JP6166970B2 - オイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータ - Google Patents

Description

本発明は、溢水、汚水回収、建設現場での泥水回収、又は糞尿収集に用いられるオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータ、又はオイル循環式真空ポンプシステムに関する。

従来より、例えば特許文献１に示されているように、真空ポンプから吐出されるオイルをオイルセパレータでエアーから分離して真空ポンプに供給することがなされている。
特許文献１では、オイルセパレータの具体的な構成は開示されていないが、一般的には、バッフルプレートを設けたオイルセパレータや、サイクロン式のオイルセパレータ、又はフィルタ式のオイルセパレータが知られている。

実用新案登録第３０７７８２２号公報

例えば、溢水、汚水回収、建設現場での泥水回収、又は糞尿収集に用いられる吸引車に積載するオイル循環式真空ポンプは、吐出されるオイル量が多いため、サイクロン式のオイルセパレータが用いられている。
しかし、サイクロン式のオイルセパレータでは、オイルミストが白煙として視認できることもあって白煙の放出防止の改善が求められている。

本発明は、オイルの分離効果が高く、オイルミストによる白煙の放出を防止できるオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータを提供することを目的とする。
また本発明は、オイルミストによる白煙の放出を防止できるとともに、真空ポンプから吐出されたオイルのほとんどを真空ポンプに循環することができ、オイルを補給することなく、長時間の運転を実現することができるオイル循環式真空ポンプシステムを提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明のオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータは、真空ポンプから吐出されるオイルをエアーから分離して前記真空ポンプに供給するオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータであって、オイル溜まり部より上方にオイル分離部を設け、前記オイル分離部を、前記エアーを旋回させて前記エアーから前記オイルを分離するサイクロン分離部と、フィルタによって前記エアーから前記オイルを分離するフィルタ分離部とによって構成し、外筒と内筒との間で前記サイクロン分離部を形成し、前記内筒の内部に前記フィルタ分離部を形成し、前記真空ポンプからの前記エアーを導入する導入口と、前記オイルを分離した前記エアーを導出する導出口とを前記外筒の上部に配置し、前記導入口を前記外筒と前記内筒との間に開口させ、前記導出口を前記内筒の内部に開口させ、前記サイクロン分離部と前記フィルタ分離部とを前記内筒の下部に形成した第１連通路で連通させ、前記フィルタを筒状に配置し、前記サイクロン分離部を通過した前記エアーは、筒状に配置した前記フィルタの内部に導かれた後に、前記フィルタを通過し、前記フィルタと前記内筒との間を上昇して前記導出口に導かれることを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載のオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータにおいて、前記フィルタ分離部を前記サイクロン分離部よりも下流に配置したことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載のオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータにおいて、前記オイル溜まり部に第１オイル排出口を設け、前記フィルタより下流に第２オイル排出口を設けたことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項３に記載のオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータにおいて、前記内筒の下部で前記第１連通路の外周部に低圧側オイル溜まり部を形成し、前記低圧側オイル溜まり部に前記第２オイル排出口を設けたことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項４に記載のオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータにおいて、前記フィルタに過度の圧力が加わった場合には、前記フィルタを移動させることで、前記フィルタを通過することなく、前記フィルタと前記内筒との間に前記エアーを導くことを特徴とする。
請求項６記載の本発明のオイル循環式真空ポンプシステムは、請求項１から請求項５のいずれかに記載のオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータを、前記真空ポンプの吐出配管に配置し、前記オイル溜まり部に溜まった前記オイルを前記真空ポンプに供給することを特徴とする。

本発明のオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータによれば、サイクロン分離部とフィルタ分離部とによってエアーからオイルを分離するため、オイルの分離効果が高く、オイルミストによる白煙の放出を防止できる。
また本発明のオイル循環式真空ポンプシステムによれば、サイクロン分離部とフィルタ分離部とによってエアーからオイルを分離するため、オイルミストによる白煙の放出を防止できるとともに、真空ポンプから吐出されたオイルのほとんどを真空ポンプに循環することができるので、オイルを補給することなく、長時間の運転を実現することができる。

本発明の一実施例によるオイル循環式真空ポンプシステムの構成図 本実施例に用いるオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータの上面断面図及び側面断面図

本発明の第１の実施の形態によるオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータは、オイル溜まり部より上方にオイル分離部を設け、オイル分離部を、エアーを旋回させてエアーからオイルを分離するサイクロン分離部と、フィルタによってエアーからオイルを分離するフィルタ分離部とによって構成し、外筒と内筒との間でサイクロン分離部を形成し、内筒の内部にフィルタ分離部を形成し、真空ポンプからのエアーを導入する導入口と、オイルを分離したエアーを導出する導出口とを外筒の上部に配置し、導入口を外筒と内筒との間に開口させ、導出口を内筒の内部に開口させ、サイクロン分離部とフィルタ分離部とを内筒の下部に形成した第１連通路で連通させ、フィルタを筒状に配置し、サイクロン分離部を通過したエアーは、筒状に配置したフィルタの内部に導かれた後に、フィルタを通過し、フィルタと内筒との間を上昇して導出口に導かれるものである。本実施の形態によれば、サイクロン分離部とフィルタ分離部とによってエアーからオイルを分離するため、オイルの分離効果が高く、オイルミストによる白煙の放出を防止できる。また、導入口から導入されたエアーは、サイクロン分離部では、旋回しながら下方への流れとなるため、オイル分離機能を高めることができ、第１連通路ではエアーの流れの向きが変わるため、オイルを分離しやすい。また、フィルタで分離されたオイルは重力によって下方に向かうため、オイルミストが極めて少ないエアーを導出口に導くことができる。

本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態によるオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータにおいて、フィルタ分離部をサイクロン分離部よりも下流に配置したものである。本実施の形態によれば、サイクロン分離部でオイルを分離した後のエアーをフィルタに導くため、フィルタでのオイル分離負担を軽減でき、ミスト化したオイルを確実にフィルタで分離できるため、オイルミストによる白煙の放出を、より確実に防止できる。

本発明の第３の実施の形態は、第１又は第２の実施の形態によるオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータにおいて、オイル溜まり部に第１オイル排出口を設け、フィルタより下流に第２オイル排出口を設けたものである。本実施の形態によれば、フィルタより下流ではオイル溜まり部より低圧であるため、フィルタで分離したオイルをオイル溜まり部ではなく、第２オイル排出口から排出することで、確実にオイルを排出できる。

本発明の第４の実施の形態は、第３の実施の形態によるオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータであって、内筒の下部で第１連通路の外周部に低圧側オイル溜まり部を形成し、低圧側オイル溜まり部に第２オイル排出口を設けたものである。本実施の形態によれば、フィルタで分離したオイルを第２オイル排出口から確実に排出することができる。

本発明の第５の実施の形態は、第４の実施の形態によるオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータであって、フィルタに過度の圧力が加わった場合には、フィルタを移動させることで、フィルタを通過することなく、フィルタと内筒との間にエアーを導くものである。本実施の形態によれば、フィルタが目詰まりした際にも、運転を安全に継続することができる。

本発明の第６の実施の形態によるオイル循環式真空ポンプシステムは、本発明の第１から第５のいずれかの実施の形態によるオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータを、真空ポンプの吐出配管に配置し、オイル溜まり部に溜まったオイルを真空ポンプに供給するものである。本実施の形態によれば、真空ポンプから吐出されたオイルのほとんどを真空ポンプに供給することができるので、オイルを補給することなく、長時間の運転を実現することができる。

以下本発明の一実施例によるオイル循環式真空ポンプシステムについて説明する。
図１は本実施例によるオイル循環式真空ポンプシステムの構成図である。

本実施例によるオイル循環式真空ポンプシステムは、液体を貯留するタンク１０と、オイルで潤滑及びシールされる真空ポンプ２０と、真空ポンプ２０から吐出されるオイルをエアーから分離するオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータ３０と、四方切換バルブ４０とを備えている。

タンク側配管５１は、一端がタンク１０の上部に接続され、他端が四方切換バルブ４０に接続されている。
大気側配管５２は、一端が大気に開放され、他端が四方切換バルブ４０に接続されている。
吸入側配管５３は、一端が真空ポンプ２０に接続され、他端が四方切換バルブ４０に接続されている。
吐出側配管５４は、一端が真空ポンプ２０に接続され、他端がオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータ３０に接続されている。
エアー配管５５は、一端がオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータ３０に接続され、他端が四方切換バルブ４０に接続されている。

タンク１０の上部には、マンホール１１が設けられ、タンク側配管５１の一端はマンホール１１に接続されている。マンホール１１には気圧安全弁１２を設けている。タンク１０の下部には、吸排口１３を設けている。吸排口１３にはコック１４を設けている。
大気側配管５２の一端には、脱臭器６１を設けている。吸入側配管５３には、水分を除去するドレンセパレータ６２を設けている。吐出側配管５４には、オイルをエアーから分離するサブセパレータ６３を設けている。

オイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータ３０には、オイル溜まり部３１と低圧側オイル溜まり部３２とを備えている。
オイル溜まり部３１は、オイル供給管７１で真空ポンプ２０と接続されている。また、低圧側オイル溜まり部３２は、第１オイル戻し管７２で吸入側配管５３と接続されている。オイル供給管７１には、オイルクリーナ７３を設けている。
四方切換バルブ４０は、吸排切換レバー４１によって切り換えられる。

本実施例によるオイル循環式真空ポンプシステムの動作について以下に説明する。
まず、タンク１０への液体の吸入動作を説明する。
四方切換バルブ４０によって、エアー配管５５を大気側配管５２に接続し、吸入側配管５３をタンク側配管５１に接続する。
真空ポンプ２０の運転によって、タンク１０内のエアーは、タンク側配管５１から吸入側配管５３を通って真空ポンプ２０に吸引される。
コック１４を開放することで、吸排口１３から液体をタンク１０内に吸引することができる。
真空ポンプ２０に吸引されたエアーは、真空ポンプ２０内のオイルとともに、吐出側配管５４に吐出される。

吐出側配管５４に吐出されたエアーとオイルは、サブセパレータ６３に導かれ、ここで一部のオイルはエアーから分離される。サブセパレータ６３で分離されたオイルは、第２オイル戻り管７４によってオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータ３０に設けたオイル導入口６３ａからオイル溜まり部３１に導かれ、オイル供給管７１によって真空ポンプ２０に供給される。
サブセパレータ６３を通過したエアーとオイルとは、オイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータ３０に導かれる。オイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータ３０のサイクロン分離部３３ａで分離されてオイル溜まり部３１に溜まったオイルは、オイル供給管７１によって真空ポンプ２０に供給される。なお、オイル供給管７１を通過するオイルは、オイルクリーナ７３によって不純物が除去される。また、オイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータ３０のフィルタ分離部３３ｂで分離されて低圧側オイル溜まり部３２に溜まったオイルは、第１オイル戻し管７２によって吸入側配管５３に導かれ、真空ポンプ２０に戻される。

オイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータ３０でオイルが分離されたエアーは、エアー配管５５及び大気側配管５２を通り、脱臭器６１で脱臭された後に大気に放出される。
大気に放出されるエアーは、サブセパレータ６３及びオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータ３０でほとんどのオイルが分離しているため、オイルミストが大気に放出されることがない。

次に、タンク１０からの液体の排出動作を説明する。
四方切換バルブ４０によって、エアー配管５５をタンク側配管５１に接続し、吸入側配管５３を大気側配管５２に接続する。
真空ポンプ２０の運転によって、大気から吸引したエアーは、大気側配管５２から吸入側配管５３を通って真空ポンプ２０に吸引される。
真空ポンプ２０に吸引されたエアーは、真空ポンプ２０内のオイルとともに、吐出側配管５４に吐出される。

吐出側配管５４に吐出されたエアーとオイルは、サブセパレータ６３に導かれ、ここで一部のオイルはエアーから分離される。サブセパレータ６３で分離されたオイルは、第２オイル戻り管７４によってオイル溜まり部３１に導かれ、オイル供給管７１によって真空ポンプ２０に供給される。
サブセパレータ６３を通過したエアーとオイルとは、オイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータ３０に導かれる。オイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータ３０のサイクロン分離部３３ａで分離されてオイル溜まり部３１に溜まったオイルは、オイル供給管７１によって真空ポンプ２０に供給される。なお、オイル供給管７１を通過するオイルは、オイルクリーナ７３によって不純物が除去される。また、オイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータ３０のフィルタ分離部３３ｂで分離されて低圧側オイル溜まり部３２に溜まったオイルは、第１オイル戻し管７２によって吸入側配管５３に導かれ、真空ポンプ２０に戻される。

オイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータ３０でオイルが分離されたエアーは、エアー配管５５及びタンク側配管５１を通り、タンク１０内に導入される。
タンク１０に導入されるエアーは、サブセパレータ６３及びオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータ３０でほとんどのオイルが分離しているため、タンク１０内の液体にオイルが混入することがない。
コック１４を開放することで、吸排口１３から液体をタンク１０外に排出することができる。

以下に本実施例に用いるオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータ３０について説明する。
図２（ａ）は本実施例によるオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータの上面断面図、図２（ｂ）は同オイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータの側面断面図、図２（ｃ）は、同オイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータ内が過度の加圧状態になった場合の側面断面図である。

オイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータ３０は、オイル溜まり部３１より上方にオイル分離部３３を設けている。
オイル分離部３３は、エアーを旋回させてエアーからオイルを分離するサイクロン分離部３３ａと、フィルタ３４によってエアーからオイルを分離するフィルタ分離部３３ｂとによって構成している。サイクロン分離部３３ａとフィルタ分離部３３ｂとによってエアーからオイルを分離するため、オイルの分離効果が高い。
フィルタ分離部３３ｂはサイクロン分離部３３ａよりも下流に配置している。本実施例によれば、サイクロン分離部３３ａでオイルを分離した後のエアーをフィルタ３４に導くため、フィルタ３４でのオイル分離負担を軽減でき、ミスト化したオイルを確実にフィルタ３４で分離できる。
サイクロン分離部３３ａは、外筒３５と内筒３６との間に形成している。フィルタ分離部３３ｂは、内筒３６の内部に形成している。
サイクロン分離部３３ａとオイル溜まり部３１とは、第1連通路３７の下部に形成した
第2連通路39で連通している。

外筒３５の上部には、真空ポンプ２０からのエアーを導入する導入口５４ａと、オイルを分離したエアーを導出する導出口５５ａとを配置している。
導入口５４ａは、外筒３５と内筒３６との間に開口し、導出口５５ａは内筒３６の内部に開口している。
サイクロン分離部３３ａとフィルタ分離部３３ｂとは、内筒３６の下部に形成した第１連通路３７で連通している。

本実施例によれば、導入口５４ａから導入されたエアーは、サイクロン分離部３３ａでは、旋回しながら下方への流れとなるため、オイル分離機能を高めることができ、第１連通路３７ではエアーの流れの向きが変わるため、オイルを分離しやすい。
フィルタ３４は、内筒３６内に筒状に配置している。サイクロン分離部３３ａを通過したエアーは、筒状に配置したフィルタ３４の内部に導かれた後に、フィルタ３４を通過し、フィルタ３４と内筒３６との間を上昇して導出口５５ａに導かれる。フィルタ３４で分離されたオイルは、重力によって下方に向かうため、オイルミストが極めて少ないエアーを導出口５５ａに導くことができる。

低圧側オイル溜まり部３２は、内筒３６の下部で第１連通路３７の外周部に形成している。
オイル溜まり部３１には、第１オイル排出口３１ａを設け、低圧側オイル溜まり部３２には第２オイル排出口３２ａを設けている。低圧側オイル溜まり部３２及び第２オイル排出口３２ａは、フィルタ３４より下流に設けているので、オイル溜まり部３１及び第１オイル排出口３１ａよりも低圧となっている。従って、低圧側オイル溜まり部３２のオイルをオイル溜まり部３１には導くことができないため、フィルタ３４で分離したオイルは第２オイル排出口３２ａから排出する。

吐出側配管５４からのエアーは、サイクロン分離部３３ａとフィルタ分離部３３ｂとを通過してエアー配管５５に吐出される。
オイル溜まり部３１に溜められたオイルは、オイル供給管７１から真空ポンプ２０に供給される。低圧側オイル溜まり部３２に溜められたオイルは、第１オイル戻し管７２から吸入側配管５３に戻される。
このように、サイクロン分離部３３ａとフィルタ分離部３３ｂとによってエアーからオイルを分離するため、オイルミストによる白煙の放出を防止できるとともに、真空ポンプ２０から吐出されたオイルのほとんどを真空ポンプ２０に循環することができるので、オイルを補給することなく、長時間の運転を実現することができる。また、フィルタ３４で分離したオイルは、第１オイル戻し管７２から確実に真空ポンプ２０に戻すことができる。

フィルタ３４が目詰まりした際には、図２（ｃ）に示すようにフィルタ３４を移動させることで、フィルタ３４を通過することなく、フィルタ３４と内筒３６との間にエアーを導くことで、フィルタ３４が目詰まりした際にも、運転を安全に継続することができる。
そのために、フィルタ３４は、例えばバネのような押圧部材３８によって一方向に付勢されており、フィルタ３４内の圧力が所定圧を超えると、押圧部材３８に対向する圧力が加わることでフィルタ３４が移動するように構成されている。そして、フィルタ３４の移動によって、エアーは、フィルタ３４を通過することなく、フィルタ３４と内筒３６との間に導かれる。
なお、本実施例では、フィルタ３４を移動させる構成を示したが、フィルタ３４を移動させる代わりに、オイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータ３０内が過度の加圧状態にならないように、オイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータ３０の導入口５４ａ又は吐出側配管５４に圧力計を設け、フィルタ３４の交換時期を知らせるためにブザーやランプによる警報を行ってもよい。また、オイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータ３０の導入口５４ａ又は吐出側配管５４に圧力センサーを設け、所定圧以上を検知した場合に、ブザーやランプによる警報、又は真空ポンプ２０の停止を行ってもよい。

以上のように、本実施例によるオイル循環式真空ポンプシステムは、オイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータ３０を、真空ポンプ２０の吐出配管５４に配置し、オイル溜まり部３１に溜まったオイルを真空ポンプ２０に供給することで、オイルを補給することなく、長時間の運転を実現することができる。

本発明は、例えば、溢水、汚水回収、建設現場での泥水回収、又は糞尿収集に用いられる吸引車に積載するオイル循環式真空ポンプシステム、又はオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータとして適している。

１０ タンク
２０ 真空ポンプ
３０ オイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータ
３１ オイル溜まり部
３１ａ 第１オイル排出口
３２ａ 第２オイル排出口
３２ 低圧側オイル溜まり部
３３ オイル分離部
３３ａ サイクロン分離部
３３ｂ フィルタ分離部
３４ フィルタ
３５ 外筒
３６ 内筒
３７ 第１連通路
３８ 押圧部材
４０ 四方切換バルブ
４１ 吸排切換レバー
５１ タンク側配管
５２ 大気側配管
５３ 吸入側配管
５４ 吐出側配管
５４ａ 導入口
５５ エアー配管
５５ａ 導出口
６１ 脱臭器
６３ サブセパレータ
６３ａ オイル導入口
７１ オイル供給管
７２ 第１オイル戻し管
７３ オイルクリーナ
７４ 第２オイル戻し管

Claims (6)

1. 真空ポンプから吐出されるオイルをエアーから分離して前記真空ポンプに供給するオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータであって、
   オイル溜まり部より上方にオイル分離部を設け、
   前記オイル分離部を、
   前記エアーを旋回させて前記エアーから前記オイルを分離するサイクロン分離部と、
   フィルタによって前記エアーから前記オイルを分離するフィルタ分離部と
   によって構成し、
   外筒と内筒との間で前記サイクロン分離部を形成し、前記内筒の内部に前記フィルタ分離部を形成し、前記真空ポンプからの前記エアーを導入する導入口と、前記オイルを分離した前記エアーを導出する導出口とを前記外筒の上部に配置し、前記導入口を前記外筒と前記内筒との間に開口させ、前記導出口を前記内筒の内部に開口させ、前記サイクロン分離部と前記フィルタ分離部とを前記内筒の下部に形成した第１連通路で連通させ、
   前記フィルタを筒状に配置し、前記サイクロン分離部を通過した前記エアーは、筒状に配置した前記フィルタの内部に導かれた後に、前記フィルタを通過し、前記フィルタと前記内筒との間を上昇して前記導出口に導かれることを特徴とするオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータ。
2. 前記フィルタ分離部を前記サイクロン分離部よりも下流に配置したことを特徴とする請求項１に記載のオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータ。
3. 前記オイル溜まり部に第１オイル排出口を設け、前記フィルタより下流に第２オイル排出口を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータ。
4. 前記内筒の下部で前記第１連通路の外周部に低圧側オイル溜まり部を形成し、前記低圧側オイル溜まり部に前記第２オイル排出口を設けたことを特徴とする請求項３に記載のオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータ。
5. 前記フィルタに過度の圧力が加わった場合には、前記フィルタを移動させることで、前記フィルタを通過することなく、前記フィルタと前記内筒との間に前記エアーを導くことを特徴とする請求項４に記載のオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータ。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載のオイル循環式真空ポンプ用オイルセパレータを、前記真空ポンプの吐出配管に配置し、前記オイル溜まり部に溜まった前記オイルを前記真空ポンプに供給することを特徴とするオイル循環式真空ポンプシステム。