JP5840628B2 - エアドライヤカートリッジ及びエアドライヤカートリッジを運転する方法 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮空気供給装置、特に商用車両の圧縮空気供給装置のためのエアドライヤカートリッジ（Ｌｕｆｔｔｒｏｃｋｎｅｒｐａｔｒｏｎｅ）であって、乾燥剤で満たされた乾燥剤ボックスを備え、乾燥剤ボックスが軸方向で圧縮空気供給装置の接続フランジに連結可能であり、乾燥剤ボックスに、逆止弁として設計されたシールが配置されており、シールは、エアドライヤカートリッジの組み立てられた状態で、乾燥剤ボックスと接続フランジとの間をシールするように働く、エアドライヤカートリッジに関する。

さらに本発明は、圧縮空気供給装置、特に商用車両の圧縮空気供給装置のエアドライヤカートリッジを運転する方法に関する。

エアドライヤカートリッジは、消耗品として、圧縮空気供給装置（略称ＥＡＣ）のための圧縮空気提供あるいは圧縮空気処理の枠内で、特に商用車両の分野において必要とされる。商用車両の分野では、エアドライヤカートリッジは、生成した圧縮空気をオイル粒子及び汚れ粒子を除去して清浄化し、かつ圧縮空気を乾燥させるために使用される。

使用するエアドライヤカートリッジの耐久性を高めるために、従来技術における圧縮空気供給装置は、エアドライヤカートリッジを、既に処理された圧縮空気の管理された逆流によって再生する可能性を提供する。この種の再生期間中、エアドライヤカートリッジ内に集められた湿分その他汚れは、パージされて排出される。

図２は、従来技術における相応の圧縮空気供給装置の斜視断面図である。図示の圧縮空気供給装置１０は、弁ハウジング１２及びエアドライヤカートリッジ１４を有している。エアドライヤカートリッジ１４、あるいはエアドライヤカートリッジ１４のハウジング２８は、シール３０を介して直接弁ハウジング１２に連通している。バヨネットリング３２により、シール３０に作用する封止力が提供される。エアドライヤカートリッジ１４のハウジング２８内には、乾燥剤ボックス２６が配置されている。

圧縮空気供給装置１０の使用時、圧縮空気は、弁ハウジング１２の入口３４を通して弁ハウジング１２に流入する。圧縮空気は、プレフィルタ３６を通して案内され、次に乾燥剤ボックス２６の外面とハウジング２８の内面との間の中間スペース内を、乾燥剤ボックス２６の上側の空間３８に向かって流動する。乾燥剤ボックス２６の上面には、多数の開口４０が設けられている。開口４０は、乾燥剤ボックス２６の上側の空間３８を乾燥剤ボックスの内部に接続している。特に圧縮空気は、空間３８から開口４０と、乾燥剤ボックス２６の第１のラビリンス領域４２とを介して、乾燥剤ボックス２６の下側の領域に流入する。下側の領域で空気は、その後変向されて、第２のラビリンス領域４４に流入する。第２のラビリンス領域４４を上方に案内されて、圧縮空気は、上側の領域において再び変向され、その後、中央のラビリンス領域４６を通して再び下方に、弁ハウジング１２に向かって流動する。これにより、乾燥された圧縮空気が、弁ハウジング１２の空気案内部に提供され、そこから、圧縮空気を消費する機器へと供給され得る。乾燥剤ボックス２６には、圧縮空気を乾燥させる目的で、乾燥剤として機能する顆粒が充填されている。プレフィルタ３６は、比較的粗い汚れに関して圧縮空気を清浄化するために役立つ。図１には示していない別のフィルタ装置が、圧縮空気の流動方向で見てプレフィルタ３６の下流に配置されており、さらに圧縮空気をその他の汚れ、特にオイル等から解放することができる。オイルは、エアドライヤカートリッジ１４の領域において、図１には示していない集合通路内に集合する。集合通路からオイルは、圧縮空気供給装置１０内の適当な圧力状況時、パージ通路４８及び逆止弁２２を介して弁ハウジング１２に、そして弁ハウジング１２から排出口へと流出可能である。逆止弁２２は、ダイヤフラム弁として設計可能である。ダイヤフラムは、排出すべき異物の化学的な負荷に長期間にわたって耐える材料から製造されていることが望ましい。

図３は、例えば、従来技術における圧縮空気供給装置１０の弁ハウジング１２とエアドライヤカートリッジ１４との間の界面の概略図である。図３には、圧縮空気の清浄化及び異物粒子の排出に関与するコンポーネントの配置が概略的に示してある。圧縮空気５０は、まずプレフィルタ３６を通流し、次にフィルタ装置１６を通流する。フィルタ装置１６は、好ましくはコアレッシングフィルタ（Ｋｏａｌｅｓｚｅｎｚｆｉｌｔｅｒ）として設計されている。コアレッシングフィルタ１６により分離された異物粒子は、流動方向で見てコアレッシングフィルタ１６の下流で集合通路２４に集合する。圧縮空気の流動方向で見てフィルタ装置１６の上流に存在するすべての領域は、プレフィルタ領域１８と称呼される一方、フィルタ装置１６の下流の領域は、アフタフィルタ領域２０と称呼される。弁ハウジング１２内には、パージ通路４８が設けられている。パージ通路４８は、シールを介して集合通路２４に連通している。パージ通路４８の端部は、逆止弁２２により封止される。逆止弁２２は、圧縮空気圧送期間中、パージ通路４８を閉鎖する。圧縮空気圧送期間において、プレフィルタ領域１８内の圧力は、アフタフィルタ領域２０内の圧力を一般に上回る。しかし、排出弁が開放されて、プレフィルタ領域１８内の圧力降下が生じると、アフタフィルタ領域２０内の圧力が、プレフィルタ領域１８内の圧力を上回る。したがって、逆止弁２２は開弁する。これにより、集合通路２４内に集められた異物粒子は、逆止弁２２を介して吐出される。パージ通路４８は、完全に弁ハウジング内に配置されていることができ、集合通路２４にシール５２を介して接続されている。その際、圧密の接続が集合通路２４と弁ハウジングとの間に提供されていることが重要である。それにより、相応の圧力状況において、上記の異物粒子の吐出が実施可能である。

逆止弁２２は、集合通路２４より明らかに低位に配置されている。こうして、圧縮空気供給装置の傾斜位置も、これにより集合通路２４を完全に空にする可能性をなくすことなく、可能となる。特に、１５゜までの車両の傾きは、集合通路２４を完全に空にすることを妨げない。

図２及び図３に示したエアドライヤカートリッジは、乾燥剤ボックスをハウジング内に固定するベースプレートなしに製造されている。これにより、特にエアドライヤカートリッジのハウジングが直接再利用可能であるため、エアドライヤカートリッジのリサイクルを容易にすることができる。この構造の直接的な結果として、再生のために必要な逆止弁が、エアドライヤカートリッジから弁ハウジングの内部へと移動されている。しかし、この構成における構造に起因した欠点は、逆止弁がもはやエアドライヤカートリッジとともに交換されず、汚れ及びオイル粒子との継続的な接触のため、圧縮空気供給装置の弁ハウジング内に配置されるその他のコンポーネントの耐用時間を達成するために相応に頑強に設計されていなければならないことにある。

国際公開第２００９／０４３４２７号パンフレット及びドイツ連邦共和国特許第１０２００５０３９０５９号明細書は、ベースプレートを備えるエアフィルタカートリッジを開示している。逆止弁として構成されたシールは、エアフィルタカートリッジの内部に配置されている。

さらにドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００７０４６１６７号明細書において公知のエアフィルタカートリッジでは、逆止弁として機能するシールが、エアフィルタカートリッジの乾燥剤ボックスと弁ハウジングの接続フランジとの間を封止している。

これに応じて本発明の課題は、圧縮空気供給装置の製造に要するコストあるいは手間を軽減すると同時に、この圧縮空気供給装置の運転信頼性を改善することである。

この課題は、独立請求項の特徴により解決される。

本発明は、独立請求項の前提部に記載のエアドライヤカートリッジにおいて、シールが、フレキシブルなリップを備えるＵ字形の横断面輪郭を有していることに基づく。こうして、再生のために必要な逆止弁は、エアドライヤカートリッジとともに交換可能である。その際、逆止弁が簡単なシールとして形成可能であると同時に、エアドライヤカートリッジが依然として、乾燥剤ボックスを収容するハウジングの再利用を可能にするために、画成するベースフラップなしで済むことは、特に有利であることが判っている。

シールのフレキシブルなリップは、半径方向で軸方向に対して垂直に、逆止弁としての機能性を提供するために可動であるようになっていてもよい。

好ましくは、シールが、軸方向に対して垂直に一平面を規定しており、この平面内に、オイル溜めとして機能する領域が、シールに対して半径方向に間隔を置いて配置されているようになっていてもよい。この構造により、再生期間外で、逆止弁が、その間にオイル溜めに貯蔵された汚れ粒子による負荷を被ることはなくなる。

さらに、オイル溜めは、圧縮空気供給装置の接続フランジの領域に配置されており、組み立てられた状態でエアドライヤカートリッジによりカバーされているようになっていてもよい。こうして、エアドライヤカートリッジの交換時、オイル溜めへの容易な接近が可能となり、これに応じて、オイル溜めは、簡単に、例えば単純な払拭により、クリーニング可能である。

さらに本発明は、圧縮空気供給装置、特に商用車両の圧縮空気供給装置のエアドライヤカートリッジを運転する方法であって、フレキシブルなリップを備えるＵ字形の横断面輪郭を有する、乾燥剤ボックスに配置されるシールにより、圧縮空気供給装置の圧送期間中、圧縮空気供給装置の接続フランジと乾燥剤ボックスとの間を封止せしめ、かつ乾燥剤ボックスに配置されるシールにより、圧縮空気供給装置のパージ期間中、接続フランジと乾燥剤ボックスとの間で空気の管理された流出を可能にすることを特徴とする、エアドライヤカートリッジを運転する方法に係る。こうして、本発明に係るエアドライヤカートリッジの利点及び特徴は、方法の枠内でも実現される。

このことは、本発明に係る方法の、以下に説明する特に有利な態様にも当てはまる。

本発明に係る方法は、好ましくは、エアドライヤカートリッジが、軸方向で圧縮空気供給装置に連結可能であり、シールにより、軸方向に対して垂直な、半径方向での空気の管理された流出を可能にすることにより改良されている。その際、空気の流出とは、一方の領域から他方の領域へのシールを介した逃げ若しくは漏出又は越流と解される。

好ましくは、エアドライヤカートリッジを組み立てたとき、接続フランジの領域に配置されたオイル溜めをエアドライヤカートリッジによりカバーするようにしてもよい。

以下に、本発明について、添付の図面を参照しながら有利な実施の形態を基に例示的に説明する。

本発明に係るエアドライヤカートリッジの断面図である。 従来技術におけるエアドライヤカートリッジを備える圧縮空気供給装置の斜視断面図である。 従来技術における圧縮空気供給装置の弁ハウジングとエアドライヤカートリッジとの間の界面の概略図である。 本発明に係るエアドライヤカートリッジの一部の拡大断面図である。

以下の図面の説明において、同一の符号は、同一の又は対比可能なコンポーネントを指している。

図１は、本発明に係るエアドライヤカートリッジの断面図である。エアドライヤカートリッジの構造は、実質的に回転対称であるため、カートリッジの左半分のみを図示してある。図２の既知のエアドライヤカートリッジとは異なり、図１に示す、圧縮空気供給装置１０の弁ハウジング１２に取り付けられているエアドライヤカートリッジ１４は、逆止弁として設計されているシール２２′を有している。この目的のためにシール２２′は、Ｕ字形の輪郭を備えて形成されており、フレキシブルなリップ５８を有している。フレキシブルなリップ５８は、半径方向６０で、軸方向５４に対して垂直に可動である。エアドライヤカートリッジ１４は、軸方向５４で圧縮空気供給装置１０の弁ハウジング１２の接続フランジ５６に組み付け可能である。圧縮空気圧送期間中、未処理の圧縮空気は、既に図２との関連で説明したように、プレフィルタ３６とフィルタ装置１６とを介してエアドライヤカートリッジ１４に流入する。その際に発生する圧力降下は、シール２２′のＵ字形の輪郭を半径方向６０で接続フランジ５６に圧着せしめる。その結果、シール２２′によって乾燥剤ボックス２６と接続フランジ５６との間で実現される逆止弁は、閉鎖されている。フィルタ装置１６内で分離されたオイル粒子及び汚れ粒子は、重力の影響下で、フィルタ装置１６の、ハウジング２８に面した側で、下方に降下し、オイル溜め６２の領域に集合する。オイル溜め６２は、シール２２′の平面内でシール３０とシール２２′との間に配置されている。

再生期間中、エアドライヤカートリッジ１４内部の流動状況は反転する。処理済みの圧縮空気は、逆方向にフィルタ装置１６を通流し、図示しない出口を介して弁ハウジング１２から抜かれる。フィルタ装置１６内に存在するオイル粒子及び汚れ粒子は、連行される。この空気流動の反転は、同時に、シール２２′のフレキシブルなリップ５８が半径方向６０で接続フランジ５６に押し付けられないように働き、その結果、逆止弁として形成されたシール２２′は、開弁し、オイル溜め６２内に貯蔵されたオイル粒子及び汚れ粒子は、フィルタ装置１６を迂回して、やはり、流出する空気流へと供給可能である。

エアドライヤカートリッジ１４を、バヨネットリング３２の除去後、接続フランジ５６から軸方向５４で持ち上げると、軸方向５４で直接オイル溜め６２へのアクセスが可能となる。これにより、例えばオイル溜め６２を手でクリーニングすることが可能となる。

シール２２′は、乾燥剤ボックス２６に、例えば単純なスナップ式の嵌合により固定されている。図示のエアドライヤカートリッジ１４では、乾燥剤ボックス２６は、乾燥剤ボックス２６に固定されたシール２２′とともにハウジング２８から取り外し可能である。ハウジング２８は、直接再利用可能である。

図２及び図３については、既に導入部で説明した通りである。

図４は、本発明に係るエアドライヤカートリッジの部分拡大図である。図４には、接続フランジ５６の、オイル溜まり６２を包囲する領域を拡大して示してある。図１と同様、軸方向５４に対して実質的に回転対称に形成された接続フランジ５６の片側のみを図示してある。圧縮空気圧送期間中、シール２２′のフレキシブルなリップ５８は、その場を支配している圧力状況に基づいて、半径方向６０で外方に、すなわち図４に関して右方向に接続フランジ５６に圧着される。これにより、シール２２′は、乾燥剤ボックス２６と接続フランジ５６との間を封止する。再生期間中は圧力状況が変化するので、フレキシブルなリップ５８は、半径方向６０で内方に押圧される。このことは、図４に関して左方向へのフレキシブルなリップ５８の変位に相当する。その結果、圧縮空気を、管理された状態で乾燥剤ボックス２６と接続フランジ５６との間から逃がすことができ、このとき、オイル溜め６２内に貯蔵されたオイル粒子及び汚れ粒子が連行される。

本発明の明細書、図面及び特許請求の範囲に開示される特徴は、単独でも、任意の組み合わせでも、本発明の実現にとって本質的な特徴であり得る。

１０ 圧縮空気供給装置
１２ 弁ハウジング
１４ エアドライヤカートリッジ
１６ フィルタ装置
１８ プレフィルタ領域
２０ アフタフィルタ領域
２２ 逆止弁
２２′ シール
２４ 集合通路
２６ 乾燥剤ボックス
２８ ハウジング
３０ シール
３２ バヨネットリング
３４ 入口
３６ プレフィルタ
３８ 空間
４０ 開口
４２ 第１のラビリンス領域
４４ 第２のラビリンス領域
４６ 中央のラビリンス領域
４８ パージ通路
５０ 圧縮空気
５２ シール
５４ 軸方向
５６ 接続フランジ
５８ フレキシブルなリップ
６０ 半径方向
６２ オイル溜め

Claims (6)

1. フィルタ装置（１６）と、該フィルタ装置（１６）の上流側に配置されたプレフィルタ（３６）とを備えた圧縮空気供給装置（１０）のための、軸線を中心として実質的に回転対称に形成されたエアドライヤカートリッジ（１４）であって、乾燥剤で満たされた乾燥剤ボックス（２６）を備え、該乾燥剤ボックス（２６）が、前記軸線に沿った軸方向（５４）で前記圧縮空気供給装置（１０）の接続フランジ（５６）に連結可能であり、前記乾燥剤ボックス（２６）と前記接続フランジ（５６）とが互いに連結された状態において、前記乾燥剤ボックス（２６）と前記接続フランジ（５６）との間に、オイル溜め（６２）と、前記プレフィルタ（３６）の上流のプレフィルタ領域と、前記オイル溜め（６２）および前記プレフィルタ領域相互間をつなぐ流路と、が形成されるようになっており、前記乾燥剤ボックス（２６）に、逆止弁として設計されたシール（２２’）が配置されており、該シール（２２’）は、前記エアドライヤカートリッジ（１４）の組み立てられた状態で、前記乾燥剤ボックス（２６）と前記接続フランジ（５６）との間の前記流路をシールするように働く、エアドライヤカートリッジ（１４）において、前記シール（２２’）は、フレキシブルなリップ（５８）を備えるＵ字形の横断面輪郭を有しており、
   前記シール（２２’）のフレキシブルなリップ（５８）は、前記軸方向（５４）に対して垂直な方向である半径方向（６０）に、逆止弁としての機能性を提供するために可動であり、
   前記フレキシブルなリップ（５８）が、前記圧縮空気供給装置（１０）の圧送期間中、該圧縮空気供給装置（１０）の接続フランジ（５６）と前記乾燥剤ボックス（２６）との間の前記流路を封止し、
   前記圧縮空気供給装置（１０）のパージ期間中、前記接続フランジ（５６）と前記乾燥剤ボックス（２６）との間の前記流路を通じた空気の管理された流出を可能にする
   ことを特徴とする、エアドライヤカートリッジ。
2. 前記シール（２２’）が、軸方向（５４）に対して垂直に一平面を規定しており、該平面内に、オイル溜め（６２）として機能する領域が、前記シール（２２’）に対して半径方向に間隔を置いて配置されている、請求項１記載のエアドライヤカートリッジ。
3. 前記オイル溜め（６２）は、前記圧縮空気供給装置（１０）の接続フランジ（５６）の領域に配置されており、組み立てられた状態で前記エアドライヤカートリッジ（１４）によりカバーされている、請求項２記載のエアドライヤカートリッジ。
4. フィルタ装置（１６）と、該フィルタ装置（１６）の上流側に配置されたプレフィルタ（３６）とを備えた圧縮空気供給装置（１０）のための、請求項１から３までのいずれか１項記載のエアドライヤカートリッジ（１４）を運転する方法であって、
   ‐フレキシブルなリップ（５８）を備えるＵ字形の横断面輪郭を有する、乾燥剤ボックス（２６）に配置されるシール（２２’）により、前記圧縮空気供給装置（１０）の圧送期間中、該圧縮空気供給装置（１０）の接続フランジ（５６）と前記乾燥剤ボックス（２６）との間に形成される流路を封止せしめ、かつ
   ‐前記乾燥剤ボックス（２６）に配置されるシール（２２’）により、前記圧縮空気供給装置（１０）のパージ期間中、前記接続フランジ（５６）と前記乾燥剤ボックス（２６）との間に形成された前記流路を通じた空気の管理された流出を可能にする、
   ことを特徴とする、エアドライヤカートリッジを運転する方法。
5. 前記エアドライヤカートリッジ（１４）は、軸方向（５４）で前記圧縮空気供給装置（１０）に連結可能であり、前記シール（２２’）により、軸方向（５４）に対して垂直な、半径方向（６０）での空気の管理された流出を可能にする、請求項４記載の方法。
6. 前記エアドライヤカートリッジ（１４）を組み立てたとき、前記接続フランジ（５６）の領域に配置されたオイル溜め（６２）を前記エアドライヤカートリッジ（１４）によりカバーする、請求項４又は５記載の方法。

Images