模式的に示す斜視図であり、圧縮空気のジェットパワーで操作する遠心圧縮空気清浄器は：筐体２０９内に配置したボルテックスシリンダ２１３と、ボルテックスシリンダ２１３の上側に配置した分離プレート２６０と、渦流れ形成後に遠心力で圧縮空気から液体を分離し、ラビリンス効果に基づいて圧縮空気の渦流れを維持しながら液体を排水する、ボルテックスシリンダ２１３の円周面上に形成したスパイラル溝２１６と、筐体２０９とボルテックスシリンダ２１３との間のその両端上に固定した中空シャフト２３５と、中空シャフト２３５上に取り付けた遠心インペラ２０８及びベアリング２３４と、スパイラル溝２１６の下側でボルテックスシリンダ２１３の円周面上に形成した多重通気路２５０と、ボルテックスシリンダの底側に形成した中央排水ホール２２３と、スパイラル溝２１６の底部に配置した排水プレート２２４と、排水プレート２２４上に形成した多重排水ホール２２２と、排水プレート２２４の底部側に設置した排水ボール２１９と、排水ボール２１９の底部側に液体トラップ２４１を連結するために取り付けた排水口２１１と、を具える。

図１に示すように、分離プレート２６０は、ボルテックスシリンダ２１３内で電気モータ２３３上に圧縮空気の流れを分離するために配置されている。

図１に示すように、吸気道２３１及び吸気道２３２が、筐体２０９の円周面上に同じレベルで水平に形成されている。従って、工業サイトの従来の配管設備に商品として遠心圧縮空気清浄器を設置する利点を有する。

図１に示すように、遠心圧縮空気清浄器は、筐体２０９、排水ボール２１９、及びボルテックスシリンダ２１３を含む３つの主要な部品を基礎とする容易な製造及び保守のための簡易な構造を有する。これによって、低製造コスト及び容易な保守、組み立て及び解体といった利点を有する。

更に、中空シャフト２３５が、その軸の方向を通る圧縮空気路に形成されて、筐体２０９と排水ボール２１９との間に挿入されている。更に、スパイラル溝２１６の下側でボルテックスシリンダ２１３の円周面上に形成されている多重通気路２５０上のキャリーオーバ液体を防ぐために、スクリーン（図示せず）で覆うようにしてもよい。

図２は、本発明による遠心インペラを模式的に示す斜視図であり、遠心インペラ２０８は、矢印で示すように、高圧気体ストリームのジェットパワーで自由に回転することができる。従って、遠心インペラ２０８を使用して、気体−液体の比重の差で遠心力によって圧縮空気から液体を分離することができる。中空シャフト２３５の上に回転可能に固定された遠心インペラ２０８を用いて、スパイラル溝２１６の前に遠心渦流れを誘発する、軸流ファン、遠心流ファン、斜流ファン、シロッコファンを具える各種の回転ファン置き換えることができる。

図３は、本発明による両端を固定した中空シャフトを模式的に示す斜視図であり、中空シャフト２３５をその軸上の圧縮通気路に形成して、筐体２０９とボルテックスシリンダ２１３との間にその両端を固定している。従って、回転体としての遠心インペラ２０８の振動問題を避けることによって、回転速度をより速くし、機械の寿命がより長くなるという利点を有する。これによって、圧縮空気の清浄効率がより良くなるという利点がある。

図４は、本発明による圧縮空気清浄器を模式的に示す操作説明図である。主要な空気圧系のミドルストリーム上に遠心空気清浄器を設置する場合、遠心インペラ２０８を流入管２３１を通る圧縮空気の動力で回転させ、圧縮空気を筐体２０９の内部に形成した第２ボルテックスルーム３０４として、ボルテックスシリンダ２１３の円周上に形成したスパイラル溝２１６のラインを通って渦として流す。従って、矢印で示すように、圧縮空気と液体との間の異なる比重に基づいて、遠心力で、圧縮空気から液体を分離する。

更に、圧縮空気清浄器内部に圧縮空気を流し、次いで、遠心インペラ２０８及びスパイラル溝２１６を用いて、遠心ボルテックスの流れ内に圧縮空気を形成する。更に、第２ボルテックスルーム３０４で、異なる比重（１：１０００、気体：液体、特に水）に基づいてスラッジ物質を含有する液体を、圧縮空気ストリームから分離する。

更に、スラッジ物質を含有する液体は、液体排水口２１１を通って液体排水トラップ２４１で、比重効果を用いて集められる。その一方で、清浄な気体、特に「フレッシュな圧縮空気」を中空シャフト２３５を介して、第３ボルテックスルーム３０６から排気道２３２を通って放出し、様々な空気工具（図示せず）に供給する。図３に示すように、中空シャフト２３５は、その軸の方向に圧縮通気路を形成している。液体排水トラップ２４１を用いて、スラッジリキッドを排水し、業界で周知の空気工具として、圧縮空気の漏れを防ぐ。

図５は、図１の第１ボルテックスルームを模式的に示すＡ−Ａ断面図である。第１ボルテックスルーム３０２を筐体２０９内部に形成して、傾斜角がついた吸気道２３１を通して、圧縮空気の渦流れを誘発する。更に、圧縮空気をあてて、第１ボルテックスルーム３０２の内壁を回転させる。従って、側板２２０を通るスパイラル渦流れ、又は中空シャフト２３５の周りで遠心インペラ２０８を回転させた後の流体ガイドの構造のように、圧縮空気が第２ボルテックスルーム３０４内に流れる。

図６は、図１の第２ボルテックスルームを模式的に示すＢ−Ｂ断面図である。第２ボルテックスルーム３０４は筐体２０９内に形成されている。従って、ボルテックス空気ストリームが、ラビリンス効果に基づいてスパイラル溝２１６に沿って形成される。従って、液体は、遠心力でボルテックス空気ストリームから分離された液体であり、液体は、水の粘度で筐体２０９の内壁に沿って下に流れる。ここには液体排水ギャップは、スパイラル溝２１６の円周側と筐体２０９の内壁との間に形成され、液体排水ギャップを、ラビリンス効果に基づいてスパイラル溝２１６の円周側と筐体２０９の内壁との間にスパイラル通気路として形成される。

上記のように、ラビリンス効果に基づいてスパイラル溝２１６の円周側と筐体２０９の内壁との間のスパイラル通気路を通って圧縮空気から液体を分離することが可能であるので、遠心圧縮空気清浄器を、流体ガイド（図示せず）を有する遠心インペラ２０８を用いることなく操作することができる。

図７は、図１の第３ボルテックスルームを模式的に示すＣ−Ｃ断面図である。その一方で、多重通気路２５０を通ってボルテックスシリンダ２１３の内部の第３ボルテックスルーム３０６内に、圧縮気体が流れる。従って、圧縮空気から残りの液体が分離され、より良く除湿することができる。ここでは、残りの液体は、中央排水ホール２２３を通って、排水され、従って、分離した液体は、排水ボール２１９に集まる。

図８は、図１の多重液体排水ホールを模式的に示すＤ−Ｄ断面図である。分離された水は、比重効果の下、水の粘度で筐体２０９の内壁面に沿って下に流れる。従って、分離した液体は排水ボール２１９に集まる。

上記のように、水の粘度及び比重効果によって、筐体２０９の内壁面上をスラッジ物質を含有する液体が流れ、スラッジ物質を含有する液体は噴出したり、水の粘性の凝集現象によって気体ストリームと再び混合したりすることがない。従って、圧力の損失及び排出圧縮空気の液体のキャリーオーバなしにより良い圧縮空気の清浄効率が得られるという利点がある。

その一方で、圧縮空気のジェットパワーで操作することによる遠心インペラ及びスパイラル溝を用いた圧縮空気清浄器は、大気中の空気から汚染物質を除去するためのコンプレッサに連結した空気清浄器として使用することもできる。

空気圧系中で電気モータの回転力によって動作する遠心インペラ及びスパイラル溝を使用した圧縮空気清浄器の操作方法の別の実施例を、以下に説明する。

図９は、本発明による電気モータを使用する圧縮空気清浄器の別の実施例の斜視図である。電気モータの回転力で動作する圧縮空気清浄器は：筐体４０９内に設置したボルテックスシリンダ４１３と、渦流れを形成した後に遠心力で圧縮空気から液体を分離し、ラビリンス効果に基づいて圧縮空気の渦流れを維持しつつ、液体を排水するボルテックスシリンダ４１３の円周面上に形成したスパイラル溝４１６と、ボルテックスシリンダ４１３内に配置した電気モータ４３３と、電気モータ４３３のシャフト４３５上に取り付けた遠心インペラ４０８及びオーバドライバ４３６と、電気モータ４３３上に取り付けた自動コントローラ４３８と、電気モータ４３３のシャフト４３５上に配置し、電気配線を介して自動コントローラ４３８に接続したスピードセンサ４４９と、スパイラル溝４１６の底部側
でボルテックスシリンダ４１３の円周面上に形成した多重通気路４５０と、スパイラル溝４１６の底部側でボルテックスシリンダ４１３の円周面上に取り付けた排出口４３２と、ボルテックスシリンダ４１３の底部側に形成した中央排水ホール４２３と、スパイラル溝４１６の底部側に配置した排水プレート４２４と、排水プレート４２４上に形成した多重排水ホール４２２と、排水プレート４２４の底部側に配置した排水ボール４１９と、排水ボール４１９の底部側に排水トラップ４４１を連結するために取り付けた排水口４１１と、を具える。

図９に示すように、分離プレート４６０は、ボルテックスシリンダ４１３内の電気モータ４３３上で圧縮空気の流れを分離するように配置されている。

図９に示すように、スパイラル溝４１６の下方でボルテックスシリンダ４１３の円周面に形成した多重通気路４５０上のキャリーオーバ液体を防ぐためにスクリーン（図示せず）をかけるようにしてもよい。

図９に示すように、電気モータ４３３のシャフト４３５上に固定した遠心インペラ４０８は、スパイラル溝４１６の前に遠心渦流れを誘発する、軸流ファン、遠心流ファン、斜流ファン、シロッコファンを具える各種の回転ファンで置き換えることができる。

図９に示す通り、上記のように、遠心インペラ４０８を、インペラシャフト４３５を介して電気モータ４３３上に固定し、低速度の電気モータでもより高い回転速度で回転するようにオーバードライバ４３６上に遠心インペラ４０８を取り付けることができる。従って、インペラシャフト４３５の回転で、遠心ボルテックスストリームを発生するようにしてもよい。低い回転速度の電気モータを取り付ける場合、前記オーバードライバ４３６を設けることで、遠心インペラの速度を上げることができる。

更に、図９に示すように、速く強い気体ストリームの場合には、フィードバックシステムとして、ワンウェイクラッチとＲＰＭ（毎分回転数）センサ４４９の機能を有するオーバードライバ４３６を設置することで、電気モータ４３３の回転力を用いることなく、圧縮空気のジェットパワーで、遠心インペラ４０８を再び自由に回転させることができる。従って、遠心圧縮空気清浄器を操作して、主要な空気圧系の中央の小さな圧力差の下でさえ、常時高い遠心分離効率を維持することができる。低回転速度の電気モータを取り付ける場合に、前記オーバードライバ４３６を設けることで、遠心インペラ４０８の速度を上げることができる。

図１０は、本発明による電気モータを用いた圧縮空気清浄器の別の実施例の操作説明図である。筐体４０９内に形成した第２ボルテックスルーム５０４内のボルテックスシリンダ４１３の円周上に形成したスパイラル溝４１６のラインを通って、渦状に圧縮空気を流す。従って、矢印で示すように、圧縮空気と液体との間の異なる比重に基づいて、遠心力で圧縮空気から液体が分離される。

図９で第１ボルテックスルームを模式的に示すＢ−Ｂ、Ｃ−Ｃ、及びＤ−Ｄ断面図は、本発明による遠心圧縮空気清浄器の別の実施例について、図１の第２ボルテックスルームを模式的に示すＢ−Ｂ断面図、図１の第３ボルテックスルームを模式的に示すＣ−Ｃ断面図、及び、図１の多重液体排水ホールを模式的に示すＤ−Ｄ断面図を参照する。

更に、圧縮空気は、圧縮空気清浄器内部に流れ、次いで、遠心インペラ４０８及びスパイラル溝４１６で、遠心ボルテックスの流れ中に圧縮空気が形成され、更に、第２ボルテックスルーム５０４で、異なる比重（１：１０００、気体：液体、特に水）に基づいて、スラッジ物質を含有する液体が圧縮空気ストリームから分離される。

更に、スラッジ物質を含有する液体が、比重効果を用いて液体排水口４１１を通って、液体排水トラップ４４１で集まる。一方で、清浄気体、特に「フレッシュ圧縮空気」が排出され、第３ボルテックスルーム５０６から流出通気路４３２を通って、各種の空気工具（示さず）に供給される。ここでは、液体排水トラップ４４１は、業界で周知の空気工具としてスラッジ液体を排水し圧縮空気の漏れを防ぐのに用いられる。

図１０に示す通り、上記のように、第２ボルテックスルーム５０４は筐体４０９内に形成されている。従って、ボルテックス空気ストリームが、ラビリンス効果に基づいてスパイラル溝４１６に沿って形成される。従って、液体は、遠心力でボルテックス空気ストリームから分離され、筐体４０９の内壁に沿って、水の粘度で下に流れる。ここでは、液体排水ギャップがスパイラル溝４１６の円周面と筐体４０９の内壁との間に形成されており、ラビリンス効果に基づいてスパイラル溝４１６の円周側と筐体４０９の内壁との間にスパイラル通気路として液体排水ギャップが形成される。

一方、圧縮気体は、多重通気路４５０を通って、ボルテックスシリンダ４１３内の第３ボルテックスルーム５０６に流れる。これによって、残りの液体が、圧縮空気から分離され、より良く除湿することができる。ここでは、残りの液体は、中央排水ホール４２３を通って、排水され、従って、分離した液体が排水ボール４１９に集まる。従って、比重効果の下、水の粘度で筐体４０９の内壁面に沿って下に流れる。従って、分離した液体は、排水ボール４１９に集まる。

図１０に示す通り、上記のように、スラッジ物質を含有する液体は、水粘度及び比重効果によって、筐体４０９の内壁面上に流れる。ここでは、スラッジ物質を含有する液体が噴出したり、水の粘性の凝集現象に基づいて気体ストリームと再び混合したりすることがない。従って、圧力の損失及び排出圧縮空気中の液体のキャリーオーバが生じることなく、圧縮空気の清浄効率をより良くするという利点がある。

その一方で、電気モータの操作による、遠心インペラ及びスパイラル溝を用いた圧縮空気清浄器は、大気中の空気から汚染物質除去用のコンプレッサを連結して、空気清浄器として使用される。

上記のように、前記空気は、連続気体の形状の水蒸気、アンモニア、窒素、水素、オゾン、及び酸素等を具える気体を意味し、液体は、水、潤滑油、錆び、ほこり、及び炭素化物等を含んでいる。

最後に、本発明による遠心インペラ及びスパイラル溝を用いた圧縮空気清浄器は、最適な空気清浄効率にするために、冷却システムとともに取り付けて動作させてもよい。

産業上の利用可能性
前述の引用及びその他の先行技術に記載されているような従来の技術と比較すると、本発明による遠心インペラ及びスパイラル溝を用いた圧縮空気清浄器は、次の利点がある：フィルタを使用しない、炭酸を含むスラッジの目詰まりの問題がない、圧力損失が小さい優れたろ過効率を達成できる、省エネルギ、小さく単純でコンパクトな構造にできる、定期的なフィルタ交換のない永続的なサービス期間を提供できる、空気圧系の種々の工具の維持及び修繕費を軽減できる。

本発明による遠心インペラ及びスパイラル溝を用いる圧縮空気清浄器には、次に記載される改善点がある。

１．清浄効率の向上：圧力損失及びスラッジによる目詰まりなく、圧縮空気清浄効率を改善できる。従って、圧縮空気の渦流れが効果的に発生するので、ラビリンス効果に基づいてスパイラル溝の円周側と筐体の内壁との間の液体排水ギャップを設けることができ、更に、圧縮空気の渦流れからの遠心力を使って液体をより良く分離し、スパイラル溝の円周側と筐体の内壁との間の液体排水ギャップを通って、重力で液体排水ホールへと下方へ通過させることができる。更に、圧縮空気の渦流れは、ラビリンス効果に基づいてスパイラル溝の円周側と筐体の内壁との間の液体排水ギャップを通過することができない。従って、液体排水ギャップを形成して、スパイラル溝２１６の円周側と筐体２０９の内壁との間で圧縮空気から液体を分離し、スパイラル通気路を形成して、圧縮空気の渦流れを、ラビリンス効果に基づいてスパイラル溝の円周側と筐体の内壁との間を通過させる。

２．水平配管：通常、工業施設の水平管上に圧縮空気清浄器を取り付けることができる。従って、筐体の構造上に、水平に吸気ニップルと排気ニップルを配置するように改善される。これによって、吸気道２３１及び排気道２３２は、筐体２０９の円周面上に、同じレベルで水平に形成される。

３．両端を固定したシャフト：一端を固定した１本のアームシャフトは、その構造上、耐久力が不足しており、従って、両端を固定したシャフトは機械の寿命を改善する。

４．安い大量生産価格：安い大量生産価格と容易な保守で簡便化するように改善される。

５．部品数が少ない簡単な構造：フィルタ、多孔性分離シリンダを含む多数の複雑な部品が、圧縮空気清浄器のその構造からなくなる。従って、３つの主要な部品を基礎として大量生産によって改善される。

６．容易な保守：３つの主要な部品を基礎として組み立て及び解体を行うことで改善される。

シークエンスリスト
選択的に空欄。

図１は、本発明による遠心インペラ及びスパイラル溝を使用した圧縮空気清浄器を模式的に示す斜視図である； 図２は、本発明による遠心インペラを模式的に示す斜視図である； 図３は、本発明によるその両端を固定した中空シャフトを模式的に示す斜視図である； 図４は、本発明による圧縮空気清浄器を模式的に示す操作説明図である； 図５は、図１の第１ボルテックスルームを模式的に示すＡ−Ａ断面図である； 図６は、図１の第２ボルテックスルームを模式的に示すＢ−Ｂ断面図である； 図７は、図１の第３ボルテックスルームを模式的に示すＣ−Ｃ断面図である； 図８は、図１の多重液体排水ホールを模式的に示すＤ−Ｄ断面図である； 図９は、本発明による電気モータを用いた圧縮空気清浄器の別の実施例の斜視図である； 図１０は、本発明による電気モータを用いた圧縮空気清浄器の別の実施例の操作説明図である。

符号の説明

図中の主要な部品
２０８：遠心インペラ ２３４，２３６：ベアリング
２３５：中空シャフト ２１６：スパイラル溝
２５０：多重通気路 ２２２：多重排水ホール

Claims (15)

1. 圧縮空気のジェットパワーを用いて動作させる遠心インペラ及びスパイラル溝を用いた圧縮空気清浄器において：遠心インペラ２０８を圧縮空気を用いて前記筐体２０９内で回転させる筐体２０９を具え、当該筺体２０９にボルテックスが所定の距離の遠心力を有するように、円周面上にスパイラル溝２１６を形成したボルテックスシリンダ２１３が設けられており、前記筐体２０９が前記筐体２０９の内壁と、前記ボルテックスシリンダ２１３との間に配置した環状ボルテックスルームを有し、前記圧縮空気を前記環状ボルテックスルーム内を通過させて前記圧縮空気から液体を分離し、その後液体を分離した圧縮空気を前記ボルテックスシリンダ２１３に供給し、前記圧縮空気からさらに液体を分離し、その後清浄化した圧縮空気を前記ボルテックスシリンダ２１３から排出することを特徴とする圧縮空気清浄器。
2. 請求項１に記載の圧縮空気清浄器が：筐体２０９の円周面上に、同じレベルで水平に形成した、吸気道２３１に固定した吸気ニップル２９２と、排気道２３２に固定した排気ニップル２９４と、を具えることを特徴とする圧縮空気清浄器。
3. 請求項１に記載の圧縮空気清浄器が：その軸の方向を通って内部への圧縮通気路を有し、筐体２０９と排水ボール２１９との間に挿入された中空シャフト２３５を具えることを特徴とする圧縮空気清浄器。
4. 請求項１に記載の圧縮空気清浄器が：遠心インペラ２０８の代わりに使用される、中空シャフト２３５上に固定したスパイラル溝２１６の前に遠心渦流れを誘発するための軸流ファン、遠心流ファン、斜流ファン、シロッコファンを具える各種の回転ファンを具えることを特徴とする圧縮空気清浄器。
5. 請求項１に記載の圧縮空気清浄器が：傾斜角を有する吸気道２３１を通って、圧縮空気の渦流れを誘発するために筐体２０９の内部に形成した第１ボルテックスルーム３０２を具えることを特徴とする圧縮空気清浄器。
6. 請求項１に記載の圧縮空気清浄器が：筐体の内部に形成した第２ボルテックスルーム３０４と、スパイラル溝２１６の円周側と筐体２０９の内壁との間に形成した液体排水ギャップと、ラビリンス効果に基づいてスパイラル溝２１６の円周側と筐体２０９の内壁との間に形成したスパイラル通気路とを具えることを特徴とする圧縮空気清浄器。
7. 請求項１に記載の圧縮空気清浄器が：ボルテックスシリンダ２１３内に形成した第３ボルテックスルーム３０６を具えることを特徴とする圧縮空気清浄器。
8. 請求項１に記載の圧縮空気清浄器が：大気中の空気から汚染物質洗浄用にコンプレッサを連結した空気清浄器として使用されていることを特徴とする圧縮空気清浄器。
9. 電気モータの回転力で動作させる遠心インペラ及びスパイラル溝を用いた圧縮空気清浄器において：遠心インペラ４０８を圧縮空気を用いて前記筐体４０９内で回転させる筐体４０９を具え、当該筺体４０９にボルテックスが所定の距離の遠心力を有するように、円周面上にスパイラル溝４１６を形成したボルテックスシリンダ４１３が設けられており、前記筐体４０９が前記筐体４０９の内壁と前記ボルテックスシリンダ４１３との間に配置した環状ボルテックスルームを有し、前記圧縮空気を前記環状ボルテックスルーム内を通過させて前記圧縮空気から液体を分離し、その後液体を分離した圧縮空気を前記ボルテックスシリンダ４１３に供給し、前記圧縮空気からさらに液体を分離し、その後清浄化した圧縮空気を前記ボルテックスシリンダ４１３から排出することを特徴とする圧縮空気清浄器。
10. 請求項９に記載の圧縮空気清浄器が：遠心インペラ４０８の代わりに使用される、電気モータ４３３のシャフトに固定したスパイラル溝４１６の前に遠心渦流れを誘発するための遠心流ファン、斜流ファン、シロッコファンを具えることを特徴とする圧縮空気清浄器。
11. 請求項９に記載の圧縮空気清浄器が：一方向クラッチ及びトランスミッションとして電気モータ４３３のシャフト４３５上に設置したオーバドライバ４３６を具えることを特徴とする圧縮空気清浄器。
12. 請求項９に記載の圧縮空気清浄器が：筐体４０９内部に形成した第２ボルテックスルーム５０４と、スパイラル溝４１６の円周側と筐体４０９の内壁との間に形成した液体排水ギャップと、ラビリンス効果に基づいてスパイラル溝４１６の円周側と筐体４０９の内壁との間に形成したスパイラル通気路とを具えることを特徴とする圧縮空気清浄器。
13. 請求項９に記載の圧縮空気清浄器が：ボルテックスシリンダ４１３内に形成した第３ボルテックスルーム５０６を具えることを特徴とする圧縮空気清浄器。
14. 請求項９に記載の圧縮空気清浄器が：液体トラップ４４１を通って液体を排水するための液体ボール４１９の底部上の中央に設置した排水口を具えることを特徴とする圧縮空気清浄器。
15. 請求項９に記載の圧縮空気清浄器が：大気中の空気から汚染物質洗浄用にコンプレッサを連結した空気清浄器として使用されていることを特徴とする圧縮空気清浄器。

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