DE112011105175T5

DE112011105175T5 - Filter

Info

Publication number: DE112011105175T5
Application number: DE112011105175.1T
Authority: DE
Inventors: Hiraku Sakai
Original assignee: Koganei Corp
Current assignee: Koganei Corp
Priority date: 2011-05-19
Filing date: 2011-12-27
Publication date: 2014-02-20
Anticipated expiration: 2031-12-28
Also published as: WO2012157148A1; JP5628089B2; US8961640B2; TWI572404B; TW201247303A; KR101780641B1; DE112011105175B4; CN103534035A; JP2012239987A; US20140083064A1; KR20140038415A; CN103534035B

Abstract

Dieser Filter wird zum Reinigen von Luft durch Entfernen von in der Luft enthaltenen Fremdstoffen, wie etwa Flüssigkeitströpfchen, verwendet. Eine Abscheidungseinheit (23) ist durch einen primären Anschluss (11), einen Anschlussblock (13), an dem ein sekundärer Anschluss (12) ausgebildet ist, und einen Abscheidungszylinder (20), der an dem Anschlussblock angebracht ist, ausgebildet. Innerhalb einer Wirbelströmungs-Erzeugungskammer (24) der Abscheidungseinheit (23) ist ein Zylinderschaufelabschnitt durch Anordnen einer Mehrzahl von Schaufeln, die sich in einer axialen Richtung entlang einer Innenumfangsfläche erstrecken und auch in einer Umfangsrichtung schräg verlaufen, in einer zylindrischen Form vorgesehen. Die Luft, die in die Wirbelströmungs-Erzeugungskammer (24) einströmte, wird durch den zylindrischen Schaufelabschnitt in eine Wirbelströmung versetzt, und Fremdstoffe, wie etwa Flüssigkeitströpfchen, werden in Richtung eines Sammelbehälters in einer Abscheidungskammer (25) ausgetragen. Die gereinigte Luft wird von einem Austragsrohr (37) zu dem zweiten Anschluss (12) geführt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Filter, der verwendet wird, um Fremdstoffe, wie etwa Flüssigkeitströpfchen oder Stäube, aus der Luft, die in ein Pneumatikgerät eingeführt werden soll, zu entfernen.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Ein Pneumatikgerät, wie ein Pneumatikzylinder, wird mit Luft aus einer Pneumatikquelle über eine Pneumatikleitung, wie eine Rohrleitung oder einen Schlauch, versorgt. Durch Verbinden der Pneumatikquelle und des Pneumatikgeräts über die Pneumatikleitung wird ein Pneumatikkreis gebildet. Luft, die dem Pneumatikgerät von der Pneumatikquelle zugeführt werden soll, wird als zu behandelnde Luft gehandhabt, und der Pneumatikkreis ist mit einem Filter zum Entfernen von in der zu behandelnden Luft enthaltenen Fremdstoffen, wie etwa Wassertröpfchen oder Öltröpfchen oder Stäuben, versehen.
Als ein Typ des Filters, der in dem Pneumatikkreis vorgesehen ist, offenbart Patentdokument 1 einen Filter mit einem Hauptblock, das heißt, einem Anschlussblock, der mit einem primären Anschluss und einem sekundären Anschluss ausgebildet ist, und einem Filterelement, das an dem Anschlussblock angebracht ist.
Das Filterelement ist angepasst, um Fremdstoffe, die aus Flüssigkeitströpfchen, wie etwa Wassertröpfchen, oder Stäuben, wie etwa pulverförmigen und körnigen Materialien, bestehen, die in der zu behandelnden Luft enthalten sind und aus dem primären Anschluss strömen, zu entfernen und die gereinigte Luft zu dem sekundären Anschluss auszutragen. Um die Fremdstoffe, wie etwa Flüssigkeitströpfchen, die durch das Filterelement entfernt werden, aufzunehmen, ist ein Filtergehäuse, nämlich ein Sammelbehälter, an dem Anschlussblock angebracht.
Als ein Filter zur Verwendung in dem Pneumatikkreis, sind Luftfilter, Ölnebelabscheider und Mikroölnebelabscheider genannte Formen bekannt, und diese Filter werden gemäß der Fremdstoff-Entfernungsleistung auf der Basis eines Innendurchmessers von Luftlöchern eines Filterelements oder dergleichen definiert.
Ein Filter, der angepasst ist, um Flüssigkeit zu verwirbeln und somit Fremdstoffe, die in flüssiges Kühlmittel gemischt sind, zu entfernen, ist in Patentdokument 2 offenbart. Dieser Filter ist angepasst, um Flüssigkeit zu verwirbeln und somit Fremdstoffe aus Flüssigkeit auf der Basis der Unterschiede des spezifischen Gewichts und der Zentrifugalkraft zwischen der Flüssigkeit und Fremdstoffen zu entfernen.
Dokumente des Standes der Technik
Patentdokumente

Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung Offenlegungsschrift Nr. H07-328364
Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldung Offenlegungsschrift Nr. 2011-51055

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Um Fremdstoffe durch Verwirbeln der Luft, die Fremdstoffe enthält, unter Verwendung eines Unterschieds in der Zentrifugalkraft der Luft und der Fremdstoffe zu entfernen, wird die Luft in eine Wirbelkammer mit einer zylindrischen Form aus einem Luftversorgungsanschluss in einer tangentialen Richtung ausgeblasen. Es ist schwierig, Fremdstoffe in der komprimierten Luft, die in einen Pneumatikkreis eingeführt wird, unter Verwendung eines solchen Fremdstoff-Entfernungsverfahrens zuverlässig zu entfernen. Dies liegt daran, dass aufgrund dessen, dass eine große Anzahl von Pneumatikgeräten in einem Pneumatikkreis in einem Montagewerk von elektronischen Teilen enthalten ist, die Strömungsgeschwindigkeit der in dem Pneumatikkreis strömenden Luft in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Pneumatikanlage stark schwankt.
Wenn ein Zentrifugalkraft benutzender Filter verwendet wird, um die Luft, die in den Pneumatikkreis, in dem die Strömungsgeschwindigkeit stark schwanken kann, eingeführt wird, zu reinigen, ist die auf Fremdstoffe ausgeübte Zentrifugalkraft, niedrig, wenn die Strömungsgeschwindigkeit niedrig ist, und dies bewirkt, dass Fremdstoffe, wie etwa Flüssigkeitströpfchen, aus einem Luftausströmungsanschluss ausströmen; somit kann die verarbeitete Luft nicht ausreichend gereinigt werden. Um zu verhindern, dass Fremdstoffe in den Luftausströmungsanschluss eintreten, ist es erforderlich, den Innendurchmesser der Wirbelkammer groß zu gestalten, aber dies macht den Filter großformatig. Auf der anderen Seite, wenn die Anlage derart ist, dass die Strömungsrate niedrig ist und ein Filterelement für die Verbesserung der Abscheidungswirkung verwendet wird, wird umso mehr die Strömungsgeschwindigkeit erhöht wird, die Abscheidungsleistung geringer; so ist es erforderlich, einen Strömungswegquerschnitt groß zu gestalten, um die Strömungsgeschwindigkeit zu verringern, und damit ist eine Größenzunahme des Filters unvermeidlich.
Ein bevorzugtes Ziel der vorliegenden Erfindung ist, in der Luft enthaltene Fremdstoffe, wie Flüssigkeitströpfchen, unter Verwendung eines kleinformatigen Filters abzuscheiden und zu entfernen.
MITTEL ZUR LÖSUNG DER PROBLEME
Ein Filter gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Filter zum Reinigen der Luft durch Entfernen von in der Luft enthaltenen Fremdstoffen, wie etwa Flüssigkeitströpfchen oder Stäuben, wobei der Filter umfasst: einen Anschlussblock, der mit einem primären Anschluss, dem die Luft zugeführt wird, und einem sekundären Anschluss, der bewirkt, dass gereinigte Luft ausströmt, versehen ist; eine zylindrische Abscheidungseinheit, die an dem Anschlussblock vorgesehen ist, um zusammen mit dem Anschlussblock eine Abscheidungseinheit zu bilden und um eine Wirbelströmungs-Erzeugungskammer zu bilden, die eine zylindrische Form aufweist und mit dem primären Anschluss in Verbindung steht, und eine Abscheidungskammer, die mit der Wirbelströmungs-Erzeugungskammer in der Abscheidungseinheit kommuniziert; ein Austragsrohr, das an einem zentralen Abschnitt der Wirbelströmungs-Erzeugungskammer angeordnet ist, um gereinigte Luft zu dem sekundären Anschluss zu führen; und einen zylindrischen Schaufelabschnitt, der durch Anordnen einer Mehrzahl von Schaufeln in einer zylindrischen Form ausgebildet ist, die sich jeweils in einer axialen Richtung entlang einer Innenumfangsfläche der Wirbelströmungs-Erzeugungskammer erstrecken und in die Umfangsrichtung schräg verlaufen, wobei der Filter die Luft, die aus dem primären Anschluss zugeführt wird und in die Wirbelströmungs-Erzeugungskammer in der axialen Richtung einströmt, zum Entfernen der Fremdstoffe verwirbelt, indem bewirkt wird, dass die in der Luft enthaltenen Fremdstoffe an der Innenumfangsfläche der zylindrischen Abscheidungseinheit anhaften.
Der Filter gemäß der vorliegenden Erfindung verfügt über ein Merkmal, dass bewirkt wird, dass der zylindrische Schaufelabschnitt die Luft, die von dem primären Anschluss zugeführt wird, verwirbelt, während die Luft in Richtung des Durchmessers nach innen strömt. Der Filter gemäß der vorliegenden Erfindung verfügt über ein Merkmal, dass bewirkt wird, dass der zylindrische Schaufelabschnitt die Luft, die aus dem primären Anschluss zugeführt wird, verwirbelt, während die Luft in Richtung des Durchmessers nach außen strömt.
Der Filter gemäß der vorliegenden Erfindung verfügt über ein Merkmal, dass er umfasst: einen ringförmigen Basisabschnitt, der mit der Innenumfangsfläche der Abscheidungseinheit ausgestattet ist, die an einem unteren Ende des zylindrischen Schaufelabschnitts angeordnet ist; und einen Verschlussdeckelabschnitt, der zwischen dem Austragsrohr und einem oberen Ende des zylindrischen Schaufelabschnitts angeordnet ist. Der Filter gemäß der vorliegenden Erfindung verfügt über ein Merkmal, dass er einen ringförmigen Basisabschnitt umfasst, der an dem unteren Endabschnitt des zylindrischen Schaufelabschnitts angeordnet ist und an dem Austragsrohr befestigt ist; und einen Verschlussdeckelabschnitt, der zwischen der Innenumfangsfläche der Abscheidungseinheit und dem oberen Ende des zylindrischen Schaufelabschnitts angeordnet ist. Der Filter gemäß der vorliegenden Erfindung verfügt über ein Merkmal, dass der zylindrische Schaufelabschnitt und der ringförmige Basisabschnitt einstückig ausgebildet sind.
Der Filter gemäß der vorliegenden Erfindung verfügt über ein Merkmal, dass ein gekerbter Abschnitt an einem oberen Endabschnitt von jeder der Schaufeln ausgebildet ist und der Verschlussdeckelabschnitt mit dem gekerbten Abschnitt ausgestattet ist. Der Filter gemäß der vorliegenden Erfindung verfügt über ein Merkmal, dass eine Flüssigkeitströpfchen-Austragsnut zwischen einer Außenumfangsfläche des ringförmigen Basisabschnitts und der Abscheidungseinheit ausgebildet ist. Der Filter gemäß der vorliegenden Erfindung verfügt über ein Merkmal, dass an einer oberen Fläche des ringförmigen Basisabschnitts eine Flüssigkeitströpfchen-Führungsfläche ausgebildet ist, die allmählich nach unten in einer Richtung radial nach innen schräg verläuft, so dass das Flüssigkeitströpfchen, das an der oberen Fläche des ringförmigen Basisabschnitts anhaftet, durch die Flüssigkeitströpfchen-Führungsfläche nach unten tropfen gelassen wird. Der Filter gemäß der vorliegenden Erfindung verfügt über ein Merkmal, dass die untere Fläche des Verschlussdeckelabschnitts in einer Richtung senkrecht zu einer Mittelachse der Abscheidungseinheit von einem Außenumfangsabschnitt zu einem Innenumfangsabschnitt ausgebildet ist, oder die untere Fläche des Verschlussdeckelabschnitts schräg nach unten verlaufend unterhalb der senkrechten Richtung von dem Außenumfangsabschnitt zu dem Innenumfangsabschnitt ausgebildet ist.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in der Abscheidungseinheit mit der Wirbelströmungs-Erzeugungskammer, die die zylindrische Form aufweist und die Abscheidungskammer umfasst, durch die Luft, die aus dem primären Anschluss der Wirbelströmungs-Erzeugungskammer in der axialen Richtung zugeführt wird, durch den zylindrischen Schaufelabschnitt innerhalb der Wirbelströmungs-Erzeugungskammer eine Wirbelströmung erzeugt; somit wird die Wirbelströmung in Richtung der Abscheidungskammer durch die Gesamtheit der Umfangsrichtung des zylindrischen Schaufelabschnitts gebildet. Auf diese Weise kann ohne Erhöhen des Innendurchmessers der Wirbelströmungs-Erzeugungskammer eine Wirbelströmung erzeugt werden, und in der Luft enthaltene Fremdstoffe, wie etwa Wassertröpfchen, können entfernt werden, wodurch ein kleinformatiger Filter mit ausgezeichneter Abscheidungsleistung erhalten wird.
KURZBESCHREIBUNGEN DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsansicht, die einen Filter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die die obere Hälfte des in 1 gezeigten Filters zeigt;
3 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die die untere Hälfte des in 1 gezeigten Filters zeigt;
4 ist eine Querschnittsansicht, genommen entlang der Linie A-A in 1;
5 ist eine Querschnittsansicht, genommen entlang der Linie B-B in 1;
6 ist eine Querschnittsansicht, genommen entlang der Linie C-C in 1;
7 ist eine Querschnittsansicht, genommen entlang der Linie D-D in 1;
8 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die den in den 1 und 2 gezeigten Wirbelströmungserzeuger zeigt;
9 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die den Filter zeigt;
10 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Sammelbehälter und ein ringförmiges Verriegelungselement zeigt;
11 ist eine Querschnittsansicht, die die obere Hälfte eines Filters gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
12 ist eine perspektivische Ansicht von 11; und
13 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen in den 10 und 11 gezeigten Wirbelströmungserzeuger zeigt.
BESTER WEG ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Wie in 1 gezeigt ist, weist ein Filter 10 einen Anschlussblock 13 auf, der aus Metall hergestellt und mit einem primären Anschluss 11 und einem sekundären Anschluss 12 ausgebildet ist. Der primäre Anschluss 11 ist mit einer primären Luftdruckleitung verbunden, die aus einer nicht gezeigten Rohrleitung oder dergleichen besteht, und Luft von einer Druckluftquelle wird dem primären Anschluss 11 über die Druckluftleitung zugeführt. Der sekundäre Anschluss 12 ist mit einer sekundären Druckluftleitung verbunden, die aus einer nicht gezeigten Rohrleitung oder dergleichen besteht, und gereinigte Luft, aus der Flüssigkeitströpfchen und dgl. entfernt sind, wird einem externen Pneumatikgerät aus dem sekundären Anschluss über die Druckluftleitung zugeführt. Der primäre Anschluss 11 und der sekundäre Anschluss 12 sind jeweils koaxial an Seitenflächen des Anschlussblocks 13 entgegengesetzt zueinander geöffnet. Seitenflächen des Anschlussblocks 13, aus denen die entsprechenden Anschlüsse geöffnet sind, sind in einer annähernd ebenen Form ausgebildet, und der Anschlussblock 13 hat insgesamt eine nahezu kubische Form, wie in 9 gezeigt ist.
Der Anschlussblock 13 ist mit einem Aufnahmeloch 14 darin ausgebildet, und der primäre Anschluss 11 steht mit dem Aufnahmeloch 14 in Verbindung. Ein Stützabschnitt 16, der mit einem Verbindungsloch 15 ausgebildet ist, ist an einem zentralen Abschnitt des Anschlussblocks 13 vorgesehen, und Luft, die dem primären Anschluss 11 zugeführt wird, strömt zu einem unteren Abschnitt des Aufnahmelochs 14 über einen Verbindungsraum zwischen dem Stützabschnitt 16 und dem Aufnahmeloch 14.
Ein unterer Endabschnitt des Anschlussblocks 13 ist mit einem zylindrischen Außengewindeabschnitt 17 versehen. Ein aus Harz hergestellter Abscheidungszylinder 20 ist abnehmbar an dem Außengewindeabschnitt 17 angebracht, und ein oberer Endabschnitt des Abscheidungszylinders 20 ist mit einem Innengewindeabschnitt 18 versehen, der auf den Außengewindeabschnitt 17 geschraubt ist. Der Abscheidungszylinder 20 weist einen zylindrischen Abschnitt 21 mit einem konstanten Innendurchmesser und einen konischen Abschnitt 22 auf, der sich kontinuierlich von einem unteren Abschnitt des zylindrischen Abschnitts 21 nach unten erstreckt und einen Innendurchmesser aufweist, der sich allmählich in Richtung eines unteren Endabschnitts davon verringert. Eine Abscheidungseinheit 23 besteht aus dem Anschlussblock 13 und dem an diesem Block angebrachten Abscheidungszylinder 20. Die Abscheidungseinheit 23 ist darin mit einer oberseitigen Wirbelströmungs-Erzeugungskammer 24 und einer unterseitigen Abscheidungskammer 25 ausgebildet, die miteinander kommunizieren. Die in dieser Figur dargestellte Abscheidungseinheit 23 ist derart ausgestaltet, dass die Wirbelströmungs-Erzeugungskammer 24 aus dem Anschlussblock 13 und dem Abscheidungszylinder 20 gebildet ist, aber sie kann derart ausgestaltet sein, dass die Wirbelströmungs-Erzeugungskammer 24 aus dem Anschlussblock 13 gebildet ist und die Abscheidungskammer 25 aus dem Abscheidungszylinder 20 gebildet ist, oder sie kann derart ausgestaltet sein, dass die Wirbelströmungs-Erzeugungskammer 24 und die Abscheidungskammer 25 in dem Abscheidungszylinder 20 ausgebildet sind.
Der konische Abschnitt 22 des Abscheidungszylinders 20 ist mit einem Außengewindeabschnitt 26 versehen, und der Außengewindeabschnitt 26 hat den gleichen Außendurchmesser wie der Außengewindeabschnitt 17 des Anschlussblocks 13. Ein Sammelbehälter 27 ist abnehmbar an dem Außengewindeabschnitt 26 angebracht. Der Sammelbehälter 27 weist einen zylindrischen Abschnitt 28a und einen Bodenwandabschnitt 28b auf, der einstückig mit dem zylindrischen Abschnitt 28a ist, und ist aus einem transparenten Material hergestellt. Ein oberer Endabschnitt des Sammelbehälters 27 ist mit einem Innengewindeabschnitt 29 versehen, der auf den Außengewindeabschnitt 26 geschraubt ist. Der Innengewindeabschnitt 29 hat den gleichen Innendurchmesser wie der Innengewindeabschnitt 18 des zylindrischen Abschnitts 21 des Abscheidungszylinders 20. Der Sammelbehälter 27 ist mit einer Speicherkammer 30 ausgebildet, in der Fremdstoffe, wie etwa Flüssigkeitströpfchen, aufgenommen werden, und das Innere des Abscheidungszylinders 20 und der Speicherkammer 30 stehen miteinander über einen Austragsanschluss 31 in Verbindung, dar an einem unteren Endabschnitt des Abscheidungszylinders 20 ausgebildet ist.
Ein aus Harz hergestellter Wirbelströmungserzeuger 32 ist in der Wirbelströmungs-Erzeugungskammer 24 der Abscheidungseinheit 23 angebracht. Der Wirbelströmungserzeuger 32 weist einen ringförmigen Basisabschnitt 33 auf, der an eine Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 21 des Abscheidungszylinders 20 montiert ist. Der ringförmige Basisabschnitt 33 ist einstückig mit einem zylindrischen Schaufelabschnitt 34 ausgebildet. Wie in den 2 und 4 gezeigt ist, ist der zylindrische Schaufelabschnitt 34 mit einer Mehrzahl von Flügeln, d. h. Schaufeln 35, versehen, die sich in einer axialen Richtung entlang einer Innenumfangsfläche des Aufnahmelochs 14, d. h. einer Innenumfangsfläche der Wirbelströmungs-Erzeugungskammer 24, erstrecken, und die Schaufeln 35 sind jeweils in einer zylindrischen Form in Intervallen mit Zwischenräumen 36 ausgebildet und angeordnet. Wie in 4 gezeigt ist, weist jede der Schaufeln 35 einen Schrägstellungswinkel zu einer Tangente an die Innenumfangsfläche des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 auf. Durch die Bereitstellung des Schrägstellungswinkels auf diese Weise wird die Strömung von Luft zu Wirbelströmung verändert. Da viele Schaufeln 35 über einen gesamten Umfang des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 angeordnet sind und Längen in der axialen Richtung aufweisen, kann überdies Wirbelströmung effizient mit geringem Druckverlust erzielt werden, obwohl der zylindrische Schaufelabschnitt 34 in einer radialen Richtung dünn ist. Der zylindrische Schaufelabschnitt 34 ist aus einundzwanzig Schaufeln 35 gebildet. Wie in 4 gezeigt ist, sind die jeweiligen Schaufeln 35 derart eingerichtet, dass Wanddicken von diesen auf einer radial inneren Seite dünner sind als jene von diesen auf einer radial äußeren Seite, und jeder Zwischenraum 36, der zwischen den jeweiligen Schaufeln ausgebildet ist, erstreckt sich entlang der zentralen Achse der Abscheidungseinheit 23 in einer axialen Richtung und verläuft schräg in einer Umfangsrichtung.
Ein Austragsrohr 37 ist in dem Verbindungsloch 15 angebracht, und eine untere Endfläche des Austragsrohrs 37 erstreckt sich über den zylindrischen Schaufelabschnitt 34 hinaus nach unten, so dass sie die Position des ringförmigen Basisabschnitts 33 erreicht. Luft, die durch Abscheidung von Fremdstoffen gereinigt wurde, wird zu dem sekundären Anschluss 12 über das Austragsrohr 37 geführt. Das Austragsrohr 37 ist einstückig mit einem Verschlussdeckelabschnitt 38, und dieser Verschlussdeckelabschnitt 38 ist an den oberen Endabschnitten des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 angeordnet. Durch den Verschlussdeckelabschnitt 38 wird verhindert, dass Luft, die aus dem primären Anschluss 11 in das Aufnahmeloch 14 strömt, von einer radialen Innenseite des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 in den zylindrischen Schaufelabschnitt 34 strömt.
Somit ist der Wirbelströmungserzeuger 32 aus dem zylindrischen Schaufelabschnitt 34, der als Ganzes zu einer zylindrischen Form ausgebildet ist, dem ringförmigen Basisabschnitt 33, der an dem unteren Endabschnitt des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 angeordnet ist und in die Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 21 des Abscheidungszylinders 20 montiert ist, und dem Verschlussdeckelabschnitt 38, der an den oberen Endabschnitten des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 angeordnet ist, und dem Austragsrohr 37 zusammengesetzt. Daher strömt Luft, die aus dem primären Anschluss 11 in das Aufnahmeloch 14 zugeführt wird, in die Wirbelströmungs-Erzeugungskammer 24 in der axialen Richtung, um von einer oberen Außenumfangsfläche des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 in die Zwischenräume 36 zwischen den Schaufeln 35 zu strömen. Luft, die in die jeweiligen Zwischenräume 36 strömt, wird durch die Schaufeln 35 geführt, um in Richtung der Innenseite des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 in einer zu der tangentialen Richtung schrägen Weise ausgestoßen zu werden. Daher wird innerhalb des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 eine Wirbelluftströmung erzeugt, und die Wirbelströmung gelangt in die unterseitige Abscheidungskammer 25 in dem Abscheidungszylinder 20, während sie verwirbelt wird. Wenn die Luftströmung zu der Wirbelströmung verändert wird, ist eine Zentrifugalkraft, die auf Flüssigkeitströpfchen mit einem spezifischen Gewicht größer als Luft ausgeübt wird, größer als die, die auf Luft ausgeübt wird, so dass die Flüssigkeitströpfchen an einer Innenumfangsfläche des konischen Abschnitts 22 anhaften. Die Flüssigkeitströpfchen, die an der Innenumfangsfläche anhaften, tropfen von dem Austragsanschluss 31 in die Speicherkammer 30.
Wie oben beschrieben ist, ist der zylindrische Schaufelabschnitt 34, der durch Anordnen der Schaufeln 35 in der zylindrischen Form ausgebildet ist, mit dem ringförmigen Basisabschnitt 33 integriert, und der Verschlussdeckelabschnitt 38, der mit dem Austragsrohr 37 integriert ist, ist in einen distalen Endabschnitt des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 montiert. Jedoch können der zylindrische Schaufelabschnitt 34 und der Verschlussdeckelabschnitt 38 miteinander integriert sein, und der ringförmige Basisabschnitt 33 kann an der unteren Endfläche des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 anliegen. Ferner sind das Austragsrohr 37 und der Verschlussdeckelabschnitt 38 miteinander integriert. Jedoch können diese Elemente voneinander getrennt sein.
Wie in den Figuren gezeigt ist, strömt Luft, die aus dem primären Anschluss 11 in die Wirbelströmungs-Erzeugungskammer 24 strömte, von einem Außenumfangsabschnitt der Wirbelströmungs-Erzeugungskammer 24 in der axialen Richtung zu dem Wirbelströmungserzeuger 32, so dass eine axiale Strömung durch die Schaufeln 35 zu einer Wirbelströmung verändert wird. Da einundzwanzig Schaufeln 35 über den gesamten Umfang von 360 Grad angeordnet sind, wird auf die einströmende Luft eine Verwirbelungskraft über den gesamten Umfang von 360 Grad ausgeübt. Deshalb kann, verglichen mit einem Fall, bei dem bewirkt wird, dass die Luft aus einem Einlassanschluss zu einer Innenumfangsfläche des Abscheidungszylinders 20 in einer tangentialen Richtung strömt, wie es in Patentdokument 2 offenbart ist, eine Wirbelströmung mit hoher Geschwindigkeit effizient erzeugt werden, ohne den Innendurchmesser des Abscheidungszylinders 20 groß herzustellen. Dementsprechend kann der Filter, der Wirbelströmung bildet, um darin enthaltene Flüssigkeitströpfchen zu entfernen, in kleiner Abmessung hergestellt werden.
Der Abscheidungszylinder 20 weist den zylindrischen Abschnitt 21 und den konischen Abschnitt 22 auf, der an der Unterseite des zylindrischen Abschnitts 21 angeordnet ist, und es kann verhindert werden, dass die Zentrifugalkraft, die auf Wirbelströmung ausgeübt wird, die durch den Wirbelströmungserzeuger 32 erzeugt wird, an dem konischen Abschnitt 22 gedämpft wird. Wenn der untere Abschnitt des Abscheidungszylinders 20 in einer konischen Form ausgebildet ist, kann daher ein Abscheidungswirkungsgrad von Fremdstoffen aufgrund von Anhaftung von Fremdstoffen, wie etwa Flüssigkeitströpfchen, an der Innenumfangsfläche höher eingerichtet werden als der in einer solchen Hinsicht, dass der ganze Abscheidungszylinder 20 in einer zylindrischen Form ausgebildet ist. Luft, die durch Entfernen von Fremdstoffen gereinigt ist, steigt während sie verwirbelt wird, auf, um in das Austragsrohr 37 zu strömen, und wird aus dem sekundären Anschluss 12 nach außen ausgetragen.
Gekerbte Abschnitte 39 sind an einer radial inneren Seite des oberen Endabschnitts des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 ausgebildet. Wie in 4 gezeigt ist, entspricht ein Innendurchmesser der gekerbten Abschnitte 39 einem Außendurchmesser R des unteren Endabschnitts des Verschlussdeckelabschnitts 38, so dass der Verschlussdeckelabschnitt 38 in die gekerbten Abschnitte 39 montiert ist. Da der Verschlussdeckelabschnitt 38 in dieser Weise in das Innere des oberen Endabschnitts des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 montiert ist, wird verhindert, dass die jeweiligen Schaufeln 35 radial nach innen verformt werden. Ein Abschnitt einer Außenumfangsfläche des Verschlussdeckelabschnitts 38, der von einem Abschnitt davon oberhalb der oberen Endfläche des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 zu dem Stützabschnitt 16 gelegen ist, ist als eine Kegelfläche 41 mit einem nach oben hin abnehmenden Durchmesser ausgebildet. Deshalb wird Luft, die aus dem primären Anschluss 11 in die Wirbelströmungs-Erzeugungskammer 24 strömte, durch die Kegelfläche 41 radial nach außen geführt, strömt dann entlang der Innenumfangsfläche des zylindrischen Schaufelabschnitts 34, während sie aus den Zwischenräumen 36 zwischen dem Verschlussdeckelabschnitt 38 und dem Aufnahmeloch 14 entlang der jeweiligen Schaufeln 35 nach unten strömt, was zu einer Wirbelströmung der eingeströmten Luft führt.
Eine untere Fläche 42 des Verschlussdeckelabschnitts 38 ist zu einer flachen Fläche ausgebildet, die sich von einem Außenumfangsabschnitt zu einem Innenumfangsabschnitt erstreckt, so dass sie unter einem rechten Winkel zur Mittelachse des Verschlussdeckelabschnitts 38 steht, so dass Flüssigkeitströpfchen, die in der Wirbelströmung enthalten sind, nicht an der unteren Fläche 42 haften. Daher strömen Flüssigkeitströpfchen, die zusammen mit Luft von dem Außenumfang des Verschlussdeckelabschnitts 38 in den zylindrischen Schaufelabschnitt 34 strömten, nach unten zusammen mit der Wirbelströmung, ohne an der unteren Fläche 42 anzuhaften. Wenn gemäß einem Experiment die untere Fläche 42 zu einer schräg nach oben verlaufenden Fläche ausgebildet ist, die sich von dem radial äußeren Abschnitt in Richtung des radial inneren Abschnitts erstreckt, haften Flüssigkeitströpfchen an der unteren Fläche 42 an. Ferner werden, wenn die untere Fläche mit einer ringförmigen Nut ausgebildet ist, Flüssigkeitströpfchen in der ringförmigen Nut gefangen, und daher können die Flüssigkeitströpfchen nicht gleichmäßig abtropfen gelassen werden. Andererseits, wie in den 1 und 2 gezeigt ist, wenn die untere Fläche 42 unter einem rechten Winkel zu der zentralen Achse ausgebildet ist oder wenn sie von dem radial äußeren Abschnitt in Richtung des zentralen Abschnitts schräg nach unten verläuft, wie es durch eine Strich-Doppelpunkt-Linie 42a in 2 gezeigt ist, wird verhindert, dass Flüssigkeitströpfchen an der unteren Fläche 42 anhaften.
Ein Zwischenraum 43 ist zwischen der Innenumfangsfläche des Aufnahmelochs 14 und der Außenumfangsfläche des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 ausgebildet. Flüssigkeitströpfchen, die in Luft vermischt sind, die aus dem primären Anschluss 11 in die Wirbelströmungs-Erzeugungskammer 24 strömen soll, werden teilweise durch den Zwischenraum 43 zwischen den Schaufeln 35 und der Innenumfangsfläche des Aufnahmelochs 14 geführt, um zu den unteren Endabschnitten der Schaufeln 35 zu strömen. Wie in 2 gezeigt ist, ist eine Flüssigkeitströpfchen-Führungsfläche 44, die schräg nach unten verläuft, wenn radial nach außen gegangen wird, an der Außenseite des Außendurchmessers des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 als Teil einer oberen Fläche des ringförmigen Basisabschnitts 33 gebildet. Wie in 5 gezeigt ist, ist eine Mehrzahl von Flüssigkeits-Austragsnuten 45 an einer Außenumfangsfläche des ringförmigen Basisabschnitts 33 ausgebildet, und Flüssigkeitströpfchen, die derart geströmt sind, dass sie den äußersten Umfangsabschnitt der Flüssigkeitströpfchen-Führungsfläche 44 erreichten, werden aus den jeweiligen Flüssigkeitsaustragsnuten 45 zu einem unteren Abschnitt des Abscheidungszylinders 20 geführt. Andererseits ist eine Flüssigkeitströpfchen-Führungsfläche 46, die schräg nach unten verläuft, wenn radial nach innen gegangen wird, zwischen der Außenumfangsfläche und der Innenumfangsfläche des zylindrischen Schaufelabschnitt 34 als Teil der oberen Fläche des ringförmigen Basisabschnitts 33 ausgebildet.
Daher werden Flüssigkeitströpfchen, die derart über die Zwischenräume 36 zwischen den Schaufeln 35 nach unten geströmt sind, dass sie die obere Fläche des ringförmigen Basisabschnitts 33 erreichen, von dem Abschnitt mit minimalem Durchmesser der schräg verlaufenden Flüssigkeitströpfchen-Führungsfläche 46 nach unten tropfen gelassen. Auf diese Weise können unter Flüssigkeitströpfchen, wie etwa Wassertröpfchen und Öltröpfchen, die zusammen mit Luft aus dem primären Anschluss 11 in die Wirbelströmungs-Erzeugungskammer 24 strömen, Flüssigkeitströpfchen, die zwischen der Außenumfangsfläche des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 und dem Aufnahmeloch 14 strömten, durch die Flüssigkeitströpfchen-Führungsfläche 44 geführt und dann aus den Flüssigkeitsaustragsnuten 45 zu der Innenumfangsfläche des Abscheidungszylinders 20 geführt werden. Daher kann sicher verhindert werden, dass sie in das Austragsrohr 37 eindringen. Insbesondere auch dann, wenn eine Menge an Luft, die dem primären Anschluss 11 zugeführt wird, schnell erhöht wird, kann sicher verhindert werden, dass Flüssigkeitströpfchen in dem Austragsrohr 37 gefangen werden. Andererseits werden Flüssigkeitströpfchen, die entlang der Schaufeln 35 nach unten auf die Flüssigkeitströpfchen-Führungsfläche 46 tropften, durch die Flüssigkeitströpfchen-Führungsfläche 46 geführt, um unter den ringförmigen Basisabschnitt 33 zu tropfen, so dass sicher verhindert werden kann, dass Flüssigkeitströpfchen in dem Austragsrohr 37 gefangen werden. Wie in 5 gezeigt ist, beträgt die vorgesehene Anzahl der Flüssigkeitsaustragsnuten 45 vier, aber die Anzahl kann auf eine beliebige Anzahl festgesetzt sein. Außerdem können die Flüssigkeitsaustragsnuten 45 an der Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 21 ausgebildet sein.
Eine untere Fläche des ringförmigen Basisabschnitts 33 ist als eine Kegelfläche 47 ausgebildet, die schräg nach unten verläuft, so dass ein Innendurchmesser davon von dem Abschnitt mit minimalem Durchmesser der Flüssigkeitströpfchen-Führungsfläche 46 zu der Außenumfangsfläche des ringförmigen Basisabschnitts 33 größer wird. Wie oben beschrieben ist, wenn die untere Fläche des ringförmigen Basisabschnitts 33 als ein im Durchmesser vergrößerter Abschnitt, der nach unten erweitert ist, ausgebildet ist, so dass ein Innendurchmesser der unteren Fläche nach unten hin größer wird, nämlich als die Kegelfläche 47, wird Luft, die durch die Schaufeln 35 geführt wird, um sie in eine Wirbelströmung zu versetzen, zu der Abscheidungskammer 25 des Abscheidungszylinders 20 geführt, während ein Verwirbelungsradius davon in Richtung der Kegelfläche 47 größer wird. Die untere Endfläche des Austragsrohrs 37 ist auf die gleiche axiale Position wie die des ringförmigen Basisabschnitts 33 gesetzt, und eine radial äußere Seite des unteren Endabschnitts des Austragsrohrs 37 entspricht dem ringförmigen Basisabschnitt 33, aber eine Innenfläche des ringförmigen Basisabschnitts 33 ist als eine solche Kegelfläche 47 ausgebildet, dass ein Innendurchmesser davon nach unten hin größer wird, so dass sicher verhindert werden kann, dass Flüssigkeitströpfchen, die an der Kegelfläche 47 anhafteten, in dem Austragsrohr 37 gefangen werden. Insbesondere auch dann, wenn eine Menge an aus dem primären Anschluss 11 einströmender Luft schnell erhöht wird, kann verhindert werden, dass Flüssigkeitströpfchen in dem Austragsrohr 37 gefangen werden.
In einem solchen Fall, dass ein Abstand zwischen der Innenumfangsfläche des ringförmigen Basisabschnitts 33 und dem Außenumfang des Austragsrohrs 37 kurz ist, falls die Innenumfangsfläche des ringförmigen Basisabschnitts 33 gerade hergestellt wird, gibt es eine solche Möglichkeit, dass Flüssigkeitströpfchen in dem Austragsrohr 37 gefangen werden, aber es kann sicher verhindert werden, dass Flüssigkeitströpfchen in das Austragsrohr 37 eintreten, indem die Innenumfangsfläche als die Kegelfläche 47 ausgebildet ist. Der im Durchmesser vergrößerte Abschnitt, der an dem ringförmigen Basisabschnitt 33 ausgebildet ist, ist nicht auf die Kegelfläche begrenzt. Wenn ein Innendurchmesser derart festgelegt ist, dass er größer als der Innendurchmesser des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 ist, kann selbst dann, wenn ein im Durchmesser vergrößerter Abschnitt, der einen geraden Innendurchmesser besitzt, angewendet wird, verhindert werden, dass Flüssigkeitströpfchen in dem Austragsrohr 37 gefangen werden.
Luft, die von der Kegelfläche 47 in die Abscheidungskammer 25 strömte und entlang der Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 21 verwirbelte, wird durch die Innenumfangsfläche des konischen Abschnitts 22, nämlich eine konische Fläche 48, die einen Innendurchmesser aufweist, der in Richtung des unteren Endabschnitts kleiner wird, geführt und verwirbelt. In Luft, die entlang der konischen Fläche 48 strömt, wird erzeugte Zentrifugalkraft aufrechterhalten, und in der Luft enthaltene Flüssigkeitströpfchen haften an der konischen Fläche 48 des konischen Abschnitts 22 an, um in Richtung des Austragsanschlusses 31 an dem unteren Endabschnitt zu strömen.
Wie oben beschrieben ist, indem die Flüssigkeitströpfchen-Führungsfläche 44 an einem Abschnitt der oberen Fläche des ringförmigen Basisabschnitts 33 ausgebildet ist, der radial außen positioniert ist, und die Flüssigkeitströpfchen-Führungsfläche 46 an einem Abschnitt der oberen Fläche des ringförmigen Basisabschnitts 33 ausgebildet ist, der radial innen positioniert ist, können Flüssigkeitströpfchen, die nach unten zu der oberen Fläche des ringförmigen Basisabschnitts 33 strömten, sicher nach unten tropfen gelassen werden.
Eine Prallplatte 51, die mit einer Flüssigkeitsführungsfläche 50 gegenüber dem Austragsanschluss 31 versehen ist, ist in dem Sammelbehälter 27 angeordnet. Wie in 3 gezeigt ist, wird verhindert, dass Flüssigkeitströpfchen, die aus dem Austragsanschluss 31 tropften, auf dem Boden der Speicherkammer 30 bleiben, und dass Flüssigkeitströpfchen an dem Boden der Speicherkammer 30 zurück in die Abscheidungskammer 25 strömen, und zwar aufgrund von Zyklonwirkung der Wirbelströmung, da die Prallplatte 51 dem Austragsanschluss 31 über einen Zwischenraum mit einem Prallplattenanordnungsabstand L gegenüberliegt. Acht Lamellen 52, die sich jeweils in einer radialen Richtung der Flüssigkeitsführungsfläche 50 erstrecken und nach oben vorspringen, sind radial an der Flüssigkeitsführungsfläche 50 der Prallplatte 51 vorgesehen, wie in den 3 und 6 gezeigt ist. Somit wird durch die Mehrzahl von radialen Lamellen 52 verhindert, dass Luft in der Speicherkammer 30 entsprechend Luft verwirbelt wird, die in dem Austragsanschluss 31 verwirbelt wird. Somit wird durch die mit Lamellen 52 versehene Prallplatte 51 verhindert, dass Flüssigkeit in der Speicherkammer 30 durch die Zyklonwirkung aufgrund des Verwirbelns von Luft in der Speicherkammer 30 aufgewirbelt wird und heraus zu dem sekundären Anschluss 12 strömen gelassen wird. Weiterhin wird Luft, die nach unten entlang der konischen Fläche 48 verwirbelt wird, durch die Prallplatte 51 in einer umgekehrten Richtung reflektiert und nach oben in Richtung des Austragsrohrs 37 bewegt.
Die Prallplatte 51 ist mit einer Basisplatte 53 integriert, die knapp unterhalb der Prallplatte 51 angeordnet ist und einen Durchmesser aufweist, der größer als der der Prallplatte 51 ist. Wie in 7 gezeigt ist, ist ein kreuzförmiger Schenkelabschnitt 54 an der Basisplatte 53 über einen in 3 gezeigten Kopplungsabschnitt 53a angebracht. Der Schenkelabschnitt 54 umfasst vier plattenartige Elemente, die sich radial von einem radialen zentralen Abschnitt des Schenkelabschnitts 54 erstrecken. Der Schenkelabschnitt 54 ist aus zwei Platten 54b mit großem Durchmesser, die sich in der Nähe der Innenumfangsfläche des Sammelbehälters 27 erstrecken und ein Kerbenloch 54a in der Nähe der axialen Mitte des Schenkelabschnitts 54 aufweisen, und zwei Platten 54c mit kleinem Durchmesser gebildet, die einen großen Zwischenraum zwischen der Innenumfangsfläche des Sammelbehälters 27 und jeder der Platten 54c mit kleinem Durchmesser aufweisen. Daher wird sicher verhindert, dass Luft in der Speicherkammer 30 verwirbelt wird. Ein Kopplungsabschnitt 55, der an dem unteren Abschnitt des Schenkelabschnitts 54 vorgesehen ist, ist in ein Austragsloch 56, das in einem Bodenwandabschnitt 28b des Sammelbehälters 27 ausgebildet ist, eingebaut, und ein Austragsrohr 57, das in eine untere Seite des Austragslochs 56 eingesetzt ist, ist mit dem Kopplungsabschnitt 55 gekoppelt. Das Austragsrohr 57 steht mit einem Nockenabschnitt eines Betätigungsknopfes 58 in Eingriff, der an einem Außenumfang eines Austragsanschlusses 28c drehbar angebracht ist, der an dem Bodenwandabschnitt 28b vorgesehen ist, so dass das Austragsrohr 57 durch Betätigen des Betätigungsknopfes 58 auf rotierende Weise vertikal bewegt wird. Wenn das Austragsrohr 57 durch den Betätigungsknopf 58 nach oben bewegt wird, wird ein Dichtungselement 59a, das an dem Kopplungsabschnitt 55 vorgesehen ist, von dem Bodenwandabschnitt 28b getrennt. Daher wird Flüssigkeit in der Speicherkammer 30 nach außen über das Austragsrohr 57 abgeleitet.
Wie in 3 gezeigt ist, wenn der Innendurchmesser des Austragsanschlusses 31 des Abscheidungszylinders 20 als ”D” dargestellt wird und ein Kegelwinkel des konischen Abschnitts 22 des unteren Endabschnitts des Abscheidungszylinders 20 als ”θ” wird, sind der Innendurchmesser D und der Kegelwinkel θ jeweils auf 6,5 bis 9 mm bzw. 20 bis 30 Grad eingestellt. Daher wird bestätigt, dass bewirkt werden kann, dass Flüssigkeitströpfchen an der Innenfläche des konischen Abschnitts 22 anhaften und die anhaftenden Flüssigkeitströpfchen aus dem Austragsanschluss 31 zu der Speicherkammer 30 abgeleitet werden können, so dass eine Wirkung einer Entfernung von Flüssigkeitströpfchen verbessert werden kann.
Wenn ein Flächenwinkel der Flüssigkeitsführungsfläche 50 der Prallplatte 51 als α dargestellt wird und ein Prallplattenanordnungsabstand zwischen dem Austragsanschluss 31 und der Flüssigkeitsführungsfläche 50 als L dargestellt wird, sind der Flächenwinkel α und der Prallplattenanordnungsabstand L jeweils auf 90 bis 180° bzw. 5 bis 15 mm eingestellt. Daher wird sicher verhindert, dass Flüssigkeitströpfchen, die aus dem Austragsanschluss 31 nach unten tropften, sich nach oben bewegen und zurück in die Abscheidungskammer 25 strömen. Wenn der Prallplattenanordnungsabstand L so eingestellt ist, dass er kürzer als 5 mm ist, besteht eine Möglichkeit, dass Flüssigkeitströpfchen, die an der Flüssigkeitsführungsfläche 50 der Prallplatte 51 anhafteten, zurück in den Abscheidungszylinder 20 strömen. Wenn im Gegensatz dazu der Prallplattenanordnungsabstand L so eingestellt ist, dass er größer als 15 mm ist, besteht eine solche Möglichkeit, dass Flüssigkeitströpfchen, die durch den Austragsanschluss 31 hindurchgetreten sind, auf der Flüssigkeitsführungsfläche 50 bleiben, und die verbliebenen Flüssigkeitströpfchen durch die Zyklonwirkung aufgrund einer Änderung der Durchflussrate oder dergleichen sich nach oben bewegen und zerstreut werden, so dass sie aus dem Austragsanschluss 31 zurück in den Abscheidungszylinder 20 strömen. Hinsichtlich des Flächenwinkels α kann sicher verhindert werden, dass Flüssigkeitströpfchen von der Prallplatte 51 zurückströmen, indem der Flächenwinkel α auf den oben beschriebenen Winkelbereich festgelegt wird.
Wie in 1 gezeigt ist, ist an einer Außenseite des Innengewindeabschnitts 18 des Abscheidungszylinders 20 ein aus Harz hergestelltes, ringförmiges Verriegelungselement 63 in der axialen Richtung beweglich angebracht, um einen Zustand zu verriegeln, in welchem der Abscheidungszylinder 20 an dem Außengewindeabschnitt 17 des Anschlussblocks 13 befestigt ist, und den herbeigeführten Verriegelungszustand zu lösen, wenn der Abscheidungszylinder 20 von dem Anschlussblock 13 abgenommen wird. In ähnlicher Weise ist an einer Außenseite des Innengewindeabschnitts 29 des Sammelbehälters 27 ein aus Harz hergestelltes, ringförmiges Verriegelungselement 64 in der axialen Richtung beweglich angebracht, um einen Zustand zu verriegeln, in welchem der Sammelbehälter 27 an dem Außengewindeabschnitt 26 des Abscheidungszylinders 20 befestigt ist, und den herbeigeführten Verriegelungszustand zu lösen, wenn der Sammelbehälter 27 von dem Abscheidungszylinder 20 abgenommen wird. Die jeweiligen ringförmigen Verriegelungselemente 63 und 64 haben den gleichen Aufbau.
10 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Sammelbehälters 27 und des ringförmigen Verriegelungselements 64, wobei zwei konvexe Führungsabschnitte 65 an einer Außenumfangsfläche des Sammelbehälters 27 derart vorgesehen sind, dass sie voneinander um einen Winkel von 180° in einer Umfangsrichtung verschoben sind, und ein konkaver Führungsabschnitt 66, in den der konvexe Führungsabschnitt 65 eingesetzt ist, an einer Innenumfangsfläche des ringförmigen Verriegelungselements 64 ausgebildet ist, wie in 10 gezeigt ist. Daher wird das ringförmige Verriegelungselement 64 außerhalb des Sammelbehälters 27 in der axialen Richtung bewegt, während es durch die konvexen Führungsabschnitte 65, die in die konkaven Führungsabschnitte 66 eingesetzt sind, geführt wird. Außenflächen der Abschnitte des ringförmigen Verriegelungselements 64, die den konkaven Führungsabschnitten 66 entsprechen, sind als vorspringende Abschnitte 67 ausgebildet, die radial nach außen vorspringen, um eine Wandungsdicke aus Harz gleichmäßig herzustellen. Eine Seitenwand 66a des konkaven Führungsabschnitts 66 gelangt mit einer Seitenfläche 65a des konvexen Führungsabschnitts 65 in Kontakt, so dass eine Drehung des ringförmigen Verriegelungselements 64 durch die beiden Führungsabschnitte 65 und 66 verhindert wird. Außenflächen der Abschnitte des ringförmigen Verriegelungselements 64, die den konkaven Führungsabschnitten 66 entsprechen, sind als vorspringende Abschnitte 67 ausgebildet, die radial nach außen vorspringen, um eine Wandungsdicke aus Harz gleichmäßig herzustellen. Ein Anschlag 68, an dem ein Endabschnitt 65b des konvexen Führungsabschnitts 65 anliegt, ist an dem konkaven Führungsabschnitt 66 vorgesehen, und der Anschlag 68 liegt an dem Endabschnitt 65b des Führungsabschnitts 65 an, so dass die Position des ringförmigen Verriegelungselements 64 in einer Richtung zu dem Bodenwandabschnitt 28b des Sammelbehälters 27 begrenzt ist.
Zwei Schrägvorsprünge 71 sind an einer Außenumfangsfläche des Sammelbehälters 27 vorgesehen, so dass sie von dem konvexen Führungsabschnitt 65 um einen Winkel von 90 Grad in einer Umfangsrichtung verschoben sind. Der Schrägvorsprung 71 weist eine Schrägfläche 72 auf, die schräg radial nach außen in Richtung des Bodenabschnitts des Sammelbehälters 27 verläuft. Andererseits sind Zungenstücke 73, die jeweils schräg nach oben und radial nach innen verlaufen und mit der Schrägfläche 72 in Kontakt stehen, an einer Innenumfangsfläche des ringförmigen Verriegelungselements 64 vorgesehen, so dass sie in Richtung der Innenseite des ringförmigen Verriegelungselements 64 vorspringen. Ein Abschnitt des ringförmigen Verriegelungselements 64, der mit dem Zungenstück 73 versehen ist, ist ausgespart, und eine Außenfläche eines Abschnitts des ringförmigen Verriegelungselements 64, der dem ausgesparten Abschnitt entspricht, ist als ein vorspringender Abschnitt 74 ausgebildet.
Das Zungenstück 73 ist aus elastisch verformbarem Harzmaterial hergestellt und einstückig mit dem ringförmigen Verriegelungselement 64 ausgebildet, und eine distale Endseite davon wird derart elastisch verformt, dass sie sich in einer radialen Richtung verlagert. Das Zungenstück 73 ist derart ausgebildet, dass sein distales Ende, nämlich ein schräg verlaufendes distales Ende, schräg radial nach innen verläuft. Da das ringförmige Verriegelungselement 64, das mit den Zungenstücken 73 integriert ist, durch elastisch verformbares Harz geformt ist, kann ein distales schräg verlaufendes Ende des Zungenstücks 73 durch eine radial nach außen wirkende Kraft verformt werden. Daher wird die distale Endseite des Zungenstücks 73 elastisch verformt, wenn das ringförmige Verriegelungselement 64 in der Längsrichtung in Richtung des Bodenabschnitts des Sammelbehälters 27 bewegt wird, so dass sie entlang der Schrägfläche 72 gleitet, um sich radial nach außen zu verlagern. Eine Druckkraft in Richtung eines Öffnungsendabschnitts des Sammelbehälters 27 übt eine Vorspannung gegen das ringförmige Verriegelungselement 64 durch eine Rückstellkraft des elastisch verformten Zungenstücks 73 aus. Wenn das ringförmige Verriegelungselement 64 von einer Hand eines Bedieners in einem solchen Zustand gelöst wird, dass sich das ringförmige Verriegelungselement 64 manuell in Richtung des Bodenabschnitts des Sammelbehälters 27 in eine Verriegelungs-Löse-Position bewegt hat, wird daher das ringförmige Verriegelungselement 64 durch die Druckkraft automatisch in seine ursprüngliche Position zurückgeführt. Somit ist ein Presselement, das das ringförmige Verriegelungselement 64 in Richtung des Anschlussblocks 13 presst, aus dem Zungenstück 73 und dem Schrägvorsprung 71, der die Schrägfläche 72 aufweist, gebildet.
Der vorspringende Abschnitt 67, der den konkaven Führungsabschnitt 66 an der Innenfläche davon umfasst, steht über eine Endfläche des ringförmigen Verriegelungselements 64 axial nach außen in Richtung des Anschlussblocks 13 hinaus vor, und ein vorstehender Endabschnitt des vorspringenden Abschnitts 67 bildet einen bewegbaren Seiteneingriffsabschnitt 75. Andererseits ist ein Flansch 76, der an dem Abscheidungszylinder 20 vorgesehen ist, mit einem gekerbten Abschnitt ausgebildet, der mit dem bewegbaren Seiteneingriffsabschnitt 75 in Eingriff steht, und der gekerbte Abschnitt bildet einen Fixierungsseiteneingriffsabschnitt 77. Wie in 9 gezeigt ist, bildet eine untere Fläche des Flansches 76 eine anliegende Endfläche 78, an der das ringförmige Verriegelungselement 64 zur Anlage gebracht wird, und der Fixierungsseiteneingriffsabschnitt 77 ist mit einer Anschlagfläche 77a ausgebildet. Andererseits bildet eine Seitenfläche des bewegbaren Seiteneingriffsabschnitts 75 eine Anschlagfläche 75a gegenüber der Anschlagfläche 77a.
Das ringförmige Verriegelungselement 63 hat auch die gleiche Form wie das ringförmige Verriegelungselement 64, und ein Führungsabschnitt ähnlich dem in 10 gezeigten konvexen Führungsabschnitt 65 ist an einer Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 21 des Abscheidungszylinders 20 vorgesehen, und ein Schrägvorsprung 71 ähnlich dem Schrägvorsprung 71 ist daran vorgesehen. Ein bewegbarer Seiteneingriffsabschnitt ähnlich dem bewegbaren Seiteneingriffsabschnitt 75 des ringförmigen Verriegelungselements 63 ist auch an dem ringförmigen Verriegelungselement 63 vorgesehen, und der bewegbare Seiteneingriffsabschnitt steht mit einem an dem Anschlussblock 13 vorgesehenen Fixierungsseiteneingriffsabschnitt in Eingriff.
11 ist eine Querschnittsansicht, die die obere Hälfte eines Filters gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, 12 ist eine perspektivische Ansicht von 11, und 13 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen in den 11 und 12 gezeigten Wirbelströmungserzeuger zeigt.
Der in den 11 bis 13 gezeigte Wirbelströmungserzeuger 32 ausgestaltet, um Luft in einer Richtung radial nach außen von dem zylindrischen Schaufelabschnitt 34 auszustoßen und somit Wirbelströmung zu erzeugen, und unterscheidet sich von dem Wirbelströmungserzeuger 32 des in 1 gezeigten Filters 10, der ausgestaltet ist, um Luft in einer Richtung radial nach innen des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 auszustoßen und somit Wirbelströmung zu erzeugen.
Wie in den Figuren gezeigt ist, ist eine zylindrische Hülse 81 einstückig mit dem ringförmigen Basisabschnitt 33 des Wirbelströmungserzeugers 32 vorgesehen, und die Hülse 81 ist an der Außenseite des Austragsrohres 37 montiert und befestigt. Der ringförmige Basisabschnitt 33 ist an dem Austragsrohr 37 durch eine Mutter 83 befestigt, die auf ein Außengewinde 82 geschraubt ist, das an dem Austragsrohr 37 ausgebildet ist. Der ringförmige Basisabschnitt 33 ist mit dem zylindrischen Schaufelabschnitt 34 integriert, und der zylindrische Schaufelabschnitt 34 ist aus einer Mehrzahl von Schaufeln 35 zusammengesetzt, die sich entlang der Hülse 81 außerhalb davon in einer axialen Richtung erstrecken.
Um Luft aus einem oberen Ende des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 entlang der Hülse 81 in der axialen Richtung zuzuführen, wobei die Luft aus dem primären Anschluss 11 in das Aufnahmeloch 14 eingeströmt ist, ist ein ringförmiger Verschlussdeckelabschnitt 38 innerhalb des Aufnahmelochs 14 angeordnet, und eine untere Fläche der Innenumfangsseite des Verschlussdeckelabschnitts 38 ist zur Anlage an einem Außenumfangsabschnitt eines oberen Endes des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 gebracht. Gekerbte Abschnitte 39, an denen der Verschlussdeckelabschnitt 38 anliegt, sind an einem Außenumfangsabschnitt des oberen Endes des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 ausgebildet.
Eine Flüssigkeitströpfchen-Führungsfläche 46a, die schräg nach unten und radial nach außen von einem unteren Endabschnitt der Hülse 81 verläuft, ist an dem ringförmigen Basisabschnitt 33 ausgebildet, so dass Flüssigkeitströpfchen in Luft, die durch die Schaufeln 35 geführt werden, den unteren Endabschnitt des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 erreichen, entlang der schräg verlaufenden Flüssigkeitströpfchen-Führungsfläche 46a strömen, um in die Abscheidungskammer 25 zu tropfen. Da die Tropfposition von dem Austragsrohr 37 entfernt ist, wird verhindert, dass Flüssigkeitströpfchen in das Austragsrohr 37 eintreten. Da darüber hinaus die Innenseite des zylindrischen Abschnitts 21 als ein im Durchmesser vergrößerter Abschnitt ausgebildet ist, der derart festgelegt ist, dass der Innendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 21 größer als der Innendurchmesser des Wirbelströmungs-Erzeugungsabschnitts innerhalb des Außengewindeabschnitts 17 ist, und der untere Endabschnitt des Austragsrohrs 37 in dem im Durchmesser vergrößerten Abschnitt angeordnet ist, kann verhindert werden, dass Flüssigkeitströpfchen in das Austragsrohr 37 eintreten.
Somit gibt es hinsichtlich des zylindrischen Schaufelabschnitts 34 den ersten Aspekt, bei dem Luft, die in der axialen Richtung strömt, verwirbelt wird, während bewirkt wird, dass sie radial nach innen strömt, und den zweiten Aspekt, bei dem die Luft verwirbelt wird, während bewirkt wird, dass sie radial nach außen strömt.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann auf verschiedene Weise abgewandelt werden, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzugehen. Zum Beispiel kann, obwohl in dem Sammelbehälter 27 ein manueller Ableitungsmechanismus vorgesehen ist, um Flüssigkeit, die sich in dem Sammelbehälter 27 angesammelt hat, nach außen auszutragen, in dem Sammelbehälter ein automatischer Ablaufmechanismus oder ein halbautomatischer Ableitungsmechanismus vorgesehen sein.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Der Filter wird in einem Pneumatiksystem verwendet, das eine Pneumatikenergiequelle und ein Pneumatikgerät umfasst, das mit komprimierter Luft betrieben wird, die von der Pneumatikenergiequelle zugeführt wird, um in der komprimierten Luft enthaltene Fremdstoffe, wie etwa Flüssigkeitströpfchen, zu entfernen.

Claims

Filter zum Entfernen von in Luft enthaltenen Fremdstoffen, wie etwa Flüssigkeitströpfchen oder Stäuben, um die Luft zu reinigen, umfassend: eine Abscheidungseinheit, die einen primären Anschluss, dem die Luft zugeführt wird, eine zylindrische Wirbelströmungs-Erzeugungskammer, die mit dem primären Anschluss kommuniziert, eine Abscheidungskammer, die mit der Wirbelströmungs-Erzeugungskammer kommuniziert, und einen sekundären Anschluss umfasst, der bewirkt, dass gereinigte Luft in die Abscheidungskammer ausströmt; ein Austragsrohr, das an einem zentralen Abschnitt der Wirbelströmungs-Erzeugungskammer angeordnet ist, um dem sekundären Anschluss gereinigte Luft zuzuführen; und einen zylindrischen Schaufelabschnitt, der durch Anordnen einer Mehrzahl von Schaufeln in einer zylindrischen Form ausgebildet ist, die sich jeweils in einer axialen Richtung entlang einer Innenumfangsfläche der Wirbelströmungs-Erzeugungskammer erstrecken und in der Umfangsrichtung schräg verlaufen, wobei die Luft, die aus dem primären Anschluss zugeführt wird und in die Wirbelströmungs-Erzeugungskammer in der axialen Richtung einströmt, verwirbelt wird, um in der Luft enthaltene Fremdstoffe zu entfernen.
Filter nach Anspruch 1, wobei der zylindrische Schaufelabschnitt die aus dem primären Anschluss zugeführte Luft verwirbelt, während die Luft in einer Richtung radial nach innen strömen gelassen wird.
Filter nach Anspruch 1, wobei der zylindrische Schaufelabschnitt die aus dem primären Anschluss zugeführte Luft verwirbelt, während die Luft in einer Richtung radial nach außen strömen gelassen wird.
Filter nach Anspruch 1 oder 2, umfassend: einen ringförmigen Basisabschnitt, der an einem unteren Ende des zylindrischen Schaufelabschnitts angeordnet ist und an eine Innenumfangsfläche der Abscheidungseinheit montiert ist; und einen Verschlussdeckelabschnitt, der zwischen dem Austragsrohr und einem oberen Ende des zylindrischen Schaufelabschnitts angeordnet ist.
Filter nach Anspruch 1 oder 3, umfassend: einen ringförmigen Basisabschnitt, der an einem unteren Ende des zylindrischen Schaufelabschnitts angeordnet ist und an dem Austragsrohr befestigt ist; und einen Verschlussdeckelabschnitt, der zwischen einer Innenumfangsfläche der Abscheidungseinheit und einem oberen Ende des zylindrischen Schaufelabschnitts angeordnet ist.
Filter nach Anspruch 4 oder 5, wobei der zylindrische Schaufelabschnitt und der ringförmige Basisabschnitt einstückig ausgebildet sind.
Filter nach Anspruch 6, wobei gekerbte Abschnitte an einem oberen Endabschnitt von jeder der Schaufeln ausgebildet sind und der Verschlussdeckelabschnitt an dem gekerbten Abschnitt montiert ist.
Filter nach Anspruch 6, wobei eine Flüssigkeitsaustragsnut zwischen einer Außenumfangsfläche des ringförmigen Basisabschnitts und der Abscheidungseinheit ausgebildet ist.
Filter nach Anspruch 4, wobei eine Flüssigkeitströpfchen-Führungsfläche, die allmählich nach unten in einer Richtung schräg radial nach innen verläuft, an einer oberen Fläche des ringförmigen Basisabschnitts ausgebildet ist, so dass Flüssigkeitströpfchen, die an der oberen Oberfläche des ringförmigen Basisabschnitts haften, durch die Flüssigkeitströpfchen-Führungsfläche nach unten tropfen.
Filter nach Anspruch 4, wobei die untere Fläche des Verschlussdeckelabschnitts in einer Richtung senkrecht zu einer zentralen Achse der Abscheidungseinheit von einem Außenumfangsabschnitt zu einem Innenumfangsabschnitt ausgebildet ist oder schräg nach unten verlaufend unterhalb der senkrechten Richtung von einem Außenumfangsabschnitt zu einem Innenumfangsabschnitt ausgebildet ist.