JP5187656B2 - エアドライヤ - Google Patents

Description

この発明は、例えば車両等に装備され、空気圧縮機が吐出する圧縮空気をエアタンクに所定の圧力範囲で貯える前に、圧縮空気から水分等の異物を除去する処理を行うエアドライヤに関する。

上述したエアドライヤとして、図３〜図５に示す構成のものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。このエアドライヤ１００は、図３に示すように、基部材１０１の上に乾燥器１０２を備える。空気圧縮機から吐出された圧縮エアは、基部材１０１に設けた入口１０１ａからその内部に流入する。流入した圧縮エアは、基部材１０１内部の壁面で冷却されることで水分や油分が分離され、その上方のオイルフィルタ１０４へ送られる。オイルフィルタ１０４により小さな油滴や塵埃が除去されたエアは、さらに上方の乾燥筒１０５内に送られる。乾燥筒１０５はその内部に再生可能な乾燥剤１０５ａを備える。乾燥筒１０５内を通過することで水分が除去された圧縮エア（乾燥エア）は、乾燥器１０２のパージチャンバ１０６および基部材１０１に備えたチェックバルブ１０８を経由し、基部材１０１に設けた出口１０１ｂから外部のエアタンクに供給される。また、乾燥エアの一部は、基部材１０１に内蔵したプレッシャガバナ１２０にも供給される（図４参照）。

プレッシャガバナ１２０は、供給エアの圧力が所定の上限圧力に達すると、基部材１０１の下部側に設けられたドレンバルブ１０９を開くための指令圧力を出力する。ドレンバルブ１０９が開くことにより、乾燥筒１０５内のエアが排気通路１１０を通して大気へ排出される。その急激な排気は、オイルフィルタ１０４を洗浄するとともに、ドレンバルブ１０９周辺の底部１０３に溜まっていた油分凝縮水もいっしょに大気へ排出する。また、パージチャンバ１０６内の乾燥エアが、オリフィス１０７を通って乾燥筒１０５内を逆流し、乾燥剤１０５ａから水分を奪いながら大気へ排出される。こうして乾燥剤１０５ａが再生される。その後、プレッシャガバナ１２０からの指令圧力がなくなり、ドレンバルブ１０９が閉じると、上述の除湿作用に戻る。

プレッシャガバナ１２０は、上述したようにドレンバルブ１０９の開閉を制御するもので、図４に示すように、空室１２０ａ内を摺動するガバナピストン１２２を備える。ガバナピストン１２２は、軸方向の一側に圧縮ばね１２１の付勢力を受け、その他側にＩＮポート１２９を介して上記出口１０１ｂからの圧縮エアの圧力を受ける。圧縮ばね１２１はプレッシャガバナ１２０の排気通路１２６を接続した排気室１２０ｅ内に配置されている。ガバナピストン１２２に作用するエア圧力が所定圧力以下であれば、ガバナピストン１２２は、圧縮ばね１２１の付勢力によって、制御ポート１２３を排気ステム１２４の中央通路を介して排気室１２０ｅから排気通路１２６へ連通した位置に配される。出口１０１ｂのエア圧力が高まり、ガバナピストン１２２に作用する圧力による力が圧縮ばね１２１の付勢力よりも大きくなると、ガバナピストン１２２は圧縮ばね１２１を押し縮める方向に移動する。この移動に伴って、排気ステム１２４の中央通路がガバナバルブ１２５によって閉じられ、制御ポート１２３が大気と遮断される。さらに、出口１０１ｂのエア圧力が高まり所定の切放し圧力以上になると、ガバナピストン１２２は圧縮ばね１２１をさらに押し縮める。これに伴って、排気ステム１２４を介してガバナバルブ１２５が開く。ガバナバルブ１２５が開くと、ＩＮポート１２９から供給される出口１０１ｂの圧縮エアは、制御ポート１２３を通してドレンバルブ１０９の上面へ供給され、ドレンバルブ１０９を押し開く。その後、出口１０１ｂのエア圧力が次第に下がることで、ガバナピストン１２２が圧縮ばね１２１の付勢力により押し戻されると、ガバナバルブ１２５は閉じる。このとき、排気ステム１２４がガバナバルブ１２５から離れることで、制御ポート１２３の圧縮エアが排気ステム１２４の中央通路を介して排気通路１２６から大気に開放され、ドレンバルブ１０９は閉じられる。

このようなプレッシャガバナ１２０をもつエアドライヤ１００において、プレッシャガバナ１２０の排気通路１２６は、上記ドレンバルブ１０９の排気通路１１０とつながっている。プレッシャガバナ１２０の排気通路１２６は、図５に示すように、その下方に向けて延びる縦孔１２７と、この縦孔１２７に交差する横孔１２８とを含む。縦孔１２７は、一端がガバナピストン１２２を摺動させるための空室１２０ａに接続され、他端が基部材１０１の外面にまで達する。また、横孔１２８は、一端がドレンバルブ１０９の排気通路１１０に接続され、他端が基部材１０１の外面に達する。これら縦孔１２７および横孔１２８は、両者の交差部分よりも外側が栓１２７ａ，１２８ａで塞がれている。このようにガバナ排気通路１２６の横孔１２８をドレンバルブ１０９の排気通路１１０に連通した構成とすることにより、ガバナ排気通路１２６の出口が凍結等により閉塞することを防止している。なお、図４には、排気通路１２６の一部をなす横孔１２８が示されている。
特開平１０−２９６０３８号公報

ところで、従来のエアドライヤは、上述したようにプレッシャガバナ１２０からの排気通路１２６をドレンバルブ１０９の排気通路１１０につないだ構成とすることで、多量に放出されるドレンバルブ１０９からの排気エアによって、プレッシャガバナ１２０からの排気通路１２６の出口の凍結を防止する。しかし、この構成では、ドレンバルブ１０９からの異物を含む排気エアが多いとき、その排気エアの一部がプレッシャガバナ１２０の排気通路１２６を逆流する場合がある。特に、車両の仕様によっては、より大きな力を得るために、より高圧力の圧縮エアを用いる場合がある。例えば現状９ｋｇ／ｃｍ２から１１ｋｇ／ｃｍ２へ高圧力化した場合には、排気エアの流量が多くなるため、プレッシャガバナ１２０の排気通路１２６へのエアの逆流が生じ易いという難点がある。そして、この逆流が発生した場合には、プレッシャガバナ１２６のガバナピストン１２２が押し戻され、ドレンバルブ１０９の開き動作が妨げられ、乾燥剤１０５ａの再生が不完全になる。

本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたもので、プレッシャガバナの排気通路にドレンバルブの排気エアが逆流するといった不都合を生じることなく、プレッシャガバナの排気通路の閉塞を防止できるエアドライヤを提供することを目的とする。

この発明では、異物の除去処理をするためのエアドライヤが次の（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）を含むように、つまり内蔵ないしは一体化するようにしている。
（Ａ）ドレンバルブの下部側に筒状部材を設け、この筒状部材の内周にドレンバルブの排気通路を形成する。
（Ｂ）プレッシャガバナの排気通路は、前記筒状部材の外周壁面に沿って設ける。
（Ｃ）前記筒状部材は、前記ドレンバルブの排気エアによる熱をその前記外周壁面に伝えるため、熱伝導性のある材料から形成されている。

ドレンバルブからの排気エア（圧縮空気）が高温であるため、このドレンバルブの排気通路を形成する筒状部材は、多量に放出される排気エアによって温められる。この筒状部材の外周壁面に沿ってプレッシャガバナの排気通路を設けるとともに、筒状部材を例えばアルミニウム等の熱伝導性のある材料から形成することによって、プレッシャガバナの排気通路は、筒状部材を介してドレンバルブからの排気エアにより温められ、凍結による閉塞を防ぐことができる。また、このプレッシャガバナの排気通路は、ドレンバルブの排気通路と非接続であるため、従来のようにドレンバルブの排気エアが逆流するようなことがない。これに伴い、プレッシャガバナのピストンが逆流エアにより押し戻されてドレンバルブの開き動作が妨げられることがなくなり、乾燥剤の再生が不完全になることもない。

より好ましい態様として、プレッシャガバナの排気通路は、筒状部材の外周壁面に設けた溝部によって形成する。これによれば、高温の排気エアにより筒状部材を介してプレッシャガバナの排気通路をより効率よく温めることができる。また、プレッシャガバナの排気通路の開口を小さくすることで、外部からプレッシャガバナ内部への水の浸入を防ぐことができる。

以下、本発明の実施形態を具体的に説明する。図１は、本発明の特徴部分であるプレッシャガバナの排気通路およびドレンバルブの排気通路を形成する筒状部材を含む、エアドライヤの部分断面図である。図２は、この図１のエアドライヤに備えた筒状部材の詳細を示す図である。

本実施形態に係るエアドライヤ９０は、図１に示すように、基部材１の上に乾燥器２を設けたものである。プレッシャガバナの排気通路を形成する筒状部材を除き、基本的な構造は従来のエアドライヤと同じである。したがって、ここでは特にこの筒状部材およびその周辺の構成について詳細に説明する。

プレッシャガバナ２０を備えたエアドライヤ９０は、ドレンバルブ９の排気通路１０とプレッシャガバナ２０の排気通路（以下、ガバナ排気通路という）２６とがそれぞれ独立した構成となっている。ドレンバルブ９の排気通路１０は、ドレンバルブ９の下方に設けられ、上下方向に延びている。この排気通路１０は、筒状部材１１の内周に形成されている。筒状部材１１は、材料をアルミニウム主体にして形成されており、基部材１の下側開口部１９（この下側開口部１９の内奥にはドレンバルブ９が据え付けられる）に取付けられている。下側開口部１９の開口付近の内周には環状溝部１８が形成され、この環状溝部１８に嵌合したＣ型のスナップリング１７によって、筒状部材１１は下側開口部１９から抜け出ないように構成されている。

この筒状部材１１の外周側の壁面に、ガバナ排気通路２６の一部をなす溝部２９が形成されている。溝部２９は、図２に示すように、筒状部材１１の外周壁面で周方向に並ぶように６ヶ所に設けられている。これら溝部２９は、筒状部材１１の軸方向に延びる軸方向溝部２９ａと、その軸方向溝部２９ａの下端から径方向内側に延びる径方向溝部２９ｂとから形成される。径方向溝部２９ｂによって、その下方から接するスナップリング１７がガバナ排気通路２６を閉塞しないようにしている。こうした筒状部材１１の溝部２９は、基部材１に形成されたガバナ排気通路２６の一部をなす横孔２８と接続されている。基部材１の横孔２８は、プレッシャガバナ２０の下方に向けて延びる縦孔２７を介して、プレッシャガバナ２０内の排気室と接続されている（これら縦孔２７および横孔２８の構成は従来技術と同じである。）。

本実施形態のエアドライヤ９０は、ドレンバルブ９から放出される高温の排気エアによって、ドレンバルブ９の排気通路１０を形成する筒状部材１１を介して、ガバナ排気通路２６（筒状部材１１の外周壁面に設けた溝部２９）を凍結による閉塞から防ぐことができる。ガバナ排気通路２６は、ドレンバルブ９の排気通路１０と非接続であるため、従来のようにドレンバルブ9から放出される排気エアがガバナ排気通路２６へ逆流することを防止できる。また、筒状部材１１の溝部２９の開口を小さくすることで、ガナバ排気通路２６を介したプレッシャガバナ２０内への水等の浸入を防ぐことができる。

なお、本実施形態では、筒状部材１１内の排気通路１０を空洞とし、その筒状部材１１の下端にサイレンサ３０を備えている。この構成によれば、ドレンバルブ９からの排気エアは、筒状部材１１内の空洞により膨張された後、サイレンサ３０のフィルタ部３３を通して大気に排出される。これにより排気音を有効に低減することができる。また、本実施形態では、筒状部材１１内の排気通路１０に消音効果を得るためのフィルタ材を挿入することによって、図１に示すフィルタ部３３を不要にして小型化を図ることもできる。この場合、筒状部材１１の内周壁に設けた軸方向に延びる内側溝部１３は、その内部に配したフィルタ材が目詰まりを生じた場合のリリーフ通路として機能する。

本発明の一実施形態に係るエアドライヤを示す部分断面図である。 図１のエアドライヤに備わる筒状部材の詳細を示す図であって、（Ａ）は筒状部材の断面図、（Ｂ）は筒状部材の底面図である。 従来技術に係るエアドライヤの断面図である。 図３のエアドライヤに備わるプレッシャガバナの断面図である。 図３のエアドライヤに備わるプレッシャガバナの排気通路を説明するための図である。

符号の説明

１ 基部材
２ 乾燥器
９ ドレンバルブ
１０ 排気通路
２０ プレッシャガバナ
２６ 排気通路（ガバナ排気通路）

Claims (2)

1. 空気圧縮機に連絡される入口およびエアタンクに連絡される出口を形成した基部材と、この基部材に対し、一端を前記入口に他端を前記出口にそれぞれ連絡して設置され、内部に再生可能な乾燥剤を収容した乾燥器と、この乾燥器よりも前記基部材の下部側に設けられ、圧力指令に応じて開弁し、前記乾燥剤を再生するための再生用ドレンバルブと、前記基部材の内部に設けられ、前記エアタンク内の圧力の変化に応じて弁を開閉し、前記ドレンバルブに対する圧力指令を生じるプレッシャガバナとを備えたエアドライヤにおいて、さらに次の（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）を含むことを特徴とするエアドライヤ。
   （Ａ）前記ドレンバルブの下部側に筒状部材を設け、この筒状部材の内周に前記ドレンバルブの排気通路を形成する。
   （Ｂ）前記プレッシャガバナの排気通路は、前記筒状部材の外周壁面に沿って設け、前記ドレンバルブの排気通路と非接続である。
   （Ｃ）前記筒状部材は、前記ドレンバルブの排気エアによる熱をその前記外周壁面に伝えるため、熱伝導性のある金属材料から形成されている。
2. 前記プレッシャガバナの排気通路は、前記筒状部材の外周壁面に設けた溝部から形成される、請求項１に記載のエアドライヤ。

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