JP6343784B1

JP6343784B1 - 圧縮空気用エアフィルタ

Info

Publication number: JP6343784B1
Application number: JP2017252938A
Authority: JP
Inventors: 福原　廣; 廣福原
Original assignee: 株式会社フクハラ
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2017-12-28
Publication date: 2018-06-20
Anticipated expiration: 2037-12-28
Also published as: JP2019118846A

Abstract

【課題】圧縮空気中に含まれる油を確実に捕集して分離することができ、さらに水も確実にドレンとして捕集することができる圧縮空気用エアフィルタを提供する。【解決手段】圧縮空気用エアフィルタ１は、略中空筒形状に形成されているフィルタエレメント２と、該フィルタエレメントの両端に取り付けられている上蓋３、下蓋４と、上蓋３を貫通して形成され圧縮空気が流入する流入孔５と、フィルタエレメント２、上蓋３、下蓋４にて囲まれた内部空間６と、内部空間６内に収容されて圧縮空気中の油を捕集するための疎水性材料からなる油捕集材７と、内部空間６内の流入孔５に隣接した位置に収容され、ステンレス製の線状物を１又は複数本まとめて形成された塊状体８とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、圧縮空気用エアフィルタに関するものである。

圧縮空気圧回路を流れる圧縮空気には、油や水が含まれている。このように含有されている油や水は不純物として取り扱われているため、分離器等により分離除去されている。分離器のうちの一つとしてエアフィルタが知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１では、油の除去効率を高めるために、フィルタ内に油吸着材を配している。

特開２０１２−１１３６７号公報

しかしながら、圧縮空気中に含まれる油はミスト状となっているのでその粒径は小さいものである。これをそのまま油吸着材で全てを吸着させることは困難であり、捕集漏れが生じるおそれがある。また、水も同様にミスト状になっているので、フィルタ通過後もドレンとして捕集されずにそのまま圧縮空気中に含まれて流通してしまうおそれがある。

本発明は、上記従来技術を考慮したものであり、圧縮空気中に含まれる油を確実に捕集して分離することができ、さらに水も確実にドレンとして捕集することができる圧縮空気用エアフィルタ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、略中空筒形状に形成されているフィルタエレメントと、該フィルタエレメントの一方の端部に取り付けられている上蓋と、前記フィルタエレメントの他方の端部を閉塞して取り付けられている下蓋と、前記上蓋を貫通して形成され圧縮空気が流入する流入孔と、前記フィルタエレメント、前記上蓋、前記下蓋にて囲まれた内部空間と、該内部空間内に収容されて前記圧縮空気中の油を捕集するための疎水性材料からなる油捕集材と、前記内部空間内の前記流入孔に隣接した位置に収容され、ステンレス製の線状物を１又は複数本まとめて形成された塊状体とを備えたことを特徴とする圧縮空気用エアフィルタを提供する。

好ましくは、前記線状物は、扁平なテープ形状である。

好ましくは、前記線状物は、らせん状に形成されている。

本発明によれば、内部空間の流入孔に隣接した位置に塊状体が収容されているので、エアフィルタを通過する圧縮空気は必ずこの塊状体を通過することになる。塊状体はステンレス製の線状物を１又は複数本まとめて形成されているので、内部に空隙を有し、この空隙を圧縮空気は通過する。このとき、圧縮空気中に含まれる微粒子状の水や油は塊状体に衝突し、接触して付着する。ブラウン運動によって微粒子は拡散し、油と水はそれぞれ凝集を繰り返して小滴となる。これにより、小滴化した油は内部空間内の油捕集材やフィルタエレメントで捕集されやすくなり、油の捕集効率が向上する。さらに、小滴化した水はフィルタエレメントを通過した際に自重で落下しやすくなり、ドレンとして捕集しやすくなって水の捕集効率も向上する。

線状物を扁平なテープ状とすることで、圧縮空気が衝突する面積を増大させることができ、圧縮空気中の油や水の凝集効率を向上させることができる。特に扁平なテープ形状の線状物は圧縮空気を面で受け止めることができる
ので、圧縮空気の衝突確率及び付着確率も向上させることができる。

さらに線状物をらせん状とすれば、塊状体は線状物が入り組まれて複雑な内部構造とすることができ、圧縮空気が通過する空隙の不規則化を助長させることができる。これにより、圧縮空気の塊状体に対する衝突確率をさらに向上させることができる。

本発明に係る圧縮空気用エアフィルタの概略断面図である。本発明に係る圧縮空気用エアフィルタを用いた圧縮空気圧回路の一部を示す概略図である。

図１に示すように、本発明に係る圧縮空気用エアフィルタ１は、略中空筒形状に形成されているフィルタエレメント２を備えている。このフィルタエレメント２は水を通過させ、油を捕集する材質、特性にて形成されている。フィルタエレメント２の一方の端部には上蓋３が、他方の端部には下蓋４がそれぞれ取り付けられている。上蓋３には流入孔５が形成されている。この流入孔５は上蓋３を貫通して形成されている。流入孔５を介して圧縮空気は圧縮空気用エアフィルタ１内に形成された内部空間６に流入する（矢印Ａ方向）。すなわち、内部空間６は、フィルタエレメント２、上蓋３、下蓋４にて囲まれている。

内部空間６には、油捕集材７と塊状体８とが収容されている。油捕集材７は、圧縮空気中の油を捕集するための疎水性材料からなり、例えばオイルを吸着する材質（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタラート等）で形成されている。塊状体８はステンレス製であり、細長い線状物が１又は複数本まとめられて形成されている。

ここで、塊状体８は内部空間６内にて、流入孔５に隣接した位置に収容されている。すなわち、流入孔５は内部空間６側を塊状体８にて塞がれた構成となっている。したがって、矢印Ａ方向に流入してくる圧縮空気は、必ず最初に塊状体８を通過することになる。このように、内部空間６の流入孔５に隣接した位置に塊状体８が収容されているので、圧縮空気用エアフィルタ１を通過する圧縮空気は必ずこの塊状体８を最初に通過することになる。塊状体８はステンレス製の線状物を１又は複数本まとめて形成されているので、その内部に空隙を有している。内部空間６内に流入した圧縮空気はこの塊状体８に形成された空隙を通過する。このとき、圧縮空気中に含まれる微粒子状の水や油は塊状体８を構成する線状物に衝突し、接触して付着する。同時にブラウン運動によっても微粒子は拡散し、圧縮空気に含まれている油と水はそれぞれ凝集を繰り返して小滴となる。これにより、小滴化した油は内部空間６内の油捕集材７や、その外側のフィルタエレメント２で捕集されやすくなり、油の捕集効率が向上する。

なお、一般的に、フィルタエレメント２では３μｍ以上の油は捕集できる。圧縮空気中の油はそれ以下の粒径であるため、塊状体８によって油の粒径を３μｍ以上とできる。したがってフィルタエレメント２による濾過の性能保証としても有効である。また、油捕集材７が塊状体８の下部にあることで、多くの凝集した油は自重によりまずは油捕集材７に捕集される。これにより、フィルタエレメント２の目詰まりも防止でき、圧縮空気流通の圧力損失も低減できる。

さらに、小滴化した水はフィルタエレメント２を通過した際にフィルタエレメント２に沿って自重で落下しやすくなる。小滴化した水はそのままフィルタエレメント２を伝って落下し、ドレンとして捕集しやすくなる。ドレンはドレントラップ１５（図２参照）等により捕集される。これにより、圧縮空気中に含まれる水の捕集効率も向上する。

図２に示すように、圧縮空気用エアフィルタ１は圧縮空気圧回路９ではプレフィルタユニット１０、ミストフィルタユニット１１、活性炭フィルタユニット１２が並べられて配される箇所に好適に利用できる。例えば圧縮空気圧回路９では圧縮空気中の不純物を大まかに除去するための粗取り用のプレフィルタユニット１０、油分や水分等のミストを除去するミストフィルタユニット１１、匂い除去のための活性炭フィルタユニット１２を並べて配している。本発明に係る圧縮空気用エアフィルタ１は、特にプレフィルタユニット１０内に配されるフィルタとして好適である。圧縮空気流通の際の圧力損失の原因となっている油や水を先に多く分離除去することで、圧縮空気圧回路９全体としての圧力損失を低減できるからである。

なお、プレフィルタユニット１０は、ヘッド１３とボディ１４とからなり、圧縮空気用エアフィルタ１はボディ１４内に配される。ヘッド１３には図示しない圧縮空気流路が形成されていて、入り口流路１６は上蓋３の流入孔５と接続される。このとき、Ｏリング１８により圧縮空気の漏れがないように接続される。入り口流路１６からヘッド１３を通って流入孔５より圧縮空気用エアフィルタ１内に流入した圧縮空気は、上述したように油と水を分離除去されてボディ１４内の圧縮空気用エアフィルタ１の外側を通って上昇し、再びヘッド１３を通って出口流路１７から流出する。圧縮空気用エアフィルタ１を通過した際に圧縮空気中の水はドレントラップ１５にて捕集される。

上述した塊状体８を形成する線状物は、扁平なテープ形状であることが好ましい。線状物を扁平なテープ状とすることで、圧縮空気が衝突する面積を増大させることができ、圧縮空気中の油や水の凝集効率を向上させることができる。特に扁平なテープ形状の線状物は圧縮空気を面で受け止めることができるので、圧縮空気の衝突確率及び付着確率も向上させることができる。

さらに、線状物をらせん状としてまとめて塊状体８を形成することが好ましい。線状物をらせん状とすれば、塊状体８は線状物が入り組まれて複雑な内部構造とすることができ、圧縮空気が通過する空隙の不規則化を助長させることができる。これにより、圧縮空気の塊状体８に対する衝突確率をさらに向上させることができる。

１：圧縮空気用エアフィルタ、２：フィルタエレメント、３：上蓋、４：下蓋、５：流入孔、６：内部空間、７：油捕集材、８：塊状体、９：圧縮空気圧回路、１０：プレフィルタユニット、１１：ミストフィルタユニット、１２：活性炭フィルタユニット、１３：ヘッド、１４：ボディ、１５：ドレントランプ、１６：入り口流路、１７：出口流路、１８：Ｏリング

Claims

略中空筒形状に形成されているフィルタエレメントと、
該フィルタエレメントの一方の端部に取り付けられている上蓋と、
前記フィルタエレメントの他方の端部を閉塞して取り付けられている下蓋と、
前記上蓋を貫通して形成され圧縮空気が流入する流入孔と、
前記フィルタエレメント、前記上蓋、前記下蓋にて囲まれた内部空間と、
該内部空間の下側に収容されて前記圧縮空気中の油を捕集するための疎水性材料からなる油捕集材と、
前記内部空間の上側であって前記流入孔に隣接した位置に収容され、ステンレス製の線状物を１又は複数本まとめて形成された塊状体とを備え、
該塊状体と前記フィルタエレメントとは前記油捕集材を介在せずに隣接していることを特徴とする圧縮空気用エアフィルタ。
前記線状物は、扁平なテープ形状であることを特徴とする請求項１に記載の圧縮空気用エアフィルタ。
前記線状物は、らせん状に形成されてい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エアフィルタ。