JPH07328364A - ドレン捕集フィルタおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 気体の中に含まれる水分等の液体を高い分離
率で除去し得るようにする。 【構成】 フィルタケース４は、圧縮気体が供給される
一次側ポート１１および圧縮気体が排出される二次側ポ
ート１２を有し内部に分離室１が形成されている。この
フィルタケース４内に設けられるフィルタ本体１３は、
下端部が下側蓋部材１６により閉塞される筒体部１４を
有し、この筒体部１４の上端部には連通孔１７を有する
上側蓋部材１５が取り付けられている。フィルタ本体１
３を構成するフィルタエレメント２３は樹脂製の不織布
により形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は流体圧回路内を流れる作
動流体としての圧縮気体の中に含まれる水分等の液体を
除去するためのフィルタの技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気圧シリンダ等のアクチュエータを作
動させる場合には、圧縮機等を有する空気圧源から吐出
される圧縮空気を圧力制御弁、方向制御弁および速度制
御弁等の流体圧機器を用いてアクチュエータに案内する
ようにしており、これらが空気圧管路により接続されて
種々の空気圧回路を構成している。

【０００３】空気圧回路を流れる圧縮空気等の圧縮気体
の中には、遊離水分や油分等の液滴が含まれているの
で、これらの液滴を除去するためにフィルタが使用され
ている。圧縮空気の中に含まれる液滴を除去するための
フィルタとしては、従来、例えば株式会社オーム社発行
の「油空圧便覧」1989年２月25日発行、Ｐ５１０に記載
されるようなフィルタが開発されている。

【０００４】このフィルタは、液体分離室を有するフィ
ルタケース内に円筒形状のフィルタエレメントを配置
し、フィルタケースに設けられた一次側ポートからの圧
縮空気をフィルタエレメントの外側に案内するようにし
ている。フィルタエレメントを通過した空気はフィルタ
エレメントの中空部内に流入した後にフィルタケースに
形成された二次側ポートに案内されるようになってい
る。そして、一次側から流入した空気は、デフレクタに
よってフィルタケースの内面に沿って旋回され、この旋
回流による遠心力が液滴に作用して、水滴等の液滴がフ
ィルタケースの下部に捕集されるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】圧縮空気中の液体分の
分離率は作動流体としての圧縮空気の流速や圧力によっ
て相違するが、従来では８０％程度であった。

【０００６】しかしながら、この程度の分離率では未分
離の液体分がエアー機器や製品等に付着してトラブルを
もたらすことがある。これに対して、圧縮機から吐出さ
れた圧縮空気をクーラー等を用いて冷却すれば、圧縮空
気を冷却することにより凝縮水として水分を除去するこ
とができるので、フィルタとして８０％程度の分離率を
有していれば、空気圧回路によっては特に問題とならな
い場合がある。

【０００７】しかしながら、フロンを用いた冷凍サイク
ルを有するクーラー等を用いることは装置全体が複雑化
され、高価なものになる。又、冷媒としてのフロン規制
もあることから簡易的なドレン捕集フイルタ自体で分離
率を高めることができれば、それほどの乾燥空気を必要
としない用途では充分に使用可能な圧縮空気が得られ
る。

【０００８】そこで、本発明者は、液体分の除去率つま
り分離率を向上させ得るドレン捕集フィタルについて検
討した。以下は、本発明者によって検討された技術であ
り、その概要は次のとおりである。

【０００９】すなわち、フィルタエレメントとして種々
の素材を実験したところ、樹脂製の不織布をフィルタエ
レメントとして使用することが、水分の分離率を高める
上で最適であることが判明した。

【００１０】本発明の目的は、気体の中に含まれる水分
等の液体を高い分離率で除去し得るようにすることであ
る。

【００１１】本発明の他の目的は、ドレン捕集フィルタ
を容易に製造し得るようにすることである。

【００１２】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１４】すなわち、本発明のドレン捕集フィルタ
は、圧縮気体が供給される一次側ポートおよび圧縮気体
が排出される二次側ポートを有し内部に分離室が形成さ
れたフィルタケースと、下端部が下側蓋部材により閉塞
され連通孔を有する上側蓋部材が上端部に取り付けられ
前記一次側ポートに連通して分離室内に設けられる筒状
のフィルタエレメントとを有し、フィルタエレメントを
樹脂製の不織布により形成したことを特徴とする。

【００１５】また本発明のドレン捕集フィルタの製造方
法は、通気性を有する内側支持筒の外側に帯状に形成さ
れた樹脂製の不織布を１層もしくは複数層巻き付ける工
程と、巻き付けられた不織布の端面同志を重ね合わせる
か、あるいは接着剤により接合する工程と、内側支持筒
に一体となった不織布を内側支持筒よりも大径の外側支
持筒内に嵌合する工程とを有し、これらの工程により形
成された筒体部の下端部に下側蓋部材を取り付ける一
方、連通孔を有する上部蓋部材を前記筒体部の上端部に
取り付けることによりフィルタ本体を形成するようにし
たことを特徴とする。

【００１６】

【作用】上記構成のドレン捕集フィルタにあっては、フ
ィルタエレメントが不織布により形成されており、一次
側ポートからの気体は筒体部内に流入して筒体部を構成
する不織布製のフィルタエレメントを通過することにな
る。このとき、気体中に含まれる液滴は徐々に凝縮され
て大きな液滴に成長し、筒体部の外周から下方に自重で
落下して捕集される。これにより、高い分離率で確実に
液体を捕集することができる。

【００１７】上記構成のドレン捕集フィルタの製造方法
にあっては、内側支持筒の外側に帯状の不織布を巻き付
けた後に、その外側に外側支持筒を嵌合させることによ
り筒体部が形成され、これに上下の蓋部材を取り付ける
ことにより、容易にドレン捕集フィルタを製造すること
ができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１９】図１は本発明の一実施例であるドレン捕集
フィルタを示す断面図であり、図示するフィルタは、内
部に分離室１を有する円筒形状のケース本体２と、この
ケース本体２の上端部に取り付けられる連結部３とによ
り形成されるフィルタケース４を有している。図示する
場合には、連結部３は金属により形成され、ケース本体
２は樹脂により形成されているが、連結部３を樹脂によ
り形成し、ケース本体２を金属により形成するようにし
ても良い。ケース本体２の外側には、金属製のカバー５
が設けられ、ケース本体２を保護するようにしている。

【００２０】ケース本体２を連結部３に取り付けるため
に、連結部３の嵌合孔６には凹凸部７が環状に設けら
れ、ケース本体２とカバー５には凹凸部７に対応して凹
凸関係が逆となった凹凸部８が設けられている。これに
より、ケース本体２とカバー５とを一体としてこれらの
上端部を連結部３の嵌合孔６内に挿入した後に、ケース
本体２とカバー５とを回転させることにより、連結部３
に対してケース本体２とカバー５とが取り付けられる。
さらに、図示しないロックボタンにより連結部３に対し
てケース本体２とカバー５とが締結されるようになって
いる。

【００２１】連結部３にはその中央部に形成された連通
孔９ａと連通する流入ポートつまり一次側ポート１１が
形成されており、連結部３の外側部分には、これに形成
された連通孔９ｂを介して分離室１に連通する流出側つ
まり二次側ポート１２が形成されている。

【００２２】連結部３にはフィルタ本体１３が取り付け
られるようになっている。このフィルタ本体１３は、全
体的に中空円筒形状となった筒体部１４と、その上端部
に取り付けられた上側のエンドプレートつまり上側蓋部
材１５と、筒体部１４の下端部に取り付けられた下側の
エンドプレートつまり下側蓋部材１６とから構成されて
いる。上側蓋部材１５は中央部に連通孔１７が形成され
外周面に雄ねじ１８が形成された取付部１９を有してお
り、連結部３の連通孔９ａに形成された雌ねじ２０に取
付部１９の雄ねじ１８をねじ結合することにより、フィ
ルタ本体１３は連結部３に締結される。一方、下側蓋部
材１６によって筒体部１４の下端部は閉塞されるように
なっている。

【００２３】したがって、図示しない空気圧源から一次
側ポート１１に供給された圧縮空気は、連通孔１７から
フィルタ本体１３内に流入することになり、フィルタ本
体１３内を通過して分離室１内に入り込んだ後に、連通
孔９ｂを介して二次側ポート１２から流出することにな
る。

【００２４】フィルタ本体１３はそれぞれ通気性を有す
る内側支持筒２１とこれよりも径が大きい外側支持筒２
２とを有し、これらの支持筒２１，２２の間にはフィル
タエレメント２３が設けられている。それぞれの支持筒
２１，２２は、ステンレス鋼板等の金属製の板材が用い
られており、直径３〜５ｍｍ程度の貫通孔２４が多数設
けられ、貫通孔２４の合計の面積つまり開口率は支持筒
２１，２２の外周面の面積の約４０％程度となってい
る。それぞれの支持筒２１，２２としては金網を用いる
ようにしても良い。なお、図においては、それぞれの支
持筒２１，２２に形成された貫通孔２４は一部のみが示
されているが、支持筒２１，２２の全体に形成されてい
る。

【００２５】フィルタエレメント２３は、ナイロン、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル等の繊維あ
るいはこれらの混合されたもの等を素材とし、密度が低
くかつ水分保水性が低い厚手の不織布が用いられてい
る。なお、その素材の繊維径は素材により異なるが、概
ね１０〜３０デニールが好ましい。

【００２６】ケース本体２の下端部には、捕捉された液
体を外部に排出するための排出口３１が形成され、この
排出口３１には内面に雌ねじ３２が形成された案内管３
３が取り付けられている。この案内管３３内には雌ねじ
３２にねじ結合される雄ねじ３４が形成されたドレンコ
ック３５が設けられ、このドレンコック３５には排出孔
３６を有する弁体３７が取り付けられている。したがっ
て、ドレンコック３５を回転することにより、弁体３７
を開閉させてケース本体２内に捕集された液体Ｌを外部
に排出することができる。なお、図示する場合には手動
式のドレンコックとなっているが、液位が上昇すると自
動的に液体を排出するようにしたオートドレンタイプあ
るいは分離室１内に空気が供給されなくなると排出口が
自動的に開放されるようになったセミオートタイプのド
レンとすることも可能である。

【００２７】上述したドレン捕集フィルタを空気圧回路
に用いると、一次側ポート１１から流入した圧縮空気は
筒体部１４の中空部内に連通孔１７から流入する。圧縮
空気内に含まれる微小な水滴等の液滴は、低密度であり
水分保水性が低い不織布製のフィルタエレメント２３内
を通過する際に、フィルタエレメント２３の外周部に向
かうに従って、複数の液滴が徐々に集まってフィルタ本
体１３の外周部では大粒の液滴Ｄとなる。液滴Ｄは下方
に自重で落下し、ケース本体２の底部には液体がドレン
となって捕集される。

【００２８】図３はフィルタの製造方法を示す図であ
り、まず図３（Ａ）に示すように、内側支持筒２１の外
周に帯状の不織布２３ａを巻き付け、両端面同志を重ね
合わせるか、あるいは接着剤により接着する。図示する
不織布２３ａは厚みが６ｍｍ程度であり、２重ないし３
重程度に積層して不織布２３ａを巻き付けることによ
り、低密度で水分保水性の低い不織布製のフィルタエレ
メント２３を内側支持筒２１の外側に形成する。

【００２９】このようにして内側支持筒２１が一体とな
ったフィルタエレメント２３を、図３（Ｂ）に示すよう
に、外側支持筒２２の内部に挿入する。これにより、筒
体部１４が形成される。次いで、図３（Ｃ）に示すよう
に、上側蓋部材１５と下側蓋部材１６の内面に接着剤Ｍ
を塗布して、それぞれの蓋部材１５，１６を筒体部１４
の両端部に接着する。これにより、フィルタ本体１３が
製造され、これを図１に示す連結部３にねじ結合するこ
とにより、フィルタが製造される。

【００３０】上述のようにして製造したフィルタを用い
て水分の分離効率の実験を行ったところ、次の表１の通
りの結果が得られた。実験には長さが８５ｍｍ、外径が
６５ｍｍ、内径が３１ｍｍのフィルタエレメントを有す
るフィルタが用いられた。

【００３１】分離効率η（％）は、η＝（給水量−フィ
ルタ捕水量）／（給水量）×１００の式により算出し
た。フィルタには毎分１５００リットルの割合で圧縮空
気を流し、その中に２分間で９０ミリリットルの水を供
給して分離効率を測定した。

【００３２】その結果、試料Ａは密度が0.０２１ｇ／cm
³ （１５デニール）のナイロン繊維からなる不織布であ
り、試料Ｂは密度が0.０３９ｇ／cm³ （２０デニール）
のナイロン繊維とポリエステル繊維とを混合して形成し
た不織布であり、試料Ｃは密度が0.０３３ｇ／cm³ （２
０デニール）のポリエステル繊維からなる不織布であ
る。

【００３３】

【表１】

【００３４】このように、上記ドレン捕集フィルタは水
分分離率の高い不織布のフィルタエレメントを有してい
るので、このドレン捕集フィルタを空気圧回路内に配置
すると、それほどの乾燥空気を必要としない用途では充
分に使用可能な圧縮空気を得ることができる。

【００３５】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００３６】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００３７】(1).フィルタエレメントを不織布により形
成したことから、圧縮空気中に含まれる液滴を高い分離
率で捕集することが可能となった。

【００３８】(2).帯状の不織布を内側支持筒に巻き付け
ることによってフィルタエレメントを形成するようにし
たことから、フィルタ本体を容易に製造することが可能
となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のドレン捕集フィルタを示す
断面図である。

【図２】図１に示すフィルタ本体を示す斜視図である。

【図３】フィルタ本体の製造工程を示す工程図である。

【符号の説明】

１ 分離室 ２ ケース本体 ３ 連結部 ４ フィルタケース ５ カバー ６ 嵌合孔 ７，８ 凹凸部 ９ａ，９ｂ 連通孔 １１ 一次側ポート １２ 二次側ポート １３ フィルタ本体 １４ 筒体部 １５ 上側蓋部材 １６ 下側蓋部材 １７ 連通孔 １８ 雄ねじ １９ 取付部 ２０ 雌ねじ ２１ 内側支持筒 ２２ 外側支持筒 ２３ フィルタエレメント ２３ａ 不織布

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮気体を案内する流体圧回路内に配置
   され、前記圧縮気体内に含まれる液体を除去するドレン
   捕集フィルタであって、圧縮気体が供給される一次側ポ
   ートおよび圧縮気体が排出される二次側ポートを有し内
   部に分離室が形成されたフィルタケースと、下端部が下
   側蓋部材により閉塞され連通孔を有する上側蓋部材が上
   端部に取り付けられ前記一次側ポートに連通して前記分
   離室内に設けられる筒状のフィルタエレメントとを有
   し、前記フィルタエレメントを樹脂製の不織布により形
   成したことを特徴とするドレン捕集フィルタ。
2. 【請求項２】 通気性を有する内側支持筒の外側に帯状
   に形成された樹脂製の不織布を１層もしくは複数層巻き
   付ける工程と、巻き付けられた不織布の端面同志を重ね
   合わせるか、あるいは接着剤により接合する工程と、前
   記内側支持筒に一体となった前記不織布を前記内側支持
   筒よりも大径の外側支持筒内に嵌合する工程とを有し、
   これらの工程により形成された筒体部の下端部に下側蓋
   部材を取り付ける一方、連通孔を有する上部蓋部材を前
   記筒体部の上端部に取り付けることによりフィルタ本体
   を形成するようにしたことを特徴とするドレン捕集フィ
   ルタの製造方法。