JPH01215332A - 吸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、複数種のガスが混合している原料ガスから
目的のガスを複数の吸着筒を用いて分離する吸着装置に
関し、吸着筒への原料ガスの切換および吸着筒からの排
ガスの切換のための切換弁に、吸着筒内の気体圧力を駆
動源とした空気圧作動弁を用いることにより装置の簡略
化を計るようにしたものである。

（従来の技術） 第２図は、従来の吸＠装置の例を示すもので、原料ガス
として空気を用い、これより酸素を製品ガスとして採取
するようにしたものである。

原料空気は、管１から圧縮機２に送られ、ここで５〜１
０Ｋｇ／ｃｄに加圧されたのち、切換用電磁弁３を経て
、管４から第１吸着筒５に送られる。

第１吸着筒５内には、ゼオライトなどの窒素ガスを吸着
する吸着剤が充填されており、原料空気がここを通過す
ることに、より空気中の窒素ガスが吸着除去され、酸素
ガスが製品ガスとして流出する。

この酸素ガスは、管６、逆止弁７、弁８から外部に取り
出される（吸着工程）。

一方、この間第２吸着筒９では、先の吸着工程における
筒内の残留ガス圧力が、切換用電磁弁３、管１０を経て
大気中に開放されて筒内圧力が大気圧まで低下したのち
、第１吸着Ｗ１５からの製品酸素ガスが弁１１、管１２
、逆止弁１３を経て第２吸着筒９゛に供給され、吸着剤
の再生、パージが行われ、その排ガスは管１０、切換用
電磁弁３を経て系外に放出される（再生工程）。

このようにして、第１吸ｒｉ筒５および第２吸着筒９に
おいでそれぞれ吸着工程と再生工程とを交互に切り換え
ることにより、製品酸素ガスを得ることができる。

そして、この吸着工程と再生工程の切換は、吸着剤充填
量に応じて定まる時間で、タイマー１４から発信される
切換信号により、切換用電磁弁３の０Ｎ−ＯＦＦによっ
て行われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような構成の吸着装置にあっては、
切換用電磁弁３の切換動作時に比較的大きな騒音を発す
ること、タイマー１４や切換用電磁弁３およびこれらの
駆動用電源装置が高価であるなどの問題点を有し、この
ような吸着装置を酸素発生装置として小型化、低廉化を
計り、例えば家庭用、病院用などとづるには不適切であ
った。

〔課題を解決するための手段〕 この発明では、吸着筒への原料ガスの切換および吸着筒
からの排ガスの切換のための切換弁に、吸＠筒内の気体
圧力を駆動源とする空気圧作動弁を用いることにより、
上記問題点を解決するようにした。

第１図は、この発明の吸着装置の一例を示すもので、空
気を原料ガスとし、これより酸素ガスを製品ガスとし１
採取するものであり、第２図に示した従来の装置と同一
構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。

この例の装置にあっては、吸着筒への原料空気の通路の
切換および吸着筒からの排ガスの通路の切換のためのす
換弁として、空気圧作動弁１５が用いられ、この空気圧
作動弁１５を駆動する駆動信号源として吸着筒内のガス
圧力を用いる点に特徴がある。

上記空気圧作動弁１５は、スプール形５ボート式方向制
御弁であって、弁室の一端側にはスプール１６を他端側
に付勢するコイルバネ１７が設けられている。また、弁
１５の両端部に形成された切換駆動用気体導入口１８．
１９は、それぞれ速度制御弁（スピードコントローラ）
２０．２１を経て、第１吸着筒５および第２吸着筒９に
管２２゜２３を介して接続されている。さらに、空気圧
動作弁１５のボートＡには圧縮機２からの管が接続され
、ボートＢ、Ｃは大気開放とされ、ボートＤは第１吸着
筒５に、ボートＥは第２吸着筒９にそれぞれ接続されて
いる。そして、第１吸着筒５が吸着工程にある場合に、
弁１５のボートＡとボートＤとが連通し、ボートＣとボ
ートＥとが連通ずるように、スプール１６の位置が定め
られている。

原料空気は管１から圧縮機２に送られ加珪されたのち、
空気圧作動弁１５のボートＡからボートＤを通り、管２
４を経て吸着工程にある第１吸着筒５に供給される。一
方、この時再生工程にある第２吸着筒９は、管２５、弁
１５のボート上１ボートＣを経て大気に連通され、この
通路を経て再生パージによる排ガスが大気中に排出され
る。

第１吸着筒５においては、吸着工程の進行に伴い、原料
空気流入量に比べて製品酸素ガスΦが大幅に少ないこと
から、筒内圧力が徐々に高くなってゆく。そして、所定
の設定圧力を越えると、弁１５のスプール１６がコイル
バネ１７の付勢力に抗して移動しく図中右側に）、弁１
５の通路が切り換り、弁１５のボートＡはボートＥに、
ボートＢはボートＤにそれぞれ連通し、第１吸着筒５は
吸着工程から再生工程に、第２吸着筒９は再生工程から
吸着工程にそれぞれ切り換る。

第２吸着筒９では、同様に吸着工程の進行に伴い筒内圧
力が上界してゆき、同様の設定圧力を越えると、弁１５
のスプール１６が再び初期位置に移動、復帰し、その通
路が切り換わり、第２吸着筒９は吸着工程から再生工程
に、第１吸＠筒５は再生工程から吸着工程にそれぞれ切
り換わる。

このように、この吸着装置では、吸着工程にある吸着筒
５，９の筒内圧力によって空気圧作動弁１５が駆動され
、切り換わるようになっている。

このため、吸着工程から再生工程に切り換わる圧力は、
空気圧作動弁１５のスプール１６の移動抵抗によって一
義的に定まることになるが、実際には吸着筒内の吸着剤
充填量と圧縮機２の吐出空気間にも関係して定まる。し
たがって、逆に吸着工程での最終筒内圧ノコが弁１５の
スプール１６の移動抵抗によって定まることになるが、
この吸着工程での最終筒内圧力は運転操作上適宜変更で
きるようにすることが望ましいから、この例では速度制
御弁２０．２１を管２２．２３にそれぞれ設け、速度制
御弁２０．２１の絞り弁の一開度を調節することにより
、空気圧作動弁１５の作動圧力を変化させつるようにし
ている。

このような吸着装置にあっては、吸着筒５，９への原料
空気の切換および吸着筒５，９からの排ガスの切換のた
めの弁に空気圧作動弁１５を用い、この作動弁１５を吸
着筒５，９の筒内圧力によって駆動するようにし、吸着
工程の終了間近の吸着筒内圧力でこれを駆動しうるよう
にしていることから、タイマーやその駆動用電ａ装置が
不要となり、電気配線が少なくなり、また切換時の騒音
の゛発生もない。

（実施例） 窒素吸着剤としてゼオライト（５Ａ）を２　Ｋｙ、第１
図に示す装置の第１吸着筒５と第２吸着筒９とに充填し
て運転し、原料空気から製品酸素ガスを採取したところ
、次の結果を得た。

製品酸素発生量　　　　　　２１７分 製品酸素濃度　　　　　　８０体積％ 切替の起る吸着筒内圧　　１．５に９／ｃｄＧ切替の起
る時間 （サイクルタイム）　　　２０秒 この結果は、第２図に示した電磁弁とタイマーを用いた
従来装置による運転結果と同様であり、タイマーを用い
なｋとも吸着操作が可能であることを示している。

なお、以上の説明においては空気から酸素を採取する装
置の例を示したが、この発明の吸着装置はこれに限られ
るものではなく、空気から窒素を採取するものなどにも
適用できることは当然である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明の吸＠装置は、吸着筒へ
原料ガスの切換および吸着筒からの排ガスの切換のため
の弁として、吸＠筒内の気体圧力を駆動源とした空気圧
作動弁を用いたものであるので、従来装置において必要
であった切換信号発生のためのタイマーやその電源装置
などが不要になり、同時に電気配線が減少し、装置構造
を簡略化でき、小型化、低廉化が可能となる。また、空
気圧作動弁の作動時の騒音がなく、静かな運転を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の吸着装置の一例を示す概略構成図、
第２図は従来の吸着装置を丞す概略構成図である。 １・・・・・・管、 ２・・・・・・圧縮機、 ５・・・・・・第１吸着筒、 ９・・・・・・第２吸＠筒、 １５・・・・・・空気圧作動弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 原料ガスを吸着剤が充填された複数の吸着筒に交互に切
   り換えて送給し製品ガスを得る吸着装置において、 原料ガスの吸着筒への送給を切り換える弁に、吸着筒内
   の気体圧力を駆動源とした空気圧作動弁を用いたことを
   特徴とする吸着装置。