(57)【要約】【課題】            本発明は空気圧縮機で発生する振動をドレン処理装置に伝えるよう構成することにより、ドレン処理装置の小型化、低コスト化を図ることを課題とする。【解決手段】        空気圧縮機１００とドレン処理装置１４とはタンク１を介して一体的に設け、空気圧縮機１００の振動をドレン処理装置１４に伝わるよう構成したので、ドレン処理装置１４内でドレン中の油分が浮上するのに要する時間を比較的短時間とすることができる。よってドレン処理装置１４内の油分の濃度勾配をきつくすることができ、ドレン処理装置１４の小型化、低コスト化を図ることができる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気圧縮機と、
該空気圧縮機で生成した圧縮空気を貯留するタンクと、
該タンクに接続され、該タンク内で発生したドレン中の含有物を吸着する吸着材を備えたドレン処理装置と、
からなる空気圧縮装置において、
前記空気圧縮機で発生する振動を前記ドレン処理装置に伝えるよう構成してなる空気圧縮装置。
【請求項２】
前記空気圧縮機と前記ドレン処理装置とは前記タンクを介して一体的に設けられることを特徴とする請求項１に記載の空気圧縮装置。
【請求項３】
前記空気圧縮機と前記ドレン処理装置とは同一板上に離間して載置することを特徴とする請求項１に記載の空気圧縮装置。
【請求項４】
前記空気圧縮機は給油式であり、かつ前記吸着材として油吸着材を用いたことを特徴とする請求項１乃至３に記載の空気圧縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気圧縮機から排出されるドレン中の含有物を分離するドレン処理装置を備えた空気圧縮装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気圧縮機で生成した圧縮空気を貯留するタンクに接続され、そのタンク内のドレンを水とそれ以外、特に水分と油分とに分別するドレン処理装置は知られている。
【０００３】
例えば従来、特許文献１に示されるような、ドレン水から水より軽い油を除々に浮上油化させ、比重差により水分と潤滑油とに分離する油水分離器を備えた圧縮機や、特許文献２に示されるような、内部に油吸着材を備えた油吸着槽からなるエアコンプレッサに於けるドレン油水分離装置等があった。
【０００４】
【特許文献１】実開昭６０−１７００７７号公報
【０００５】
【特許文献２】特開平５−６００７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に示される油水分離器は比重差のみで油水分離を行うものであり、粒子径の大きな油は短時間で浮上油化するが、粒子径の小さな油は、自然と粒子同士が結合して粒子径が大きくなるまで浮上油化しないため、相当の時間を必要とするという問題点があった。また、自然と粒子同士が結合するには、圧縮機の振動が結合を遅らせてしまうという問題点もあった。
【０００７】
また、特許文献２に示されるような親油性の高い繊維からなるフィルタを内部に有する油吸着槽は、ドレンのように分散油の状態の油の粒子の成長を助け、出来るだけ短時間で浮上油化を促進するものである。しかし、静置した状態の場合、図2（Ｂ）のように槽内の上下方向の油濃度勾配が緩やかなため、排出する水分の油分濃度を低く抑えるためには流れ方向（上下方向）のドレン処理装置の長さを長くする必要があり、装置が大型化、高コスト化してしまうという問題があった。
【０００８】
さらに、吸着材の吸着能力を十分に使いきれない状態で吸着材の交換となるため、非効率的で寿命が短いという問題があった。
【０００９】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、空気圧縮機で発生する振動をドレン処理装置に伝えるよう構成することにより、小型化、低コスト化、長寿命化を図ることができる空気圧縮装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために本発明は、空気圧縮機と、該空気圧縮機で生成した圧縮空気を貯留するタンクと、該タンクに接続され、該タンク内で発生したドレン中の含有物を吸着する吸着材を備えたドレン処理装置と、からなる空気圧縮装置において、前記空気圧縮機で発生する振動を前記ドレン処理装置に伝えるよう構成したことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２の発明は、請求項1に記載の空気圧縮装置において、前記空気圧縮機と前記ドレン処理装置とは前記タンクを介して一体的に設けられることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３の発明は、請求項1に記載の空気圧縮装置において、前記空気圧縮機と前記ドレン処理装置とは同一板上に離間して載置することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３に記載の空気圧縮機は給油式であり、かつ前記吸着材として油吸着材を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明にあっては、空気圧縮機で発生する振動をドレン処理装置に伝えるよう構成したので、ドレン処理装置内の水分以外の物質を上下方向の一方に比較的短時間で寄せることができ、ドレン処理装置内の濃度勾配をきつくすることができる。よって、ドレンの上下方向の装置長さを短くすることができ、小型化、低コスト化を図ることができる。また、ドレン処理装置内の一方に含有物を寄せることができるので、吸着材を十分に活用することができ、長寿命化を図ることができる。
【００１５】
また、請求項２の発明にあっては、空気圧縮機の振動が直接伝わるタンクに一体的に設けられるよう構成したので、確実にドレン処理装置に空気圧縮機の振動を伝えることができる。
【００１６】
また、請求項３の発明にあっては、空気圧縮機とドレン処理装置とを同一板状に載置するよう構成したので、比較的簡易な構成で、空気圧縮機の振動を間接的にドレン処理装置に伝えることができる。また、既存の空気圧縮機にも本発明を容易に適用可能である。
【００１７】
また、請求項４の発明にあっては、給油式の空気圧縮機に請求項１乃至３に記載の技術を適用したので、水分と比して比重の小さい油を比較的短時間でドレン処理装置の上部に集めることができ、ドレン処理装置内の油分の濃度勾配をきつくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態による空気圧縮装置を、添付図面に従って詳細に説明する。
【００１９】
ここで、図１、ないし図２（Ａ）は第１の実施の形態を示し、本実施の形態では、空気圧縮機として油式のものを用い、ドレン処理装置をタンクを介して空気圧縮機と一体的に設け、さらにドレン処理装置にて水分と油分とに分離する空気圧縮装置を例に挙げて述べる。
【００２０】
１は圧縮空気を貯留するタンクで、該タンク１の上部側には、クランク軸６を回転駆動する回転源としての電動モータ２が設けられている。そして、電動モータ２の出力側は、プーリ３、ベルト４等を介してクランク軸６と連結されている。
【００２１】
５はタンク１上に設けられたクランクケースで、該クランクケース５は金属ケース等からなり、その上部側にはシリンダ７，８，９が搭載されている。
【００２２】
６はクランクケース５に軸受等を介して回転可能に設けられたクランク軸で、該クランク軸６は、図示せぬ連接棒と協働して電動モータ２の回転をピストンの往復動に変換する動作変換機構を構成している。ピストンはシリンダ７〜９内にそれぞれ往復動可能に設けられている。
【００２３】
１２はシリンダ７〜９の吐出室側をタンク１に接続する吐出配管である。そして、空気圧縮機１００とタンク１とは防振材等を介さず直接取り付けられている。
【００２４】
１３は圧縮空気がタンク１内で冷やされた際に生じるドレンをドレン処理装置１４に供給するためのドレン供給配管を示し、該ドレン供給配管１３にはドレン処理装置１４の手前にドレン供給弁１５が取り付けられている。また、ドレン処理装置１４は、タンク１と一体的に設けられている。その際、例えばタンクに溶接等の方法で固定された板１１にドレン処理装置１４をネジ等で取り付け、空気圧縮機１００とドレン処理装置１４とをタンク１を介して一体的になるよう構成する。ドレン処理装置１４の下方には水分を外部に排出するための排出弁１６が設けられている。この排出弁１６の排出管路１６Ａは、ドレン処理装置内の液体が全て排出されないように、入口が下方を向いた逆Ｊ字状となっている。
【００２５】
ドレン処理装置１４は、その内部にドレンを水分と含有物としての油分とに分別するフィルタ等の疎水性の吸着材１７を有している。吸着材としては、ポリプロピレン等親油性高分子の吸油マット、不織布、活性炭等多孔質な油が吸着し易い素材を用いて構成している。
【００２６】
ここで、油式の空気圧縮機のドレンの水分と油分との分離方法について説明する。
【００２７】
油式の空気圧縮機のドレンは、大気中の水分と空気圧縮機に使用している潤滑油が混合した分散油である。分散油は、静かに放置しておくと除々に浮上油化するが、それでは時間が掛かり過ぎるため、強制的に油の粒子を集める方法が種々検討されている。例えば、本実施の形態に用いているフィルタ方式は、親油性の高い繊維を束ねたもので、そこに分散油を流し込むと、油の粒子は容易に繊維に付着するというものである。そして、付着した後に、油の粒子がぶつかりあい、粒子同士が結合し段々と大きくなり、油の粒子が充分に大きくなると、繊維との付着力より、油の浮力が大きくなり、油は繊維から離れ浮上油化する。これにより、分散油中の油の粒子の成長を助け、出来るだけ短時間の内に浮上油化を促進するという除去方式である。
【００２８】
本実施の形態による空気圧縮装置は、上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
【００２９】
電動モータ２によりクランク軸６が回転駆動されると、その回転がクランク軸６、連接棒を介してピストンの往復動に変換され、シリンダ７〜９内で各ピストンがそれぞれ往復動する。これにより、シリンダ７〜９は、圧縮室内に空気を吸込んで圧縮し、この圧縮空気は吐出配管１２を介してタンク１に貯留される。そして、各ピストンがシリンダ７〜９内を往復動することにより、振動が発生する。
【００３０】
タンク１内に貯留した圧縮空気はタンク１内で冷やされることによりドレンが発生する。タンク１内に貯留されたドレンは例えば起動時に手動でドレン供給弁１５を開とすると、タンク内圧によりドレン供給配管１３を介してタンク１内のドレンは排出され、ドレン処理装置１４内に供給される。
【００３１】
このタンク１内のドレン排出は、タンク１にドレンの溜まった量を表示するドレンゲージを設けたものにあっては、ゲージを見ながら手動で開閉弁作業が行われる。
【００３２】
新たにドレン処理装置１４内に供給されたドレンは、空気圧縮機１００の振動を与えられながら吸着材１７内を通水し、水分はドレン処理装置１４の下方側に溜まり、油分は浮上してドレン処理装置１４上方に溜まる。
【００３３】
そして、排出弁１６を開弁することにより、ドレン処理装置１４内に供給されたドレンのうち、水分のみが排出される。
【００３４】
このドレン処理装置１４からの水分の排出は、ドレン処理装置１４内の水分の溜まった量を表示するゲージを設けたものにあっては、ゲージを見ながら手動で開閉弁作業が行われる。また、排出弁１６にフロートを設け、ドレン処理装置１４内の水分が所定量以下となった時点で排出弁１６を閉弁するようにしてもよい。
【００３５】
図２（Ａ）は本実施の形態のドレン処理装置１４の内部の断面図をモデル化したもの、（Ｂ）は比較のモデル図（振動を与えない）を示す。また、図２（Ａ）、（Ｂ）はドレン処理装置１４内部の吸着材１６に付着している油の濃度を横軸に、流れ方向（上下方向）の長さを縦軸にとり、点線で油分の濃度勾配を示している。
【００３６】
吸着材１６が入っている処理部の上部にドレン水が供給されると、油の粒子は吸着材１６に付着され、水分のみがドレン処理装置１４下部に溜まる。その際、ドレン処理装置１４は、タンク１を介して空気圧縮機１００と一体的に設けられているため、タンク１に伝えられた空気圧縮機１００の振動は、ドレン処理装置１４にも伝わる。ドレン処理装置１４内の吸着材１６に付着した油の粒子に振動を与えられると、油粒子同士の衝突頻度が高くなり、短時間で油分の粒子が大きくなるので、ドレン処理装置１４上部へ浮上する時間を短縮することができる。その結果、ドレン処理装置１４の流れ方向の入力側と出口側とで濃度勾配を従来（図２（Ｂ））と比してきつくすることができる。
【００３７】
一方、振動を与えられない図２（Ｂ）に示すドレン処理装置は、その出口側での除去率を９７〜９９％とするためには流れ方向（上下方向）の長さを長くする必要がある。
【００３８】
よって、図２（Ａ）、（Ｂ）を比較するとΔＬ分だけドレン処理装置１４の流れ方向（上下方向）の長さを短くできる。つまり、ドレン処理装置１４を小型化することができ、それに伴い、軽量化、低コスト化を図ることができる。
【００３９】
また、図２（Ｂ）と比して、図２（Ａ）はドレン処理装置１４内の油分を比較的短時間で上方に寄せることができるので、吸着材１６を効率良く使用することができ、従来と同じ大きさのドレン処理装置１４とした場合には、長寿命化を図ることができる。
【００４０】
次に、図３、図４（Ａ）、（Ｂ）を用いて第２の実施の形態を示し、説明する。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００４１】
本第２の実施の形態の空気圧縮機２００は無給油式のものを用い、ドレン処理装置２４では水よりも比重の重い物質、例えば磨耗粉等と水分とを分離する。よって、図３、図４に示すようにドレン浄化装置２４へのドレンの流れは、下方から上方に向かう向きとなっており、ドレン供給弁２１を設けたドレン配管２２は、ドレン浄化装置２４の下部に接続され、排出弁２５は上方に接続されている。
【００４２】
このドレン処理装置２４内の吸着材としては、細かく砕いた活性炭が用いられる。そして、ドレン処理装置２４内は上方に水分を貯留する空間が設けられている。
【００４３】
タンク１内に貯留されたドレンは例えば起動時に手動でドレン供給弁２１を開とすることにより、ドレン供給配管２２を介してドレン処理装置２４内に供給される。また、排出弁２５を開弁することにより、ドレン処理装置２４内に供給されたドレンのうち、水分のみが排出される。このタンク１内のドレン排出は、タンク１内にドレンの溜まった量を表示するドレンゲージを設けたものにあっては、ゲージを見ながら手動で開閉弁作業が行われる。
【００４４】
タンク１に取り付けられたドレンゲージが０になったらドレン供給弁２１、排出弁２５を閉とする。そして、新たにドレン処理装置２４内に供給されたドレンは、空気圧縮機２００の振動を与えられながら吸着材１７内を通水し、水分はドレン処理装置２４内の上方の水分貯留空間に溜まり、磨耗粉等はドレン処理装置２４下方に溜まる。
【００４５】
図４（Ｂ）のように、振動を与えないドレン処理装置２４では、装置内の濃度勾配が緩やかなため、流れ方向の装置長さを長くする必要があったが、図４（Ａ）に示す本第２の実施の形態では、ドレン処理装置２４に振動を加える事によって、水分よりも比重の重い鉄くずやピストンリング等の磨耗粉が下部に集まり、装置内の濃度勾配をきつくする事ができる。その結果、装置長さをΔＬだけ短くしても、充分に処理することができる。
【００４６】
よって、ドレン浄化装置２４を小型化することができ、それに伴い、軽量化、低コスト化を図ることができる。
【００４７】
また、図４（Ｂ）と比して、図４（Ａ）はドレン処理装置２４内の油分を比較的短時間で一方に寄せることができるので、吸着材１６を効率良く使用することができ、従来と同じ大きさのドレン処理装置２４とした場合には、長寿命化を図ることができる。
【００４８】
なお、本発明の実施の形態では、図１、図３に示すように、空気圧縮機とドレン処理装置とはタンクを介して一体的に設けられるよう構成した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図５に示すよう空気圧縮機とドレン処理装置とを同一板３０上に載置し、空気圧縮機の振動を板３０を介してドレン処理装置に伝えるよう構成してもよい。さらに、その際、周囲には振動を直接伝えることのないよう、板３０と床面３１との間に防振ゴム３２など設けてもよい。また、同一板３０上に限らず、空気圧縮機、ドレン処理装置とを同一筐体内に収納してもよい。その場合にも空気圧縮機の振動がドレン処理装置に直接伝わるよう防振材等介さず一体的に取り付けることが望ましい。このように、空気圧縮機の振動をドレン処理装置に間接的に伝えるよう構成した場合には、タンクと一体的に取り付ける場合と比して取り付け板など溶接する必要がないため、簡易な構成とすることができると共に、既存の空気圧縮機に本発明を適用することも容易である。
【００４９】
また、本発明の第１の実施の形態では、油式の往復動圧縮機の場合に短時間で油を浮上させ、ドレン処理装置上部（吸着材内部）に油分を貯めるものを示したが、それに限らず、例えば図６に示すよう装置内部を仕切板で区切り、吸着材の上部には浮上油を貯めておくための空間（浮上油分離部）を設けるよう構成してもよい。本発明の第１の実施の形態で示す構成では、吸着材で油を吸収するため、吸着材の吸油性能によって寿命が決まっていた。これに対し、吸着材上部に浮上油分離部を形成し、コック４１を介して外部に油分を排出することにより、さらに長寿命化を図ることができる。
【００５０】
また、本発明の実施の形態では、ドレン供給弁１５、２１および排出弁１６、２５を手動で開閉したが、それに限らず、電気的、機械的に制御して、いわゆるオートドレンとしてもよい。
【００５１】
また、本発明の実施の形態では、ドレン供給弁１５、２１および排出弁１６、２５の開閉タイミングを起動時としたが、それに限らず、空気圧縮機１００、２００の使用に応じて適宜変更してもよい。
【００５２】
さらに、本発明の実施の形態では空気圧縮機として往復動型圧縮機を例に挙げて説明したが、これに限らず例えば、スクロール式圧縮機やスクリュー式圧縮機など、他の圧縮機に用いられる空気圧縮装置に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１の実施の形態による空気圧縮装置を示す正面図である。
【図２】図１中のドレン処理装置の断面モデル図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態による空気圧縮装置を示す正面図である。
【図４】図３中のドレン処理装置の断面モデル図である。
【図５】空気圧縮機とドレン処理装置とを同一板上に載置した図である。
【図６】ドレン処理装置の内部に浮上油分離槽を形成した場合のモデル図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  タンク
１４，２４  ドレン処理装置
１６  吸着材
３０  板
１００、２００  空気圧縮機
【図１】
2005105948.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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