JP6130739B2

JP6130739B2 - 圧縮空気用フィルタ装置

Info

Publication number: JP6130739B2
Application number: JP2013121394A
Authority: JP
Inventors: 貞夫前田
Original assignee: Maeda Shell Service KK
Current assignee: Maeda Shell Service KK
Priority date: 2013-06-10
Filing date: 2013-06-10
Publication date: 2017-05-17
Anticipated expiration: 2033-06-10
Also published as: JP2014237094A

Description

本発明は、圧縮空気用フィルタ装置に係り、特に圧縮空気中に存在する蒸気や液状乃至は固体状の微粒子等の介在物を有利に除去することが出来ると共に、フィルタ手段の強度が有利に確保され得るように構成された圧縮空気用フィルタ装置に関するものである。

従来から、各種工場や医療分野及び原子力プラント等において用いられる種々の空気圧機器に対して圧縮空気を供給するための流路上には、通常、それら空気圧機器を保護したり、或いはそれら空気圧機器による作業の向上や改善を図る等のために、圧縮空気用フィルタ装置が設けられ、かかるフィルタ装置によって、圧縮空気中に含まれる水分や油分、塵芥等の夾雑物が除去されて、清浄な圧縮空気として、所定の空気圧機器に供給されるようになっている。

そして、そのような圧縮空気用フィルタ装置の一つとして、実用新案登録第２５４３６７１号公報（特許文献１）や特許第３７７１２８９号公報（特許文献２）等に示されるような圧縮空気用フィルタ装置が、提案されている。そこでは、コンプレッサーからの圧縮空気を、装置内の第一のフィルタ手段に通じることにより、圧縮空気中に存在する固形の粒子を除去し、また蒸気乃至は液状微粒子を凝縮乃至は合体せしめて、圧縮空気より分離した後、その圧縮空気を第二のフィルタ手段に通じることにより、圧縮空気中に残存する液状の粒子及び固形の粒子を濾別し、吸着乃至は気化させるようにして、かかる圧縮空気中の蒸気乃至は液状微粒子、固形微粒子を可及的に低減せしめ、更にその後、そのような第二のフィルタ手段の下流側において、圧縮空気中に僅かに残存する蒸気乃至は液状粒子を分離せしめるためのミストフィルタを設けるという構成が、採用されている。

しかしながら、そのような圧縮空気用フィルタ装置にあっては、圧縮空気中に存在する非常に細かい微粒子や微生物及び細菌を除去することは困難であった。また、先の特許文献２においては、微生物を捕捉し得る目の細かいミストフィルタを設ける旨の記載があるものの、その構造上からして、非常に細かい微粒子や微生物及び細菌を確実に除去することは、困難なものであった。

このため、そのような問題に対処すべく、特開平８−３２３１２４号公報（特許文献３）においては、第二のフィルタ手段の下流側に配置されるミストフィルタに代わる第三のフィルタ手段として、中空糸状多孔質膜を用いることが、提案されている。しかし、そこでは、かかる中空糸状多孔質膜が、ループ状（Ｕ字状）に湾曲させられて束ねられた状態で保持ケースに収容され、第二のフィルタ手段である第二の詰物と共に、一つの筒体内に配置されてなる構造とされているために、中空糸状多孔質膜の配設や通気路の形成に場所的な制約を受けることに加えて、第二のフィルタ手段からの圧縮空気の導入は保持ケースの下部開口部のみとなるところから、通気面積を大きく採ることが出来ず、圧損の上昇や圧縮空気の流量の低下が惹起される等という問題を内在している。しかも、中空糸状多孔質膜が、流通する圧縮空気により押し付けられて、圧迫（圧縮）されるようになってしまうために、通気量（流量）が低下してしまうという問題も、内在するものであった。

尤も、通気面積、ひいては通気量を大きくするために、第三のフィルタ手段を第二のフィルタ手段とは別体の構造として、そのような第三のフィルタ手段としての中空糸状多孔質膜を収容するケースの筒壁部に対して、多数の通気孔を開設して、ケース筒壁部の開口面積を大きくする場合には、ケースに対するそれら通気孔の形成加工が必要となることに加えて、ケース筒壁部の非開口部分の割合が少なくなって、ケース自体の強度が著しく低下することとなり、そのため、かかる第三のフィルタ手段の取付けや取扱い時において大きな応力乃至荷重や衝撃が作用した際に、ケースに変形や破損が生じる恐れがある問題を内在する。

実用新案登録第２５４３６７１号公報特許第３７７１２８９号公報特開平８−３２３１２４号公報

ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、圧縮空気中に存在する蒸気や液状乃至は固体状の微粒子、更には微生物や細菌等の介在物を有利に除去することが出来ると共に、フィルタ手段の強度が有利に確保され得るように構成された圧縮空気用フィルタ装置を提供することにある。

そして、本発明にあっては、かくの如き課題を解決するために、筒体内に第一の詰物を有する第一のフィルタ手段を通じて、圧縮空気を導入管路より所定容積の捕捉チャンバの内部空間内に導くことにより、該圧縮空気中に存在する蒸気や液状乃至は固体状の微粒子等の介在物を分離せしめるようにする一方、そのような分離処理の施された圧縮空気を、該捕捉チャンバの内部空間より、筒体内に第二の詰物を有する第二のフィルタ手段に導くようにすることによって、該分離処理の施された圧縮空気中に残存する介在物を該第二のフィルタ手段にて捕捉せしめ、更に該第二のフィルタ手段から送出される圧縮空気の流路上に、該第二のフィルタ手段とは別体の第三のフィルタ手段を設けて、該圧縮空気を該第三のフィルタ手段に通気せしめることにより、該圧縮空気中に未だ残存する介在物を更に捕捉せしめるようにした圧縮空気用フィルタ装置において、前記第三のフィルタ手段を、筒壁に多数の空気導入孔を貫通して設けると共に、底部に空気送出口を設けてなる筒状部材と、該筒状部材内に収容された多数本の中空糸膜からなるメンブレン部材と、該筒状部材の前記空気送出口側の内部空間に形成されて、該メンブレン部材における中空糸膜の中空部が開口せしめられ、該中空糸膜を通過した圧縮空気が集められて、前記空気送出口に導く集気部とを含んで構成すると共に、前記筒状部材の筒壁に設けた空気導入孔を、その孔内面の少なくとも一部が該筒壁の外面側から内面側に向かって孔内方に傾斜する傾斜面とされた孔構造において構成して、前記第二のフィルタ手段から送出された圧縮空気の流れが、該筒状部材の筒壁に設けた空気導入孔を通じて該筒状部材内に導入されて、前記メンブレン部材の中空糸膜を通過せしめられるように構成したことを特徴とする圧縮空気用フィルタ装置を、その基本的構成とするものである。

なお、このような本発明に従う圧縮空気用フィルタ装置にあっては、前記空気導入孔が矩形の開口形状を呈していると共に、該矩形の少なくとも１辺に対応する孔内面部位に、前記傾斜面が形成されていることが、望ましい。

また、本発明にあっては、前記空気導入孔が、前記筒壁の周方向に配列して設けられていると共に、該筒壁の高さ方向に複数段において設けられていることが、好ましい。

さらに、本発明に従う圧縮空気用フィルタ装置の有利な態様の一つによれば、前記筒状部材の天井部に、前記第二のフィルタ手段から送出された圧縮空気を該筒状部材内の前記メンブレン部材の中空糸膜に導く空気導入補助孔が、更に設けられて構成されている。

加えて、本発明に従う圧縮空気用フィルタ装置の望ましい態様の一つによれば、前記空気導入孔が、矩形の開口形状において、前記筒壁の周方向に複数配列せしめられ且つ該筒壁の高さ方向に複数段において設けられていると共に、該空気導入孔の筒壁周方向において対向する２辺に対応する孔内面部位が、それぞれ前記傾斜面にて構成されている。

また、このような本発明に従う圧縮空気用フィルタ装置の望ましい態様の別の一つによれば、前記筒壁の周方向に配列された複数の空気導入孔が、前記筒状部材の軸心が位置する径方向の一つの分割面に対して対称的に設けられて、該空気導入孔の前記対向する２辺に対応する孔内面部位に形成された前記傾斜面が、該一つの分割面に対して対称的に位置せしめられてなる形態とされている。

このように、本発明に従う圧縮空気用フィルタ装置にあっては、第一のフィルタ手段及び第二のフィルタ手段に加え、第三のフィルタ手段を、筒状部材とメンブレン部材と集気部と含んで構成して、第二のフィルタ手段から送出された圧縮空気の流れが、筒状部材の筒壁に設けた多数の空気導入孔を通じて筒状部材内に導入されて、メンブレン部材として用いられる多数本の中空糸膜を通過せしめられるように構成したことにより、通気量を効果的に増大せしめ得て、圧縮空気中に存在する蒸気や液状乃至は固体状の微粒子、更には微生物や細菌等の介在物を有利に除去することが出来ることとなるのである。

しかも、本発明に従う圧縮空気用フィルタ装置にあっては、第三のフィルタ手段を構成する筒状部材の筒壁に設けられた多数の空気導入孔が、その孔内面の少なくとも一部が筒壁の外面側から内面側に向かって孔内方に傾斜する傾斜面とされてなる孔構造とされているところから、筒壁の外面側から内面側に向かって、空気導入孔の開口部が絞られて、狭くなるようになっている。即ち、筒壁の空気導入孔が形成されていない連結部分が、外面側から内面側に向かって広くなっているために、筒状部材の強度を有利に確保することが出来ることとなり、これによって、第三のフィルタ手段の変形や損傷の恐れを有利に回避乃至は抑制し得ることとなるのである。

本発明に従う圧縮空気用フィルタ装置の一例を示す断面説明図である。図１におけるＡ−Ａ断面拡大説明図であって、支持部材の部分のみを示している。図１に示される圧縮空気用フィルタ装置に用いられた、第三のフィルタ手段を構成する筒状部材を示す正面説明図である。図３に示される筒状部材の断面説明図であって、（ａ）は、図３におけるＣ₁−Ｃ₁断面拡大説明図であり、（ｂ）は、図３におけるＣ₂−Ｃ₂断面拡大説明図である。図１におけるＢ−Ｂ断面説明図であって、第三のフィルタ手段の部分のみを示している。図５におけるＤ部拡大説明図である。図６におけるＥ−Ｅ断面説明図であって、集気部における圧縮空気の流れを示すものである。本発明に従う圧縮空気用フィルタ装置に用いられる、第三のフィルタ手段を構成する筒状部材の別の一例を示す正面説明図である。図８におけるＦ−Ｆ断面拡大説明図である。

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。

先ず、図１には、本発明に従う圧縮空気用フィルタ装置の一例が、縦断面図の形態において示されている。そこにおいて、圧縮空気用フィルタ装置１０は、第一のフィルタ手段１２、第二のフィルタ手段１４及びドレン装置１６が収容されている、捕捉チャンバを構成する下部ハウジング１８と、第三のフィルタ手段２０が収容されている上部ハウジング２２と、それら下部ハウジング１８及び上部ハウジング２２の中間に位置するように配された、圧縮空気の導入通路２４及び送出通路２６を有する仕切り部材２８とからなる構成とされている。

なお、かかる圧縮空気用フィルタ装置１０において、上部ハウジング２２内に配置された第三のフィルタ手段２０やその固定構造以外の構成は、従来と同様なものであって、本実施形態においては、先に特許文献１として挙げた実用新案登録第２５４３６７１号公報にて示されるものと同様な構造が、採用されている。

そこにおいて、仕切り部材２８は、略厚肉円板状を呈し、それぞれ、その側面の径方向対称位置に開口してその厚肉部内を径方向に延びる圧縮空気の導入通路２４及び送出通路２６が独立して設けられていると共に、その厚さ方向において上下に貫通する複数の中間通路３０が設けられている。また、仕切り部材２８の下面中央部には、導入通路２４に連通する下部開口部３２が設けられている一方、その側面に開口する導入通路２４に対して外部の圧縮空気供給通路が接続されるようになっている。更に、仕切り部材２８の上面には、円柱状の嵌合凸部３６が一体的に設けられており、この嵌合凸部３６の頂面に開口する上部開口部３４に連通する送出通路２６が、全体としてＬ字状形態において配設されて、仕切り部材２８の側面に開口し、外部の空気通路に接続せしめられるようになっている。

また、仕切り部材２８の下部には、下部開口部３２に接続するようにして、公知の第一のフィルタ手段１２が配設せしめられており、更に第一のフィルタ手段１２の外側に、同心的に位置するように、公知の第二のフィルタ手段１４が配置されている。そして、かかる第二のフィルタ手段１４の外側には、仕切り部材２８の下面に対して、有底円筒形状の下部ハウジング１８が、Ｏリング３８を介して、一体的に且つ気密に組み付けられて、下部ハウジング１８内に、密閉空間が形成されている。これによって、その密閉空間の上部中心部には、第一のフィルタ手段１２が配置せしめられ、また第一のフィルタ手段１２の外側に位置するようにして、第二のフィルタ手段１４が配置せしめられる一方、公知のドレン装置１６が、かかる密閉空間の下部に配置されてなる構造となっている。

そして、ここでは、圧縮空気用フィルタ装置１０における第一のフィルタ手段１２は、特開平５−３１７６３０号公報にて知られているように、樹脂製の筒体４０内に、樹脂製の空気旋回用のデフレクタが、第一の詰物４２として収容、充填されて、構成されている。また、第二のフィルタ手段１４にあっては、筒体４０の外径よりも所定寸法大きな内径を有する樹脂製の内筒４４と、かかる内筒４４よりも所定寸法大径で且つ略同一の長さを有する樹脂製の外筒４６とが、同心的に一体的に形成されてなる二重筒構造の環状筒体を有し、そしてそれら外筒４６と内筒４４との間の空間内に、濾材（フィルタ材）たる第二の詰物４８が充填された構造とされている。なお、この第二の詰物４８としては、公知の如く、綿繊維等からなる糸条を編成乃至は織成した構造体が巻回されて、用いられている。

一方、仕切り部材２８の上部に対して、有底円筒形状の上部ハウジング２２が、その開口部において、Ｏリング５０を介して螺合せしめられることにより、気密に取り付けられて、その内部に、密閉空間が形成されるようになっている。なお、上部ハウジング２２には、その上部の底部内面から下方に向かって、円筒状の支持部材５２が同心的に且つ一体的に突設されている。そして、この支持部材５２には、その先端部分が、段部５２ａと薄肉の先端部５２ｂとを有する段付形状を呈するように形成されていると共に、図２からも明らかな如く、所定間隔をおいて複数（ここでは、１２０°の間隔をおいて３つ）の切欠き５４が、形成されている。

そして、そのような上部ハウジング２２の内部に形成される密閉空間内に、略円筒形状の第三のフィルタ手段２０が、前記した第一のフィルタ手段１２及び第二のフィルタ手段１４と略同心的に位置するようにして配設されているのである。

かかる第三のフィルタ手段２０は、筒状部材５６とメンブレン部材５８と集気部６０とを含んで構成されている。具体的には、筒状部材５６は、それぞれ樹脂製の下側部材６２と上側部材６４とから構成されており、そのような上側部材６４の下端開口部分と下側部材６２の上端開口部分とが気密に固着されて、円形の内部空間を有する筒状部材５６が形成されている。そこで、下側部材６２は、有底円筒形状を呈し、その下底部６２ａの中央部分には、円孔状の空気送出口６６が設けられている。この下側部材６２の下底部６２ａからは、下側部材６２より小径で、外周面が段付円筒状とされた嵌合筒部６８が同心的に且つ一体的に突設されており、その内周面は、空気送出口６６と略同一の径とされている。また、その嵌合筒部６８内周面の軸方向中間部分には、円環状のＯリング挿入溝７０が設けられて、Ｏリング７２が挿入されている。

また、上側部材６４は、有底円筒形状を呈し、その上底部（天井部）６４ａの中央部分には、凹部７４が形成されており、更に、かかる凹部７４の中央部には、円孔形状の空気導入補助孔７６が設けられている。そして、そのような上側部材６４の筒壁６４ｂには、多数の空気導入孔７８が、周方向に配列して、且つ筒壁６４ｂの高さ方向に複数段（ここでは、５段）において、筒壁６４ｂを貫通するように設けられている。ここで、本実施形態においては、かかる空気導入孔７８が、以下に詳述せる如く、特徴的な孔構造において構成されているのである。

すなわち、図３及び図４に示されるように、筒状部材５６（上側部材６４）の筒壁６４ｂに設けられた空気導入孔７８は、矩形の開口形状を呈し、筒壁６４ｂの周方向に配列して設けられているが、そのような空気導入孔７８の筒状部材５６の周方向に対向位置する２辺の部位に位置する孔内面が、筒壁６４ｂの外面側から内面側に向かって孔内方に傾斜する傾斜面８０とされているのである。換言すれば、筒壁６４ｂの空気導入孔７８が形成されていない連結部分が、筒壁６４ｂの外面側から内面側に向かって周方向長さが長くなるような形態とされているのである。なお、圧縮空気は、上述の如く径方向内方に向かって絞られた空気導入孔７８を通じて、筒状部材５６内に導入されるようになっている。

さらに、メンブレン部材５８は、図１に示されるように、多数本の中空糸膜８２からなり、それぞれＵ字状形態において、筒状部材５６（上側部材６４）の内部に収容されている。即ち、中空糸膜８２は、それぞれ、所定の長さで略Ｕ字状に折り返されており、その折り返し部８６が、筒状部材５６（上側部材６４）の筒壁６４ｂの内周面と、凹部７４の外周面との間に位置するように配されているのである。なお、本実施形態において、かかる中空糸膜８２は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）をコーティングしたポリフッ化ビニリデン系樹脂（ＰＶＤＦ）製であり、中心が中空部８４とされた、糸状の円筒体である。そして、そのような構成の中空糸膜８２の外側から内側（中空部８４）に圧縮空気が通過することによって、圧縮空気中に残存する蒸気乃至は液状粒子、固形粒子、更には微生物や細菌等の介在物が、付着、捕集され、圧縮空気中より除去乃至は消失せしめられるのである。

そして、筒状部材５６の空気送出口６６側の内部空間において、集気部６０が形成されているのである。この集気部６０は、中空糸膜８２が樹脂部８８を貫通するような形態を呈しており、具体的には、図５乃至図７に示されるような形態を呈している。即ち、集気部６０の空気送出口６６側の端面において、中空糸膜８２の端部の中空部８４が開口せしめられ、図７中の二点鎖線矢印によって示されるように、中空糸膜８２を通過した圧縮空気が空気送出口６６に導かれることとなる。なお、このような集気部６０は、例えば、多数本の中空糸膜８２の折り返し部８６とは反対側の端部をウレタン樹脂で固定して、樹脂部８８を形成した後、かかる樹脂部８８を、上側部材６４の下端部分内周面に接着等の方法で固着することで、形成される。また、樹脂部８８を形成するための樹脂としては、上述したウレタン樹脂の他にも、エポキシ樹脂等を用いることが出来る。

そして、図１に示されるように、このような構成を有する第三のフィルタ手段２０は、その上部が、上部ハウジング２２から延びる支持部材５２によって押圧、支持された状態で、位置固定に保持されているのである。即ち、支持部材５２の先端部５２ｂが、第三のフィルタ手段２０（筒状部材５６）の上部（天井部６４ａ）に設けられた凹部７４内に挿入されると共に、段部５２ａによって、凹部７４の周縁部分が押圧されて、保持されるようになっているのである。ここで、上部ハウジング２２内の密閉空間と筒状部材５６の内部空間とが、筒壁に設けた多数の空気導入孔７８に加えて、支持部材５２に設けられた切欠き５４及び空気導入補助孔７６を通じても、連通されるようになっている。また、第三のフィルタ手段２０の下部においては、その下部（下底部６２ａ）に設けられた嵌合筒部６８が、Ｏリング７２を介して、仕切り部材２８の上面に設けられた嵌合凸部３６の外周部位に、液密に装着せしめられている。

かくして、上部ハウジング２２内の密閉空間における、第三のフィルタ手段２０の外側の空間が、仕切り部材２８の中間通路３０を通じて、下部ハウジング１８内の密閉空間に連通せしめられると共に、第三のフィルタ手段２０の内側空間は、集気部６０の下方において、空気送出口６６を通じて、仕切り部材２８の上部開口部３４に連通せしめられることとなるのである。

ところで、このような構造とされた圧縮空気用フィルタ装置１０にあっては、圧縮空気は、図１において白抜き矢印で示されるような経路にて流通せしめられて、浄化されることとなるのである。即ち、先ず、圧縮空気は、かかるフィルタ装置１０における仕切り部材２８の導入通路２４から、下部開口部３２を通って、流通断面積の大きな第一のフィルタ手段１２内に導かれることとなるが、その際に、断熱膨張作用によって、また第一の詰物４２の存在下に旋回させられることによる遠心分離作用によって、かかる圧縮空気中に含まれる水や油の液状微粒子が、小滴に凝縮乃至は合体され、固形の微粒子と共に、圧縮空気より、効果的に分離せしめられ得るのである。そして、その分離された液状微粒子等は、流通圧縮空気によって、下部ハウジング１８内の下部に導かれて、ドレン装置１６により外部に排出されるようになっている。

次いで、このように、液状微粒子、固形微粒子が分離された圧縮空気は、第二のフィルタ手段１４内に導かれ、そこで、圧縮空気中に残存する液状微粒子は、第二の詰物４８に吸着されたり、第二の詰物４８を通過する際に惹起される空気流の渦巻現象等の作用によって、気化され、また残存する固形微粒子は、第二の詰物４８を通過する際に、捕集されることとなるのである。

その後、更に、圧縮空気は、仕切り部材２８の中間通路３０を通じて、上部ハウジング２２内に導かれ、第三のフィルタ手段２０において、メンブレン部材５８である中空糸膜８２を、その外側から内側（中空部８４）に向かって通過することにより、第二のフィルタ手段１４では除去され得ず、圧縮空気中になお残存している液状微粒子や固形微粒子、更には微生物や細菌が、第三のフィルタ手段２０によって確実に捕捉されて、分離せしめられるようになっている。かくして、水分や油分等の液状微粒子や固形微粒子、更には微生物や細菌等が存在しない、極めて清浄な浄化圧縮空気が、第三のフィルタ手段２０の空気送出口６６から、仕切り部材２８の上部開口部３４、そして送出通路２６を通じて、外部に送出せしめられ得るのである。

そこで、かかる圧縮空気用フィルタ装置１０においては、圧縮空気を第三のフィルタ手段２０内に導入するため、筒状部材５６に、複数の空気導入孔７８が設けられているのであるが、圧縮空気を効率よく導入するためには、その開口面積（通気面積）を大きく採る必要がある。このため、通気面積を大きく採るべく、単に、空気導入孔７８を大きくしたり、多数の空気導入孔７８を設けたりして、筒状部材５６の筒壁６４ｂの開口面積を大きくした場合には、筒状部材５６の強度が低下するようになって、そのような第三のフィルタ手段２０を製造する際の破損や、第三のフィルタ手段２０の取付時乃至使用時における破損等といった問題が惹起される恐れがある。特に、圧縮空気用フィルタ装置１０にあっては、各部材の寸法誤差等が原因となって、上部ハウジング２２を仕切り部材２８に螺合せしめるときに、上部ハウジング２２の支持部材５２から第三のフィルタ手段２０に対して、大きな加圧力が作用するようになることにより、筒状部材５６の破損等が生じる恐れが内在することとなる。

しかしながら、本実施形態においては、筒状部材５６（上側部材６４）の筒壁６４ｂに設けられた空気導入孔７８が、その周方向において対向する２辺に位置する孔内面が筒壁６４ｂの外面側から内面側に向かって孔内方に傾斜する傾斜面８０とされた孔構造において、構成されており、筒状部材５６の筒壁６４ｂにおいて、その外面側から内面側に向かって、空気導入孔７８が形成されていない連結部分が広くなる横断面を与えている。このため、空気導入孔７８の開口面積を大きく採りつつ、筒状部材５６の強度を有利に確保することが出来るようになっているのである。従って、第三のフィルタ手段２０を製造する際や、第三のフィルタ手段２０の取付けや取扱い時において大きな応力乃至荷重や衝撃が作用した際に、筒状部材５６に変形や破損が生じる恐れを有利に回避乃至は抑制することが出来るのである。

また、圧縮空気を第三のフィルタ手段２０において浄化するに際して、圧縮空気を筒状部材５６の空気導入孔７８に通過させる必要があるために、そこで、圧損（圧力損失）が発生してしまうことがある。特に、従来、筒状部材に空気導入孔として設けられる丸孔形状の貫通孔は、その孔内面が、筒状部材の径方向に略平行な面とされているため、そのような貫通孔の筒壁外面側のエッジ部分（貫通孔周縁部分）において、圧縮空気の流れの乱れや渦が発生することがあり、それが圧損を上昇させる一因となっているのである。しかし、本実施形態においては、圧縮空気が、傾斜面８０に沿って案内されて筒状部材５６の内部に導かれるようになっているため、空気導入孔７８の筒壁６４ｂ外面側のエッジ部分における、圧縮空気の流れの乱れや渦の発生が可及的に防止され、以て圧損の上昇を有利に抑制することが出来る利点も発揮することとなる。

さらに、かかる圧縮空気用フィルタ装置１０にあっては、空気導入孔７８が、その孔内面の少なくとも一部が筒壁６４ｂの外面側から内面側に向かって孔内方に傾斜する傾斜面８０とされた孔構造とされているところから、そのような空気導入孔７８を通じて筒状部材５６内に導入される圧縮空気の流れが、所謂ノズル効果によって整えられるようになるため、圧縮空気の流速を上昇させて、その流量を増加させることも可能となり、以て、処理出来る圧縮空気の流量を増大させることが出来る特徴がある。

加えて、圧縮空気の均一な流れが実現されることにより、メンブレン部材５８（中空糸膜８２）の劣化が一部に偏ることがないため、メンブレン部材５８の寿命（要求性能を満足することが出来なくなるまでの期間）を有利に延ばすことも可能となる。

そして、ここでは、空気導入孔７８が、筒壁６４ｂの周方向に配列して（本実施形態においては、１２個）設けられていると共に、筒壁６４ｂの高さ方向に、複数段（本実施形態においては、５段）において設けられているのであるが、このように、筒壁６４ｂの全面に亘って空気導入孔７８を設けることで、開口（通気）面積を有利に大きく採ることが出来ることとなる。なお、本実施形態においては、空気導入孔７８が矩形の開口形状を呈していることから、空気導入孔７８を、筒壁６４ｂの周方向及び高さ方向へ、効率よく、規則正しく配設することが可能となっているのである。

また、本実施形態において、筒状部材５６（上側部材６４）は、通常の射出成形操作によって成形され、それと同時に、空気導入孔７８も形成されることとなるのであるが、そのために、図４に示されるように、空気導入孔７８の筒壁６４ｂの周方向において対向する２辺に対応する孔内面部位が、傾斜面８０、８０にて構成されているのである。即ち、かかる傾斜面８０が、それぞれ、中心を通り、略垂直に交差する２方向の面（図４において、二点鎖線：Ｐ及びＱにて示される面）に略平行な面とされていることで、成形用金型において、空気導入孔７８を形成するためのスライドコアの数を可及的に減らすことが出来ると共に、アンダーカット部の発生を有利に回避出来るという利点が生じているのである。そして、それによって、筒状部材５６の製造（成形操作）を容易と為し得ると共に、その製造コストを有利に低減することが可能となっているのである。かくて、複数の空気導入孔７８が、筒状部材５６の軸心が位置する径方向の一つの分割面（図４において、二点差線：Ｐ又はＱにて示される面）に対して対称的に設けられて、傾斜面８０が、そのような一つの分割面に対して対称的に位置せしめられることとなり、以て、上記の如き製造上の利点が有利に発揮されるのである。

さらに、本実施形態においては、筒状部材５６（上側部材６４）の天井部６４ａに、凹部７４が形成されて、かかる凹部７４の中央部に、空気導入補助孔７６が形成されているところから、筒状部材５６の強度を有利に確保しつつ、圧縮空気の通気面積が更に増大せしめられ得ているのである。

以上、本発明の代表的な実施形態について詳述してきたが、それは、あくまでも、例示に過ぎないものであって、本発明は、そのような実施形態に係る具体的な記述によって、何等限定的に解釈されるものではないことが、理解されるべきである。

例えば、空気導入孔７８の孔内面は、その少なくとも一部が、筒壁６４ｂの外面側から内面側に向かって孔内方に傾斜する傾斜面８０とされておればよいのであるが、図８及び図９に示されるように、空気導入孔７８の孔内面の全面が傾斜面８０とされていても、何等差支えない。この場合、筒状部材５６の強度を有利に確保しつつ、更に開口面積を大きく採ることが出来ると共に、筒状部材５６の高さ方向における圧縮空気の整流作用も一層有利に発揮されるため、それに伴なう圧損の低減作用等が更に有利に発揮され得ることとなる。

また、傾斜面８０の形成方法は、上述の態様に何等限定されず、例えば、筒状部材５６の筒壁６４ｂをドリル等で削って形成してもよく、更に傾斜面８０の傾斜角度も、空気導入孔７８の開口面積や配設個数、及び筒状部材５６の強度等の要求性能に応じて、適宜に設定することが出来る。

さらに、空気導入孔７８の開口形状は、矩形状に限られず、例えば円形状や多角形状であってもよい。また、空気導入孔７８の周方向及び高さ方向の配列個数は実施形態の数に何等限られるものではなく、筒状部材５６の強度や開口（通気）面積等の要求性能に応じて適宜設定することが出来る。

加えて、例示の実施形態において、第一のフィルタ手段１２は、樹脂製の筒体４０内に、樹脂製の空気旋回用のデフレクタが、第一の詰物４２として収容、充填されて、構成されているが、これに代えて、公知の如く、ステンレス繊維等の金属繊維からなる網状体の巻回成形体が第一の詰物として筒体内に充填されている構成としてもよい。更に、ドレン装置１６としても、公知の各種ドレン装置の何れもが採用され得るものである。

なお、圧縮空気用フィルタ装置１０を構成する各部材、例えば、下部ハウジング１８、上部ハウジング２２、筒体４０、内筒４４、外筒４６、及び筒状部材５６といった部材を構成する材質としては、特に限定されず、要求特性に応じて適宜選択することが出来るが、その中でも、特に、透明な素材、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂等が、圧縮空気用フィルタ装置１０内部の状態が視認出来るという理由から、好ましく採用され得る。

また、本発明において使用される中空糸膜８２の素材としては、特に上記のものに限定されず、形状、孔径などの要求特性に応じて、公知のものを適宜選択することが出来る。例えば、有機高分子系素材としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、酢酸セルロース系樹脂、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、ポリパーフルオロエチレン系樹脂、ポリメタクリル酸エステル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂などが挙げられ、他成分を共重合したもの、他の素材をブレンドしたもの、親水化処理などの処理を施したものでもよい。また、中空糸膜８２の製造方法も特に限定されることはなく、素材の特性及び所望する分離膜の形状や性能に応じて、公知の方法から適宜選択した方法を採用することが出来る。

その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、そして、そのような実施の態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、何れも、本発明の範疇に属するものであることは、言うまでもないところである。

１０圧縮空気用フィルタ装置１２第一のフィルタ手段
１４第二のフィルタ手段１８下部ハウジング
２０第三のフィルタ手段２２上部ハウジング
２８仕切り部材３２下部開口部
３４上部開口部３６嵌合凸部
５２支持部材５２ａ段部
５２ｂ先端部５４切欠き
５６筒状部材５８メンブレン部材
６０集気部６２下側部材
６２ａ下底部６４上側部材
６４ａ天井部６４ｂ筒壁
６６空気送出口６８嵌合筒部
７４凹部７６空気導入補助孔
７８空気導入孔８０傾斜面
８２中空糸膜

Claims

筒体内に第一の詰物を有する第一のフィルタ手段を通じて、圧縮空気を導入管路より所定容積の捕捉チャンバの内部空間内に導くことにより、該圧縮空気中に存在する蒸気や液状乃至は固体状の微粒子等の介在物を分離せしめるようにする一方、そのような分離処理の施された圧縮空気を、該捕捉チャンバの内部空間より、筒体内に第二の詰物を有する第二のフィルタ手段に導くようにすることによって、該分離処理の施された圧縮空気中に残存する介在物を該第二のフィルタ手段にて捕捉せしめ、更に該第二のフィルタ手段から送出される圧縮空気の流路上に、該第二のフィルタ手段とは別体の第三のフィルタ手段を設けて、該圧縮空気を該第三のフィルタ手段に通気せしめることにより、該圧縮空気中に未だ残存する介在物を更に捕捉せしめるようにした圧縮空気用フィルタ装置において、
前記第三のフィルタ手段を、筒壁に多数の空気導入孔を貫通して設けると共に、底部に空気送出口を設けてなる筒状部材と、該筒状部材内に収容された多数本の中空糸膜からなるメンブレン部材と、該筒状部材の前記空気送出口側の内部空間に形成されて、該メンブレン部材における中空糸膜の中空部が開口せしめられ、該中空糸膜を通過した圧縮空気が集められて、前記空気送出口に導く集気部とを含んで構成すると共に、
前記筒状部材の筒壁に設けた空気導入孔を、その孔内面の少なくとも一部が該筒壁の外面側から内面側に向かって孔内方に傾斜する傾斜面とされた孔構造において構成して、前記第二のフィルタ手段から送出された圧縮空気の流れが、該筒状部材の筒壁に設けた空気導入孔を通じて該筒状部材内に導入されて、前記メンブレン部材の中空糸膜を通過せしめられるように構成したことを特徴とする圧縮空気用フィルタ装置。
前記空気導入孔が矩形の開口形状を呈していると共に、該矩形の少なくとも１辺に対応する孔内面部位に、前記傾斜面が形成されている請求項１に記載の圧縮空気用フィルタ装置。
前記空気導入孔が、前記筒壁の周方向に配列して設けられていると共に、該筒壁の高さ方向に複数段において設けられている請求項１又は請求項２に記載の圧縮空気用フィルタ装置。
前記筒状部材の天井部に、前記第二のフィルタ手段から送出された圧縮空気を該筒状部材内の前記メンブレン部材の中空糸膜に導く空気導入補助孔が、更に設けられている請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の圧縮空気用フィルタ装置。
前記空気導入孔が、矩形の開口形状において、前記筒壁の周方向に複数配列せしめられ且つ該筒壁の高さ方向に複数段において設けられていると共に、該空気導入孔の筒壁周方向において対向する２辺に対応する孔内面部位が、それぞれ前記傾斜面にて構成されている請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の圧縮空気用フィルタ装置。
前記筒壁の周方向に配列された複数の空気導入孔が、前記筒状部材の軸心が位置する径方向の一つの分割面に対して対称的に設けられて、該空気導入孔の前記対向する２辺に対応する孔内面部位に形成された前記傾斜面が、該一つの分割面に対して対称的に位置せしめられている請求項５に記載の圧縮空気用フィルタ装置。