JP5666558B2 - 液体分離器 - Google Patents

Description

本発明は、液体分離器に関するものである。

特に、本発明は、必ず必要というわけではないが、望ましくは円筒形の、容器が設けられた液体分離器であって、この容器は液体／気体混合物のための入口を備え、さらにこの容器は処理後の気体を排出するための出口が設けられた蓋によって上部が封止された空間を画成し、上記空間には、一方において、上記出口の周囲に、上記蓋から延在する管が設けられ、他方において、上記出口の周囲に、上記蓋から延在する微細フィルタが設けられることによって、該管と該微細フィルタとの間に出口ゾーンが画成されるようにした液体分離器に関するものである。

前記管と前記容器の側壁との間に入口ゾーンが画成され、処理対象の液体／気体混合物が入口ゾーンを通って案内されることによって、第１の分離段階がこの入口ゾーンで発生するようになっている。

液体／気体混合物は強制的に管の遠端を回り込まされ、これにより方向を変えるため、第２の分離段階が上記入口ゾーンの底部で発生する。

上記微細フィルタは、フィルタ材を備えたジャケットと、微細フィルタの底部を封止するフィルタ蓋とで形成してもよい。微細フィルタを通って流れる間に、第３の分離段階が発生する。

上記出口ゾーンは、安全弁を介して外部環境に通じている。

過剰な圧力が容器内に発生するとすぐに、安全弁が開き、液体／気体混合物を噴出させる。この結果、容器内の圧力が正常な状態になる。

入口ゾーンからの混合物の噴出は適切ではない。なぜならば、そのような場合には、入口ゾーン内の混合物は出口ゾーン内の混合物より多くの液体を含んでいるため、安全弁を通常よりもかなり大きくする必要があるからである。

微細フィルタを通過した後の混合物の噴出も、圧力降下が微細フィルタ全体に広がることを考えると、許されない。

在来のものは、安全弁が、管の開口部を介して出口ゾーンに通じるようにしてある。

このための不具合の１つは、既存の許容誤差のため、入口ゾーンを出口ゾーンから完全には分離できないことである。この結果、漏洩流が発生し、液体／気体混合物が入口ゾーンから管の上記開口部を通って出口ゾーンに流れる。

このような漏洩流は都合が悪い。その理由は、第１及び第２の分離段階を経ていない液体／気体混合物の上記漏洩流に微細フィルタが直接接触するため、微細フィルタが急速に液体で飽和状態となり、上記微細フィルタの寿命に不都合な影響を及ぼすからである。

さらに、漏洩流の存在により、安全弁は、入口ゾーンから入ってきた液体／気体混合物の一部を噴出させることになる。ただし、安全弁は、上記入口ゾーンから直接到来した、このような濾過されていない混合物を噴出させるような寸法設計はされていない。

これにより、最初の２つの分離段階が省かれることになり、これが液体分離器の性能に不都合であることは明らかである。

管の開口部と安全弁との間の距離はできるだけ小さくした方が論理に適う。従って、在来のものは、安全弁が容器の側壁に取り付けられている。

容器の側面に安全弁を取り付けると、いびつな形状のすでに知られているような液体分離器になる。これは、より大きなシステムに液体分離器を組み込むことを可能にする方法には相当な制限があることを意味する。

本発明は、上記及び／又は他の不都合の１つまたはいくつかを解消するために、筐体を有する容器を備えた液体分離器であって、該筐体は液体／気体混合物のための入口を備え、該筐体は処理後の気体を排出するための出口が設けられた蓋によって上部が封止された空間を画成し、該空間には、一方において、上記蓋から延在する管が上記出口の周囲に設けられ、他方において、上記蓋から延在する微細フィルタが上記出口の周囲に設けられることによって、該管と該微細フィルタとの間に出口ゾーンが画成され、この出口ゾーンが安全弁によって外部環境に通じるようにした液体分離器において、本発明の特定の特徴によると、前記安全弁が前記蓋内の通路を介して上記出口ゾーンに通じている液体分離器を提供するものである。

本発明によるこのような液体分離器の利点は、安全弁が出口ゾーンに通じるための開口部を管に設ける必要がないことである。この結果、入口ゾーンから出口ゾーンに流れる混合物の漏洩流が上記開口部を通って発生しないことになる。

上記の特徴は、本発明による液体分離器の性能および寿命に実際的な効果を与えることは明らかである

本発明による液体分離器の別の利点は、従来の液体分離器の場合より、製造および組立に要する作業が少ないことである。

好適な一実施形態によると、安全弁は蓋に固定されるが、例えば安全弁を通路内に螺着するためのねじ付きニップルを安全弁に設けることによって、蓋内の上記通路内に直接固定するのが望ましい。

このようにすると、安全弁が液体分離器の外形寸法に目立った影響を及ぼさないため、コンパクトな液体分離器が得られるようになる点で好都合である。

その液体分離器はその標準形状を維持することにもなるため、この液体分離器をより大きなシステムの中に一体化させることが容易になる。

本発明の別の好適な特徴によると、蓋と筐体との間に第１の封止リングが設けられている。

それについて１つの利点は、液体分離器の稼働中、外部環境への漏洩流が一切発生し得ないことである。

本発明の別の好適な特徴は、容器の側壁の上部に切り込みが設けられ、微細フィルタの上部に外向きのフランジが設けられ、そのフランジが上記切り込みによって保持されることである。ここで、上記蓋と微細フィルタのフランジとの間に第２の封止リングを設けるのが望ましい。

これによる利点の１つは、最終的に処理された気体が、液体分離器の入口ゾーンおよび／または出口ゾーンから到来する液体／気体混合物と混じり合って汚染されることがないことである。

この結果として液体分離器の性能が向上することは明らかである。

本発明の特徴をより良く説明するために、以下の添付図面を参照しながら、本発明による液体分離器の以下の好適な実施形態をあくまでも非限定的な単なる例として説明する。

本発明による液体分離器を斜視図で模式的に示したものである。 図１による液体分離器を蓋なしに示したものである。 図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。 図３の矢印Ｆ４が指し示す部分の詳細図である。

各図に示されているような液体分離器１は、容器２を備える。この場合、容器２は、液体／気体混合物のための接線方向の入り口４を備えた円筒形の筐体３と、筐体３内の中心に位置付けられた、フィルタ材料を備えたジャケット６を有する微細フィルタ５とを備える。

本発明によると、上記筐体３は必ずしも円筒形である必要はなく、他の形状も有し得る。なお、入口４を必ずしも接線方向に位置付ける必要はなく、他の方向、例えば半径方向、でも具現化し得ることに留意すべきである。

微細フィルタ５は、この場合、筐体３の中心に設けられているが、本発明によると厳密にはそうする必要があるというわけではない。ジャケット６付きの微細フィルタ５の実施形態を例として説明するが、本発明は微細フィルタ５のこのような実施形態に限定されない。使用可能な微細フィルタ５の一例は、コアレッセンスフィルタである。

筐体３は１つの空間を画成する。この空間は、処理後の気体を排出するための出口８が設けられた蓋７によって上部が封止され、さらに、この場合は、分離された液体のための廃液路１０を備え得る底部９によって下部が限定される。

当然のことながら、廃液路１０は、必ずしも上記底部９を貫いて延在する必要はなく、筐体３の円筒形の側壁を貫通してもよく、あるいは蓋７を貫通してもよい。後者の２つの場合は、例えば、分離された液体を液体分離器１の底部から吸い込む「廃液ライン」と称されるものを液体分離器１に設けてもよい。

さらに、液体分離器１は、上記出口８の周囲に、上記空間内に延在する管１１を備える。管１１は、必ず必要というわけではないが、筐体３の軸方向に、または実質的にこの軸方向に、蓋７から底部９手前のある一定の距離まで延在する。

上記管１１は、容器２の側壁と微細フィルタ５との間、特に上記側壁と微細フィルタ５のジャケット６との間、に配置される。管１１はその上部に鍔部１２を備え、この鍔部１２によって管１１は液体分離器１内に固定される。

この例において、容器２の側壁は、上部において肉厚化されて実質的に半径方向に、この場合は管１１まで、延在する。さらに、容器２の側壁は、その上部に切り込み１３または環状溝を備え、それによって、本例における管１１の上記鍔部１２が保持される。

本発明は、管１１のこの取り付け方法に限定されない。蓋７及び／又は容器２の側壁への管１１の接続は、多くの異なる方法で行うことができ、例えばこの管１１を蓋７に溶接、接着することによって、あるいは上記管１１の上部を圧入によって圧締することによって、あるいはスナップ式に取り付けること等によって接続することができる。

さらに、微細フィルタ５は、この場合、半径方向に延在して上記切り込み１３に入り込み、管１１の鍔部１２に接触する外向きのフランジ１４をその上部に備える。

微細フィルタ５は、その底部において、フィルタ蓋１５によって封止される。

蓋７と容器２の壁の肉厚部分との間には、Ｏリング形状の第１の封止リング１６が配置される。第１の封止リング１６は、筐体３に対する蓋７の接触面内の環状溝１７に設けられる。同じくＯリング形状の第２の封止リング１８が蓋７と微細フィルタ５のフランジ１４との間に設けられることが望ましい。

本発明による液体分離器１の一変形例によると、図面には示されていないが、側壁の上記肉厚部分を内向きの上縁に置き換えることも、あるいはこの肉厚部分を省くこともできる。

蓋７は、微細フィルタ５のフランジ１４の対応する開口部２０を介して微細フィルタ５と管１１との間の空間に直接開く通路１９を備える。

この例において、上記通路１９は、安全弁２１が固定されるねじ山を備える。安全弁２１は、例えば安全弁２１を通路１９内にねじ込むためのねじ付きニップルによって固定される。

当然のことながら、上記安全弁２１は、多くの異なる方法で通路１９内に固定可能であり、あるいは後者に連結可能であるため、本発明はこのようなねじ結合の使用に限定されない。

微細フィルタ５のフランジ１４の開口部２０は、好ましくは第１の封止リング１６と第２の封止リング１８との間に位置付けられ、蓋７内の通路１９に設けられる。

本発明のポイントは、安全弁２１が蓋７内の通路１９を介して上記出口ゾーンに通じるようにしたこと、すなわち管１１に開口部を設けないようにしたことにある。

本発明による液体分離器１の動作は、以下のとおり、極めて単純である。

液体／気体混合物、実際には例えば油噴射式コンプレッサから入ってくる油／空気混合物で構成され得る混合物は、容器２の上部において接線方向の入り口４から入口ゾーンに導かれる。入口ゾーンは容器の側壁２と管１１との間にある。

各図に示されているような液体分離器１の姿勢においては、液体／気体混合物を接線方向に容器２に導き入れることによって、液体／気体混合物は入口ゾーンを通って上部から底部まで流れるのが望ましい。この場合、液体／気体混合物は容器の円筒状側壁２をたどる。上記の下降運動中、上記混合物は容器２の周長の数倍の距離を移動する。

遠心力により、混合物中のより重い液体粒子は容器の側壁２に到達し、この結果、上記粒子はその後、容器の上記側壁２に沿って流れ落ちる。

混合物が入口ゾーンの底部に位置するや否や、第１の分離段階は終了する。この第１の分離段階中に分離された液体は容器２の底部に集められる。

第１の分離フェーズの最後に、入口ゾーンの底部において、混合物は管１１の自由端を回り込み、それ以降その上昇経路を進み続ける。

これにより、液体／気体混合物は、管１１と微細フィルタ５のジャケット６との間にある、出口ゾーンとも称される、空間に到達する。

この混合物は慣性により１８０度に曲ることを余儀なくされるため、より重い液体粒子はその下降運動を継続する。これにより、第２の分離段階が発生する。分離された液体は、容器２の底部に集められる。

前記混合物を前記出口ゾーンから微細フィルタ５のジャケット６を通して上方に送ることによって、第３の、すなわち最後の、分離段階が実現される。微細フィルタ５は、残っている液体を混合物から取り出す。この結果、最終的に液体含有量が未処理の混合物より約９９．９９％少ない混合物になる。

微細フィルタ５を通過した後、混合物は最終ゾーンに達し、その後、処理後の気体は蓋７内の出口８を通って液体分離器１を出る。次に、この気体を下流の用途に、例えば圧縮空気の場合は圧縮空気の用途に、用いることができる。

状況により、例えば容器２の後続システムに気体の通過を阻む障害が発生した場合、容器２内の圧力は急激に上昇し得る。

したがって、容器２には安全弁２１が設けられる。容器２内の圧力が異常に高くなると、安全弁２１が開き、この結果、容器２内の圧力は公称値にまで下がる。

したがって、過剰な圧力が発生した場合は、導入部で言及した理由により、安全弁２１は出口ゾーンから到来した液体／気体混合物を外部環境に噴出させることが不可欠である。

これを可能にするために、本発明によると、安全弁２１は蓋７内の通路１９を介して出口ゾーンに通じている。このことによる有利な効果は、安全弁２１を出口ゾーンに接続するための開口部を管１１に設ける必要がないことである。

安全弁２１は、蓋７に固定されることが望ましい。これは、液体分離器１のコンパクト化に好都合である。

微細フィルタ５のフランジ１４は、開口部２０を備える。開口部２０は、図３および図４に示すように、蓋７内の通路１９に設けられる。これにより、過剰な圧力が液体分離器１内に発生した場合は、出口ゾーンから上記開口部２０を介して、また蓋７内の通路１９を介して、安全弁２１から混合物を噴出させることができる。

図３および図４は、微細フィルタ５のフランジ１４の開口部２０が第１および第２の封止リング１６および１８の間に位置することも示している。

第１および第２の封止リング１６、１８をそれぞれ設けることによって、内部漏洩流が回避されると共に、混合物が蓋７と容器２との間にある空間を通って流出し得ないという大きな利点を提供する。

管１１の鍔部１２並びに微細フィルタ５のフランジ１４は、容器の側壁２に設けられた切り込み１３に接触する。これにより、上記フランジ１４は鍔部１２に載る。

液体分離器１の取り付け中、蓋７は第２の封止リング１８を介して微細フィルタ５のフランジ１４に力を加える。この結果、管１１の鍔部１２は、上記フランジ１４と容器の壁との間に圧締される。

これにより、容器２と管１１との間に金属封止が得られ、この結果、入口ゾーンから出口ゾーンへの混合物の漏洩流が回避される。

好適な一実施形態によると、微細フィルタ５のフランジ１４の開口部２０が蓋７内の通路１９に向い合せに位置付けられるように、液体分離器１は、微細フィルタ５を容器２内の単一の可能な位置に取り付け可能にする位置決め手段を備える。

図２は、このような実施形態を示す。この実施形態においては、微細フィルタ５のフランジ１４に設けられた３つの凹部２３と協働する３つの係止要素２２が切り込み１３に設けられる。

上記位置決め手段の使用により、微細フィルタ５のフランジ１４の開口部２０は、取り付け後に、蓋７内の通路１９に位置付けられることが保証される。これは、完全な噴出容量を確保するために必要である。

安全弁２１は蓋７の上方に固定されるため、上記安全弁２１を直立に取り付けることができる。これにより、凝縮水が安全弁２１内に残らないため、安全弁２１の腐食の危険性が最小化される。

本発明は、例として説明され、かつ添付図面に示された各実施形態に限定されるものでは決してなく、本発明によるこのような液体分離器は、本発明の範囲内で、さまざまな変形例および多くの形状および寸法により製造可能である。

Claims (12)

1. 筐体（３）を有する容器（２）を備えた液体分離器であって、該筐体（３）は液体／気体混合物のための入口（４）を備え、さらに処理後の気体を排出するための出口（８）が設けられた蓋（７）によって上部が封止された空間を画成し、該空間には、一方において、上記蓋（７）から該空間内に延在する管（１１）が上記出口（８）の周囲に設けられ、他方において、上記蓋（７）から前記空間内に延在する微細フィルタ（５）が上記出口（８）の周囲に設けられることによって、前記管（１１）と前記微細フィルタ（５）との間に出口ゾーンが画成され、該出口ゾーンが安全弁（２１）を介して外部環境に通じている液体分離器において、前記安全弁（２１）が前記蓋（７）内の通路（１９）を介して上記出口ゾーンに通じていることを特徴とする液体分離器。
2. 前記安全弁（２１）は前記蓋（７）に固定されることを特徴とする、請求項１に記載の液体分離器。
3. 前記蓋（７）と前記筐体（３）との間に第１の封止リング（１６）が設けられることを特徴とする、請求項１又は２に記載の液体分離器。
4. 前記容器（２）の側壁はその上部に切り込み（１３）を備え、前記微細フィルタ（５）は上記切り込み（１３）内に保持される外向きのフランジ（１４）をその上部に備えることを特徴とする、請求項１乃至３の何れか１項に記載の液体分離器。
5. 上記フランジ（１４）は、前記蓋（７）内の前記通路（１９）に向い合わせに位置付けられる開口部（２０）を備えることを特徴とする、請求項４に記載の液体分離器。
6. 第２の封止リング（１８）が前記蓋（７）と前記微細フィルタ（５）の前記フランジ（１４）との間に設けられることを特徴とする、請求項４に記載の液体分離器。
7. 前記微細フィルタ（５）の前記フランジ（１４）の開口部（２０）は、前記第２の封止リング（１８）より半径方向外側に配置されることを特徴とする、請求項６に記載の液体分離器。
8. 請求項３に記載の液体分離器おいて、前記容器（２）の側壁はその上部に切り込み（１３）を備え、前記微細フィルタ（５）は上記切り込み（１３）内に保持される外向きのフランジ（１４）をその上部に備え、第２の封止リング（１８）が前記蓋（７）と前記微細フィルタ（５）の前記フランジ（１４）との間に設けられ、前記微細フィルタ（５）のフランジ（１４）の開口部（２０）は、半径方向に沿って前記第１（１６）と第２の封止リング（１８）の間に配置されることを特徴とする、液体分離器。
9. この液体分離器は、前記微細フィルタ（５）の前記フランジ（１４）の前記開口部（２０）が前記蓋（７）内の前記通路（１９）に向い合せに配置されるように、前記微細フィルタ（５）を前記容器（２）内の可能な単一位置に取り付け可能にする位置決め手段を備えることを特徴とする、請求項５に記載の液体分離器。
10. 前記管（１１）は、前記切り込み（１３）に接触する鍔部（１２）をその上部に備えることを特徴とする、請求項４に記載の液体分離器。
11. 前記微細フィルタ（５）の前記フランジ（１４）は前記鍔部（１２）に載ることを特徴とする、請求項１０に記載の液体分離器。
12. 請求項３に記載の液体分離器おいて、前記容器（２）の側壁はその上部に切り込み（１３）を備え、前記微細フィルタ（５）は上記切り込み（１３）内に保持される外向きのフランジ（１４）をその上部に備え、第２の封止リング（１８）が前記蓋（７）と前記微細フィルタ（５）の前記フランジ（１４）との間に設けられ、前記封止リング（１６および１８）はＯリング型であり、前記蓋（７）と前記筐体（３）との間、前記蓋（７）と前記微細フィルタ（５）のフランジ（１４）との間にそれぞれ圧締されることを特徴とする、液体分離器。

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