WO2016151881A1 - エレメント組立体およびフィルタ - Google Patents

エレメント組立体およびフィルタ Download PDF

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Inventor
武志 山内
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株式会社コガネイ
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/16—Filtration; Moisture separation

Definitions

  • the present invention relates to an element assembly and a filter used for removing foreign matters such as moisture and dust in compressed air supplied to pneumatic equipment.
  • Compressed air is supplied from pneumatic sources to pneumatic equipment such as pneumatic cylinders through pneumatic lines such as piping and hoses.
  • a pneumatic circuit is formed by connecting a pneumatic source and a pneumatic device by a pneumatic line.
  • a filter is provided in the pneumatic circuit in order to remove foreign matters such as moisture, oil, and dust contained in the compressed air supplied from the pneumatic pressure source to the pneumatic equipment.
  • the size of the foreign matter to be removed is determined by the inner diameter of the vent hole of the filter element.
  • Such a filter includes a filter container and a cylindrical filter element accommodated therein.
  • the air to be treated is supplied to the inside of the filter element, and the air that has passed through the filter element flows out from the outside of the filter element.
  • the air to be treated permeates radially outward from the inside of the filter element.
  • the air to be treated is supplied to the outside of the filter element, and the air that has passed through the filter element flows out from the inside of the filter element to the outside.
  • the air to be treated permeates radially outward from the outside of the filter element.
  • an outer primary filter element and an inner secondary filter element are arranged with a gap therebetween.
  • the air to be treated is supplied to the outside of the primary filter element, and the air treated by the primary filter element and the secondary filter element is discharged from the inside of the secondary filter element to the outside.
  • the air to be treated passes through the primary filter element and the secondary filter element from the outside toward the inside in the radial direction.
  • the air flow rate of the filter depends on the size of the filter element. Therefore, in order to reduce the size of the filter without reducing the air flow rate, it is necessary to reduce the diameter of the filter container without changing the diameter of the filter element.
  • the diameter of the filter container is small, the outer passage between the outer peripheral surface of the filter element and the inner peripheral surface of the filter container is narrow. For this reason, the flow velocity of the compressed air flowing through the outer passage is faster than the flow velocity of the compressed air flowing inside the filter element.
  • the type in which the air to be treated permeates from the inside of the filter element toward the radially outward direction is called an outer outflow configuration
  • the type to which the air to be treated permeates from the outside of the filter element toward the radially inward direction Will be referred to as the inside outflow configuration.
  • the filter of the outer outflow type since the processed air flows through the outer passage, the water that has permeated through the filter element is accumulated and becomes water droplets, which may be caught in the compressed air after processing at a high flow rate and flow out. Get higher.
  • the permeated moisture is accumulated in the filter element having a slower flow rate than the outer passage and becomes water droplets. Since the flow velocity inside the filter element is slow, the amount of water droplets that are caught in the compressed air after treatment and flows out to the outside is small.
  • An object of the present invention is to provide a small filter having a high efficiency of removing moisture contained in the air to be treated by preventing the outflow of water droplets.
  • the filter of the present invention is a filter that removes foreign matters contained in compressed air and purifies the compressed air, and has an inflow port to which the air to be treated is supplied and an outflow port from which the cleaned compressed air flows out.
  • a communicating pipe part that communicates with the upper holder that is attached to the port block; and a first lower end face of the attaching part that is provided on the upper holder and a second lower end face of the communicating pipe part. And a blocking space that is opened.
  • An element assembly according to the present invention is an element assembly that removes foreign matters contained in compressed air and purifies the compressed air, and includes an upper holder provided with a mounting portion and a communication pipe portion, and an upper end portion on the mounting portion. And a blocking space provided in the upper holder and opened between a first lower end surface of the mounting portion and a second lower end surface of the communication pipe portion.
  • the air to be treated permeates from the outside to the inside of the filter element, and the dust contained in the air to be treated is removed by the filter element.
  • Moisture and oil in the air to be treated grow into water droplets and oil droplets while passing through the filter element, and drop from the inner peripheral surface of the filter element by its own weight. Water droplets and oil droplets that do not fall under their own weight adhere to the inner peripheral surface of the upper end portion of the filter element. Due to the compressed air flowing inside the filter element toward the outflow port, water droplets and oil droplets adhering to the inner peripheral surface of the upper end portion of the filter element are directed toward the communication pipe portion along the first lower end surface of the upper holder. Moving.
  • the blocking space opens between the first lower end surface of the fitting protrusion and the second lower end surface of the communication pipe portion, the movement of water droplets and oil droplets is hindered by the blocking space.
  • the size of water droplets and oil droplets further increases and falls toward the storage chamber. Thereby, the droplet adhering to the first lower end surface does not scatter toward the outflow port, and the removal efficiency of moisture and oil contained in the air to be treated can be increased.
  • the filter 10 shown in FIG. 1 has a port block 13 provided with an inflow port 11 and an outflow port 12.
  • An air guide member such as a pipe or a hose is connected to the inflow port 11, and the air to be treated is supplied to the filter 10 through the air guide member.
  • Air guide members such as pipes and hoses are connected to the outflow port 12, and the purified compressed air flows out from the outflow port 12.
  • the filter 10 has a filter container 14, and the filter container 14 is detachably attached to the lower end portion of the port block 13.
  • the filter 10 is used with the port block 13 on the upper side and the filter container 14 on the lower side.
  • the port block 13 of the filter 10 is attached to a wall surface or the like (not shown) through an attachment (not shown).
  • the vertical direction of each member is indicated based on the state in which the filter 10 is used.
  • the filter container 14 is provided with a storage chamber 15.
  • the filter container 14 shown in FIG. 1 has a first container 16 and a second container 17.
  • a discharge hole 18 is provided at the lower end of the first container 16, and a female screw part 19 is provided at the upper end of the first container 16.
  • the male screw portion 21 is provided at the lower end portion of the second container 17, and the female screw portion 19 is screwed to the male screw portion 21.
  • An internal thread portion 22 is provided at the upper end of the second container 17, and the internal thread portion 22 is screwed to the external thread portion 23 of the port block 13. Therefore, the first container 16 is attached to and detached from the second container 17 by rotating the first container 16 with respect to the second container 17.
  • the filter container 14 is attached to and detached from the port block 13 by rotating the second container 17 with respect to the port block 13.
  • An annular lock member 24 is mounted on the outside of the upper end of the first container 16 so as to be movable up and down. When the lock member 24 is engaged with the second container 17, the rotation of the first container 16 relative to the second container 17 is restricted.
  • an annular lock member 25 is mounted on the outside of the upper end portion of the second container 17 so as to be movable up and down. When the lock member 25 is engaged with the port block 13, the rotation of the second container 17 relative to the port block 13 is restricted.
  • the seal member 26 seals between the first container 16 and the second container 17, and the seal member 27 seals between the second container 17 and the port block 13.
  • the storage chamber 15 is divided into a storage chamber 15 a inside the first container 16 and a filter chamber 15 b inside the second container 17.
  • the element assembly 30 is disposed in the filter chamber 15b.
  • the element assembly 30 includes a cylindrical filter element 31 having a filtering function and an aggregating function, an upper holder 32 fixed to the upper end portion of the filter element 31, and a lower holder 33 fixed to the lower end portion of the filter element 31. Is provided.
  • the upper holder 32 has a flange portion 34 against which the end face of the filter element 31 is abutted.
  • the fitting protrusion 35 is provided on the inner surface of the flange portion 34 so as to protrude downward in the axial direction.
  • the fitting projection 35 is fitted into the upper end portion of the filter element 31 and functions as a mounting portion.
  • the communication pipe part 36 penetrates the flange part 34 and is provided in the axial direction.
  • the flange part 34 projects outward in the radial direction of the communication pipe part 36.
  • a communication hole 37 is provided in the center of the port block 13, and the communication hole 37 communicates with the outflow port 12.
  • the communication pipe portion 36 includes a fitting portion 36 a that is fitted into the communication hole 37, and a protruding portion 36 b that protrudes into the internal space 38 of the filter element 31.
  • the communication pipe part 36 communicates the outflow port 12 and the internal space 38 of the filter element 31.
  • the protruding portion 36b has a smaller diameter than the fitting portion 36a, but may have the same diameter, and the protruding portion 36b may have a larger diameter than the fitting portion 36a.
  • the flange portion 34 is provided at a boundary portion between the fitting portion 36a and the protruding portion 36b.
  • the inner peripheral surface of the upper end portion of the filter element 31 is fitted to the outer peripheral surface of the fitting protrusion 35.
  • the upper end surface of the filter element 31 is abutted against the flange portion 34. In this way, the filter element 31 is fixed to the fitting protrusion 35 as a mounting portion.
  • the lower holder 33 has a flange portion 39 against which the lower end surface of the filter element 31 is abutted, and a fitting protrusion 40 that is fitted to the lower end portion of the filter element 31 and fixed to the filter element 31.
  • the lower holder 33 has a liquid discharge hole 41, and the liquid discharge hole 41 communicates the storage chamber 15 a with the internal space 38 of the filter element 31.
  • the lower holder 33 is held by an annular connecting portion 42 provided at the lower end portion of the second container 17.
  • the lower holder 33 is fixed to the filter container 14 via an annular connecting member disposed on the inner surface of the filter container 14. .
  • a communication passage 43 communicating with the inflow port 11 is provided in the port block 13.
  • An outer space 44 is formed between the outer surface of the filter element 31 and the inner surface of the filter chamber 15 b, and the outer space 44 communicates with the inflow port 11 through the communication path 43.
  • a lower seal member 45 made of an elastic member such as rubber seals between the lower holder 33 and the second container 17.
  • an upper seal member 46 made of an elastic member such as rubber seals between the upper holder 32 and the port block 13.
  • the air to be treated supplied to the inflow port 11 flows into the outer space 44 outside the filter element 31, passes through the filter element 31 radially inward from the outside, and flows into the inner space 38. Dust such as granular material contained in the air to be treated is captured by the filter element 31. On the other hand, moisture and oil contained in the air to be treated pass through the filter element 31 together with the air to be treated. Moisture, oil, and the like that have passed through the filter element 31 reach the inner peripheral surface of the filter element 31, grow into droplets of a certain size, and drop downward along the inner peripheral surface by their own weight.
  • the air to be treated supplied to the inflow port 11 flows into the internal space 38 after the filter element 31 removes foreign matters including moisture, oil, etc. and dust.
  • the treated air that has flowed into the internal space 38 flows into the communication pipe portion 36 of the upper holder 32 from within the internal space 38, and is supplied from the outflow port 12 to an external pneumatic device.
  • the filter 10 is a type that allows the air to be treated to permeate radially inward from the outside of the filter element 31, and has an inside outflow configuration. Therefore, the flow passage cross-sectional area of the communication pipe portion 36 can be set larger than the flow passage cross-sectional area of the communication passage 43, and the flow rate of the compressed air after processing flowing toward the outflow port 12 is the flow velocity of the communication passage 43.
  • the liquid droplets that have passed through the filter element 31 and adhered to the inner peripheral surface and the liquid droplets scattered in the internal space 38 fall by their own weight.
  • the liquid droplets adhering to the inner peripheral surface on the upper end side of the filter element 31 rises along the inner peripheral surface by the compressed air flowing toward the communication pipe portion 36 along the inner peripheral surface of the filter element 31. May move.
  • the liquid droplets that have moved to the upper end of the filter element 31 are aggregated on the first lower end surface 47 of the fitting projection 35.
  • the first lower end surface 47 has a tapered surface 47a on the outer peripheral portion side of the fitting projection 35 and a horizontal surface 47b on the inner side. When the amount of droplets aggregated on the tapered surface 47a increases, the droplets move toward the horizontal plane 47b by their own weight.
  • a blocking space 48 extends in the vertical direction between the fitting projection 35 and the communication pipe portion 36, and the blocking space 48 is formed between the second lower end surface 49 of the communication pipe portion 36 and the first bottom of the fitting projection 35.
  • An opening is formed between the end face 47.
  • the “continuation of the surfaces” of the lower end surfaces 47 and 49 is blocked by the blocking space 48. That is, the air in the blocking space 48 stays and the air between the first lower end surface and the second lower end surface tends to stay, so that the air does not flow at high speed. Therefore, the liquid droplets accumulated on the first lower end surface 47 do not move toward the second lower end surface 49, and the liquid droplets grow larger in the staying air. Largely grown liquid droplets are peeled down below the internal space 38 and fall toward the storage chamber 15a. Therefore, the droplets adhering to the horizontal surface 47b are not caught in the air flowing out into the communication pipe part 36. In this way, the droplets are prevented from being mixed into the air supplied from the outflow port 12 to the pneumatic device.
  • the lower end surface 47 is located above the lower end surface 49, and the air that has permeated through the upper end portion of the filter element 31 flows downward through the internal space 38 and then reverses and flows into the communication pipe portion 36. .
  • the second lower end surface 49 is positioned below the first lower end surface 47, it is possible to reliably prevent the liquid droplets from being scattered into the communication pipe portion.
  • a discharge pipe 51 is provided in the discharge hole 18, and foreign matters such as liquid droplets accumulated in the storage chamber 15 a are discharged to the outside through the discharge pipe 51.
  • the leg part 52 is comprised from four plate-shaped members, and is arrange
  • a seal member 53 for sealing the discharge hole 18 is provided on the leg portion 52.
  • An operation knob 54 that is rotatably attached to the lower end of the filter container 14 is engaged with the discharge pipe 51. When the operation knob 54 is rotated, the discharge pipe 51 moves up and down. When the discharge pipe 51 is moved upward by the operation knob 54, the sealed state between the seal member 53 and the first container 16 is released. Thereby, foreign matter such as liquid in the storage chamber 15 a is discharged to the outside through the discharge pipe 51.
  • a baffle plate 55 is disposed on the leg portion 52, and the baffle plate 55 faces the liquid discharge hole 41.
  • a plurality of fins 56 are provided on the outer periphery of the baffle plate 55 so as to protrude upward, and each fin 56 extends in the radial direction. Accordingly, the liquid droplets that have fallen into the storage chamber 15a from the liquid discharge hole 41 are guided toward the inner peripheral surface of the second container 17 by the fins 56 and are collected in the lower portion of the storage chamber 15a.
  • the filter container 14 is formed of a transparent resin material, and the amount of liquid stored in the storage chamber 15a is visually observed from the outside. When it is visually observed that the amount of liquid has increased, the operator operates the operation knob 54 to discharge foreign matters such as liquid in the storage chamber 15a to the outside.
  • FIG. 3 and FIG. 4 are cross-sectional views showing the main part of another embodiment, respectively, and show a portion of the upper holder 32.
  • the lower end surface 47 of the fitting projection 35 and the lower end surface 49 of the communication pipe portion 36 are substantially flush with each other in the vertical direction. Even in this case, since the blocking space 48 is opened between the lower end surface 47 and the lower end surface 49, the liquid droplets adhering to the lower end surface 47 are prevented from flowing into the communication pipe portion 36.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a filter according to still another embodiment.
  • the leg portion 52 and the baffle plate 55 shown in FIG. 1 are not provided.
  • a sleeve 61 having a discharge hole 18 is provided at the bottom of the filter container 14, and a discharge pipe 62 as a drain cock is screwed to the sleeve 61.
  • An open / close valve body 64 that opens and closes a valve seat seal 63 provided in the filter container 14 is engaged with the discharge pipe 62.
  • the discharge hole 65 is provided in the on-off valve body 64 and the discharge pipe 62 is rotated, the on-off valve body 64 moves up and down, and the discharge hole 65 and the storage chamber 15a are operated in a communication state and a cutoff state. Therefore, when the amount of the liquid stored in the storage chamber 15a increases, the operator operates the discharge pipe 62 to discharge foreign matters such as the liquid in the storage chamber 15a to the outside.
  • the illustrated filter 10 is a drain filter that discharges foreign matters such as liquid accumulated in the storage chamber 15a to the outside by manual operation.
  • the present invention can also be applied to an auto drain type filter that automatically discharges foreign matter to the outside.
  • This invention is used to remove foreign substances contained in compressed air in a pneumatic circuit that supplies compressed air supplied from a pneumatic pressure source to pneumatic equipment.

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Abstract

　フィルタ１０は、被処理空気が供給される流入ポート１１と清浄化された圧縮空気を流出する流出ポート１２が設けられたポートブロック１３を有し、フィルタエレメント３１を収容するフィルタ容器１４がポートブロック１３に装着される。上ホルダー３２は、フィルタエレメント３１の上端部が装着される装着部としての嵌合突起部３５と、流出ポート１２とフィルタエレメント３１の内部とを連通する連通管部３６を有する。嵌合突起部３５と連通管部３６との間の下端面に開口される遮断空間４８が上ホルダー３２に設けられている。

Description

エレメント組立体およびフィルタ
　本発明は、空気圧機器に供給される圧縮空気中の水分や塵などの異物を除去するために使用されるエレメント組立体およびフィルタに関する。
　空気圧シリンダ等の空気圧機器には、圧縮空気が、空気圧源から配管やホース等の空圧ラインにより供給される。空気圧源と空気圧機器との間を空圧ラインで接続することにより、空気圧回路が形成される。空気圧源から空気圧機器に供給される圧縮空気を被処理空気として、その中に含まれる水分、油分および塵等の異物を除去するために、フィルタが空気圧回路に設けられる。フィルタエレメントの通気孔の内径等により、除去される異物の大きさが決まる。その除去される異物の大きさに応じて、エアフィルタ、ミストフィルタ、マイクロミストフィルタなどの形態がある。
　このようなフィルタは、フィルタ容器とその内部に収容される円筒形状のフィルタエレメントとを備える。特許文献１に記載されているフィルタにおいては、被処理空気がそのフィルタエレメントの内側に供給され、フィルタエレメントを通過した空気がフィルタエレメントの外側から外部に流出する。このタイプのフィルタにおいては、被処理空気はフィルタエレメントの内側から径方向外方に向けて透過する。特許文献２に記載されているフィルタにおいては、被処理空気がそのフィルタエレメントの外側に供給され、フィルタエレメントを通過した空気がフィルタエレメントの内側から外部に流出する。このタイプのフィルタにおいては、被処理空気はフィルタエレメントの外側から径方向内方に向けて透過する。特許文献３に記載されているフィルタにおいては、外側の一次フィルタエレメントと、内側の二次フィルタエレメントとが隙間を隔てて配置されている。被処理空気は一次フィルタエレメントの外側に供給され、一次フィルタエレメントと二次フィルタエレメントとにより処理された空気は、二次フィルタエレメントの内側から外部に排出される。このタイプのフィルタにおいては、被処理空気は一次フィルタエレメントと二次フィルタエレメントとを外側から径方向内方に向けて透過する。
特開平１１－２８２５４１号公報 特開２０１３－６５９号公報 特開２００１－１２０９３２号公報
　被処理空気がフィルタエレメントを透過すると、被処理空気中の粉粒体等の塵は、フィルタエレメントによって取り除かれる。一方、水分は、フィルタエレメントに衝突、透過しながら水滴に成長し、フィルタエレメントの周面に付着し、集合して水滴となり、自重で落下する。落下した水滴は、フィルタ容器の底部に貯留される。
　フィルタの空気流量は、フィルタエレメントのサイズによる。従って、空気流量を低下させることなくフィルタを小型化するには、フィルタエレメントの径を変えることなく、フィルタ容器の径を小さくする必要がある。フィルタ容器の径が小さいと、フィルタエレメントの外周面とフィルタ容器の内周面との間の外側通路は狭い。このため、外側通路を流れる圧縮空気の流速は、フィルタエレメントの内部を流れる圧縮空気の流速よりも速い。
　上述のように、被処理空気がフィルタエレメントの内側から径方向外方に向けて透過するタイプを外側流出形態と呼び、被処理空気がフィルタエレメントの外側から径方向内方に向けて透過するタイプを内側流出形態と呼ぶことにする。外側流出形態のフィルタにおいては、処理後の空気が外側通路を流れるので、フィルタエレメントを透過した水分は、溜められて水滴となり、速い流速の処理後の圧縮空気に巻き込まれて流出する可能性が高くなる。これに対し、内側流出形態においては、透過した水分は外側通路よりも流速が遅いフィルタエレメントの内部に溜められて水滴となる。フィルタエレメントの内部の流速は遅いので、処理後の圧縮空気に巻き込まれて外部に流出する水滴の量は少ない。
　しかしながら、内側流出形態においても、処理後の圧縮空気中に水滴が含まれ、十分に水分が除去されない場合がある。その理由は、水滴が大きく成長したり、空気の流速が低速から高速に急速に変化するときに、空気流が成長した水滴を吹き飛ばす場合があるからである。
　本発明の目的は、水滴の流出を防止することにより、被処理空気中に含まれる水分の除去能率が高い小型のフィルタを提供することにある。
　本発明のフィルタは、圧縮空気に含まれる異物を除去して圧縮空気を清浄化するフィルタであって、被処理空気が供給される流入ポート、および清浄化された圧縮空気を流出する流出ポートが設けられたポートブロックと、前記ポートブロックに装着され、円筒形状のフィルタエレメントを収容するフィルタ容器と、前記フィルタエレメントの上端部が装着される装着部、前記流出ポートと前記フィルタエレメントの内部とを連通する連通管部が設けられ、前記ポートブロックに装着される上ホルダーと、前記上ホルダーに設けられ、前記装着部の第１の下端面と前記連通管部の第２の下端面との間に開口される遮断空間と、を有する。
　本発明のエレメント組立体は、圧縮空気に含まれる異物を除去して圧縮空気を清浄化するエレメント組立体であって、装着部および連通管部が設けられる上ホルダーと、前記装着部に上端部が装着されるフィルタエレメントと、前記上ホルダーに設けられ、前記装着部の第１の下端面と前記連通管部の第２の下端面との間に開口される遮断空間と、を有する。
　被処理空気はフィルタエレメントの外側から内側に透過し、被処理空気に含まれる塵がフィルタエレメントにより除去される。被処理空気の水分、油分はフィルタエレメントを透過しながら水滴、油滴に成長し、フィルタエレメントの内周面から自重で落下する。自重で落下しない水滴、油滴は、フィルタエレメントの上端部の内周面に付着する。フィルタエレメントの内部を流出ポートに向けて流れる圧縮空気により、フィルタエレメントの上端部の内周面に付着した水滴、油滴が、上ホルダーの第１の下端面に沿って連通管部に向けて移動する。ところが、遮断空間が、嵌合突起部の第１の下端面と連通管部の第２の下端面との間に開口するので、水滴、油滴の移動は遮断空間によって妨げられる。遮断空間とその周辺で滞留する空気の中で、水滴、油滴の大きさはさらに大きくなり、貯留室に向かって落下する。これにより、第１の下端面に付着した液滴は流出ポートに向かって飛散することなく、被処理空気中に含まれる水分、油分の除去能率を高めることができる。
一実施の形態のフィルタを示す縦断面図である。 図１におけるＡ部の拡大断面図である。 他の実施の形態の要部を示す断面図である。 さらに他の実施の形態の要部を示す断面図である。 さらに他の実施の形態のフィルタを示す縦断面図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。それぞれの図面においては、共通する部材には同一の符号が付されている。
　図１に示されるフィルタ１０は、流入ポート１１と流出ポート１２が設けられたポートブロック１３を有する。配管やホース等の空気案内部材が流入ポート１１に接続され、被処理空気は空気案内部材を介してフィルタ１０に供給される。配管やホース等の空気案内部材が流出ポート１２に接続され、清浄化された圧縮空気は流出ポート１２から流出する。
　フィルタ１０はフィルタ容器１４を有し、フィルタ容器１４はポートブロック１３の下端部に着脱自在に装着される。ポートブロック１３が上側、フィルタ容器１４が下側の状態で、フィルタ１０は使用される。フィルタ１０のポートブロック１３は、図示しないアタッチメントを介して、図示しない壁面などに取り付けられる。明細書においては、各部材の上下方向は、フィルタ１０が使用される状態に基づいて示される。
　フィルタ容器１４には収容室１５が設けられている。図１に示したフィルタ容器１４は、第１容器１６と第２容器１７を有する。排出孔１８が第１容器１６の下端部に設けられ、雌ねじ部１９が第１容器１６の上端部に設けられている。雄ねじ部２１が第２容器１７の下端部に設けられ、雌ねじ部１９が雄ねじ部２１にねじ結合される。雌ねじ部２２が第２容器１７の上端部に設けられ、雌ねじ部２２はポートブロック１３の雄ねじ部２３にねじ結合される。したがって、第１容器１６を第２容器１７に対して回転させることにより、第１容器１６は第２容器１７に対して着脱される。第２容器１７をポートブロック１３に対して回転させることにより、フィルタ容器１４はポートブロック１３に対して着脱される。ただし、フィルタ容器１４の形態としては、第１容器１６と第２容器１７とが一体となったタイプもある。
　環状のロック部材２４が第１容器１６の上端部の外側に上下動自在に装着される。ロック部材２４を第２容器１７に係合させると、第１容器１６の第２容器１７に対する回転が規制される。同様に、環状のロック部材２５が第２容器１７の上端部の外側に上下動自在に装着される。ロック部材２５をポートブロック１３に係合させると、第２容器１７のポートブロック１３に対する回転が規制される。シール部材２６は第１容器１６と第２容器１７の間をシールし、シール部材２７は第２容器１７とポートブロック１３との間をシールする。
　収容室１５は、第１容器１６の内部の貯留室１５ａと、第２容器１７の内部のフィルタ室１５ｂとに区画される。エレメント組立体３０がフィルタ室１５ｂ内に配置される。エレメント組立体３０は、濾過機能および凝集機能を有する円筒形状のフィルタエレメント３１と、フィルタエレメント３１の上端部に固定される上ホルダー３２と、フィルタエレメント３１の下端部に固定される下ホルダー３３とを備える。上ホルダー３２はフィルタエレメント３１の端面が突き当てられるフランジ部３４を有する。嵌合突起部３５が、フランジ部３４の内面に軸方向下向に向けて突出して設けられている。嵌合突起部３５は、フィルタエレメント３１の上端部内に嵌合し、装着部として機能する。連通管部３６がフランジ部３４を貫通して軸方向に設けられており、フランジ部３４は連通管部３６の径方向外方に突出している。連通孔３７がポートブロック１３の中央部に設けられ、連通孔３７は流出ポート１２に連通する。連通管部３６は連通孔３７に嵌合される嵌合部３６ａと、フィルタエレメント３１の内部空間３８に突出する突出部３６ｂとを備えている。連通管部３６は、流出ポート１２とフィルタエレメント３１の内部空間３８とを連通させる。
　図中では、突出部３６ｂは嵌合部３６ａよりも小径となっているが、同じ径でも良いし、突出部３６ｂは嵌合部３６ａよりも大径でもよい。フランジ部３４は嵌合部３６ａと突出部３６ｂの境界部に設けられている。フィルタエレメント３１の上端部の内周面は、嵌合突起部３５の外周面に嵌合される。フィルタエレメント３１の上端面はフランジ部３４に突き当てられる。このようにして、フィルタエレメント３１は装着部としての嵌合突起部３５に固定される。
　下ホルダー３３は、フィルタエレメント３１の下端面が突き当てられるフランジ部３９と、フィルタエレメント３１の下端部に嵌合しフィルタエレメント３１に固定される嵌合突起部４０とを有する。下ホルダー３３は液体排出孔４１を有し、液体排出孔４１は貯留室１５ａとフィルタエレメント３１の内部空間３８とを連通させる。下ホルダー３３は、第２容器１７の下端部に設けられた環状連結部４２に保持される。なお、第１容器１６と第２容器１７とを一体型としたタイプのフィルタにおいては、下ホルダー３３はフィルタ容器１４の内面に配置される環状の連結部材を介してフィルタ容器１４に固定される。
　流入ポート１１に連通する連通路４３が、ポートブロック１３に設けられる。外側空間４４がフィルタエレメント３１の外面とフィルタ室１５ｂの内面との間に形成され、外側空間４４は連通路４３により流入ポート１１に連通される。ゴム等の弾性部材からなる下側シール部材４５が、下ホルダー３３と第２容器１７の間をシールする。同様に、ゴム等の弾性部材からなる上側シール部材４６が、上ホルダー３２とポートブロック１３の間をシールする。
　流入ポート１１に供給された被処理空気は、フィルタエレメント３１の外側の外側空間４４に流入し、フィルタエレメント３１を外側から径方向内方に向けて透過して、内部空間３８内に流入する。被処理空気の中に含まれる粉粒体等の塵は、フィルタエレメント３１に捕捉される。一方、被処理空気の中に含まれる水分・油分などは、被処理空気とともにフィルタエレメント３１を透過する。フィルタエレメント３１を透過した水分・油分などは、フィルタエレメント３１の内周面にまで到達して、ある程度の大きさの液滴に成長し、自重により内周面に沿って下方に落下する。
　流入ポート１１に供給された被処理空気は、フィルタエレメント３１により水分・油分などと塵等からなる異物が除去されて、内部空間３８内に流入する。内部空間３８内に流入した処理後の空気は、内部空間３８内から上ホルダー３２の連通管部３６内に流入し、流出ポート１２から外部の空気圧機器に供給される。このように、フィルタ１０は、被処理空気をフィルタエレメント３１の外側から径方向内方に向けて透過させるタイプであり、内側流出形態である。したがって、連通管部３６の流路断面積は連通路４３の流路断面積よりも大きく設定することができ、流出ポート１２に向けて流れる処理後の圧縮空気の流速は、連通路４３の流速よりも遅くなる。これにより、内部空間３８内に流入した処理後の圧縮空気に、フィルタエレメント３１を透過した液滴が飛散したとしても、その液滴が流出ポート１２に向けて流れる圧縮空気に巻き込まれることは抑制される。
　フィルタエレメント３１を透過して内周面に付着した液滴、および内部空間３８内に飛散した液滴の多くは、自重で落下する。これに対し、フィルタエレメント３１の上端部側の内周面に付着した液滴は、フィルタエレメント３１内周面に沿って連通管部３６に向けて流れる圧縮空気により、内周面に沿って上昇移動することがある。フィルタエレメント３１の上端部にまで移動した液滴は、嵌合突起部３５の第１の下端面４７に凝集される。第１の下端面４７は、図２に示されるように、嵌合突起部３５の外周部側のテーパ面４７ａと、その内側の水平面４７ｂとを有する。テーパ面４７ａに凝集される液滴の量が増加すると、液滴は自重により水平面４７ｂに向けて移動する。
　遮断空間４８が嵌合突起部３５と連通管部３６の間に上下方向に延びており、遮断空間４８は連通管部３６の第２の下端面４９と嵌合突起部３５の第１の下端面４７との間に開口する。遮断空間４８により両方の下端面４７，４９の「面の連続」が遮断される。つまり、遮断空間４８内の空気は滞留し、第１の下端面と第２の下端面の間の空気も滞留する傾向を有するから、それらの空気は高速で流れることはない。従って、第１の下端面４７に溜まった液滴は第２の下端面４９に向けて移動することはなく、滞留した空気の中で液滴はさらに大きく成長する。大きく成長した液滴は、内部空間３８の下方に向かって剥離し、貯留室１５aに向かって落下する。したがって、水平面４７ｂに付着した液滴は、連通管部３６内に向けて流出する空気に巻き込まれない。このように、液滴が流出ポート１２から空気圧機器に供給される空気の中に混入することが、抑制される。
　下端面４７は下端面４９よりも上側に位置しており、フィルタエレメント３１の上端部を透過した空気は、内部空間３８を下方に向けて流れた後に反転して連通管部３６内に流入する。このように、第２の下端面４９が第１の下端面４７よりも下方に位置すると、液滴が連通管部３６内へ飛散することを、確実に防止できる。
　フィルタエレメント３１の内面の液滴は、液体排出孔４１を通って貯留室１５ａに落下する。排出管５１が排出孔１８に設けられ、貯留室１５ａ内に溜まった液滴等の異物は排出管５１により外部に排出される。脚部５２は４枚の板状部材から構成され、貯留室１５ａに配置される。４枚の板状部材は径方向中心部から放射状に延びている。排出孔１８をシールするためのシール部材５３が、脚部５２に設けられている。フィルタ容器１４の下端部に回転自在に装着される操作ノブ５４が、排出管５１に噛み合っている。操作ノブ５４を回転させると、排出管５１が上下動する。操作ノブ５４により排出管５１を上昇移動させると、シール部材５３と第１容器１６との密閉状態が開放される。これにより、貯留室１５ａ内の液体等の異物は排出管５１を介して外部に排出される。
　バッフル板５５が脚部５２の上に配置され、バッフル板５５は液体排出孔４１に対向する。バッフル板５５の外周部に、複数のフィン５６が上方に向けて突出して設けられており、それぞれのフィン５６は放射方向に延びている。したがって、液体排出孔４１から貯留室１５ａ内に落下した液滴は、フィン５６により第２容器１７の内周面に向けて案内されて貯留室１５ａの下部に集められる。フィルタ容器１４は透明性を有する樹脂材料により形成されており、貯留室１５ａ内に溜められた液体の量は外部から目視される。液体の量が増加したことが目視されたときには、作業者が操作ノブ５４を操作することにより、貯留室１５ａ内の液体等の異物は外部に排出される。
　図３および図４は、それぞれ他の実施の形態の要部を示す断面図であり、上ホルダー３２の部分を示す。
　図３に示される上ホルダー３２は、嵌合突起部３５の下端面４７と、連通管部３６の下端面４９とが上下方向にほぼ同一面となっている。この場合においても、下端面４７と下端面４９の間に遮断空間４８が開口しているので、下端面４７に付着した液滴が連通管部３６に流入することが防止される。
　図４に示される上ホルダー３２は、図１および図２に示した上ホルダー３２とは逆に、下端面４７は下端面４９よりも下側に位置している。この場合においても、下端面４７と下端面４９の間に遮断空間４８が開口しているので、下端面４７に付着した液滴が連通管部３６に流入することが防止される。このように、上ホルダー３２の形態としては、両方の下端面４７、４９が同一面となった形態と、同一面でない形態とがある。
　図５は、さらに他の実施の形態のフィルタを示す縦断面図である。このフィルタ１０においては、図１に示された脚部５２とバッフル板５５が設けられていない。排出孔１８を有するスリーブ６１がフィルタ容器１４の底部に設けられ、ドレンコックとしての排出管６２がスリーブ６１にねじ結合される。フィルタ容器１４に設けられた弁座シール６３を開閉する開閉弁体６４が排出管６２に係合している。排出孔６５が開閉弁体６４に設けられ、排出管６２を回転させると、開閉弁体６４が上下動し、排出孔６５と貯留室１５ａとを連通状態と遮断状態とに操作される。したがって、貯留室１５ａ内に溜められた液体の量が増加したときには、作業者が排出管６２を操作することにより、貯留室１５ａ内の液体等の異物は外部に排出される。
　本発明は前記実施の形態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。例えば、図示するフィルタ１０は、貯留室１５ａ内に溜まった液体等の異物を手動操作により外部に排出するようにしたドレンフィルタであるが、貯留室１５ａ内に溜められた異物が所定量となると、自動的に外部に異物を排出するようにしたオートドレン式のフィルタにも、この発明を適用することができる。
　この発明は、空気圧源から供給される圧縮空気を空気圧機器に供給する空気圧回路おいて、圧縮空気に含まれる異物を除去するために利用される。

Claims (11)

  1. 　圧縮空気に含まれる異物を除去して圧縮空気を清浄化するフィルタであって、
    　被処理空気が供給される流入ポート、および清浄化された圧縮空気を流出する流出ポートが設けられたポートブロックと、
    　前記ポートブロックに装着され、円筒形状のフィルタエレメントを収容するフィルタ容器と、
    　前記フィルタエレメントの上端部が装着される装着部、前記流出ポートと前記フィルタエレメントの内部とを連通する連通管部が設けられ、前記ポートブロックに装着される上ホルダーと、
    　前記上ホルダーに設けられ、前記装着部の第１の下端面と前記連通管部の第２の下端面との間に開口される遮断空間と、
    　を有するフィルタ。
  2. 　請求項１記載のフィルタにおいて、前記上ホルダーは前記連通管部の径方向外方に突出するフランジ部を有し、前記装着部は、前記フランジ部に設けられた嵌合突起部である、フィルタ。
  3. 　請求項１または２記載のフィルタにおいて、前記装着部の第１の下端面が前記連通管部の第２の下端面よりも上側に位置している、フィルタ。
  4. 　請求項１または２記載のフィルタにおいて、前記装着部の第１の下端面が前記連通管部の第２の下端面よりも下側に位置している、フィルタ。
  5. 　請求項１または２記載のフィルタにおいて、前記装着部の第１の下端面と前記連通管部の第２の下端面とが上下方向に同一面となっている、フィルタ。
  6. 　請求項１～５のいずれか１項に記載のフィルタにおいて、前記フィルタ容器は、貯留室が設けられた第１容器と、前記第１容器と前記ポートブロックとの間に配置される第２容器とを有し、前記貯留室と前記フィルタエレメントの内部とを連通させる液体排出孔が設けられ、前記フィルタエレメントの下端部に装着される下ホルダーを前記第２容器に装着する、フィルタ。
  7. 　圧縮空気に含まれる異物を除去して圧縮空気を清浄化するエレメント組立体であって、
    　装着部および連通管部が設けられる上ホルダーと、
    　前記装着部に上端部が装着されるフィルタエレメントと、
    　前記上ホルダーに設けられ、前記装着部の第１の下端面と前記連通管部の第２の下端面との間に開口される遮断空間と、
    　を有するエレメント組立体。
  8. 　請求項７記載のエレメント組立体において、前記上ホルダーは前記連通管部の径方向外方に突出するフランジ部を有し、前記装着部は、前記フランジ部に設けられた嵌合突起部である、エレメント組立体。
  9. 　請求項７または８記載のエレメント組立体において、前記装着部の第１の下端面が前記連通管部の第２の下端面よりも上側に位置している、エレメント組立体。
  10. 　請求項７または８記載のエレメント組立体において、前記装着部の第１の下端面が前記連通管部の第２の下端面よりも下側に位置している、エレメント組立体。
  11. 　請求項７または８記載のエレメント組立体において、前記装着部の第１の下端面と前記連通管部の第２の下端面とが上下方向に同一面となっている、エレメント組立体。
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