JPH06191806A - 膜型窒素ガス発生器および窒素ガス供給方法 - Google Patents
膜型窒素ガス発生器および窒素ガス供給方法Info
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- JPH06191806A JPH06191806A JP5209725A JP20972593A JPH06191806A JP H06191806 A JPH06191806 A JP H06191806A JP 5209725 A JP5209725 A JP 5209725A JP 20972593 A JP20972593 A JP 20972593A JP H06191806 A JPH06191806 A JP H06191806A
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- nitrogen gas
- gas
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
- B01D2313/18—Specific valves
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
- B01D2313/70—Control means using a programmable logic controller [PLC] or a computer
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は設備コスト、操業コストの増大を回避
しつつ顧客の要求パターンの変化に対応し得る窒素貯蔵
部とともに用いられる膜型窒素ガス発生器を提供する。 【構成】純度がＰ0 より低く、最大流量Ｆｍ1 の窒素含
有圧縮ガス源と、これと連通し、Ｆｍ1 とゼロとの間で
窒素含有圧縮ガス源の流量を変化させる可変手段と、窒
素含有圧縮ガス源と連通し、低純度窒素ガスと窒素欠乏
ガスを供給する窒素用膜と、純度Ｐ0 より高い高純度圧
縮窒素ガス源で流量制御手段を具備するものと、低純度
窒素ガスと高純度圧縮窒素ガスとを混合し窒素ガス混合
物を供給する混合手段と、窒素ガス混合物の純度を測定
し、窒素ガス混合物の純度が純度Ｐ0 以下のとき高純度
圧縮窒素ガスの流量を増加させ、窒素ガス混合物の純度
が純度Ｐ0 を超えるとき高純度圧縮窒素ガスの流量を減
少させるため、流量制御手段へ信号を発する純度制御手
段とを有する。
しつつ顧客の要求パターンの変化に対応し得る窒素貯蔵
部とともに用いられる膜型窒素ガス発生器を提供する。 【構成】純度がＰ0 より低く、最大流量Ｆｍ1 の窒素含
有圧縮ガス源と、これと連通し、Ｆｍ1 とゼロとの間で
窒素含有圧縮ガス源の流量を変化させる可変手段と、窒
素含有圧縮ガス源と連通し、低純度窒素ガスと窒素欠乏
ガスを供給する窒素用膜と、純度Ｐ0 より高い高純度圧
縮窒素ガス源で流量制御手段を具備するものと、低純度
窒素ガスと高純度圧縮窒素ガスとを混合し窒素ガス混合
物を供給する混合手段と、窒素ガス混合物の純度を測定
し、窒素ガス混合物の純度が純度Ｐ0 以下のとき高純度
圧縮窒素ガスの流量を増加させ、窒素ガス混合物の純度
が純度Ｐ0 を超えるとき高純度圧縮窒素ガスの流量を減
少させるため、流量制御手段へ信号を発する純度制御手
段とを有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、窒素ガス発生器に係わ
り、特に、発生器の設備コスト、操業コストの増大を回
避しつつ顧客の要求パターンの変化に対応し得る窒素貯
蔵部とともに用いられる膜型窒素ガス発生器に関する。
り、特に、発生器の設備コスト、操業コストの増大を回
避しつつ顧客の要求パターンの変化に対応し得る窒素貯
蔵部とともに用いられる膜型窒素ガス発生器に関する。
【０００２】
【従来の技術】空気から窒素雰囲気を製造する方法とし
て膜処理法がますます盛んに用いられるようになってい
る。この方法では空気流が高圧側から低圧側に透過する
ことにより酸素量が減少するようになっている。しか
し、顧客の要望が一定でないため顧客の要望に沿うよう
に窒素ガス発生器の規模を定めることは困難である。例
えば顧客の要望は１０分間隔の短い期間から、１シーズ
ンあるいは年間隔で著しく変わることがある。もちろ
ん、この困難性は膜処理法に特有のものでないが、単一
の顧客の需要に応じている小さい現場プラントに共通す
るものである。
て膜処理法がますます盛んに用いられるようになってい
る。この方法では空気流が高圧側から低圧側に透過する
ことにより酸素量が減少するようになっている。しか
し、顧客の要望が一定でないため顧客の要望に沿うよう
に窒素ガス発生器の規模を定めることは困難である。例
えば顧客の要望は１０分間隔の短い期間から、１シーズ
ンあるいは年間隔で著しく変わることがある。もちろ
ん、この困難性は膜処理法に特有のものでないが、単一
の顧客の需要に応じている小さい現場プラントに共通す
るものである。
【０００３】この困難性に対処するための種々の方法が
提案されているが、すべて種々の欠点を伴うものであ
る。例えば、不活性雰囲気が顧客の要望より高い圧力で
作られ、需要の少ない期間においては過剰生産物が緩衝
または貯蔵タンクに貯蔵され、これが後の需要の大きい
期間において吐き出されるようにしている。
提案されているが、すべて種々の欠点を伴うものであ
る。例えば、不活性雰囲気が顧客の要望より高い圧力で
作られ、需要の少ない期間においては過剰生産物が緩衝
または貯蔵タンクに貯蔵され、これが後の需要の大きい
期間において吐き出されるようにしている。
【０００４】この解決方法は顧客の要望に適合するの
に、ある程度有効であるが、ほとんどの場合、特大の発
生器の使用が必要となり、これは設備の年間の使用が低
い場合は経済上、致命的となる場合がある。
に、ある程度有効であるが、ほとんどの場合、特大の発
生器の使用が必要となり、これは設備の年間の使用が低
い場合は経済上、致命的となる場合がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そのため、生産の調整
に融通性があり、顧客の需要パターンの変化に応答する
ことができ、同時に設備コスト、操作コストの増大を回
避することができる膜型発生器が要望されている。
に融通性があり、顧客の需要パターンの変化に応答する
ことができ、同時に設備コスト、操作コストの増大を回
避することができる膜型発生器が要望されている。
【０００６】したがって、本発明は、設備コスト、操作
コストの増大を招くことなく、顧客の需要パターンの変
化に応答することができる方法を提供することを目的と
する。さらに、本発明は上記方法を実施するのに適した
膜型窒素ガス発生器を提供することを目的とする。
コストの増大を招くことなく、顧客の需要パターンの変
化に応答することができる方法を提供することを目的と
する。さらに、本発明は上記方法を実施するのに適した
膜型窒素ガス発生器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、
（ａ）純度がＰ0 より低く、最大流量Ｆｍ1 の窒素含有
圧縮ガス源と、（ｂ）該窒素含有圧縮ガス源と下流側に
て連通し、Ｆｍ1 とゼロとの間で該窒素含有圧縮ガス源
の流量を変化させるようにした制御手段と、（ｃ）該窒
素含有圧縮ガス源と下流側にて連通し、該窒素含有圧縮
ガス源と比較して窒素に富む低純度窒素ガスおよび該窒
素含有圧縮ガス源と比較して窒素が欠乏した窒素欠乏ガ
スを供給し得る窒素用膜（なお、該低純度窒素ガスは該
最大流量Ｆｍ1 において純度Ｐ0 より低い純度であっ
て、かつ該窒素含有圧縮ガス源の上記膜への供給流量が
減少したとき増大するところの純度Ｐ1 を有する）と、
（ｄ）高純度の窒素ガスを供給するための純度Ｐ0 より
高い高純度圧縮窒素ガス源であって、ゼロから最大流量
値Ｆｍ2 へ流量を制御するための流量制御手段を具備
し、この高い高純度圧縮窒素ガス源がＰ0 より低い純度
の窒素含有圧縮ガス源と連通するものと、（ｅ）該低純
度窒素ガスと該高純度圧縮窒素ガスとを混合し窒素ガス
混合物を供給する混合手段であって、該混合手段が該窒
素用膜（ｃ）と該高純度圧縮窒素ガス（ｄ）の双方の下
流側にあるものと、（ｆ）該混合手段（ｅ）の下流側に
あり、該窒素ガス混合物の純度を測定し、該窒素ガス混
合物の純度が純度Ｐ0 以下のとき該高純度圧縮窒素ガス
の流量を増加させ、該窒素ガス混合物の純度が純度Ｐ0
を超えるとき該高純度圧縮窒素ガスの流量を減少させる
ため、流量制御手段へ信号を発するようにした純度制御
手段と、を具備してなることを特徴とする少なくともＰ
0 に等しい純度の窒素ガス流を供給するための膜型窒素
ガス発生器を提供するものである。
（ａ）純度がＰ0 より低く、最大流量Ｆｍ1 の窒素含有
圧縮ガス源と、（ｂ）該窒素含有圧縮ガス源と下流側に
て連通し、Ｆｍ1 とゼロとの間で該窒素含有圧縮ガス源
の流量を変化させるようにした制御手段と、（ｃ）該窒
素含有圧縮ガス源と下流側にて連通し、該窒素含有圧縮
ガス源と比較して窒素に富む低純度窒素ガスおよび該窒
素含有圧縮ガス源と比較して窒素が欠乏した窒素欠乏ガ
スを供給し得る窒素用膜（なお、該低純度窒素ガスは該
最大流量Ｆｍ1 において純度Ｐ0 より低い純度であっ
て、かつ該窒素含有圧縮ガス源の上記膜への供給流量が
減少したとき増大するところの純度Ｐ1 を有する）と、
（ｄ）高純度の窒素ガスを供給するための純度Ｐ0 より
高い高純度圧縮窒素ガス源であって、ゼロから最大流量
値Ｆｍ2 へ流量を制御するための流量制御手段を具備
し、この高い高純度圧縮窒素ガス源がＰ0 より低い純度
の窒素含有圧縮ガス源と連通するものと、（ｅ）該低純
度窒素ガスと該高純度圧縮窒素ガスとを混合し窒素ガス
混合物を供給する混合手段であって、該混合手段が該窒
素用膜（ｃ）と該高純度圧縮窒素ガス（ｄ）の双方の下
流側にあるものと、（ｆ）該混合手段（ｅ）の下流側に
あり、該窒素ガス混合物の純度を測定し、該窒素ガス混
合物の純度が純度Ｐ0 以下のとき該高純度圧縮窒素ガス
の流量を増加させ、該窒素ガス混合物の純度が純度Ｐ0
を超えるとき該高純度圧縮窒素ガスの流量を減少させる
ため、流量制御手段へ信号を発するようにした純度制御
手段と、を具備してなることを特徴とする少なくともＰ
0 に等しい純度の窒素ガス流を供給するための膜型窒素
ガス発生器を提供するものである。
【０００８】
【作用】本発明によれば、発生器および操作コストを著
しく増大させることなく、顧客の要求パターンに対応し
得る手段が備えられる。これは特大な発生器を使用する
ことなく達成される。
しく増大させることなく、顧客の要求パターンに対応し
得る手段が備えられる。これは特大な発生器を使用する
ことなく達成される。
【０００９】すなわち、発生器および操作コストを著し
く増大させることなく、顧客の要求パターンに対応し得
る方法が提供される。さらに、本発明により、任意の純
度レベルの窒素ガスを任意の流量で顧客に供給し得る方
法が提供される。
く増大させることなく、顧客の要求パターンに対応し得
る方法が提供される。さらに、本発明により、任意の純
度レベルの窒素ガスを任意の流量で顧客に供給し得る方
法が提供される。
【００１０】
【実施例】本発明は上述のように、（ａ）純度がＰ0 よ
り低く、最大流量Ｆｍ1 の窒素含有圧縮ガス源と、
（ｂ）該窒素含有圧縮ガス源と下流側にて連通し、Ｆｍ
1 とゼロとの間で該窒素含有圧縮ガス源の流量を変化さ
せるようにした制御手段と、（ｃ）該窒素含有圧縮ガス
源と下流側にて連通し、該窒素含有圧縮ガス源と比較し
て窒素に富む低純度窒素ガスを供給し得る窒素用膜（な
お、該低純度窒素ガスは該最大流量Ｆｍ1 において純度
Ｐ0 より低い純度であって、かつ該窒素含有圧縮ガス源
の上記膜への供給流量が減少したとき増大するところの
純度Ｐ1 を有する）と、（ｄ）高純度の窒素ガスを供給
するための純度Ｐ0 より高い高純度圧縮窒素ガス源であ
って、ゼロから最大流量値Ｆｍ2 へ流量を制御するため
の流量制御手段を具備し、この高い高純度圧縮窒素ガス
源がＰ0 より低い純度の窒素含有圧縮ガス源と連通する
ものと、（ｅ）該低純度窒素ガスと該高純度圧縮窒素ガ
スとを混合し窒素ガス混合物を供給する混合手段であっ
て、該混合手段が該窒素用膜（ｃ）と該高純度圧縮窒素
ガス（ｄ）の双方の下流側にあるものと、（ｆ）該混合
手段（ｅ）の下流側にあり、該窒素ガス混合物の純度を
測定し、該窒素ガス混合物の純度が純度Ｐ0 以下のとき
該高純度圧縮窒素ガスの流量を増加させ、該窒素ガス混
合物の純度が純度Ｐ0 を超えるとき該高純度圧縮窒素ガ
スの流量を減少させるため、流量制御手段へ信号を発す
るようにした純度制御手段と、を具備してなることを特
徴とする少なくともＰ0 に等しい純度の窒素ガス流を供
給するための膜型窒素ガス発生器を提供するものであ
る。
り低く、最大流量Ｆｍ1 の窒素含有圧縮ガス源と、
（ｂ）該窒素含有圧縮ガス源と下流側にて連通し、Ｆｍ
1 とゼロとの間で該窒素含有圧縮ガス源の流量を変化さ
せるようにした制御手段と、（ｃ）該窒素含有圧縮ガス
源と下流側にて連通し、該窒素含有圧縮ガス源と比較し
て窒素に富む低純度窒素ガスを供給し得る窒素用膜（な
お、該低純度窒素ガスは該最大流量Ｆｍ1 において純度
Ｐ0 より低い純度であって、かつ該窒素含有圧縮ガス源
の上記膜への供給流量が減少したとき増大するところの
純度Ｐ1 を有する）と、（ｄ）高純度の窒素ガスを供給
するための純度Ｐ0 より高い高純度圧縮窒素ガス源であ
って、ゼロから最大流量値Ｆｍ2 へ流量を制御するため
の流量制御手段を具備し、この高い高純度圧縮窒素ガス
源がＰ0 より低い純度の窒素含有圧縮ガス源と連通する
ものと、（ｅ）該低純度窒素ガスと該高純度圧縮窒素ガ
スとを混合し窒素ガス混合物を供給する混合手段であっ
て、該混合手段が該窒素用膜（ｃ）と該高純度圧縮窒素
ガス（ｄ）の双方の下流側にあるものと、（ｆ）該混合
手段（ｅ）の下流側にあり、該窒素ガス混合物の純度を
測定し、該窒素ガス混合物の純度が純度Ｐ0 以下のとき
該高純度圧縮窒素ガスの流量を増加させ、該窒素ガス混
合物の純度が純度Ｐ0 を超えるとき該高純度圧縮窒素ガ
スの流量を減少させるため、流量制御手段へ信号を発す
るようにした純度制御手段と、を具備してなることを特
徴とする少なくともＰ0 に等しい純度の窒素ガス流を供
給するための膜型窒素ガス発生器を提供するものであ
る。
【００１１】一般に、本発明では窒素の大量貯蔵物をガ
ス状で全システム生産物（膜型発生器生産物と大量貯蔵
物［バルク］との混合物）の酸素と合体する。これは酸
素含量が増大すると窒素膜型発生器の流通能力が増大す
るから非常に有利であることが見出された。すなわち、
貯蔵された大量窒素（実質的に無酸素）と混合すること
により、混合物の酸素含量を特定の範囲に保ちながら膜
型発生器の生産性を増大することが可能となる。
ス状で全システム生産物（膜型発生器生産物と大量貯蔵
物［バルク］との混合物）の酸素と合体する。これは酸
素含量が増大すると窒素膜型発生器の流通能力が増大す
るから非常に有利であることが見出された。すなわち、
貯蔵された大量窒素（実質的に無酸素）と混合すること
により、混合物の酸素含量を特定の範囲に保ちながら膜
型発生器の生産性を増大することが可能となる。
【００１２】本発明では、供給ガスに較べて窒素に富む
透過ガスを送り出すことができるものであれば、いかな
る膜でも適用し得るが、特に中空ファイバー型供給モジ
ュールで対向流モードで操作させるものが好ましく、こ
れにより特異な現象を生じさせることができる。特に、
生産増大に基づく酸素含量増大は、シェル型供給モジュ
ールで完全な対向流モードで操作させるもので予想され
るものより可なり小さい。
透過ガスを送り出すことができるものであれば、いかな
る膜でも適用し得るが、特に中空ファイバー型供給モジ
ュールで対向流モードで操作させるものが好ましく、こ
れにより特異な現象を生じさせることができる。特に、
生産増大に基づく酸素含量増大は、シェル型供給モジュ
ールで完全な対向流モードで操作させるもので予想され
るものより可なり小さい。
【００１３】本発明の膜型発生器は小型発生器、平均消
費流量を出力する発生器、または可変流量および純度を
発生し得る発生器を使用し得る。全ての場合において、
過剰の生産物は液体としてまたは気体として大量貯蔵手
段に貯蔵することができる。もちろん、大量貯蔵手段、
例えばタンクの能力または大きさは単位時間当たりの生
産量に依存する。
費流量を出力する発生器、または可変流量および純度を
発生し得る発生器を使用し得る。全ての場合において、
過剰の生産物は液体としてまたは気体として大量貯蔵手
段に貯蔵することができる。もちろん、大量貯蔵手段、
例えばタンクの能力または大きさは単位時間当たりの生
産量に依存する。
【００１４】一般に、顧客の年間需要と発生器の能力と
は特に関連性がない。なぜならば、発生器の最適能力は
顧客の需要分布に著しく左右されるからである。しか
し、一般に発生器の最適能力は、年間需要を８，７６０
で割って計算された平均時間需要の約２ないし４倍に相
当する。
は特に関連性がない。なぜならば、発生器の最適能力は
顧客の需要分布に著しく左右されるからである。しか
し、一般に発生器の最適能力は、年間需要を８，７６０
で割って計算された平均時間需要の約２ないし４倍に相
当する。
【００１５】一般に、大量貯蔵手段は発生器と連通して
設けられる。もしガス状の貯蔵が必要であれば、生産物
は貯蔵前に通常の圧縮手段により圧縮される。もし液状
の貯蔵が必要であれば、発生器からのガス状透過流は貯
蔵前に通常の液化手段により液状にされる。
設けられる。もしガス状の貯蔵が必要であれば、生産物
は貯蔵前に通常の圧縮手段により圧縮される。もし液状
の貯蔵が必要であれば、発生器からのガス状透過流は貯
蔵前に通常の液化手段により液状にされる。
【００１６】さらに、本発明の膜型発生器は一般に流量
コントローラが利用される。これは発生器と大量貯蔵手
段の下流側に連通させて設けられる。好ましくは、この
高純度圧縮窒素ガス源の流量を制御するための流量コン
トローラまたは制御手段はオン／オフ型の弁である。
コントローラが利用される。これは発生器と大量貯蔵手
段の下流側に連通させて設けられる。好ましくは、この
高純度圧縮窒素ガス源の流量を制御するための流量コン
トローラまたは制御手段はオン／オフ型の弁である。
【００１７】一般に、本発明の純度制御手段は低純度窒
素ガスの純度を測定し、窒素ガス混合物の測定された純
度がＰ0 より小さいとき高純度窒素ガスの流量を増大
し、また、窒素ガス混合物の測定された純度がＰ0 より
大きいときは高純度窒素ガスの流量を減少するように信
号を流量制御手段へ送るようになっている。
素ガスの純度を測定し、窒素ガス混合物の測定された純
度がＰ0 より小さいとき高純度窒素ガスの流量を増大
し、また、窒素ガス混合物の測定された純度がＰ0 より
大きいときは高純度窒素ガスの流量を減少するように信
号を流量制御手段へ送るようになっている。
【００１８】なお、可変手段および／または純度制御手
段と関連してコンピュータを用い、これらの制御を行う
ようにしてもよい。上述のように、供給ガスに較べて窒
素に富む透過ガスを送り出すことができるものであれ
ば、いかなる膜でも適用し得るが、この窒素用膜は複数
の中空ファイバーを束にして筒状のシェルに収納してモ
ジュールを形成したものが好ましい。
段と関連してコンピュータを用い、これらの制御を行う
ようにしてもよい。上述のように、供給ガスに較べて窒
素に富む透過ガスを送り出すことができるものであれ
ば、いかなる膜でも適用し得るが、この窒素用膜は複数
の中空ファイバーを束にして筒状のシェルに収納してモ
ジュールを形成したものが好ましい。
【００１９】例えば、本発明の膜型発生器は窒素含有ガ
ス源から供給ガスを導入するための入口と、中空ファイ
バーの壁面を透過する透過ガスのための第１の出口と、
中空ファイバーの壁面を透過しない非透過ガスまたはガ
ス混合物のための第２の出口とを有し、この入口および
第１の出口を供給ガスと透過ガスが実質的に対向流を生
じて循環するように、このモジュールのシェルに配置さ
れる。
ス源から供給ガスを導入するための入口と、中空ファイ
バーの壁面を透過する透過ガスのための第１の出口と、
中空ファイバーの壁面を透過しない非透過ガスまたはガ
ス混合物のための第２の出口とを有し、この入口および
第１の出口を供給ガスと透過ガスが実質的に対向流を生
じて循環するように、このモジュールのシェルに配置さ
れる。
【００２０】本発明は、さらに窒素ガスを可変流量で、
かつ、窒素ガスの流量に関係なく、少なくともＰ0 に等
しい、好ましくはＰ0 より大きい純度で顧客に供給する
方法を提供する。すなわち、異なる窒素ガス流量および
窒素ガス流量の如何を問わず少なくともＰ0 に等しい純
度で顧客に窒素ガスを供給する方法であって、Ｐ1 （但
しＰ1 ＞Ｐ0 ）より高い純度の高純度窒素ガスの第１の
供給源および流量に依存するところの純度Ｐ2 （最大流
量のときＰ0 より低い純度で、より低い流量のときＰ0
より高い純度）を有する低純度窒素ガスの第２の供給源
を提供する工程と、低純度窒素ガスの純度Ｐを測定し、
ＰとＰ0 とを比較し、Ｐ＜Ｐ0 のとき高純度窒素ガスを
低純度窒素ガスに混合して少なくともＰ0 以上の純度の
ガス混合物を顧客に供給し、Ｐ＞Ｐ0 のとき該低純度窒
素ガスを直接、顧客に供給し、顧客に供給される窒素ガ
スの流量を必要に応じて調整するようにする工程とを具
備してなる窒素ガス供給方法が提供される。
かつ、窒素ガスの流量に関係なく、少なくともＰ0 に等
しい、好ましくはＰ0 より大きい純度で顧客に供給する
方法を提供する。すなわち、異なる窒素ガス流量および
窒素ガス流量の如何を問わず少なくともＰ0 に等しい純
度で顧客に窒素ガスを供給する方法であって、Ｐ1 （但
しＰ1 ＞Ｐ0 ）より高い純度の高純度窒素ガスの第１の
供給源および流量に依存するところの純度Ｐ2 （最大流
量のときＰ0 より低い純度で、より低い流量のときＰ0
より高い純度）を有する低純度窒素ガスの第２の供給源
を提供する工程と、低純度窒素ガスの純度Ｐを測定し、
ＰとＰ0 とを比較し、Ｐ＜Ｐ0 のとき高純度窒素ガスを
低純度窒素ガスに混合して少なくともＰ0 以上の純度の
ガス混合物を顧客に供給し、Ｐ＞Ｐ0 のとき該低純度窒
素ガスを直接、顧客に供給し、顧客に供給される窒素ガ
スの流量を必要に応じて調整するようにする工程とを具
備してなる窒素ガス供給方法が提供される。
【００２１】ここで、低純度窒素ガスの第２の供給源が
窒素含有ガスの加圧源により供給された窒素用膜からな
るものでもよい。さらに窒素含有ガスの加圧源が大気の
エアコンプレッサーからなるものでもよい。
窒素含有ガスの加圧源により供給された窒素用膜からな
るものでもよい。さらに窒素含有ガスの加圧源が大気の
エアコンプレッサーからなるものでもよい。
【００２２】一般に、Ｐ0 は約０．０１％Ｏ2 ないし１
０％Ｏ2 、好ましくは約０．１％Ｏ2 ないし３％Ｏ2 で
ある。Ｐ1 は一般に約０．０１％Ｏ2 ないし１０％Ｏ
2 、好ましくは約０．１％Ｏ2 ないし３％Ｏ2 である。
０％Ｏ2 、好ましくは約０．１％Ｏ2 ないし３％Ｏ2 で
ある。Ｐ1 は一般に約０．０１％Ｏ2 ないし１０％Ｏ
2 、好ましくは約０．１％Ｏ2 ないし３％Ｏ2 である。
【００２３】Ｆｍ1 は一般に約１ないし１０，０００Ｎ
ｍ3 ／ｈ、好ましくは約１０ないし２，０００Ｎｍ3 ／
ｈであり、Ｆｍ2 は一般に約１ないし１０，０００Ｎｍ
3 ／ｈ、好ましくは約５ないし１，０００Ｎｍ3 ／ｈで
ある。
ｍ3 ／ｈ、好ましくは約１０ないし２，０００Ｎｍ3 ／
ｈであり、Ｆｍ2 は一般に約１ないし１０，０００Ｎｍ
3 ／ｈ、好ましくは約５ないし１，０００Ｎｍ3 ／ｈで
ある。
【００２４】さらに、従来、窒素を選択的に透過させる
のに用いられている全ての膜を本発明でも用いることが
できる。一般に、供給ガス源は分離装置の上流にて用い
られる。この供給ガス源として圧縮手段が一般に用いら
れる。
のに用いられている全ての膜を本発明でも用いることが
できる。一般に、供給ガス源は分離装置の上流にて用い
られる。この供給ガス源として圧縮手段が一般に用いら
れる。
【００２５】さらに、制御手段は供給ガス源の出口にて
用いられ、流量を制御するようになっている。この制御
手段は例えば圧縮手段へ出力する可変周波数電源、例え
ばエアコンプレッサーのモータであってもよい。これに
より、可変回転速度を介して可変流量出力を得ることが
できる。この制御手段は、電気または空気制御を備えた
スライド翼、すなわち、Ｓｕｌｌａｉｒコンプレッサー
のようなスクリューコンプレッサーケーシングの一部で
あって、内部再循環を介して可変流出力を達成するもの
であってもよい。さらに、この制御手段は、制御手段を
備えた圧縮手段の出口に設けたエアーリシーバーとの組
合わせであってもよく、これにより供給ガス需要に応じ
て圧縮手段を開始させ、または停止させる。
用いられ、流量を制御するようになっている。この制御
手段は例えば圧縮手段へ出力する可変周波数電源、例え
ばエアコンプレッサーのモータであってもよい。これに
より、可変回転速度を介して可変流量出力を得ることが
できる。この制御手段は、電気または空気制御を備えた
スライド翼、すなわち、Ｓｕｌｌａｉｒコンプレッサー
のようなスクリューコンプレッサーケーシングの一部で
あって、内部再循環を介して可変流出力を達成するもの
であってもよい。さらに、この制御手段は、制御手段を
備えた圧縮手段の出口に設けたエアーリシーバーとの組
合わせであってもよく、これにより供給ガス需要に応じ
て圧縮手段を開始させ、または停止させる。
【００２６】一般に、圧縮窒素含有ガス源と連通した窒
素用膜は常時、供給源の下流に設けられる。高純度圧縮
窒素ガス源（ｄ）はサイドブランチに位置され、混合手
段（ｅ）は窒素用膜（ｃ）と高純度圧縮窒素ガス源
（ｄ）の双方の下流に位置される。さらに純度制御手段
（ｆ）は混合手段（ｅ）の下流に位置される。
素用膜は常時、供給源の下流に設けられる。高純度圧縮
窒素ガス源（ｄ）はサイドブランチに位置され、混合手
段（ｅ）は窒素用膜（ｃ）と高純度圧縮窒素ガス源
（ｄ）の双方の下流に位置される。さらに純度制御手段
（ｆ）は混合手段（ｅ）の下流に位置される。
【００２７】図１〜５を参照してさらに説明する。図１
は、従来用いられている特大発生器についての流量と時
間との関係の典型例を示している。これは特大発生器の
使用からもたらされる非効率性、すなわち方法の非経済
性を説明するものある。
は、従来用いられている特大発生器についての流量と時
間との関係の典型例を示している。これは特大発生器の
使用からもたらされる非効率性、すなわち方法の非経済
性を説明するものある。
【００２８】図２は従来の特大発生器および流量コント
ローラを利用した装置を説明している。図３は平均消費
流量発生器、流量コントローラおよびバッファータンク
を利用した従来の装置を説明している。
ローラを利用した装置を説明している。図３は平均消費
流量発生器、流量コントローラおよびバッファータンク
を利用した従来の装置を説明している。
【００２９】図４は小型発生器、流量コントローラおよ
びバッファー貯蔵タンクを利用した本発明の装置の例を
説明している。図５は流量および純度の可変な発生器、
および大量貯蔵タンクを利用した本発明の装置の例を説
明している。
びバッファー貯蔵タンクを利用した本発明の装置の例を
説明している。図５は流量および純度の可変な発生器、
および大量貯蔵タンクを利用した本発明の装置の例を説
明している。
【００３０】一般に、大量貯蔵手段の貯蔵容量は発生器
が故障したとき、この大量貯蔵手段がなし得るバックア
ップ機能に主として依存して選ばれる。すなわち、発生
器が故障したとき予想される需要に応じ得る程度の貯蔵
容量が選ばれる。しかし、一般には顧客の平均需要の約
１日ないし３日分の貯蔵容量が選ばれる。
が故障したとき、この大量貯蔵手段がなし得るバックア
ップ機能に主として依存して選ばれる。すなわち、発生
器が故障したとき予想される需要に応じ得る程度の貯蔵
容量が選ばれる。しかし、一般には顧客の平均需要の約
１日ないし３日分の貯蔵容量が選ばれる。
【００３１】この大量貯蔵手段は従来用いられているい
かなるものでもよい。この大量貯蔵手段の材質について
は使用条件、例えば冷却温度、使用圧力などにより決定
される。
かなるものでもよい。この大量貯蔵手段の材質について
は使用条件、例えば冷却温度、使用圧力などにより決定
される。
【００３２】次に、具体例について説明する。 （実施例１）本発明の設計に従って、ユニットの寸法を
５０ｍ3 ／ｈとし、この発生器の生産に対し消費のサー
ジングが６２．２７ｍ3 ／ｈに上昇したとき製品のＯ2
含量は２．７７５％Ｏ2 に増加した。これによりバルク
の消費は、各８時間１０分のシーケンス当たり６．２９
ｍ3 に減少した。
５０ｍ3 ／ｈとし、この発生器の生産に対し消費のサー
ジングが６２．２７ｍ3 ／ｈに上昇したとき製品のＯ2
含量は２．７７５％Ｏ2 に増加した。これによりバルク
の消費は、各８時間１０分のシーケンス当たり６．２９
ｍ3 に減少した。
【００３３】（比較例１−３） Ｉ．この顧客の需要に応じ得る従来の１つの解決は、発
生器を１００ｍ3 ／ｈとし、発生器の制御を４０ｍ3 ／
ｈレベルの減少流量にセットすることである。この方法
は米国特許４，８０６，１３２に開示されている。
生器を１００ｍ3 ／ｈとし、発生器の制御を４０ｍ3 ／
ｈレベルの減少流量にセットすることである。この方法
は米国特許４，８０６，１３２に開示されている。
【００３４】しかし、これは顧客の需要の一部しか応ず
ることができず、発生器を１００ｍ3 ／ｈとすることに
よるコスト高、およびこの減少流量モードで発生器を操
作することによる低い製品圧力のため、事実上全需要に
対し適切に賄う事ができない。
ることができず、発生器を１００ｍ3 ／ｈとすることに
よるコスト高、およびこの減少流量モードで発生器を操
作することによる低い製品圧力のため、事実上全需要に
対し適切に賄う事ができない。
【００３５】II．この顧客の需要に応じ得る従来の他の
解決は、顧客の操業の間、ユニットを平均流量すなわち
５２3 ／ｈの大きさとし、４時間分の過剰製品をバッフ
ァタンクに貯蔵し、貯蔵消費の間、発生器生産に加えて
解放することである。
解決は、顧客の操業の間、ユニットを平均流量すなわち
５２3 ／ｈの大きさとし、４時間分の過剰製品をバッフ
ァタンクに貯蔵し、貯蔵消費の間、発生器生産に加えて
解放することである。
【００３６】この方法はシステムのキャピタルコストを
改善し得るが、バッファタンクにおける高圧貯蔵のため
の余計なエネルギー消費コストがかかることになる。 III ．さらに他の従来の解決手段は、ユニットを任意、
例えば５０3 ／ｈ以下の大きさとし、ピーク受容を現場
大量（バルク）貯蔵から引き出すことである。これは発
生器のコストを減少させるが、操業コストを著しく増大
させる。しかし、この種の設計は顧客が安全のためバッ
クアップシステムを要求する場合、しばしば必要とな
る。
改善し得るが、バッファタンクにおける高圧貯蔵のため
の余計なエネルギー消費コストがかかることになる。 III ．さらに他の従来の解決手段は、ユニットを任意、
例えば５０3 ／ｈ以下の大きさとし、ピーク受容を現場
大量（バルク）貯蔵から引き出すことである。これは発
生器のコストを減少させるが、操業コストを著しく増大
させる。しかし、この種の設計は顧客が安全のためバッ
クアップシステムを要求する場合、しばしば必要とな
る。
【００３７】もし、ユニットが５０3 ／ｈに設計された
とき、バルクの消費は、各８時間１０分のシーケンス当
たり８．３３ｍ3 となろう。下記表Ｉに上記説明を要約
して示す。
とき、バルクの消費は、各８時間１０分のシーケンス当
たり８．３３ｍ3 となろう。下記表Ｉに上記説明を要約
して示す。
【００３８】
【表１】 この現象は小さいモジュールにおいて多少重要である
が、下記表IIに示すように、大スケールの工業用モジュ
ールにおいて極めて意外なことである。
が、下記表IIに示すように、大スケールの工業用モジュ
ールにおいて極めて意外なことである。
【００３９】
【表２】
【００４０】この表は工業規模モジュールの性能に基づ
くもので、十分な空気の供給が得られたものとして、現
在のプラントにおける増大生産流が製品純度に与える影
響はコンピュータのシミュレーションから予想されたも
のよりは遥かに小さいことを示している。これは、設け
られている純粋窒素大量バックアップを利用してこの純
粋窒素を膜型発生器生産物と混合することにより、顧客
の消費サージングの場合にシステム生産を上昇させるこ
とを可能とする。この場合の純度は全生産物の酸素含量
を特定の値に維持しながら、ユニット生産量が増大され
るような値に常に設定される。
くもので、十分な空気の供給が得られたものとして、現
在のプラントにおける増大生産流が製品純度に与える影
響はコンピュータのシミュレーションから予想されたも
のよりは遥かに小さいことを示している。これは、設け
られている純粋窒素大量バックアップを利用してこの純
粋窒素を膜型発生器生産物と混合することにより、顧客
の消費サージングの場合にシステム生産を上昇させるこ
とを可能とする。この場合の純度は全生産物の酸素含量
を特定の値に維持しながら、ユニット生産量が増大され
るような値に常に設定される。
【００４１】（実施例２） 顧客の需要：図６に示す流量パターンでの生産物のＯ2
は２％。基本的流量は２％Ｏ2 で５０Ｎｍ3 ／ｈであ
る。２％Ｏ2 で１００Ｎｍ3 ／ｈのサージング消費が４
時間毎に１０分発生した。
は２％。基本的流量は２％Ｏ2 で５０Ｎｍ3 ／ｈであ
る。２％Ｏ2 で１００Ｎｍ3 ／ｈのサージング消費が４
時間毎に１０分発生した。
【００４２】ついで、消費が４時間停止し、ついで再
度、開始された。平均流量は２６．５３Ｎｍ3 ／ｈであ
る。この特別の場合において、本発明では上記解決手段
（ｂ）と殆ど同じキャピタルコストで液体の消費を２５
％軽減させることができた。なお、必要なコンプレッサ
ーの寸法の増大があるが、これはきわめて小さい値であ
る。
度、開始された。平均流量は２６．５３Ｎｍ3 ／ｈであ
る。この特別の場合において、本発明では上記解決手段
（ｂ）と殆ど同じキャピタルコストで液体の消費を２５
％軽減させることができた。なお、必要なコンプレッサ
ーの寸法の増大があるが、これはきわめて小さい値であ
る。
【００４３】（実施例３）工業的適用において図７に示
す流量パターンが示された。第１の期間においては顧客
は最大Ｏ2 含量２％で１００Ｎｍ3 ／ｈの流量を要望し
た。第２の期間では最大Ｏ2 含量０．１％の純度で必要
流量は２５Ｎｍ3 ／ｈに低下した。上記４つの設計事項
を下記表III に要約する。
す流量パターンが示された。第１の期間においては顧客
は最大Ｏ2 含量２％で１００Ｎｍ3 ／ｈの流量を要望し
た。第２の期間では最大Ｏ2 含量０．１％の純度で必要
流量は２５Ｎｍ3 ／ｈに低下した。上記４つの設計事項
を下記表III に要約する。
【００４４】
【表３】
【００４５】本発明の発生器の設計では発生器の寸法を
上記解決手段（ａ）1 （ａ）2 より減少させながら、上
記解決手段（ｃ）と比較してバルクの消費を８５％節約
することができた。
上記解決手段（ａ）1 （ａ）2 より減少させながら、上
記解決手段（ｃ）と比較してバルクの消費を８５％節約
することができた。
【００４６】以上のように、本発明の膜型ガス発生器、
例えば窒素発生器は高い生産性を保ちつつ柔軟に操作す
ることができ、顧客の需要の変化に対応するのにコスト
のかかる発生器に依存することを回避することができ
る。
例えば窒素発生器は高い生産性を保ちつつ柔軟に操作す
ることができ、顧客の需要の変化に対応するのにコスト
のかかる発生器に依存することを回避することができ
る。
【００４７】以下の２つの条件を満足するものは、本発
明の装置および方法の範囲に含まれるものであることを
理解すべきである。 （ａ）生産されたガスをスタンドバイ源として大量貯蔵
の形で貯蔵し、発生器の故障のとき、放出できるように
すること、（ｂ）生産流と純度との密接な関係を保ちつ
つガスを現場発生器で生産することができる。
明の装置および方法の範囲に含まれるものであることを
理解すべきである。 （ａ）生産されたガスをスタンドバイ源として大量貯蔵
の形で貯蔵し、発生器の故障のとき、放出できるように
すること、（ｂ）生産流と純度との密接な関係を保ちつ
つガスを現場発生器で生産することができる。
【００４８】本発明においては、上記２つの条件は窒素
または酸素の生産に適応することができる。上述のよう
にして窒素を生産することができるが、膜の代わりに圧
力スウィング吸着（ＰＳＡ）／真空スウィング吸着（Ｖ
ＳＡ）を用いることにより酸素も同様にして作ることが
できる。酸素の生産においては、窒素含量がゼロに近い
貯蔵バルク酸素と、窒素含量がより高い高生産モードで
のＰＳＡ／ＶＳＡからの酸素との混合物を用いることに
より顧客のピーク需要に対処することができる。このよ
うな方法は窒素含量が厳しく定められたＰＳＡ／ＶＳＡ
からの酸素の生産に有利に適用することができる。
または酸素の生産に適応することができる。上述のよう
にして窒素を生産することができるが、膜の代わりに圧
力スウィング吸着（ＰＳＡ）／真空スウィング吸着（Ｖ
ＳＡ）を用いることにより酸素も同様にして作ることが
できる。酸素の生産においては、窒素含量がゼロに近い
貯蔵バルク酸素と、窒素含量がより高い高生産モードで
のＰＳＡ／ＶＳＡからの酸素との混合物を用いることに
より顧客のピーク需要に対処することができる。このよ
うな方法は窒素含量が厳しく定められたＰＳＡ／ＶＳＡ
からの酸素の生産に有利に適用することができる。
【００４９】この方法によれば、低需要の時にＰＳＡ／
ＶＳＡが顧客の要望より窒素含量の低い、すなわち酸素
の純度の高いものを製造するのに用いられる。この高純
度の酸素は高需要の期間での使用のため１または２以上
の製品タンクに貯蔵される。
ＶＳＡが顧客の要望より窒素含量の低い、すなわち酸素
の純度の高いものを製造するのに用いられる。この高純
度の酸素は高需要の期間での使用のため１または２以上
の製品タンクに貯蔵される。
【００５０】高需要の期間において、比較的低純度の酸
素（窒素含量が高い）が顧客の要望より大量に生産され
る。しかし、この酸素はついで１または２以上の製品タ
ンクに貯蔵されている高純度の酸素と混合され、顧客の
要望に従う純度の酸素を大量に生産することを可能とす
る。
素（窒素含量が高い）が顧客の要望より大量に生産され
る。しかし、この酸素はついで１または２以上の製品タ
ンクに貯蔵されている高純度の酸素と混合され、顧客の
要望に従う純度の酸素を大量に生産することを可能とす
る。
【００５１】本発明では種々の変更も可能であり、例え
ば透過性膜も膜アセンブリーとして容器に収納され膜シ
ステムが形成される。この膜システムは１以上の膜モジ
ュールを平行または連続的に配列したものからなる。こ
の膜モジュールは中空糸型、渦巻き型、折り重ねシート
型など任意の形状にすることができる。この膜モジュー
ルは供給空気側と、反対の透過ガス出口側とを有する。
中空ファイバー膜の場合、供給空気は孔の内側でも外側
でもよい。
ば透過性膜も膜アセンブリーとして容器に収納され膜シ
ステムが形成される。この膜システムは１以上の膜モジ
ュールを平行または連続的に配列したものからなる。こ
の膜モジュールは中空糸型、渦巻き型、折り重ねシート
型など任意の形状にすることができる。この膜モジュー
ルは供給空気側と、反対の透過ガス出口側とを有する。
中空ファイバー膜の場合、供給空気は孔の内側でも外側
でもよい。
【００５２】空気分離膜として、または水素精製膜とし
て用いられる膜材料は、供給ガス、例えば空気または純
粋でない水素の成分を選択的に容易に透過しうるもので
あれば特に制限されない。セルロース誘導体、例えば酢
酸セルロース、セルロースアセトブチレート；ポリイミ
ド、例えばアリールポリアミド、アリールポリイミド；
ポリスルホン；ポリスチレンなどを用いることができ
る。この内、ポリイミドが好ましい。
て用いられる膜材料は、供給ガス、例えば空気または純
粋でない水素の成分を選択的に容易に透過しうるもので
あれば特に制限されない。セルロース誘導体、例えば酢
酸セルロース、セルロースアセトブチレート；ポリイミ
ド、例えばアリールポリアミド、アリールポリイミド；
ポリスルホン；ポリスチレンなどを用いることができ
る。この内、ポリイミドが好ましい。
【００５３】容器に収容され膜システムを形成する透過
性膜はいかなる形状のものでもよいが、中空ファイバー
が一般に好ましい。特定のガスを分離するために用いら
れる膜材料としては、ガス混合物から特定の成分を選択
的に透過させ得るものであれば特に限定はなく、上述の
ようなセルロース誘導体の他、このような分離処理に用
いられるいかなる材料をも用いることができる。
性膜はいかなる形状のものでもよいが、中空ファイバー
が一般に好ましい。特定のガスを分離するために用いら
れる膜材料としては、ガス混合物から特定の成分を選択
的に透過させ得るものであれば特に限定はなく、上述の
ようなセルロース誘導体の他、このような分離処理に用
いられるいかなる材料をも用いることができる。
【００５４】中空糸膜は一般に流体混合物から１ないし
それ以上の成分を分離し得るポリマー材料から形成され
る。例えば、ポリ−４−メチルペンテン、ポリエチレ
ン、ポリプロピレンのようなオレフィン系ポリマー；ポ
リテトラフルオロエチレン；セルロースエステル、セル
ロースエーテル、再生セルロース；ポリアミド；ポリエ
ーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン；ポリエス
テルカーボネート、ポリカーボネート；ポリスルホン；
ポリイミド；ポリエーテルスルホンなどを用いることが
できる。この中空糸膜は均一的のもの、対称的のもの、
非対称的のもの、複合的のものでもよい。この中空糸膜
は密な区別領域を有し、流体の溶解性または拡散性の違
いにより１以上の成分を他の１以上の成分から分離し得
るものであってもよい。また中空糸膜はミクロ孔質のも
ので流体の相対揮発性により１以上の成分を他の１以上
の成分から分離し得るものであってもよい。
それ以上の成分を分離し得るポリマー材料から形成され
る。例えば、ポリ−４−メチルペンテン、ポリエチレ
ン、ポリプロピレンのようなオレフィン系ポリマー；ポ
リテトラフルオロエチレン；セルロースエステル、セル
ロースエーテル、再生セルロース；ポリアミド；ポリエ
ーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン；ポリエス
テルカーボネート、ポリカーボネート；ポリスルホン；
ポリイミド；ポリエーテルスルホンなどを用いることが
できる。この中空糸膜は均一的のもの、対称的のもの、
非対称的のもの、複合的のものでもよい。この中空糸膜
は密な区別領域を有し、流体の溶解性または拡散性の違
いにより１以上の成分を他の１以上の成分から分離し得
るものであってもよい。また中空糸膜はミクロ孔質のも
ので流体の相対揮発性により１以上の成分を他の１以上
の成分から分離し得るものであってもよい。
【００５５】密な区別領域を有する中空糸膜はガス分離
の上で好ましい。非対称的中空糸膜はその外側または内
側、あるいは両側に区別領域を有するものであってもよ
い。両側に区別領域を有する中空糸膜は、中空糸膜の両
面が多孔質のものであるが、ガスを分離することができ
る。ガスを分離する場合、膜として好ましいポリマー材
料はポリエステルカーボネート、ポリカーボネート、ポ
リスルホン、ポリイミド、ポリエーテルスルホンであ
る。この内、特に好ましいものはポリエステルカーボネ
ートおよびポリカーボネートである。好ましいポリエス
テルカーボネートおよびポリカーボネートの例は、米国
特許Ｎｏ．４，８７４，４０１；Ｎｏ．４，８５１，０
１４；Ｎｏ．４，８４０，６４６；Ｎｏ．４，８１８，
２５４に開示されている。好ましい具体例として、この
ような膜の製造方法が米国特許Ｎｏ．４，７７２，３９
２に開示されている。
の上で好ましい。非対称的中空糸膜はその外側または内
側、あるいは両側に区別領域を有するものであってもよ
い。両側に区別領域を有する中空糸膜は、中空糸膜の両
面が多孔質のものであるが、ガスを分離することができ
る。ガスを分離する場合、膜として好ましいポリマー材
料はポリエステルカーボネート、ポリカーボネート、ポ
リスルホン、ポリイミド、ポリエーテルスルホンであ
る。この内、特に好ましいものはポリエステルカーボネ
ートおよびポリカーボネートである。好ましいポリエス
テルカーボネートおよびポリカーボネートの例は、米国
特許Ｎｏ．４，８７４，４０１；Ｎｏ．４，８５１，０
１４；Ｎｏ．４，８４０，６４６；Ｎｏ．４，８１８，
２５４に開示されている。好ましい具体例として、この
ような膜の製造方法が米国特許Ｎｏ．４，７７２，３９
２に開示されている。
【００５６】また、本発明によれば、中空糸膜をチュー
ブまたはシェルに収納したもの、フィルム状膜をプレー
ト型、フレーム型、渦巻き型に重ねたものなどを用いる
ことができる。
ブまたはシェルに収納したもの、フィルム状膜をプレー
ト型、フレーム型、渦巻き型に重ねたものなどを用いる
ことができる。
【図１】従来用いられている特大発生器についての流量
と時間との関係を典型例で示す線図。
と時間との関係を典型例で示す線図。
【図２】従来の特大発生器および流量コントローラを利
用した装置を説明するためのブロック図。
用した装置を説明するためのブロック図。
【図３】平均消費流速発生器、流量コントローラおよび
バッファータンクを利用した従来の装置を説明するため
のブロック図。
バッファータンクを利用した従来の装置を説明するため
のブロック図。
【図４】小型発生器、流量コントローラおよびバッファ
ー貯蔵タンクを利用した本発明の装置を説明するための
ブロック図。
ー貯蔵タンクを利用した本発明の装置を説明するための
ブロック図。
【図５】流量および純度の可変な発生器、および大量貯
蔵タンクを利用した本発明の装置を説明するためのブロ
ック図。
蔵タンクを利用した本発明の装置を説明するためのブロ
ック図。
【図６】流量と時間との関係を示すパターン図。
【図７】流量と時間との関係を示すパターン図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390023674 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・ アンド・カンパニー Ｅ．Ｉ．ＤＵ ＰＯＮＴ ＤＥ ＮＥＭＯ ＵＲＳ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ アメリカ合衆国、デラウエア州、ウイルミ ントン、マーケット・ストリート 1007 (72)発明者 クリスティアン・バーブ フランス国、92260 フォントネー − オー − ローズ、アブニュ・ルネ・イシ ドール ４ (72)発明者 ジャン − ルノー・ブリュジェロール フランス国、75016 パリ、リュ・デ・ボ ーシェ ９
Claims (10)
- 【請求項１】 （ａ）純度がＰ0 より低く、最大流量Ｆ
ｍ1 の窒素含有圧縮ガス源と、 （ｂ）該窒素含有圧縮ガス源と連通し、Ｆｍ1 とゼロと
の間で該窒素含有圧縮ガス源の流量を変化させるように
した可変手段と、 （ｃ）該窒素含有圧縮ガス源と連通し、該窒素含有圧縮
ガス源と比較して窒素に富む低純度窒素ガスおよび該窒
素含有圧縮ガス源と比較して窒素が欠乏した窒素欠乏ガ
スを供給し得る窒素用膜（なお、該低純度窒素ガスは該
最大流量Ｆｍ1において純度Ｐ0 より低い純度であっ
て、かつ該窒素含有圧縮ガス源の上記膜への供給流量が
減少したとき増大するところの純度Ｐ1 を有する）と、 （ｄ）高純度の窒素ガスを供給するための純度Ｐ0 より
高い高純度圧縮窒素ガス源であって、ゼロから最大流量
値Ｆｍ2 へ流量を制御するための流量制御手段を具備す
るものと、 （ｅ）該低純度窒素ガスと該高純度圧縮窒素ガスとを混
合し窒素ガス混合物を供給する混合手段と、 （ｆ）該窒素ガス混合物の純度を測定し、該窒素ガス混
合物の純度が純度Ｐ0以下のとき該高純度圧縮窒素ガス
の流量を増加させ、該窒素ガス混合物の純度が純度Ｐ0
を超えるとき該高純度圧縮窒素ガスの流量を減少させる
ため、流量制御手段へ信号を発するようにした純度制御
手段と、 を具備してなることを特徴とする少なくともＰ0 に等し
い純度の窒素ガス流を供給するための膜型窒素ガス発生
器。 - 【請求項２】 高純度圧縮窒素ガスの流量を制御するた
めの該流量制御手段がオン／オフバルブであることを特
徴とする請求項１記載の膜型窒素ガス発生器。 - 【請求項３】 高純度圧縮窒素ガス源が液体窒素を収容
するタンクである請求項１または２記載の膜型窒素ガス
発生器。 - 【請求項４】 該純度制御手段が該低純度窒素ガスの純
度を測定し、該窒素ガス混合物の純度が純度Ｐ0 以下の
とき該高純度圧縮窒素ガスの流量を増加させ、該窒素ガ
ス混合物の純度が純度Ｐ0 を超えるとき該高純度圧縮窒
素ガスの流量を減少させるため、流量制御手段へ信号を
発するようになっていることを特徴とする請求項１ない
し３のいずれかに記載の膜型窒素ガス発生器。 - 【請求項５】 該可変手段と純度制御手段の少なくとも
いづれかを制御するため、これら可変手段または純度制
御手段に接続されたコンピュータをさらに具備してなる
請求項１ないし４のいずれかに記載の膜型窒素ガス発生
器。 - 【請求項６】 窒素用膜が筒状シェルに収納された束を
形成する複数の中空繊維からなり、これにより全体とし
てモジュールを形成していることを特徴とする請求項１
ないし５のいずれかに記載の膜型窒素ガス発生器。 - 【請求項７】 該モジュールが窒素含有ガス源からガス
を供給するための入口と、上記束の中空繊維の壁面を透
過した透過ガスのための第１の出口と、該中空繊維の壁
面を透過しない非透過ガスまたはガス混合物のための第
２の出口とを有し、上記供給ガスおよび透過ガスが該モ
ジュールのシェル内で実質的に互いに向流をなして循環
するように該入口および第１の出口が該モジュールのシ
ェルに設けられていることを特徴とする請求項１ないし
６のいずれかに記載の膜型窒素ガス発生器。 - 【請求項８】異なる窒素ガス流量および窒素ガス流量の
如何を問わず少なくともＰ0 に等しい純度で顧客に窒素
ガスを供給する方法であって、Ｐ1 （但しＰ1 ＞Ｐ0 ）
より高い純度の高純度窒素ガスの第１の供給源および流
量に依存するところの純度Ｐ2 （最大流量のときＰ0 よ
り低い純度で、より低い流量のときＰ0 より高い純度）
を有する低純度窒素ガスの第２の供給源を提供する工程
と、 低純度窒素ガスの純度Ｐを測定し、ＰとＰ0 とを比較
し、Ｐ＜Ｐ0 のとき高純度窒素ガスを低純度窒素ガスに
混合して少なくともＰ0 以上の純度のガス混合物を顧客
に供給し、Ｐ＞Ｐ0 のとき該低純度窒素ガスを直接、顧
客に供給し、顧客に供給される窒素ガスの流量を必要に
応じて調整するようにする工程と、 を具備してなる窒素ガス供給方法。 - 【請求項９】低純度窒素ガスの第２の供給源が窒素含有
ガスの加圧源により供給された窒素用膜からなることを
特徴とする請求項８記載の方法。 - 【請求項１０】窒素含有ガスの加圧源がエアコンプレッ
サーである請求項８または９記載の方法。
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