JP3322337B2 - エアドライヤ - Google Patents
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Description
れ、空気圧縮機が吐出する圧縮空気を、エアドライヤに
よって水分等の異物を除去する処理をした後、処理を終
えた圧縮空気をエアタンクに所定の圧力範囲で貯えてお
くための圧縮空気供給システムに関し、特に、システム
全体の構成を簡素化する上で有効な技術に関する。
的に、圧縮空気を吐出する空気圧縮機と、この空気圧縮
機が吐出する圧縮空気から異物を除去するよう処理する
エアドライヤと、エアドライヤを通り処理を終えた圧縮
空気を貯えるエアタンクとを備える。ここで、エアドラ
イヤによる異物の除去処理には、通常、水分を除去する
乾燥のほか、水分以外の異物、特に油分を除去する他の
処理をも含む。なお、異物除去のための手段としては、
再生可能な乾燥剤を通して水分等を除去するもの、ある
いは、冷却によって水分等を凝縮させて除去するものな
どがある。また、異物除去手段を含むエアドライヤは、
通常、乾燥剤による除去処理の前段階で、大きな水滴や
油滴をフィルタ等によって予め除去する構成となってい
る。図1のbは、従来一般の圧縮空気供給システムの概
略図を示す。この図から分かるように、空気圧縮機1
0’とエアドライヤ20’とは、第1の配管31’で連
結され、また、エアドライヤ20’とエアタンク40’
とは、第2の配管32’で連結される。そして、エアタ
ンク40’の内部の圧力を所定の範囲に保つため、エア
タンク40’に対し第3の配管33’によってプレッシ
ャガバナ50’が連結され、このプレッシャガバナ5
0’からの圧力指令(つまり、指令圧)が、第4の配管
34’によって空気圧縮機10’内のアンロード機構、
また、第5の配管35’によってエアドライヤ20’の
ドレンバルブ60’にそれぞれ伝えられる。そのほか、
エアタンク40’には、圧縮空気の逆流を防止するため
のチェックバルブ70’が付属される。以上について
は、たとえば、特開平8−301100号の公報の図2
が明らかにしている。このように、一般のシステムに
は、第1〜第5までの配管31’〜35’があるため、
システムの構成が煩雑であり、全体のコストを低減する
ことが困難である。
図1は、第4の配管34’をなくし、システムの全体構
成を少し簡略にした例を示す。そこでは、エアドライヤ
20’のドレンバルブ60’に対し、空気圧縮機10’
の作動を無効化するアンロード機能を持たせることによ
り、空気圧縮機10’に設置されるべきアンロード機
構、およびプレッシャガバナ50’からアンロード機構
に至る配管(第4の配管34’)をなくすようにしてい
る。
供給システムのさらなる簡略化を検討し、エアタンク4
0’からプレッシャガバナ50’に至る第3の配管3
3’、およびプレッシャガバナ50’からドレンバルブ
60’に至る第5の配管35’をもなくすことに着目し
た。すなわち、第4の配管34’に加え、第3および第
5の配管33’,35’をもなくすことを新たな課題と
して見い出した。そして、この新たな課題の下、プレッ
シャガバナ50’およびチェックバルブ70’をエアド
ライヤ20’に内蔵あるいは一体化させることに気付い
た。しかし、プレッシャガバナ50’およびチェックバ
ルブ70’をエアドライヤ20’に含ませる場合、プレ
ッシャガバナ50’の排気通路の開口が氷結等によって
閉塞するおそれがあることが判明した。なぜなら、エア
ドライヤ20’は、車体の外部に露出して搭載されるこ
とが多く、しかも、プレッシャガバナ50’からの排気
量はわずかであるからである。排気口が閉塞すれば、プ
レッシャガバナ50’は正常に機能することができず、
エアドライヤ20’を含むシステムの全体が不調となっ
てしまう。
が含む5つの配管のうち、3つをなくすことができ、そ
れによってシステムの全体の構成を大幅に簡略化するこ
とができる技術を提供することを目的とする。また、こ
の発明は、プレッシャガバナおよびチェックバルブをエ
アドライヤに含ませるにもかかわらず、プレッシャガバ
ナの排気通路の開口が氷結等によって閉塞することを有
効に防止することができる技術を提供することを他の目
的とする。さらに、この発明は、プレッシャガバナから
の排気通路をドレンバルブの排気通路に連通させるにも
かかわらず、ドレンバルブから放出される異物を含むエ
アがプレッシャガバナ内に侵入することを有効に回避し
うる技術を提供することをさらに他の目的とする。
めのエアドライヤが次のA、B、CおよびDを含むよう
に、つまりは内蔵ないしは一体化するようにしている。 A.処理すべき圧縮空気中の異物を除去処理する異物除
去手段 B.前記エアタンク内の圧縮空気圧の変化に応じて弁の
開閉により指令圧を給排するプレッシャガバナ C.前記プレッシャガバナからの指令圧に応じて開弁
し、前記異物除去手段が除去した異物をドレンとして外
気に放出する機能、および前記空気圧縮機のアンロード
機能を果たすドレンバルブ D.前記エアタンクに貯えた圧縮空気が前記異物除去手
段側に逆流することを防止するチェックバルブ これにより、システムの中の配管は、空気圧縮機とエア
ドライヤとを連結するための第1の配管、およびエアド
ライヤとエアタンクとを連結するための第2の配管に絞
ることができる。また、勿論、ドレンバルブが空気圧縮
機のアンロード機能を果たすので、空気圧縮機にはアン
ロード機構を内蔵させる必要がない。
ついては、その排気通路の開口の部分にヒータを設ける
ことにより、開口の凍結を防止することもできる。しか
し、好ましくは、プレッシャガバナからの排気通路を、
ドレンバルブの排気通路に連通させるのが良い。そうす
れば、多量に放出されるドレンバルブからの排気エア自
体によって、プレッシャガバナの排気通路の開口の凍結
を防止することができる。その場合、異物を含む排気エ
アがプレッシャガバナ内へ侵入しないようにするため、
プレッシャガバナからの排気通路とドレンバルブの排気
通路との合流点を、ドレンバルブのシール部よりもドレ
ンバルブの排気通路の開口により近いところに位置させ
るようにすると良い。侵入を防止する対策としては、そ
のほか、プレッシャガバナの排気通路あるいはその開口
に、クラッシュドアルミニウム等の比較的流れ抵抗が小
さいオイルストラップエレメントを配置することもでき
る。
適用することができるし、エアドライヤ、特に、再生用
パージタンクを一体に含むエアドライヤに好適に適用す
ることができる。その中でも、空気圧縮機に連絡される
入口と、エアタンクに連絡される出口とを形成した基部
材を含み、この基部材の上部あるいは側部などに、乾燥
剤を収容した乾燥器、この乾燥器よりも基部材の下部側
に再生用ドレンバルブをそれぞれ配置した構成のエアド
ライヤに対し、最も有効に適用することができる。こう
した構成のエアドライヤにおける基部材は、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、および
エアタンク側からの圧縮空気の逆流を防止するチェック
バルブを内蔵ないしは一体化する上で好都合である。
常、下方に向かって延び、下端が開口した筒部があり、
この筒部の奥にドレンバルブが配置される。筒部の内部
はドレンバルブの排気通路となり、そこには、たとえば
ドレンバルブによるドレンの排出音を低減するためのサ
イレンサが配置される。サイレンサとして、ハウジング
をなす筒状部材と、この筒状部材の中に入ったサイレン
サエレメントとを備えるものを利用することができる。
そこで、サイレンサの筒状部材を仕切り壁として、プレ
ッシャガバナの排気通路とドレンバルブの排気通路との
合流点を、ドレンバルブのシール部よりも外部に臨む開
口により近い位置に配置することによって、異物を含む
排気エアがプレッシャガバナ内へ侵入しないようにする
ことができる。
発明による圧縮空気供給システムの全体の構成を明らか
にする。図1のaに示す圧縮空気供給システム100に
おいても、図1のbの今までのものと同様、車両のエン
ジンによって駆動され、圧縮空気を吐出する空気圧縮機
10と、異物除去手段を含むエアドライヤ20と、エア
ドライヤ20によって異物除去処理を終えた圧縮空気を
貯えるエアタンク40とを備える。したがって、空気圧
縮機10とエアドライヤ20とを連結する第1の配管3
1、およびエアドライヤ20とエアタンク40とを連結
する第2の配管32は、今までのものと同様に必要であ
る。しかし、このシステム100では、図1のbのもの
とは異なり、空気圧縮機10にアンロード機構を内蔵さ
せることなく、その代わり空気圧縮機10のアンロード
機能をエアドライヤ20のドレンバルブ60に負わせる
ようにしている。また、エアタンク40内の圧縮空気の
逆流を防止するためのチェックバルブ70、およびドレ
ンバルブ60に対する圧力指令を生じるプレッシャガバ
ナ50をともにエアドライヤ20に内蔵ないしは一体化
させるようにしている。その結果、プレッシャガバナ5
0周りの配管(第3、第4および第5の各配管33’,
34’,35’)がなくなり、システム全体の配管構成
がシンプルになっている。
したエアドライヤ20について、図2〜図4を参照しな
がら、明らかにする。なお、各図中、シール部材を符号
sで示す。エアドライヤ20には、図2の縦断面図が示
すように、配管接続部が2つある。一つは、第1の配管
31を通して空気圧縮機10に連絡する入口211であ
り、もう一つは、第2の配管32を通してエアタンク4
0に連絡する出口213である。入口211から入る圧
縮空気は処理前の空気であり、水分あるいは油分などの
異物を含んでいる。一方、出口213から出る処理後の
圧縮空気は、そうした異物を除去した圧縮空気である。
処理後の圧縮空気は、たとえばエアブレーキ装置の作動
に用いる。
ウム系金属の成形品である基部材210の側部に位置す
る。基部材210は、エアドライヤ20のハウジングの
主要な構成部材である。この基部材210は、エアドラ
イヤ20自体を車両の固定部に取り付けるための取付け
台となり、また、内部に再生可能な乾燥剤238を収容
した乾燥器230を支持するための支持台となり、さら
に、除去した異物を含むドレンを外気に放出するドレン
バルブ60のためのハウジングとなる。基部材210に
は、下方に延びた筒部212がある。筒部212の部分
は、入口211および出口213のある部分214より
も径が小さい。筒部212の内側は、内径がほぼ一様な
孔215であり、この孔215の下端側は外部に開口
し、また、孔215の上端側は、基部材210の大径な
部分214の中央孔216に連絡している。中央孔21
6は、入口211に連絡し、しかもまた、ふたプレート
239によって上方が閉じられている。ふたプレート2
39は、エアドライヤ20の外側カバー246と同様、
ボルト、ナット等の取付け手段247によって、基部材
210の上面に固定される。ふたプレート239は、中
央部分に凹部239a、凹部239aの底に小径な貫通
孔239b、プレートの周辺に大径な貫通孔239cを
それぞれ含む。凹部239aの底の貫通孔239bは、
入口211から中央孔216に入る処理すべき圧縮空気
を乾燥器230側に導入するための孔である。そして、
この貫通孔239bに続く凹部239aは、乾燥器23
0のケーシング231と相俟って、クラッシュドアルミ
ニウムなどからなるオイルミストフィルタ232を収容
する部分である。凹部239a内のオイルミストフィル
タ232は、入口211から中央孔216を通る間に除
去されなかった水分および油分、特に微小なオイルミス
トを除去するための部材である。このオイルミストフィ
ルタ232は、オイルミスト等を事前に除去することに
よって、乾燥器230の内部の再生可能な乾燥剤238
の機能低下を有効に防止する。乾燥器230自体は、今
までのものと同様であり、主体の乾燥剤238のほか、
外側カバー246およびケーシング231とともにパー
ジタンクを区画するためのチェックバルブ236、なら
びに再生サイクルのための絞り通路237などを含む。
すなわち、乾燥器230は、乾燥剤238を通る圧縮空
気を有効に乾燥し、乾燥した圧縮空気をパージタンク2
48に一部を貯えつつ、ふたプレート239の周辺の貫
通孔239cおよび出口213を通してエアタンク40
側に供給する。
のに対し、ドレンの放出機能および空気圧縮機10のア
ンロード機能を果たすドレンバルブ60は、乾燥器23
0よりも下部側に位置する基部材210の内部にある。
ドレンバルブ60は、筒部212の内部の奥の方に位置
し、ドレンバルブ60から筒部212の開口に至る間
に、ドレンバルブ60によるドレンの排出音を低減する
ためのサイレンサ220が位置する。ドレンバルブ60
は、コントロールピストン61とともに動く弁体62を
備えている。コントロールピストン61は、通常、ばね
63の力によって上方に付勢され、弁体62をプラグ6
4側の弁座646に当てている。しかし、プレッシャガ
バナ50に連絡するコントロール通路65を通して、コ
ントロール室66内に指令圧が加わると、コントロール
ピストン61が下方に動き、弁体62を弁座646から
離す。それによって、ドレンバルブ60は、中央孔21
6の底部に溜ったドレンを筒部212の内部のサイレン
サ220、および筒部212の開口部のニップル249
を通して外部、つまり外気に放出する。また、このドレ
ンバルブ60が開くことにより、パージタンク248の
内部の乾燥した圧縮空気が、絞り通路237を通して乾
燥器230のケーシング231の内部を逆流し、乾燥剤
238を再生することになる。他方、サイレンサ220
は、ハウジングをなす筒状部材221と、筒状部材22
1の中に入ったサイレンサエレメント222とを備え
る。筒状部材221は、筒部212の内径に適う外径で
あるが、外周の一部が切り欠かれている。この切欠きの
意味は、後で出てくるプレッシャガバナ50についての
詳しい説明によって明らかになるであろう。また、サイ
レンサエレメント222自体は、クラッシュドアルミニ
ウムあるいは金属線材等の網状部材であり、オイルミス
トフィルタ232と同様のものを用いることができる。
なお、ドレンバルブ60のシール部(つまり、弁体62
と弁座646とが当たる部分)の凍結を防止するため、
シール部に近い筒部212の外周にヒータ68を設けて
いる(図4参照)。
イヤ20は、エアドライヤ20自体にプレッシャガバナ
50を一体化するだけでなく、エアタンク40からパー
ジタンク248への圧縮空気の逆流を禁止するチェック
バルブ70、およびエアタンク40の内圧が異常に高く
なったとき開弁し過剰な圧縮空気をシステムの外部に排
気するセーフティバルブ80も一体化している。図2が
チェックバルブ70およびセーフティバルブ80を一体
化した構造を示している。両バルブ70,80は、基部
材210の出口213に隣接する部分に位置している。
基部材210には、水平方向に延びる出口213に直交
するバルブセット孔278があり、このバルブセット孔
278に対し、チェックバルブ70およびセーフティバ
ルブ80が軸線を一にしてセットされている。チェック
バルブ70は、バルブセット孔278の奥に位置し、球
面形状を含む弁体72と、弁体72を基部材210側の
弁座2107に向けて付勢する弁ばね73とを備える。
バルブセット孔278の開口部分に、筒型のハウジング
部材84がねじ結合し、弁ばね73の一端を支持してい
る。ハウジング部材84は、セーフティバルブ80のハ
ウジング本体であり、内部にロッド81を支持してい
る。ロッド81は、内部側の一端にばね受け87を、外
部側の他端に弁体82をそれぞれ支持している。弁体8
2は、ロッド81の外周の弁ばね83の付勢力を受け
て、ハウジング部材84側の弁座848に当たり、セー
フティバルブ80は、通常時には閉じている。セーフテ
ィバルブ80の弁ばね83のばね力は、チェックバルブ
70の弁ばね73よりも大きく設定されているのは勿論
である。このセーフティバルブ80は、ロッド81の上
端の受圧による作用力が、弁ばね83のばね力を上回る
と、ロッド81および弁体82が図2の下方に移動す
る。それによって、弁座848と弁体82とによるシー
ル部の密封が解除、つまり開弁し、異常圧を外部に逃が
す。
4の半断面図が、プレッシャガバナ50をエアドライヤ
20の基部材210に一体化する構造を示している。基
部材210中、ドレンバルブ60の凍結防止用のヒータ
68のある側とは反対側に、ヒータ68の軸線と直交す
るガバナセット孔250がある。この孔250を区画す
る基部材210自体が、プレッシャガバナ50のケーシ
ングを構成する。したがって、ガバナセット孔250の
内部には、プレッシャガバナ50のケーシングを除く構
成部品がセットされる。ガバナセット孔250は、軸線
方向の一端が閉じ、他端が開口する孔であり、閉じた側
から開口する側に向かって、段階的に径が大きくなって
いる。これは、ガバナセット孔250の内部へプレッシ
ャガバナ50の各構成部品を容易にセット可能にするた
めである。プレッシャガバナ50は、ケーシングのほ
か、排気通路の取り方の点を除けば、今までのもの(た
とえば実用新案登録第2504332号の公報参照)と
ほぼ同様である。孔250の奥にピストン51が位置
し、ピストン51は、ガバナセット孔250の内部を第
1室251、第2室252および第3室253の3つの
室に区画する。第1室251は、孔250の奥に位置
し、入口通路340を通してバルブセット孔250の部
分からエアタンク40に連絡する室である。また、第2
室252は、ピストン51の外周に区画される室であ
り、コントロール通路65を通してドレンバルブ60側
のコントロール室66に連絡する室である。そして、第
3室253は、ガバナセット孔250の開口側に位置
し、排気通路360を通してドレンバルブ60の排気通
路に連絡する室である。
ン51側の弁座514に付勢される弁体52のほか、ば
ね553によって第3室253側に付勢される軸部材5
5を移動可能に支持している。軸部材55は、排気のた
めの内部通路55tをもち、一端55aが弁体52に対
向し、他端55bが圧力設定ボルト56の端部に当たっ
ている。圧力設定ボルト56は、それにねじ結合するナ
ット57と相俟って、圧力設定ばね58のばね力を所定
の設定値に調整可能である。プレッシャガバナにおいて
は、通常、孔250の開口部分に排気ポートを設ける
が、ここでは、孔250の開口部分をシール部材59に
よって閉鎖するようにしている。
2の一面の周辺部とピストン51側の弁座514とによ
り給気弁540を構成し、また、弁体52の一面の中央
部と軸部材55の一端55aとにより排気弁560を構
成する。図3に示す状態では、弁体52は弁座514に
着座し、給気弁540を閉にしているのに対し、軸部材
55の一端55aからは離座し、排気弁560を開にし
ている。空気圧縮機10の作動により、エアタンク40
の内圧が上昇し、設定圧力に達すると、ピストン51が
圧力設定ばね58のばね力に打ち勝ち開口側に移動す
る。そのとき、弁体52は、ばね53の力を受けてピス
トン51の動きに追従し、軸部材55の一端55aに着
座する状態(つまり、排気弁560が閉となる状態)と
なる。その後、さらにピストン51が開口側に移動する
と、弁体52は、ピストン51の弁座514から離れ、
給気弁540が開の状態になり、コントロール通路65
を通してドレンバルブ60に対し指令圧が送られる。そ
の結果、ドレンバルブ60が開き、空気圧縮機10はア
ンロード状態となり、エアタンク40の内圧は上昇しな
くなり、上限値に保たれる。一方、エアタンク40の内
部の圧縮空気が消費され、エアタンク40の内圧が降下
していくと、前記した動きと逆の動きをし、コントロー
ル室66内の圧縮空気は、コントロール通路65から排
気弁560を通り、さらに、第3室253および排気通
路360を通して外部に排出され、図3に示すロード状
態に戻る。
むシステム100においては、プレッシャガバナ50を
エアドライヤ20の基部材210内のガバナセット孔2
50に組み入れ、しかも、プレッシャガバナ50に対す
る入口通路340、排気通路360およびコントロール
通路65をすべて基部材210の内部に設けている。そ
のため、プレッシャガバナ50を取り巻く外部の配管が
なくなり、配管系が非常に簡素化される。また、それら
の通路のうち、外気に開口せざるをえない排気通路36
0の開口を、特にドレンバルブ60の排気通路と合流さ
せているため、プレッシャガバナ50の排気通路360
の開口の凍結を有効に防止することができる。さらに
は、ドレンバルブ60が放出するドレンが、プレッシャ
ガバナ50の排気通路360の開口を通してプレッシャ
ガバナ50側に侵入することを避けるため、その開口を
ドレンバルブ60のシール部よりも外気へのドレン放出
口(ドレンバルブ60側の排気通路の開口であり、ニッ
プル249の開口)により近い位置に設けるようにする
と良い。そのための特に好ましい手段として、図4に示
すように、サイレンサ220の筒状部材221の外周の
切欠き通路362を利用する方法がある。それによれ
ば、基部材210の筒部212の内壁に開口させた排気
通路360の開口を、切欠き通路362を通してサイレ
ンサ220の下流側にまで移動させることができる。
り、bは従来のシステムを示す配管図である。
縦断面図である。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 空気圧縮機に連絡される入口と、エアタ
ンクに連絡される出口とを形成した基部材と、この基部
材に対し、一端を入口に他端を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を備えたエアドライヤであって、
前記基部材の内部に、前記エアタンク内の圧縮空気圧の
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、前記エアタンクが
貯える乾燥した圧縮空気の逆流を防止するチェックバル
ブとを含み、しかも、前記プレッシャガバナからの排気
通路が、前記ドレンバルブの排気通路に連通しているエ
アドライヤにおいて、次の各点を特徴とするエアドライ
ヤ。X 前記プレッシャガバナは、前記ドレンバルブと
は分離した配置であり、前記基部材の内部に、前記エア
タンクに連絡するための入口通路、前記ドレンバルブに
対する圧力指令を送るためのコントロール通路、前記ド
レンバルブの排気通路に連通する前記プレッシャガバナ
からの排気通路をそれぞれ含んでいる。Y 前記ドレン
バルブの排気通路中、このドレンバルブのシール部と外
気へのドレン放出口との間に、前記ドレンバルブによる
異物の排出音を低減するためのサイレンサがある。Z
前記プレッシャガバナからの排気通路は、前記サイレン
サよりも前記ドレン放出口寄りのところで前記ドレンバ
ルブの排気通路に合流している。 - 【請求項2】 前記基部材は、下方に向かって延び、下
端が開口した筒部を含み、この筒部の奥に前記ドレンバ
ルブ、またこのドレンバルブのシール部から筒部の開口
に至る部分がドレンバルブの排気通路であり、この排気
通路の途中に前記サイレンサが位置する、請求項1のエ
アドライヤ。 - 【請求項3】 前記サイレンサは、ハウジングをなす筒
状部材と、この筒状部材の中に入ったサイレンサエレメ
ントとを備え、前記筒状部材が、前記プレッシャガバナ
からの排気通路と前記ドレンバルブの排気通路との合流
点を、前記シール部よりも前記開口により近い位置に配
置するための仕切り壁として機能する、請求項2のエア
ドライヤ。 - 【請求項4】 前記サイレンサエレメントは、クラッシ
ュドアルミニウムあるいは金属線材等の網状部材であ
る、請求項3のエアドライヤ。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP12493197A JP3322337B2 (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | エアドライヤ |
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JPH10296038A JPH10296038A (ja) | 1998-11-10 |
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