JPH0527497U - ドレン排出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多孔質体のバブルポイント圧を利用したドレ
ン排出装置において、多孔質体にドレン中に含まれる油
分が目詰まりしない構造のドレン排出装置を提供する。 【構成】 内部にはドレンの導入口と排出口との間を仕
切って多孔質体が設けられるとともに、該多孔質体はバ
ブルポイント圧が前記導入口が受けるガスの圧力より大
きく設定されているドレン排出装置において、導入口と
多孔質体との間にドレン中に含まれる油分が多孔質体に
目詰まりするのを防止するオイルフェンスを有するとと
もに、そのオイルフェンスはオイルフェンスによって仕
切られた空間を連通する通気孔とその通気孔のドレンの
導入口側にドレンの進入を防止する庇とを備えているこ
とを特徴とするドレン排出装置。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ドレン排出装置に関し、詳しくは例えば、空気圧縮機（コンプレッ サー）から所定の配管を経てエアツールや端末機器に圧縮空気を供給する過程に おいて、その空気中に含まれる水分や油分（ドレン）などを除去するために用い られるエアドライヤで、凝縮、分離されて発生するドレンを外部に排出するため の装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

特開平３−１４０６９９号公報には、バブルポイン圧を利用したドレン排出装 置が開示されている。 図４を参照してそのドレン排出装置２１の構造を説明すると内部にドレンの導 入口２５と排出口２６との間を仕切って多孔質体２９が設けられるとともに、該 多孔質体２９はバブルポイント圧が前記導入口２５が受けるガスの圧力より大き く設定されている。

【図４】 そのドレン排出装置のドレンの排出過程は、まず導入口２５からドレンが流れ 込み、そのドレンは多孔質体２９の界面張力により多孔質体２９を通過して、そ の通過したドレンは排出口２６より外部へ放出される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記に示した従来の装置には次のような解決すべき課題がある。その 課題は、多孔質体にドレン中に含まれる油分が目詰まりするということである。 一度多孔質体が目詰まりを起こすとそれ以後はドレンは円滑に排出されない。よ って、ドレン排出装置としての機能が維持できなくなる。 本考案は、こうした従来の装置のもつ解決すべき課題に鑑み、多孔質体のバブ ルポイント圧を利用したドレン排出装置において、多孔質体にドレン中に含まれ る油分が目詰まりしない構造のドレン排出装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

その手段は、圧縮空気等の圧縮ガスに含まれるドレンを排出するための装置で あり、その内部にはドレンの導入口と排出口との間を仕切って多孔質体が設けら れるとともに、該多孔質体はバブルポイント圧が前記導入口が受けるガスの圧力 より大きく設定されているドレン排出装置において、 前記導入口と前記多孔質体との間にドレン中に含まれる油分が前記多孔質体に 目詰まりするのを防止するオイルフェンスを有するとともに、前記オイルフェン スは前記オイルフェンスによって仕切られた空間を連通する通気孔と前記通気孔 のドレンの導入口側にドレンの進入を防止する庇とを備えていることを特徴とす るドレン排出装置を用いるものである。

【０００５】 ここで、バブルポイント圧Ｐとは、液体と多孔質体とガス（空気）の界面張力 の関係及び多孔質体の細孔径により定まる圧力であり、次式により導かれる。 Ｐ＝Ｋ・４πσ ｃｏｓθ・１／ｄ （Ｋ：孔形状の補正係数、σ：表面張力、θ：固液接触角、ｄ：多孔質体の 細孔径）。

【作用】

上記の構成により、本装置のドレンの導入口が例えばエアドライヤのドレン排 出口に接続され、エアドライヤが運転（稼動）されると、そこで凝縮、分離され て発生するドレンは、所定の空気圧を受けつつ本装置内に導入口から流入する。 流入したドレンは、連続して多孔質体の細孔内に毛細管現象により浸透していき 、その空気圧によって徐々に押し出されるようにして、多孔質体（細孔内）を通 過し、排出口から外部に自動的に排出される。つまり、本装置にドレンが流入し 多孔質体が濡れている場合には、多孔質体のバブルポイント圧は導入口が受ける 空気圧より大きく設定されているため、圧縮空気はこの多孔質体を通過すること ができない一方、導入口側と排出口側との圧力差によりドレンのみが連続的に排 出される。これは、多孔質体の細孔内に浸透（吸収）したドレン（水）を排出し て空気を通過させるためには、その空気圧は毛細管現象による水の吸収力を上回 る圧力、すなわちバブルポイント圧以上であることを要することによる。かくし て、多孔質体のバブルポイント圧より小さい圧力のガスは通過することなく、ド レンのみが多孔質体を通過し外部に排出される。

【０００６】 更に、本装置はオイルフェンスを有するため流入したドレン液面付近に存在す る比重の軽いドレンの油分がオイルフェンスを越えて多孔質体側に移動すること ができず、その結果多孔質体にドレンの油分が接触せずに多孔質体が油分で目詰 まりしない。 そしてオイルフェンスはそのオイルフェンスによって仕切られた空間を連通す る通気孔を有するため、オイルフェンスによって仕切られた空間の圧力を同じに することができる。 また、本装置は通気孔のドレン導入側にドレンの進入を防止する庇を備えてい るため、ドレン導入口から飛散するドレンが直接通気孔に入ることがない。 また更に、庇下端を水平にすることによりドレン液面が上昇してもドレン液面 が、庇下端に達したときに庇の内側−通気孔−オイルフェンスの内側に空気の閉 じこめられた閉空間が形成され、その後更にドレンの液面が上昇しても庇の内側 の液面は、閉空間の空気により上昇を妨げられほとんど上昇しないので、通気孔 からドレンが多孔質体側に流れ込まない。

【０００７】

【実施例】

−第１実施例− 次に本考案に係る装置の第１実施例について、図１〜図３を参照して詳細に説 明する。

【図１】

【図２】

【図３】 図中１は、本装置本体（単に本体という）であって、上方を開口し下部に底板 を一体的に備えてほぼ円筒状に形成され、上部には、蓋２がその外周縁に取着さ れたＯリングパッキン３を介して気密状に内嵌され、そのもとで蓋２の外周下部 に本体１の上端部の外周に周設されたフランジ１ａを介し、袋ナット４が螺締さ れ、本体１に対し蓋２が固着されている。ただし、この蓋２の一方の側（図１左 側）には、図示しないエアドライヤ等に配管接続してドレンを本体１内に導入（ 流入）させる導入口５を備え、他方の側（図１右側）には流入したドレンを排出 するための排出口６を備えている。なお本例では、導入口５、排出口６は、配管 を接続するために管用テーパねじ加工が施されている。

【０００８】 一方、蓋２の下部中央には両端部にねじを備えたタイロッド７が植設され、こ れと同心にしてリング状の壁２ａが垂設され、その壁２ａの一側（図１右側）が ドレンの排出口６に菅路８を介して連通されている。また、この壁２ａの下には 、円筒状に形成された後述するセラミック製の多孔質体９及びオイルフェンス１ ２が、リングパッキン１０を備えて垂下状に配置されている。そして、多孔質体 ９の下端面部側を締め付け具１１のフランジ１１ａ外周上面により持ち上げる形 で保持され、締め付け具１１の中央に立設された軸部１１ｂの上端に設けられた ねじ孔を介し、タイロッド７の下端に螺締され、蓋２とオイルフェンス１２、オ イルフェンス１２と多孔質体９、さらに多孔質体９とフランジ１１ａとの間を気 密状に保持している。この結果、装置の内部は、導入口５と排出口６との間を仕 切る形で多孔質体９が、更に仕切られた空間の導入口５側をアクリル樹脂製のオ イルフェンス１２により多孔質体９側Ｋｂと導入口５側Ｋａに仕切っている。そ して、そのオイルフェンス１２には、オイルフェンス１２によって仕切られた空 間を連通する通気孔１２ａとその通気孔１２ａのドレンの導入口側にドレンの進 入を防止する庇１２ｂとを備えている。

【０００９】 ところで、多孔質体９は、そのバブルポイント圧が導入口５の受けるガスの圧 力より大きく設定されたものとして形成する必要があるが、ここで本例で用いた ものの製法を例示しておく。 まずアルミナ多孔管を１個用意する。ただし、本例では、外径１１ｍｍ、内径 ７ｍｍ、長さ５０ｍｍで、気孔率３５％、平均細孔径３．１μｍのものを使用し ている。 また、アルミナ（平均粒径 ０．３μｍ） ５０ｇ 水 ４５ｍｌ ポリカルボン酸アンモニウム（分散剤）０．２ｇ を１０ｍｍのアルミナ球石１５０ｇと共にポリエチレン容器に入れポットミルに て１５時間混合し、得られた泥漿を泥漿Ｐとする。

【００１０】 最初に、多孔管の上部及び下部にそれぞれシリコンチューブを嵌め、下側のシ リコンチューブに懸濁液Ａを入れる。次いで、下側のチューブを持ち上げ多孔管 を略水平とし、その状態のもとで２５秒間保持し、しかる後そのチューブを下げ 、余分な懸濁液Ａを排除する。これにより、多孔管内部にＡのアルミナ粒子を被 覆する。次に、この多孔管を８０°Ｃにて１時間乾燥させた後、１３５０°Ｃに て、３時間焼成し、厚さ約５０μｍ、平均細孔径約０．２μｍのアルミナ多孔膜 （薄膜）を焼付ける こうして製造され、本例に使用した多孔質体９のバブルポイント圧は、水に対 して約１０ｋｇ／ｃｍ² 、コンプレッサーオイルに対して約５．５ｋｇ／ｃｍ² に設定されている。

【００１１】 さて、次に本例の装置の作用ないし効果について説明する。ただし、多孔質体 ９は、予め水に浸漬等されることで湿潤ないし浸潤され、その細孔内は水で塞が れた状態とされている。図示しないエアドライヤ（空気圧は５ｋｇ／ｃｍ² 以下 とする）が作動し、ドレンが導入口５から、流入すると、まず、そのドレンは多 孔質体９の外側の空間に溜まる一方、連続して多孔質体９の細孔内に毛細管現象 により浸透していき、内側の空間に溜まっていく。このとき、導入口５すなわち 多孔質体９の外側の空間の受ける圧力により、内側の空間に溜まつたドレンの液 面レベルが徐々に上昇し、オーバーフローする形で管路８を経て排出口６から図 示しないドレン管を介し、外部に排出される。図中矢印はドレンのフローを示し ている。

【００１２】 この場合、本装置がオートドレンとして作動し、多孔質体９がドレンで濡れて いるときには、多孔質体９のバブルポイント圧は導入口５が受ける空気圧より大 きいから、圧縮空気は多孔質体９を通過、すなわちガスが洩れるといったことが ない。 かくして、本例装置によれば、オートドレンとして作動している間、圧縮空気 が外部に排出（漏洩）されることなく、導入口５側と排出口６側との圧力差によ りドレンのみが自動的かつ連続的に排出される。しかも、装置は内部を導入口５ の側と排出口６の側とを多孔質体９で仕切った単純な構造であるため故障もなく 、さらに排出時のガス漏れがないから騒音やドレンの飛散も生じない。

【００１３】 さらに、ドレン中に含まれる油分は、比重が軽く液面付近に存在するため、ア クリル樹脂製のオイルフェンス１２を設けることにより多孔質体９側Ｋｂにいく ことがない。そして、油分を含まないドレンのみが、オイルフェンス１２の下端 を通りぬけ多孔質体９側へ移動できる。その結果多孔質体９には、ドレン中に含 まれる油分が直接接触することがなく、多孔質体９自身が油分により目詰まりす ることがない。 また、オイルフェンス１２はそのオイルフェンス１２によって仕切られた空間 の圧力、つまり導入口５側Ｋａの圧力と多孔質体９側Ｋｂの圧力を同じにするた めの通気孔１２ａを有するが、仮にドレンが勢いよく入ってきたとしても、その 通気孔１２ａは同じ材質の庇１２ｂを備えるので、通気孔１２からドレンは多孔 質体９側Ｋｂにはいかない。というのは、その庇１２ｂは、通気孔１２ａの真横 又は上方より飛散してきたドレンの通気孔１２への侵入を通気孔１２を覆うよう に防止する。また下方からドレン液面の上昇に伴うドレンの侵入は、液面が庇１ ２ｂの下端に達したときに庇の内側−通気孔−オイルフェンスの内側に空気の閉 じこめられた閉空間Ａ（図３）が形成され、その後更にドレンの液面が上昇して も庇１２ｂの内側の液面は、閉空間の空気により上昇を妨げられほとんど上昇し ないので、通気孔１２ａにドレンが多孔質体９側に流れ込まない。 そして、流入したドレンの液面の高さ（図中Ｚ）は多孔質体９の最下端（図中 Ｘ）よりも下がらないので、本装置は、オイルフェンス１２の最下端（図中Ｙ） をＸよりもある程度低く設計されている。よって油分はオイルフェンス１２を越 えずドレン液面付近に浮遊し後に適宜取り除くことができる。

【００１４】 −第１実施例の作動試験− この第１実施例のドレン排出装置をエアドライヤ（図示せず）排出口にとりつ け、３日間連続して作動させた。その結果、水はドレン排出装置から排出される のが確認でき、油分はオイルフェンス１２を越えて多孔質体９側へはいかず、ド レン導入５側に浮かんでいるのが確認できた。

【００１５】 上記各実施例において使用した多孔質体は、筒形としたが、装置の内部がドレ ンの導入口と排出口との間で仕切られるものであればよく、したがって隔壁様の ものとすることも、もちろんできる。また、多孔質体は、セラミックとしたが、 これに限定されるものではなく、金属や樹脂等でもよい。装置の目的、用途等に 応じ適宜選択して用いることとなるが、ドレンと親和性を有し、かつそれを細孔 内に浸透させ易いものであることが、その排出効率の向上の上で好ましい。また 、平均気孔径や気孔率は受けるガス圧やバブルポイント圧等に応じ適宜のものを 選択して使用すればよい。 また、オイルフェンスの材質は、樹脂としたが、これに限定されるものではな く、金属やセラミックでもよい。装置の目的、用途等に応じ適宜選択して用いる こととなるが、軽量で耐食性のある材料が望ましい。

【００１６】 そして、庇の形状は、ドレンが入りにくい形状であればよく、上記実施例に限 定されるものではないが、庇の下端を水平にすることが望ましい。 なお、上記の実施例では本装置をエアドライヤーに取付けた場合を例示したが 、例えばエアブレーキシステムなどのように圧縮空気を動力源とする各種のエア 装置、或いは空気圧配管等に取付けて使用できることはいうまでもない。当然の ことながら、適用できる圧縮ガスは、空気のみに限定されるものでないし、排出 し得るドレンは水や油にのみ限定されるものでもない。

【００１７】

【考案の効果】 以上の説明から明らかなように、本考案に係るドレン排出装置は多孔質体のバ ブルポイント圧を利用したオートドレンであるから、単純な構造でオートドレン として作動する。したがって、耐久性や信頼性が極めて高く、また製造コストの 低減化が期待される。しかも、オートドレンとして作動中はガスの排出が有効に 防止されるので、ガスの無駄（圧力損失）がなく、したがって騒音防止にも奏功 する。また、ドレンは連続的に排出されるので飛散がなく、周囲の汚染防止に効 果的である。 更に、本装置はオイルフェンスを有するためドレン液面付近に存在する比重の 軽いドレンの油分がオイルフェンスを越えて多孔質体側に移動することができず 、その結果多孔質体にドレンの油分が接触せずに多孔質体が油分で目詰まりしな い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るドレン排出装置の第１実施例を示
す中央縦断正面図である。

【図２】図１におけるＣ−Ｃ線矢視断面図である。

【図３】図１における要部Ｂを示す中央縦断正面図であ
る。

【図４】従来のドレン排出装置を示す中央縦断正面図で
ある。

【符号の説明】

１、２１ ドレン排出装置本体 ５、２５ 導入口 ６、２６ 排出口 ９、２９ 多孔質体 １２ オイルフェンス １２ａ 通気孔 １２ｂ 庇

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮空気等の圧縮ガスに含まれるドレン
   を排出するための装置であり、その内部にはドレンの導
   入口と排出口との間を仕切って多孔質体が設けられると
   ともに、該多孔質体はバブルポイント圧が前記導入口が
   受けるガスの圧力より大きく設定されているドレン排出
   装置において、 前記導入口と前記多孔質体との間にドレン中に含まれる
   油分が前記多孔質体に目詰まりするのを防止するオイル
   フェンスを有するとともに、前記オイルフェンスは前記
   オイルフェンスによって仕切られた空間を連通する通気
   孔と前記通気孔のドレンの導入口側にドレンの進入を防
   止する庇とを備えていることを特徴とするドレン排出装
   置。