JPH0534281B2

JPH0534281B2 -

Info

Publication number: JPH0534281B2
Application number: JP63023569A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Namita
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1988-02-03
Filing date: 1988-02-03
Publication date: 1993-05-21
Also published as: JPH01197302A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、酸素富化方法およびその装置に関す
る。さらに詳しくは、簡単で、しかも効率の良い
酸素富化方法およびその装置に関する。

［従来の技術および課題］従来、大気を構成するガス成分において、酸素
のみが極めて大きな磁化率を有し、他のガスであ
る窒素ガス、水素ガス、ヘリウムガス、水蒸気等
は、極めて小さな磁化率または負の磁化率を有す
ることを利用して、酸素ガスを磁気的に分離しよ
うという試みが数多くおこなわれている。

たとえば、特開昭49−61078号、特開昭49−
109280号、特開昭50−92887号、特開昭50−
102593号、特開昭50−148259号、特開昭53−
11895号、特開昭54−47890号、特開昭54−49993
号、特開昭54−53695号、特開昭54−54988号、特
開昭60−46903号、特公昭42−15361号がある。

これらの公報に記載された発明においては、い
ずれも電磁石を使用して、電磁石の電源のON・
OFFをおこない、さらに電源のON・OFFに合わ
せて機械的にガスの吸気および排気をおこなつ
て、酸素の捕集回収をおこなうことを基本にして
いる。

そのため、酸素含有ガスに酸素富化処理をおこ
なう場合、その操作は複雑であり、その装置は大
きなものになるという問題点を有している。

また、最近になり、微小な磁性体粒子をポリマ
ーに分散してなる分離膜も提案されている（特開
昭58−112022号公報参照）。

前記分離膜を使用することにより、酸素含有ガ
スの酸素富化処理における機械的操作が簡単には
なる。

しかし、実際には前記分離膜を透過するガスの
透過量が十分に大きいものではないため、広大な
膜面積を必要とするという問題点を有している。

本発明は、前記実情に基いてなされたものであ
る。

すなわち、本発明の目的は、酸素含有ガスを酸
素富化するための操作が簡単になり、その装置も
簡単になり、しかも効率良く酸素富化ガスが得ら
れる酸素富化方法およびその装置を提供すること
にある。

［前記課題を解決するための手段］前記問題点を解決するための本発明の第１の構
成は、流通する磁性流体中に、酸素含有ガスを導
入し、磁場領域で、前記酸素含有ガスを含有する
磁性流体から窒素富化ガスを放出し、非磁場領域
で、前記酸素含有ガスを含有する磁性流体から酸
素富化ガスを放出することを特徴とする酸素富化
方法よりなり、第２の構成は、磁性流体が流通する磁性流体流
通手段と、前記磁性流体中に酸素含有ガスを導入
する酸素含有ガス導入手段と、磁場領域で、酸素
含有ガスを含有する磁性流体から窒素富化ガスを
放出する窒素富化ガス放出手段と、非磁場領域
で、酸素含有ガスを含有する磁性流体から酸素富
化ガスを放出する酸素富化ガス放出手段とを備え
てなることを特徴とする酸素富化装置よりなる。

以下、本発明における酸素富化方法およびその
装置の構成について図面を参照しながら、詳述す
る。

第１図は、本発明の構成の一態様を示す説明図
である。

第１図に示すように、本発明における磁性流体
流通手段１は、管７を介して、磁性流体８を窒素
付加ガス放出手段３および酸素富化ガス放出手段
４に導入せしめる手段であり、その構造としては
様々の態様を挙げることができる。

たとえば、第１図に示すように、磁性流体流通
手段１は、磁性流体８が流入する入口１２と、磁
性流体８が流通する管７と、磁性流体８を貯蔵す
る槽５と、磁性流体８を本発明の各手段に送るポ
ンプ６と、磁性流体８が流出する出口１３とによ
り構成することができる。

また、磁性流体流通手段１の他の態様として、
磁性流体８が循環するように管７を環状に形成す
ることもできる。

前記磁性流体８としては、磁場をかけたときに
磁化する流体ならば特に制限はない。

たとえば、磁性流体の磁性物としては、炭素
鋼、タングステン鋼、KS鋼、MT鋼、MK鋼、
アルニコ等の鉄合金、Pt−Fe−Pt−Co等の白金
合金、マグネタイト、コバルトフエライト、バリ
ウムフエライト、Ni−Znフエライト等の金属酸
化物、MnBi，FeCo等の金属間化合物等をあげ
ることができる。

また、磁性流体の媒体としては、取扱が良好で
ある水が好ましいが、ケロシン、トルエン等の油
性媒体等でもよい。

前記管７の材質としては、たとえば、磁場をか
けたときに磁化することのないガラス、セラミツ
クス、銅等の金属、プラスチツク、ゴム等をあげ
ることができる。

前記槽５は、磁性流体８を保持することのでき
る構図を有していれば特に制限はない。

前記ポンプ６は、所定量の磁性流体８を送るこ
とができる液体輸送用ポンプであれば特に制限は
ない。

本発明における酸素含有ガス導入手段は、磁性
流体中に酸素含有ガスを導入することができれば
特に制限がなく、その構造として様々の態様を挙
げることができる。

たとえば、第１図に示すように、酸素含有ガス
導入手段２を、酸素含有ガスの導入口１４と、磁
性流体８中に酸素含有ガスを導入するエアポンプ
９とにより構成することができる。

本発明における酸素含有ガスとしては、少なく
とも酸素ガスを含有していれば良く、たとえば空
気、あるいは空気を酸素富化処理することにより
得られる酸素富化ガスなどをあげることができ
る。

前記エアポンプ９としては、磁性流体８中に所
定量の酸素含有ガスを導入するポンプ、ブロワー
などを挙げることができる。

本発明における窒素富化ガス放出手段は、磁場
領域で、磁場をかけ、酸素含有ガスを含有する磁
性流体から窒素富化ガスを放出することができれ
ば特に制限がなく、その構造として様々の態様を
挙げることができる。

たとえば、第１図に示すように、窒素富化ガス
放出手段３を、磁石１５と、窒素富化ガス放出口
１６とを有するように構成することができる。

窒素富化ガス放出手段３の領域において、磁場
をかけ、磁性流体８中に酸素を捕捉し、窒素富化
ガスを外部へ放出する。

第１図においては、磁場は、窒素富化ガス放出
手段における管７の外部に設けた磁石１５により
形成される。なお磁石としては、永久磁石と電磁
石とのいずれであつても良い。

本発明における酸素富化ガス放出手段は、非磁
場領域で、酸素含有ガスを含有する磁性流体から
酸素富化ガスを放出することができれば特に制限
がなく、その構造として様々の態様を挙げること
ができる。

たとえば、第１図に示すように、酸素富化ガス
放出手段４を、酸素富化ガス放出口１７により構
成することができる。

酸素富化ガス放出手段４の領域においては、磁
場が存在しないので、窒素富化ガス放出手段３の
領域で磁性流体８中に捕捉されていた酸素が、磁
性流体８から遊離してくる。

この遊離酸素により酸素富化ガスが発生し、そ
の酸素富化ガスは、酸素富化ガス放出口１７より
放出される。

酸素富化ガス放出口１７より放出する酸素富化
ガスは、酸素富化ガスを必要とする所定の使用工
程にそのまま供給してもよいし、また、別に設け
た本発明の酸素富化装置の酸素含有ガス導入手段
に供給して、さらに酸素を多く含んだ酸素富化ガ
スの生産に使つてもよい。

本発明における酸素富化方法およびその装置
で、酸素富化ガスを生成することにより、窒素富
化ガスも生成される。したがつて、本発明におけ
る酸素富化方法およびその装置は、通常、酸素富
化ガスを供給する手段として使用されるが、窒素
富化ガスを供給する手段としても使用される。

［実施例］次に本発明の具体的な実施例を図面を参照しな
がら説明する。

第２図は、本発明の酸素富化装置の一例を示す
説明図である。

（実施例１）第２図に示すように、磁性流体流通手段１は、
槽５とポンプ６と管７とを備える。

管７は環になり、磁性流体８が循環するように
なつている。

管７は、内径５mmφのゴム管である。

磁性流体８は、磁性流体の磁性物がフエライト
系磁性物であり、磁性流体の媒体が水である。

酸素含有ガスとして空気を用いる。

空気導入手段２は、空気の導入口１２と、磁性
流体８中の所定量の空気を導入するエアポンプ９
とを備える。

窒素富化ガス放出手段３は、窒素富化ガス放出
口１７と磁石１５とを備える。

磁石１５は、固定した永久磁石である。

酸素富化ガス放出手段４は、酸素富化ガス放出
口１７を備える。

酸素富化ガス放出手段４の領域における磁性流
体８を流通する管は、内径12mmφで長さ10cmのガ
ラス管である。

酸素富化ガス放出口１７より放出する酸素富化
ガスを、酸素富化装置の外部の流量計１８および
酸素メーター１９で測定する。これにより、生成
した酸素富化ガスの生成ガス量Ｃおよび酸素濃度
Ｄを測定する。

このような第２図に示す酸素富化装置を用い、
上記の設定で、管７を循環する磁性流体８の磁性
流体流量Ａを10c.c.／分とし、磁性流体８中に導入
する空気導入量Ｂを100c.c.／分とし、酸素富化処
理をおこなつた。

生成ガス量Ｃは５c.c.／分であり、酸素濃度Ｄは
26％であつた。

（実施例２）実施例１の酸素富化装置を用い、空気導入量Ｂ
を200c.c.／分としたほかは、前記実施例１と同様
にして、酸素富化処理をおこなつた。

生成ガス量Ｃは９c.c.／分であり、酸素濃度Ｄは
23％であつた。

（実施例３）実施例１の酸素富化装置を用い、磁性流体流量
Ａを20c.c.／分としたほかは、前記実施例１と同様
にして、酸素富化処理をおこなつた。

生成ガス量Ｃは６c.c.／分であり、酸素濃度Ｄは
28％であつた。

（実施例４）実施例１の酸素富化装置を用い、磁性流体流量
Ａを20c.c.／分とし、空気導入量Ｂを200c.c.／分と
したほかは、前記実施例１と同様にして、酸素富
化処理をおこなつた。

生成ガス量Ｃは13c.c.／分であり、酸素濃度Ｄは
25％であつた。

（実施例５）実施例１の酸素富化装置を用い、磁性流体の媒
体をトルエンとしたほかは、前記実施例１と同様
にして、酸素富化処理をおこなつた。

（比較例１）実施例１の酸素富化装置を用い、永久磁石１５
を設置しなかつたほかは、前記実施例１と同様に
して、酸素富化処理をおこなつた。

生成ガス量Ｃは１c.c.／分であり、酸素濃度Ｄは
21％であつた。

（比較例２）実施例１の酸素富化装置を用い、磁性流体８に
代えて水を流通したほかは、前記実施例１と同様
にして、酸素富化処理をおこなつた。

［発明の効果］請求項１に記載の発明によると、磁石として必
ずしも電磁石を使用する必要はなく、永久磁石を
使用してもよく、電磁石を使用するにしても電磁
石の電源を終始ONの状態にしておけばよい。

すなわち、従来の酸素含有ガスを酸素富化する
場合と比較して、電磁石の電源のON・OFFをお
こなう操作を省略でき、また、電源のON・OFF
に合わせて機械的にガスの吸気排気をおこなうた
めの装置および操作も省略できる。

よつて、酸素含有ガスを酸素富化するための操
作が簡単になる。

請求項２に記載の発明によると、窒素富化ガス
放出手段においては磁石として必ずしも電磁石を
使用する必要はなく、永久磁石を使用してもよ
く、電磁石を使用するにしても電磁石の電源を終
始ONの状態にしておけばよいから、従来装置の
ように電源を入出力する切換装置や複雑な制御装
置を省略することができ、また従来装置のような
電源のON・OFFに合わせての機械的吸排気装置
を必要としないので、酸素富化装置の構造を全体
的に簡単なものにすることができる。したがつ
て、本発明の酸素富化装置は、簡単な構造であ
り、小型化することもできるので、装置規模の大
幅な変更に対応したり、従来、設置することので
きなかつた場所に設置することもでき、そして効
率良く好適に酸素富化ガスを得ることができる。

そのため、請求項１および２の発明により、酸
素富化をおこなうためのコストを低めることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の構成を示す説明図である。
第２図は、本発明の酸素富化装置の一例を示す説
明図である。１……磁性流体流通手段、２……含酸素ガス導
入手段、３……窒素富化ガス放出手段、４……酸
素富化ガス放出手段、８……磁性流体。

Claims

【特許請求の範囲】１流通する磁性流体中に、酸素含有ガスを導入
し、磁場領域で、前記酸素含有ガスを含有する磁
性流体から窒素富化ガスを放出し、非磁場領域
で、前記酸素含有ガスを含有する磁性流体から酸
素富化ガスを放出することを特徴とする酸素富化
方法。２磁性流体が流通する磁性流体流通手段と、前
記磁性流体中に酸素含有ガスを導入する酸素含有
ガス導入手段と、磁場領域で、酸素含有ガスを含
有する磁性流体から窒素富化ガスを放出する窒素
富化ガス放出手段と、非磁場領域で、酸素含有ガ
スを含有する磁性流体から酸素富化ガスを放出す
る酸素富化ガス放出手段とを備えてなることを特
徴とする酸素富化装置。