JP2000140612A - 分離膜式気体発生装置 - Google Patents
分離膜式気体発生装置Info
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- JP2000140612A JP2000140612A JP10313153A JP31315398A JP2000140612A JP 2000140612 A JP2000140612 A JP 2000140612A JP 10313153 A JP10313153 A JP 10313153A JP 31315398 A JP31315398 A JP 31315398A JP 2000140612 A JP2000140612 A JP 2000140612A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】気体分離膜内壁における結露を防止し、かつ安
価で容積・重量共に軽量化可能な結露防止装置を備えた
分離膜式気体発生装置を提供すること。 【解決手段】空気圧縮機駆動用モータによって駆動され
る空気圧縮機より排出される高温高圧の圧縮空気を、圧
縮空気用タンクを経て、圧縮空気冷却用コンデンサ、ミ
スト・ダスト用フィルタ、気体分離膜を順次通すことに
より大気より特定気体を濃縮分離する分離膜式気体発生
装置において、圧縮空気用タンクに圧力スイッチを、ミ
スト・ダスト用フィルタと気体分離膜との間に二方電磁
弁と減圧弁をそれぞれ設けるとともに、圧力スイッチと
空気圧縮機起動停止スイッチとの間に二方電磁弁切換ス
イッチを設けているので、起動時・通常運転時・停止時
とも分離膜内壁における結露を防止することができ、安
価で容積・重量とも軽量化可能な分離膜式気体発生装置
を提供できる。
価で容積・重量共に軽量化可能な結露防止装置を備えた
分離膜式気体発生装置を提供すること。 【解決手段】空気圧縮機駆動用モータによって駆動され
る空気圧縮機より排出される高温高圧の圧縮空気を、圧
縮空気用タンクを経て、圧縮空気冷却用コンデンサ、ミ
スト・ダスト用フィルタ、気体分離膜を順次通すことに
より大気より特定気体を濃縮分離する分離膜式気体発生
装置において、圧縮空気用タンクに圧力スイッチを、ミ
スト・ダスト用フィルタと気体分離膜との間に二方電磁
弁と減圧弁をそれぞれ設けるとともに、圧力スイッチと
空気圧縮機起動停止スイッチとの間に二方電磁弁切換ス
イッチを設けているので、起動時・通常運転時・停止時
とも分離膜内壁における結露を防止することができ、安
価で容積・重量とも軽量化可能な分離膜式気体発生装置
を提供できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、気体分離膜によっ
て大気より特定気体を濃縮分離する分離膜式気体発生装
置に関する。
て大気より特定気体を濃縮分離する分離膜式気体発生装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の分離膜式気体発生装置を図５及び
図６を参照して説明する。図５は従来の分離膜式気体発
生装置の構成図であり、図６は図５の各構成部品内部に
おける圧縮空気の温度変化・湿度変化図であり、横軸は
空気圧縮機より排出された圧縮空気の通過する順に序列
した構成部品を表し、縦軸はその各構成部品内部におけ
る圧縮空気の温度変化・湿度変化を表している。
図６を参照して説明する。図５は従来の分離膜式気体発
生装置の構成図であり、図６は図５の各構成部品内部に
おける圧縮空気の温度変化・湿度変化図であり、横軸は
空気圧縮機より排出された圧縮空気の通過する順に序列
した構成部品を表し、縦軸はその各構成部品内部におけ
る圧縮空気の温度変化・湿度変化を表している。
【０００３】図５及び図６において、空気圧縮機駆動用
モータ１によって駆動される空気圧縮機２より排出され
る圧縮空気は、空気圧縮機２が断熱圧縮に近いポリトロ
ープ圧縮を行うので、高温でしかも高圧のため湿度も高
い状態となっている。この高温高圧の圧縮空気は圧縮空
気用タンク３に入るが、この時、タンク内壁と接触して
温度が下がり、湿度は１００％となって結露する。圧縮
空気は湿度１００％のまま圧縮空気冷却用コンデンサ４
を通り、さらに温度が下がって結露し、その水分はミス
ト・ダスト用フィルタ５に溜まる。この時、圧縮空気温
度は若干高めであるがほぼ周囲温度に等しくなってお
り、湿度は１００％である。
モータ１によって駆動される空気圧縮機２より排出され
る圧縮空気は、空気圧縮機２が断熱圧縮に近いポリトロ
ープ圧縮を行うので、高温でしかも高圧のため湿度も高
い状態となっている。この高温高圧の圧縮空気は圧縮空
気用タンク３に入るが、この時、タンク内壁と接触して
温度が下がり、湿度は１００％となって結露する。圧縮
空気は湿度１００％のまま圧縮空気冷却用コンデンサ４
を通り、さらに温度が下がって結露し、その水分はミス
ト・ダスト用フィルタ５に溜まる。この時、圧縮空気温
度は若干高めであるがほぼ周囲温度に等しくなってお
り、湿度は１００％である。
【０００４】一方、気体分離膜８は、圧縮空気を供給す
ることにより、膜の透過速度の速い気体は分離膜を透過
し、膜の透過速度の遅い気体のみ出口まで到達する。こ
れによって膜の透過速度の遅い気体のみを分離すること
が可能となる。しかしながら、気体分離膜８に供給され
る圧縮空気には水分が含まれているので、気体分離膜８
の内壁に結露する。この結露により気体分離膜８の透過
性能が著しく阻害され、寿命を短くする。このため、通
常、気体分離膜８の直前に冷凍式ドライヤ１４を配置
し、これによって湿度を著しく下げた圧縮空気を気体分
離膜８に供給することで、気体分離膜８の内壁での結露
を防止している。
ることにより、膜の透過速度の速い気体は分離膜を透過
し、膜の透過速度の遅い気体のみ出口まで到達する。こ
れによって膜の透過速度の遅い気体のみを分離すること
が可能となる。しかしながら、気体分離膜８に供給され
る圧縮空気には水分が含まれているので、気体分離膜８
の内壁に結露する。この結露により気体分離膜８の透過
性能が著しく阻害され、寿命を短くする。このため、通
常、気体分離膜８の直前に冷凍式ドライヤ１４を配置
し、これによって湿度を著しく下げた圧縮空気を気体分
離膜８に供給することで、気体分離膜８の内壁での結露
を防止している。
【０００５】また、気体発生装置の起動時には冷凍式ド
ライヤ１４がまだ正常に稼働していないため、空気圧縮
機２を作動せず、冷凍式ドライヤ１４の冷媒温度が圧縮
空気を除湿するに十分な温度まで下がったことを温度検
出装置１５にて検出し、空気圧縮機起動停止スイッチ１
１によって空気圧縮機駆動用モータ１を起動し、空気圧
縮機２を作動させて湿度を下げた圧縮空気を気体分離膜
８に供給することで、気体発生装置起動時の気体分離膜
８の内壁での結露を防止している。
ライヤ１４がまだ正常に稼働していないため、空気圧縮
機２を作動せず、冷凍式ドライヤ１４の冷媒温度が圧縮
空気を除湿するに十分な温度まで下がったことを温度検
出装置１５にて検出し、空気圧縮機起動停止スイッチ１
１によって空気圧縮機駆動用モータ１を起動し、空気圧
縮機２を作動させて湿度を下げた圧縮空気を気体分離膜
８に供給することで、気体発生装置起動時の気体分離膜
８の内壁での結露を防止している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の冷凍式
ドライヤ１４は、冷凍コンプレッサ・コンデンサ・冷媒
配管・熱交換器・凝縮水分離器などから構成されている
ので、高価で容積・重量共に大きく、特に容量の小さい
圧縮機機種に対しては冷凍式ドライヤ１４が価格・総重
量に占める比率が大きく、販売・在庫管理や運搬・設置
など多方面に亘って問題があった。
ドライヤ１４は、冷凍コンプレッサ・コンデンサ・冷媒
配管・熱交換器・凝縮水分離器などから構成されている
ので、高価で容積・重量共に大きく、特に容量の小さい
圧縮機機種に対しては冷凍式ドライヤ１４が価格・総重
量に占める比率が大きく、販売・在庫管理や運搬・設置
など多方面に亘って問題があった。
【０００７】本発明（請求項１乃至請求項３対応）は、
上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は気体分離
膜内壁における結露を防止することができ、かつ安価で
容積・重量が共に軽量化可能な結露防止装置を備えた分
離膜式気体発生装置を提供することにある。
上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は気体分離
膜内壁における結露を防止することができ、かつ安価で
容積・重量が共に軽量化可能な結露防止装置を備えた分
離膜式気体発生装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１は、空気圧縮機駆動用モータによ
って駆動される空気圧縮機より排出される高温高圧の圧
縮空気を、圧縮空気用タンクを経て、圧縮空気冷却用コ
ンデンサ、ミスト・ダスト用フィルタ、気体分離膜を順
次通すことにより大気より特定気体を濃縮分離する分離
膜式気体発生装置において、前記圧縮空気用タンクに圧
力スイッチを、前記ミスト・ダスト用フィルタと前記気
体分離膜との間に二方電磁弁と減圧弁をそれぞれ設ける
とともに、前記圧力スイッチと空気圧縮機起動停止スイ
ッチとの間に二方電磁弁切換スイッチを設けたことを特
徴とする。請求項１によると、起動時・通常運転時・停
止時とも分離膜内壁における結露を防止することがで
き、安価で容積・重量とも軽量化可能である。
に、本発明の請求項１は、空気圧縮機駆動用モータによ
って駆動される空気圧縮機より排出される高温高圧の圧
縮空気を、圧縮空気用タンクを経て、圧縮空気冷却用コ
ンデンサ、ミスト・ダスト用フィルタ、気体分離膜を順
次通すことにより大気より特定気体を濃縮分離する分離
膜式気体発生装置において、前記圧縮空気用タンクに圧
力スイッチを、前記ミスト・ダスト用フィルタと前記気
体分離膜との間に二方電磁弁と減圧弁をそれぞれ設ける
とともに、前記圧力スイッチと空気圧縮機起動停止スイ
ッチとの間に二方電磁弁切換スイッチを設けたことを特
徴とする。請求項１によると、起動時・通常運転時・停
止時とも分離膜内壁における結露を防止することがで
き、安価で容積・重量とも軽量化可能である。
【０００９】本発明の請求項２は、請求項１記載の分離
膜式気体発生装置において、前記二方電磁弁切換スイッ
チの入力部にタイマーを設けたことを特徴とする。請求
項２によると、第１実施例と同様な作用の外に、タイマ
ーが働くまでは圧縮空気が気体分離膜内に供給されない
ので、装置起動時の分離膜内壁における結露を防ぐこと
ができる。
膜式気体発生装置において、前記二方電磁弁切換スイッ
チの入力部にタイマーを設けたことを特徴とする。請求
項２によると、第１実施例と同様な作用の外に、タイマ
ーが働くまでは圧縮空気が気体分離膜内に供給されない
ので、装置起動時の分離膜内壁における結露を防ぐこと
ができる。
【００１０】本発明の請求項３は、請求項１記載の分離
膜式気体発生装置において、前記圧縮空気用タンクに圧
力検出装置を設けたことを特徴とする。請求項３による
と、第１実施例と同様な作用の外に、設定圧力までは圧
縮空気が気体分離膜内に供給されないので、装置起動時
の分離膜内壁における結露を防ぐことができる。
膜式気体発生装置において、前記圧縮空気用タンクに圧
力検出装置を設けたことを特徴とする。請求項３による
と、第１実施例と同様な作用の外に、設定圧力までは圧
縮空気が気体分離膜内に供給されないので、装置起動時
の分離膜内壁における結露を防ぐことができる。
【００１１】本実施例も第１実施例と同様に、安価で容
積・重量とも軽量化可能な結露防止装置を備えた分離膜
式気体発生装置を提供することができる。
積・重量とも軽量化可能な結露防止装置を備えた分離膜
式気体発生装置を提供することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
ついて説明する。図１は本発明の第１実施例（請求項１
対応）である分離膜式気体発生装置の構成図、図２は図
１の各構成部品内部における圧縮空気温度・湿度変化図
であり、横軸は空気圧縮機より排出された圧縮空気の通
過する順に序列した構成部品を表し、縦軸はその各構成
部品内部における圧縮空気の温度変化・湿度変化を表し
ている。
ついて説明する。図１は本発明の第１実施例（請求項１
対応）である分離膜式気体発生装置の構成図、図２は図
１の各構成部品内部における圧縮空気温度・湿度変化図
であり、横軸は空気圧縮機より排出された圧縮空気の通
過する順に序列した構成部品を表し、縦軸はその各構成
部品内部における圧縮空気の温度変化・湿度変化を表し
ている。
【００１３】図１において、空気圧縮機駆動用モータ１
によって駆動される空気圧縮機２より排出される圧縮空
気は、圧縮空気用タンク３、圧縮空気冷却用コンデンサ
４、ミスト・ダスト用フィルタ５、二方電磁弁６、減圧
弁７を順次通り気体分離膜８に供給される。二方電磁弁
切換スイッチ９は圧力スイッチ１０と空気圧縮機起動停
止スイッチ１１に連動する構成となっている。
によって駆動される空気圧縮機２より排出される圧縮空
気は、圧縮空気用タンク３、圧縮空気冷却用コンデンサ
４、ミスト・ダスト用フィルタ５、二方電磁弁６、減圧
弁７を順次通り気体分離膜８に供給される。二方電磁弁
切換スイッチ９は圧力スイッチ１０と空気圧縮機起動停
止スイッチ１１に連動する構成となっている。
【００１４】次に、本実施例の作用について説明する。
図１において、空気圧縮機駆動用モータ１によって駆動
される空気圧縮機２より排出される圧縮空気は、空気圧
縮機２が断熱圧縮に近いポリトロープ圧縮を行うため高
温・高圧であり、湿度も高い状態となっている。この高
温高圧の圧縮空気は圧縮空気用タンク３に入るが、この
時タンク内壁と接触するため温度が下がり、湿度は１０
０％となって結露する。圧縮空気は湿度１００％のまま
圧縮空気用タンク３と圧縮空気冷却用コンデンサ４を通
ると、さらに温度が下がって結露し、その水分はミスト
・ダスト用フィルタ５に溜まる。この時、圧縮空気温度
は若干高めであるがほぼ周囲温度に等しくなっており、
湿度は１００％である。その後、二方電磁弁６を通った
圧縮空気は、減圧弁７において減圧される。同一質量の
空気が状態変化を起こしても、絶対温度（ｘ）は変わら
ないことより、 ｘ＝０．６２２φ1 ｐs1／（ｐ1 −φ1 ｐs1） ＝０．６２２φ2 ｐs2／（ｐ2 −φ2 ｐs2） ｐ1 ：変化前圧力（絶対圧），φ1 ：変化前湿度，ｐs
1：変化前飽和蒸気圧 ｐ2 ：変化後圧力（絶対圧），φ2 ：変化後湿度，ｐs
2：変化後飽和蒸気圧 なる関係がある。
図１において、空気圧縮機駆動用モータ１によって駆動
される空気圧縮機２より排出される圧縮空気は、空気圧
縮機２が断熱圧縮に近いポリトロープ圧縮を行うため高
温・高圧であり、湿度も高い状態となっている。この高
温高圧の圧縮空気は圧縮空気用タンク３に入るが、この
時タンク内壁と接触するため温度が下がり、湿度は１０
０％となって結露する。圧縮空気は湿度１００％のまま
圧縮空気用タンク３と圧縮空気冷却用コンデンサ４を通
ると、さらに温度が下がって結露し、その水分はミスト
・ダスト用フィルタ５に溜まる。この時、圧縮空気温度
は若干高めであるがほぼ周囲温度に等しくなっており、
湿度は１００％である。その後、二方電磁弁６を通った
圧縮空気は、減圧弁７において減圧される。同一質量の
空気が状態変化を起こしても、絶対温度（ｘ）は変わら
ないことより、 ｘ＝０．６２２φ1 ｐs1／（ｐ1 −φ1 ｐs1） ＝０．６２２φ2 ｐs2／（ｐ2 −φ2 ｐs2） ｐ1 ：変化前圧力（絶対圧），φ1 ：変化前湿度，ｐs
1：変化前飽和蒸気圧 ｐ2 ：変化後圧力（絶対圧），φ2 ：変化後湿度，ｐs
2：変化後飽和蒸気圧 なる関係がある。
【００１５】図１の配管内圧縮空気通過構成部品と温度
・湿度測定結果を示す図２の測定図より、減圧前後の温
度はほとんど変わらないので、温度の関数である飽和蒸
気圧は同じと考えられ、φ1 ＝１より減圧後の湿度φ2
は、 φ2 −ｐ2 ／ｐ1 （減圧であるからｐ2 ＜Ｐ1 ） となり、露点が下がって湿度は１００％を下回る。
・湿度測定結果を示す図２の測定図より、減圧前後の温
度はほとんど変わらないので、温度の関数である飽和蒸
気圧は同じと考えられ、φ1 ＝１より減圧後の湿度φ2
は、 φ2 −ｐ2 ／ｐ1 （減圧であるからｐ2 ＜Ｐ1 ） となり、露点が下がって湿度は１００％を下回る。
【００１６】低湿度の圧縮空気が気体分離膜８の内部を
通過する際、若干の温度低下と湿度上昇はあるが、減圧
によって圧縮空気を必要湿度まで低下させることにより
気体分離膜８内壁での結露を防止する。
通過する際、若干の温度低下と湿度上昇はあるが、減圧
によって圧縮空気を必要湿度まで低下させることにより
気体分離膜８内壁での結露を防止する。
【００１７】また、圧力スイッチ１０は圧縮空気用タン
ク３内の圧力を一定範囲内の圧力に保つためのＯＮ−Ｏ
ＦＦスイッチであり、圧力が上がって設定最高圧力に達
するとスイッチがＯＦＦされて空気圧縮機２が運転を停
止し、圧力が下がって設定最低圧力に達するとスイッチ
がＯＮされて空気圧縮機２が運転を開始する。圧力スイ
ッチ１０は二方電磁弁切換スイッチ９に連動しているの
で、装置起動時には圧力スイッチ１０が最初に働くまで
は二方電磁弁６を閉じることにより、設定圧力までは圧
縮空気が気体分離膜８内に供給されないようにすること
ができる。圧力スイッチ１０が働き、二方電磁弁切換ス
イッチ９を電気的に切り換え、二方電磁弁６を開くこと
により必要圧力に上昇した圧縮空気を気体分離膜８に供
給することによって装置起動時の分離膜８内壁における
結露を防ぐことができる。また、空気圧縮機起動停止ス
イッチ１１が二方電磁弁切換スイッチ９に連動している
ので、装置停止時には二方電磁弁６を閉じることによ
り、減圧弁７前後の圧力差が必要減圧量より小さくなら
ないようにしている。したがって、起動時・通常運転時
・停止時とも分離膜８内壁における結露を防止すること
ができ、安価で容積・重量とも軽量化可能な結露防止装
置を備えた分離膜式気体発生装置を提供することができ
る。
ク３内の圧力を一定範囲内の圧力に保つためのＯＮ−Ｏ
ＦＦスイッチであり、圧力が上がって設定最高圧力に達
するとスイッチがＯＦＦされて空気圧縮機２が運転を停
止し、圧力が下がって設定最低圧力に達するとスイッチ
がＯＮされて空気圧縮機２が運転を開始する。圧力スイ
ッチ１０は二方電磁弁切換スイッチ９に連動しているの
で、装置起動時には圧力スイッチ１０が最初に働くまで
は二方電磁弁６を閉じることにより、設定圧力までは圧
縮空気が気体分離膜８内に供給されないようにすること
ができる。圧力スイッチ１０が働き、二方電磁弁切換ス
イッチ９を電気的に切り換え、二方電磁弁６を開くこと
により必要圧力に上昇した圧縮空気を気体分離膜８に供
給することによって装置起動時の分離膜８内壁における
結露を防ぐことができる。また、空気圧縮機起動停止ス
イッチ１１が二方電磁弁切換スイッチ９に連動している
ので、装置停止時には二方電磁弁６を閉じることによ
り、減圧弁７前後の圧力差が必要減圧量より小さくなら
ないようにしている。したがって、起動時・通常運転時
・停止時とも分離膜８内壁における結露を防止すること
ができ、安価で容積・重量とも軽量化可能な結露防止装
置を備えた分離膜式気体発生装置を提供することができ
る。
【００１８】図３は本発明の第２実施例（請求項２対
応）である分離膜式気体発生装置の構成図である。図に
示すように、本実施例が上記第１実施例と異なる構成
は、二方電磁弁６はタイマー１２が入力部に設けられた
二方電磁弁切換スイッチ９によって開閉を切り換えられ
るようになっている点であり、その他の構成は第１実施
例と同様の構成であるので、同一構成部分には同一符号
を付して説明する。
応）である分離膜式気体発生装置の構成図である。図に
示すように、本実施例が上記第１実施例と異なる構成
は、二方電磁弁６はタイマー１２が入力部に設けられた
二方電磁弁切換スイッチ９によって開閉を切り換えられ
るようになっている点であり、その他の構成は第１実施
例と同様の構成であるので、同一構成部分には同一符号
を付して説明する。
【００１９】本実施例においては、装置起動時に圧縮空
気用タンク３内の圧力が必要圧力にまで昇圧するには一
定時間必要であり、この時の必要時間をタイマー１２に
設定しているので、タイマー１２が働くまでは圧縮空気
が気体分離膜８内に供給されないようにすることができ
る。タイマー１２が働き、二方電磁弁切換スイッチ９を
電気的に切り換え、二方電磁弁６を開くことにより必要
圧力に上昇した圧縮空気を気体分離膜８に供給すること
によって装置起動時の分離膜８内壁における結露を防ぐ
ことができる。本実施例も第１実施例と同様に、安価で
容積・重量とも軽量化可能な結露防止装置を備えた分離
膜式気体発生装置を提供することができる。
気用タンク３内の圧力が必要圧力にまで昇圧するには一
定時間必要であり、この時の必要時間をタイマー１２に
設定しているので、タイマー１２が働くまでは圧縮空気
が気体分離膜８内に供給されないようにすることができ
る。タイマー１２が働き、二方電磁弁切換スイッチ９を
電気的に切り換え、二方電磁弁６を開くことにより必要
圧力に上昇した圧縮空気を気体分離膜８に供給すること
によって装置起動時の分離膜８内壁における結露を防ぐ
ことができる。本実施例も第１実施例と同様に、安価で
容積・重量とも軽量化可能な結露防止装置を備えた分離
膜式気体発生装置を提供することができる。
【００２０】図４は本発明の第３実施例（請求項３対
応）である分離膜式気体発生装置の構成図である。図に
示すように、本実施例が上記第２実施例と異なる構成
は、圧縮空気用タンク３に圧電素子などの圧力検出装置
１３が設置されており、二方電磁弁切換スイッチ９は圧
力検出装置１３に連動するようになっている点であり、
その他の構成は第２実施例と同様の構成であるので、同
一構成部分には同一符号を付して説明する。
応）である分離膜式気体発生装置の構成図である。図に
示すように、本実施例が上記第２実施例と異なる構成
は、圧縮空気用タンク３に圧電素子などの圧力検出装置
１３が設置されており、二方電磁弁切換スイッチ９は圧
力検出装置１３に連動するようになっている点であり、
その他の構成は第２実施例と同様の構成であるので、同
一構成部分には同一符号を付して説明する。
【００２１】本実施例においては、圧力検出装置１３は
二方電磁弁切換スイッチ９に連動しているので、装置起
動時には圧力検出装置１３が設定圧力を検知するまでは
二方電磁弁６を閉じることにより、設定圧力までは圧縮
空気が気体分離膜８内に供給されないようにすることが
できる。圧力検出装置１３が働き、二方電磁弁切換スイ
ッチ９を電気的に切り換え、二方電磁弁６を開くことに
より必要圧力に上昇した圧縮空気を気体分離膜８に供給
することによって装置起動時の分離膜８内壁における結
露を防ぐことができる。
二方電磁弁切換スイッチ９に連動しているので、装置起
動時には圧力検出装置１３が設定圧力を検知するまでは
二方電磁弁６を閉じることにより、設定圧力までは圧縮
空気が気体分離膜８内に供給されないようにすることが
できる。圧力検出装置１３が働き、二方電磁弁切換スイ
ッチ９を電気的に切り換え、二方電磁弁６を開くことに
より必要圧力に上昇した圧縮空気を気体分離膜８に供給
することによって装置起動時の分離膜８内壁における結
露を防ぐことができる。
【００２２】したがって、本実施例も第２実施例と同様
な作用が得られるので、安価で容積・重量とも軽量化可
能な結露防止装置を備えた分離膜式気体発生装置を提供
することができる。
な作用が得られるので、安価で容積・重量とも軽量化可
能な結露防止装置を備えた分離膜式気体発生装置を提供
することができる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明（請求項１
乃至請求項３対応）によれば、気体分離膜内壁における
結露を防止することができ、安価で容積・重量とも軽量
化可能な結露防止装置を備えた分離膜式気体発生装置を
提供することができる。
乃至請求項３対応）によれば、気体分離膜内壁における
結露を防止することができ、安価で容積・重量とも軽量
化可能な結露防止装置を備えた分離膜式気体発生装置を
提供することができる。
【図１】本発明の第１実施例の分離膜式気体発生装置の
構成図。
構成図。
【図２】図１の配管内圧縮空気通過構成部品と温度・湿
度測定結果を示す測定図。
度測定結果を示す測定図。
【図３】本発明の第２実施例の分離膜式気体発生装置の
構成図。
構成図。
【図４】本発明の第３実施例の分離膜式気体発生装置の
構成図。
構成図。
【図５】従来の分離膜式気体発生装置の構成図。
【図６】図５の配管内圧縮空気温度・湿度測定結果を示
す測定図。
す測定図。
１…空気圧縮機駆動用モータ、２…空気圧縮機、３…圧
縮機用タンク、４…圧縮空気冷却用コンデンサ、５…ミ
スト・ダスト用フィルタ、６…二方電磁弁、７…減圧
弁、８…気体分離膜、９…二方電磁弁切換スイッチ、１
０…圧力スイッチ、１１…空気圧縮機起動停止スイッ
チ、１２…タイマー、１３…圧力検出装置、１４…冷凍
式ドライヤ、１５…温度検出装置。
縮機用タンク、４…圧縮空気冷却用コンデンサ、５…ミ
スト・ダスト用フィルタ、６…二方電磁弁、７…減圧
弁、８…気体分離膜、９…二方電磁弁切換スイッチ、１
０…圧力スイッチ、１１…空気圧縮機起動停止スイッ
チ、１２…タイマー、１３…圧力検出装置、１４…冷凍
式ドライヤ、１５…温度検出装置。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１０月２９日（１９９９．１０．
２９）
２９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１は、空気圧縮機駆動用モータによ
って駆動される空気圧縮機より排出される高温高圧の圧
縮空気を、圧縮空気用タンクを経て、圧縮空気冷却用コ
ンデンサ、ミスト・ダスト用フィルタ、気体分離膜を順
次通すことにより大気より特定気体を濃縮分離する分離
膜式気体発生装置において、前記圧縮空気用タンクに圧
力スイッチを、前記ミスト・ダスト用フィルタと前記気
体分離膜との間に二方電磁弁と減圧前後の温度がほとん
ど変わらない減圧弁をそれぞれ設けるとともに、前記圧
力スイッチと空気圧縮機起動停止スイッチとの間に二方
電磁弁切換スイッチを設けたことを特徴とする。請求項
１によると、起動時・通常運転時・停止時とも分離膜内
壁における結露を防止することができ、安価で容積・重
量とも軽量化可能である。
に、本発明の請求項１は、空気圧縮機駆動用モータによ
って駆動される空気圧縮機より排出される高温高圧の圧
縮空気を、圧縮空気用タンクを経て、圧縮空気冷却用コ
ンデンサ、ミスト・ダスト用フィルタ、気体分離膜を順
次通すことにより大気より特定気体を濃縮分離する分離
膜式気体発生装置において、前記圧縮空気用タンクに圧
力スイッチを、前記ミスト・ダスト用フィルタと前記気
体分離膜との間に二方電磁弁と減圧前後の温度がほとん
ど変わらない減圧弁をそれぞれ設けるとともに、前記圧
力スイッチと空気圧縮機起動停止スイッチとの間に二方
電磁弁切換スイッチを設けたことを特徴とする。請求項
１によると、起動時・通常運転時・停止時とも分離膜内
壁における結露を防止することができ、安価で容積・重
量とも軽量化可能である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】図１において、空気圧縮機駆動用モータ１
によって駆動される空気圧縮機２より排出される圧縮空
気は、圧縮空気用タンク３、圧縮空気冷却用コンデンサ
４、ミスト・ダスト用フィルタ５、二方電磁弁６、減圧
前後の温度がほとんど変わらない減圧弁７を順次通り気
体分離膜８に供給される。二方電磁弁切換スイッチ９は
圧力スイッチ１０と空気圧縮機起動停止スイッチ１１に
連動する構成となっている。
によって駆動される空気圧縮機２より排出される圧縮空
気は、圧縮空気用タンク３、圧縮空気冷却用コンデンサ
４、ミスト・ダスト用フィルタ５、二方電磁弁６、減圧
前後の温度がほとんど変わらない減圧弁７を順次通り気
体分離膜８に供給される。二方電磁弁切換スイッチ９は
圧力スイッチ１０と空気圧縮機起動停止スイッチ１１に
連動する構成となっている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】次に、本実施例の作用について説明する。
図１において、空気圧縮機駆動用モータ１によって駆動
される空気圧縮機２より排出される圧縮空気は、空気圧
縮機２が断熱圧縮に近いポリトロープ圧縮を行うため高
温・高圧であり、湿度も高い状態となっている。この高
温高圧の圧縮空気は圧縮空気用タンク３に入るが、この
時タンク内壁と接触するため温度が下がり、湿度は１０
０％となって結露する。圧縮空気は湿度１００％のまま
圧縮空気用タンク３と圧縮空気冷却用コンデンサ４を通
ると、さらに温度が下がって結露し、その水分はミスト
・ダスト用フィルタ５に溜まる。この時、圧縮空気温度
は若干高めであるがほぼ周囲温度に等しくなっており、
湿度は１００％である。その後、二方電磁弁６を通った
圧縮空気は、減圧前後の温度がほとんど変わらない減圧
弁７において減圧される。同一質量の空気が状態変化を
起こしても、絶対温度（ｘ）は変わらないことより、 ｘ＝０．６２２φ1 ｐs1／（ｐ1 −φ1 ｐs1） ＝０．６２２φ2 ｐs2／（ｐ2 −φ2 ｐs2） ｐ1 ：変化前圧力（絶対圧），φ1 ：変化前湿度，ｐs
1：変化前飽和蒸気圧 ｐ2 ：変化後圧力（絶対圧），φ2 ：変化後湿度，ｐs
2：変化後飽和蒸気圧 なる関係がある。
図１において、空気圧縮機駆動用モータ１によって駆動
される空気圧縮機２より排出される圧縮空気は、空気圧
縮機２が断熱圧縮に近いポリトロープ圧縮を行うため高
温・高圧であり、湿度も高い状態となっている。この高
温高圧の圧縮空気は圧縮空気用タンク３に入るが、この
時タンク内壁と接触するため温度が下がり、湿度は１０
０％となって結露する。圧縮空気は湿度１００％のまま
圧縮空気用タンク３と圧縮空気冷却用コンデンサ４を通
ると、さらに温度が下がって結露し、その水分はミスト
・ダスト用フィルタ５に溜まる。この時、圧縮空気温度
は若干高めであるがほぼ周囲温度に等しくなっており、
湿度は１００％である。その後、二方電磁弁６を通った
圧縮空気は、減圧前後の温度がほとんど変わらない減圧
弁７において減圧される。同一質量の空気が状態変化を
起こしても、絶対温度（ｘ）は変わらないことより、 ｘ＝０．６２２φ1 ｐs1／（ｐ1 −φ1 ｐs1） ＝０．６２２φ2 ｐs2／（ｐ2 −φ2 ｐs2） ｐ1 ：変化前圧力（絶対圧），φ1 ：変化前湿度，ｐs
1：変化前飽和蒸気圧 ｐ2 ：変化後圧力（絶対圧），φ2 ：変化後湿度，ｐs
2：変化後飽和蒸気圧 なる関係がある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】また、圧力スイッチ１０は圧縮空気用タン
ク３内の圧力を一定範囲内の圧力に保つためのＯＮ−Ｏ
ＦＦスイッチであり、圧力が上がって設定最高圧力に達
するとスイッチがＯＦＦされて空気圧縮機２が運転を停
止し、圧力が下がって設定最低圧力に達するとスイッチ
がＯＮされて空気圧縮機２が運転を開始する。圧力スイ
ッチ１０は二方電磁弁切換スイッチ９に連動しているの
で、装置起動時には圧力スイッチ１０が最初に働くまで
は二方電磁弁６を閉じることにより、設定圧力までは圧
縮空気が気体分離膜８内に供給されないようにすること
ができる。圧力スイッチ１０が働き、二方電磁弁切換ス
イッチ９を電気的に切り換え、二方電磁弁６を開くこと
により必要圧力に上昇した圧縮空気を気体分離膜８に供
給することによって装置起動時の分離膜８内壁における
結露を防ぐことができる。また、空気圧縮機起動停止ス
イッチ１１が二方電磁弁切換スイッチ９に連動している
ので、装置停止時には二方電磁弁６を閉じることによ
り、減圧前後の温度がほとんど変わらない減圧弁７前後
の圧力差が必要減圧量より小さくならないようにしてい
る。したがって、起動時・通常運転時・停止時とも分離
膜８内壁における結露を防止することができ、安価で容
積・重量とも軽量化可能な結露防止装置を備えた分離膜
式気体発生装置を提供することができる。
ク３内の圧力を一定範囲内の圧力に保つためのＯＮ−Ｏ
ＦＦスイッチであり、圧力が上がって設定最高圧力に達
するとスイッチがＯＦＦされて空気圧縮機２が運転を停
止し、圧力が下がって設定最低圧力に達するとスイッチ
がＯＮされて空気圧縮機２が運転を開始する。圧力スイ
ッチ１０は二方電磁弁切換スイッチ９に連動しているの
で、装置起動時には圧力スイッチ１０が最初に働くまで
は二方電磁弁６を閉じることにより、設定圧力までは圧
縮空気が気体分離膜８内に供給されないようにすること
ができる。圧力スイッチ１０が働き、二方電磁弁切換ス
イッチ９を電気的に切り換え、二方電磁弁６を開くこと
により必要圧力に上昇した圧縮空気を気体分離膜８に供
給することによって装置起動時の分離膜８内壁における
結露を防ぐことができる。また、空気圧縮機起動停止ス
イッチ１１が二方電磁弁切換スイッチ９に連動している
ので、装置停止時には二方電磁弁６を閉じることによ
り、減圧前後の温度がほとんど変わらない減圧弁７前後
の圧力差が必要減圧量より小さくならないようにしてい
る。したがって、起動時・通常運転時・停止時とも分離
膜８内壁における結露を防止することができ、安価で容
積・重量とも軽量化可能な結露防止装置を備えた分離膜
式気体発生装置を提供することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の分離膜式気体発生装置の
構成図。
構成図。
【図２】図１の配管内圧縮空気通過構成部品と温度・湿
度測定結果を示す測定図。
度測定結果を示す測定図。
【図３】本発明の第２実施例の分離膜式気体発生装置の
構成図。
構成図。
【図４】本発明の第３実施例の分離膜式気体発生装置の
構成図。
構成図。
【図５】従来の分離膜式気体発生装置の構成図。
【図６】図５の配管内圧縮空気温度・湿度測定結果を示
す測定図。
す測定図。
【符号の説明】 １…空気圧縮機駆動用モータ、２…空気圧縮機、３…圧
縮機用タンク、４…圧縮空気冷却用コンデンサ、５…ミ
スト・ダスト用フィルタ、６…二方電磁弁、７…減圧前
後の温度がほとんど変わらない減圧弁、８…気体分離
膜、９…二方電磁弁切換スイッチ、１０…圧力スイッ
チ、１１…空気圧縮機起動停止スイッチ、１２…タイマ
ー、１３…圧力検出装置、１４…冷凍式ドライヤ、１５
…温度検出装置。
縮機用タンク、４…圧縮空気冷却用コンデンサ、５…ミ
スト・ダスト用フィルタ、６…二方電磁弁、７…減圧前
後の温度がほとんど変わらない減圧弁、８…気体分離
膜、９…二方電磁弁切換スイッチ、１０…圧力スイッ
チ、１１…空気圧縮機起動停止スイッチ、１２…タイマ
ー、１３…圧力検出装置、１４…冷凍式ドライヤ、１５
…温度検出装置。
Claims (3)
- 【請求項１】 空気圧縮機駆動用モータによって駆動さ
れる空気圧縮機より排出される高温高圧の圧縮空気を、
圧縮空気用タンクを経て、圧縮空気冷却用コンデンサ、
ミスト・ダスト用フィルタ、気体分離膜を順次通すこと
により大気より特定気体を濃縮分離する分離膜式気体発
生装置において、前記圧縮空気用タンクに圧力スイッチ
を、前記ミスト・ダスト用フィルタと前記気体分離膜と
の間に二方電磁弁と減圧弁をそれぞれ設けるとともに、
前記圧力スイッチと空気圧縮機起動停止スイッチとの間
に二方電磁弁切換スイッチを設けたことを特徴とする分
離膜式気体発生装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の分離膜式気体発生装置に
おいて、前記二方電磁弁切換スイッチの入力部にタイマ
ーを設けたことを特徴とする分離膜式気体発生装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の分離膜式気体発生装置に
おいて、前記圧縮空気用タンクに圧力検出装置を設けた
ことを特徴とする分離膜式気体発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10313153A JP3026212B1 (ja) | 1998-11-04 | 1998-11-04 | 分離膜式気体発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10313153A JP3026212B1 (ja) | 1998-11-04 | 1998-11-04 | 分離膜式気体発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3026212B1 JP3026212B1 (ja) | 2000-03-27 |
| JP2000140612A true JP2000140612A (ja) | 2000-05-23 |
Family
ID=18037757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10313153A Expired - Fee Related JP3026212B1 (ja) | 1998-11-04 | 1998-11-04 | 分離膜式気体発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3026212B1 (ja) |
-
1998
- 1998-11-04 JP JP10313153A patent/JP3026212B1/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3026212B1 (ja) | 2000-03-27 |
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