JP2000143218A - Gaseous nitrogen generating device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は窒素ガス発生装置に
関する。The present invention relates to a nitrogen gas generator.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の窒素ガス発生装置は、パッケージ
箱の中にエアフィルタ、減圧弁、窒素分離膜、流量計等
の構成機器を内蔵した構造をしている。窒素ガスの原料
となる空気は別に用意した圧縮空気か、あるいは工場エ
アを用いていた。工場エアはほとんどが給油式コンプレ
ッサによって得られたものであるため、圧縮工程におい
て高温にて気化した潤滑油が圧縮空気中に混入し、それ
が窒素分離膜に供給されると、窒素分離膜内の膜モジュ
ールに付着し、性能低下および寿命低下につながる恐れ
があった。また、このような工場エアは除湿もされてい
ないのが普通であるので、窒素ガスの原料には適するも
のとはいえなかった。2. Description of the Related Art A conventional nitrogen gas generator has a structure in which components such as an air filter, a pressure reducing valve, a nitrogen separation membrane, and a flow meter are built in a package box. The air used as the raw material for the nitrogen gas was compressed air prepared separately or factory air. Most of the factory air is obtained by an oil-filled compressor, so lubricating oil vaporized at a high temperature during the compression process enters the compressed air and is supplied to the nitrogen separation membrane. To the membrane module, and may lead to a decrease in performance and a shortened life. Further, since such factory air is usually not dehumidified, it cannot be said that it is suitable for a raw material of nitrogen gas.
【０００３】そこで、窒素分離膜を保護するためにエア
フィルタが使われているが、エアフィルタで除去される
のは水滴だけであり、気化した湿気までは除けなかっ
た。また、フィルタろ過精度は５μであり、それ以下の
固形物は除去することができなかった。油分は９９．９
％の除去率となっているが、窒素ガス発生装置に適用さ
れた場合、高性能とは言えない。さらに、フィルタ容量
自体も小さいため、負荷が掛かり過ぎて極端に性能低下
することがあった。このような諸々の要因により従来の
窒素ガス発生装置は、信頼性が低くかつ短寿命であっ
た。Therefore, an air filter is used to protect the nitrogen separation membrane. However, only water droplets are removed by the air filter, and vaporized moisture cannot be removed. In addition, the filtration accuracy of the filter was 5μ, and solids less than that could not be removed. The oil content is 99.9
%, But cannot be said to have high performance when applied to a nitrogen gas generator. Further, since the filter capacity itself is small, the load may be excessively applied and the performance may be extremely deteriorated. Due to such various factors, the conventional nitrogen gas generator has low reliability and short life.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の窒素ガス発生装置では、不純物が混入した圧縮空気が
窒素分離膜に供給するされると、膜そのものの取替えが
短期間サイクルで必要になってくる。今後、窒素分離膜
を活用していく上で、分離膜の保護を重要視した設計を
する必要がある。また多湿圧縮空気が窒素分離膜の方へ
流れた場合、配管内での温度変化により内部で水滴が発
生するので、窒素分離膜への水滴の混入は免れないし、
あるいは窒素分離膜通過中での温度変化により膜内部で
水滴が発生する恐れもある。また、これら水滴（ドレ
ン）の手動排出の場合では、定期的なドレンの排出を怠
ると、ドレンが圧縮空気と一緒に配管経路に侵入し、さ
らに窒素分離膜に入り、窒素ガス発生装置の性能低下お
よび寿命低下を起す恐れがあった。As described above, in the conventional nitrogen gas generator, when compressed air containing impurities is supplied to the nitrogen separation membrane, replacement of the membrane itself is required in a short cycle. It is becoming. In the future, in utilizing the nitrogen separation membrane, it is necessary to design the emphasis on protection of the separation membrane. Also, when the humid compressed air flows toward the nitrogen separation membrane, water droplets are generated inside due to the temperature change in the piping, so that water droplets are inevitably mixed into the nitrogen separation membrane,
Alternatively, water droplets may be generated inside the membrane due to a temperature change during passage through the nitrogen separation membrane. Also, in the case of manual discharge of these water droplets (drain), if the drainage is not periodically discharged, the drain will enter the piping path together with the compressed air and further enter the nitrogen separation membrane, and the performance of the nitrogen gas generator will be reduced. There is a possibility that the battery life and the service life may be reduced.
【０００５】本発明（請求項１乃至請求項４対応）は、
上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は油分及び
水滴の含まない圧縮空気を用いて質の高い窒素ガスを発
生させる窒素ガス発生装置を提供することにある。The present invention (corresponding to claims 1 to 4) provides
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a nitrogen gas generator that generates high-quality nitrogen gas using compressed air that does not contain oil and water droplets.
【０００６】[0006]
【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の窒素ガス発生装置は、油分の含
まない圧縮空気を生成するオイルレスコンプレッサと、
前記オイルレスコンプレッサから流出される圧縮空気を
冷却配管を介して接続する空気タンクと、前記空気タン
クに蓄えられた圧縮空気をドライヤ及びフィルタを介し
て接続する窒素分離膜と、前記窒素分離膜で分離された
窒素ガスを蓄える窒素タンクとから構成されたことを特
徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a nitrogen gas generator, comprising: an oilless compressor for generating compressed air containing no oil;
An air tank that connects the compressed air flowing out of the oilless compressor via a cooling pipe, a nitrogen separation membrane that connects the compressed air stored in the air tank via a dryer and a filter, and a nitrogen separation membrane. And a nitrogen tank for storing the separated nitrogen gas.
【０００７】請求項１によれば、オイルレスコンプレッ
サにより油の含まない圧縮空気を発生させ、冷却配管及
び空気タンク表面での放熱作用により空気中の湿気を除
去し、さらにエアドライヤにて除湿及び水分除去し、エ
アフィルタで全ての不純物を除去した後、高品質のクリ
ーンエアを窒素分離膜に供給しているので、質の高い窒
素ガスを生成することができる。According to the first aspect, oil-free compressed air is generated by an oil-less compressor, and moisture in the air is removed by a heat radiating action on a cooling pipe and an air tank surface. After removing all impurities with an air filter, high-quality clean air is supplied to the nitrogen separation membrane, so that high-quality nitrogen gas can be generated.
【０００８】本発明の請求項２は、請求項１記載の窒素
ガス発生装置において、前記空気タンク下部にオートド
レン弁を設け、前記冷却配管及び前記空気タンク表面で
の放熱作用により空気中の湿気を水滴化し、前記空気タ
ンク下部に設けた前記オートドレン弁より自動排出する
ように構成したことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the nitrogen gas generator according to the first aspect, an auto drain valve is provided at a lower portion of the air tank, and moisture in the air is radiated by the cooling pipe and the surface of the air tank. Is formed into water droplets and is automatically discharged from the auto drain valve provided below the air tank.
【０００９】請求項２によれば、冷却配管及び空気タン
ク表面での放熱作用により空気中の湿気を水滴化したド
レンは、空気タンク下部に設けたオートドレン弁より自
動排出される。According to the second aspect of the present invention, the drain in which the moisture in the air is turned into water droplets by the heat radiation on the cooling pipe and the surface of the air tank is automatically discharged from the auto drain valve provided at the lower part of the air tank.
【００１０】本発明の請求項３は、請求項１記載の窒素
ガス発生装置において、前記ドライヤには冷凍式エアド
ライヤを用いて除湿し、発生した水滴をオートドレン弁
を介して自動排出するように構成したことを特徴とす
る。According to a third aspect of the present invention, in the nitrogen gas generator according to the first aspect, the dryer is dehumidified by using a refrigeration air dryer, and generated water droplets are automatically discharged through an auto drain valve. It is characterized by comprising.
【００１１】請求項３によれば、冷凍式エアドライヤで
除湿されて水滴化したドレンは、オートドレン弁を介し
て自動排出されるので、高品質のクリーンエアを窒素分
離膜に供給できる。According to the third aspect, the drain dehumidified by the refrigeration air dryer and turned into water droplets is automatically discharged through the auto drain valve, so that high-quality clean air can be supplied to the nitrogen separation membrane.
【００１２】本発明の請求項４は、請求項１記載の窒素
ガス発生装置において、運転中、周囲温度が異常に高く
なる等の原因により冷媒の温度が上昇し、定格冷媒温度
から外れると、前記オイルレスコンプレッサを自動停止
するように構成したことを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the nitrogen gas generator according to the first aspect, if the temperature of the refrigerant rises due to an abnormally high ambient temperature during operation and deviates from the rated refrigerant temperature, The oilless compressor is configured to stop automatically.
【００１３】請求項４によれば、運転中、周囲温度が異
常に高くなるとか、冷媒が漏れるとか、電気的に異常が
ある等の原因により冷媒の温度が上昇し、定格冷媒温度
から外れると、オイルレスコンプレッサを自動停止する
ので、不完全状態の多湿圧縮空気の流入を防ぐことによ
り窒素分離膜を保護し、その寿命を延ばすことが可能と
なる。According to the present invention, when the ambient temperature becomes abnormally high during operation, the refrigerant leaks, or there is an electrical abnormality, the temperature of the refrigerant rises and deviates from the rated refrigerant temperature. Since the oilless compressor is automatically stopped, it is possible to protect the nitrogen separation membrane by preventing the flow of the incompletely humid compressed air, thereby extending its life.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明の一実施例（請求項
１乃至請求項４対応）である窒素ガス発生装置の配管接
続構成図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a piping connection configuration diagram of a nitrogen gas generator according to an embodiment of the present invention (corresponding to claims 1 to 4).
【００１５】同図において、１は空気圧縮機であり、オ
イルレスコンプレッサが用いられる。この空気圧縮機１
は電動機２の運転により空気を取り込んで圧縮して油の
含まない圧縮空気とし、冷却配管１９を介して空気タン
ク３に流入し、空気タンク３内に蓄えられる。このよう
に圧縮空気を空気タンク３内に溜めることによって大気
中に含まれている湿気を凝縮させて水滴化（ドレン）さ
せることができる。このドレンは空気タンク３の下部に
設けたオートドレン弁９1 から自動排出するものであ
る。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an air compressor, which uses an oilless compressor. This air compressor 1
The air is taken in by the operation of the electric motor 2 and is compressed to be compressed air containing no oil, flows into the air tank 3 through the cooling pipe 19 and is stored in the air tank 3. By storing the compressed air in the air tank 3 in this manner, the moisture contained in the atmosphere can be condensed and turned into a water droplet (drain). This drain is automatically discharged from an auto drain valve 91 provided at the lower part of the air tank 3.
【００１６】空気タンク３内で除湿された圧縮空気は配
管２０を経て、さらに冷凍式エアドライヤ１０に流入す
る。ここで圧縮空気は冷凍式エアドライヤ１０により
１．７℃まで強制冷却されるので、空気中の気化してい
た水分の大半を水滴化（ドレン）させることができる。
このドレンは冷凍式エアドライヤ１０の下部に設置され
たオートドレン弁９2 により一定量に達すれば自動排出
される。The compressed air dehumidified in the air tank 3 flows into the refrigeration air dryer 10 via the pipe 20. Here, the compressed air is forcibly cooled to 1.7 ° C. by the refrigeration air dryer 10, so that most of the vaporized water in the air can be turned into a water droplet (drain).
This drain is automatically discharged when it reaches a certain amount by an auto drain valve 92 installed below the refrigeration air dryer 10.
【００１７】しかして、空気タンク３内の圧縮空気の湿
度は１００％であるが、冷凍式エアドライヤ１０を通過
後は２６％にまで減少するので、大きな除湿効果が得ら
れる。湿度が大幅に減少した圧縮空気は高性能のフイル
タ１１に流入する。このフイルタ１１により圧縮空気中
の全ての不純物を除去されてドレンとなり、自動排出さ
れ、最後に減圧弁１３により減圧して水滴発生率を下げ
てから二方電磁弁１２を経て高品質のクリーンエアを窒
素分離膜１４に供給する。したがって、窒素分離膜１４
では質の高い窒素ガスが得られ、流量計１５，逆止弁１
６を経て窒素タンク１７に蓄えられる。Although the humidity of the compressed air in the air tank 3 is 100%, it is reduced to 26% after passing through the refrigeration air dryer 10, so that a large dehumidifying effect can be obtained. The compressed air whose humidity has been greatly reduced flows into the high-performance filter 11. All the impurities in the compressed air are removed by this filter 11 to form a drain, which is automatically discharged. Finally, the pressure is reduced by the pressure reducing valve 13 to reduce the water droplet generation rate, and then the high quality clean air is passed through the two-way solenoid valve 12. Is supplied to the nitrogen separation membrane 14. Therefore, the nitrogen separation membrane 14
High quality nitrogen gas is obtained, flow meter 15, check valve 1
6 and stored in the nitrogen tank 17.
【００１８】このように本実施例によると、高品質のク
リーンエアを窒素分離膜１４に供給するので、窒素分離
膜１４を保護し最大限に寿命を延ばすことができる。な
お、空気タンク３には、止め弁４と圧力計５と圧力開閉
器６と安全弁７と三方電磁弁８が取り付けられており、
また窒素タンク１７には、圧力計５と接点付圧力計１８
とが取り付けられている。As described above, according to the present embodiment, since high-quality clean air is supplied to the nitrogen separation membrane 14, the nitrogen separation membrane 14 can be protected and the life can be extended to the maximum. A stop valve 4, a pressure gauge 5, a pressure switch 6, a safety valve 7, and a three-way solenoid valve 8 are attached to the air tank 3.
The nitrogen tank 17 has a pressure gauge 5 and a pressure gauge 18 with a contact.
And are attached.
【００１９】次に、本実施例の窒素ガス発生装置の構成
機器の配置を図２乃至図４を参照して説明する。図に示
すように、本実施例の窒素ガス発生装置の全部品（オイ
ルレスコンプレッサ、電動機、空気タンク、冷凍式エア
ドライヤ、エアフィルタ、オートドレン、窒素分離膜、
流量計、窒素タンク、電気部品等）は、コンパクトなパ
ッケージ箱３０に収納されており、仕切板３１により完
全に上下に区切られている。Next, the arrangement of the components of the nitrogen gas generator of this embodiment will be described with reference to FIGS. As shown in the figure, all parts of the nitrogen gas generator of this embodiment (oilless compressor, electric motor, air tank, refrigeration air dryer, air filter, auto drain, nitrogen separation membrane,
The flow meter, the nitrogen tank, the electric parts, etc.) are housed in a compact package box 30 and are completely vertically separated by a partition plate 31.
【００２０】仕切板３１の下部には空気タンク３が配置
されており、この空気タンク３上に空気圧縮機１と電動
機２を搭載しており、その支持として防振ゴムを用いて
いるので低振動・低騒音化を実現している。仕切板３１
の上部には冷凍式エアドライヤ１０が配置されており、
仕切板３１により空気圧縮機１とは区切られているの
で、空気圧縮機１から発生する高温放射熱の影響を受け
ない。このような配置構成にすると、高さ寸法および設
置床面積を最小限に抑えた特殊品でコンパクト化が可能
となる。An air tank 3 is disposed below the partition plate 31. An air compressor 1 and an electric motor 2 are mounted on the air tank 3, and a vibration-proof rubber is used as a support for the air compressor 1. Vibration and noise reduction are realized. Partition plate 31
A refrigeration air dryer 10 is arranged at the top of
Since the partition plate 31 is separated from the air compressor 1, it is not affected by the high-temperature radiant heat generated from the air compressor 1. With such an arrangement configuration, it is possible to reduce the height and the floor area of the installation to a minimum by using a special product that is compact.
【００２１】また、エアフィルタ１１は空気圧縮機部１
と仕切板３１との間のスペースを有効に利用し、仕切板
３１に設けた専用保持金具により取付固定されており、
メンテナンスのし易い場所に配置されている。The air filter 11 is provided in the air compressor section 1.
The space between the partition plate 31 and the partition plate 31 is effectively used, and is attached and fixed by a dedicated holding bracket provided on the partition plate 31.
It is located in a place where maintenance is easy.
【００２２】エアタンク用オートドレン弁９1 は空気タ
ンク３の真下部に位置し、また冷凍式エアドライヤ用オ
ートドレン弁９2 はドライヤ１０の真下部に位置し、い
ずれもスペースを有効に利用している。またエアフィル
タ用オートドレン弁は、フィルタ１１と一体形のタイプ
を使用することで、省配管・省スペース化を図ることが
できる。さらに、圧力計５1 、減圧弁１３、流量計１
５、各種ランプ、運転スイッチ、時間計等の小物機器
は、パネル取付により省スペース化できる。また、窒素
タンク１７はアルミ製とすることで軽量化可能である。The auto drain valve 91 for the air tank is located immediately below the air tank 3, and the auto drain valve 92 for the refrigeration air dryer is located immediately below the dryer 10, all of which use space effectively. In addition, by using a type that is integral with the filter 11, the auto drain valve for the air filter can save piping and space. Further, a pressure gauge 51, a pressure reducing valve 13, a flow meter 1
5. Small devices such as various lamps, operation switches, and hour meters can be saved in space by panel mounting. Further, the nitrogen tank 17 can be made lightweight by being made of aluminum.
【００２３】窒素分離膜１４は窒素タンク１７の取付板
を共用して取付けることで、省スペース化できる。また
電気品は電気品専用収納箱へまとめて取付け、配置する
ことにより省配線および安全性が確保できる。したがっ
て、小形パッケージ・低振動・低騒音コンプレッサ搭載
形窒素ガス発生装置が提供できる。The nitrogen separation membrane 14 can be saved in space by commonly using the mounting plate of the nitrogen tank 17. In addition, electrical components can be collectively mounted and arranged in a dedicated storage box for electrical components, thereby ensuring reduced wiring and safety. Therefore, a small package, low vibration, low noise compressor mounted type nitrogen gas generator can be provided.
【００２４】次に、本実施例の窒素ガス発生装置の構成
部品について説明する。本実施例では、窒素分離膜１４
に供給する圧縮空気に油の混入を防止するため、オイル
レスコンプレッサ１を使用している。また、このオイル
レスコンプレッサ１から出力される圧縮空気を空気タン
ク３内に溜めることによって、空気の脈動を抑え安定し
た圧縮空気を供給することが可能となると共に、圧縮空
気を空気タンク３内に溜めることによって、大気中に含
まれている湿気を凝縮させて水滴化させることが可能と
なる。さらに、空気タンク３までの冷却配管１９および
空気タンク３の表面での放熱作用とにより、圧縮されて
高温になった空気を冷却することによって空気中の湿気
を水滴化させてドレン（水滴）とする。このドレンは空
気タンク３の下部に設置されたオートドレン弁９1 によ
り図示しない電子制御装置により外部に自動排出され
る。このように、空気タンク３に溜まったドレンは電子
制御装置により確実に自動排出されるので、このドレン
が配管２０および圧縮空気中に混入するのを確実に防ぐ
ことが可能となる。Next, components of the nitrogen gas generator of this embodiment will be described. In this embodiment, the nitrogen separation membrane 14
The oilless compressor 1 is used to prevent oil from being mixed in the compressed air supplied to the compressor. Further, by storing the compressed air output from the oilless compressor 1 in the air tank 3, it is possible to suppress the pulsation of the air and to supply the compressed air stably. By storing the water, it becomes possible to condense the moisture contained in the atmosphere and turn it into water droplets. Further, the cooling pipe 19 to the air tank 3 and the heat radiating action on the surface of the air tank 3 cool the compressed and high-temperature air, thereby turning the moisture in the air into water droplets to form a drain (water droplet). I do. This drain is automatically discharged to the outside by an electronic control unit (not shown) by an auto drain valve 91 installed below the air tank 3. As described above, since the drain accumulated in the air tank 3 is reliably and automatically discharged by the electronic control unit, it is possible to reliably prevent the drain from being mixed into the pipe 20 and the compressed air.
【００２５】また、立ち上げ時、冷凍式エアドライヤ１
０の内部には冷媒用の温度センサーが内蔵されており、
定格冷媒温度（運転可能温度）になるまでは、電気制御
によりオイルレスコンプレッサ１の運転は行わず（圧縮
空気の供給をしない）、その間冷媒が定格温度になるま
では、冷凍式エアドライヤ１０のみが単独運転（冷凍式
ドライヤ先行運転制御）を行うように構成されている。When starting up, the refrigeration air dryer 1
0 has a built-in temperature sensor for refrigerant,
Until the rated refrigerant temperature (operable temperature), the oilless compressor 1 is not operated by the electric control (the supply of the compressed air is not performed). During that time, only the refrigeration air dryer 10 is operated until the refrigerant reaches the rated temperature. It is configured to perform an isolated operation (refrigerative dryer advance operation control).
【００２６】さらに、運転中、周囲温度が異常に高くな
るとか、その他排気ダクトが塞がれるとか、冷媒が漏れ
るとか、電気的に異常がある等のように何らかの原因で
冷媒の温度が上昇し、定格冷媒温度（運転可能温度範
囲）から外れた場合、内部の温度センサーが電気制御に
よりオイルレスコンプレッサ１を自動停止（ドライヤ異
常温度停止制御）させる。Furthermore, during operation, the temperature of the refrigerant rises for some reason, such as an abnormal increase in the ambient temperature, a blockage of the exhaust duct, leakage of the refrigerant, or an electrical abnormality. When the temperature deviates from the rated refrigerant temperature (operable temperature range), an internal temperature sensor automatically stops the oilless compressor 1 (dryer abnormal temperature stop control) by electric control.
【００２７】上記したように、本実施例によると、冷凍
式エアドライヤ１０の不完全状態時の圧縮空気の流入を
防ぎ、且つ窒素分離膜１４への多湿圧縮空気の流入を防
ぐという効果がある。また、冷凍式エアドライヤからの
圧縮空気をフィルタ内部のエレメントに通すことによっ
て、空気中の固形物（ごみ、ほこり）等の不純物を取り
除くことができる。そのろ過精度は０．０１μであり極
めて高性能といえる。その他、９９．９９％の油分、１
００％の水滴を取り除くことができる。また万が一、配
管中の油分、制御部品内のグリース等が混入しても除去
することができる。As described above, according to this embodiment, there is an effect that the inflow of compressed air when the refrigeration air dryer 10 is in an incomplete state and the inflow of humid compressed air into the nitrogen separation membrane 14 are prevented. Further, by passing compressed air from the refrigeration air dryer through an element inside the filter, impurities such as solid matter (dust, dust) in the air can be removed. The filtration accuracy is 0.01 μ, which is extremely high. In addition, 99.99% oil content, 1
00% of water droplets can be removed. Also, even if oil in the piping or grease in the control parts is mixed in, it can be removed.
【００２８】窒素分離膜１４に、ごみ、ほこり、油等の
不純物が混入すれば性能低下、および寿命低下につなが
ることになる。ドレンはエアフィルタ内部に設置された
オートドレン弁により、一定量に達すれば自動排出され
る。電子制御によりエアフィルタを通過する圧力損失を
感知して、フィルタ内部のエレメントの交換時期を電気
信号により警報ランプで知らせる。If impurities such as dirt, dust, oil, etc. are mixed in the nitrogen separation membrane 14, the performance will be reduced and the service life will be reduced. The drain is automatically discharged when a certain amount is reached by an automatic drain valve installed inside the air filter. The electronic control detects the pressure loss passing through the air filter, and notifies the replacement time of the element inside the filter by an electric signal with an alarm lamp.
【００２９】また、エアフィルタからの圧縮空気を減圧
するとき、９ｋｇ／ｃｍ2 〜７．５ｋｇ／ｃｍ2 のコン
プレッサ定格圧力を７ｋｇ／ｃｍ2 に減圧することによ
って、窒素分離膜へ常に安定した圧縮空気を供給するこ
とができ、且つ減圧することによって凝縮していた僅か
な気化した水分が膨張することにより、水滴の発生を起
こし難くしている。これによりその後の配管上での水滴
の発生、及び分離膜への混入も防止できる。冷凍式エア
ドライヤからの湿度は２６％、減圧弁通過後は２０％
と、さらに湿度低下を実現した。Further, when reducing the pressure of the compressed air from the air filter, by reducing the pressure of the compressor rated pressure of 9kg / cm 2 ~7.5kg / cm 2 to 7 kg / cm 2, always stable compressed into nitrogen separation membrane Air can be supplied, and a slight amount of vaporized water that has been condensed by reducing the pressure expands, thereby making it difficult to generate water droplets. As a result, it is possible to prevent the subsequent generation of water droplets on the piping and the incorporation of water droplets into the separation membrane. Humidity from refrigeration air dryer is 26%, and 20% after passing through pressure reducing valve
And further reduced the humidity.
【００３０】窒素分離膜は鉄パイプでできたケース内
に、特殊繊維でできた中空糸膜の束を入れて構成してい
る。ケース両端にそれぞれ入口、出口の接続口があり、
入口側に圧縮空気を流し込むと空気中の成分のそれぞれ
の繊維透過速度の差が生じて、酸素は速く中空糸膜壁を
透過し、ケース入口側付近側面の専用孔より大気へ放出
される。一方、透過速度の遅い窒素だけが中空糸膜の中
心空洞部をそのまま出口へと流れ、その結果、窒素だけ
が出口側の配管を伝わって検出される。このとき入口側
圧縮空気は圧力が高ければ高いほど窒素と酸素の分離効
率が良く、窒素の純度が高く、流量も多く得られる特性
を持っている。さらに摺動部もなく比較的扱い易い、と
いえる。The nitrogen separation membrane is constituted by placing a bundle of hollow fiber membranes made of special fibers in a case made of an iron pipe. There are inlet and outlet connections at both ends of the case,
When the compressed air is poured into the inlet side, a difference in the fiber permeation speed of each component in the air occurs, and oxygen quickly permeates through the hollow fiber membrane wall and is released to the atmosphere through a dedicated hole near the case inlet side. On the other hand, only nitrogen having a low permeation rate flows through the central cavity of the hollow fiber membrane to the outlet as it is, and as a result, only nitrogen is detected by passing through the outlet pipe. At this time, the higher the pressure of the inlet side compressed air, the better the efficiency of separating nitrogen and oxygen, the higher the purity of nitrogen, and the higher the flow rate. Furthermore, it can be said that there is no sliding portion and it is relatively easy to handle.
【００３１】しかしながら、この窒素分離膜は分解でき
ない構造であるため一つだけ大きい問題がある。それ
は、入口側から入り込む不純物による汚染、つまり供給
される圧縮空気中に含まれる水分、油、ごみ、ほこり等
の汚染物質がある。これらの汚染物質が分離膜内の中空
糸に浸透もしくは付着すると、窒素分離膜としての性能
低下および寿命低下が著しく起こることになる。さら
に、分解できないため内部中空糸を洗浄することもでき
ないため、一度汚染されると窒素分離膜は交換すること
になるため、現状のように窒素分離膜の価格が非常に高
額であると、短期間での交換は経済的に割に合わない。However, this nitrogen separation membrane has a major problem because it has a structure that cannot be decomposed. It is contaminated by impurities entering from the inlet side, that is, contaminants such as moisture, oil, dirt, and dust contained in the supplied compressed air. If these contaminants penetrate or adhere to the hollow fibers in the separation membrane, the performance and life of the nitrogen separation membrane will be significantly reduced. Furthermore, the inner hollow fiber cannot be washed because it cannot be disassembled, so once contaminated, the nitrogen separation membrane will need to be replaced. Exchange between them is not economically feasible.
【００３２】そこで、窒素分離膜を交換しない手段とし
て、入口と出口を逆にして出口から圧縮空気を送り込め
ば、１０％程度の再生の可能性があるものの成功率は低
いと考えられている。また前段の手段に適用するのは水
分だけの汚染によるものであって、その他には全く効き
目がないとされている。窒素分離膜の寿命は高品質の圧
縮空気の利用で約５年で１０％程度性能低下するとされ
ている。このような事情から窒素分離膜の利用は、高品
質の圧縮空気を使用することが前提であり、本発明によ
りそれが達成された。As a means for preventing the exchange of the nitrogen separation membrane, if the inlet and outlet are reversed and compressed air is sent from the outlet, there is a possibility of regeneration of about 10%, but the success rate is considered to be low. . Further, it is said that the application to the former means is due to contamination of only water, and the other means has no effect. It is said that the life of the nitrogen separation membrane is reduced by about 10% in about 5 years by using high-quality compressed air. Under these circumstances, the use of a nitrogen separation membrane is based on the use of high-quality compressed air, which has been achieved by the present invention.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上説明したように、本発明（請求項１
対応）によれば、オイルレスコンプレッサにより油の含
まない圧縮空気を発生させ、冷却配管及び空気タンク表
面での放熱作用により空気中の湿気を除去し、さらにエ
アドライヤにて除湿及び水分除去し、エアフィルタで全
ての不純物を除去した後、高品質のクリーンエアを窒素
分離膜に供給しているので、質の高い窒素ガスを生成す
ることができる。As described above, the present invention (Claim 1)
According to (correspondence), an oilless compressor generates oil-free compressed air, removes moisture in the air by radiating heat on the cooling piping and air tank surface, and further dehumidifies and removes moisture with an air dryer. After all impurities are removed by the filter, high-quality clean air is supplied to the nitrogen separation membrane, so that high-quality nitrogen gas can be generated.
【００３４】また、本発明（請求項２及び請求項３対
応）によれば、冷却配管及び空気タンク表面での放熱作
用により空気中の湿気を水滴化したドレンは、空気タン
ク下部に設けたオートドレン弁より自動排出され、また
冷凍式エアドライヤで除湿されて水滴化したドレンは、
オートドレン弁を介して自動排出されるので、高品質の
クリーンエアを窒素分離膜に供給できる。According to the present invention (corresponding to claim 2 and claim 3), the drain in which the moisture in the air is turned into water by the heat radiation on the cooling pipe and the surface of the air tank is provided at the lower part of the air tank. The drain that is automatically discharged from the drain valve and dehumidified by a refrigeration air dryer to form water droplets is
Since the air is automatically discharged through the auto drain valve, high-quality clean air can be supplied to the nitrogen separation membrane.
【００３５】さらに本発明（請求項４対応）によれば、
運転中、何等かの原因により冷媒の温度が上昇し、定格
冷媒温度から外れると、オイルレスコンプレッサを自動
停止するので、不完全状態の多湿圧縮空気の流入を防ぐ
ことにより窒素分離膜を保護し、その寿命を延ばすこと
が可能となる。According to the present invention (corresponding to claim 4),
During operation, if the temperature of the refrigerant rises for some reason and deviates from the rated refrigerant temperature, the oilless compressor will automatically stop, so the inflow of incompletely humid compressed air will be prevented to protect the nitrogen separation membrane. , It is possible to extend its life.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明の一実施例の構成機器の配管接続構成
図。FIG. 1 is a piping connection configuration diagram of components according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１の構成機器の配置構成の平面図。FIG. 2 is a plan view of an arrangement configuration of the components shown in FIG. 1;
【図３】図２のＡ方向からみた側面図。FIG. 3 is a side view as seen from a direction A in FIG. 2;
【図４】同図（ａ）は図２の正面図、同図（ｂ）は同図
（ａ）の正面扉を取り除いた内部構成図。4 (a) is a front view of FIG. 2, and FIG. 4 (b) is an internal configuration diagram of FIG. 2 (a) from which a front door is removed.
１…空気圧縮機、２…電動機、３…空気タンク、４…止
め弁、５1 ，５2 ，５3 …圧力計、６…圧力開閉器、７
…安全弁、８…三方電磁弁、９1 ，９2 …オートドレ
ン、１０…ドライヤ、１１…フイルタ、１２…二方電磁
弁、１３…減圧弁、１４…窒素分離膜、１５…流量計、
１６…逆止弁、１７…窒素タンク、１８…接点付圧力
計、１９…冷却配管、２０…配管、３０…パッケージ
箱、３１…仕切板３１。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Air compressor, 2 ... Electric motor, 3 ... Air tank, 4 ... Stop valve, 51, 52, 53 ... Pressure gauge, 6 ... Pressure switch, 7
... Safety valve, 8 ... Three-way solenoid valve, 91, 92 ... Auto drain, 10 ... Dryer, 11 ... Filter, 12 ... Two-way solenoid valve, 13 ... Reducing valve, 14 ... Nitrogen separation membrane, 15 ... Flow meter,
16 ... check valve, 17 ... nitrogen tank, 18 ... pressure gauge with contact, 19 ... cooling pipe, 20 ... pipe, 30 ... package box, 31 ... partition plate 31.
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１１年１１月８日（１９９９．１１．
８）[Submission date] November 8, 1999 (1999.11.
8)
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【特許請求の範囲】[Claims]
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００４[Correction target item name] 0004
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の窒素ガス発生装置では、不純物が混入した圧縮空気が
窒素分離膜に供給されると、膜そのものの取替えが短期
間サイクルで必要になってくる。今後、窒素分離膜を活
用していく上で、分離膜の保護を重要視した設計をする
必要がある。また多湿圧縮空気が窒素分離膜の方へ流れ
た場合、配管内での温度変化により内部で水滴が発生す
るので、窒素分離膜への水滴の混入は免れないし、ある
いは窒素分離膜通過中での温度変化により膜内部で水滴
が発生する恐れもある。また、これら水滴（ドレン）の
手動排出の場合では、定期的なドレンの排出を怠ると、
ドレンが圧縮空気と一緒に配管経路に侵入し、さらに窒
素分離膜に入り、窒素ガス発生装置の性能低下および寿
命低下を起す恐れがあった。As described above, in the conventional nitrogen gas generator, if compressed air containing impurities is supplied to the nitrogen separation membrane, the membrane itself needs to be replaced in a short cycle. Come. In the future, in utilizing the nitrogen separation membrane, it is necessary to design the emphasis on protection of the separation membrane. Also, when the humid compressed air flows toward the nitrogen separation membrane, water drops are generated inside the pipe due to temperature changes in the piping, so that water droplets are inevitably mixed into the nitrogen separation membrane, or during the passage through the nitrogen separation membrane. Water droplets may be generated inside the film due to temperature changes. In the case of manual drainage of these water droplets (drain), if the drainage is not regularly discharged,
Drain may enter the piping path together with the compressed air and further enter the nitrogen separation membrane, causing a reduction in the performance and life of the nitrogen gas generator.
【手続補正３】[Procedure amendment 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００６[Correction target item name] 0006
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【０００６】[0006]
【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、油分の含まない圧縮空気を生
成するオイルレスコンプレッサと、前記オイルレスコン
プレッサから流出される圧縮空気を冷却配管を介して接
続する空気タンクと、前記空気タンクに蓄えられた圧縮
空気をドライヤ及びフィルタを介して接続する窒素分離
膜と、前記窒素分離膜で分離された窒素ガスを蓄える窒
素タンクと、前記各機器を収納するパッケージ箱とを備
えた窒素ガス発生装置であって、前記パッケージ箱内を
上下に二分する仕切板を設け、前記仕切板の上部に前記
ドライヤを配置し、前記仕切板の下部に前記ドライヤ以
外の機器を配置したことを特徴とする。In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is to provide an oilless compressor for generating compressed air containing no oil, and a compressed air discharged from the oilless compressor. An air tank connected via a cooling pipe, a nitrogen separation membrane for connecting the compressed air stored in the air tank via a dryer and a filter, and a nitrogen tank for storing the nitrogen gas separated by the nitrogen separation membrane , A package box for accommodating the devices.
A nitrogen gas generator, wherein the inside of the package box is
Providing a partition plate that bisects the top and bottom, and the upper part of the partition plate
Place a dryer and place the dryer below the partition plate.
It is characterized in that external devices are arranged .
【手続補正４】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００７[Correction target item name] 0007
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【０００７】請求項１によれば、オイルレスコンプレッ
サにより油の含まない圧縮空気を発生させ、冷却配管及
び空気タンク表面での放熱作用により空気中の湿気を除
去し、さらにエアドライヤにて除湿及び水分除去し、エ
アフィルタで全ての不純物を除去した後、高品質のクリ
ーンエアを窒素分離膜に供給しているので、質の高い窒
素ガスを生成することができる。また、パッケージ箱内
を上下に二分する仕切板の上部にはエアドライヤが配置
されており、仕切板により空気圧縮機とは区切られてい
るので、空気圧縮機から発生する高温放射熱の影響を受
けない。したがって、高さ寸法および設置床面積を最小
限に抑えたパッケージ箱のコンパクト化が可能となる。 According to the first aspect, oil-free compressed air is generated by an oil-less compressor, and moisture in the air is removed by a heat radiating action on a cooling pipe and an air tank surface. After removing all impurities with an air filter, high-quality clean air is supplied to the nitrogen separation membrane, so that high-quality nitrogen gas can be generated. Also in the package box
An air dryer is placed on the upper part of the partition plate that bisects
And is separated from the air compressor by a partition plate.
Is affected by the high-temperature radiant heat generated by the air compressor.
I can't. Therefore, the height dimension and installation floor area are minimized.
It is possible to make the package box as small as possible.
【手続補正５】[Procedure amendment 5]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００３３[Correction target item name] 0033
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上説明したように、本発明（請求項１
対応）によれば、オイルレスコンプレッサにより油の含
まない圧縮空気を発生させ、冷却配管及び空気タンク表
面での放熱作用により空気中の湿気を除去し、さらにエ
アドライヤにて除湿及び水分除去し、エアフィルタで全
ての不純物を除去した後、高品質のクリーンエアを窒素
分離膜に供給しているので、質の高い窒素ガスを生成す
ることができる。また、パッケージ箱内を上下に二分す
る仕切板の上部にはエアドライヤが配置されており、仕
切板により空気圧縮機とは区切られているので、空気圧
縮機から発生する高温放射熱の影響を受けない。したが
って、高さ寸法および設置床面積を最小限に抑えたパッ
ケージ箱のコンパクト化が可能となる。 As described above, the present invention (Claim 1)
According to the response), an oilless compressor generates oil-free compressed air, removes moisture in the air by radiating heat on the cooling pipe and air tank surface, and further dehumidifies and removes moisture with an air dryer. After all impurities are removed by the filter, high-quality clean air is supplied to the nitrogen separation membrane, so that high-quality nitrogen gas can be generated. Also, divide the inside of the package box up and down
An air dryer is placed on the upper part of the partition plate.
Since the cutting plate is separated from the air compressor,
It is not affected by the high-temperature radiant heat generated from the compressor. But
Height and floor space to a minimum.
The cage box can be made compact.
Claims (4)
ルレスコンプレッサと、前記オイルレスコンプレッサか
ら流出される圧縮空気を冷却配管を介して接続する空気
タンクと、前記空気タンクに蓄えられた圧縮空気をドラ
イヤ及びフィルタを介して接続する窒素分離膜と、前記
窒素分離膜で分離された窒素ガスを蓄える窒素タンクと
から構成されたことを特徴とする窒素ガス発生装置。1. An oilless compressor that generates compressed air containing no oil, an air tank that connects compressed air flowing out of the oilless compressor via a cooling pipe, and compressed air stored in the air tank. A nitrogen gas generator comprising: a nitrogen separation membrane connected to the nitrogen separation membrane via a dryer and a filter; and a nitrogen tank storing the nitrogen gas separated by the nitrogen separation membrane.
て、前記空気タンク下部にオートドレン弁を設け、前記
冷却配管及び前記空気タンク表面での放熱作用により空
気中の湿気を水滴化し、前記空気タンク下部に設けた前
記オートドレン弁より自動排出するように構成したこと
を特徴とする窒素ガス発生装置。2. The nitrogen gas generator according to claim 1, wherein an auto-drain valve is provided below the air tank, and moisture in the air is turned into water droplets by a heat radiation action on the cooling pipe and the surface of the air tank. A nitrogen gas generator characterized in that the gas is automatically discharged from the auto drain valve provided at a lower portion of the tank.
て、前記ドライヤには冷凍式エアドライヤを用いて除湿
し、発生した水滴をオートドレン弁を介して自動排出す
るように構成したことを特徴とする窒素ガス発生装置。3. The nitrogen gas generator according to claim 1, wherein the dryer is configured to dehumidify using a refrigeration type air dryer, and to automatically discharge generated water droplets via an auto drain valve. Nitrogen gas generator.
て、運転中、周囲温度が異常に高くなる等の原因により
冷媒の温度が上昇し、定格冷媒温度から外れると、前記
オイルレスコンプレッサを自動停止するように構成した
ことを特徴とする窒素ガス発生装置。4. The nitrogen gas generator according to claim 1, wherein during operation, the temperature of the refrigerant rises due to an abnormally high ambient temperature or the like and deviates from the rated refrigerant temperature. A nitrogen gas generator configured to stop.
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| JP10311900A Expired - Fee Related JP3026211B1 (en) | 1998-11-02 | 1998-11-02 | Nitrogen gas generator |
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- 1998-11-02 JP JP10311900A patent/JP3026211B1/en not_active Expired - Fee Related
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| KR100932203B1 (en) | 2007-10-16 | 2009-12-16 | 이진기 | Nitrogen generator |
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| JP3026211B1 (en) | 2000-03-27 |
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