JPH08208206A - 空気圧縮装置および圧縮空気からの窒素抽出装置 - Google Patents
空気圧縮装置および圧縮空気からの窒素抽出装置Info
- Publication number
- JPH08208206A JPH08208206A JP7166466A JP16646695A JPH08208206A JP H08208206 A JPH08208206 A JP H08208206A JP 7166466 A JP7166466 A JP 7166466A JP 16646695 A JP16646695 A JP 16646695A JP H08208206 A JPH08208206 A JP H08208206A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compressor
- air
- pressure
- signal
- nitrogen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 115
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 title claims description 57
- 230000006835 compression Effects 0.000 title claims description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 title claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 16
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 36
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 36
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 5
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 11
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 42
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 7
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 208000033999 Device damage Diseases 0.000 description 1
- 244000107946 Spondias cytherea Species 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000009428 plumbing Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000005070 ripening Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
- F04C28/10—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by changing the positions of the inlet or outlet openings with respect to the working chamber
- F04C28/12—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by changing the positions of the inlet or outlet openings with respect to the working chamber using sliding valves
- F04C28/125—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by changing the positions of the inlet or outlet openings with respect to the working chamber using sliding valves with sliding valves controlled by the use of fluid other than the working fluid
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/04—Purification or separation of nitrogen
- C01B21/0405—Purification or separation processes
- C01B21/0433—Physical processing only
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
- F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
- F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
- F25J3/04769—Operation, control and regulation of the process; Instrumentation within the process
- F25J3/04781—Pressure changing devices, e.g. for compression, expansion, liquid pumping
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
- F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
- F25J3/04769—Operation, control and regulation of the process; Instrumentation within the process
- F25J3/04812—Different modes, i.e. "runs" of operation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
- F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
- F25J3/04866—Construction and layout of air fractionation equipments, e.g. valves, machines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2210/00—Fluid
- F04C2210/60—Condition
- F04C2210/62—Purity
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2270/00—Control; Monitoring or safety arrangements
- F04C2270/18—Pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2270/00—Control; Monitoring or safety arrangements
- F04C2270/44—Conditions at the outlet of a pump or machine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
- F25J2230/40—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams the fluid being air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
- F25J2240/40—Expansion without extracting work, i.e. isenthalpic throttling, e.g. JT valve, regulating valve or venturi, or isentropic nozzle, e.g. Laval
- F25J2240/42—Expansion without extracting work, i.e. isenthalpic throttling, e.g. JT valve, regulating valve or venturi, or isentropic nozzle, e.g. Laval the fluid being air
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 製品必要流量の減少にかかわらず製品純度を
維持でき、動力消費を減少できる窒素抽出装置を提供す
る。 【構成】 空気から窒素を抽出して窒素流を生じさせる
装置であって空気を圧縮する圧縮機と圧縮機に連結され
圧縮空気から窒素を生成する空気分離機とを有する。圧
縮機は空気を圧縮するように作用する回転可能なロータ
ーの有効長さを減少させて圧縮機を全容量以下で作動さ
せる絞り手段を備えている。圧縮機に作動するように連
結された内部圧力制御調整器が圧縮機からの排気圧力を
調整し、圧縮機排気圧力が所定の圧力を越えたときに信
号空気圧力を与える。外部入力手段が全容量以下の圧縮
機作動レベルを示す外部信号を入力し、この外部信号に
基づく信号空気圧力を与える。
維持でき、動力消費を減少できる窒素抽出装置を提供す
る。 【構成】 空気から窒素を抽出して窒素流を生じさせる
装置であって空気を圧縮する圧縮機と圧縮機に連結され
圧縮空気から窒素を生成する空気分離機とを有する。圧
縮機は空気を圧縮するように作用する回転可能なロータ
ーの有効長さを減少させて圧縮機を全容量以下で作動さ
せる絞り手段を備えている。圧縮機に作動するように連
結された内部圧力制御調整器が圧縮機からの排気圧力を
調整し、圧縮機排気圧力が所定の圧力を越えたときに信
号空気圧力を与える。外部入力手段が全容量以下の圧縮
機作動レベルを示す外部信号を入力し、この外部信号に
基づく信号空気圧力を与える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は空気圧縮機に関し、より
具体的には窒素抽出装置において空気を圧縮するスクリ
ュー空気圧縮機を制御するのに有用な制御装置に関す
る。
具体的には窒素抽出装置において空気を圧縮するスクリ
ュー空気圧縮機を制御するのに有用な制御装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】スクリュー空気圧縮機は空気を圧縮する
ための種々の状況で用いられる。スクリュー空気圧縮機
の用途の１つは窒素抽出装置との関連におけるものであ
る。このような装置においては、最初に大気をスクリュ
ー空気圧縮機で圧縮する。その後、圧縮空気を空気分離
装置、例えば膜透過器、圧力スイング吸収塔、深冷蒸留
塔などに送る。この過程で、圧縮空気を適当なクリーナ
ーを通して輸送し、空気から凝縮水、オイルヒュームお
よび他の汚染物質を取り除くこともある。空気分離装置
において、窒素を空気から分離し、残存酸素分率により
評価して所望の純度を有する窒素生成物を生じさせる。
ための種々の状況で用いられる。スクリュー空気圧縮機
の用途の１つは窒素抽出装置との関連におけるものであ
る。このような装置においては、最初に大気をスクリュ
ー空気圧縮機で圧縮する。その後、圧縮空気を空気分離
装置、例えば膜透過器、圧力スイング吸収塔、深冷蒸留
塔などに送る。この過程で、圧縮空気を適当なクリーナ
ーを通して輸送し、空気から凝縮水、オイルヒュームお
よび他の汚染物質を取り除くこともある。空気分離装置
において、窒素を空気から分離し、残存酸素分率により
評価して所望の純度を有する窒素生成物を生じさせる。
【０００３】一般的にいえば、空気圧縮機を使用するこ
の種の装置においては、流量が一定であると仮定する
と、得られる生成物が所望の純度であることは、装置に
よってかなりの動力が消費されることを余儀なくする。
すなわち、動力消費が一定であると仮定すると、製品純
度の低い比較的多量の製品（すなわちより多い流量）が
生じるか、または製品純度の高い比較的少量の製品が得
られる。
の種の装置においては、流量が一定であると仮定する
と、得られる生成物が所望の純度であることは、装置に
よってかなりの動力が消費されることを余儀なくする。
すなわち、動力消費が一定であると仮定すると、製品純
度の低い比較的多量の製品（すなわちより多い流量）が
生じるか、または製品純度の高い比較的少量の製品が得
られる。
【０００４】図１は圧縮空気から窒素を抽出するための
公知の装置のいくつかの特徴および構成部品を示すもの
である。この装置は大気を圧縮機のケーシング内へ導入
させる入口１２を備えたスクリュー空気圧縮機１０を有
する。よく知られているように、一対のローター（図１
には具体的に示されていない）をスクリュー空気圧縮機
１０のケーシング内部に設けて空気の圧縮をもたらす。
スクリュー空気圧縮機１０の下流に設けられているの
は、圧縮空気から凝縮水、オイルヒュームおよび他の汚
染物質を取り除くクリーナー１４である。クリーナー１
４の下流に設けられているのは空気分離装置であり、上
述したように例えば膜透過器、圧力スイング吸収塔、ま
たは深冷蒸留塔などの種々のタイプのものがあり得る。
公知の装置のいくつかの特徴および構成部品を示すもの
である。この装置は大気を圧縮機のケーシング内へ導入
させる入口１２を備えたスクリュー空気圧縮機１０を有
する。よく知られているように、一対のローター（図１
には具体的に示されていない）をスクリュー空気圧縮機
１０のケーシング内部に設けて空気の圧縮をもたらす。
スクリュー空気圧縮機１０の下流に設けられているの
は、圧縮空気から凝縮水、オイルヒュームおよび他の汚
染物質を取り除くクリーナー１４である。クリーナー１
４の下流に設けられているのは空気分離装置であり、上
述したように例えば膜透過器、圧力スイング吸収塔、ま
たは深冷蒸留塔などの種々のタイプのものがあり得る。
【０００５】作動中に、空気はスクリュー空気圧縮機で
圧縮され、下流の空気分離装置１６へ供給される。その
後、空気分離装置１６で圧縮空気から抽出された窒素は
意図する特定用途で使用されるために下流へ向けられ
る。
圧縮され、下流の空気分離装置１６へ供給される。その
後、空気分離装置１６で圧縮空気から抽出された窒素は
意図する特定用途で使用されるために下流へ向けられ
る。
【０００６】圧縮機が全容量（ｆｕｌｌ ｃａｐａｃｉ
ｔｙ）で作動していると、多くの場合抽出される窒素に
対する必要流量（ｆｌｏｗ ｄｅｍａｎｄ）の減少が生
じる。このような状況で、スクリュー空気圧縮機１０を
全容量で連続作動させると、必要以上の純度を持つ窒素
を生じさせる。これは、窒素生成物中の酸素含有量が減
少するためである。特定の用途によっては、仕様によっ
て要求されるよりも高い純度を持つ窒素は問題になる可
能性がある。たとえ必要な製品純度よりも高いものが意
図する特定用途にとって潜在的な問題を生じさせない場
合でも、仕様の範囲内の純度を持つ生成物を生産するの
に必要な量を越えるエネルギーの消費が必要になる。し
たがって、エネルギーが浪費され、圧縮機の耐用期間・
寿命が短くなる。
ｔｙ）で作動していると、多くの場合抽出される窒素に
対する必要流量（ｆｌｏｗ ｄｅｍａｎｄ）の減少が生
じる。このような状況で、スクリュー空気圧縮機１０を
全容量で連続作動させると、必要以上の純度を持つ窒素
を生じさせる。これは、窒素生成物中の酸素含有量が減
少するためである。特定の用途によっては、仕様によっ
て要求されるよりも高い純度を持つ窒素は問題になる可
能性がある。たとえ必要な製品純度よりも高いものが意
図する特定用途にとって潜在的な問題を生じさせない場
合でも、仕様の範囲内の純度を持つ生成物を生産するの
に必要な量を越えるエネルギーの消費が必要になる。し
たがって、エネルギーが浪費され、圧縮機の耐用期間・
寿命が短くなる。
【０００７】この状況に対処する１つの試みは図１に示
されており、スクリュー空気圧縮機１０への入口１２の
上流に設けられた入口制御弁１８および入口制御弁調整
器２０を使用することにある。この装置においては、生
成物（すなわち窒素）の必要流量が減少すると、装置は
圧力の増加を経験する。この圧力の増加は、装置を通し
て逆方向に働き、入口制御弁調整器２０によって感知さ
れるようになる。
されており、スクリュー空気圧縮機１０への入口１２の
上流に設けられた入口制御弁１８および入口制御弁調整
器２０を使用することにある。この装置においては、生
成物（すなわち窒素）の必要流量が減少すると、装置は
圧力の増加を経験する。この圧力の増加は、装置を通し
て逆方向に働き、入口制御弁調整器２０によって感知さ
れるようになる。
【０００８】圧力増加が所定のレベルを超えると、入口
制御弁調整器２０は圧縮機の入口制御弁１８を動作させ
る。圧縮機の入口制御弁１８はこれによって圧縮機に入
る空気の容積を制限するように絞られる。次いで、この
ことが要求量にマッチさせるようとしてスクリュー空気
圧縮機１０により圧縮された空気量を減少させる方向に
傾き、過大な圧力によって引き起こされる構成部品の損
傷を防ぐ。
制御弁調整器２０は圧縮機の入口制御弁１８を動作させ
る。圧縮機の入口制御弁１８はこれによって圧縮機に入
る空気の容積を制限するように絞られる。次いで、この
ことが要求量にマッチさせるようとしてスクリュー空気
圧縮機１０により圧縮された空気量を減少させる方向に
傾き、過大な圧力によって引き起こされる構成部品の損
傷を防ぐ。
【０００９】しかし、このタイプの入口制御は、スクリ
ュー空気圧縮機１０によって消費される動力にはほとん
ど影響がないことがわかってきた。すなわち、入口空気
容量を制限した結果として装置を通しての流量は減少す
るけれども、圧縮機は全負荷条件の間に消費されるのに
近いレベルの動力を引き出し続ける。したがって、この
種の装置ではほとんどエネルギー節約がない。
ュー空気圧縮機１０によって消費される動力にはほとん
ど影響がないことがわかってきた。すなわち、入口空気
容量を制限した結果として装置を通しての流量は減少す
るけれども、圧縮機は全負荷条件の間に消費されるのに
近いレベルの動力を引き出し続ける。したがって、この
種の装置ではほとんどエネルギー節約がない。
【００１０】上述した状況に対処する他の試みは、これ
以降においてスライディングポート２２と呼ばれる特徴
を含むように圧縮機を設計することにある。単純化し理
解を容易にするために、図１にはスライディングポート
２２をスクリュー空気圧縮機１０から分離されているも
のとして示す。図２に示されるように、実際にはスライ
ディングポート２２は事実上スクリュー空気圧縮機１０
の一部を形成する。
以降においてスライディングポート２２と呼ばれる特徴
を含むように圧縮機を設計することにある。単純化し理
解を容易にするために、図１にはスライディングポート
２２をスクリュー空気圧縮機１０から分離されているも
のとして示す。図２に示されるように、実際にはスライ
ディングポート２２は事実上スクリュー空気圧縮機１０
の一部を形成する。
【００１１】図２を参照すると、スクリュー空気圧縮機
１０はケーシング２４を有し、その内部には一対のロー
ター２６が設けられている。ローター２６は図２には模
式的に示されている。ケーシング２４の壁面は一連の長
手方向に配置されたオリフィス２８を備えており、これ
らはスライディングポート２２によってカバーされてい
ることもあるしカバーされていないこともある。作動中
にはスライディングポート２２に連結されたアクチュエ
ータがスライディングポート２２を動作させてケーシン
グ壁面のオリフィス２８を開いたり閉じたりする。全て
のオリフィス２８が閉じていると、ローター２６の全長
は入口１２を通して流れ込む空気を圧縮するために用い
られる。スライディングポート２２を適切に作動してオ
リフィス２８の１つまたはそれ以上を露出させることに
より、ケーシング２４中の空気は圧縮される前に入口１
２へ戻される。こうして空気を圧縮するように作用する
ローターの有効長さが減少する。このことは、スクリュ
ー空気圧縮機の全体的な動力消費の減少をもたらす。
１０はケーシング２４を有し、その内部には一対のロー
ター２６が設けられている。ローター２６は図２には模
式的に示されている。ケーシング２４の壁面は一連の長
手方向に配置されたオリフィス２８を備えており、これ
らはスライディングポート２２によってカバーされてい
ることもあるしカバーされていないこともある。作動中
にはスライディングポート２２に連結されたアクチュエ
ータがスライディングポート２２を動作させてケーシン
グ壁面のオリフィス２８を開いたり閉じたりする。全て
のオリフィス２８が閉じていると、ローター２６の全長
は入口１２を通して流れ込む空気を圧縮するために用い
られる。スライディングポート２２を適切に作動してオ
リフィス２８の１つまたはそれ以上を露出させることに
より、ケーシング２４中の空気は圧縮される前に入口１
２へ戻される。こうして空気を圧縮するように作用する
ローターの有効長さが減少する。このことは、スクリュ
ー空気圧縮機の全体的な動力消費の減少をもたらす。
【００１２】再び図１を参照すると、排気圧力制御調整
器３０が圧縮機の排気圧力を感知する。窒素必要流量が
減少すると、その結果としての圧力の増加は装置を通し
て逆方向に進み、排気圧力制御調整器３０により感知さ
れるようになる。圧力が所定の値を超えると、スライデ
ィングポート２２を動作させてケーシング壁面の１つま
たはそれ以上のオリフィス２８を露出させる。こうして
圧縮されるべき空気の量が減少し、それによって動力消
費の減少をもたらす。
器３０が圧縮機の排気圧力を感知する。窒素必要流量が
減少すると、その結果としての圧力の増加は装置を通し
て逆方向に進み、排気圧力制御調整器３０により感知さ
れるようになる。圧力が所定の値を超えると、スライデ
ィングポート２２を動作させてケーシング壁面の１つま
たはそれ以上のオリフィス２８を露出させる。こうして
圧縮されるべき空気の量が減少し、それによって動力消
費の減少をもたらす。
【００１３】いくつかの装置はスライディングポート２
２および制御弁１８を互いに直列に用いることもある。
例えば、装置は装置内の圧力が第１の所定の値を超えた
らスライディングポート２２を最初に動作させるように
設計してもよい。その後、必要流量がさらに減少するこ
とにより装置内の圧力が増加し続けたら、入口制御弁１
８を動作させてスクリュー空気圧縮機に入る空気の容積
を調整する。装置内の圧力がさらに増加したら、圧縮機
を無負荷にし、圧縮機内の全ての空気を大気中へ排出
し、圧縮機が圧縮を止めるように設計してもよい。その
後、圧縮機を休止してもよい。
２および制御弁１８を互いに直列に用いることもある。
例えば、装置は装置内の圧力が第１の所定の値を超えた
らスライディングポート２２を最初に動作させるように
設計してもよい。その後、必要流量がさらに減少するこ
とにより装置内の圧力が増加し続けたら、入口制御弁１
８を動作させてスクリュー空気圧縮機に入る空気の容積
を調整する。装置内の圧力がさらに増加したら、圧縮機
を無負荷にし、圧縮機内の全ての空気を大気中へ排出
し、圧縮機が圧縮を止めるように設計してもよい。その
後、圧縮機を休止してもよい。
【００１４】他の装置はスクリュー空気圧縮機の下流に
バッファータンクを用いることもある。スクリュー空気
圧縮機を全負荷容量で作動している間に必要流量が減少
すると、それに伴う製品純度の増加は空気分離装置の下
流に設けられたバッファータンクによってわずかに弱め
られる。すなわち、仕様の範囲内の純度を持つバッファ
ータンク中の生成物はより高い純度の生成物と混合され
る。こうして製品純度の増加は消費者にすぐにわかるほ
どではなくなる。
バッファータンクを用いることもある。スクリュー空気
圧縮機を全負荷容量で作動している間に必要流量が減少
すると、それに伴う製品純度の増加は空気分離装置の下
流に設けられたバッファータンクによってわずかに弱め
られる。すなわち、仕様の範囲内の純度を持つバッファ
ータンク中の生成物はより高い純度の生成物と混合され
る。こうして製品純度の増加は消費者にすぐにわかるほ
どではなくなる。
【００１５】いくつかの観点では有用であるけれども、
上記で記載された装置はある種の欠点を招き、改善の余
地がある。例えば、スライディングポート２２および入
口制御弁１８の作動は装置内の増加圧力を感知すること
を要求する。しかし、典型的には、必要流量の減少によ
りもたらされる圧力増加は、それが調整器２０、３０に
感応され得る前に、空気分離装置の性能の低下により相
殺される。このため製品必要流量の変化に伴って、圧縮
機の操作レベルが適切に減少しそれによって低動力消費
を達成することはできない。したがって、エネルギーは
いまだ不必要に費やされている。
上記で記載された装置はある種の欠点を招き、改善の余
地がある。例えば、スライディングポート２２および入
口制御弁１８の作動は装置内の増加圧力を感知すること
を要求する。しかし、典型的には、必要流量の減少によ
りもたらされる圧力増加は、それが調整器２０、３０に
感応され得る前に、空気分離装置の性能の低下により相
殺される。このため製品必要流量の変化に伴って、圧縮
機の操作レベルが適切に減少しそれによって低動力消費
を達成することはできない。したがって、エネルギーは
いまだ不必要に費やされている。
【００１６】必要のないエネルギー消費は、生成物の必
要流量の変化がしばしば直ちには圧力増化を伴わないこ
とによっても起こる。むしろ典型的には、製品必要流量
が調整器２０、３０によって感応され得る圧力増加を起
こす程度に減少するまでは、製品純度は増加する。した
がって、その必要とされる純度を超える製品純度が生
じ、当然これは過剰なエネルギー使用をもたらす。
要流量の変化がしばしば直ちには圧力増化を伴わないこ
とによっても起こる。むしろ典型的には、製品必要流量
が調整器２０、３０によって感応され得る圧力増加を起
こす程度に減少するまでは、製品純度は増加する。した
がって、その必要とされる純度を超える製品純度が生
じ、当然これは過剰なエネルギー使用をもたらす。
【００１７】さらに、バッファータンクはしばしば非常
に大きく、いくつかの例では全窒素生成装置の数倍のサ
イズである。スペースが限られていると、バッファータ
ンクを用いることはできない。しかも、サイズ的に大き
いバッファータンクは、風や地震などの環境要因に非常
に弱い。このことは、バッファータンクが大量のガスを
貯蔵しており、このガスが大気に放出された場合には重
大な問題を起こし得るという事実から、特に重大な問題
である。最後に、バッファータンクは非常に高価で、広
範な基礎工事を要することもある。
に大きく、いくつかの例では全窒素生成装置の数倍のサ
イズである。スペースが限られていると、バッファータ
ンクを用いることはできない。しかも、サイズ的に大き
いバッファータンクは、風や地震などの環境要因に非常
に弱い。このことは、バッファータンクが大量のガスを
貯蔵しており、このガスが大気に放出された場合には重
大な問題を起こし得るという事実から、特に重大な問題
である。最後に、バッファータンクは非常に高価で、広
範な基礎工事を要することもある。
【００１８】前述したことから、空気圧縮機を制御する
制御装置、およびこのような制御装置と空気圧縮機とを
有し、真の負荷−流量能力を備え、製品必要流量の減少
にかかわらず製品純度を維持できる窒素抽出装置が要求
されている。さらに、空気圧縮機制御装置、およびこの
ような制御装置を有し、一定の製品純度を維持しなが
ら、より低い製品必要流量で動力消費を減少させること
ができる窒素抽出装置が要求されている。また、不必要
かつ過剰な圧縮機操作レベルおよび／または不必要な停
止と開始を避けることにより、空気圧縮機の耐用期間・
寿命を延ばすことも要望されている。
制御装置、およびこのような制御装置と空気圧縮機とを
有し、真の負荷−流量能力を備え、製品必要流量の減少
にかかわらず製品純度を維持できる窒素抽出装置が要求
されている。さらに、空気圧縮機制御装置、およびこの
ような制御装置を有し、一定の製品純度を維持しなが
ら、より低い製品必要流量で動力消費を減少させること
ができる窒素抽出装置が要求されている。また、不必要
かつ過剰な圧縮機操作レベルおよび／または不必要な停
止と開始を避けることにより、空気圧縮機の耐用期間・
寿命を延ばすことも要望されている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明の１つの態様によ
れば、空気から窒素を抽出して窒素流を生じさせる装置
は、空気を圧縮するための圧縮機と、この圧縮機に連結
され、圧縮機から圧縮空気を受け取り、圧縮空気から窒
素を生産する空気分離機とを含む。この圧縮機は全容量
および全容量以下で作動可能であり、一対の回転可能な
ローターと、空気がそれを通って圧縮機内へ流れ込む入
口と、空気を圧縮するように作用する回転可能なロータ
ーの有効長さを減少させて圧縮機を全容量以下で作動さ
せる絞り手段（ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｍｅａｎｓ）とを有
する。圧縮機に作用的に連結された内部圧力制御調整器
が圧縮機からの排気圧力を調整し、圧縮機排気圧力が所
定の圧力を越えたときに信号空気圧力を与える。外部入
力装置が全容量以下の圧縮機作動レベルを示す外部信号
を入力させ、外部信号に基づく信号空気圧力を与える。
内部圧力制御調整器、外部入力制御装置および絞り手段
に連結された選択装置が、内部圧力制御調整器からの信
号空気圧力および外部入力装置からの信号空気圧力のう
ち一方を選択し、選択された信号に基づいて絞り手段へ
制御信号を出力して、空気を圧縮するように作用する回
転可能なローターの有効長さを減少させ、その結果、圧
縮機が低い作動レベルで作動しているときに所定の圧力
を越える圧力の増加を防止しつつ、圧縮機の作動レベル
を窒素流および窒素純度を変化させるように外部から制
御できる。
れば、空気から窒素を抽出して窒素流を生じさせる装置
は、空気を圧縮するための圧縮機と、この圧縮機に連結
され、圧縮機から圧縮空気を受け取り、圧縮空気から窒
素を生産する空気分離機とを含む。この圧縮機は全容量
および全容量以下で作動可能であり、一対の回転可能な
ローターと、空気がそれを通って圧縮機内へ流れ込む入
口と、空気を圧縮するように作用する回転可能なロータ
ーの有効長さを減少させて圧縮機を全容量以下で作動さ
せる絞り手段（ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｍｅａｎｓ）とを有
する。圧縮機に作用的に連結された内部圧力制御調整器
が圧縮機からの排気圧力を調整し、圧縮機排気圧力が所
定の圧力を越えたときに信号空気圧力を与える。外部入
力装置が全容量以下の圧縮機作動レベルを示す外部信号
を入力させ、外部信号に基づく信号空気圧力を与える。
内部圧力制御調整器、外部入力制御装置および絞り手段
に連結された選択装置が、内部圧力制御調整器からの信
号空気圧力および外部入力装置からの信号空気圧力のう
ち一方を選択し、選択された信号に基づいて絞り手段へ
制御信号を出力して、空気を圧縮するように作用する回
転可能なローターの有効長さを減少させ、その結果、圧
縮機が低い作動レベルで作動しているときに所定の圧力
を越える圧力の増加を防止しつつ、圧縮機の作動レベル
を窒素流および窒素純度を変化させるように外部から制
御できる。
【００２０】本発明の他の態様によれば、空気から窒素
を抽出し必要流量の変動にかかわらず実質的に一定の純
度をもつ窒素を生成する装置は、空気を圧縮する圧縮機
と、この圧縮機に連結され、圧縮機から受け取った圧縮
空気から窒素を分離する空気分離機とを有する。この圧
縮機は、一対の回転可能なローターと、空気がそれを通
って圧縮機内へ流れ込む入口と、ローターを駆動するモ
ーターと、空気を圧縮するように作用する回転可能なロ
ーターの有効長さを減少させて圧縮機を全容量以下で作
動させる絞り手段とを有する。空気分離機の下流に設け
られた酸素含有量分析機が空気分離機から流れる窒素の
酸素含有量を判定し、圧力調整装置が圧縮機を出る圧縮
排気圧力を調整する。また、この装置は、圧力調整手段
により調整された圧縮機排気圧力が所定の値より大きい
ときに絞り手段の作動を起こし、酸素含有量分析機が分
離機から出る窒素の酸素含有量が所定の酸素含有量と異
なることを判定したときに絞り手段の作動を起こし、そ
の結果圧縮機の作動レベルは酸素含有量分析機により判
定される窒素純度の変化に応答して変化する。
を抽出し必要流量の変動にかかわらず実質的に一定の純
度をもつ窒素を生成する装置は、空気を圧縮する圧縮機
と、この圧縮機に連結され、圧縮機から受け取った圧縮
空気から窒素を分離する空気分離機とを有する。この圧
縮機は、一対の回転可能なローターと、空気がそれを通
って圧縮機内へ流れ込む入口と、ローターを駆動するモ
ーターと、空気を圧縮するように作用する回転可能なロ
ーターの有効長さを減少させて圧縮機を全容量以下で作
動させる絞り手段とを有する。空気分離機の下流に設け
られた酸素含有量分析機が空気分離機から流れる窒素の
酸素含有量を判定し、圧力調整装置が圧縮機を出る圧縮
排気圧力を調整する。また、この装置は、圧力調整手段
により調整された圧縮機排気圧力が所定の値より大きい
ときに絞り手段の作動を起こし、酸素含有量分析機が分
離機から出る窒素の酸素含有量が所定の酸素含有量と異
なることを判定したときに絞り手段の作動を起こし、そ
の結果圧縮機の作動レベルは酸素含有量分析機により判
定される窒素純度の変化に応答して変化する。
【００２１】本発明の他の態様によれば、空気を圧縮す
る装置は空気を圧縮するスクリュー圧縮機を有する。こ
のスクリュー圧縮機は、ケーシングと、このケーシング
内に設けられた一対の回転可能に駆動されるローター
と、空気をケーシング内へ導入させる入口と、空気を圧
縮するように作用する回転可能なローターの有効長さを
減少させて圧縮機の作動レベルを低下させる絞り機構
（ｒｅｄｕｃｉｎｇ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）とを有
する。作動装置が絞り機構に連結され、信号空気圧力に
応答して絞り機構を作動する。外部制御装置が作動装置
に連結され、作動装置に外部から入力された圧縮機の作
動レベルを示す第１の信号を送り、絞り機構手段を作動
し、その結果圧縮機の作動レベルが手動で入力された作
動レベルへと変化する。作動装置に連結された自動内部
制御機は、圧縮機からの圧縮機排気圧力が所定の圧力を
越えたときに作動装置に第２の信号を送り、絞り機構の
作動およびそのときの圧縮機の作動レベルの減少を引き
起こす。作動装置は、自動制御機から第２の信号を受け
取り圧縮機の作動レベルが低い間に、絞り機構を作動
し、それによって圧縮機がすでに低いレベルで作動して
いるときに圧縮機の作動レベルをさらに低下させる。
る装置は空気を圧縮するスクリュー圧縮機を有する。こ
のスクリュー圧縮機は、ケーシングと、このケーシング
内に設けられた一対の回転可能に駆動されるローター
と、空気をケーシング内へ導入させる入口と、空気を圧
縮するように作用する回転可能なローターの有効長さを
減少させて圧縮機の作動レベルを低下させる絞り機構
（ｒｅｄｕｃｉｎｇ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）とを有
する。作動装置が絞り機構に連結され、信号空気圧力に
応答して絞り機構を作動する。外部制御装置が作動装置
に連結され、作動装置に外部から入力された圧縮機の作
動レベルを示す第１の信号を送り、絞り機構手段を作動
し、その結果圧縮機の作動レベルが手動で入力された作
動レベルへと変化する。作動装置に連結された自動内部
制御機は、圧縮機からの圧縮機排気圧力が所定の圧力を
越えたときに作動装置に第２の信号を送り、絞り機構の
作動およびそのときの圧縮機の作動レベルの減少を引き
起こす。作動装置は、自動制御機から第２の信号を受け
取り圧縮機の作動レベルが低い間に、絞り機構を作動
し、それによって圧縮機がすでに低いレベルで作動して
いるときに圧縮機の作動レベルをさらに低下させる。
【００２２】本発明のさらなる特徴および長所は、図面
と関連して考慮される以下の説明から理解できるであろ
う。図においては、同様の要素は同様の参照番号が付さ
れている。
と関連して考慮される以下の説明から理解できるであろ
う。図においては、同様の要素は同様の参照番号が付さ
れている。
【００２３】
【実施例】図３を参照すると、本発明の１つの態様の窒
素抽出装置は、圧縮機操作レベルの外部制御を可能に
し、同時に圧縮機排気圧力に基づいて内部制御を維持す
るように設計されている。この装置はスクリュー空気圧
縮機４０を有し、これは図２に示したものと同様な、空
気を圧縮するように作用する一対のローターの有効長さ
を変化させるスライディングポートおよびスライディン
グポートアクチュエーター４２を備えている。またこの
装置は、上記で説明し図１に示した入口制御弁調整器２
０および入口制御弁１８と同様な、入口制御弁調整器４
４および入口制御弁４６を有している。またこの装置
は、スクリュー空気圧縮機４０の下流に設けられたクリ
ーナー４８および空気分離装置５０を備えている。
素抽出装置は、圧縮機操作レベルの外部制御を可能に
し、同時に圧縮機排気圧力に基づいて内部制御を維持す
るように設計されている。この装置はスクリュー空気圧
縮機４０を有し、これは図２に示したものと同様な、空
気を圧縮するように作用する一対のローターの有効長さ
を変化させるスライディングポートおよびスライディン
グポートアクチュエーター４２を備えている。またこの
装置は、上記で説明し図１に示した入口制御弁調整器２
０および入口制御弁１８と同様な、入口制御弁調整器４
４および入口制御弁４６を有している。またこの装置
は、スクリュー空気圧縮機４０の下流に設けられたクリ
ーナー４８および空気分離装置５０を備えている。
【００２４】図３に示された１つの態様によれば、圧縮
機容量の比例制御が達成できる。排気圧力制御調整器５
２がスクリュー空気圧縮機４０の下流に設けられ、圧縮
機排気圧力を受ける。同様に、ライン調整器５４がスク
リュー空気圧縮機の下流に設置し、圧縮機排気圧力を受
ける。ライン調整器５４はトランスデューサー５６の１
つの入力ポートに接続される。ライン調整器５４は、ス
クリュー空気圧縮機４０の下流の装置内の有効圧力を減
少させ下げて、トランスデューサー５６が損傷するのを
防止する。トランスデューサー５６は、電流−圧力トラ
ンスデューサーでもよいし、適当ならば電圧−圧力トラ
ンスデューサーでもよい。
機容量の比例制御が達成できる。排気圧力制御調整器５
２がスクリュー空気圧縮機４０の下流に設けられ、圧縮
機排気圧力を受ける。同様に、ライン調整器５４がスク
リュー空気圧縮機の下流に設置し、圧縮機排気圧力を受
ける。ライン調整器５４はトランスデューサー５６の１
つの入力ポートに接続される。ライン調整器５４は、ス
クリュー空気圧縮機４０の下流の装置内の有効圧力を減
少させ下げて、トランスデューサー５６が損傷するのを
防止する。トランスデューサー５６は、電流−圧力トラ
ンスデューサーでもよいし、適当ならば電圧−圧力トラ
ンスデューサーでもよい。
【００２５】トランスデューサー５６の他の入力ポート
は、外部入力制御装置またはアナログ電気装置５８に接
続されており、これは所望の製品フロー速度または圧縮
機作動レベルを示す外部入力制御信号をトランスデュー
サー５６へ送るようにする。この外部入力制御信号は、
オペレーターが手動で入力して、圧縮機の所望の作動レ
ベルを設定したり変化させたりしてもよい。外部入力制
御装置５８は、外部入力制御信号を入力するためのダイ
アルまたは他の同様な装置の形態を取り得る。トランス
デューサー５６は、ライン調整器５４から送られる信号
を、あるパーセントまたは制御装置５８から送られる信
号に応じた量まで減少させる。
は、外部入力制御装置またはアナログ電気装置５８に接
続されており、これは所望の製品フロー速度または圧縮
機作動レベルを示す外部入力制御信号をトランスデュー
サー５６へ送るようにする。この外部入力制御信号は、
オペレーターが手動で入力して、圧縮機の所望の作動レ
ベルを設定したり変化させたりしてもよい。外部入力制
御装置５８は、外部入力制御信号を入力するためのダイ
アルまたは他の同様な装置の形態を取り得る。トランス
デューサー５６は、ライン調整器５４から送られる信号
を、あるパーセントまたは制御装置５８から送られる信
号に応じた量まで減少させる。
【００２６】この装置はまた、排気制御調整器５２から
発せられる圧力信号またはトランスデューサー５６から
発せられる圧力信号のうち最も高いものを選択するよう
に設計された気圧式選択リレー６０を有する。
発せられる圧力信号またはトランスデューサー５６から
発せられる圧力信号のうち最も高いものを選択するよう
に設計された気圧式選択リレー６０を有する。
【００２７】上述した本実施例の態様の装置の作動中、
制御装置５８によって外部入力制御信号が入力されない
場合には、圧縮機４０は全容量で操業する。すなわち、
外部入力制御装置５８から送られる信号がないならば、
トランスデューサー５６は調整器５４からの圧縮機排気
圧力を気圧式選択リレー６０へ全く送らないように設計
されている。その結果、気圧式選択リレー６０は排気圧
力制御調整器５２からの入力をスライディングポートア
クチュエータ４２へ送る。こうして、この状況下では、
スクリュー空気圧縮機４０は図１に示される装置とほと
んど同じように作動する。この装置の内部制御モード
は、圧縮機の作動レベルを自動的に制御し、その結果圧
縮機作動レベルはスクリュー空気圧縮機４０の下流の圧
力（すなわち圧縮機排気圧力）の関数として変化する。
この内部制御モード中に、圧縮機排気圧力が所定の圧力
を越え、それによって必要流量が減少したことを示した
ならば、スライディングポートアクチュエータおよびス
ライディングポート４２は作動可能になり、それによっ
て圧縮機の作動レベルを低下させる。
制御装置５８によって外部入力制御信号が入力されない
場合には、圧縮機４０は全容量で操業する。すなわち、
外部入力制御装置５８から送られる信号がないならば、
トランスデューサー５６は調整器５４からの圧縮機排気
圧力を気圧式選択リレー６０へ全く送らないように設計
されている。その結果、気圧式選択リレー６０は排気圧
力制御調整器５２からの入力をスライディングポートア
クチュエータ４２へ送る。こうして、この状況下では、
スクリュー空気圧縮機４０は図１に示される装置とほと
んど同じように作動する。この装置の内部制御モード
は、圧縮機の作動レベルを自動的に制御し、その結果圧
縮機作動レベルはスクリュー空気圧縮機４０の下流の圧
力（すなわち圧縮機排気圧力）の関数として変化する。
この内部制御モード中に、圧縮機排気圧力が所定の圧力
を越え、それによって必要流量が減少したことを示した
ならば、スライディングポートアクチュエータおよびス
ライディングポート４２は作動可能になり、それによっ
て圧縮機の作動レベルを低下させる。
【００２８】オペレーターが外部から圧縮機作動レベル
を絞り、装置の下流端での生成物流量を減少させること
を望むならば、（例えばダイヤルによって）外部制御信
号が制御装置５８へ入力され、それによって外部制御装
置５８からトランスデューサー５６へ送られる信号を増
加させる。この信号の大きさに応じて、ライン調整器５
４からのあるパーセンテージの調整された空気圧力が気
圧式選択リレー６０へ通る。次いで、このことはトラン
スデューサー５６から生じる空気圧力信号を内部調整器
５２からの空気圧力信号よりも大きくする。こうして気
圧式選択リレー６０が制御装置５８へ入力された外部圧
力信号を選択するようにスイッチする。その後、外部圧
力信号はスライディングポートおよびスライディングポ
ートアクチュエータ４２へ向かい、それによってスライ
ディングポートを動かす。この結果、圧縮機作動レベル
または圧縮機容量は、制御装置５８へ入力された外部信
号の関数として調整される。こうして、外部入力制御装
置は生成物流量を望むように調節したり変化させる。
を絞り、装置の下流端での生成物流量を減少させること
を望むならば、（例えばダイヤルによって）外部制御信
号が制御装置５８へ入力され、それによって外部制御装
置５８からトランスデューサー５６へ送られる信号を増
加させる。この信号の大きさに応じて、ライン調整器５
４からのあるパーセンテージの調整された空気圧力が気
圧式選択リレー６０へ通る。次いで、このことはトラン
スデューサー５６から生じる空気圧力信号を内部調整器
５２からの空気圧力信号よりも大きくする。こうして気
圧式選択リレー６０が制御装置５８へ入力された外部圧
力信号を選択するようにスイッチする。その後、外部圧
力信号はスライディングポートおよびスライディングポ
ートアクチュエータ４２へ向かい、それによってスライ
ディングポートを動かす。この結果、圧縮機作動レベル
または圧縮機容量は、制御装置５８へ入力された外部信
号の関数として調整される。こうして、外部入力制御装
置は生成物流量を望むように調節したり変化させる。
【００２９】図３に示し上記で説明したこの装置の１つ
の重要な長所は、外部入力制御装置を使用することが装
置中の圧力上昇を制御する内部制御機構をしりぞけたり
除くことにならないことである。換言すれば、制御装置
５８からの外部入力の結果として装置が低い容量で作動
する場合、装置の内部制御機はまだ維持されている。こ
うして、圧縮機が全容量以下で作動し、（例えば生成物
要求量のさらなる減少の結果として）圧縮機排気圧力が
上昇し始める場合、圧縮機排気圧力が所定の圧力を越え
る場合の通常の作動時のように、内部調整器５２は開き
始める。したがって、内部調整器５２から気圧式選択リ
レー６０へ入力される空気圧力信号も上昇する。内部調
整器５２からの空気圧力信号がトランスデューサー５６
からの空気圧力信号を越える場合、気圧式選択リレー６
０はスイッチして内部調整器５２からの空気圧力信号を
選択する。こうしてスライドポートおよびスライドポー
トアクチュエータ４２は再び作動可能になり、圧縮機の
作動レベルをさらに絞るために装置の内部コントロール
を受ける。
の重要な長所は、外部入力制御装置を使用することが装
置中の圧力上昇を制御する内部制御機構をしりぞけたり
除くことにならないことである。換言すれば、制御装置
５８からの外部入力の結果として装置が低い容量で作動
する場合、装置の内部制御機はまだ維持されている。こ
うして、圧縮機が全容量以下で作動し、（例えば生成物
要求量のさらなる減少の結果として）圧縮機排気圧力が
上昇し始める場合、圧縮機排気圧力が所定の圧力を越え
る場合の通常の作動時のように、内部調整器５２は開き
始める。したがって、内部調整器５２から気圧式選択リ
レー６０へ入力される空気圧力信号も上昇する。内部調
整器５２からの空気圧力信号がトランスデューサー５６
からの空気圧力信号を越える場合、気圧式選択リレー６
０はスイッチして内部調整器５２からの空気圧力信号を
選択する。こうしてスライドポートおよびスライドポー
トアクチュエータ４２は再び作動可能になり、圧縮機の
作動レベルをさらに絞るために装置の内部コントロール
を受ける。
【００３０】非常に有利なのは、外部制御モードと内部
制御モードとの間の作動の遷移は自動的に起り、内部と
外部の制御モード間の遷移には衝撃がないことである。
制御モードとの間の作動の遷移は自動的に起り、内部と
外部の制御モード間の遷移には衝撃がないことである。
【００３１】圧縮機排気圧力が再び減少した場合、内部
調整器５２は再び閉じて保持している空気を排気する。
内部空気圧力信号がトランスデューサー５６から発せら
れる外部空気圧力信号より低いレベルまで下がった場
合、気圧式選択リレー６０は再びスイッチバックし、圧
縮機作動レベルは制御装置５８から生じる外部制御信号
によって制御される。
調整器５２は再び閉じて保持している空気を排気する。
内部空気圧力信号がトランスデューサー５６から発せら
れる外部空気圧力信号より低いレベルまで下がった場
合、気圧式選択リレー６０は再びスイッチバックし、圧
縮機作動レベルは制御装置５８から生じる外部制御信号
によって制御される。
【００３２】したがって、トランスデューサー５６が故
障したならば、外部制御信号空気圧力はだめになること
がわかる。しかし、このような状況では内部調整器５２
からの内部圧力信号が圧縮機の作動レベルを制御する。
こうして、装置は外部制御装置が作動不能になった場合
にフェール・セーフである。
障したならば、外部制御信号空気圧力はだめになること
がわかる。しかし、このような状況では内部調整器５２
からの内部圧力信号が圧縮機の作動レベルを制御する。
こうして、装置は外部制御装置が作動不能になった場合
にフェール・セーフである。
【００３３】図３に示した装置は、圧縮機作動レベルが
オペレーターによって外部から制御することを許容する
ので有利である。したがって、オペレーターは単に外部
制御信号を入力することにより圧縮機作動レベルを低下
させて生成物流量の減少を達成できる。必要流量の減少
に関連する圧力上昇があるレベルに上昇し装置を通して
逆方向に進んだ後にのみ圧縮機作動レベルが減少する他
の公知のタイプの装置と異なり、本発明は圧縮機の作動
レベルのすばやい変化を可能にする。
オペレーターによって外部から制御することを許容する
ので有利である。したがって、オペレーターは単に外部
制御信号を入力することにより圧縮機作動レベルを低下
させて生成物流量の減少を達成できる。必要流量の減少
に関連する圧力上昇があるレベルに上昇し装置を通して
逆方向に進んだ後にのみ圧縮機作動レベルが減少する他
の公知のタイプの装置と異なり、本発明は圧縮機の作動
レベルのすばやい変化を可能にする。
【００３４】また、本発明の装置は広範囲の用途に適用
できる。いくつかの空気分離装置に関するプロセスまた
は設計の要件は、例えば供給空気の内部エネルギーが装
置の内部部品が損傷されるかまたは空気分離プロセスが
阻害されるようになるあるレベルに達する場合のような
事例において、供給空気圧力が通常の作動レベル以下に
下がることを必要とする。本発明の装置は供給空気圧力
を調整する内部制御機を維持するので、装置の損傷は起
きない。さらに、本発明は既存の装置と連係して使用す
ることもでき、それによって多くの用途に使用するのに
適している。
できる。いくつかの空気分離装置に関するプロセスまた
は設計の要件は、例えば供給空気の内部エネルギーが装
置の内部部品が損傷されるかまたは空気分離プロセスが
阻害されるようになるあるレベルに達する場合のような
事例において、供給空気圧力が通常の作動レベル以下に
下がることを必要とする。本発明の装置は供給空気圧力
を調整する内部制御機を維持するので、装置の損傷は起
きない。さらに、本発明は既存の装置と連係して使用す
ることもでき、それによって多くの用途に使用するのに
適している。
【００３５】上述した外部制御装置は、ある種の用途で
は装置の作動を開始するときにも有利である。例えば、
特定の用途では装置の配管中にフィルターを有するなら
ば、全圧縮機容量へ直ちに立ち上がるとフィルターの損
傷を引き起こすことがあり得る。一方、フル圧縮機容量
へ徐々に立ち上がると、このような損傷が起こる可能性
を減らすので望ましい。上述した本発明の実施例は、こ
の目的の達成を可能にする。また、圧縮機の外部制御を
備えていることは、必要流量の変化にもかかわらず、装
置が一定の製品純度を維持することを可能にする。この
ことはまた、装置のエネルギー要求量のかなりの節約を
実現することを可能にする。さらに、圧縮機作動温度を
下げることができ、これにより機械類および潤滑剤の耐
用期間の増大を達成できる。
は装置の作動を開始するときにも有利である。例えば、
特定の用途では装置の配管中にフィルターを有するなら
ば、全圧縮機容量へ直ちに立ち上がるとフィルターの損
傷を引き起こすことがあり得る。一方、フル圧縮機容量
へ徐々に立ち上がると、このような損傷が起こる可能性
を減らすので望ましい。上述した本発明の実施例は、こ
の目的の達成を可能にする。また、圧縮機の外部制御を
備えていることは、必要流量の変化にもかかわらず、装
置が一定の製品純度を維持することを可能にする。この
ことはまた、装置のエネルギー要求量のかなりの節約を
実現することを可能にする。さらに、圧縮機作動温度を
下げることができ、これにより機械類および潤滑剤の耐
用期間の増大を達成できる。
【００３６】図３に示された装置は気圧式選択リレー６
０からの出力が入口制御弁４６に連結され、それによっ
て圧縮機に入る空気を絞るように設計できることにも注
目すべきである。この特別な機構は、例えばスライディ
ングポートおよびスライディングポートアクチュエータ
４２の使用に代わるものとして有用であるかもしれな
い。
０からの出力が入口制御弁４６に連結され、それによっ
て圧縮機に入る空気を絞るように設計できることにも注
目すべきである。この特別な機構は、例えばスライディ
ングポートおよびスライディングポートアクチュエータ
４２の使用に代わるものとして有用であるかもしれな
い。
【００３７】図３に示された装置の実施例は、本発明の
他の態様によりわずかに変更し、他の使用方法や用途を
持つ装置を達成することもできる。特に、アナログ電気
入力装置５８はデジタル電気装置例えばオン／オフスイ
ッチに置きかえることができ、一方トランスデューサー
５６はソレノイド弁に置きかえることができる。インラ
イン圧力調整器５４はこの調整器５４の下流の圧力を調
整する。これらの代替的な特徴を有する装置は、最初に
全圧縮機容量を必要とするが後には全作動容量以下を必
要とする環境下では非常に有用である。例えば、フルー
ツの貯蔵の場合には、店頭での寿命を延ばし熟成が始ま
るのを抑制するために、フルーツ（例えばりんご）は窒
素充填室内に貯蔵される。摘果された後、フルーツは後
に窒素で充填されるべき室内に入れられる。室内を最初
に窒素で充填するには圧縮機の全作動容量（すなわちタ
ーボモード）が必要となるが、それに続く室内の窒素レ
ベルの維持にはかなり低い作動レベル（すなわち通常作
動レベル）が必要となる。上述した代替的な装置は、圧
縮機をそのように適当に作動させることを可能にする。
他の態様によりわずかに変更し、他の使用方法や用途を
持つ装置を達成することもできる。特に、アナログ電気
入力装置５８はデジタル電気装置例えばオン／オフスイ
ッチに置きかえることができ、一方トランスデューサー
５６はソレノイド弁に置きかえることができる。インラ
イン圧力調整器５４はこの調整器５４の下流の圧力を調
整する。これらの代替的な特徴を有する装置は、最初に
全圧縮機容量を必要とするが後には全作動容量以下を必
要とする環境下では非常に有用である。例えば、フルー
ツの貯蔵の場合には、店頭での寿命を延ばし熟成が始ま
るのを抑制するために、フルーツ（例えばりんご）は窒
素充填室内に貯蔵される。摘果された後、フルーツは後
に窒素で充填されるべき室内に入れられる。室内を最初
に窒素で充填するには圧縮機の全作動容量（すなわちタ
ーボモード）が必要となるが、それに続く室内の窒素レ
ベルの維持にはかなり低い作動レベル（すなわち通常作
動レベル）が必要となる。上述した代替的な装置は、圧
縮機をそのように適当に作動させることを可能にする。
【００３８】室内が最初に充填されるターボモードで
は、スイッチ５８をオフにし信号が全くソレノイド弁５
６へ送られないようにする。したがって、ソレノイド弁
５６は閉じられたままであり、選択リレー６０とソレノ
イド弁５６との間のラインは、ソレノイド弁５６が通気
された結果として大気へ通気されている。この作動モー
ドでは圧縮機は全容量で作動する。
は、スイッチ５８をオフにし信号が全くソレノイド弁５
６へ送られないようにする。したがって、ソレノイド弁
５６は閉じられたままであり、選択リレー６０とソレノ
イド弁５６との間のラインは、ソレノイド弁５６が通気
された結果として大気へ通気されている。この作動モー
ドでは圧縮機は全容量で作動する。
【００３９】いったん室内が望ましいレベルまで窒素で
充填されると、スイッチ５８をオンにすることにより、
装置は通常モードに変わり、ソレノイド弁５６が開く。
調整器５４によって調整された圧力はこうして選択リレ
ー６０によって受け取られる。圧縮機４０の作動容量
は、これによってライン調整器５４（調整器の具体的な
機構の特徴は示していない）の適当な調節により判定さ
れるあるレベルまで下がる。通常作動モード中に装置の
圧力が調整器５２によって設定された圧力を越えること
が起こると、内部制御機が引き継いで圧縮機の作動レベ
ルを制御する。
充填されると、スイッチ５８をオンにすることにより、
装置は通常モードに変わり、ソレノイド弁５６が開く。
調整器５４によって調整された圧力はこうして選択リレ
ー６０によって受け取られる。圧縮機４０の作動容量
は、これによってライン調整器５４（調整器の具体的な
機構の特徴は示していない）の適当な調節により判定さ
れるあるレベルまで下がる。通常作動モード中に装置の
圧力が調整器５２によって設定された圧力を越えること
が起こると、内部制御機が引き継いで圧縮機の作動レベ
ルを制御する。
【００４０】こうして、この代替的な態様の実施例の装
置は、同様な作動のターボ／ノーマルモードを与えるた
めに通常は用いられるであろう二重の圧縮機およびエン
ジンへの必要性を取り除く。
置は、同様な作動のターボ／ノーマルモードを与えるた
めに通常は用いられるであろう二重の圧縮機およびエン
ジンへの必要性を取り除く。
【００４１】図４は本発明の他の態様による窒素抽出装
置を示している。この装置においては、生成物必要流量
の変化にかかわらず、実質的に一定の生成物純度が自動
的に維持され得る。この装置はスクリュー空気圧縮機７
０を有しており、スクリュー空気圧縮機７０により圧縮
される空気の容積を制御するスライディングポートおよ
びスライディングポートアクチュエータ７２を備えてい
る。空気分離装置７４がスクリュー空気圧縮機７０の下
流に設けられ、スクリュー空気圧縮機７０によって圧縮
された空気から窒素を抽出する。この空気分離装置７４
は、窒素が抽出された後の圧縮空気からもたらされる副
生物を排出するためのパージ排出ライン７５を備えてい
る。
置を示している。この装置においては、生成物必要流量
の変化にかかわらず、実質的に一定の生成物純度が自動
的に維持され得る。この装置はスクリュー空気圧縮機７
０を有しており、スクリュー空気圧縮機７０により圧縮
される空気の容積を制御するスライディングポートおよ
びスライディングポートアクチュエータ７２を備えてい
る。空気分離装置７４がスクリュー空気圧縮機７０の下
流に設けられ、スクリュー空気圧縮機７０によって圧縮
された空気から窒素を抽出する。この空気分離装置７４
は、窒素が抽出された後の圧縮空気からもたらされる副
生物を排出するためのパージ排出ライン７５を備えてい
る。
【００４２】プロセス測定装置例えば圧力センサー、流
量センサーまたは酸素生成物分析器７６が、空気分離装
置７４の下流で三方スイッチング弁７８の上流に設けら
れている。酸素含有量分析器７６は、空気分離装置７４
から出る抽出窒素中に存在する酸素の量を分析する。酸
素含有量分析器７６は、手動操作可能な設定装置（例え
ばダイヤル）を備え、装置に望ましい酸素含有量を設定
してもよい。次いで、酸素含有量分析器７６は、生成物
の酸素含有量が設定値と異なるかどうかを判定する。
量センサーまたは酸素生成物分析器７６が、空気分離装
置７４の下流で三方スイッチング弁７８の上流に設けら
れている。酸素含有量分析器７６は、空気分離装置７４
から出る抽出窒素中に存在する酸素の量を分析する。酸
素含有量分析器７６は、手動操作可能な設定装置（例え
ばダイヤル）を備え、装置に望ましい酸素含有量を設定
してもよい。次いで、酸素含有量分析器７６は、生成物
の酸素含有量が設定値と異なるかどうかを判定する。
【００４３】酸素含有量分析器７６が生成物純度が装置
の仕様に合わないと判定したならば、高／低アラーム８
４が鳴り、信号が三方スイッチング弁７８へ送られる。
三方スイッチング弁７８へ送られた信号は生成物をベン
トライン８２へ排出させる。このように、純度が仕様限
界の範囲内にない生成物は、意図する用途のために下流
へ輸送されることはない。
の仕様に合わないと判定したならば、高／低アラーム８
４が鳴り、信号が三方スイッチング弁７８へ送られる。
三方スイッチング弁７８へ送られた信号は生成物をベン
トライン８２へ排出させる。このように、純度が仕様限
界の範囲内にない生成物は、意図する用途のために下流
へ輸送されることはない。
【００４４】背圧調整器８０が三方スイッチング弁７８
の上流に設けられ、生成物流量が最大になるのを制限
し、それによって最大酸素含有量をあるしきい値以下に
維持する。この調整器８０は、空気分離装置７４中で作
用する最大背圧を制御し、装置７４に作用する背圧量は
得られる生成物の酸素含有量を示す。こうして、調整器
８０を適当に調節したり調整することにより、生成物の
酸素含有量が制御される。
の上流に設けられ、生成物流量が最大になるのを制限
し、それによって最大酸素含有量をあるしきい値以下に
維持する。この調整器８０は、空気分離装置７４中で作
用する最大背圧を制御し、装置７４に作用する背圧量は
得られる生成物の酸素含有量を示す。こうして、調整器
８０を適当に調節したり調整することにより、生成物の
酸素含有量が制御される。
【００４５】酸素含有量分析器７６が窒素生成物中の酸
素含有量が装置の仕様よりも高いか低いかを判定したと
き、出力アナログ信号が（分析器７６または分離装置か
ら）トランスデューサー８６へ送られ、今度はこれが適
当な圧力信号を気圧式選択リレー８８へ送る。図３に示
した装置の場合と同様に、気圧式選択リレー８８はトラ
ンスデューサーからの圧力信号または排気圧力制御調整
器９０からの圧力信号のうち高い方を選択する。気圧式
選択リレー８８により選択された圧力信号は、その後ス
ライディングポートおよびスライディングポートアクチ
ュエータ７２を制御する基準として働き、スクリュー空
気圧縮機７０の作動容量を変化させる。
素含有量が装置の仕様よりも高いか低いかを判定したと
き、出力アナログ信号が（分析器７６または分離装置か
ら）トランスデューサー８６へ送られ、今度はこれが適
当な圧力信号を気圧式選択リレー８８へ送る。図３に示
した装置の場合と同様に、気圧式選択リレー８８はトラ
ンスデューサーからの圧力信号または排気圧力制御調整
器９０からの圧力信号のうち高い方を選択する。気圧式
選択リレー８８により選択された圧力信号は、その後ス
ライディングポートおよびスライディングポートアクチ
ュエータ７２を制御する基準として働き、スクリュー空
気圧縮機７０の作動容量を変化させる。
【００４６】作動中に、圧縮機７０が全容量で作動しつ
つ圧縮機排気圧力が所定のレベルよりも上昇したなら
ば、調整器９０から気圧式選択リレー８８への信号入力
は、トランスデューサー８６からの圧力信号よりも高く
なる。その結果、スライディングポート７２は、自動的
に作動するようになり、それによって圧縮機７０の作動
レベルを絞ったり下げたりする。
つ圧縮機排気圧力が所定のレベルよりも上昇したなら
ば、調整器９０から気圧式選択リレー８８への信号入力
は、トランスデューサー８６からの圧力信号よりも高く
なる。その結果、スライディングポート７２は、自動的
に作動するようになり、それによって圧縮機７０の作動
レベルを絞ったり下げたりする。
【００４７】一方、圧縮機７０が全容量で作動していて
生成物必要流量が減少するならば、空気圧縮機７０は全
容量で作動しつづけるため、窒素生成物の純度は上がる
（すなわち窒素生成物中の酸素含有量は下がる）。酸素
含有量分析器８６は、トランスデューサー８６へアナロ
グ信号を出力し、次いでこれは気圧式選択リレー８８へ
代表的な圧縮機排気圧力である調整器９０からの圧力信
号よりも高い圧力信号を送る。この結果、スライディン
グポートが作動するようになり、圧縮機によるエネルギ
ー出力を下げる。
生成物必要流量が減少するならば、空気圧縮機７０は全
容量で作動しつづけるため、窒素生成物の純度は上がる
（すなわち窒素生成物中の酸素含有量は下がる）。酸素
含有量分析器８６は、トランスデューサー８６へアナロ
グ信号を出力し、次いでこれは気圧式選択リレー８８へ
代表的な圧縮機排気圧力である調整器９０からの圧力信
号よりも高い圧力信号を送る。この結果、スライディン
グポートが作動するようになり、圧縮機によるエネルギ
ー出力を下げる。
【００４８】酸素含有量分析器からの信号は、ＰＩＤ
（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ｉｎｔｅｇｒａｌ ｄｅ
ｒｉｖａｔｉｖｅ）ループ制御機により条件設定しても
よいことに注目すべきである。
（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ｉｎｔｅｇｒａｌ ｄｅ
ｒｉｖａｔｉｖｅ）ループ制御機により条件設定しても
よいことに注目すべきである。
【００４９】酸素含有量分析器７６が装置の仕様に合わ
ない酸素含有量を感知した結果として空気圧縮機７０が
低いレベルで作動しているならば、圧縮機排気圧力の増
加によってトランスデューサー８６からの圧力信号より
も高い圧力信号を調整器９０から気圧式選択リレー８８
へ送るであろう。こうして、スライディングポートおよ
びスライディングポートアクチュエータ７２が再び作動
するようになり、さらに圧縮機７０の作動容量を絞る。
ない酸素含有量を感知した結果として空気圧縮機７０が
低いレベルで作動しているならば、圧縮機排気圧力の増
加によってトランスデューサー８６からの圧力信号より
も高い圧力信号を調整器９０から気圧式選択リレー８８
へ送るであろう。こうして、スライディングポートおよ
びスライディングポートアクチュエータ７２が再び作動
するようになり、さらに圧縮機７０の作動容量を絞る。
【００５０】図４に示される装置は、圧縮機の作動レベ
ルを制御することにより圧縮機の耐用期間および寿命を
延ばすということにおいて、図３に示される装置に関連
して上記で説明したような多くの長所を有する。
ルを制御することにより圧縮機の耐用期間および寿命を
延ばすということにおいて、図３に示される装置に関連
して上記で説明したような多くの長所を有する。
【００５１】本発明の原理、好ましい態様および作動モ
ードを以上の明細書中で説明した。しかし、保護される
ことを意図している発明は開示された特定の実施例に限
定されると解釈すべきではない。さらに、本明細書に記
載された実施例は、限定するものではなく説明のためだ
けであるとみなされるべきである。本発明の精神を逸脱
しない範囲で、他人によって変形例および変更がなさ
れ、均等物が使用されることがありうる。したがって、
特許請求の範囲で定義された本発明の精神および範囲内
に入るこのような全ての変形例、変更および均等物は、
本発明に含まれることを明示的に意図している。
ードを以上の明細書中で説明した。しかし、保護される
ことを意図している発明は開示された特定の実施例に限
定されると解釈すべきではない。さらに、本明細書に記
載された実施例は、限定するものではなく説明のためだ
けであるとみなされるべきである。本発明の精神を逸脱
しない範囲で、他人によって変形例および変更がなさ
れ、均等物が使用されることがありうる。したがって、
特許請求の範囲で定義された本発明の精神および範囲内
に入るこのような全ての変形例、変更および均等物は、
本発明に含まれることを明示的に意図している。
【図１】圧縮空気から窒素を抽出する公知の装置の模式
図。
図。
【図２】圧縮機により圧縮される空気の量を制御する公
知のスライディングポートの模式図。
知のスライディングポートの模式図。
【図３】本発明の１つの態様である、圧縮機容量が外部
から制御される窒素抽出装置を説明する模式図。
から制御される窒素抽出装置を説明する模式図。
【図４】本発明の他の態様である、要求流量の変化にか
かわらず一定の製品純度を維持する窒素抽出装置を説明
する模式図。
かわらず一定の製品純度を維持する窒素抽出装置を説明
する模式図。
Claims (11)
- 【請求項１】空気から窒素を抽出して窒素流を生じさせ
る装置において、 空気を圧縮する圧縮機であって、全容量および全容量以
下で作動可能であり、一対の回転可能なローターと、空
気がそれを通って圧縮機内へ流れ込む入口と、空気を圧
縮するように作用する回転可能なローターの有効長さを
減少させて圧縮機を全容量以下で作動させる絞り手段と
を有する圧縮機と；圧縮機に連結され、圧縮機から圧縮
空気を受け取って圧縮空気から窒素を生じさせる空気分
離機と；圧縮機に作動するように連結され、圧縮機から
の排気圧力を調整する内部圧力制御調整器であって、圧
縮機排気圧力が所定の圧力を越えたときに信号空気圧力
を与えるように作動可能な内部圧力制御調整器と；全容
量以下の圧縮機作動レベルを示す外部信号を入力し、こ
の外部信号に基づく信号空気圧力を与える外部入力手段
と；外部圧力制御調整器、外部入力制御装置および絞り
手段に連結され、外部圧力制御調整器からの信号空気圧
力および外部入力手段からの信号空気圧力の一方を選択
し、かつ選択された信号に基づいて制御信号を絞り手段
へ出力して、空気を圧縮するように作用する回転可能な
ローターの有効長さを減少させる選択手段であって、そ
の結果圧縮機が低い作動レベルで作動するときに窒素流
量および窒素純度を変化させるとともに所定の圧力を越
える圧力の増加を防止するように、圧縮機の作動レベル
が外部から制御可能となるような選択手段とを具備した
ことを特徴とする圧縮空気からの窒素抽出装置。 - 【請求項２】外部入力手段が、外部入力装置およびトラ
ンスデューサーを有し、前記トランスデューサーが外部
入力装置および外部入力装置に入力された外部信号を信
号空気圧力に変える選択手段に連結されていることを特
徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項３】選択手段が、内部圧力制御調整器からの信
号空気圧力およびトランスデューサーからの信号空気圧
力のうち一方を選択する気圧式選択リレーであることを
特徴とする請求項２記載の装置。 - 【請求項４】空気から窒素を抽出し必要流量の変動にか
かわらず実質的に一定の純度を有する窒素を生じさせる
装置において、 空気を圧縮するための圧縮機であって、一対の回転可能
なローターと、空気がそれを通って圧縮機へ流れ込む入
口と、ローターを駆動するモーターと、空気を圧縮する
ように作用する回転可能なローターの有効長さを減少さ
せて、圧縮機を全容量以下で作動させる絞り手段とを有
する圧縮機と、 圧縮機に連結され、圧縮機から受け取った圧縮空気から
窒素を分離する空気分離機と；空気分離装置の下流に設
けられ、窒素生成物流を制限する背圧調整器と；空気分
離機と背圧調整器との間に設けられ、空気分離機から流
れる窒素生成物の酸素含有量を判定する酸素含有量分析
器と；圧縮機を出る圧縮機排気圧力を調整する圧力調整
手段と；圧力調整手段により調整された圧縮機排気圧力
が所定値より大きくなったときに絞り手段を作動させ、
かつ酸素含有量分析器が分離器から出る窒素の酸素含有
量が所定の酸素含有量と異なることを判定したときに絞
り手段を作動させる手段であって、その結果酸素含有量
分析器によって判定される窒素純度の変化に応じて圧縮
機の作動レベルが変化するような手段とを具備したこと
を特徴とする圧縮空気からの窒素抽出装置。 - 【請求項５】酸素含有量分析器による信号出力を信号空
気圧力に変換するトランスデューサーを有し、前記圧力
調整手段が圧縮機排気圧力を示す信号空気圧力を出力
し、絞り手段を作動させる前記手段がトランスデューサ
ーにより発せられる信号空気圧力および圧力調整手段か
らの信号空気圧力のうち高い方を選択するための気圧式
選択リレーを有することを特徴とする請求項４記載の装
置。 - 【請求項６】背圧調整器の下流に設けられ、酸素含有量
分析器が窒素中の酸素含有量が所定の酸素含有量と異な
ることを判定したときに流れを方向転換する三方バルブ
を有することを特徴とする請求項５記載の装置。 - 【請求項７】空気を圧縮する装置において、 空気を圧縮するスクリュー空気圧縮機であって、ケーシ
ングと、ケーシング中に設けられた一対の回転可能に駆
動されるローターと、空気をケーシング中に導入させる
ための入口と、圧縮機の作動レベルを下げるように、空
気を圧縮するように作用するローターの有効長さを減少
させる絞り手段とを有するスクリュー空気圧縮機と；絞
り手段に連結され、信号空気圧力に応答して絞り手段を
作動させる作動手段と；作動手段に連結され、作動手段
に外部から入力された圧縮機の作動レベルを示す第１の
信号を送り、絞り手段を動作させる外部制御手段であっ
て、その結果圧縮機の作動レベルが外部から入力された
作動レベルに変化するような外部制御手段と；作動手段
に連結され、圧縮機からの圧縮機排気圧力が所定の圧力
を越えたときに作動手段に第２の信号を自動的に送り、
絞り手段を作動させてそのときの圧縮機の作動レベルを
低下させる自動内部制御手段であって、圧縮機が作動し
ているときに第２の信号を受け取った作動手段は絞り手
段を作動させ、圧縮機が低い作動レベルの間に自動制御
手段からの第２の信号を受け取ると作動手段は絞り手段
を作動させてそれによって圧縮機がすでに低いレベルで
作動しているときにさらに圧縮機の作動レベルを低下さ
せるような自動内部制御手段とを具備したことを特徴と
する空気圧縮装置。 - 【請求項８】前記作動手段が、第１および第２の信号の
うち一方を選択する気圧式選択リレーを有することを特
徴とする請求項７記載の装置。 - 【請求項９】前記作動手段が、第１または第２の信号の
うち高い方を選択して、絞り手段を作動させることを特
徴とする請求項８記載の装置。 - 【請求項１０】圧縮機の所望の作動レベルを手動で入力
する入力装置を有することを特徴とする請求項９記載の
装置。 - 【請求項１１】前記制御手段が開閉可能なソレノイド弁
に連結されたオン／オフスイッチを有し、前記ソレノイ
ド弁はオン／オフスイッチが第１の作動位置にあるとき
に開かれ、その結果絞り手段が外部制御手段によって制
御され、前記ソレノイド弁はオン／オフスイッチが第２
の作動位置にあるときに閉じられ、その結果絞り手段が
外部制御手段と独立に制御されることを特徴とする請求
項７記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/269,768 US5496388A (en) | 1994-07-01 | 1994-07-01 | System for compressing air and extracting nitrogen from compressed air |
| US269768 | 1994-07-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08208206A true JPH08208206A (ja) | 1996-08-13 |
Family
ID=23028584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7166466A Pending JPH08208206A (ja) | 1994-07-01 | 1995-06-30 | 空気圧縮装置および圧縮空気からの窒素抽出装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5496388A (ja) |
| JP (1) | JPH08208206A (ja) |
| FR (1) | FR2722425B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105156327A (zh) * | 2015-09-30 | 2015-12-16 | 深圳德尔科机电环保科技有限公司 | 压缩空气工业螺杆式空压机群控系统的节能控制方法 |
| JP2017074593A (ja) * | 2012-03-19 | 2017-04-20 | アトラス コプコ エアーパワー, ナームローゼ フェンノートシャップATLAS COPCO AIRPOWER, naamloze vennootschap | ガス分離装置及び方法 |
Families Citing this family (41)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9516755D0 (en) * | 1995-08-16 | 1995-10-18 | Normalair Garrett Ltd | Oxygen generating device |
| US5593478A (en) * | 1994-09-28 | 1997-01-14 | Sequal Technologies, Inc. | Fluid fractionator |
| DE69601041T2 (de) * | 1995-02-09 | 1999-06-24 | Normalair-Garrett (Holdings) Ltd., Yeovil, Somerset | Vorrichtung zur Gewinnung von Sauerstoff |
| US5855646A (en) * | 1995-07-18 | 1999-01-05 | Verini; Nicholas A. | Method and device to monitor nitrogen gas purity during the manufacture and dispensing of nitrogen gas |
| US5588984A (en) * | 1995-07-18 | 1996-12-31 | Verini; Nicholas A. | Apparatus and method to intermittently manufacture and dispense nitrogen |
| US5688306A (en) * | 1995-07-18 | 1997-11-18 | Verini; Nicholas A. | Apparatus and method to intermittently manufacture and dispense nitrogen gas |
| FR2751892B1 (fr) * | 1996-07-30 | 1998-09-11 | Air Liquide | Procede et appareil de traitement d'un gaz par adsorption avec un debit variable de production |
| US5746806A (en) * | 1996-08-15 | 1998-05-05 | Nellcor Puritan Bennett Incorporated | Apparatus and method for controlling output of an oxygen concentrator |
| FR2755496B1 (fr) * | 1996-11-05 | 1998-12-18 | Air Liquide | Dispositif de selection pour fournir a un appareil l'un ou l'autre de deux gaz |
| US5989312A (en) * | 1996-12-31 | 1999-11-23 | Praxair Technology, Inc. | Membrane control system and process |
| DE19706895A1 (de) * | 1997-02-21 | 1998-08-27 | Lorch J Ges & Co Kg | Druckluftaufbereitungssystem |
| US5911219A (en) * | 1997-04-18 | 1999-06-15 | Aylsworth; Alonzo C. | Therapeutic gas flow meter and monitor |
| FR2785062B1 (fr) | 1998-10-26 | 2003-12-12 | Air Liquide | Installation et procede de production comportant plusieurs etapes de traitement |
| FR2793424B1 (fr) * | 1999-05-12 | 2001-07-13 | Air Liquide | Necessaire et procede de construction de plusieurs installations industrielles complexes |
| US6348082B1 (en) * | 1999-05-14 | 2002-02-19 | Respironics, Inc. | Gas fractionalization system and associated method |
| US6395065B1 (en) * | 1999-05-14 | 2002-05-28 | Respironics, Inc. | Air flow control in a gas fractionalization system and associated method |
| AT408954B (de) * | 2000-09-26 | 2002-04-25 | Axiom Angewandte Prozesstechni | Vorrichtung und verfahren zur gaspermeation |
| US6816795B2 (en) * | 2001-09-14 | 2004-11-09 | David Vanderbeek | Compressed gas system |
| US6593525B1 (en) | 2002-03-04 | 2003-07-15 | Andrew Corporation | Direct burial outdoor membrane pressurization system |
| RU2223138C1 (ru) * | 2002-08-15 | 2004-02-10 | Закрытое акционерное общество "Газоразделительные системы" | Генератор азота для создания инертной технологической газовой среды |
| US7175377B2 (en) * | 2003-01-03 | 2007-02-13 | Nissan Technical Center North America, Inc. | Track slot fastener |
| US7066985B2 (en) * | 2003-10-07 | 2006-06-27 | Inogen, Inc. | Portable gas fractionalization system |
| US7135059B2 (en) | 2003-10-07 | 2006-11-14 | Inogen, Inc. | Portable gas fractionalization system |
| US20050072426A1 (en) * | 2003-10-07 | 2005-04-07 | Deane Geoffrey Frank | Portable gas fractionalization system |
| EP1677895A2 (en) * | 2003-10-07 | 2006-07-12 | Inogen, Inc. | Portable gas fractionalization system |
| US20050072423A1 (en) | 2003-10-07 | 2005-04-07 | Deane Geoffrey Frank | Portable gas fractionalization system |
| US7081153B2 (en) * | 2003-12-02 | 2006-07-25 | Honeywell International Inc. | Gas generating system and method for inerting aircraft fuel tanks |
| US7387659B2 (en) * | 2005-02-01 | 2008-06-17 | Parker Hannifin Corporation | Pneumatically operated automatic shutoff circuit for controlling the generation of gas |
| EA012634B1 (ru) * | 2005-02-04 | 2009-12-30 | Оксан Материалз, Инк. | Композиция и способ получения проппанта |
| US7491444B2 (en) * | 2005-02-04 | 2009-02-17 | Oxane Materials, Inc. | Composition and method for making a proppant |
| CN101171891B (zh) * | 2005-03-31 | 2011-07-27 | 美国瓦里安澳大利亚有限公司 | 含有气体供应的等离子体光谱学系统 |
| AU2006228986B2 (en) * | 2005-03-31 | 2011-08-11 | Agilent Technologies Australia (M) Pty Ltd | A plasma spectroscopy system with a gas supply |
| US7686870B1 (en) | 2005-12-29 | 2010-03-30 | Inogen, Inc. | Expandable product rate portable gas fractionalization system |
| RU2306160C1 (ru) * | 2006-07-31 | 2007-09-20 | Анатолий Юрьевич Кошаков | Транспортный генератор азота |
| FR2961586B1 (fr) * | 2010-06-18 | 2014-02-14 | Air Liquide | Installation et procede de separation d'air par distillation cryogenique |
| PT2801392T (pt) * | 2013-05-06 | 2016-08-22 | Amrona Ag | Método e sistema de inertização para a redução de oxigénio |
| US20150321859A1 (en) * | 2014-05-06 | 2015-11-12 | Air Liquide Large Industries U.S. Lp | Method And Apparatus For Providing Over-Pressure Protection For An Underground Storage Cavern |
| CN110044134B (zh) * | 2019-03-29 | 2021-06-25 | 安徽加力气体有限公司 | 全自动制氮机系统一键开停车控制方法 |
| CN114455553B (zh) * | 2021-12-29 | 2024-01-12 | 湖南中联重科应急装备有限公司 | 用于制造氮气的方法、处理器、车辆及存储介质 |
| EP4464401A1 (en) * | 2023-03-16 | 2024-11-20 | Nardi Compressori S.r.l. | Nitrox-mixtures production machine and related operating method |
| IT202300022266A1 (it) * | 2023-10-24 | 2025-04-24 | Nardi Compressori S R L | Macchina per la produzione di miscele nitrox e relativo metodo di funzionamento |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4556180A (en) * | 1978-12-07 | 1985-12-03 | The Garrett Corporation | Fuel tank inerting system |
| US4421529A (en) * | 1982-07-02 | 1983-12-20 | The Dow Chemical Company | Membrane system for intermittent gas separation |
| EP0162157B1 (en) * | 1984-05-21 | 1988-08-10 | KABUSHIKI KAISHA KOBE SEIKO SHO also known as Kobe Steel Ltd. | A screw compressor incorporating a slide valve |
| US4806132A (en) * | 1987-06-23 | 1989-02-21 | Union Carbide Corporation | Turndown control method for membrane separation systems |
| NZ226929A (en) * | 1988-11-11 | 1992-02-25 | Transphere Systems Ltd | Storing produce in container with controlled atmosphere: carbon dioxide supplied from store of dry ice |
| US5152966A (en) * | 1989-06-22 | 1992-10-06 | Nicap, Inc. | Apparatus for producing a controlled atmosphere |
| US5120329A (en) * | 1989-09-27 | 1992-06-09 | American Air Liquide | Integrated system and method for providing a controlled atmosphere in a food storage facility |
| US5118327A (en) * | 1989-10-05 | 1992-06-02 | Andrew Corporation | Dehumidifier for supplying gas having controlled dew point |
| US5302189A (en) * | 1992-08-26 | 1994-04-12 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Membrane nitrogen gas generator with improved flexibility |
| US5266101A (en) * | 1992-08-26 | 1993-11-30 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges | Membrane gas generator in association with bulk storage for increased flexibility and productivity |
| US5281253A (en) * | 1993-01-06 | 1994-01-25 | Praxair Technology, Inc. | Multistage membrane control system and process |
| US5308382A (en) * | 1993-04-16 | 1994-05-03 | Praxair Technology, Inc. | Container inerting |
-
1994
- 1994-07-01 US US08/269,768 patent/US5496388A/en not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-06-30 JP JP7166466A patent/JPH08208206A/ja active Pending
- 1995-06-30 FR FR9507927A patent/FR2722425B1/fr not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017074593A (ja) * | 2012-03-19 | 2017-04-20 | アトラス コプコ エアーパワー, ナームローゼ フェンノートシャップATLAS COPCO AIRPOWER, naamloze vennootschap | ガス分離装置及び方法 |
| CN105156327A (zh) * | 2015-09-30 | 2015-12-16 | 深圳德尔科机电环保科技有限公司 | 压缩空气工业螺杆式空压机群控系统的节能控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5496388A (en) | 1996-03-05 |
| FR2722425A1 (fr) | 1996-01-19 |
| FR2722425B1 (fr) | 1997-05-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH08208206A (ja) | 空気圧縮装置および圧縮空気からの窒素抽出装置 | |
| CA2015393C (en) | Compressor control system to improve turndown and reduce incidents of surging | |
| US6599093B2 (en) | Compressor having speed and intake regulation valve control | |
| EP0871853B1 (en) | Surge prevention control system for dynamic compressors | |
| JP4667396B2 (ja) | 大気中に放出することを必要としない、レギュレータ用の圧力負荷式パイロット弁システム | |
| EP2212631B1 (en) | Refrigerating system and method for controlling the same | |
| NO175548B (no) | Innretning til styring av en anordning til motvirkning av pulsering av en kompressor | |
| JPH0148399B2 (ja) | ||
| EP1915535B1 (en) | Improved device for adjusting the flow rate of a mobile oil- injected screw-type compressor. | |
| JP4532327B2 (ja) | 圧縮機およびその運転制御方法 | |
| JP6997648B2 (ja) | 圧縮機システム | |
| US4976588A (en) | Compressor control system to improve turndown and reduce incidents of surging | |
| JPH09264255A (ja) | 空気圧縮装置 | |
| JPH11324963A (ja) | スクリュー圧縮機の圧力制御方法 | |
| JP4487339B2 (ja) | 気体圧送装置の容量制御方法及び装置 | |
| JPH0626485A (ja) | スクリュ−圧縮機の容量制御方法 | |
| JPH0466796A (ja) | 圧縮装置における制御方法及びその装置 | |
| JPS58140498A (ja) | スクリユ圧縮機の運転制御方法 | |
| JPH109147A (ja) | 往復型圧縮機の制御方法 | |
| JP3368480B2 (ja) | 圧縮機の制御方法及び装置 | |
| JPS5815793A (ja) | 圧縮機の無負荷運転制御装置 | |
| JP3248591B2 (ja) | 圧縮設備の制御装置 | |
| JPS6357634B2 (ja) | ||
| JPS5835283A (ja) | 圧縮機の過負荷防止装置 | |
| JPH02112679A (ja) | コンプレッサの容量制御方法 |