(57)【要約】  本発明は、オイルセパレータ（１０）を備えた空気処理装置（１２）に関する。本発明により、オイルセパレータ（１０）が第１の室（２６）と第２の室（３０）とを有しており、第１の室（２６）と第２の室（３０）とが、共通の軸線を有する実質的に軸対称の環状室として設計されており、第１の室内に、清浄化したい圧縮空気が導入可能であり、第１の室内に空気案内手段（２８）が配置されており、空気案内手段（２８）により、通流する空気の流動速度が変化可能であり、かつ第２の室に、第１の室内で清浄化された空気が供給可能であり、第２の室を介して、清浄化された空気がフィルタユニット（１８）に供給可能であるようにした。本発明はさらに圧縮空気供給装置に関する。
2007532301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルセパレータ（１０）を備えた空気処理装置（１２）において、
オイルセパレータ（１０）が第１の室（２６）と第２の室（３０）とを有しており、第１の室（２６）と第２の室（３０）とが、共通の軸線を有する実質的に軸対称の環状室として設計されており、
第１の室内に、清浄化したい圧縮空気が導入可能であり、第１の室内に空気案内手段（２８）が配置されており、空気案内手段（２８）により、通流する空気の流動速度が変化可能であり、かつ
第２の室に、第１の室内で清浄化された空気が供給可能であり、第２の室を介して、清浄化された空気がフィルタユニット（１８）に供給可能である
ことを特徴とする、オイルセパレータを備えた空気処理装置。
【請求項２】
第１の室（２６）と第２の室（３０）とが、共通の軸線を有する実質的に軸対称の環状室として設計されている、請求項１記載の空気処理装置。
【請求項３】
圧縮空気が第１の室（２６）に、接線方向の成分を伴って供給可能である、請求項１または２記載の空気処理装置。
【請求項４】
空気案内手段（２８）が、複数の空気案内エレメント（３２）を有しており、複数の空気案内エレメント（３２）の主平面（３４）が、それぞれ異なる軸方向座標に配置されており、
空気案内エレメントが空気案内区分（３６，３８）を有しており、空気案内区分（３６，３８）がその都度の主平面（３４）から延びており、かつ
隣接する空気案内エレメント（３２）の隣接する空気案内区分（３６，３８）が非平行である、
請求項２または３記載の空気処理装置。
【請求項５】
空気案内区分（３６，３８）と主平面（３４）との間の角度が１０゜〜２０゜、有利には１５゜である、請求項４記載の空気処理装置。
【請求項６】
空気案内エレメント（３２）が少なくとも部分的に同一に形成されており、隣接する空気案内エレメント（３２）の空気案内区分（３６，３８）の非平行性が、空気案内エレメント相互の相対的なずれにより実現されている、請求項４または５記載の空気処理装置。
【請求項７】
空気案内エレメント（３２）の内径が、第１の室（２６）を第２の室（３０）から隔離する実質的に円筒形の壁（４０）の外径に相当する、請求項４から６までのいずれか１項記載の空気処理装置。
【請求項８】
第１の室（２６）が底領域（４２）を有しており、底領域（４２）に、分離されたオイルが集められ、底領域（４２）に、集められたオイルを除去するためのドレン口（４４）が配置されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の空気処理装置。
【請求項９】
実質的に円筒形の壁（４０）が第１の室（２６）の底領域（４２）で段付けされて形成されている、請求項７または８記載の空気処理装置。
【請求項１０】
第１の室（２６）と第２の室（３０）との間の移行が、第１の室内に突入する少なくとも１つの管（４６）により形成されており、管（４６）がその外面に少なくとも１つの鍔状の突起（４８）を有している、請求項１から９までのいずれか１項記載の空気処理装置。
【請求項１１】
圧縮空気供給装置において、請求項１から１０までのいずれか１項記載の空気処理装置（１２）が設けられていることを特徴とする圧縮空気供給装置。
【請求項１２】
オイルセパレータがドレン口（４４）を有しており、ドレン口（４４）が、分離された物質を導出するために、空気処理装置の、フィルタユニットの再生との関連で使用されるドレン開口に連結されている、請求項１１記載の圧縮空気供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイルセパレータを備えた空気処理装置および圧縮空気供給装置に関する。
【０００２】
空気処理装置は主に、コンプレッサから供給される圧縮空気を、圧縮空気消費器、特にブレーキ装置に供給する前に除湿するために役立つ。コンプレッサから供給される空気は汚染されているので、フィルタユニットに供給される前に清浄化されることが望ましい。こうして、フィルタユニットの汚染は遅延されることができる。コンプレッサから供給される圧縮空気は例えば、コンプレッサ内で潤滑剤として使用されるオイルで汚染されている。別の汚染物は例えば大気に由来する。この種の汚染物またはその他の汚染物を除去するために、いわゆるオイルセパレータを使用することが知られており、圧縮空気はフィルタユニット内への流入前にオイルセパレータを通流しなければならない。
【０００３】
そのような清浄化装置に関する一例は、米国特許第６０７１３２１号明細書に記載されている。そこに記載されたオイルセパレータまたは比較可能な形で構成されたオイルセパレータは、一般に遠心力の助けを借りて作業する。空気流は、実質的に円筒形のチャンバに、接線方向の成分を伴って供給される。その結果、遠心力により、空気により連行された粒子が、その比較的高い質量に応じて外方に追いやられ、最終的にチャンバの壁で分離される。粒子はその後、チャンバの底に集められ、そこから導出され得る。
【０００４】
一般に、圧縮空気処理装置が充足しなければならないできるだけ多くの機能を僅かなコンポーネント内に統合する試みがなされている。それに応じて、米国特許第６０７１３２１号明細書では既に、オイルセパレータをフィルタユニットに取り付けることが提案されている。背景技術の最新の空気処理装置は、上記のような統合への願望に応じて、圧縮空気の濾過に関する課題に付加的に、さらに、圧力調整および圧縮空気消費器回路の保護に関する課題を充足する。この点で、空気処理装置の中心的なコンポーネントは、フィルタユニットの他、調圧器および多回路保護弁である。その際、調圧器および多回路保護弁は弁ハウジング内に配置されている。
【０００５】
本発明の課題は、統合されたオイルセパレータを備えた空気処理装置および圧縮空気供給装置を改良して、オイルセパレータがその機能性に関して改善されているようにすることである。
【０００６】
この課題は独立請求項の特徴により解決される。
【０００７】
本発明の有利な実施形態は従属請求項に記載されている。
【０００８】
本発明の根幹は、上位概念を成す空気処理装置において、オイルセパレータが第１の室と第２の室とを有しており、第１の室と第２の室とが、共通の軸線を有する実質的に軸対称の環状室として設計されており、第１の室内に、清浄化したい圧縮空気が導入可能であり、第１の室内に空気案内手段が配置されており、空気案内手段により、通流する空気の流動速度が変化可能であり、かつ第２の室に、第１の室内で清浄化された空気が供給可能であり、第２の室を介して、清浄化された空気がフィルタユニットに供給可能であることにある。空気案内手段により、異物粒子の分離は助成され得る。圧縮空気が、変動する速度でもってオイルセパレータを通流することにより、この種の粒子の早期の集積が実施され得る。そのような集積は粒子の質量を高める。このことは、遠心力に基づくオイルセパレータの外側への粒子の搬送を促す。空気案内手段を装備した室から隔離された別の室が設けられており、この室を介して、清浄化された空気がその後フィルタユニットに供給され得る。異物を案内する第１の室とのフィルタユニットの直接的な接続は、それにより不要である。
【０００９】
第１の室と第２の室とが、共通の軸線を有する実質的に軸対称の環状室として設計されていることは特に有利である。この点で、清浄化したい空気はまず、半径方向外側に位置する環状室を通流し、その後で、清浄化された形で、半径方向内側に位置する環状室を介してフィルタユニットに供給される。
【００１０】
圧縮空気が第１の室に、接線方向の成分を伴って供給可能であることは特に有益である。第１の室内での接線方向の成分は、遠心力を異物の分離のために利用するのに必要である。接線方向の成分は基本的に、第１の室内に配置された空気案内手段だけにより形成され得るが、圧縮空気を第１の室に、当初から接線方向の成分を伴って供給することは有益である。
【００１１】
本発明による空気処理装置の構造的な設計に関して、空気案内手段が、複数の空気案内エレメントを有しており、複数の空気案内エレメントの主平面が、それぞれ異なる軸方向座標に配置されており、空気案内エレメントが空気案内区分を有しており、空気案内区分がその都度の主平面から延びており、かつ隣接する空気案内エレメントの隣接する空気案内区分が非平行であることは特に有利である。この種の空気案内エレメントは簡単に、例えば円環状のエレメントが打ち抜かれ、その後相応に曲げられることにより製作され得る。隣接する空気案内区分の非平行の配置により、空気の、第１の室を通した実質的にスパイラル状の経路上に、流動隘路と、大きな流動横断面が提供されている領域とが生じる。この点で、速度変化が生じ、有利には粒子の集積を促す。
【００１２】
空気案内区分と主平面との間の角度が１０゜〜２０゜、有利には１５゜であることは、有益である。
【００１３】
本発明の、やはり特に有利な構成では、本発明は、空気案内エレメントが少なくとも部分的に同一に形成されており、隣接する空気案内エレメントの空気案内区分の非平行性が、空気案内エレメント相互の相対的なずれにより実現されていることにより改変されている。それにより、同一の空気案内エレメントを使用することが可能である。このことは、オイルセパレータの製作を特に安価で信頼性の高いものにする。空気案内エレメント相互を相対的にずらすだけで、第１の室を通る圧縮空気の流動経路上の流動横断面を変化させることが可能である。
【００１４】
空気案内エレメントの内径が、第１の室を第２の室から隔離する実質的に円筒形の壁の外径に相当することは特に有利である。こうして、空気案内エレメントは形状結合式にかつ／または摩擦力結合式に円筒形の壁に設置されることができる。その際、付加的な固定手段が空気案内エレメントと円筒形の壁との間に設けられていることができる。
【００１５】
さらに、第１の室が底領域を有しており、底領域に、分離されたオイルが集められ、底領域に、集められたオイルを除去するためのドレン口が配置されていることは特に有利である。分離されたオイルもしくはより普遍的に表現すれば分離された異物は、それにより第１の室内で、集められたオイルが直接排出され得る箇所に集合する。
【００１６】
この関連で、実質的に円筒形の壁が第１の室の底領域で段付けされて形成されていることは特に有益である。円筒形の壁が第１の室の底領域で段付けされて形成されていることは、第１の室内でのオイルの上方へのクリープもしくは第１の室から第２の室へのオイルのクリープを阻止する。こうして、第２の室を通流する圧縮空気の新たな汚染は回避される。
【００１７】
比較可能な理由から、第１の室と第２の室との間の移行が、第１の室内に突入する少なくとも１つの管により形成されており、管がその外面に少なくとも１つの鍔状の突起を有しているようになっている。１つの鍔状の突起もしくは有利には複数の鍔状の突起はやはり、第１の室から第２の室へのオイルのクリープを阻止する。
【００１８】
本発明はさらに、本発明による空気処理装置を備えた圧縮空気供給装置に関する。
【００１９】
本発明による圧縮空気供給装置は特に有利には、オイルセパレータがドレン口を有しており、ドレン口が、分離された物質を導出するために、空気処理装置の、フィルタユニットの再生との関連で使用されるドレン開口に連結されていることにより改変されている。上位概念を成す空気処理装置はフィルタユニットの再生のためにドレン開口を有している。エアフィルタユニットの再生のために、空気は商用車両の貯蔵容器からフィルタユニットを逆流し、空気処理装置を、その後ドレン開口を介して後にする。本発明によりそこで、このドレン開口を、オイルセパレータ内で分離された物質をオイルセパレータから除去するためにも使用するようになっていることができる。その際、場合によっては、しばしば環境に関して問題となる、オイルセパレータ内に集合する物質が簡単には大気中に放出されないことが保証され得る。
【００２０】
本発明についてそこで添付の図面を参照しながら特に有利な実施形態を元に例示的に説明する。
図１：本発明による空気処理装置の斜視図である。
図２：オイルセパレータの内部の側面図である。
図３：オイルセパレータの側断面図である。
図４：空気案内エレメントの斜視図である。
図５：本発明による圧縮空気供給装置の概略図である。
【００２１】
添付の図面を参照しながらの、本発明についての以下の詳細な説明において、同一の符号は同一のコンポーネントまたは比較可能なコンポーネントを指している。
【００２２】
図１には、本発明による空気処理装置の斜視図が示されている。本発明による空気処理装置１２は、ドライヤカートリッジとして形成されたフィルタユニット１８と、弁ハウジング１４と、統合されたオイルセパレータ１０とを有している。オイルセパレータ１０は入力ポート２０を有している。この入力ポート２０を介して、オイルセパレータ１０、ひいては空気処理装置１２に、圧縮空気がコンプレッサから供給可能である。つまり、オイルセパレータ１０には、清浄化したい圧縮空気が最短の経路で供給され得る。オイルセパレータ１０には別のポート２２が設けられている。このポート２２は外部充填用入力ポートならびにタイヤ充填用出力ポートとして使用され得る。ポート２２には、例えば車両外のソースから、清浄化したい圧縮空気が供給されるか、または清浄化されていない圧縮空気が、任意の目的、例えばタイヤ充填のために取り出されることができる。さらに安全弁２４が設けられている。オイルセパレータ１０のハウジング６０の外面には冷却リブ７０が設けられている。冷却リブ７０はオイルセパレータから熱を導出するために役立つ。
【００２３】
図２には、オイルセパレータの内部の側面図が示されている。図３には、オイルセパレータの側断面図が示されている。図４には、空気案内エレメントの斜視図が示されている。オイルセパレータ１０の内部には第１の室２６と第２の室３０とが設けられている。第１の室２６と第２の室３０とは管４６を介して互いに連通している。第１の室２６内には空気案内手段２８が配置されている。空気処理装置１２の運転中、オイルセパレータ１０には入力ポート２０を介して圧縮空気が供給される。圧縮空気はまずオイルセパレータ１０の第１の室２６内に到達する。その際、空気には、第１の室２６内への流入時にすぐに、接線方向の流動成分が付与される。遠心力により、汚染物はハウジング６０の内壁へと追いやられる。汚染物はその後、第１の室２６の底領域４２に集合する。第１の室２６の底領域４２には、分離された汚染物を除去するためのドレン口４４が設けられている。圧縮空気は第１の室２６から管４６を介して第２の室３０内に溢流し、そこから排出開口５６を介してフィルタユニット内に流入し得る。フィルタユニット内での圧縮空気の乾燥後、圧縮空気はオイルセパレータ１０の中央の流動経路５８を介して弁ユニット内に流入し、そこから種々異なる消費器回路に公知の形式で分配される。
【００２４】
オイルセパレータ１０のハウジング６０内にはインサート６２が設けられている。インサート６２は、円筒形の壁４０と、この壁４０から延びる鍔６４とを有している。インサート６２はねじ結合部８０を介してハウジングに固定されている。鍔６４はシール８０が装填される溝６６を有している。その結果、インサート６２は、ハウジング６０内に挿入された状態で、第１の室２６を封止する。別のシール８２を介して、第２の室３０は第２の室の内壁８４に対して封止される。円筒形の壁４０は、鍔６４とは反対側の端部で、段付けされた領域６８で終わっている。空気処理装置の運転中、分離されたオイルが、この段付けされて形成された領域に集合するので、この構成は、オイルが円筒形の壁４０に沿って上方にクリープする、すなわち這い上がることを阻止する作用を有している。第１の室２６から第２の室３０内への圧縮空気の移動のために、管４６が設けられている。管４６はその外周面に鍔状の突起４８を有している。突起４８も、管４６の外周面に沿ったオイルのクリープを阻止し、最終的には、第２の室３０内へのオイル移動を抑止するという目的のために設けられている。空気案内手段２８は、同一に形成された複数の空気案内エレメント３２として実現されている。空気案内エレメント３２の内径は実質的に、円筒形の壁４０の外径に相当する。その結果、空気案内エレメント３２は形状結合（ｆｏｒｍｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ：形状による束縛）式にかつ／または摩擦力結合（ｋｒａｆｔｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ：摩擦力による束縛）式にインサート６２上に設置され得る。各空気案内エレメント３２により主平面３４が規定されている。この主平面３４から、空気案内区分３６が交互に、異なる軸方向で延びている。その際、これらの空気案内区分は主平面３４と相俟って有利には約１５゜の角度を成している。空気案内エレメント３２は確かに同一に構成されているが、周方向でずらされてインサート６２上に設置される。これにより、第１の室２６を通流する空気のために、種々異なる流動横断面が提示される。このことから、変動する速度が生じる。この変動する速度は汚染物の集積を促す。その結果、遠心力に基づくハウジング６０の内側の壁への汚染物の搬送が促される。空気案内エレメント３２は簡単に、例えば打ち抜き工程および後続の曲げ工程により製作され得る。その際、これらのプロセスは、工具が適当なものであれば、唯一の作業ステップに統一されていてもよい。
【００２５】
空気処理装置内へのオイルセパレータの統合は、弁ハウジングおよびフィルタユニットとのオイルセパレータの解離可能または解離不能な結合により実現されていることができる。やはり、オイルセパレータ、弁ユニットおよび／またはフィルタユニットのために、１つの共通のハウジングを設けることが可能である。
【００２６】
図５には、本発明による圧縮空気供給装置の概略図が示されている。本発明による空気処理装置１２内にはオイルセパレータ１０が統合されている。空気処理装置１２には、圧縮空気源５２からオイルセパレータ１０を介して圧縮空気が供給される。清浄化され、乾燥された圧縮空気はその後、圧縮空気消費器５０に供給され得る。オイルセパレータ１０内に集められた汚染物をオイルセパレータ１０から除去するために、管路７２が設けられている。管路７２を介して、オイルセパレータ１０のドレン口４４は、空気処理装置１２の空気抜き部７４に連結されている。この連結は弁７６を介して実施される。弁７６は例えば２ポート２位置切換弁として設計されていることができる。オイルセパレータ１２から汚染物を除去するために、消費器管路内に配置され、やはり２ポート２位置切換弁として設計されていることができる弁７８は閉鎖される。この弁７８は空気処理装置１２内に配置されていてもよい。弁７６はその後開放され得る。その結果、圧縮空気源５２から供給される圧縮空気により、汚染物はオイルセパレータから空気抜き部７４を介して放出され得る。この空気抜き部７４は有利には、フィルタユニット１８の再生の目的のために使用されるのと同じ空気抜き部である。
【００２７】
明細書、図面ならびに特許請求の範囲に開示された本発明の特徴は、個別的にも、任意に組み合わされても、本発明の実現にとって本質的なものであり得る。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による空気処理装置の斜視図である。
【図２】オイルセパレータの内部の側面図である。
【図３】オイルセパレータの側断面図である。
【図４】空気案内エレメントの斜視図である。
【図５】本発明による圧縮空気供給装置の概略図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  オイルセパレータ
１２  空気処理装置
１４  弁ハウジング
１８  フィルタユニット
２０  入力ポート
２２  出力ポート
２４  安全弁
２６  第１の室
２８  空気案内手段
３０  第２の室
３２  空気案内エレメント
３４  主平面
３６  空気案内区分
３８  空気案内区分
４０  円筒形の壁
４２  底領域
４４  ドレン口
４６  管
４８  突起
５０  圧縮空気消費器
５２  圧縮空気源
５６  排出開口
５８  流動経路
６０  ハウジング
６２  インサート
６４  鍔
６６  溝
６８  段付けされた領域
７０  冷却リブ
７２  管路
７４  空気抜き部
７６  弁
７８  弁
８０  シール
８２  シール
８４  内壁
【図１】
2007532301.tif 000003
【図２】
2007532301.tif 000004
【図３】
2007532301.tif 000005
【図４】
2007532301.tif 000006
【図５】
2007532301.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成17年12月22日(2005.12.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルセパレータ（１０）を備えた空気処理装置（１２）において、
オイルセパレータ（１０）が第１の室（２６）と第２の室（３０）とを有しており、第１の室（２６）と第２の室（３０）とが、共通の軸線を有する実質的に軸対称の環状室として設計されており、
第１の室内に、清浄化したい圧縮空気が導入可能であり、第１の室内に空気案内手段（２８）が配置されており、空気案内手段（２８）により、通流する空気の流動速度が変化可能であり、
第２の室に、第１の室内で清浄化された空気が供給可能であり、第２の室を介して、清浄化された空気がフィルタユニット（１８）に供給可能であり、かつ
第１の室（２６）と第２の室（３０）とが、フィルタユニット（１８）から圧縮空気消費器（５０）へと至る、乾燥された圧縮空気の流動のための中央の流動経路（２８）を包囲する
ことを特徴とする、オイルセパレータを備えた空気処理装置。
【請求項２】
圧縮空気が第１の室（２６）に、接線方向の成分を伴って供給可能である、請求項１記載の空気処理装置。
【請求項３】
空気案内手段（２８）が、複数の空気案内エレメント（３２）を有しており、複数の空気案内エレメント（３２）の主平面（３４）が、それぞれ異なる軸方向座標に配置されており、
空気案内エレメントが空気案内区分（３６，３８）を有しており、空気案内区分（３６，３８）がその都度の主平面（３４）から延びており、かつ
隣接する空気案内エレメント（３２）の隣接する空気案内区分（３６，３８）が非平行である、
請求項１または２記載の空気処理装置。
【請求項４】
空気案内区分（３６，３８）と主平面（３４）との間の角度が１０゜〜２０゜、有利には１５゜である、請求項３記載の空気処理装置。
【請求項５】
空気案内エレメント（３２）が少なくとも部分的に同一に形成されており、隣接する空気案内エレメント（３２）の空気案内区分（３６，３８）の非平行性が、空気案内エレメント相互の相対的なずれにより実現されている、請求項３または４記載の空気処理装置。
【請求項６】
空気案内エレメント（３２）の内径が、第１の室（２６）を第２の室（３０）から隔離する実質的に円筒形の壁（４０）の外径に相当する、請求項３から５までのいずれか１項記載の空気処理装置。
【請求項７】
第１の室（２６）が底領域（４２）を有しており、底領域（４２）に、分離されたオイルが集められ、底領域（４２）に、集められたオイルを除去するためのドレン口（４４）が配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の空気処理装置。
【請求項８】
実質的に円筒形の壁（４０）が第１の室（２６）の底領域（４２）で段付けされて形成されている、請求項６または７記載の空気処理装置。
【請求項９】
第１の室（２６）と第２の室（３０）との間の移行が、第１の室内に突入する少なくとも１つの管（４６）により形成されており、管（４６）がその外面に少なくとも１つの鍔状の突起（４８）を有している、請求項１から８までのいずれか１項記載の空気処理装置。
【請求項１０】
圧縮空気供給装置において、請求項１から９までのいずれか１項記載の空気処理装置（１２）が設けられていることを特徴とする圧縮空気供給装置。
【請求項１１】
オイルセパレータがドレン口（４４）を有しており、ドレン口（４４）が、分離された物質を導出するために、空気処理装置の、フィルタユニットの再生との関連で使用されるドレン開口に連結されている、請求項１０記載の圧縮空気供給装置。
【国際調査報告】
2007532301.tif 000008
2007532301.tif 000009
2007532301.tif 000010
2007532301.tif 000011