JP6767385B2 - 気液分離装置及び圧縮空気供給システム - Google Patents

Description

本発明は、圧縮空気から液状の不純物を取り除く気液分離装置及び圧縮空気供給システムに関する。

トラック、バス、建機等の車両においては、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空気圧システムが制御されている。この圧縮空気には、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等の液状の不純物が含まれている。水分や油分を多く含む圧縮空気が空気圧システム内に入ると、錆の発生やゴム部材の膨潤等を招き、作動不良の原因となる。このため、コンプレッサの下流には、圧縮空気中の水分や油分等の不純物を除去する圧縮空気乾燥システムが設けられている。

圧縮空気乾燥システムは、圧縮空気と不純物とを分離する気液分離装置を１乃至複数備えている。例えば、コンプレッサの下流に設けられる気液分離装置には、圧縮空気と水分とを分離するエアドライヤや、圧縮空気と油分を分離するオイルミストセパレータ、又は乾燥機能及び油分分離機能を兼ね備えた装置等がある。空気圧システムに供給される空気に要請される清浄度に応じて、気液分離装置の種類や数が調整される。

例えば、特許文献１には、水分、及びオイルミストを除去するドレンセパレータが記載されている。ドレンセパレータには、液滴を含んだ気体から液体を分離するフィルタエレメントが設けられている。

特開２００７−３２７５０６号公報

しかし、気液分離装置において、捕捉した油分や塵埃等がフィルタに蓄積することによってフィルタの目詰まりが生じると、フィルタを通過する空気量が減少する。そのため、気液分離装置の下流の空気圧システムに送られる空気が不足することがある。或いは、フィルタの目詰まりにより下流に空気が送られないことで、気液分離装置よりも上流側の圧力が上昇し、気液分離装置の上流側の装置の作動に影響を及ぼす可能性がある。

尚、こうした課題は、車両に搭載された空気圧システムに限らず、気液分離装置が適用される空気圧システムにおいては概ね共通したものである。
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、フィルタの目詰まりが発生した場合においてもその下流に空気を送ることのできる気液分離装置及び圧縮
空気供給システム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記載する。
上記課題を解決する気液分離装置は、吸気ポート、排気ポート、及びドレン液を貯留する空間を有する筐体と、前記筐体内に設けられたフィルタ部と、前記吸気ポート及び前記フィルタ部を接続する接続流路から分岐し、前記吸気ポート側及び前記排気ポート側を連通するバイパス流路と、前記バイパス流路に設けられ、前記フィルタ部よりも上流側の圧力が所定値以上であるときに開く弁機構と、を備え、前記フィルタ部よりも上流側の圧力が所定値以上である場合には、前記吸気ポートから供給された空気が、前記バイパス流路を通過して前記排気ポートから排出されることを要旨とする。

上記構成によれば、フィルタ部に詰まりが生じた場合、フィルタ部よりも上流側の圧力が所定値以上となることにより弁機構が開く。これにより、フィルタ部よりも上流側の空気がバイパス流路を介して排気ポートに供給される。したがって、フィルタ部に詰まりが生じた場合に、気液分離装置よりも下流において空気が不足することを防ぐことができる。また、弁機構が設けられるバイパス流路は、フィルタ部よりも上流側の流路であって、フィルタの目詰まりがない正常状態のときに空気が通過する流路から分岐し、正常状態のときには閉じている。そのため、弁機構の開弁圧を、独立して設定することができるので、振動や一時的な空気供給量の増加に対して開弁することを抑制し、弁機構に閉弁状態を維持させることができる。

上記気液分離装置の一実施形態では、前記バイパス流路は、前記筐体に形成され、前記接続流路と前記空間とを連通し、前記弁機構は、前記バイパス流路の内周面を摺動する弁体と、前記バイパス流路に嵌合するばね座と、一方の端部が前記弁体に接続し、他方の端部が前記ばね座に接続し、前記弁体を閉位置に付勢する付勢ばねとを備えてよい。

上記構成によれば、バイパス流路は筐体に形成されるため、バイパス流路を含む気液分離装置を小型化することができる。また、弁体は、付勢ばねによって付勢力が直接的に付与される。このため、弁機構を、振動や一時的な空気供給量の増加に耐えて閉弁状態を維持可能な構成とすることができる。

上記気液分離装置の一実施形態では、前記弁体は外周面に突部を備え、前記突部は前記バイパス流路の内周面を摺動してよい。
上記構成によれば、突部の大きさや数を調整することにより、バイパス流路の内周面と弁体との摩擦力を調整しやすくなる。

上記気液分離装置の一実施形態では、前記弁機構は、前記空間のうちドレン液が貯留される貯留空間よりも鉛直方向上方に位置してよい。
上記構成によれば、弁機構は、ドレン液の液面よりも上方にあるため、ドレン液の跳ね等により汚れにくい。そのため、ドレン液が弁機構に付着することによる弁機構の作動不良が生じにくい。

上記気液分離装置の一実施形態では、前記フィルタ部の底部に、ドレン液が前記フィルタ部に付着することを抑制するカバーを備えてよい。
上記構成によれば、カバーにより、フィルタ部がドレン液の跳ね等により汚れることを抑制することができる。

上記気液分離装置の一実施形態では、前記筐体の上面は、外縁に向かうにつれ鉛直方向下方に位置するように傾斜し、前記筐体の上面には、取付部が設けられ、前記取付部が被取付体に取付けられることにより、吊り下げられた状態で前記筐体が配置されてよい。

上記構成によれば、気液分離装置は、吊り下げられた状態で被取付体に対し取付けられる。また、筐体の上面は傾斜面であるため、水が上面に溜まることを防ぐことができる。

本発明によれば、フィルタの目詰まりが発生した場合においてもその下流に空気を送ることができる。

気液分離装置の一実施形態について、気液分離装置であるオイルミストセパレータが適用される圧縮空気乾燥システムの概略構成を示す図。 同実施形態のオイルミストセパレータの全体構成を示す斜視図。 同実施形態のオイルミストセパレータの断面図。 同実施形態のフィルタ部の断面を示す斜視図。 同実施形態の弁機構であって、閉弁状態の弁機構の断面図。 同実施形態の弁機構の分解斜視図。 同実施形態の弁機構であって、開弁状態の弁機構の断面図。 同実施形態において、弁機構が開弁状態であるときのオイルミストセパレータの断面図。 他の実施形態のオイルミストセパレータの底部の断面図。 他の実施形態の弁機構の断面図。 他の実施形態のオイルミストセパレータの模式図。 他の実施形態のオイルミストセパレータの模式図。 変形例のオイルミストセパレータの断面図。

以下、図１〜図８を参照して、気液分離装置であるオイルミストセパレータを、車両に搭載された空気圧システムに適用した一実施形態を説明する。
図１を参照して、圧縮空気乾燥システムの構成について説明する。圧縮空気乾燥システムは、コンプレッサ１０の下流に設けられ、コンプレッサ１０から供給される圧縮空気から油分及び水分等の不純物を分離して、油分及び水分が除去された圧縮空気をシステムタンク１３に供給する。システムタンク１３は、ブレーキやサスペンション等の空気圧システムに供給する乾燥した清浄度の高い圧縮空気を貯留するタンクである。

圧縮空気乾燥システムには、圧縮空気から水分を除去するエアドライヤ１１と、圧縮空気から油分を除去するオイルミストセパレータ１２とが設けられている。オイルミストセパレータ１２は、エアドライヤ１１よりも下流であって、エアドライヤ１１とシステムタンク１３との間に設けられている。エアドライヤ１１とコンプレッサ１０との間には、逆止弁１４が設けられている。なお、オイルミストセパレータ１２は、気液分離装置に対応する。

エアドライヤ１１内には、乾燥剤１５が設けられている。なお、エアドライヤ１１は、乾燥剤１５のほかに、主に油分を捕捉するフィルタを備えていてもよい。エアドライヤ１１は、出口側に逆止弁１６を備えている。この逆止弁１６は、システムタンク１３内の圧力が遮断設定値未満であってシステムタンク１３に圧縮空気を溜めている間は開く。また、逆止弁１６は、システムタンク１３内の圧力が遮断設定値まで上昇すると閉じられる。また、エアドライヤ１１は、乾燥剤１５が捕捉した水分等をドレン液として排出するためのドレン排出弁１７を備えている。

圧縮空気乾燥システムは、圧縮空気をエアドライヤ１１に通過させて水分を除去する通常運転と、乾燥剤１５に捕捉された水分等を外部に排出することによって乾燥剤１５を再生する再生運転とを行う。通常運転の際は、圧縮空気の供給を停止する停止条件、又は乾燥剤１５の再生を行う再生条件が成立するまで、コンプレッサ１０から送られた圧縮空気が、エアドライヤ１１、オイルミストセパレータ１２の順に流れる。エアドライヤ１１では、圧縮空気から主に水分を除去する。オイルミストセパレータ１２では、圧縮空気から主に油分を除去する。停止条件又は再生条件が成立すると、コンプレッサ１０が圧縮空気を送らない非稼動状態となる。

一方、再生条件が成立すると、エアドライヤ１１のドレン排出弁１７が開放される。ドレン排出弁１７が開放されると、システムタンク１３から乾燥した清浄度の高い圧縮空気がエアドライヤ１１に供給され、エアドライヤ１１に流入した圧縮空気が乾燥剤１５内を通常運転時とは逆方向に流れる。これより、乾燥剤１５に捕捉された水分等が除去される。除去された水分等は、ドレン液として、空気とともにエアドライヤ１１のドレン排出口１１Ａから排出される。このときエアドライヤ１１から排出される空気をパージエアという。

ドレン排出弁１７には、エアドライヤ１１の再生に伴い排出されるドレン液を貯留するオイルセパレータ１９が接続されている。オイルセパレータ１９は、パージエアからドレン液を分離する分離フィルタ１９Ｆを備えている。オイルセパレータ１９は、ドレン液を含むパージエアを分離フィルタ１９Ｆに通過させることによって、パージエアをドレン液と清浄空気とに分離する。分離した清浄空気は、排気ポート１９Ｐから大気に排出する。

次に図２〜図８を参照してオイルミストセパレータ１２の構成について説明する。
図２に示すように、オイルミストセパレータ１２は、筐体２０を備えている。筐体２０は、ボディ２１と、貯留ボウル２２とを備えている。貯留ボウル２２は、ボディ２１の鉛直方向下方に取り付けられる。

ボディ２１は、下端部に開口部２３を有し、上端部は閉塞している。ボディ２１の上面２４には、ポート形成部２５が設けられている。ポート形成部２５の一方の端部には、オイルミストセパレータ１２に圧縮空気を吸入する吸気ポートとしての第１ポート２６が設けられている。ポート形成部２５の他方の端部には、オイルミストセパレータ１２から圧縮空気を排出する排気ポートとしての第２ポート２７が設けられている。

また、ボディ２１の上面２４のうち、ポート形成部２５で区画されたそれぞれの領域には、２つの取付部２８と、１つの取付部２８とが設けられている。取付部２８は、上面２４の周方向に沿って、ほぼ等間隔で設けられ、ボディ２１の上面２４から突出した形状を有している。また、各取付部２８は、開口側と反対側の端部が閉塞した螺子孔２９をそれぞれ有している。螺子孔２９の内周面には雌螺子が形成されている。この雌螺子には、車両側の被取付部に貫挿されたボルト等が螺合する。これにより、オイルミストセパレータ１２は、吊り下げられた状態で車両側に取り付けられる。

ボディ２１の上面２４は、径方向の外側、すなわち外縁に向かうに伴い鉛直方向下方に位置するように傾斜している。このため、上面２４に水が溜まりにくい。上面２４に水が溜まると、錆等の原因となる。上面２４を傾斜面とすることによって、オイルミストセパレータ１２を水と接触する場所に取り付けることもできる。

ボディ２１の開口部２３には、フランジ部３０が設けられている。フランジ部３０には、ボルト４２を螺合するための複数の貫通孔３１が等間隔に形成されている。貫通孔３１の内周面には、雌螺子が形成されている。

貯留ボウル２２は、円筒状の形状を有し、上端部に開口部４０を有し、下端部が閉塞されている。開口部４０側には、ボディ２１のフランジ部３０に連結されるフランジ部４１が形成されている。フランジ部４１には、ボディ２１のフランジ部３０に形成された貫通孔３１に対応する貫通孔が設けられている。貯留ボウル２２のフランジ部４１の貫通孔に挿通されたボルト４２を、ボディ２１の貫通孔３１に螺合させることにより、貯留ボウル２２がボディ２１に固定される。上述したように、オイルミストセパレータ１２は吊り下げられた状態で車両側に取り付けられるので、例えばオイルミストセパレータ１２が、その外周面において、車両側に設けられた支持板に取り付けられる場合よりも、オイルミストセパレータ１２の外周に設けられるスペースが拡大される。そのため、貯留ボウル２２の取り外しや、内部のフィルタ部の交換等のメンテナンスが容易となる。

図３に示すように、ボディ２１と貯留ボウル２２とによって、圧縮空気が通過するとともに、下部にドレン液１００が貯留される空間４５が区画される。また、ボディ２１と貯留ボウル２２との間には、環状のシール部材４３が設けられている。シール部材４３は、空間４５を密閉している。また、ボディ２１の内側には、フィルタ部５０がボルト５１によって取り付けられている。

ボディ２１には、第１ポート２６とフィルタ部５０側とを接続する接続流路としての第１通路３３と、第１通路３３とフィルタ部５０との間に設けられた導入室３４と、フィルタ部５０と第２ポート２７とを接続する第２通路３５とが設けられている。第１通路３３は、第１ポート２６からボディ２１の径方向内側に向かって水平方向に延びている。導入室３４は、環状に形成されている。第２通路３５は、鉛直方向に延在する部分と、水平方向に延在する部分とから構成されている。

フィルタ部５０は、内側筒部５２と、外側筒部５３と、下側蓋部５４と、上側蓋部５５とを備えている。下側蓋部５４及び上側蓋部５５は、板状であって、円環状に形成されている。下側蓋部５４は、外側筒部５３及び内側筒部５２によって区画された環状の空間の下側を閉塞する。上側蓋部５５は、外側筒部５３及び内側筒部５２によって区画された環状の空間の上側を閉塞する。また、上側蓋部５５とボディ２１との間には、環状のシール部材３６が介在し、導入室３４とフィルタ部５０との間を密閉している。

フィルタ部５０の底面には、カバー４９がボルト５１によって取り付けられている。カバー４９の形状は、下側からみて円形状である。カバー４９は、下側が開口し、上側が閉塞されている。カバー４９は、貯留ボウル２２に貯留されたドレン液がフィルタ部５０、第２通路３５等へ跳ね返ることを抑制する。なお、空間４５のうち、カバー４９よりも鉛直方向下方の空間が、ドレン液１００を貯留する貯留空間４５Ａとして使用される。

図４に示すように、内側筒部５２及び外側筒部５３は、円筒状に形成されている。内側筒部５２の周壁部には圧縮空気が通過する多数の孔５６が形成されている。外側筒部５３の周壁部には圧縮空気が通過する多数の孔５７が形成されている。外側筒部５３及び内側筒部５２は、同心円状に設けられることで、外側筒部５３及び内側筒部５２の間には環状の空間が区画される。内側筒部５２の孔５６の直径及び外側筒部５３の孔５７の直径は同一でもよいし、異なっていてもよい。

外側筒部５３及び内側筒部５２によって区画され、下側蓋部５４及び上側蓋部５５によって閉塞された環状の空間には、第１フィルタ５８及び第２フィルタ５９が収容されている。

第１フィルタ５８の形状は、円筒状である。第１フィルタ５８は、第２フィルタ５９の内側に設けられる。第１フィルタ５８は、ガラス繊維からなるフィルタである。ガラス繊維は、ブラウン運動する油の微粒子と接触することにより、微粒子を捕捉する。

第２フィルタ５９の形状は、円筒状である。第２フィルタ５９は、第１フィルタ５８の外側に設けられる。この第２フィルタ５９は、圧縮空気に含まれる油分を慣性衝突させることによって気液分離するフィルタである。慣性衝突によって捕捉できる油の粒子の直径は、ガラス繊維によって捕捉される油の粒子の直径よりも大きい。例えば、第２フィルタ５９は、金属材を、細孔を有する構造に加工したものであって、アルミニウム等の金属箔、線材、板材を圧縮加工したもの等である。

第１フィルタ５８の厚みＴ１及び第２フィルタ５９の厚みＴ２の比率は、コンプレッサ１０から供給される圧縮空気に含まれる油の粒径や含有量に応じて変更することができる。例えば、第１フィルタ５８の厚みＴ１を、第２フィルタ５９の厚みＴ２よりも大きくする（Ｔ１＞Ｔ２）ことによって、比較的小径の油の粒子の捕捉量を多くすることができる。

なお、第１フィルタ５８及び第２フィルタ５９の材料は、互いに異なる材料から形成されていればよく、上述した材料以外のものから形成されていてもよい。例えば、第１フィルタ５８は、活性炭、ガラス繊維以外の繊維材、油の粒子との間に作用する静電気力によって油分を捕捉するスポンジ等、慣性衝突以外の作用により油分を捕捉するものであってもよい。これに代えて、第１フィルタ５８及び第２フィルタ５９の材料は、互いに異なる特性を有する同じ材料であってもよい。

図３に示すように、導入室３４の圧縮空気は、内側筒部５２の孔５６を通って第１フィルタ５８、第２フィルタ５９を順に通過する。第１フィルタ５８及び第２フィルタ５９は、油分を含む圧縮空気から油分を分離する。第１フィルタ５８及び第２フィルタ５９を通過した圧縮空気は、外側筒部５３の孔５７を介して、空間４５に供給される。空間４５に供給された圧縮空気は、第２通路３５を通過して、第２ポート２７から排出される。

フィルタ部５０によって分離された油分は、外側筒部５３に設けられた孔５７からカバー４９を伝って貯留空間４５Ａに落ちる。第１フィルタ５８及び第２フィルタ５９は、油分の捕捉量が過度に多くなった場合、捕捉した油分の粘度が上昇した場合、油分とともに捕捉した塵埃が多くなった場合等に目詰まりが生じる。そのため、フィルタ部５０は所定のタイミングで交換することがユーザに要請されている。

しかし、コンプレッサ１０から送られる圧縮空気に含まれる油分量が多い場合、オイルミストセパレータ１２を通過する空気量が多い場合等、予想に反して第２フィルタ５９又は第１フィルタ５８の目詰まりが生じることがある。第１フィルタ５８又は第２フィルタ５９の目詰まりが生じると、オイルミストセパレータ１２から送られる圧縮空気の供給量が不足してしまう。このため、ボディ２１には、第１フィルタ５８又は第２フィルタ５９の目詰まりが生じ、第１通路３３の圧力が上昇したときに開く弁機構６０が設けられている。

図５〜図７を参照して、弁機構６０について説明する。
図５に示すように、ボディ２１には、第１通路３３と空間４５とを連通する第１連通路６１及び第２連通路６２が形成されている。第１連通路６１及び第２連通路６２は、バイパス流路６４を構成し、第２通路３５の延在方向と直交する方向に延在している。第１連通路６１の内径は、第２連通路６２の内径よりも小さい。第２連通路６２の一端には、第１連通路６１と第２連通路６２との段差面である弁座６３が設けられている。第２連通路６２には、弁機構６０が収容されている。弁機構６０は、バイパス流路６４の内周面を摺動する弁体６５と、バイパス流路６４に嵌合するばね座６７と、一方の端部が弁体６５に接続し、他方の端部がばね座６７に接続し、弁体６５を閉位置に付勢する付勢ばね６６とを備える。第２連通路６２の内周面には、環状の溝６２Ａが形成されている。

図６に示すように、弁体６５は、第２連通路６２の内周面と向かい合う外周面に４つの突部６５Ａを備えている。突部６５Ａは、弁体６５の外周面に周方向に等間隔に設けられている。弁体６５の移動に伴い、突部６５Ａは第２連通路６２の内周面に対して摺動する。これにより、弁体６５の外周面の全体が第２連通路６２の内周面に摺動する場合に比べ、摩擦力を低減することができる。弁体６５は、弁座６３に当接する当接面６５Ｂが第１連通路６１の出口を閉塞可能な大きさを有している。また、弁体６５のうち、弁座６３との当接面６５Ｂ、及びその反対側の面には、凹部６５Ｃが形成されている。ばね座６７は、第２連通路６２の溝６２Ａに嵌合されたリテーナリング６８に支持されている。ばね座６７の形状は、略円筒状である。ばね座６７は、内側に第２連通路６２と連通する連通路６７Ａを備えている。

弁機構６０は、ドレン液１００を貯留する貯留空間４５Ａよりも鉛直方向上方に配置される。すなわち、弁機構６０は、ドレン液１００の液面よりも上方にあるため、ドレン液の跳ね等により汚れにくい。そのため、弁機構６０の作動不良が生じにくい。

第１通路３３の圧力が所定値未満の場合には、弁体６５は付勢ばね６６の付勢力により弁座６３に当接して、第１連通路６１の出口を閉塞する。これにより、第２連通路６２は閉じられ、第２通路３５は、フィルタ部５０を介してのみ、空間４５と連通する。

図７に示すように、第１通路３３の圧力が所定値以上である場合には、弁体６５は付勢ばね６６の付勢力に抗して弁座６３から離間し、第１連通路６１の出口を開放する。これにより、第２連通路６２は開かれ、第２通路３５は、第１連通路６１及び第２連通路６２を介して空間４５と連通する。そのため、第１通路３３の圧縮空気は、第１連通路６１及び第２連通路６２を介して空間４５に送られる。空間４５に供給された圧縮空気は、第２通路３５を介して第２ポート２７から排出される。

次に図３及び図８を参照して、オイルミストセパレータ１２の作用について説明する。フィルタ部５０の目詰まりが生じていない正常な状態である場合と、第２フィルタ５９及び第１フィルタ５８の少なくとも一方に目詰まりが生じた場合とに分けて説明する。

図３に示すように、フィルタ部５０が正常な状態である場合、第１ポート２６から入った圧縮空気は、第１通路３３を介して導入室３４に送られる。第２フィルタ５９及び第１フィルタ５８に目詰まりが生じていない場合、第１通路３３の圧力は所定値未満である。導入室３４に送られた圧縮空気は、導入室３４内で膨張する。このように膨張することにより、圧縮空気に含まれる油分が液化しやすくなる。導入室３４の圧縮空気は、内側筒部５２に送られ、放射状の流れとなって内側筒部５２の孔５６から第１フィルタ５８に入る。第１フィルタ５８においては、ブラウン運動する油の微粒子とガラス繊維との接触により、比較的小径の粒子が捕捉される。第１フィルタ５８に捕捉された多数の微粒子は、集まりながら、第２フィルタ５９を通って外側筒部５３の孔５７からカバー４９を伝って貯留空間４５Ａに落ちる。

第１フィルタ５８を通過した圧縮空気は、第２フィルタ５９に入り、第２フィルタ５９内を細孔の壁部に衝突して向きを変更しながら流れる。第２フィルタ５９では、圧縮空気に含まれる油の粒子が慣性力によりフィルタ壁面と衝突する。これにより、比較的大径の油の粒子が捕捉される。第２フィルタ５９で捕捉された油分は、外側筒部５３の孔５７からカバー４９を伝って貯留空間４５Ａに落ちる。第２フィルタ５９を通過した圧縮空気は、外側筒部５３の孔５７から空間４５に供給される。空間４５に供給された圧縮空気は、第２通路３５を介して第２ポート２７から排出される。

このように貯留空間４５Ａに貯められたドレン液１００は、メンテナンスの際に取り除かれる。メンテナンスの際は、ボルト４２を貫通孔３１から抜き、貯留ボウル２２をボディ２１から外す。また、ボディ２１に取り付けられたフィルタ部５０を、ボルト５１をボディ２１から抜くことで取り外し、新しいフィルタ部５０をボルト５１によってボディ２１に取り付ける。

次に図８を参照して、第１フィルタ５８及び第２フィルタ５９の少なくとも一方に目詰まりが生じた場合について説明する。このように目詰まりが生じた場合、フィルタ部５０の空気通過量が少なくなることから、フィルタ部５０の上流側、即ち第１通路３３及び導入室３４の圧力が所定値以上となる。これにより、弁機構６０の弁体６５が、付勢ばね６６の付勢力に抗して弁座６３から離間し、第１通路３３の圧縮空気がバイパス流路６４を介して空間４５に供給される。空間４５に供給された圧縮空気は、第２通路３５を介して、第２ポート２７からシステムタンク１３に供給される。このため、第２フィルタ５９及び第１フィルタ５８の少なくとも一方に目詰まりが生じた場合でも、正常な状態に比べ圧縮空気の油分の含有量が多いものの、システムタンク１３に送られる圧縮空気が不足することを防ぐことができる。

また、バイパス流路６４は、筐体２０に形成されるため、バイパス流路６４を筐体２０の外側に設ける場合に比べ、オイルミストセパレータ１２を小型化することができる。さらに、弁体６５は、付勢ばね６６によって付勢力を直接的に付与されるので、車両の振動や、コンプレッサ１０からの一時的な空気供給量の増加に耐えて、閉弁状態を維持することができる。このため、第１フィルタ５８及び第２フィルタ５９の少なくとも一方に目詰まりが生じていない正常状態の動作に弁機構６０が悪影響を及ぼさないようにすることができる。

また、例えば、コンプレッサ１０とエアドライヤ１１の間に、オイルミストセパレータ１２を配置すると、水分も第１フィルタ５８に付着してしまい、オイル捕捉性能を十分に発揮できない。また、粒径の大きなオイルも第１フィルタ５８に付着し、目詰まりを速めてしまう。これに対し、上述したように、エアドライヤ１１の下流側にオイルミストセパレータ１２を配置することによって、オイルミストセパレータ１２には、非常に小さい粒径のオイルミストを含み、且つ水分が殆どない圧縮空気が供給される。そのため、ガラス繊維からなる第１フィルタ５８の効果で、よりオイルミストを捕捉しやすくすることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）フィルタ部５０に目詰まりが生じた場合、フィルタ部５０よりも上流側の圧力が所定値以上となることにより弁機構６０が開く。これにより、フィルタ部５０よりも上流側の圧縮空気がバイパス流路６４を介して第２ポート２７に供給される。したがって、フィルタ部５０に詰まりが生じた場合に、オイルミストセパレータ１２よりも下流において圧縮空気が不足することを防ぐことができる。また、弁機構６０は、フィルタ部５０に目詰まりが生じていない正常状態には空気が通過しないバイパス流路６４に設けられる。そのため、弁機構６０の開弁圧を、フィルタ部５０や他の流路への影響を考慮することなく独立して設定することができるので、車両の振動や一時的な空気供給量の増加に耐えて、弁機構６０に閉弁状態を維持させることができる。

（２）バイパス流路６４は筐体２０に形成されるため、オイルミストセパレータ１２を小型化することができる。また、弁体６５は、付勢ばね６６によって付勢力が直接的に付与される。このため、弁機構６０を、車両の振動や一時的な空気供給量の増加に耐えて閉弁状態を維持可能な構成とすることができる。

（３）弁体６５は、その外周面に突部６５Ａを備え、突部６５Ａはバイパス流路６４の内周面を摺動する。このため、突部６５Ａの大きさや数を調整することにより、バイパス流路６４の内周面と弁体６５との摩擦力を調整しやすくなる。

（４）弁機構６０は、空間４５のうちドレン液１００が貯留される貯留空間４５Ａよりも鉛直方向上方に位置する。すなわち、弁機構６０は、ドレン液１００の液面よりも上方にあるため、ドレン液１００の跳ね等により汚れにくい。そのため、弁機構６０の作動不良が生じにくい。

（５）フィルタ部５０の底部には、ドレン液１００がフィルタ部５０に付着することを抑制するカバー４９が設けられるので、フィルタ部５０がドレン液１００の跳ね等により汚れることを抑制することができる。

（６）オイルミストセパレータ１２は、上面２４に取付部２８を備え、吊り下げられた状態で車両側に取付けられる。また、筐体２０の上面２４は外縁に向かうに伴い鉛直方向下方に位置する傾斜面であるため、水が溜まりにくい。このため、オイルミストセパレータ１２を水と接触する位置に設けることも可能となるので、設置位置の自由度を向上することができる。

（他の実施の形態）
なお、上記実施の形態は、以下のような形態をもって実施することもできる。
・図９に示すように、オイルミストセパレータ１２は、ドレン液を排出するための排出バルブ７０を備えていてもよい。排出バルブ７０は、貯留ボウル２２の底部に設けられた排出孔２２Ａに設けられている。排出バルブ７０は、円盤状の密閉部７０Ａと、排出孔２２Ａに嵌挿される嵌挿部７０Ｂとを備えている。嵌挿部７０Ｂの外周には、雄螺子７０Ｃが形成されている。貯留ボウル２２の底部外側には、嵌挿部７０Ｂの雄螺子７０Ｃに螺合する固定部材７０Ｄが設けられている。固定部材７０Ｄの中央には、雌螺子７０Ｅが設けられている。固定部材７０Ｄを嵌挿部７０Ｂに螺合させて締め付けることで、排出バルブ７０と固定部材７０Ｄとが貯留ボウル２２に固定される。

・弁体６５は、４つの突部６５Ａを有する形状以外の形状を有していてもよい。図１０に示すように、弁体６５は、円柱状の本体部６５Ｄと、本体部６５Ｄの外周に設けられる摺動部６５Ｅとから構成されていてもよい。このようにすると、本体部６５Ｄを密着性や弾性に優れた材料から形成し、摺動部６５Ｅを耐摩擦性に優れた材料から形成する等、本体部６５Ｄ及び摺動部６５Ｅを互いに異なる材料を用いて形成することができる。

また図１０に示すように、第２連通路６２の内側に、付勢ばね６６を支持するガイド６９を設けるようにしてもよい。
・図１１に示すように、オイルミストセパレータ１２にヒータ７１を設けるようにしてもよい。ヒータ７１は、例えば第１ポート２６側を延ばしたポート形成部２５の外周面に取付けられる。この構成によれば、寒冷時でも、ヒータ７１が、ボディ２１を介して圧縮空気を加熱することで、霜の発生等を要因とする第１ポート２６の目詰まりを抑制することができる。

・例えば図１２に示すように、バイパス流路６４及び弁機構６０は、筐体２０の外側に設けられていてもよい。第１ポート２６側から分岐し、第１ポート２６及び第２ポート２７側を接続するバイパス流路８０をボディ２１の外側に設け、このバイパス流路８０の途中に、弁機構６０を設けるようにしてもよい。弁機構６０は、ケースなどの収容部８１に収容される。このようにすると、バイパス流路８０が空間４５から独立するため、例えばそのバイパス流路８０に流量計を設けたり、収容部８１の一部に透明材料からなる窓を設けたりする等、弁機構６０の開閉状態を外観から判別可能な構成にすることにより、フィルタ部５０の目詰まりの有無について把握しやすくすることができる。

・上記実施形態では、第１ポート２６を吸気側のポートとして、エアドライヤ１１側に接続し、第２ポート２７を排気側のポートとして、システムタンク１３側に接続した。これに代えて、図１３に示すように、第１ポート２６を排気側のポートとして、システムタンク１３側に接続し、第２ポート２７を吸気側のポートとして、エアドライヤ１１側に接続してもよい。この構成では、正常状態では、第２ポート２７から入った圧縮空気は、第２通路３５、内側筒部５２、第２フィルタ５９、第１フィルタ５８、導入室３４、及び第１通路３３を順に通過して、第１ポート２６からシステムタンク１３へ供給される。内側筒部５２では、圧縮空気が内側筒部５２の外側から内側に向かって流れる。また、弁機構６０は、第２連通路６２側から第１連通路６１側への空気の流れを許容するように配置される。つまり、第１連通路６１を空間４５側に配置し、第２連通路６２を第１通路３３側に配置して、第１通路３３側に弁体６５が設けられ、付勢ばね６６は、この弁体６５を第１連通路６１側に付勢する。なお、図１３では、第１連通路６１を空間４５側に配置し、第２連通路６２を第１通路３３側に配置しているが、弁機構６０の構成によっては、ポート形成部２５は上記実施形態と同様であってもよい。このようにしても、圧縮空気に含まれる油分を捕捉することができる。

・上記実施形態では、オイルミストセパレータ１２を、エアドライヤ１１の下流に設けた。これに加えて、コンプレッサ１０とエアドライヤ１１との間に、エアドライヤ１１の下流に設けたオイルミストセパレータ１２と同様な構成のオイルミストセパレータ１２を設けてもよい。このようにすると、エアドライヤ１１に供給する圧縮空気に含まれる油分を捕捉することができるので、エアドライヤ１１の乾燥剤１５に油分が付着するのを抑制することができる。また、オイルミストセパレータ１２によってエアドライヤ１１の上流側で予め油分が捕捉されることで、システムタンク１３に供給する空気をさらに清浄化することができる。

・上記実施形態では、圧縮空気乾燥システムは、エアドライヤ１１、オイルミストセパレータ１２、及びオイルセパレータ１９を１つずつ備える構成としたが、圧縮空気乾燥システムはこの構成以外であってもよい。例えば、オイルセパレータ１９を省略した構成であってもよい。また、オイルミストセパレータ１２を複数備える構成であってもよい。

・上記実施形態では、エアドライヤ１１は、吸着式のものとしたが、これ以外のものであってもよい。例えば、エアドライヤ１１は、冷凍機等によって圧縮空気を常温以下に冷却する冷凍式、高分子製の中空糸膜を用いて水分と空気とを分離する浸透分離膜式、又は、複数の方式を組み合わせたエアドライヤであってもよい。

・上記実施形態では、気液分離装置を空気と油分を除去するオイルミストセパレータとして説明したが、これ以外の装置であってもよい。例えば、気液分離装置は、オイルセパレータ１９でもよい。オイルセパレータ１９に、バイパス流路６４及び弁機構を設けることにより、オイルセパレータ１９のフィルタに目詰まりが生じた場合であっても、フィルタよりも上流側の圧力上昇を抑制することができる。また、気液分離装置は、エアドライヤ１１であってもよい。エアドライヤ１１に、バイパス流路６４及び弁機構を設けることにより、エアドライヤ１１のフィルタに目詰まりが生じた場合であっても、エアドライヤ１１よりも下流に圧縮空気を送ることができる。

・上記実施形態では、気液分離装置を、車両に搭載された圧縮空気乾燥システムに適用したが、水分又は油分を含む空気（気体）を気液分離する機能を備えるシステムであれば、そのほかのシステムに適用してもよい。例えば、電車、船舶、航空機などの車両以外の移動体に気液分離装置を適用してもよい。

・第２フィルタ５９を、例えば不織布等、第１フィルタ５８に含まれるガラス繊維の繊維埃を捕捉する材料から形成してもよい。これによれば、繊維埃の飛散を防ぐことができる。

１０…コンプレッサ、１１…エアドライヤ、１１Ａ…ドレン排出口、１２…オイルミストセパレータ、１３…システムタンク、１４…逆止弁、１５…乾燥剤、１６…逆止弁、１７…ドレン排出弁、１９…オイルセパレータ、１９Ｆ…分離フィルタ１９ＦＰ…排気ポート、２０…筐体、２１…ボディ、２２…貯留ボウル、２２Ａ…排出孔、２３…開口部、２４…上面、２５…ポート形成部、２６…第１ポート（吸気ポート）、２７…第２ポート（排気ポート）、２８…取付部、２９…螺子孔、３０…フランジ部、３１…貫通孔、３３…第１通路、３４…導入室、３５…第２通路、３６…シール部材、４０…開口部、４１…フランジ部、４２，５１…ボルト、４３…シール部材、４５…空間、４５Ａ…貯留空間、４９…カバー、５０…フィルタ部、５２…内側筒部、５３…外側筒部、５４…下側蓋部、５５…上側蓋部、５６，５７…孔、５８…第１フィルタ、５９…第２フィルタ、６０…弁機構、６１…第１連通路、６２…第２連通路、６２Ａ…溝、６３…弁座、６４…バイパス流路、６５…弁体、６５Ａ…突部、６５Ｂ…当接面、６５Ｃ…凹部、６５Ｄ…本体部、６５Ｅ…摺動部、６６…付勢ばね、６７…ばね座、６７Ａ…連通路、６８…リテーナリング、６９…ガイド、７０…排出バルブ、７０Ａ…密閉部、７０Ｂ…嵌挿部、７０Ｃ…雄螺子、７０Ｄ…固定部材、７０Ｅ…雌螺子、７１…ヒータ、８０…バイパス流路、１００…ドレン液。

Claims (7)

1. 圧縮空気を吸入する吸気ポート、前記圧縮空気を排出する排気ポートを有する筐体と、
   前記筐体内に設けられ前記圧縮空気に含まれる油分を捕捉するフィルタ部と、
   前記吸気ポート及び前記フィルタ部を接続する接続流路から分岐し、前記吸気ポート側及び前記排気ポート側を連通するバイパス流路と、
   前記バイパス流路に設けられ、前記フィルタ部よりも上流側の圧力が所定値以上であるときに開く弁機構と、を備え、
   前記フィルタ部よりも上流側の圧力が所定値以上である場合には、前記吸気ポートから供給された空気が、前記バイパス流路を通過して前記排気ポートから排出され、
   前記バイパス流路は、前記接続流路の延在方向と直交する方向に延在し、
   前記弁機構は、前記バイパス流路の内周面を摺動する弁体と、前記バイパス流路に嵌合するばね座と、一方の端部が前記弁体に接続し、他方の端部が前記ばね座に接続し、前記弁体を閉位置に付勢する付勢ばねとを備える
   気液分離装置。
2. 前記弁体は外周面に突部を備え、
   前記突部は前記バイパス流路の内周面を摺動する
   請求項１に記載の気液分離装置。
3. 前記筐体は、ドレン液を貯留する貯留空間を備え、
   前記弁機構は、前記貯留空間よりも鉛直方向上方に位置する
   請求項１又は２に記載の気液分離装置。
4. 前記フィルタ部の底部に、ドレン液が前記フィルタ部に付着することを抑制するカバーを備える
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の気液分離装置。
5. 前記筐体の上面は、外縁に向かうにつれ鉛直方向下方に位置するように傾斜し、
   前記筐体の上面には、取付部が設けられ、
   前記取付部が被取付体に取付けられることにより、吊り下げられた状態で前記筐体が配置される
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の気液分離装置。
6. 圧縮空気を供給する車両用コンプレッサと、
   圧縮空気に含まれる油分を捕捉する気液分離装置とを備えた圧縮空気供給システムであって、
   前記気液分離装置は、
   吸気ポート、排気ポートを有する筐体と、
   前記筐体内に設けられ前記圧縮空気に含まれる油分を捕捉するフィルタ部と、
   前記吸気ポート及び前記フィルタ部を接続する接続流路から分岐し、前記吸気ポート側及び前記排気ポート側を連通するバイパス流路と、
   前記バイパス流路に設けられ、前記フィルタ部よりも上流側の圧力が所定値以上であるときに開く弁機構と、を備え、
   前記フィルタ部よりも上流側の圧力が所定値以上である場合には、前記吸気ポートから供給された空気が、前記バイパス流路を通過して前記排気ポートから排出され、
   前記バイパス流路は、前記接続流路の延在方向と直交する方向に延在し、
   前記弁機構は、前記バイパス流路の内周面を摺動する弁体と、前記バイパス流路に嵌合するばね座と、一方の端部が前記弁体に接続し、他方の端部が前記ばね座に接続し、前記弁体を閉位置に付勢する付勢ばねとを備える
   圧縮空気供給システム。
7. 圧縮空気を乾燥するエアドライヤをさらに備え、
   前記エアドライヤと前記気液分離装置の間に、前記気液分離装置の下流側の圧力が設定値に到達した場合に閉じる逆止弁をさらに備える
   請求項６に記載の圧縮空気供給システム。

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