JP2948367B2 - ガス分離装置 - Google Patents
ガス分離装置Info
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Landscapes
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧力スィング吸着式ガ
ス分離装置に関し、例えば、空気から酸素及び窒素をガ
ス分離する方法等に適したものである。
ス分離装置に関し、例えば、空気から酸素及び窒素をガ
ス分離する方法等に適したものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は、従来の空気分離用の圧力スィン
グ吸着式ガス分離装置の説明図である。被処理ガスであ
る空気は、空気ポンプ１で加圧され、五方口電磁弁６’
でガス流を切り換えることにより、吸着工程にある吸着
塔７又は８に導入され、吸着塔内の窒素吸着剤で空気中
の窒素を吸着し、逆止弁１０を介して濃縮酸素ガス１８
を回収する。他方、再生工程にある吸着塔８又は７は、
五方口電磁弁６’を介して大気圧にある排気系１６に連
通され、吸着塔内に吸着されている窒素を減圧脱着して
排気系１６に排出する。加圧吸着工程と減圧脱着再生工
程の切り換えは、電磁コイルに通電して五方口電磁弁
６’を駆動して行う。なお、空気ポンプ１はモータ２で
駆動され、該モータ２には冷却ファン３が付設されてい
る。
グ吸着式ガス分離装置の説明図である。被処理ガスであ
る空気は、空気ポンプ１で加圧され、五方口電磁弁６’
でガス流を切り換えることにより、吸着工程にある吸着
塔７又は８に導入され、吸着塔内の窒素吸着剤で空気中
の窒素を吸着し、逆止弁１０を介して濃縮酸素ガス１８
を回収する。他方、再生工程にある吸着塔８又は７は、
五方口電磁弁６’を介して大気圧にある排気系１６に連
通され、吸着塔内に吸着されている窒素を減圧脱着して
排気系１６に排出する。加圧吸着工程と減圧脱着再生工
程の切り換えは、電磁コイルに通電して五方口電磁弁
６’を駆動して行う。なお、空気ポンプ１はモータ２で
駆動され、該モータ２には冷却ファン３が付設されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の加圧吸着・減圧
脱着再生方式のガス分離装置では、ガス流の切り換え手
段として、吸着塔の被処理ガス供給側に五方口電磁弁を
設け、シーケンサー、タイマーあるいはマイコン等によ
り五方口電磁弁を制御して一定時間毎に切り換えてい
る。この方法では、運転中に電圧が変化すると、交流モ
ータ、直流モータを問わず、空気ポンプの能力が変動
し、例えば、電圧が低下すると、空気ポンプの出口圧力
が低下するため、空気の供給量が減少し、一定時間内に
吸着塔内を所定圧力まで上昇させることができず、製品
ガスの酸素濃度が低下するという問題があった。そこ
で、本発明は、上記の問題点を解消して、吸着・再生の
切り換えを、シーケンサー、タイマーあるいはマイコン
等を用いた一定時間毎の切り換え方式に代え、吸着塔内
を所定圧力にしてから再生工程に切り換えることがで
き、製品ガス濃度の低下を回避することのできる圧力ス
ィング吸着式ガス分離装置を提供しようとするものであ
る。
脱着再生方式のガス分離装置では、ガス流の切り換え手
段として、吸着塔の被処理ガス供給側に五方口電磁弁を
設け、シーケンサー、タイマーあるいはマイコン等によ
り五方口電磁弁を制御して一定時間毎に切り換えてい
る。この方法では、運転中に電圧が変化すると、交流モ
ータ、直流モータを問わず、空気ポンプの能力が変動
し、例えば、電圧が低下すると、空気ポンプの出口圧力
が低下するため、空気の供給量が減少し、一定時間内に
吸着塔内を所定圧力まで上昇させることができず、製品
ガスの酸素濃度が低下するという問題があった。そこ
で、本発明は、上記の問題点を解消して、吸着・再生の
切り換えを、シーケンサー、タイマーあるいはマイコン
等を用いた一定時間毎の切り換え方式に代え、吸着塔内
を所定圧力にしてから再生工程に切り換えることがで
き、製品ガス濃度の低下を回避することのできる圧力ス
ィング吸着式ガス分離装置を提供しようとするものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、２つの吸着塔
のそれぞれの一端を四方口ロータリー弁に接続し、他端
をそれぞれの逆止弁を介して非吸着成分の製品ガス排気
管に接続し、かつ、上記ロータリー弁には加圧ポンプを
備えた被処理ガス導入管並びに吸着成分の脱着ガス排気
管を接続し、上記ロータリー弁を駆動することにより、
２つの吸着塔を加圧吸着工程と減圧脱着再生工程との間
で交互に切り換える圧力スィング吸着式ガス分離装置に
おいて、上記被処理ガス導入管の加圧ポンプの駆動用モ
ータを、減速手段を介して上記四方口ロータリー弁に接
続したことを特徴とするガス分離装置である。なお、減
速手段としては、例えば、モータの軸に設けた駆動歯車
とロータリー弁の軸に設けた減速歯車との噛み合わせに
より行うことが可能であり、その減速比は、吸着塔の切
り換えのタイミングに合わせ、両者の歯数を選択するこ
とにより設定される。
のそれぞれの一端を四方口ロータリー弁に接続し、他端
をそれぞれの逆止弁を介して非吸着成分の製品ガス排気
管に接続し、かつ、上記ロータリー弁には加圧ポンプを
備えた被処理ガス導入管並びに吸着成分の脱着ガス排気
管を接続し、上記ロータリー弁を駆動することにより、
２つの吸着塔を加圧吸着工程と減圧脱着再生工程との間
で交互に切り換える圧力スィング吸着式ガス分離装置に
おいて、上記被処理ガス導入管の加圧ポンプの駆動用モ
ータを、減速手段を介して上記四方口ロータリー弁に接
続したことを特徴とするガス分離装置である。なお、減
速手段としては、例えば、モータの軸に設けた駆動歯車
とロータリー弁の軸に設けた減速歯車との噛み合わせに
より行うことが可能であり、その減速比は、吸着塔の切
り換えのタイミングに合わせ、両者の歯数を選択するこ
とにより設定される。
【０００５】
【作用】以下、空気から酸素を回収する場合を例にして
本発明の作用を説明する。大気圧下で再生された吸着塔
は、四方口ロータリー弁で流路が切り換えられ、空気ポ
ンプで加圧された空気が導入されて、吸着塔内が昇圧す
る間に吸着剤に窒素ガスが吸着され、非吸着成分である
酸素ガスは濃縮されて逆止弁を介して回収される。吸着
工程から再生工程に切り換えられた吸着塔は、四方口ロ
ータリー弁を介して大気圧の排気系に接続され、吸着さ
れている窒素ガスが減圧脱着されて排出される。
本発明の作用を説明する。大気圧下で再生された吸着塔
は、四方口ロータリー弁で流路が切り換えられ、空気ポ
ンプで加圧された空気が導入されて、吸着塔内が昇圧す
る間に吸着剤に窒素ガスが吸着され、非吸着成分である
酸素ガスは濃縮されて逆止弁を介して回収される。吸着
工程から再生工程に切り換えられた吸着塔は、四方口ロ
ータリー弁を介して大気圧の排気系に接続され、吸着さ
れている窒素ガスが減圧脱着されて排出される。
【０００６】本発明のガス分離装置においては、この四
方口ロータリー弁が空気ポンプ用モータの減速歯車及び
ロータリー弁側の駆動歯車を介して接続されているた
め、空気ポンプの空気供給量と四方口ロータリー弁の回
転角度を比例させることができ、歯車の減速比を適当に
設定すれば、所定量の空気が供給された時点で四方口ロ
ータリー弁の切り換えを完了させることができる。この
方式によれば、電圧の変動等により空気ポンプの回転速
度が変化しても、空気の供給量に対応して四方口ロータ
リー弁を切り換えることができるため、吸着工程の最終
圧力を所定値にすることができ、回収される酸素濃度の
低下を回避することができる。以上、空気から酸素を回
収する場合を例にして説明したが、本発明は、空気以外
のガス分離にも適用することができ、上記と同様の効果
を得ることができる。
方口ロータリー弁が空気ポンプ用モータの減速歯車及び
ロータリー弁側の駆動歯車を介して接続されているた
め、空気ポンプの空気供給量と四方口ロータリー弁の回
転角度を比例させることができ、歯車の減速比を適当に
設定すれば、所定量の空気が供給された時点で四方口ロ
ータリー弁の切り換えを完了させることができる。この
方式によれば、電圧の変動等により空気ポンプの回転速
度が変化しても、空気の供給量に対応して四方口ロータ
リー弁を切り換えることができるため、吸着工程の最終
圧力を所定値にすることができ、回収される酸素濃度の
低下を回避することができる。以上、空気から酸素を回
収する場合を例にして説明したが、本発明は、空気以外
のガス分離にも適用することができ、上記と同様の効果
を得ることができる。
【０００７】
【実施例】本発明の１実施例を図１〜３により説明す
る。図１は圧力スィング吸着式ガス分離装置の全体図で
あり、図２は四方口ロータリー弁の断面図、図３は加圧
ポンプ用のモータと四方口ロータリー弁との関係を示し
た拡大図である。被処理ガスである空気は、吸入管１２
より空気ポンプ１に取り込まれ、加圧されてポンプ出口
管１３を経て四方口ロータリー弁６に送入される。四方
口ロータリー弁６は、図２のように４つの開口部を有
し、隣接する２つの開口部が連通する構造のロータを有
している。このロータの軸には減速歯車５が、空気ポン
プ用モータ２の軸には駆動歯車４が図３のように、それ
ぞれ取り付けられており、駆動歯車４に減速歯車５を噛
み合わせることにより、空気ポンプ用モータ２の駆動力
を減速して四方口ロータリー弁６に伝達されるので、空
気ポンプ１と四方口ロータリー弁６が連動して回転す
る。即ち、空気ポンプ１が稼働中は四方口ロータリー弁
６も常に回転している。そして、駆動歯車４と減速歯車
５の歯数を適当に選択して減速比を決めることにより、
供給空気量に対応して四方口ロータリー弁６の切り換え
時期を決定することができる。
る。図１は圧力スィング吸着式ガス分離装置の全体図で
あり、図２は四方口ロータリー弁の断面図、図３は加圧
ポンプ用のモータと四方口ロータリー弁との関係を示し
た拡大図である。被処理ガスである空気は、吸入管１２
より空気ポンプ１に取り込まれ、加圧されてポンプ出口
管１３を経て四方口ロータリー弁６に送入される。四方
口ロータリー弁６は、図２のように４つの開口部を有
し、隣接する２つの開口部が連通する構造のロータを有
している。このロータの軸には減速歯車５が、空気ポン
プ用モータ２の軸には駆動歯車４が図３のように、それ
ぞれ取り付けられており、駆動歯車４に減速歯車５を噛
み合わせることにより、空気ポンプ用モータ２の駆動力
を減速して四方口ロータリー弁６に伝達されるので、空
気ポンプ１と四方口ロータリー弁６が連動して回転す
る。即ち、空気ポンプ１が稼働中は四方口ロータリー弁
６も常に回転している。そして、駆動歯車４と減速歯車
５の歯数を適当に選択して減速比を決めることにより、
供給空気量に対応して四方口ロータリー弁６の切り換え
時期を決定することができる。
【０００８】図１の状態においては、空気ポンプ１の出
口管１３は吸着塔７の導管１４に接続され、空気ポンプ
１で加圧された空気は吸着塔７に導入され、塔内の粒状
窒素吸着剤９に空気中の窒素ガスが吸着され、非吸着成
分である酸素ガスは出口管１７より逆止弁１０を経て濃
縮酸素ガス１８として回収される。他方、吸着塔８は、
下端の導管１５が四方口ロータリー弁６を介して窒素ガ
ス排気管１６に接続され、逆止弁１１を介して大気圧の
系外に連通している。従って、吸着塔８内の窒素吸着剤
９に吸着されている窒素ガスは、減圧脱着されて系外に
排出される。一定量の空気が吸着塔７に供給されて所定
の加圧状態になると、空気ポンプ１の回転に連動する四
方口ロータリー弁６のロータは９０o 回転され、空気ポ
ンプ１の出口管１３は吸着塔８の導管１５に、吸着塔７
の導管１４は窒素ガス排気管１６にそれぞれ接続され、
加圧吸着工程と減圧脱着再生工程との間の流路の切り換
えが完了する。このように、空気ポンプの駆動源を利用
して四方口ロータリー弁を同時に回転することにより、
吸着塔への空気の供給量に対応して吸着塔の流路を吸着
─再生─吸着と切り換えることができ、電圧変動等によ
る空気ポンプの能力変動にかかわらず、所定の吸着分離
を連続的に行うことが可能になった。
口管１３は吸着塔７の導管１４に接続され、空気ポンプ
１で加圧された空気は吸着塔７に導入され、塔内の粒状
窒素吸着剤９に空気中の窒素ガスが吸着され、非吸着成
分である酸素ガスは出口管１７より逆止弁１０を経て濃
縮酸素ガス１８として回収される。他方、吸着塔８は、
下端の導管１５が四方口ロータリー弁６を介して窒素ガ
ス排気管１６に接続され、逆止弁１１を介して大気圧の
系外に連通している。従って、吸着塔８内の窒素吸着剤
９に吸着されている窒素ガスは、減圧脱着されて系外に
排出される。一定量の空気が吸着塔７に供給されて所定
の加圧状態になると、空気ポンプ１の回転に連動する四
方口ロータリー弁６のロータは９０o 回転され、空気ポ
ンプ１の出口管１３は吸着塔８の導管１５に、吸着塔７
の導管１４は窒素ガス排気管１６にそれぞれ接続され、
加圧吸着工程と減圧脱着再生工程との間の流路の切り換
えが完了する。このように、空気ポンプの駆動源を利用
して四方口ロータリー弁を同時に回転することにより、
吸着塔への空気の供給量に対応して吸着塔の流路を吸着
─再生─吸着と切り換えることができ、電圧変動等によ
る空気ポンプの能力変動にかかわらず、所定の吸着分離
を連続的に行うことが可能になった。
【０００９】
【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用することに
より、被処理ガスの加圧用ポンプの駆動源に連動させ
て、吸着塔の流路切り換え用四方口ロータリー弁を回転
させることができ、吸着塔への被処理ガスの供給量に対
応して吸着工程を終了させることができる。それ故、電
圧の変動や周波数変化等によって被処理ガスの供給量が
減少しても、それに対応して四方口ロータリー弁の回転
速度が低下し、サイクルタイムが長くなるので、吸着塔
内は所定圧力になるまで自動的に昇圧する。その結果、
製品ガスである非吸着成分ガスは、濃度を低下させるこ
となく回収することが可能になる。そして、四方口ロー
タリー弁を駆動するためのモータや、それを制御するた
めのシーケンサー、タイマーあるいはマイコン等の付帯
設備を省くことができ、装置コストも低減される。
より、被処理ガスの加圧用ポンプの駆動源に連動させ
て、吸着塔の流路切り換え用四方口ロータリー弁を回転
させることができ、吸着塔への被処理ガスの供給量に対
応して吸着工程を終了させることができる。それ故、電
圧の変動や周波数変化等によって被処理ガスの供給量が
減少しても、それに対応して四方口ロータリー弁の回転
速度が低下し、サイクルタイムが長くなるので、吸着塔
内は所定圧力になるまで自動的に昇圧する。その結果、
製品ガスである非吸着成分ガスは、濃度を低下させるこ
となく回収することが可能になる。そして、四方口ロー
タリー弁を駆動するためのモータや、それを制御するた
めのシーケンサー、タイマーあるいはマイコン等の付帯
設備を省くことができ、装置コストも低減される。
【図１】本発明の１実施例である空気分離用圧力スィン
グ吸着装置の説明図である。
グ吸着装置の説明図である。
【図２】図１で使用する四方口ロータリー弁の断面図で
ある。
ある。
【図３】図１の空気ポンプの駆動用モータと四方口ロー
タリー弁との関係を示した拡大図である。
タリー弁との関係を示した拡大図である。
【図４】従来の空気分離用圧力スィング吸着装置装置の
説明図である。
説明図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 ２つの吸着塔のそれぞれの一端を四方口
ロータリー弁に接続し、他端をそれぞれの逆止弁を介し
て非吸着成分の製品ガス排気管に接続し、かつ、上記ロ
ータリー弁には加圧ポンプを備えた被処理ガス導入管並
びに吸着成分の脱着ガス排気管を接続し、上記ロータリ
ー弁を駆動することにより、２つの吸着塔を加圧吸着工
程と減圧脱着再生工程との間で交互に切り換える圧力ス
ィング吸着式ガス分離装置において、上記被処理ガス導
入管の加圧ポンプの駆動用モータを、減速手段を介して
上記四方口ロータリー弁に接続したことを特徴とするガ
ス分離装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3232757A JP2948367B2 (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | ガス分離装置 |
| EP92112115A EP0525521A1 (en) | 1991-08-01 | 1992-07-15 | Gas separator system |
| AU20625/92A AU638898B2 (en) | 1991-08-01 | 1992-07-28 | Gas separator system |
| KR1019920013890A KR950012522B1 (ko) | 1991-08-01 | 1992-08-01 | 가스분리장치 |
| US07/923,586 US5256174A (en) | 1991-08-01 | 1992-08-03 | Gas separator system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3232757A JP2948367B2 (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | ガス分離装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0568835A JPH0568835A (ja) | 1993-03-23 |
| JP2948367B2 true JP2948367B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=16944280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3232757A Expired - Lifetime JP2948367B2 (ja) | 1991-08-01 | 1991-09-12 | ガス分離装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2948367B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101300359B1 (ko) | 2011-11-02 | 2013-08-28 | 삼성전기주식회사 | 적층 세라믹 전자부품 및 그 제조방법 |
| CN114748973B (zh) * | 2022-03-16 | 2023-03-03 | 四川天采科技有限责任公司 | 一种旋转分配器用于转化气脱除co2与提纯h2的方法 |
-
1991
- 1991-09-12 JP JP3232757A patent/JP2948367B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0568835A (ja) | 1993-03-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990601 |