JP6345541B2 - オイルセパレータ - Google Patents

Description

本発明は、機器を通過した空気に含まれる油分を分離するオイルセパレータに関する。

トラック、バス、建機等の車両は、コンプレッサから送られる圧縮空気を利用してブレーキやサスペンション等のシステムを制御している。コンプレッサから送出される圧縮空気には、大気中に含まれる水分やコンプレッサ内を潤滑する油分が含まれている。この水分や油分を含む圧縮空気が各システム内に侵入すると、錆の発生やゴム部材の膨潤を招き、当該システムの作動不良の原因となる。このため、上記コンプレッサの下流には、圧縮空気から水分や油分を除去するためのエアドライヤが設けられている。

エアドライヤでは、圧縮空気を乾燥剤に通過させて水分や油分を除去するロード運転と、乾燥剤に捕捉された水分や油分を外部に排出することによって乾燥剤を再生するアンロード運転とが行われる。アンロード運転の際にエアドライヤから排出される空気には、水分と油分とが含まれている。このため、最近では、環境負荷を考慮して、エアドライヤから排出される空気から油分を分離して回収するオイルセパレータを設けることが提案されている。

オイルセパレータは、水分や油分を含んだ空気を衝突材に衝突させることにより気液分離を行う。この気液分離によって、水分や油分が除去された空気は外部に放出され、空気と分離された水分や油分は、ドレンとしてオイルセパレータ内のドレン溜め部に回収される（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−２３４６３２号公報

ところで、上記特許文献１に記載のオイルセパレータでは、ドレンがオイルセパレータ内のドレン溜め部に回収されるので、回収されたドレンの量がドレン溜め部の容積に達すると、ドレンの回収ができなくなる。このため、溜まったドレンをオイルセパレータから定期的に回収する必要があるが、この回収作業等のメンテナンス作業の回数は少ないことが望まれている。そこで、分離して溜めたドレンの回収作業の回数を抑制するオイルセパレータが求められている。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、分離して溜めたドレンの回収作業の回数を抑制することができるオイルセパレータを提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について説明する。
上記課題を解決するオイルセパレータは、筐体と前記筐体内に設けられた衝突材とを備え、油分を含む空気を前記筐体内に導入して前記衝突材に衝突させることによって、導入された空気から油分を分離してドレン溜め部に回収するオイルセパレータにおいて、オイルセパレータは、ディーゼルエンジンが搭載された車両に設置され、前記ドレン溜め部の排出口と、前記ディーゼルエンジンの排気に含まれる微粒子を捕集する排気浄化装置に設けられる燃焼部とが接続され、前記ドレン溜め部に溜まったドレンを前記排気浄化装置の燃焼部に供給することをその要旨としている。

ディーゼルエンジンでは、排気に含まれる微粒子を捕集する排気浄化装置が設置されている。排気浄化装置には、微粒子を捕集するディーゼル微粒子捕集フィルターと、燃料の燃焼によって排気の温度を上昇させる燃焼部とが設けられているものがある。この燃焼部において温度が上昇された排気は、微粒子を酸化させてディーゼル微粒子捕集フィルターから取り除く。

上記構成によれば、オイルセパレータのドレン溜め部に溜まったドレンを、油を利用する排気浄化装置の燃焼部に送出することで、オイルセパレータが分離して溜めたドレンの回収作業の回数を抑制することができる。また、排気浄化装置に用いるための燃料を抑制することができる。

上記オイルセパレータについて、前記ドレン溜め部に溜まったドレンを加熱する加熱装置を備えることが好ましい。
上記構成によれば、ドレン溜め部に溜まったドレンを加熱するので、ドレンから水分を蒸発させて、水分の割合を減らしたドレンを排気浄化装置の燃焼部に供給することができる。

上記オイルセパレータについて、前記排気浄化装置の燃焼部に供給するドレンを燃焼用の燃料と混合して供給することが好ましい。
上記構成では、ドレンと燃料用の燃料である油とを混合することで、排気浄化装置の燃焼部に供給されるドレンに含まれる油分の割合を高めることができ、燃焼効率を高めることができる。

本発明によれば、分離して溜めたドレンの回収作業の回数を抑制することができる。

オイルセパレータの一実施形態の概略構成を示すブロック図。 オイルセパレータの変形例の概略構成を示すブロック図。

以下、図１を参照して、オイルセパレータの一実施形態について説明する。
図１に示されるように、トラック、バス、建機等の車両は、コンプレッサ１から送られる圧縮空気を利用してブレーキやサスペンション等のシステムを制御している。このため、エア系統のコンプレッサ１の下流には、圧縮空気中の油水分を除去し、乾燥された空気を提供するためのエアドライヤ２が設けられている。エアドライヤ２内には、乾燥剤が設けられている。エアドライヤ２は、圧縮空気を乾燥剤に通過させて水分や油分を除去するロード運転と、乾燥剤に捕捉された水分や油分を外部に排出することによって乾燥剤を再生するアンロード運転とを行う。エアドライヤ２は、ロード運転によって乾燥した乾燥圧縮空気をシステムタンク４に送出する。システムタンク４は、ブレーキやサスペンション等の各システムに圧縮空気を供給する。システムタンク４の圧力が所定値に達すると、エアドライヤ２の図示しないガバナが駆動することでコントロールエアが導入される。エアドライヤ２は、コントロールエアによってエキゾストバルブ２ａが開放されるアンロード運転を行う。エアドライヤ２は、エキゾストバルブ２ａが開放されると、圧縮空気が逆流して、水分とともに油分も含まれる空気（パージエア）を排出口２ｂから送出する。

エア系統のコンプレッサ１の下流には、環境負荷を考慮してオイルセパレータ３が設けられている。特に、オイルセパレータ３は、エアドライヤ２の排出口２ｂにエアドライヤ接続ホース２０を介して接続され、エアドライヤ２内の乾燥剤を再生する際に排出されるパージエアから油水分を分離して回収する。

オイルセパレータ３は、衝突方式で気液分離するオイルセパレータである。オイルセパレータ３の筐体３ａ内には、油水分を含んだパージエアが衝突する複数の衝突材３ｂが設けられている。この衝突方式のオイルセパレータ３は、油水分を含んだパージエアを衝突材３ｂに衝突させてパージエアから油水分を分離し、排出口３ｄから清浄エアを排出する。パージエアから分離された油水分を含む液体を以下ではドレンと記載する。オイルセパレータ３には、分離したドレンを溜めるドレン溜め部３ｃが設けられている。

オイルセパレータ３は、回収されたドレンの量がドレン溜め部３ｃの容積に達すると、ドレンの回収ができなくなる。そこで、オイルセパレータ３は、油を利用する外部装置に還元する。さらに、オイルセパレータ３では、ドレン溜め部３ｃに溜まったドレンを加熱することで水分を蒸発させて、ドレンに含まれる水分の割合を減らしている。オイルセパレータ３は、ドレン溜め部３ｃから外部装置にドレンを送出する。

エンジン６は、ディーゼルエンジンである。このため、エンジン６の排気管６ａには、排気に含まれる微粒子を捕集する排気浄化装置７が設けられている。排気浄化装置７には、微粒子を捕集するディーゼル微粒子捕集フィルター７ａと、排気の温度を上昇させる燃焼部７ｂとが設けられている。燃焼部７ｂは、燃料を燃焼させることで排気の温度を上昇させる。燃焼部７ｂにおいて温度が上昇された排気は、微粒子を酸化させてディーゼル微粒子捕集フィルター７ａから取り除く。

オイルセパレータ３のドレン溜め部３ｃは、排気浄化装置７の燃焼部７ｂとドレン供給ホース３０を介して接続されている。ドレン溜め部３ｃに溜まったドレンは、排気浄化装置７の燃焼部７ｂに供給される。燃焼部７ｂは、供給されたドレンを燃料として使用して、ドレンを燃焼させて排気の温度を上昇させる。ドレン供給ホース３０には、逆流を防ぐチェックバルブ３０ａが設けられている。ドレン溜め部３ｃに溜まったドレンは、加熱装置としての圧縮空気供給ホース１０によって加熱される。圧縮空気供給ホース１０は、オイルセパレータ３の筐体３ａを巻回し、熱がオイルセパレータ３の筐体３ａに伝達されるようになっている。圧縮空気供給ホース１０には、コンプレッサ１によって圧縮された圧縮空気が通過する。圧縮によって加熱された圧縮空気から熱がオイルセパレータ３の筐体３ａに伝達されて、ドレン溜め部３ｃのドレンを加熱する。その結果、ドレンに含まれる水分の蒸発が促される。

次に、図１を参照して、上記のように構成されたオイルセパレータの作用について説明する。
図１に示されるように、コンプレッサ１は、エンジン６の駆動によって圧縮空気を発生させて、エアドライヤ２に圧縮空気を送出する。エアドライヤ２は、コンプレッサ１から導入された圧縮空気を乾燥剤に通過させて、圧縮空気に含まれる水分や油分を除去するロード運転を行い、乾燥圧縮空気をシステムタンク４に送出する。システムタンク４は、各システムに圧縮空気を供給する。一方、エアドライヤ２は、システムタンク４の圧力が所定値に達すると、ガバナによってコントロールエアが導入されて、乾燥剤を再生させるアンロード運転を行い、圧縮空気を逆流させて、排出口２ｂから水分とともに油分も含まれるパージエアを送出する。オイルセパレータ３の排出口２ｂから送出されたパージエアは、エアドライヤ接続ホース２０を介してオイルセパレータ３に導入される。

オイルセパレータ３は、油水分を含んだパージエアが導入されると、筐体３ａ内に設けられた衝突材３ｂにパージエアが衝突することでパージエアから油水分を分離する。パージエアから油水分が分離された清浄エアは、排出口３ｄから排出される。一方、パージエアから分離された油水分は、ドレン溜め部３ｃにドレンとして回収される。ドレン溜め部３ｃは圧縮空気供給ホース１０によって巻回されて加熱されているので、ドレン溜め部３ｃに溜まったドレンは圧縮空気供給ホース１０によって加熱される。

そして、オイルセパレータ３のドレン溜め部３ｃに溜まったドレンは、ドレン供給ホース３０によって排気浄化装置７の燃焼部７ｂに供給される。燃焼部７ｂは、ドレンを燃料として使用して燃焼させ、排気の温度を上昇させる。

このように、オイルセパレータ３のドレン溜め部３ｃに溜まったドレンを圧縮空気によって加熱することで、水分量を減らしたドレンを外部装置である排気浄化装置７の燃焼部７ｂに供給する。よって、オイルセパレータ３が分離して溜めたドレンの回収作業の回数を抑制することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）オイルセパレータ３のドレン溜め部３ｃに溜まったドレンを、油を利用する排気浄化装置７の燃焼部７ｂに送出することで、オイルセパレータ３が分離して溜めたドレンの回収作業の回数を抑制することができる。また、排気浄化装置７の燃焼部７ｂに用いる燃料を抑制することができ、燃費を改善することができる。

（２）オイルセパレータ３のドレン溜め部３ｃに溜まったドレンを加熱するので、ドレンから水分を蒸発させて、水分の割合を減らしたドレンを排気浄化装置７の燃焼部７ｂに供給することができる。

（３）コンプレッサ１を備えた車両に搭載されたオイルセパレータ３であれば、コンプレッサ１で生成される圧縮空気が通過する圧縮空気供給ホース１０をオイルセパレータ３まで引き込めばよいので、新たな加熱装置を装着する必要がなく、圧縮空気が有する熱を有効活用することができる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもができる。
・上記実施形態では、圧縮空気によってドレン溜め部３ｃのドレンを加熱させたが、エンジン６を冷却して加熱された冷却水によってドレン溜め部３ｃのドレンを加熱させてもよい。

・上記実施形態において、電熱ヒータ等の他の加熱装置をドレン溜め部３ｃに設けてもよい。
・図２に示されるように、排気浄化装置７の燃焼部７ｂの燃料としてドレン溜め部３ｃのドレンだけでなく、燃料タンク９からも燃料を混合して供給してもよい。すなわち、燃料タンク９に接続された燃料供給ホース９０をドレン供給ホース３０に接続する。さらに、混合された燃料の状態を検出する検出センサ９１を設け、燃料の状態に応じて燃料タンク９からの燃料の供給量を制御バルブ９２によって制御してもよい。なお、検出センサ９１は、例えば水分センサを採用してもよい。このような構成によれば、ドレンと燃料用の燃料である油とを混合することで、排気浄化装置７の燃焼部７ｂに供給されるドレンに含まれる油分の割合を高めることができ、燃焼効率を高めることができる。

１…コンプレッサ、２…エアドライヤ、２ａ…エキゾストバルブ、２ｂ…排出口、３…オイルセパレータ、３ａ…筐体、３ｂ…衝突材、３ｃ…ドレン溜め部、３ｄ…排出口、４…システムタンク、６…エンジン、６ａ…排気管、７…排気浄化装置、７ａ…ディーゼル微粒子捕集フィルター、７ｂ…燃焼部、９…燃料タンク、１０…圧縮空気供給ホース、２０…エアドライヤ供給ホース、３０…ドレン供給ホース、３０ａ…チェックバルブ、９０…燃料供給ホース、９１…検出センサ、９２…制御バルブ。

Claims (3)

1. 筐体と前記筐体内に設けられた衝突材とを備え、油分を含む空気を前記筐体内に導入して前記衝突材に衝突させることによって、導入された空気から油分を分離してドレン溜め部に回収するオイルセパレータにおいて、
   オイルセパレータは、ディーゼルエンジンが搭載された車両に設置され、
   前記ドレン溜め部の排出口と、前記ディーゼルエンジンの排気に含まれる微粒子を捕集する排気浄化装置に設けられる燃焼部とが接続され、前記ドレン溜め部に溜まったドレンを前記排気浄化装置の燃焼部に供給する
   ことを特徴とするオイルセパレータ。
2. 請求項１に記載のオイルセパレータにおいて、
   前記ドレン溜め部に溜まったドレンを加熱する加熱装置を備える
   ことを特徴とするオイルセパレータ。
3. 前記排気浄化装置の燃焼部に供給するドレンを燃焼用の燃料と混合して供給する
   請求項１又は２に記載のオイルセパレータ。

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