JP6609545B2 - オイルセパレータ - Google Patents
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Description
本発明は、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。
例えばトラック、バス、建機等の車両は、内燃機関と直結した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。これらのシステムに限らず、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が含まれている。水分を含む圧縮空気が各システム内に侵入すると、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、圧縮空気から水分を除去するためのエアドライヤが用いられている。
エアドライヤでは、圧縮空気を乾燥剤に通過させて水分を除去するロード運転と、乾燥剤に捕捉された水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、水分とともに油分も含まれる。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気体である空気は外部に放出され、空気と分離された水分や油分は、液体であるドレン液としてオイルセパレータ内に回収される（例えば、特許文献１参照）。
しかし、上述したように衝突材によって気液分離を行っても、オイルセパレータから放出される空気には微量ながら油分が含まれるため、オイルセパレータの油分捕捉率をさらに高めることが求められている。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、オイルセパレータの油分捕捉率を高めることにある。
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記載する。
上記課題を解決するオイルセパレータは、油分を含む空気を気液分離し、油分を含む液体であるドレン液を回収するオイルセパレータにおいて、空気を導入する導入口と、空気に含まれる油分を捕捉するオイル捕捉部と、前記オイル捕捉部から流出したドレン液を貯留する貯留部と、前記油分を除去した空気を排出する排出口と、を備え、前記オイル捕捉部は、オイル粒子との衝突によって当該オイル粒子を捕捉する衝突材と、ガラス繊維フィルタとを有する。
上記課題を解決するオイルセパレータは、油分を含む空気を気液分離し、油分を含む液体であるドレン液を回収するオイルセパレータにおいて、空気を導入する導入口と、空気に含まれる油分を捕捉するオイル捕捉部と、前記オイル捕捉部から流出したドレン液を貯留する貯留部と、前記油分を除去した空気を排出する排出口と、を備え、前記オイル捕捉部は、オイル粒子との衝突によって当該オイル粒子を捕捉する衝突材と、ガラス繊維フィルタとを有する。
上記構成によれば、衝突材によって、空気に含まれるオイル粒子のうち、比較的大きい粒径を有するオイル粒子が捕捉される。また、ガラス繊維フィルタによって、比較的小さい粒径を有するオイル粒子が捕捉される。このため、オイルセパレータにおける油分捕捉率を向上させることができる。
このオイルセパレータについて、前記衝突材は、通気性を有し、空気が流入する第１の面、及び当該衝突材を通過した空気が排出される第２の面を備え、前記ガラス繊維フィルタは、前記衝突材の第２の面に設けられることが好ましい。
上記構成によれば、空気が衝突材を通過することによって比較的大きい粒径を有するオイル粒子が低減される。そして、比較的大きい粒径を有するオイル粒子が低減された空気を、ガラス繊維フィルタに流入させることができる。このため、ガラス繊維フィルタによって、比較的小さい粒径を有するオイル粒子を効率よく捕捉することができる。
このオイルセパレータについて、前記ガラス繊維フィルタは、シート状に形成され、前記衝突材の第２の面の全体を覆うことが好ましい。
上記構成によれば、衝突材を通過した空気の殆どをガラス繊維フィルタに通過させることができるので、油分捕捉率をさらに高めることができる。
上記構成によれば、衝突材を通過した空気の殆どをガラス繊維フィルタに通過させることができるので、油分捕捉率をさらに高めることができる。
このオイルセパレータについて、前記衝突材は、通気性を有し、空気が流入する第１の面、及び当該衝突材を通過した空気が排出される第２の面を備え、前記ガラス繊維フィルタは、前記衝突材の第１の面に設けられることが好ましい。
上記構成によれば、オイル捕捉部に流入した空気は、衝突材を通過する前に、ガラス繊維フィルタを通過するので、比較的小さい粒径を有するオイル粒子が低減された空気を衝突材に流入させることができる。
このオイルセパレータについて、前記衝突材は、ウレタンフォームからなることが好ましい。
上記構成によれば、衝突材はウレタンフォームからなるので、ガラス繊維フィルタとともにオイルセパレータの所定の位置に圧入しやすい。
上記構成によれば、衝突材はウレタンフォームからなるので、ガラス繊維フィルタとともにオイルセパレータの所定の位置に圧入しやすい。
上記課題を解決するオイルセパレータは、排気を導入する導入口と、排気に含まれる油分を捕捉するオイル捕捉部と、前記オイル捕捉部から流出した油分を含むドレン液を貯留する貯留部と、前記油分を除去した排気を排出する排出口と、を備え、前記オイル捕捉部は、オイル粒子の粒子径に応じた捕捉率を有する複数のフィルタを有し、各フィルタは異なる捕捉率を有する。
上記構成によれば、オイル捕捉部は、粒子径によって捕捉率が異なる複数のフィルタを有するため、オイルセパレータにおける油分捕捉率を向上させることができる。
このオイルセパレータについて、前記オイル捕捉部に備えられる複数の前記フィルタは、大きい粒子径のオイル粒子について高い捕捉率を有する第１のフィルタと、小さい粒子径のオイル粒子について高い捕捉率を有する第２のフィルタとを有し、前記オイル捕捉部は、前記導入口側に、前記第１のフィルタを備えることが好ましい。
このオイルセパレータについて、前記オイル捕捉部に備えられる複数の前記フィルタは、大きい粒子径のオイル粒子について高い捕捉率を有する第１のフィルタと、小さい粒子径のオイル粒子について高い捕捉率を有する第２のフィルタとを有し、前記オイル捕捉部は、前記導入口側に、前記第１のフィルタを備えることが好ましい。
上記構成によれば、導入口側に大きい粒子径のオイル粒子の捕捉率が高い第１のフィルタが設けられるので、第１のフィルタの透過によって大径のオイル粒子が低減された空気を、小さい粒子径のオイル粒子の捕捉率が高い第２のフィルタに流入させることができる。これにより、第２のフィルタにおける小径のオイル粒子に対する除去性能を最大限に発揮させることができる。
本発明によれば、オイルセパレータの油分捕捉率を高めることができる。
（第１実施形態）
以下、図１〜図５を参照して、オイルセパレータを具体化した第１実施形態を説明する。
以下、図１〜図５を参照して、オイルセパレータを具体化した第１実施形態を説明する。
図１に示すように、圧縮空気乾燥システムは、コンプレッサ１、エアドライヤ２及びオイルセパレータ３を備える。コンプレッサ１から送出された圧縮空気は、エアドライヤ２に流入する。
エアドライヤ２は、乾燥剤と、オイルミストを捕捉するフィルタとを内部に備える。乾燥剤は、主に水蒸気の状態で圧縮空気に含まれる水分を捕捉する。フィルタは、圧縮空気に含有されるオイル粒子を捕捉する。このエアドライヤ２は、圧縮空気に含まれる水分及び油分を捕捉するロード運転と、乾燥剤等によって捕捉した水分及び油分を外部に放出するアンロード運転とを行う。ロード運転時にエアドライヤ２から流出した乾燥圧縮空気は、例えばブレーキのエア系統やエアサスペンションに供給される。また、アンロード運転が実行されることによって排出される空気（パージエア）と、水分及び油分を含むドレン液とは、オイルセパレータ３に送られる。なお、アンロード運転の際にエアドライヤ２から排出される水分及び油分は、コンプレッサ１の種類や状態、外気の湿度や温度等の要因により割合や状態が異なる。例えば、水分及び油分は、パージエアに含有された状態でエアドライヤ２から排出され、液体であるドレン液は排出されないこともある。
オイルセパレータ３は、パージエアに含まれる水分及び油分を除去するとともに、ドレン液を回収する。パージエアから水分及び油分が除去された空気は、清浄エアとして、大気に放出される。
次に、図２〜図５を参照して、オイルセパレータ３の構成について説明する。
図２に示されるように、オイルセパレータ３は、有底円筒状のケース１１と、当該ケースの開口部を密閉する蓋１２とを備えている。ケース１１の底部には、オイルセパレータ３内に溜まったドレン液を排出するためのドレン排出口１３が設けられている。このドレン排出口１３には、ドレン液を取り出す際に使用するドレンホース１４が接続されている。
図２に示されるように、オイルセパレータ３は、有底円筒状のケース１１と、当該ケースの開口部を密閉する蓋１２とを備えている。ケース１１の底部には、オイルセパレータ３内に溜まったドレン液を排出するためのドレン排出口１３が設けられている。このドレン排出口１３には、ドレン液を取り出す際に使用するドレンホース１４が接続されている。
蓋１２には、清浄エアを排出する排出口１６が設けられている。排出口１６には、排出側結合部材１９を介して、清浄エアを大気に放出する空気排出ホース２０が接続されている。また、蓋１２には、オイルセパレータ３を車体等の被取付体に固定するための取付板２９が設けられている。
図３に示されるように、蓋１２には、上記排出口１６の他に、エアドライヤ２から排出された空気を導入する導入口１５が設けられている。導入口１５には、導入側結合部材１８を介して、エアドライヤ２から流出した空気を供給するホースが接続される。
図４に示されるように、蓋１２は、鉛直上方が閉じた有蓋円筒状をなしている。蓋１２の内側であって、導入口１５の近傍には、２枚の邪魔板２１が設けられている。邪魔板２１は、導入口１５から導入されたパージエアの進行方向に対して直交するよう立設されている。また、蓋１２には、ケース１１の内側と排出口１６とを連通する連通部２３が形成されている。
ケース１１と蓋１２との間には、円盤状のカバー２５が設けられている。ケース１１、カバー２５、及び蓋１２は、ケース１１のフランジ部２６に設けられた貫通孔、カバー２５に設けられた貫通孔、蓋１２に設けられたねじ穴にボルト２７が締結されることにより、互いに固定されている。
カバー２５と蓋１２によって区画された空間は、第１膨張室２２として機能する。また、カバー２５の中央部には、連通孔２８が形成されている。さらにカバー２５の底面には、有蓋円筒状の収容部材３０がボルト３８によって固定されている。この収容部材３０の上端縁部と下端縁部とには、フランジ部３１，３２が形成されている。収容部材３０は、のフランジ部３１にボルト３８が貫通されることによって、カバー２５に対して締結されている。締結された収容部材３０の上面とカバー２５とによって区画された空間は、第２膨張室３３として機能する。カバー２５に形成された上記連通孔２８は、第１膨張室２２と第２膨張室３３とを連通している。
収容部材３０の上壁部３４の中央部分には、複数の貫通孔３５が形成されている。これらの貫通孔３５と、カバー２５の連通孔２８とは、互いに対向しない位置に形成されている。収容部材３０の側壁部の下端部側には、複数の貫通孔３６が周方向に間隔をおいて形成されている。
この収容部材３０には、パージエアに含有される油分を除去するオイル捕捉部４０が収容されている。オイル捕捉部４０は、第１のフィルタである衝突材４１及び第２のフィルタであるガラス繊維フィルタ４２から構成されている。衝突材４１は、内部に多数の通気孔を有する樹脂製のスポンジ（ウレタンフォーム）からなり、収容部材３０に収容された状態においては円柱状をなしている。
ガラス繊維フィルタ４２は、シート状に形成され、円柱状の衝突材４１のうち、第２の面としての外周面４１ｂに巻回されている。衝突材４１の第１の面としての上面４１ａと、底面とには、多数の貫通孔が形成されたプレート４３が設けられ、衝突材４１を支持している。
収容部材３０の下端縁部に形成されたフランジ部３２には、オイル捕捉部４０を支持する円盤状の支持盤４５が、ねじ４６によって固定されている。支持盤４５は、ケース１１の内径とほぼ同径に形成されている。支持盤４５には、オイル捕捉部４０によって捕捉された液体のオイル等を落下させる複数の貫通孔４７が形成されている。
ケース１１の下部には、貫通孔４７を介して落下したドレン液を貯留する貯留部としてのドレン溜め部４８が設けられている。ドレン溜め部４８には、溜まったドレン液を加熱して、水分を蒸発させるためのヒータ４９が設置されている。ヒータ４９は、図示しないサーモスタットによって加熱を制御する。
次に、図５を参照して、オイル捕捉部４０について詳述する。衝突材４１は、直方体状に形成されたスポンジの両端を互いに近接させるように丸めることで円柱状に形成されている。ガラス繊維フィルタ４２は、円柱状にされた衝突材４１の平面及び底面以外の面である外周面４１ｂの全体を覆うことができる高さ及び幅を有している。衝突材４１は、ガラス繊維フィルタ４２によって外周面４１ｂを覆われた状態で、収容部材３０の内側に収容される。衝突材４１及び当該衝突材４１に巻回されたガラス繊維フィルタ４２は、接着剤等によって互いに固定された状態で収容部材３０に収容されてもよいし、固定しない状態で収容部材３０に収容されてもよい。
本実施形態では、衝突材４１の直径よりもガラス繊維フィルタ４２の厚みは小さく、衝突材４１の体積は、ガラス繊維フィルタ４２の体積よりも大きい。なお、図ではガラス繊維フィルタ４２を示すために、衝突材４１の直径とガラス繊維フィルタ４２の厚みとの比率を便宜的に調整しているが、当該比率は、スポンジやガラス繊維の油分捕捉性能や、圧縮空気乾燥システム側の要因等に応じて適宜変更可能である。
この衝突材４１は、スポンジ内の通気孔によって、空気の流れを細かく変えることにより、空気の流れにのったオイル粒子を慣性力により衝突させて捕捉する。パージエアに油分として含まれるオイル粒子のうち、衝突材４１によって捕捉されるオイル粒子は、比較的大径のオイル粒子が多い。
一方、ガラス繊維フィルタ４２は、ガラス繊維を用いたフィルタであって、例えば、不織布等の基材にガラス繊維を固定させたもの、又は、ガラス繊維単体若しくはガラス繊維と他の材料とを圧縮成形したもの等である。このガラス繊維フィルタ４２は、圧縮空気中をブラウン運動する微小なオイル粒子を捕捉することが可能な繊維径、空孔径、及び奥行き方向密度を有する。
空気の流速にもよるが、例えば１μｍ以上である粒径を有する大径のオイル粒子は、上述した慣性衝突を利用した捕捉が最も効率がよい。一方、圧縮空気に含有される小径のオイル粒子の個数は、大径のオイル粒子よりも多い。小径のオイル粒子は、圧縮空気中の気体分子と衝突することで、圧縮空気の流れとは関係のない不規則な運動（ブラウン運動）をする。この不規則な運動をするオイル粒子の粒径は、例えば５０ｎｍ以下であるが、慣性衝突を利用する方法では捕捉しにくく、ガラス繊維との接触による捕捉が効率がよい。なお、５０ｎｍ超１μｍ未満等の中間の粒径のオイル粒子は、若干効率は低下するものの、衝突材４１及びガラス繊維フィルタ４２においても捕捉することができる。即ち、衝突材４１の捕捉効率がよいオイル粒子の径と、ガラス繊維フィルタ４２の捕捉効率がよいオイル粒子の径とは互いに異なるため、全体として、広域な径範囲のオイル粒子を捕捉することが可能になる。
また、一般的に、パージエアに含まれるオイル粒子は、粒子数の点では、上述したように小径のオイル粒子が相対的に多いものの、大径のオイル粒子の総体積と小径のオイル粒子の総体積の比は、コンプレッサ１の個体差、作動の雰囲気（温度、湿度等）により異なる。これに対し、衝突材４１の体積とガラス繊維フィルタ４２との体積の比を変えることで、オイル粒子の捕集性能を調整できる。従って、衝突材４１の大きさやガラス繊維フィルタ４２の厚み等は、図４や図５等に記載されたものに限定されず、適宜変更することができる。例えば、ガラス繊維フィルタ４２の体積を、衝突材４１の体積よりも大きくすることも可能である。
次に図４を参照して、前述のように構成されたオイルセパレータ３の作用について説明する。
エアドライヤ２から排出されたパージエアは、図中矢印方向で示すように、導入口１５からオイルセパレータ３に流入する。導入口１５から流入したパージエアは、邪魔板２１に衝突した後、第１膨張室２２内に導入されて膨張する。
エアドライヤ２から排出されたパージエアは、図中矢印方向で示すように、導入口１５からオイルセパレータ３に流入する。導入口１５から流入したパージエアは、邪魔板２１に衝突した後、第１膨張室２２内に導入されて膨張する。
第１膨張室２２内で膨張したパージエアは、カバー２５に形成された連通孔２８から、第２膨張室３３に流入して膨張する。さらにパージエアは、収容部材３０の上壁部３４の貫通孔３５から収容部材３０内のオイル捕捉部４０に流入する。オイル捕捉部４０に流入したパージエアは、まず衝突材４１を通過する。これにより、パージエアに含まれる大径のオイル粒子が捕捉される。この際、パージエアに含まれる水分も捕捉される。
大径のオイル粒子の数が低減されたパージエアは、ガラス繊維フィルタ４２に流入する。上述したように、ガラス繊維フィルタ４２では、主にパージエアに残存する比較的小径のオイル粒子が捕捉される。この際、パージエアに含まれる水分も捕捉される。
オイル捕捉部４０によって捕捉された液体の水及びオイルは、オイル捕捉部４０内を伝って支持盤４５の上面に達し、支持盤４５の貫通孔４７から落下して、ドレン溜め部４８に溜められる。なお、液体であるドレン液がオイルセパレータ３内に流入した場合には、ドレン液は、上述した経路と同じ経路を辿って、オイル捕捉部４０を通過して、ドレン溜め部４８に落下する。
ドレン溜め部４８に貯留されたドレン液は、ヒータ４９で加熱され、その水分が蒸発する。ドレン溜め部４８に溜められたドレン液は、適宜、ドレンホース１４を介して排出される。
一方、オイル捕捉部４０によって水分及び油分が除去された清浄エアは、収容部材３０の側面の貫通孔３６から、収容部材３０とケース１１との間に設けられた空間に流入する。当該空間を通過した空気は、カバー２５に形成された連通孔５０と蓋１２の連通部２３とを通過して、排出口１６（図２又は図３参照）から排出される。
第１実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）衝突材４１によって、空気に含まれるオイル粒子のうち、主に大径のオイル粒子が捕捉され、ガラス繊維フィルタ４２によって、主に小径のオイル粒子が捕捉される。従って、全体として、広域な径範囲のオイル粒子を捕捉することが可能になるため、オイルセパレータ３における油分捕捉率を向上させることができる。
（１）衝突材４１によって、空気に含まれるオイル粒子のうち、主に大径のオイル粒子が捕捉され、ガラス繊維フィルタ４２によって、主に小径のオイル粒子が捕捉される。従って、全体として、広域な径範囲のオイル粒子を捕捉することが可能になるため、オイルセパレータ３における油分捕捉率を向上させることができる。
（２）ガラス繊維フィルタ４２は、衝突材４１の外周面４１ｂに設けられるので、衝突材４１への透過によって大径のオイル粒子が低減された空気を、ガラス繊維フィルタ４２に流入させることができる。その結果、ガラス繊維フィルタ４２における小径のオイル粒子に対する除去性能を最大限に発揮させることができる。
（３）シート状のガラス繊維フィルタ４２は、衝突材４１の外周面４１ｂの全体に巻回されるので、衝突材４１を通過した空気の殆どを、ガラス繊維フィルタ４２にも通過させることができる。このため、油分捕捉率をさらに高めることができる。
（４）オイル捕捉部４０は、スポンジからなる衝突材４１を備えるので、オイル粒子を衝突材４１に慣性衝突させることによって、オイル粒子を捕捉することができる。また衝突材４１及びガラス繊維フィルタ４２は、ともに簡単に圧縮できる材質であるため、ガラス繊維フィルタ４２を巻回した衝突材４１を収容部材３０内に圧入しやすい。
（第２実施形態）
次に、オイルセパレータの第２実施形態を、第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、本実施形態にかかるオイルセパレータは、第１実施形態のオイルセパレータに対してオイル捕捉部の構成のみが異なるため、それ以外の構成については説明を割愛する。
次に、オイルセパレータの第２実施形態を、第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、本実施形態にかかるオイルセパレータは、第１実施形態のオイルセパレータに対してオイル捕捉部の構成のみが異なるため、それ以外の構成については説明を割愛する。
図６に示すように、オイル捕捉部４０は、円柱状の衝突材４１と、衝突材４１の上面４１ａ及び底面４１ｃに重ねられた１対のガラス繊維フィルタ４４とを備えている。ガラス繊維フィルタ４４は、第１実施形態と基本的に同様の構成であって、円形状に形成されている。
図７に示すように、オイル捕捉部４０が収容部材３０に収容された状態では、上側のガラス繊維フィルタ４４は、収容部材３０の上壁部３４の下方に設けられ、下側のガラス繊維フィルタ４４は、支持盤４５の上に設けられる。
次に、本実施形態の作用について説明する。
第２膨張室３３内のパージエアは、上壁部３４の貫通孔３５を介して、収容部材３０内に流入し、まずガラス繊維フィルタ４４を通過する。この際、パージエアに含まれるオイル粒子のうち、主に小径のオイル粒子が捕捉される。上側のガラス繊維フィルタ４４を通過したパージエアは、衝突材４１に流入する。この際、第１実施形態と同様に、主に大径のオイル粒子が捕捉される。
第２膨張室３３内のパージエアは、上壁部３４の貫通孔３５を介して、収容部材３０内に流入し、まずガラス繊維フィルタ４４を通過する。この際、パージエアに含まれるオイル粒子のうち、主に小径のオイル粒子が捕捉される。上側のガラス繊維フィルタ４４を通過したパージエアは、衝突材４１に流入する。この際、第１実施形態と同様に、主に大径のオイル粒子が捕捉される。
衝突材４１を通過したパージエアは、その一部が、下側のガラス繊維フィルタ４４を通過した後、再び衝突材４１の内部又は衝突材４１及び収容部材３０の側壁部の間を通って、収容部材３０の側壁部の貫通孔３６から収容部材３０の外側へ流出する。またパージエアの一部は、下側のガラス繊維フィルタ４４を通過せずに、収容部材３０の外側へ流出する。収容部材３０の外側へ流出した清浄エアは、カバー２５に形成された連通孔５０と蓋１２の連通部２３とを通過して、排出口１６から排出される。オイル捕捉部４０によって捕捉された液体の水及びオイルは、オイル捕捉部４０内を伝ってドレン溜め部４８に溜められる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、（１）、（３）及び（４）の効果が得られるとともに、さらに以下の効果が得られるようになる。
（５）ガラス繊維フィルタ４４は、衝突材４１のうち、パージエアが流入する上面４１ａに設けられるので、パージエアがオイル捕捉部４０に流入した初期の段階で、パージエアの殆どをガラス繊維フィルタ４４に通過させることができる。このため、小径のオイル粒子の数が低減されたパージエアを衝突材４１に流入させることで、衝突材４１の油分捕捉率を高めることができる。また１対のガラス繊維フィルタ４４で衝突材４１を挟むことによって、パージエアとガラス繊維との接触面積が増加するので、オイルセパレータ３の油分捕捉率をさらに高めることができる。
（５）ガラス繊維フィルタ４４は、衝突材４１のうち、パージエアが流入する上面４１ａに設けられるので、パージエアがオイル捕捉部４０に流入した初期の段階で、パージエアの殆どをガラス繊維フィルタ４４に通過させることができる。このため、小径のオイル粒子の数が低減されたパージエアを衝突材４１に流入させることで、衝突材４１の油分捕捉率を高めることができる。また１対のガラス繊維フィルタ４４で衝突材４１を挟むことによって、パージエアとガラス繊維との接触面積が増加するので、オイルセパレータ３の油分捕捉率をさらに高めることができる。
（他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のような形態をもって実施することもできる。
・図８に示すように、オイル捕捉部４０は、直方体形状に形成されたスポンジの両端を互いに近接させるように丸めた複数の第１衝突材６１と、第１衝突材６１の外側に配置された筒状の第２衝突材６２と、その第２衝突材６２の外側に配置された筒状の第３衝突材６３とを備えていてもよい。第２衝突材６２及び第３衝突材６３は、直方体状又は板状のスポンジの両端を互いに近接させるように丸めて形成されている。第１衝突材６１及び第２衝突材６２の間には、第１衝突材６１の外周に巻かれた第１ガラス繊維フィルタ７１が介在している。また第２衝突材６２及び第３衝突材６３の間には、第２衝突材６２の外周に巻かれた第２ガラス繊維フィルタ７２が介在している。さらに、第３衝突材６３の外側には第３ガラス繊維フィルタ７３が巻かれている。第１衝突材６１の接合部６１ａ、第１ガラス繊維フィルタ７１の接合部７１ａ、第２衝突材６２の接合部６２ａ、第２ガラス繊維フィルタ７２の接合部７２ａ、第３衝突材６３の接合部６３ａ、第３ガラス繊維フィルタ７３の接合部７３ａは、オイル捕捉部４０の周方向においてそれぞれ異なる位置に設けられている。このように接合部６１ａ〜６３ａ、７１ａ〜７３ａをずらすことによって、オイル捕捉部４０に空気がいずれの位置から流入した場合であっても、接合部６１ａ〜６３ａ、７１ａ〜７３ａによってオイル捕捉部４０内への流入が妨害されず、必ずオイル捕捉部４０内を通過することができる。
なお、上記各実施形態は、以下のような形態をもって実施することもできる。
・図８に示すように、オイル捕捉部４０は、直方体形状に形成されたスポンジの両端を互いに近接させるように丸めた複数の第１衝突材６１と、第１衝突材６１の外側に配置された筒状の第２衝突材６２と、その第２衝突材６２の外側に配置された筒状の第３衝突材６３とを備えていてもよい。第２衝突材６２及び第３衝突材６３は、直方体状又は板状のスポンジの両端を互いに近接させるように丸めて形成されている。第１衝突材６１及び第２衝突材６２の間には、第１衝突材６１の外周に巻かれた第１ガラス繊維フィルタ７１が介在している。また第２衝突材６２及び第３衝突材６３の間には、第２衝突材６２の外周に巻かれた第２ガラス繊維フィルタ７２が介在している。さらに、第３衝突材６３の外側には第３ガラス繊維フィルタ７３が巻かれている。第１衝突材６１の接合部６１ａ、第１ガラス繊維フィルタ７１の接合部７１ａ、第２衝突材６２の接合部６２ａ、第２ガラス繊維フィルタ７２の接合部７２ａ、第３衝突材６３の接合部６３ａ、第３ガラス繊維フィルタ７３の接合部７３ａは、オイル捕捉部４０の周方向においてそれぞれ異なる位置に設けられている。このように接合部６１ａ〜６３ａ、７１ａ〜７３ａをずらすことによって、オイル捕捉部４０に空気がいずれの位置から流入した場合であっても、接合部６１ａ〜６３ａ、７１ａ〜７３ａによってオイル捕捉部４０内への流入が妨害されず、必ずオイル捕捉部４０内を通過することができる。
・図９に示すように、円柱状のオイル捕捉部４０の軸方向に、スポンジからなる衝突材と、ガラス繊維フィルタとを積層してもよい。たとえば、６枚のガラス繊維フィルタ８１〜８６の間に、５つの衝突材９１〜９５を介在させてもよい。さらに、ガラス繊維フィルタ８１〜８６及び衝突材９１〜９５からなる積層体の外周にガラス繊維フィルタ８７を巻いてもよい。
・図１０に示すように、複数枚のガラス繊維フィルタを衝突材に巻き付けることによって、ガラス繊維フィルタの厚さを調整してもよい。例えば、オイル捕捉部４０は、直方体形状に形成されたスポンジの両端を互いに近接させるように丸めた第１衝突材１００と、第１衝突材１００の外周に巻き付けられた第２衝突材１０１とを備える。第２衝突材１０２の外周には、３枚のガラス繊維フィルタ１０２〜１０４が巻き付けられている。これらのガラス繊維フィルタ１０２〜１０４は、体積当たりの重量などの特性が同じであってもよいし、異なってもよい。このようにすると、ガラス繊維フィルタの層の厚さを調整することで、オイル捕捉性能を調整することができる。なお、第１衝突材１００と第２衝突材１０２との間に、ガラス繊維フィルタを設けてもよい。
・図１１に示すように、円柱状のオイル捕捉部４０の軸方向に、スポンジからなる衝突材と、ガラス繊維フィルタとを積層するとともに、そのガラス繊維フィルタの厚さをガラス繊維フィルタの積層枚数で調整するようにしてもよい。たとえば、１対の衝突材１１０，１１１の軸方向の両面に、３枚のガラス繊維フィルタ１１２〜１１４をそれぞれ重ねてもよい。このようにすると、ガラス繊維フィルタの層の厚さを調整することで、オイル捕捉性能を調整することができる。なお、衝突材１１０，１１１の間に、ガラス繊維フィルタを設けてもよい。
・上記各実施形態では、円柱状の衝突材４１の直径よりも、ガラス繊維フィルタ４２の厚さを小さくし、衝突材４１の体積よりも、ガラス繊維フィルタ４２の体積を小さくしたが、これらを変更してもよい。例えば、圧縮空気乾燥システム側の要因、ガラス繊維フィルタ４２のオイル捕捉性能等に応じて、円柱状の衝突材４１の直径よりも、ガラス繊維フィルタ４２の厚さを大きくしてもよいし、衝突材４１の体積よりも、ガラス繊維フィルタ４２の体積を大きくしてもよい。
・上記各実施形態では、衝突材４１及びガラス繊維フィルタ４２は、水分の捕捉作用も有するものとしたが、水分の捕捉作用は必ずしも必要でなく、水分は捕捉しなくてもよい。
・衝突材４１は、空気中を浮遊することで帯電したオイル粒子を静電気力によって捕捉する作用を有していてもよい。
・上記各実施形態では、衝突材を、衝突材４１から構成したが、内部に細かい通気孔を有する金属材（例えばクラッシュドアルミ）や邪魔板等から構成してもよい。
・上記各実施形態では、衝突材を、衝突材４１から構成したが、内部に細かい通気孔を有する金属材（例えばクラッシュドアルミ）や邪魔板等から構成してもよい。
・上記実施形態では、ケース１１のドレン排出口１３にドレンホース１４を接続したが、ドレンホース１４を省略して、ドレン排出口１３に栓を設けて、ドレン排出口１３から直接排出してもよい。
・上記実施形態では、第１膨張室２２と第２膨張室３３とをオイルセパレータ３に設けたが、第１膨張室２２と第２膨張室３３とのいずれか一方のみにしたり、１つの膨張室としたりしてもよい。
・上記構成において、ヒータ４９の数量は必要に応じて変更可能であり、これを省略してもよい。
・ガラス繊維フィルタは、衝突材４１の上面４１ａ（第１の面）及び外周面４１ｂ（第２の面）の両方を覆う状態で設けられてもよい。また、ガラス繊維フィルタは、衝突材４１の全ての面を覆う状態で設けられてもよい。
・ガラス繊維フィルタは、衝突材４１の上面４１ａ（第１の面）及び外周面４１ｂ（第２の面）の両方を覆う状態で設けられてもよい。また、ガラス繊維フィルタは、衝突材４１の全ての面を覆う状態で設けられてもよい。
・第２実施形態において、衝突材４１の底面４１ｃに設けられるガラス繊維フィルタ４４は、フィルタ自体の油分捕捉性能等に応じて省略することも可能である。
・オイル捕捉部４０以外のオイルセパレータ３の構成は、上述した各実施形態以外の構成でもよい。例えば、収容部材３０がケース１１を含む本体側に螺合部によって固定される、カートリッジ式の構成であってもよい。また、カバー２５を省略した構成でもよい。さらに、導入口１５とエアドライヤ側のホースとの接続構造、排出口１６と空気排出ホース２０との接続構造は、他の公知の接続構造でもよい。
・オイル捕捉部４０以外のオイルセパレータ３の構成は、上述した各実施形態以外の構成でもよい。例えば、収容部材３０がケース１１を含む本体側に螺合部によって固定される、カートリッジ式の構成であってもよい。また、カバー２５を省略した構成でもよい。さらに、導入口１５とエアドライヤ側のホースとの接続構造、排出口１６と空気排出ホース２０との接続構造は、他の公知の接続構造でもよい。
・上記各実施形態では、オイル捕捉部４０を通過した空気を、収容部材３０の側壁部に形成された貫通孔３６を介して収容部材３０の外側に流出させたが、収容部材３０の底壁部に空気を流出させるための貫通孔を形成してもよい。この場合、衝突材４１を通過した空気が流出する第２の面は、衝突材４１の底面となる。
・上記各実施形態では、オイル捕捉部４０を、ウレタンフォームからなる衝突材とガラス繊維フィルタとから構成したが、粒子径によってオイル粒子の捕捉率が異なる複数のフィルタであればよい。すなわち、最も捕捉率が高い粒子径が互いに異なるフィルタであってもよい。例えば、オイル捕捉部４０を、捕捉率が高い粒子径が互いに異なる複数の衝突材から構成してもよい。
・上記各実施形態では、オイルセパレータ３は、オイル捕捉部４０の鉛直方向上方からオイル捕捉部４０にパージエアを流入させたが、パージエアをオイル捕捉部４０の鉛直方向下方から流入させてもよいし、パージエアをオイル捕捉部４０の外周面から流入させてもよい。そして、パージエアに含まれるオイル粒子の粒径分布などに応じて、オイル捕捉部４０のパージエアが流入する面に、大径のオイル粒子の捕捉率が高い衝突材を配置してもよい。また、小径のオイル粒子の捕捉率が高いガラス繊維フィルタを設けてもよい。
・上記実施形態では、オイルセパレータ３をエア系統のコンプレッサ１の下流であるエアドライヤ２の排気系統に設けた。しかしながら、オイルセパレータ３をエア系統のコンプレッサ１の下流であってエアドライヤ２の上流に設けてもよい。このようにすれば、コンプレッサ１の潤滑油等が含まれる空気から油分を分離して、清浄エアをエアドライヤ２に供給することができる。よって、エアドライヤ２に設けられる乾燥剤における油分による劣化を抑制することができる。
１…コンプレッサ、２…エアドライヤ、３…オイルセパレータ、１１…ケース、１２…蓋、１３…ドレン排出口、１４…ドレンホース、１５…導入口、１６…排出口、１８…導入側結合部材、１９…排出側結合部材、２０…空気排出ホース、２１…邪魔板、２２…第１膨張室、２３…連通部、２５…カバー、２６…フランジ部、２７…ボルト、２８…連通孔、２９…取付板、３０…収容部材、３１…フランジ部、３２…フランジ部、３３…第２膨張室、３４…上壁部、３５…貫通孔、３６…貫通孔、４０…オイル捕捉部、４１…衝突材、４１ａ…上面、４１ｂ…外周面、４１ｃ…底面、４２…ガラス繊維フィルタ、４３…プレート、４４…ガラス繊維フィルタ、４５…支持盤、４６…ねじ、４７…貫通孔、４８…ドレン溜め部、４９…ヒータ、５０…連通孔。
Claims (6)
- 空気を圧縮する圧縮機と、圧縮空気を乾燥して清浄空気を供給するエアドライヤと、油分を含む空気を気液分離し、油分を含む液体であるドレン液を回収するオイルセパレータとを含む空気浄化システムのオイルセパレータにおいて、
前記エアドライヤから排出されドレン液を含むパージエアを導入する導入口と、
前記パージエアに含まれる油分を捕捉するオイル捕捉部と、
前記オイル捕捉部から流出したドレン液を貯留する貯留部と、
前記油分を除去した空気を大気に排出する空気排出口と、を備え、
前記オイル捕捉部は、
オイル粒子との衝突によって当該オイル粒子を捕捉する衝突材と、ガラス繊維フィルタとを有し、
前記衝突材として、直方体形状の衝突材を円柱状に丸めて形成された第１衝突材と、前記第１衝突材の外周に巻き付けられた第２衝突材と、を有し、
前記ガラス繊維フィルタとして、前記第２衝突材の外周に巻き付けられた複数のガラス繊維フィルタと、前記第１衝突材及び前記第２衝突材の間に設けられた前記ガラス繊維フィルタと、を有し、
前記第１衝突材の体積及び前記第２衝突材の体積を加算した総体積は、前記ガラス繊維フィルタの総体積よりも大きく、
前記衝突材の周方向に沿って設けられた側壁部に圧縮空気が通過する複数の貫通孔が形成された収容部材に収容される
オイルセパレータ。 - 空気を圧縮する圧縮機と、圧縮空気を乾燥して清浄空気を供給するエアドライヤと、油分を含む空気を気液分離し、油分を含む液体であるドレン液を回収するオイルセパレータとを含む空気浄化システムのオイルセパレータにおいて、
前記エアドライヤから排出されドレン液を含むパージエアを導入する導入口と、
前記パージエアに含まれる油分を捕捉するオイル捕捉部と、
前記オイル捕捉部から流出したドレン液を貯留する貯留部と、
前記油分を除去した空気を大気に排出する空気排出口と、を備え、
前記オイル捕捉部は、
オイル粒子との衝突によって当該オイル粒子を捕捉する衝突材と、ガラス繊維フィルタとを有し、
前記衝突材として、直方体形状の衝突材を円柱状に丸めて形成された第１衝突材と、前記第１衝突材の外周に巻き付けられた第２衝突材と、を有し、
前記ガラス繊維フィルタとして、前記第２衝突材の外周に巻き付けられたガラス繊維フィルタを有し、
前記第１衝突材の接合部、前記第２衝突材の接合部、前記ガラス繊維フィルタの接合部は、周方向においてそれぞれ異なる位置に設けられ、
前記衝突材の周方向に沿って設けられた側壁部に圧縮空気が通過する複数の貫通孔が形成された収容部材に収容される
オイルセパレータ。 - 前記オイル捕捉部が設置された空間と前記貯留部とは壁部によって区画され、前記壁部には前記オイル捕捉部によって捕捉されたドレン液を前記貯留部に排出する貫通孔が形成されている
請求項１又は２に記載のオイルセパレータ。 - 前記オイル捕捉部は、前記貯留部よりも鉛直方向上方であって前記空気排出口よりも鉛直方向下方に設けられている
請求項１〜３のいずれか１項に記載のオイルセパレータ。 - 前記衝突材は、通気性を有し、前記パージエアが流入する第１の面、及び当該衝突材を通過した空気が排出される第２の面を備え、
前記衝突材の第１の面を覆うガラス繊維フィルタをさらに有する
請求項１〜４のいずれか１項に記載のオイルセパレータ。 - 前記衝突材は、ウレタンフォームからなる
請求項１〜５のいずれか１項に記載のオイルセパレータ。
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