(57)【要約】圧縮空気に含まれるオイルの除去率を向上させることができる圧縮空気乾燥装置を提供する。圧縮空気乾燥装置は圧縮空気の入口（１１）、出口（１２）とドレンバルブ装置（５０）を備えるドレン排出口（１３）とを有する支持ベース１０と、支持ベース（１０）に装着される乾燥容器（３０）と、乾燥容器（３０）を覆うとともに支持ベース（１０）に装着される外側ケース（４１）とを備える。圧縮空気乾燥装置は、ロード運転時、入口から流入した圧縮空気を乾燥容器（３０）に充填されている乾燥剤（３１）によって乾燥し、乾燥した圧縮空気を第１タンク（１６）に溜めるとともに出口（１２）から排出し、アンロード運転時、外側ケース（４１）内の圧縮空気に乾燥容器（３０）を通過させることによって油水分をドレン排出口（１３）から排出する。圧縮空気乾燥装置は乾燥容器（３０）と外側ケース（４１）との間に収納される帯電性オイル吸着材（７０）を備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮空気乾燥装置であって、
圧縮機からの圧縮空気の入口と、圧縮空気の出口と、ドレンバルブ装置を備える油水分の排出口とを有する支持ベースと、
前記支持ベースに装着される乾燥容器と、
前記乾燥容器を覆うとともに前記支持ベースに装着されるケースと、
前記乾燥容器と前記ケースとの間に収納される帯電性オイル吸着材と、を備え、
前記乾燥容器には乾燥剤が充填されており、
前記圧縮空気乾燥装置は、
ロード運転時には前記入口から流入した圧縮空気を前記乾燥剤によって乾燥し、乾燥した圧縮空気を前記ケースに溜めるとともに、乾燥した圧縮空気を前記出口から排出し、
アンロード運転時には前記ケース内の圧縮空気に前記乾燥容器を通過させることによって、油水分を前記排出口から排出する、圧縮空気乾燥装置。
【請求項２】
前記帯電性オイル吸着材は、前記ロード運転時の圧縮空気の流れにおいて、前記乾燥剤よりも上流に位置する
請求項１に記載の圧縮空気乾燥装置。
【請求項３】
前記帯電性オイル吸着材は、前記乾燥容器に接触している
請求項１又は２に記載の圧縮空気乾燥装置。
【請求項４】
前記帯電性オイル吸着材は、帯電性スポンジである
請求項１〜３のいずれか一項に記載の圧縮空気乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機から供給された圧縮空気を乾燥する圧縮空気乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮空気乾燥装置は、支持ベースと、乾燥剤が充填された乾燥容器と、乾燥容器を覆うとともに支持ベースに取り付けられている外ケースとを備えている。支持ベースには、圧縮機から供給された圧縮空気が流入する入口と、乾燥空気を排出する出口と、ドレン排出装置を備えるドレン排出口とが設けられている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
圧縮空気乾燥装置は、水分を除去するロード運転時には、入口から流入した圧縮空気に乾燥容器を通過させて、圧縮乾燥空気を外ケース内に溜めるとともに、該圧縮乾燥空気を出口からエアタンクに供給する。また、圧縮空気乾燥装置は、乾燥剤を再生するアンロード運転時には、ドレン排出装置のドレン弁を開弁することによって、外ケース内に溜まった圧縮乾燥空気にロード運転時とは逆方向へ乾燥容器を通過させてドレン弁から水分を排出する。圧縮空気乾燥装置は、ロード運転とアンロード運転とを定期的に繰り返す。【０００４】
上記の圧縮空気乾燥装置には、乾燥容器の他に、圧縮空気に含まれる油分（オイル）や塵を除去するためのフィルタエレメントが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１０６１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記の圧縮空気乾燥装置では、圧縮空気に乾燥剤とフィルタエレメントとを通過させているものの、乾燥剤とフィルタエレメントとを通過した圧縮空気にはオイルが残っている。そのため、圧縮空気に含まれるオイルの除去率の向上が望まれている。【０００７】
本発明の目的は、圧縮空気に含まれるオイルの除去率を向上させることができる圧縮空気乾燥装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
上記課題を解決する圧縮空気乾燥装置は、圧縮機からの圧縮空気の入口と、圧縮空気の出口と、ドレンバルブ装置を備える油水分の排出口とを有する支持ベースと、前記支持ベースに装着される乾燥容器と、前記乾燥容器を覆うとともに前記支持ベースに装着されるケースと、前記乾燥容器と前記ケースとの間に収納される帯電性オイル吸着材と、を備える。前記乾燥容器には乾燥剤が充填されている。前記圧縮空気乾燥装置は、ロード運転時には前記入口から流入した圧縮空気を前記乾燥剤によって乾燥し、乾燥した圧縮空気を前記ケースに溜めるとともに、乾燥した圧縮空気を前記出口から排出し、アンロード運転時には前記ケース内の圧縮空気に前記乾燥容器を通過させることによって、油水分を前記排出口から排出する。【０００９】
上記圧縮空気乾燥装置は、乾燥容器とケースとの間に収納される帯電性オイル吸着材を備える。帯電性オイル吸着材が帯電しているので、圧縮空気に含まれるオイルミストを吸着する。そのため、オイルミストを含むオイルが圧縮空気から除去される。よって、圧縮空気に含まれるオイルの除去率を向上させることができる。【００１０】
上記圧縮空気乾燥装置について、前記帯電性オイル吸着材は、前記ロード運転時の圧縮空気の流れにおいて、前記乾燥剤よりも上流に位置することが好ましい。
この場合、帯電性オイル吸着材がロード運転時の圧縮空気が通過する流路において乾燥剤よりも上流に位置する。すなわち、前記ロード運転時において、前記入口から流入した圧縮空気が、前記乾燥剤を通過するより前に、前記帯電性オイル吸着材を通過するように、前記帯電性オイル吸着材及び前記乾燥剤が配置されている。まず帯電性オイル吸着材によって、圧縮空気に含まれるオイルミストを含む油分が除去され、続いて乾燥剤によって、圧縮空気に含まれる水分が除去される。このため、圧縮空気が乾燥剤を通過する際には、圧縮空気に含まれる油分の量が減っているので、乾燥剤が油分を吸着することによって乾燥剤の水分吸着性能が低下することを抑制できる。【００１１】
上記圧縮空気乾燥装置について、前記帯電性オイル吸着材は、前記乾燥容器に接触していることが好ましい。
この場合、帯電性オイル吸着材は乾燥容器に接触している。すなわち、乾燥容器と帯電性オイル吸着材との間に隙間がないので、圧縮空気は帯電性オイル吸着材の中を通過する。そのため、オイルの除去率を向上させることができる。また、帯電性オイル吸着材の位置を固定することができる。【００１２】
上記圧縮空気乾燥装置について、前記帯電性オイル吸着材は、帯電性スポンジであることが好ましい。
この場合、帯電性オイル吸着材が帯電性スポンジである。帯電性スポンジは、洗剤による洗浄が可能であるので、再利用することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、圧縮空気に含まれるオイルの除去率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】圧縮空気乾燥装置の外形を示す正面図。
【図２】図１の圧縮空気乾燥装置の上面を示す上面図。
【図３】図１の３−３線に沿った断面図。
【図４】図１の圧縮空気乾燥装置の内部に収納される帯電性オイル吸着材の収納前の形状を示す斜視図。
【図５】図１の圧縮空気乾燥装置の内部に収納される帯電性オイル吸着材の収納時の形状を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図１〜図５を参照して、圧縮空気乾燥装置の一実施形態について説明する。
図１及び図２に示されるように、圧縮空気乾燥装置は、底部を有する円筒形状のパージタンク１５と、パージタンク１５を支持する支持ベース１０とを備えている。パージタンク１５は、支持ベース１０に対して着脱可能なカートリッジタイプである。
【００１６】
支持ベース１０の側部には、図示しない圧縮機から供給された圧縮空気が流入する入口１１と、乾燥された圧縮空気が図示しないエアタンクに排出される出口１２とが同方向に指向して設けられている。出口１２には、プロテクションバルブ６０を取り付けるためのフランジ１２ａが設けられている。プロテクションバルブ６０は、図示しない各エアタンク（ブレーキ回路）にそれぞれ対応する複数の圧力保護弁を一体に備える。したがって、各エアタンクを含む系は独立している。プロテクションバルブ６０は、いずれかのエアタンク内の圧縮空気の圧力が低下（欠陥）した場合には、当該エアタンクに対応する圧力保護弁（図示略）を閉じることにより、他の欠陥していないエアタンク（ブレーキ回路）を保護するように機能する。
【００１７】
また、支持ベース１０には、プレッシャガバナ３９が設けられている。支持ベース１０の底部２５の中央には、アンロード運転時に油水分を排出する排出口としてのドレン排出口１３が設けられている。出口１２には、図示しない逆止弁が設けられている。この逆止弁は、ロード運転時には出口１２を開いて、アンロード運転時には出口１２を閉じる。
【００１８】
図３に示されるように、支持ベース１０の上側中央には、円筒形状の内側円筒部２１が形成されている。内側円筒部２１の上側外周には、雄螺子２１ａが形成されている。支持ベース１０の上側外縁部には、円筒形状の外側円筒部２３が形成されている。内側円筒部２１と外側円筒部２３との間の空間は、入口１１から流入した圧縮空気を溜めるケースとしての第１タンク１６として機能する。ドレン排出口１３には、ドレン排出口１３を開閉するドレンバルブ装置５０が設けられている。ドレン排出口１３には、排気管１４が露出して取り付けられている。支持ベース１０の中央には、空間２２が形成されている。プレッシャガバナ３９は、連通路２９を介して空間２２に圧縮空気を供給することが可能である。
【００１９】
ドレンバルブ装置５０は、ドレン排出口１３を開閉するための弁体５１と、弁体５１を移動させるピストン５２とを備えている。弁体５１は、ピストン５２と一体に移動するとともに、ドレンバルブ装置５０の弁座５３に着座するように設置されている。ピストン５２は、支持ベース１０に形成された空間２２を閉蓋する状態で設置されるとともに、付勢ばね５４によって上方に（すなわち、空間２２に向かって）付勢されている。ピストン５２の上部には、円柱状の規制片５２ａが備えられている。規制片５２ａは、空間２２の上部に形成された円柱状のガイド溝２２ａに挿入されるように構成されている。ピストン５２は、規制片５２ａがガイド溝２２ａに挿入された状態で移動する。このため、ピストン５２の移動方向が規制されているので、移動時に傾くことが抑制されている。
【００２０】
ピストン５２は、プレッシャガバナ３９から空間２２に圧縮空気が供給されると押し下げられる。ピストン５２とともに弁体５１が押し下げられると、弁体５１が弁座５３から離間し、これによってドレン排出口１３が開かれる。一方、空間２２から空気が排出されると、ピストン５２が付勢ばね５４によって押し上げられる。ピストン５２とともに弁体５１が押し上げられると、弁体５１が弁座５３に着座してドレン排出口１３が閉じられる。
【００２１】
ドレンバルブ装置５０は、ロード運転時にはドレン排出口１３を閉じている。エアタンク内の圧力が上昇して最大所定圧力に達すると、プレッシャガバナ３９から空間２２に圧縮空気が供給される。これによって、ドレンバルブ装置５０はドレン排出口１３を開く。その結果、アンロード運転が開始する。アンロード運転時には、パージタンク１５内の圧縮空気（パージエア）によって、開かれたドレン排出口１３から油水分を含む液が勢いよく外部へ放出される。ドレン排出口１３からの圧縮空気の放出によってパージタンク１５内の圧力が低下して最小所定圧力に達すると、空間２２への圧縮空気の供給が停止されてピストン５２の押し下げがなくなる。そのため、付勢ばね５４の付勢力によってドレン排出口１３が閉じられる。
【００２２】
パージタンク１５は、底部と支持ベース１０に向かって開口する開口部とを有する円筒形状の外側ケース４１と、外側ケース４１の開口部を閉蓋するとともに、支持ベース１０に装着される取付板４３と、外側ケース４１に取付板４３を固定する固定部材４４と、を備えている。外側ケース４１の内部には、乾燥剤３１が充填された円筒形状の乾燥容器３０が収納されている。すなわち、乾燥容器３０は、外側ケース４１に覆われている。乾燥容器３０は、外側ケース４１の内径にほぼ等しい外径を有する大径部３０ａと、外側ケース４１の内径の半分ほどの外径を有する小径部３０ｂとを備える。大径部３０ａと小径部３０ｂとは連接部３０ｃによって連接されている。乾燥剤３１は、乾燥容器３０の大径部３０ａに充填されている。
【００２３】
取付板４３の中央には、雌螺子４３ａを有する円筒状の雌螺子部４３ｂが設けられている。雌螺子４３ａは、支持ベース１０の内側円筒部２１の雄螺子２１ａに螺合する。取付板４３の雌螺子部４３ｂが内側円筒部２１に螺着されることによって、パージタンク１５は支持ベース１０に装着される。取付板４３は、固定部材４４の外縁部４４ａが外側ケース４１の開口端４１ａに巻回されることによって、固定部材４４に固定されている。固定部材４４の下部には、支持ベース１０の上端部２４と密着して密閉空間を作るシール部材４５が取り付けられている。取付板４３には、貫通孔４３ｃが形成されている。
【００２４】
乾燥容器３０内に充填された粒状の乾燥剤３１は、上部プレート３２と下部プレート３３とに上下方向において挟まれている。外側ケース４１の内部には、付勢ばね３６が設置されている。付勢ばね３６は、上部プレート３２のばね受部３２ａに設置され、上部プレート３２を下部プレート３３へ向けて付勢している。上部プレート３２及び下部プレート３３には、複数の貫通孔が形成されている。上部プレート３２と乾燥剤３１との間には、上部フィルタ３４が設置されている。乾燥剤３１と下部プレート３３との間には、下部フィルタ３５が設置されている。
【００２５】
乾燥容器３０と外側ケース４１との間には、帯電性オイル吸着材７０が収納されている。すなわち、帯電性オイル吸着材７０は、乾燥容器３０の連接部３０ｃの外周面と、小径部３０ｂの外周面と、外側ケース４１の内周面と、取付板４３の上面とに囲まれた空間Ｓに収納されている。
【００２６】
帯電性オイル吸着材７０は、帯電性スポンジであって、内部を乾燥空気が通過することによって帯電する。帯電性オイル吸着材７０は、圧縮空気に含まれるオイルミストを静電気力によって吸い寄せる。吸い寄せられたオイルが帯電性オイル吸着材７０に衝突すると、圧縮空気からオイルミスト及びオイルが除去される。帯電性オイル吸着材７０は、例えば、耐熱性、耐湿性、耐油性を有するものを採用することができる。帯電性スポンジは、耐薬品性に優れるとともに、洗剤によって洗浄されて再利用されることができる。
【００２７】
図４に示されるように、帯電性オイル吸着材７０は、直方体状であって、その両端部７１，７２が斜めに切り落とされた形状である。図５に示されるように、帯電性オイル吸着材７０は、円環状に曲げられた状態で空間Ｓに収納される。帯電性オイル吸着材７０の両端部７１，７２は、この円環の外周部分が内周部分よりも長くなるように斜めに形成されている。そのため、帯電性オイル吸着材７０の両端部７１，７２は、空間Ｓに収納されるために円環状に曲げられた際に接触しやすい。
【００２８】
図３に示されるように、帯電性オイル吸着材７０は、空間Ｓに収納される際、乾燥容器３０の連接部３０ｃの外周面、小径部３０ｂの外周面、外側ケース４１の内周面に接触する。帯電性オイル吸着材７０は、ロード運転時の圧縮空気の流れにおいて乾燥剤３１よりも上流に位置している。
【００２９】
次に、図３を参照して、圧縮空気乾燥装置の動作について説明する。
図３に示されるように、ロード運転は、パージタンク１５内の圧力が最小所定圧力となった際に開始して、エアタンク内の圧力が最大所定圧力となった際に終了する。ロード運転時には、入口１１と出口１２とが開かれるとともに、ドレン排出口１３が閉じられる。アンロード運転は、エアタンク内の圧力が最大所定圧力となった際に開始して、パージタンク１５内の圧力が最小所定圧力となった際に終了する。アンロード運転時には、入口１１と出口１２とが閉じられるとともに、ドレン排出口１３が開かれる。
【００３０】
ロード運転時には、圧縮機から入口１１を介して流入した圧縮空気は、第１タンク１６内に流入する。第１タンク１６内に流入した圧縮空気は、取付板４３の貫通孔４３ｃから空間Ｓ内に流入して、帯電性オイル吸着材７０を通過する。これによって、圧縮空気からオイルミストを含む油分や塵が除去される。
【００３１】
続いて、帯電性オイル吸着材７０を通過した圧縮空気は、乾燥容器３０の大径部３０ａと外側ケース４１との間の隙間を下から上へ通過して乾燥容器３０に入る。乾燥容器３０に流入した圧縮空気は、上部プレート３２の貫通孔を通過して、乾燥剤３１が充填された大径部３０ａを通過する。乾燥剤３１によって圧縮空気から水分が除去される、すなわち圧縮空気が乾燥される。乾燥された圧縮空気は、下部プレート３３の貫通孔を通過して、支持ベース１０の内側円筒部２１内に流入し、出口１２を介してエアタンク内に溜められる。エアタンク内の乾燥圧縮空気は、例えばエアブレーキ系統の各機器の作動に利用される。
【００３２】
エアタンク内の圧力が最大所定圧力に達すると、プレッシャガバナ３９が空間２２に圧縮空気を供給する。ドレンバルブ装置５０は、弁体５１を押し下げてドレン排出口１３を開く。よって、圧縮空気乾燥装置は、ロード運転からアンロード運転に移行する。
【００３３】
アンロード運転時の圧縮空気乾燥装置では、ドレンバルブ装置５０によってドレン排出口１３が開かれている。ドレン排出口１３が開くと、パージタンク１５内の圧縮空気（パージエア）によって、油水分を含む液が勢いよく外部へ放出される。
【００３４】
すなわち、パージタンク１５内に溜まっていた乾燥圧縮空気が乾燥剤３１を通過して、乾燥剤３１に吸着されている水分を除去することによって、乾燥剤３１を再生させる。乾燥剤３１を通過した圧縮空気は、乾燥容器３０の大径部３０ａと外側ケース４１との間の隙間を通過して帯電性オイル吸着材７０を通過する。帯電性オイル吸着材７０を通過した圧縮空気は、第１タンク１６内を通過し、ドレンバルブ装置５０内を通過し、排気管１４を通過して外部に油水分とともに排出される。
【００３５】
ドレン排出口１３からパージエアと油水分とが排出されて、パージタンク１５内の圧力が大気圧に近くなると、パージエアと油水分との排出が止まる。ドレンバルブ装置５０では、パージタンク１５内の圧力が最小所定圧力に達すると、プレッシャガバナ３９からの圧縮空気の供給が停止されることによって空間２２から空気が排出され、付勢ばね５４の付勢力によってドレン排出口１３が閉じられる。よって、圧縮空気乾燥装置は、アンロード運転からロード運転に移行する。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の利点を有することができる。
（１）圧縮空気乾燥装置は、乾燥容器３０と外側ケース４１との間に収納される帯電性オイル吸着材７０を備える。すなわち、帯電性オイル吸着材７０が帯電しているので、圧縮空気に含まれるオイルミストが帯電性オイル吸着材７０に吸着される。これによって、圧縮空気からオイルミストを含むオイルが除去される。よって、圧縮空気に含まれるオイルの除去率を向上させることができる。
【００３７】
（２）帯電性オイル吸着材７０は、ロード運転時の圧縮空気の流れにおいて乾燥剤３１よりも上流に位置する。すなわち、ロード運転時において、入口１１から流入した圧縮空気が、乾燥剤３１を通過するより前に、帯電性オイル吸着材７０を通過するように、帯電性オイル吸着材７０及び乾燥剤３１が配置されている。まず帯電性オイル吸着材７０によって、圧縮空気に含まれるオイルミストを含む油分が除去され、続いて乾燥剤３１によって、圧縮空気に含まれる水分が除去される。このため、圧縮空気が乾燥剤３１を通過する際には、圧縮空気に含まれる油分の量が減っているので、乾燥剤３１が油分を吸着することによって乾燥剤の水分吸着性能が低下することを抑制できる。
【００３８】
（３）帯電性オイル吸着材７０は乾燥容器３０に接触している。すなわち、乾燥容器３０と帯電性オイル吸着材７０との間に隙間がないので、圧縮空気は帯電性オイル吸着材７０の中を通過する。そのため、オイルの除去率を向上させることができる。また、帯電性オイル吸着材７０の位置を固定することができる。
【００３９】
（４）帯電性オイル吸着材７０が帯電性スポンジである。帯電性スポンジは、洗剤による洗浄が可能であるので、再利用することができる。
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
【００４０】
・上記実施形態では、帯電性オイル吸着材７０として帯電性スポンジを採用した。しかしながら、帯電するとともにオイルを吸着することができれば、帯電性オイル吸着材７０として帯電性スポンジ以外を採用してもよい。
【００４１】
・上記実施形態では、帯電性オイル吸着材７０が乾燥容器３０と接触する。しかしながら、帯電性オイル吸着材７０と乾燥容器３０との間に若干の隙間が存在するように帯電性オイル吸着材７０を空間Ｓに設置してもよい。
【００４２】
・上記実施形態では、乾燥容器３０は、大径部３０ａと小径部３０ｂとを有する。しかしながら、乾燥容器の形状は上記に限らず、乾燥剤３１を充填できれば他の形状でもよい。この場合も、外側ケース４１の内周面と乾燥容器３０の外周面との間に帯電性オイル吸着材７０を収納する。
【００４３】
・上記実施形態では、ロード運転時の圧縮空気の流れにおいて、帯電性オイル吸着材７０は乾燥剤３１よりも上流に位置する。アンロード運転時の圧縮空気の流れにおいて、帯電性オイル吸着材７０が乾燥剤３１よりも下流に位置してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１０…支持ベース、１１…入口、１２…出口、１２ａ…フランジ、１３…ドレン排出口、１４…排気管、１５…パージタンク、１６…第１タンク、２１…内側円筒部、２１ａ…雄螺子、２１ｂ…雄螺子部、２２…空間、２２ａ…ガイド溝、２３…外側円筒部、２４…上端部、２５…底部、２９…連通路、３０…乾燥容器、３０ａ…大径部、３０ｂ…小径部、３０ｃ…連接部、３１…乾燥剤、３２…上部プレート、３２ａ…ばね受部、３３…下部プレート、３４…上部フィルタ、３５…下部フィルタ、３６…付勢ばね、３９…プレッシャガバナ、４１…外側ケース、４１ａ…開口端、４３…取付板、４３ａ…雌螺子、４３ｂ…雌螺子部、４３ｃ…貫通孔、４４…固定部材、４４ａ…外縁部、４５…シール部材、５０…ドレンバルブ装置、５１…弁体、５２…ピストン、５２ａ…規制片、５３…弁座、５４…付勢ばね、６０…プロテクションバルブ、７０…オイル吸着材、７１，７２…端部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
2015088027.tif 000008
2015088027.tif 000009
2015088027.tif 000010
2015088027.tif 000011