JP5945792B1 - 圧縮空気用フィルタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】上下のスペースを有効利用できるとともに、圧縮空気が流通する際に圧力損失となる原因を極力排し、時間当たりに多くの流量の圧縮空気を流すことができる圧縮空気用フィルタ装置を提供する。【解決手段】圧縮空気用フィルタ装置１は、圧縮空気が流通すべき流路として形成され、第１の開口部６ａから貫通孔５内へと延びてボディ３内に形成された主流路７と、貫通孔５内から上内側空間１１ｂへと延びる上内部流路１４と、上内側空間１１ｂから上外側空間１１ａへと延びて上側フィルタエレメント９ａを通過する上内外流路１５と、上外側空間１１ａから下外側空間１２ａへと延びて連通孔を通る連通流路と、下外側空間１２ａから第２の開口部６ｂへと延びる副流路８と、貫通孔５内から下内側空間１２ｂへと延びる下内部流路１７と、下内側空間１２ｂから下外側空間１２ａへと延びて下側フィルタエレメント９ｂを通過する下内外流路１８とを有している。【選択図】 図１

Description

本発明は、圧縮空気に含まれる不純物を分離するための圧縮空気用フィルタ装置に関するものである。

エアコンプレッサ等の空気圧縮機から吐出される圧縮空気には、凝縮水たるドレンや塵埃、あるいは空気圧縮機で用いられている潤滑油等の不純物が含まれている。圧縮空気はその後エアガンやシリンダ等の空圧機器に用いられるため、このような不純物が含まれているとこれら空圧機器の故障等を招くおそれがある。すなわち、不純物が含まれていると圧縮空気の将来的な用途に有害となる可能性がある。このため圧縮空気中の不純物は、適宜エアフィルタにて圧縮空気から分離又は除去されている（例えば特許文献１参照）。

圧縮空気が流れている圧縮空気圧回路にて、特許文献１のようなエアフィルタを配設する場所に十分なスペースがある場合、ろ過効率を高めるため大型のエアフィルタを用いることが考えられる。しかしこのスペースが上下方向にのみ余裕があり、左右方向に対して余裕がない場合がある。このような場合、上下方向のスペースを有効利用するようなエアフィルタを用いることが好ましい。このようなフィルタとしては、圧縮空気の流入方向及び流出方向に対して上下方向にそれぞれフィルタを配設したものがある（例えば特許文献２参照）。

特開平６−３１５６１５号公報 特開２０１４−２３７０９４号公報

しかしながら、特許文献２のフィルタ装置は上下に異なるフィルタエレメントを配し、圧縮空気はその両方のフィルタを通過するものである。これはすなわち、圧縮空気が２回フィルタエレメントを通過することになるので、圧力損失の点で問題がある。このように圧力損失を付与するような流路の構成は、時間当たりの圧縮空気の流量を減少させる原因となる。

本発明は、上記従来技術を考慮したものであり、上下のスペースを有効利用できるとともに、圧縮空気が流通する際に圧力損失となる原因を極力排し、時間当たりに多くの流量の圧縮空気を流すことができる圧縮空気用フィルタ装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明では、水平な基準面と、該基準面を含むように配されたボディと、前記ボディを鉛直方向に貫通して前記ボディの上下面を連通させる貫通孔と、前記ボディの側面に配されて前記基準面が含まれる第１及び第２の開口部と、前記ボディの上下側の空間をそれぞれ覆う上ボウル及び下ボウルと、該上ボウル及び下ボウル内にそれぞれ配された上側フィルタエレメント及び下側フィルタエレメントと、該上側フィルタエレメントによって仕切られた前記上ボウル内の上外側及び上内側空間と、前記下側フィルタエレメントによって仕切られた前記下ボウル内の下外側及び下内側空間と、前記貫通孔とは別に前記ボディを貫通して形成されて前記上外側空間と前記下外側空間とを連通する連通孔と、前記下ボウルの下端に開口して設けられたドレン孔とを備え、圧縮空気が流通すべき流路として形成され、前記第１の開口部から前記貫通孔内へと延びて前記ボディ内に形成された主流路と、前記貫通孔内から前記上内側空間へと延びる上内部流路と、前記上内側空間から前記上外側空間へと延びて前記上側フィルタエレメントを通過する上内外流路と、前記上外側空間から前記下外側空間へと延びて前記連通孔を通る連通流路と、前記下外側空間から前記第２の開口部へと延びて前記ボディ内に形成された副流路とを有し、さらに圧縮空気が流通すべき流路として形成され、前記貫通孔内から前記下内側空間へと延びる下内部流路と、前記下内側空間から前記下外側空間へと延びて前記下側フィルタエレメントを通過する下内外流路とを有していることを特徴とする圧縮空気用フィルタ装置を提供する。

好ましくは、前記ボディの上側には、前記連通孔に向けて傾斜している傾斜部が形成されている。

好ましくは、前記上ボウルは、前記下ボウルと同一形状で形成されていて互いに交換可能であり、前記上側フィルタエレメント及び前記下側フィルタエレメントは同一形状で互いに交換可能であり、前記ボディに対して前記上側及び下側フィルタエレメントを取り付けるための上側及び下側アダプタは同一形状で互いに交換可能である。

本発明によれば、フィルタエレメントを通過する圧縮空気の流路が上下方向に延びて形成されているので、圧縮空気圧回路にてフィルタ装置を配するスペースとして左右方向に余裕がない場合であっても上下のスペースを有効利用できる。また、圧縮空気はフィルタ装置内で上下方向に分かれてそれぞれの上側又は下側フィルタエレメントを通過するので、時間当たりに多くの流量の圧縮空気を流すことができる。また、フィルタ装置内で圧縮空気が通過するフィルタエレメントは一つのみであり、さらに流路として折れ曲がる回数を極力減らしているので、圧縮空気が流通する際の圧力損失の増大を防止できる。また、圧縮空気の流入口又は流出口となる第１の開口部又は第２の開口部は同一の基準面を含んでいるので、同じ高さに配されることになる。したがって、フィルタ装置を含む圧縮空気圧回路の配管構造を複雑化せず、他の装置と連通する際の配管の高さ調整が容易となる。

さらに、第２の開口部は下外側空間とのみ副流路で連通している。これにより、第２の開口部が圧縮空気の流出口（つまり第１の開口部が圧縮空気の流入口）である場合、上側又は下側フィルタエレメントを通過した圧縮空気は第２の開口部から流出する際に下外側空間から副流路を上昇する必要がある。したがって、圧縮空気に含まれるドレンはその自重によりここで落下するので、圧縮空気からドレンを効率よく分離させることができる。一方で第２の開口部が圧縮空気の流入口である場合、圧縮空気はまず下降して下外側空間内へと流入する。ここでドレンは自然に落下する。さらに上外側空間に向けて連通流路を通る際には上昇する必要があるので、上側フィルタエレメントを通過する前にほとんどのドレンを圧縮空気から落下させることができる。また上側又は下側フィルタエレメントに付着したドレンも自然に落下し、ドレン孔から排出されることになる。

また、ボディの上側に傾斜部を設けることにより、上外側空間で発生したドレンを傾斜部上を伝って効率よく連通流路に導くことができ、ドレン孔から排出させることができる。また第１の開口部が圧縮空気の流入口である場合には、圧縮空気を効率よく下外側空間に導くことができる。

また、上ボウルと下ボウルとを同一形状として交換可能とすることで、一つの形状のボウルを形成することで両方に適用することができ、生産効率が向上する。この際、下ボウルに備わるドレン孔は圧力計や差圧計等と連通させるための孔として用いればよい。また、上側フィルタエレメント及び下側フィルタエレメント、さらにこれらをボディに取り付けるための上側及び下側アダプタも同一形状とすることで、一つの形状のフィルタエレメント及びアダプタを形成することで両方に適用することができ、さらに生産効率が向上する。

本発明に係る圧縮空気用フィルタ装置の概略断面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。

図１及び図２に示すように、本発明に係る圧縮空気用フィルタ装置１は、水平な基準面２を有し、この基準面２を境として上下方向（鉛直方向）に延びて形成されている。具体的には、基準面２を含むようにボディ３が配され、このボディ３に対して上下方向に上ボウル４ａ、下ボウル４ｂがそれぞれ取り付けられている。ボディ３は略四角柱形状であり、その中心には鉛直方向に貫通する貫通孔５が形成されている。したがって、貫通孔５はボディ３の上下面を連通させている。ボディ３の側面には、第１の開口部６ａ、第２の開口部６ｂが形成されている。この第１及び第２の開口部６ａ、６ｂは略円形形状であり、基準面２を含む位置に形成されている。例えば、基準面２が直径と同位置となるように第１及び第２の開口部６ａ、６ｂは形成されている。第１の開口部６ａは、ボディ３内に形成されて貫通孔５へと延びる主流路７の開口端面として形成されている。主流路７は、貫通孔５の貫通方向にて略中央に連通している。第２の開口部６ｂは貫通孔５には連通せず、ボディ３の下面へと延びる副流路８の開口端面として形成されている。副流路８は、具体的には第２の開口部６ｂから水平方向、すなわち基準面２に沿ってボディ３の中心方向に流路が延び、貫通孔５に達する手前で下方に略９０度折れ曲がり、ボディ３の下端面まで延びて形成されている。

ボディ３の上下側の空間は、上述した上ボウル４ａ及び下ボウル４ｂにてそれぞれ覆われている。上ボウル４ａ及び下ボウル４ｂはそれぞれボディ３に対して密接して取り付けられ、ボディ３の上下側の空間をそれぞれ密閉している。上ボウル４ａ及び下ボウル４ｂ内にそれぞれ上側フィルタエレメント９ａ及び下側フィルタエレメント９ｂが配されている。上側及び下側フィルタエレメント９ａ、９ｂは、それぞれ上側アダプタ１０ａ及び下側アダプタ１０ｂを介してボディ３の上下それぞれに取り付けられている。上側及び下側アダプタ１０ａ、１０ｂは略円筒形状であり、その内部が貫通孔５と連通するようにボディにそれぞれ取り付けられている。上側及び下側フィルタエレメント９ａ、９ｂは網目状もしくは中空糸膜状のフィルタ材で形成された略円筒形状であり、上側及び下側アダプタ１０ａ、１０ｂの内部を介して貫通孔５と連通するように上側及び下側アダプタ１０ａ、１０ｂにそれぞれ取り付けられている。

上ボウル４ａ内は上側フィルタエレメント９ａによって上外側空間１１ａと上内側空間１１ｂとに仕切られている。つまり、上外側空間１１ａと上内側空間１１ｂとの間には上側フィルタエレメント９ａが介装されている。一方で、下ボウル４ｂ内は下側フィルタエレメント９ｂによって下外側空間１２ａと下内側空間１２ｂとに仕切られている。つまり、下外側空間１２ａと下内側空間１２ｂとの間には下側フィルタエレメント９ｂが介装されている。

ボディ３には、貫通孔５とは別にボディ３を貫通する上外側空間１１ａと下外側空間１２ａとを連通するための連通孔１３が形成されている。以上のような構成から、主流路７は貫通孔５を介して上内側空間１１ｂと上下側空間１２ｂとに連通しているが、副流路８は下外側空間１２ａとのみ連通していて、上外側空間１１ａとは直接連通していない。

すなわち、第１の開口部６ａを圧縮空気の流入口として使用した場合は、圧縮空気は第１の開口部６ａから貫通孔５内へと延びてボディ３内に形成された主流路７をまず通る。そして、貫通孔５内で流路は分岐する。圧縮空気の一部は貫通孔５内から上内側空間１１ｂへと延びる上内部流路１４を通る。そして、上内側空間１１ｂから上外側空間１１ａへと延びる上内外流路１５を通る（すなわち、上側フィルタエレメント９ａを通過する）。そして、上外側空間１１ａから下外側空間１２ｂへと延びる連通孔１３内の連通流路１６を通る。主流路７を通過した他の一部の圧縮空気は貫通孔５内から下内側空間１２ｂへと延びる下内部流路１７を通る。そして、下内側空間１２ｂから下外側空間１２ａへと延びる下内外流路１８を通る（すなわち、下側フィルタエレメント９ｂを通過する）。貫通孔５内で上内部流路１４と下内部流路１７に分岐した圧縮空気は、連通流路１６及び下内外流路１８を通った先の下外側空間１２ａで再び合流する。そして、この下外側空間１２ａから副流路８を通り、第２の開口部６ｂから流出する。なお、図１では第１の開口部６ａが圧縮空気の流入口である場合を例にして矢印の向きを記載している。第２の開口部６ｂを圧縮空気の流入口とした場合は、上記と逆の流路をたどる。

以上により、上下のフィルタエレメント９ａ、９ｂを通過する圧縮空気の流路が貫通孔５内にて上下方向に分岐して形成されているので、圧縮空気圧回路にてフィルタ装置１を配するスペースとして左右方向に余裕がない場合であっても上下のスペースを有効利用できる。また、圧縮空気はフィルタ装置１内で上下方向に分かれてそれぞれの上側又は下側フィルタエレメント９ａ、９ｂを通過するので、時間当たりに多くの流量の圧縮空気を流すことができる。また、フィルタ装置１内で圧縮空気が通過するフィルタエレメントは一つのみ（上側フィルタエレメント９ａ又は下側フィルタエレメント９ｂ）であり、さらに流路として折れ曲がる回数を極力減らしているので、圧縮空気が流通する際の圧力損失の増大を防止できる。特に、下内部流路１７を通る流路は折れ曲がり回数が４回のみであり、圧損としてはかなり低減できている。また、圧縮空気の流入口又は流出口となる第１の開口部６ａ又は第２の開口部６ｂは同一の基準面２を含んでいるので、同じ高さに配されることになる。したがって、フィルタ装置１を含む圧縮空気圧回路の配管構造を複雑化せず、他の装置と連通する際の配管の高さ調整が容易となる。

さらに、第２の開口部６ｂは下外側空間１２ａとのみ副流路８で連通している。これにより、第２の開口部６ｂが圧縮空気の流出口（つまり第１の開口部６ａが圧縮空気の流入口）である場合、上側又は下側フィルタエレメント９ａ、９ｂを通過した圧縮空気は第２の開口部６ｂから流出する際に下外側空間１２ａから副流路８を上昇する必要がある。したがって、圧縮空気に含まれるドレンはその自重によりここで落下するので、圧縮空気からドレンを効率よく分離させることができる。一方で第２の開口部６ｂが圧縮空気の流入口である場合、圧縮空気はまず下降して下外側空間１２ａ内へと流入する。ここでドレンは自然に落下する。さらに上外側空間１１ａに向けて連通流路１６を通る際には上昇する必要があるので、上側フィルタエレメント９ａを通過する前にほとんどのドレンを圧縮空気から落下させることができる。また上側又は下側フィルタエレメント９ａ、９ｂに付着したドレンも自然に落下する。下ボウル４ｂの下端には開口したドレン孔１９が設けられていて、落下したドレンはこのドレン孔１９から排出されることになる。

また、ボディ３の上側に、連通孔１３に向けて下がるように傾斜している傾斜部２０が形成されていてもよい。この傾斜部２０は上ボウル４ａ内に収容される位置に形成され、より詳しくは上外側空間１１ａの下部に備わる。傾斜部２０が傾斜して下がった先に連通孔１３が配されている。このような傾斜部２０を設けることにより、上外側空間１１ａで発生したドレンを傾斜部２０上を伝って効率よく連通流路１６に導くことができ、そのまま落下させてドレン孔１９から排出させることができる。また第１の開口部６ａが圧縮空気の流入口である場合には、圧縮空気を効率よく上外側空間１１ａから下外側空間１２ａに導くことができる。

ここで、上ボウル４ａは、下ボウル４ｂと同一形状で形成されていて互いに交換可能であってもよい。上及び下ボウル４ａ、４ｂを同一形状とすると上ボウルの上端にドレン孔１９と同様の孔が形成されるが、これは差圧計（圧力計）２１と接続するための接続口２２として利用すればよい。このように上ボウル４ａと下ボウル４ｂとを同一形状として交換可能とすることで、製造段階では一つの形状のボウルを形成すればよく、これを両方に適用することができ、生産効率が向上する。また、上側フィルタエレメント９ａ及び下側フィルタエレメント９ｂが同一形状で互いに交換可能であり、さらに上側及び下側アダプタ１０ａ、１０ｂも同一形状で互いに交換可能であってもよい。これにより、一つの形状のフィルタエレメント及びアダプタを形成することで両方に適用することができ、さらに生産効率が向上する。

１：圧縮空気用フィルタ装置、２：基準面、３：ボディ、４ａ：上ボウル、４ｂ：下ボウル、５：貫通孔、６ａ：第１の開口部、６ｂ：第２の開口部、７：主流路、８：副流路、９ａ：上側フィルタエレメント、９ｂ：下側フィルタエレメント、１０ａ：上側アダプタ、１０ｂ：下側アダプタ、１１ａ：上外側空間、１１ｂ：上内側空間、１２ａ、下外側空間、１２ｂ：下内側空間、１３：連通孔、１４：上内部流路、１５：上内外流路、１６：連通流路、１７：下内部流路、１８：下内外流路、１９：ドレン孔、２０：傾斜部、２１：差圧計、２２：接続口

Claims (3)

1. 水平な基準面と、
   該基準面を含むように配されたボディと、
   前記ボディを鉛直方向に貫通して前記ボディの上下面を連通させる貫通孔と、
   前記ボディの側面に配されて前記基準面が含まれる第１及び第２の開口部と、
   前記ボディの上下側の空間をそれぞれ覆う上ボウル及び下ボウルと、
   該上ボウル及び下ボウル内にそれぞれ配された上側フィルタエレメント及び下側フィルタエレメントと、
   該上側フィルタエレメントによって仕切られた前記上ボウル内の上外側空間及び上内側空間と、
   前記下側フィルタエレメントによって仕切られた前記下ボウル内の下外側空間及び下内側空間と、
   前記貫通孔とは別に前記ボディを貫通して形成されて前記上外側空間と前記下外側空間とを連通する連通孔と、
   前記下ボウルの下端に開口して設けられたドレン孔とを備え、
   圧縮空気が流通すべき流路として形成され、前記第１の開口部から前記貫通孔内へと延びて前記ボディ内に形成された主流路と、前記貫通孔内から前記上内側空間へと延びる上内部流路と、前記上内側空間から前記上外側空間へと延びて前記上側フィルタエレメントを通過する上内外流路と、前記上外側空間から前記下外側空間へと延びて前記連通孔を通る連通流路と、前記下外側空間から前記第２の開口部へと延びて前記ボディ内に形成された副流路とを有し、
   さらに圧縮空気が流通すべき流路として形成され、前記貫通孔内から前記下内側空間へと延びる下内部流路と、前記下内側空間から前記下外側空間へと延びて前記下側フィルタエレメントを通過する下内外流路とを有していることを特徴とする圧縮空気用フィルタ装置。
2. 前記ボディの上側には、前記連通孔に向けて傾斜している傾斜部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮空気用フィルタ装置。
3. 前記上ボウルは、前記下ボウルと同一形状で形成されていて互いに交換可能であり、
   前記上側フィルタエレメント及び前記下側フィルタエレメントは同一形状で互いに交換可能であり、
   前記ボディに対して前記上側及び下側フィルタエレメントを取り付けるための上側及び下側アダプタは同一形状で互いに交換可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧縮空気用フィルタ装置。

Images