JP2001206707A - Nitrogen filling device - Google Patents

Nitrogen filling device

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JP2001206707A
JP2001206707A JP2000009920A JP2000009920A JP2001206707A JP 2001206707 A JP2001206707 A JP 2001206707A JP 2000009920 A JP2000009920 A JP 2000009920A JP 2000009920 A JP2000009920 A JP 2000009920A JP 2001206707 A JP2001206707 A JP 2001206707A
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JP
Japan
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nitrogen gas
nitrogen
concentration
compressed air
filling apparatus
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Application number
JP2000009920A
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Japanese (ja)
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Minoru Kurakake
稔 倉掛
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Eneos Corp
Original Assignee
Nippon Mitsubishi Oil Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a nitrogen filling device for filling gaseous nitrogen small- sized. SOLUTION: The nitrogen filling device 10 is constituted integrally by containing an air filter 12 for removing dust from compressed air supplied from the outside, a micro mist separator 14 for removing oil mist from the compressed air, from which the dust is removed, a regulator 16 for controlling the compressed air, from which the oil mist is removed, to a fixed pressure, a membrane dryer 18 for dehumidifying the compressed air controlled to the fixed pressure, a nitrogen separator 20 for removing oxygen from the dehumidified compressed air and generating gaseous nitrogen having a prescribed concentration, a buffer tank 24 for storing the gaseous nitrogen generated in the nitrogen separator 20, a gaseous nitrogen taking-out port 50 for taking out the gaseous nitrogen stored in the buffer tank 24 to outside, an O2 sensor 44, a control unit 46 and a digital display meter 48 (there 44, 46 and 48 and used for detecting the concentration of gaseous nitrogen stored in the buffer tank 24).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤ等に窒素ガ
スを充填する窒素充填装置に関し、特に、装置の小型化
を促進する技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nitrogen filling apparatus for filling a tire or the like with nitrogen gas, and more particularly, to a technique for promoting miniaturization of the apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、自動車等のタイヤに、空気に変え
て窒素ガスを充填し、自動車の走行安定性,安全性及び
快適性を向上させる技術が案出されている。即ち、タイ
ヤに空気を充填した場合には、空気がタイヤのゴムを透
過して徐々に抜けるため、タイヤの空気圧が低下し、燃
費が悪化したりバーストする危険性がある。このため、
空気に比べて、タイヤのゴムを透過しにくい窒素ガスを
タイヤに充填し、かかる危険性を回避しようとしたので
ある。
2. Description of the Related Art In recent years, a technique has been proposed in which tires of automobiles and the like are filled with nitrogen gas instead of air to improve running stability, safety and comfort of the automobile. That is, when the tire is filled with air, since the air passes through the rubber of the tire and gradually escapes, the air pressure of the tire is reduced, and there is a risk that fuel efficiency may deteriorate or burst. For this reason,
Nitrogen gas, which is less permeable to the rubber of the tire than air, was filled into the tire to avoid such danger.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、タイヤ
への窒素ガスの充填は、窒素ガスが充填されたボンベに
より行なわれるのが普通であったため、多数のタイヤへ
の窒素ガスの充填を行なうためには、大容量のボンベが
必要となり、窒素充填装置の大型化が避けられなかっ
た。また、ボンベに充填された窒素ガスを使い切ってし
まうと、新しいボンベと交換しなければならず、ボンベ
交換に伴う手数の増加、交換用ボンベの保管に伴うコス
ト上昇等の不具合もあった。このため、個々のガソリン
スタンドに窒素充填装置を備えることは経済的にも困難
であり、タイヤへの窒素ガスの充填が普及する障壁にも
なっていた。
However, since the filling of a tire with nitrogen gas is usually performed by a cylinder filled with nitrogen gas, it is necessary to fill a large number of tires with nitrogen gas. Requires a large-capacity cylinder, which inevitably increases the size of the nitrogen filling device. Further, when the nitrogen gas filled in the cylinder is used up, it must be replaced with a new cylinder, and there are also problems such as an increase in the number of steps involved in replacing the cylinder and an increase in cost associated with storing the replacement cylinder. For this reason, it is economically difficult to equip individual gas stations with a nitrogen filling device, and this has been a barrier to widespread filling of tires with nitrogen gas.

【0004】一方、気体分離膜によって圧縮空気から特
定気体を分離する技術が、例えば、特開平10−314
539号,特開平11−333237号により提案され
ているが、これらの技術で使用される装置は、依然とし
て大型であり、個々のガソリンスタンドで簡便に使用で
きるものではなかった。
On the other hand, a technique of separating a specific gas from compressed air by a gas separation membrane is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-314.
No. 539 and Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-333237, the devices used in these techniques are still large and cannot be used easily at individual gas stations.

【0005】そこで、本発明は以上のような従来の問題
点に鑑み、小型かつ簡素な構成で、圧縮空気から濃度の
高い窒素ガスを容易に生成できるようにし、例えば、個
々のガソリンスタンドでも簡便に使用できる窒素充填装
置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and has a small and simple structure so that high-concentration nitrogen gas can be easily generated from compressed air. It is an object of the present invention to provide a nitrogen filling device that can be used for a fuel cell.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】このため、請求項1記載
の発明は、圧縮空気から塵埃を除去する塵埃除去手段
と、塵埃が除去された圧縮空気からオイルミストを除去
するオイルミスト除去手段と、オイルミストが除去され
た圧縮空気を所定圧力に調圧する調圧手段と、所定圧力
に調圧された圧縮空気から酸素を除去し、所定濃度の窒
素ガスを発生させる窒素ガス発生手段と、該窒素ガス発
生手段により発生した窒素ガスを貯蔵する貯蔵手段と、
該貯蔵手段に貯蔵された窒素ガスを外部に取り出す窒素
ガス取出手段と、を含んで窒素充填装置を一体的に構成
したことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the invention according to claim 1 includes a dust removing means for removing dust from compressed air, and an oil mist removing means for removing oil mist from compressed air from which dust has been removed. Pressure regulating means for regulating the compressed air from which the oil mist has been removed to a predetermined pressure; nitrogen gas generating means for removing oxygen from the compressed air regulated to the predetermined pressure to generate nitrogen gas of a predetermined concentration; Storage means for storing the nitrogen gas generated by the nitrogen gas generation means,
And a nitrogen gas extracting means for extracting the nitrogen gas stored in the storage means to the outside.

【0007】かかる構成によれば、塵埃除去手段及びオ
イルミスト除去手段により塵埃及びオイルミストが除去
された圧縮空気は、調圧手段により所定圧力に調圧され
る。所定圧力に調圧された圧縮空気は、窒素ガス発生手
段に導入され所定濃度の窒素ガスが発生される。そし
て、発生した窒素ガスは、貯蔵手段により一時的に貯蔵
され、必要に応じて、窒素ガス取出手段により外部に取
り出される。従って、これらの各手段を一体的に構成す
ることで、小型かつ簡素な構成の窒素充填装置が実現さ
れる。また、貯蔵手段の容量を適切、即ち、所定容量に
設定すれば、小型の装置構成でも多くのタイヤへ等の窒
素充填が可能となり、窒素充填効率が向上する。
According to this configuration, the compressed air from which dust and oil mist have been removed by the dust removing means and the oil mist removing means is regulated to a predetermined pressure by the pressure regulating means. The compressed air adjusted to a predetermined pressure is introduced into a nitrogen gas generating means, and a predetermined concentration of nitrogen gas is generated. Then, the generated nitrogen gas is temporarily stored by the storage means, and is taken out to the outside by the nitrogen gas take-out means as needed. Therefore, a compact and simple configuration of the nitrogen filling apparatus is realized by integrally configuring these units. In addition, if the capacity of the storage means is set appropriately, that is, set to a predetermined capacity, nitrogen can be charged to many tires and the like even with a small device configuration, and the nitrogen charging efficiency is improved.

【0008】請求項2記載の発明は、前記貯蔵手段に貯
蔵された窒素ガスの濃度を検出する濃度検出手段と、検
出された窒素ガスの濃度を表示する濃度表示手段と、を
含んだ構成であることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a configuration including a concentration detecting means for detecting the concentration of nitrogen gas stored in the storage means, and a concentration displaying means for displaying the detected concentration of nitrogen gas. There is a feature.

【0009】かかる構成によれば、貯蔵手段に貯蔵され
た窒素ガスの濃度を確認すれば、例えば、タイヤに充填
する窒素ガス濃度を略一定に維持することができ、窒素
充填装置により充填される窒素ガスの品質を保証するこ
とが可能となる。
According to this configuration, if the concentration of the nitrogen gas stored in the storage means is confirmed, for example, the concentration of the nitrogen gas to be charged into the tire can be maintained substantially constant, and the nitrogen gas is charged by the nitrogen charging device. It is possible to guarantee the quality of nitrogen gas.

【0010】請求項3記載の発明は、前記濃度検出手段
は、窒素ガス中に含まれる酸素の濃度を検出する酸素濃
度検出手段と、検出された酸素濃度に基づいて、窒素ガ
スの濃度を演算する濃度演算手段と、を含んだ構成であ
ることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, the concentration detecting means detects the concentration of oxygen contained in the nitrogen gas, and calculates the nitrogen gas concentration based on the detected oxygen concentration. And a density calculating means.

【0011】かかる構成によれば、一般的なO2センサ
等の酸素濃度検出手段を用いて窒素ガスの濃度が検出さ
れるので、窒素ガス濃度の検出に係るコストを低減する
ことが可能となる。
According to this configuration, since the concentration of nitrogen gas is detected using the oxygen concentration detecting means such as a general O 2 sensor, it is possible to reduce the cost for detecting the concentration of nitrogen gas. .

【0012】請求項4記載の発明は、前記調圧手段と窒
素ガス発生手段との間に、所定圧力に調圧された圧縮空
気を除湿する除湿手段を介装させた構成であることを特
徴とする。
The invention according to claim 4 is characterized in that a dehumidifying means for dehumidifying compressed air adjusted to a predetermined pressure is interposed between the pressure adjusting means and the nitrogen gas generating means. And

【0013】かかる構成によれば、例えば、外部から窒
素充填装置に供給される圧縮空気が除湿されていなくと
も、窒素ガス発生手段には除湿された圧縮空気が供給さ
れるので、窒素ガス発生手段により発生する窒素ガス濃
度がより向上する。
According to this configuration, for example, even if the compressed air supplied from the outside to the nitrogen filling device is not dehumidified, the dehumidified compressed air is supplied to the nitrogen gas generating means. The concentration of the nitrogen gas generated thereby is further improved.

【0014】請求項5記載の発明は、前記窒素ガス発生
手段により発生した窒素ガスを大気中に放出する窒素ガ
ス放出手段と、該窒素ガス発生手段により窒素ガスの発
生が開始されてから所定時間の間、前記窒素ガス放出手
段により窒素ガスを大気中に放出させる窒素ガス放出制
御手段と、を含んだ構成であることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a nitrogen gas releasing means for releasing nitrogen gas generated by the nitrogen gas generating means into the atmosphere, and a predetermined time after the nitrogen gas generation is started by the nitrogen gas generating means. And a nitrogen gas release control means for releasing nitrogen gas into the atmosphere by the nitrogen gas release means.

【0015】かかる構成によれば、窒素ガス発生手段に
より窒素ガスの発生が開始されてから所定時間の間、窒
素ガス放出手段により窒素ガスが大気中に放出される。
従って、窒素ガス発生手段において発生した窒素ガスの
濃度が低い起動直後には、窒素ガスが貯蔵手段に貯蔵さ
れることが防止され、窒素ガスの濃度の低下が防止され
る。
According to this configuration, the nitrogen gas is released into the atmosphere by the nitrogen gas releasing means for a predetermined time after the generation of the nitrogen gas by the nitrogen gas generating means is started.
Therefore, immediately after the startup in which the concentration of the nitrogen gas generated in the nitrogen gas generating means is low, the nitrogen gas is prevented from being stored in the storage means, and the concentration of the nitrogen gas is prevented from lowering.

【0016】請求項6記載の発明は、前記窒素ガス取出
手段は、ホースリールを含んだ構成であることを特徴と
する。かかる構成によれば、貯蔵手段に貯蔵された窒素
ガスを外部に取り出す際に、ホースリールに収納されて
いるホースを伸ばせば、例えば、タイヤへの窒素ガスの
充填が容易になる。また、窒素ガスの取り出しを中止す
る場合には、ホースをホースリールに巻き回して収納す
ることで、ホースの後片付けが容易になる。
The invention according to claim 6 is characterized in that the nitrogen gas extracting means has a configuration including a hose reel. According to such a configuration, when taking out the nitrogen gas stored in the storage means to the outside, if the hose stored in the hose reel is extended, for example, the filling of the tire with the nitrogen gas becomes easy. Further, when the removal of the nitrogen gas is stopped, the hose is wound around a hose reel and stored, so that the hose can be easily cleared.

【0017】請求項7記載の発明は、少なくとも1組の
移動用車輪と、移動用取手と、を含んだ構成であること
を特徴とする。かかる構成によれば、窒素充填装置を移
動する場合には、移動用取手を持って装置全体を傾ける
ことで、移動用車輪によりわずかな労力で移動が可能と
なる。従って、1人の作業者であっても、窒素充填装置
の設置作業が可能となり、例えば、ガソリンスタンドへ
の窒素充填装置の普及に資することとなる。
[0017] The invention according to claim 7 is characterized in that the invention includes at least one set of moving wheels and a moving handle. According to such a configuration, when moving the nitrogen filling apparatus, the entire apparatus is tilted with the moving handle, so that the moving wheel can be moved with a small amount of labor. Therefore, even a single worker can install the nitrogen filling device, which contributes to the spread of the nitrogen filling device to gas stations, for example.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、添付された図面を参照して
本発明を詳述する。図1は、本発明に係る窒素充填装置
の全体構成を示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. FIG. 1 shows the overall configuration of a nitrogen filling apparatus according to the present invention.

【0019】窒素充填装置10は、エアフィルター12
(塵埃除去手段)と、マイクロミストセパレーター14
(オイルミスト除去手段)と、レギュレーター16(調
圧手段)と、メンブレンドライヤー18(除湿手段)
と、窒素セパレーター20(窒素ガス発生手段)と、流
量調整器22と、バッファータンク24(貯蔵手段)
と、を含んで構成される。
The nitrogen filling device 10 includes an air filter 12
(Dust removing means) and the micro mist separator 14
(Oil mist removing means), regulator 16 (pressure adjusting means), and membrane dryer 18 (dehumidifying means)
, A nitrogen separator 20 (nitrogen gas generating means), a flow controller 22, and a buffer tank 24 (storage means)
And is comprised.

【0020】メンブレンドライヤー18は、水蒸気を非
常に透過しやすく、空気を透過しにくいという特殊高分
子膜の性質を利用し、供給される空気を容易に超乾燥状
態にすることができる空気除湿装置である。また、メン
ブレンドライヤー18の周壁には、特殊高分子膜を透過
した水蒸気を外部に運び出すパージエアの導入口18a
及び排出口18bが開設される。即ち、導入口18aか
ら導入されたパージエアは、特殊高分子膜を透過した水
蒸気により加湿され、排出口18bから外部へ排出され
る。なお、供給される圧縮空気が、予め乾燥されている
場合には、メンブレンドライヤー18等の空気除湿装置
を必ずしも必要とはしない。
The membrane dryer 18 is an air dehumidifier which makes it possible to easily make supplied air in an ultra-dry state by utilizing the property of a special polymer membrane that water vapor is very easy to permeate and air is hard to permeate. It is. The peripheral wall of the membrane dryer 18 has a purge air inlet 18a for carrying out water vapor permeated through the special polymer membrane to the outside.
And an outlet 18b is opened. That is, the purge air introduced through the inlet 18a is humidified by the water vapor that has passed through the special polymer film, and is discharged from the outlet 18b to the outside. When the supplied compressed air has been dried in advance, an air dehumidifier such as the membrane dryer 18 is not necessarily required.

【0021】窒素セパレーター20は、圧縮空気が窒素
富化膜としての中空糸膜の内部を流れていく間に、酸素
が選択的に膜を透過し、その結果、中空糸膜出口に窒素
リッチガス(以下「窒素ガス」という)が得られる窒素
ガス発生装置である。膜を透過した酸素は、メンブレン
ドライヤー18のパージエアとして利用すべく、排出口
20aからメンブレンドライヤー18の導入口18aへ
導入される。
The nitrogen separator 20 allows oxygen to selectively permeate through the membrane while compressed air flows through the hollow fiber membrane as a nitrogen-enriched membrane. As a result, nitrogen-rich gas ( (Hereinafter referred to as "nitrogen gas"). The oxygen that has passed through the membrane is introduced from the outlet 20a to the inlet 18a of the membrane dryer 18 so as to be used as purge air for the membrane dryer 18.

【0022】流量調整器22は、流量調整弁22aと流
量計22bとを含んで構成され、窒素セパレーター20
により発生した窒素ガスの濃度を設定すべく、窒素ガス
の流量を設定するものである。即ち、窒素セパレーター
20は、流量に応じて窒素ガス濃度が変化する特性を有
しているので、例えば、カタログデータに基づいて所望
の窒素ガス濃度が得られる流量を設定する。
The flow controller 22 includes a flow control valve 22a and a flow meter 22b.
The flow rate of the nitrogen gas is set in order to set the concentration of the nitrogen gas generated by the above. That is, since the nitrogen separator 20 has a characteristic that the nitrogen gas concentration changes according to the flow rate, for example, a flow rate at which a desired nitrogen gas concentration is obtained is set based on catalog data.

【0023】レギュレーター16とメンブレンドライヤ
ー18との間には、非通電時に閉弁し、通電時に開弁す
る直動2ポート弁26が介装される。また、窒素セパレ
ーター20の下流側には、窒素セパレーター20により
発生した窒素ガスを外部に放出するか(以下「開放位
置」という)、流量調整器22を介してバッファータン
ク24に導入するか(以下「貯蔵位置」という)を切替
える直動3ポート弁28(窒素ガス放出手段)が介装さ
れる。窒素ガスを外部に放出するポートには、排気音を
低減するマフラー30が取り付けられる。一方、直動3
ポート弁28と流量調整器22との間には、バッファー
タンク24に貯蔵された窒素ガスが逆流しないように、
チェック弁32が介装される。
Between the regulator 16 and the membrane dryer 18, a direct acting two-port valve 26 which closes when not energized and opens when energized is interposed. On the downstream side of the nitrogen separator 20, the nitrogen gas generated by the nitrogen separator 20 is discharged to the outside (hereinafter referred to as “open position”) or introduced into the buffer tank 24 via the flow rate controller 22 (hereinafter referred to as “open position”). A direct-acting three-port valve 28 (nitrogen gas releasing means) for switching the “storage position” is interposed. A muffler 30 for reducing exhaust noise is attached to a port for discharging nitrogen gas to the outside. On the other hand, linear motion 3
Between the port valve 28 and the flow regulator 22, the nitrogen gas stored in the buffer tank 24 does not flow backward,
A check valve 32 is interposed.

【0024】バッファータンク24には、タンク内の窒
素ガスが所定圧力以上になったときに開弁する安全弁3
4と、タンク内のドレンを外部に排出するドレンバルブ
36と、タンク内の窒素ガス圧力を検出する圧力計38
と、が取り付けられる。また、バッファータンク24に
は、タンク内の窒素ガス濃度を検出すべく、チェックバ
ルブ40及び流量調整弁42を介してO2センサ44
(酸素濃度検出手段)が取り付けられる。O2センサ4
4の出力信号、即ち、バッファータンク24内の酸素濃
度に応じた出力信号は、マイクロコンピュータを内蔵し
たコントロールユニット46に入力され、後述する演算
処理により窒素ガス濃度(%)が算出される。そして、
算出された窒素ガス濃度は、デジタル表示計48(濃度
表示手段)に表示される。
The buffer tank 24 has a safety valve 3 that opens when the nitrogen gas in the tank exceeds a predetermined pressure.
4, a drain valve 36 for discharging the drain in the tank to the outside, and a pressure gauge 38 for detecting the nitrogen gas pressure in the tank.
And are attached. Further, in order to detect the concentration of nitrogen gas in the tank, an O 2 sensor 44 is provided through a check valve 40 and a flow control valve 42.
(Oxygen concentration detecting means) is attached. O 2 sensor 4
The output signal of No. 4, ie, the output signal corresponding to the oxygen concentration in the buffer tank 24, is input to the control unit 46 having a built-in microcomputer, and the nitrogen gas concentration (%) is calculated by a calculation process described later. And
The calculated nitrogen gas concentration is displayed on a digital indicator 48 (concentration display means).

【0025】なお、O2センサ44及びコントロールユ
ニット46を含んで濃度検出手段が構成され、また、濃
度演算手段及び窒素ガス放出制御手段は、コントロール
ユニット46によりソフトウエア的に実現される。
The concentration detecting means is constituted by including the O 2 sensor 44 and the control unit 46, and the concentration calculating means and the nitrogen gas release controlling means are realized by the control unit 46 as software.

【0026】さらに、バッファータンク24には、貯蔵
された窒素ガスを外部に取り出すべく、少なくとも1つ
の窒素ガス取出口50(50a〜50c;窒素ガス取出
手段)が設けられる。従って、ホースを窒素ガス取出口
50に接続することで、窒素ガスを外部に取り出し、例
えば、タイヤに窒素ガスを充填することができる。
Further, the buffer tank 24 is provided with at least one nitrogen gas outlet 50 (50a to 50c; nitrogen gas extracting means) for extracting the stored nitrogen gas to the outside. Therefore, by connecting the hose to the nitrogen gas outlet 50, the nitrogen gas can be extracted to the outside and, for example, the tire can be filled with the nitrogen gas.

【0027】なお、窒素ガス取出口50にエアリールの
一端を接続し、エアリールからホースを伸縮自在に取り
出せるようにしてもよい。この場合、窒素ガスの取り出
しが容易になり、例えば、ガソリンスタンドで顧客の自
動車のタイヤに窒素ガスを充填する作業がより迅速に行
なえるようになる。
Note that one end of the air ring may be connected to the nitrogen gas outlet 50 so that the hose can be extended and contracted from the air ring. In this case, the removal of the nitrogen gas becomes easy, and for example, the operation of filling the tire of the customer's automobile with the nitrogen gas at the gas station can be performed more quickly.

【0028】また、バッファータンク24の容量を適切
(例えば、大容量)に設定すれば、小型の装置構成でも
多くのタイヤへの窒素ガスの充填が可能となり、窒素充
填効率を向上することができる。
Further, if the capacity of the buffer tank 24 is set to an appropriate value (for example, a large capacity), it is possible to fill many tires with nitrogen gas even with a small device configuration, and the nitrogen filling efficiency can be improved. .

【0029】図2及び図3は、かかる各種機器が一体的
に内蔵された窒素充填装置10の外観を示す。図示しな
いエアリールのホースは、本体カバー52に開設された
取出口52aから外部に導出され、その先端に、例え
ば、タイヤフレータが取り付けられる。また、計装パネ
ル54には、窒素充填装置10の起動用及び停止用押ボ
タンスイッチ56,58と、作動及び停止表示灯60,
62と、バッファータンク24内の窒素ガス圧力を検出
する圧力計38が取り付けられる。
FIGS. 2 and 3 show the appearance of a nitrogen filling apparatus 10 in which such various devices are integrated. An unillustrated air hose is led out from an outlet 52a opened in the main body cover 52, and a tire flatter is attached to the tip thereof, for example. Further, the instrumentation panel 54 includes pushbutton switches 56 and 58 for starting and stopping the nitrogen filling device 10, and an operation and stop indicator lamp 60,
62 and a pressure gauge 38 for detecting the nitrogen gas pressure in the buffer tank 24 are attached.

【0030】さらに、窒素充填装置10の下部かつ後部
には、1組の車輪64(移動用車輪)が取り付けられ、
窒素充填装置10の下部かつ前部には、ロータリーアジ
ャスター66が取り付けられる。従って、窒素充填装置
10を設置する場合、ロータリーアジャスター66の長
さを調整することで、1組の車輪64及びロータリーア
ジャスター66により、窒素充填装置10が略水平に設
置される。また、窒素充填装置10の背面上部には、窒
素充填装置10を運搬する際に使用する取手68(移動
用取手)が取り付けられる。即ち、取手68を持って窒
素充填装置10を後方に倒せば、1組の車輪64により
わずかな労力で窒素充填装置10を移動することができ
るようになる。
Further, a set of wheels 64 (moving wheels) is attached to a lower portion and a rear portion of the nitrogen filling device 10.
A rotary adjuster 66 is attached to a lower part and a front part of the nitrogen filling device 10. Therefore, when installing the nitrogen filling device 10, by adjusting the length of the rotary adjuster 66, the nitrogen filling device 10 is installed substantially horizontally by the set of wheels 64 and the rotary adjuster 66. In addition, a handle 68 (a handle for movement) used when transporting the nitrogen filling device 10 is attached to the upper rear portion of the nitrogen filling device 10. That is, if the nitrogen filling device 10 is tilted backward with the handle 68, the nitrogen filling device 10 can be moved with a small amount of labor by a set of wheels 64.

【0031】なお、車輪64近傍には、窒素充填装置1
0の運搬時に、窒素充填装置10が必要以上傾くことを
防止すべく、ストッパー70が取り付けられる。次に、
かかる構成からなる窒素充填装置10の作用について説
明する。
In the vicinity of the wheel 64, a nitrogen filling device 1 is provided.
A stopper 70 is mounted to prevent the nitrogen filling device 10 from tilting more than necessary when transporting zero. next,
The operation of the nitrogen filling device 10 having such a configuration will be described.

【0032】先ず、運転準備として、アース付の100
Vコンセントに電源プラグ(図示せず)を差し込み、エ
アフィルター12上流側に設けられた圧縮空気導入口
(図示せず)にコンプレッサーからのホースを接続す
る。
First, in preparation for operation, a grounded 100
A power plug (not shown) is inserted into the V outlet, and a hose from the compressor is connected to a compressed air inlet (not shown) provided on the upstream side of the air filter 12.

【0033】計装パネル54の起動用押ボタンスイッチ
56を押すと、作動表示灯60が点灯すると共に、直動
2ポート弁26への通電が開始されて開弁し、直動3ポ
ート弁28が開放位置に切替えられる。
When the start push button switch 56 of the instrument panel 54 is pressed, the operation indicator light 60 is turned on, and the energization of the direct acting two-port valve 26 is started to open the valve. Is switched to the open position.

【0034】すると、外部から供給される圧縮空気は、
エアフィルター12及びマイクロミストセパレーター1
4により塵埃及びオイルミストが除去され、レギュレー
ター16により所定圧力(例えば、0.5〜1.0MP
a、典型的には0.7MPa)に調圧される。所定圧力
に調圧された圧縮空気は、メンブレンドライヤー18に
より除湿された後、窒素セパレーター20により酸素が
除去され窒素ガスとなり、直動3ポート弁28及びマフ
ラー30を介して外部に放出される。
Then, the compressed air supplied from outside is
Air filter 12 and micro mist separator 1
4 removes dust and oil mist, and a predetermined pressure (for example, 0.5 to 1.0MP
a, typically 0.7 MPa). The compressed air adjusted to a predetermined pressure is dehumidified by the membrane drier 18, oxygen is removed by the nitrogen separator 20 to become nitrogen gas, and is discharged to the outside via the direct-acting three-port valve 28 and the muffler 30.

【0035】そして、起動用押ボタンスイッチ56が押
されてから所定時間(例えば、1分間)経過すると、直
動3ポート弁28が貯蔵位置に切替えられる。このよう
に、窒素充填装置10の起動から所定時間の間、窒素セ
パレーター20により発生した窒素ガスを外部に放出す
るのは、起動直後は窒素ガスの濃度が低く、徐々にその
濃度が高くなってくる特性を考慮したためである。従っ
て、濃度の低い窒素ガスがバッファータンク24に導入
されることが防止され、窒素ガスの濃度を略一定に保つ
ことが可能となる。
Then, when a predetermined time (for example, one minute) elapses after the activation push button switch 56 is pressed, the direct acting three-port valve 28 is switched to the storage position. As described above, the nitrogen gas generated by the nitrogen separator 20 is discharged to the outside for a predetermined time from the start of the nitrogen filling device 10 because the concentration of the nitrogen gas is low immediately after the start and the concentration gradually increases. This is because the coming characteristics are considered. Therefore, introduction of a low-concentration nitrogen gas into the buffer tank 24 is prevented, and the concentration of the nitrogen gas can be kept substantially constant.

【0036】ここで、直動3ポート弁28の切替えは、
例えば、コントロールユニット46に備えられるタイマ
ーに基づいて行なえばよく、かかる処理が窒素ガス放出
制御手段に該当する。
Here, the switching of the direct acting three-port valve 28 is performed as follows.
For example, the processing may be performed based on a timer provided in the control unit 46, and such processing corresponds to nitrogen gas release control means.

【0037】直動3ポート弁28が貯蔵位置に切替えら
れると、窒素セパレーター20により発生した窒素ガス
は、直動3ポート弁28,チェックバルブ32及び流量
調整器22を介してバッファータンク24に貯蔵され
る。バッファータンク24に貯留された窒素ガスは、チ
ェックバルブ40及び流量調整弁42を介してO2セン
サ44に導入され、窒素ガス中に含まれる酸素濃度が検
出される。ここで、窒素ガス中に含まれる酸素濃度をリ
アルタイムに検出するため、常にバッファータンク24
からO2センサ44に微量の窒素ガスが導入されるよう
に、流量調整弁42の開度が調整される。
When the direct-acting three-port valve 28 is switched to the storage position, the nitrogen gas generated by the nitrogen separator 20 is stored in the buffer tank 24 via the direct-acting three-port valve 28, the check valve 32 and the flow regulator 22. Is done. The nitrogen gas stored in the buffer tank 24 is introduced into the O 2 sensor 44 via the check valve 40 and the flow control valve 42, and the concentration of oxygen contained in the nitrogen gas is detected. Here, in order to detect the concentration of oxygen contained in the nitrogen gas in real time, the buffer tank 24 is always used.
The opening of the flow control valve 42 is adjusted so that a small amount of nitrogen gas is introduced into the O 2 sensor 44 from the above.

【0038】O2センサ44により検出された酸素濃度
は、コントロールユニット46により窒素ガス濃度に変
換される。即ち、窒素セパレーター20により発生した
窒素ガスの濃度は、正確には酸素以外の成分濃度の合計
を表しているので、 窒素ガス濃度(%)=100−酸素濃度(%) という簡単な式で、窒素ガス濃度が算出される。
The oxygen concentration detected by the O 2 sensor 44 is converted by the control unit 46 into a nitrogen gas concentration. That is, since the concentration of nitrogen gas generated by the nitrogen separator 20 accurately represents the sum of the concentrations of components other than oxygen, the nitrogen gas concentration (%) = 100−the oxygen concentration (%) The nitrogen gas concentration is calculated.

【0039】なお、窒素ガス濃度を算出する処理が、濃
度演算手段に該当する。バッファータンク24内の窒素
ガス圧力が0.3MPa以上になれば、エアリールのホ
ースによりタイヤに窒素ガスを充填させたり、窒素ガス
取出口50を利用して外部タンクに窒素ガスを充填させ
ることが可能となる。
The process for calculating the nitrogen gas concentration corresponds to the concentration calculating means. When the nitrogen gas pressure in the buffer tank 24 becomes 0.3 MPa or more, the tire can be filled with nitrogen gas using an air hose or the external tank can be filled with nitrogen gas using the nitrogen gas outlet 50. Becomes

【0040】最後に、作業を終了するときには、計装パ
ネル54の停止用押ボタンスイッチ58を押すと、直動
2ポート弁26への通電が遮断され閉弁すると共に、直
動3ポート弁28が開放位置に切替えられ、バッファー
タンク24への窒素ガスの貯蔵が中止される。このと
き、窒素ガス濃度検出のためにバッファータンク24よ
りO2センサ44に微量の窒素ガスが導入されているた
め、バッファータンク24内の窒素ガスの圧力は徐々に
低下する。
Finally, when the work is completed, when the stop push button switch 58 of the instrumentation panel 54 is pressed, the energization to the direct acting two-port valve 26 is cut off and the valve is closed. Is switched to the open position, and the storage of the nitrogen gas in the buffer tank 24 is stopped. At this time, since a small amount of nitrogen gas is introduced into the O 2 sensor 44 from the buffer tank 24 for detecting the nitrogen gas concentration, the pressure of the nitrogen gas in the buffer tank 24 gradually decreases.

【0041】以上説明した窒素充填装置10によれば、
従来に比べて小型かつ簡素な構成で、圧縮空気から濃度
の高い窒素ガスを容易に生成することができるようにな
る。従って、今後、安全性等の面から自動車のタイヤに
窒素ガスを充填することが一般的になっても、例えば、
各ガソリンスタンドやタイヤ整備スペース等の限られた
スペースに窒素充填装置を備えることが可能となり、社
会の要請に容易に対応することができるようになる。
According to the nitrogen filling apparatus 10 described above,
With a small and simple configuration as compared with the related art, it is possible to easily generate high-concentration nitrogen gas from compressed air. Therefore, in the future, even if it is common to fill the automobile tires with nitrogen gas from the viewpoint of safety, etc., for example,
It is possible to provide a nitrogen filling device in a limited space such as a gas station or a tire maintenance space, so that it is possible to easily respond to social demands.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、小型かつ簡素な構成の窒素充填装置を実現
することができる。このため、例えば、個々のガソリン
スタンドにも窒素充填装置を備えることが可能となり、
自動車のタイヤに窒素ガスを充填することが一般的にな
っても容易に対応することができる。また、貯蔵手段の
容量を適切、即ち、所定容量に設定すれば、小型の装置
構成でも多くのタイヤへ等の窒素充填が可能となり、窒
素充填効率を向上することができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, it is possible to realize a small and simple nitrogen filling apparatus. For this reason, for example, it is possible to equip each gas station with a nitrogen filling device,
Even if it is common to fill a car tire with nitrogen gas, it can be easily handled. Further, if the capacity of the storage means is set to an appropriate value, that is, a predetermined capacity, nitrogen can be charged into many tires and the like even with a small device configuration, and nitrogen filling efficiency can be improved.

【0043】請求項2記載の発明によれば、窒素ガスの
濃度を確認することで、窒素充填装置により充填される
窒素ガスの品質を保証することが可能となる。請求項3
記載の発明によれば、窒素ガス濃度の検出に係るコスト
を低減することができる。
According to the second aspect of the present invention, by confirming the concentration of the nitrogen gas, it is possible to guarantee the quality of the nitrogen gas filled by the nitrogen filling device. Claim 3
According to the described invention, it is possible to reduce the cost for detecting the nitrogen gas concentration.

【0044】請求項4記載の発明によれば、窒素ガス濃
度をより向上することができる。請求項5記載の発明に
よれば、窒素ガス発生手段において発生した窒素ガスの
濃度が低い起動直後には、窒素ガスが貯蔵手段に貯蔵さ
れることが防止され、窒素ガスの濃度の低下を防止する
ことができる。
According to the invention described in claim 4, the nitrogen gas concentration can be further improved. According to the fifth aspect of the invention, immediately after the start-up in which the concentration of the nitrogen gas generated by the nitrogen gas generating means is low, the nitrogen gas is prevented from being stored in the storage means, and the concentration of the nitrogen gas is prevented from lowering. can do.

【0045】請求項6記載の発明によれば、窒素ガスの
取り出しに係る手間を低減することができる。請求項7
記載の発明によれば、1人の作業者であっても、窒素充
填装置の設置作業が可能となり、例えば、ガソリンスタ
ンドへの窒素充填装置の普及に資することができる。
According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to reduce the labor involved in extracting nitrogen gas. Claim 7
According to the described invention, even one worker can install the nitrogen filling device, which can contribute to the spread of the nitrogen filling device to gas stations, for example.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係る窒素充填装置の全体構成図FIG. 1 is an overall configuration diagram of a nitrogen filling apparatus according to the present invention.

【図2】 本発明に係る窒素充填装置の外観を示す正面
FIG. 2 is a front view showing the appearance of the nitrogen filling apparatus according to the present invention.

【図3】 同上の側面図FIG. 3 is a side view of the above.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 窒素充填装置 12 エアフィルター 14 マイクロミストセパレーター 16 レギュレーター 18 メンブレンドライヤー 20 窒素セパレーター 24 バッファータンク 28 直動3ポート弁 44 O2センサ 46 コントロールユニット 48 デジタル表示計 50 窒素ガス取出口 64 車輪 68 取手10 nitrogen-filled apparatus 12 Air Filter 14 micro mist separator 16 regulator 18 membrane dryer 20 nitrogen separator 24 buffer tank 28 linear three-port valve 44 O 2 sensor 46 control unit 48 the digital display meter 50 nitrogen gas outlet 64 wheel 68 handle

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】圧縮空気から塵埃を除去する塵埃除去手段
と、 塵埃が除去された圧縮空気からオイルミストを除去する
オイルミスト除去手段と、 オイルミストが除去された圧縮空気を所定圧力に調圧す
る調圧手段と、 所定圧力に調圧された圧縮空気から酸素を除去し、所定
濃度の窒素ガスを発生させる窒素ガス発生手段と、 該窒素ガス発生手段により発生した窒素ガスを貯蔵する
貯蔵手段と、 該貯蔵手段に貯蔵された窒素ガスを外部に取り出す窒素
ガス取出手段と、 を含んで一体的に構成されたことを特徴とする窒素充填
装置。
1. Dust removing means for removing dust from compressed air, oil mist removing means for removing oil mist from compressed air from which dust has been removed, and regulating the compressed air from which oil mist has been removed to a predetermined pressure. Pressure adjusting means, nitrogen gas generating means for removing oxygen from compressed air adjusted to a predetermined pressure to generate nitrogen gas of a predetermined concentration, and storage means for storing nitrogen gas generated by the nitrogen gas generating means. And a nitrogen gas extracting means for extracting the nitrogen gas stored in the storage means to the outside.
【請求項2】前記貯蔵手段に貯蔵された窒素ガスの濃度
を検出する濃度検出手段と、 検出された窒素ガスの濃度を表示する濃度表示手段と、 を含んだ構成である請求項1記載の窒素充填装置。
2. The apparatus according to claim 1, further comprising: concentration detecting means for detecting the concentration of nitrogen gas stored in said storage means; and concentration displaying means for displaying the detected concentration of nitrogen gas. Nitrogen filling equipment.
【請求項3】前記濃度検出手段は、窒素ガス中に含まれ
る酸素の濃度を検出する酸素濃度検出手段と、 検出された酸素濃度に基づいて、窒素ガスの濃度を演算
する濃度演算手段と、 を含んだ構成である請求項2記載の窒素充填装置。
3. An oxygen concentration detecting means for detecting a concentration of oxygen contained in nitrogen gas, a concentration calculating means for calculating a concentration of nitrogen gas based on the detected oxygen concentration, and The nitrogen filling apparatus according to claim 2, wherein the nitrogen filling apparatus has a configuration including:
【請求項4】前記調圧手段と窒素ガス発生手段との間
に、所定圧力に調圧された圧縮空気を除湿する除湿手段
を介装させた構成である請求項1〜請求項3のいずれか
1つに記載の窒素充填装置。
4. The apparatus according to claim 1, wherein a dehumidifying means for dehumidifying the compressed air adjusted to a predetermined pressure is interposed between said pressure adjusting means and said nitrogen gas generating means. A nitrogen filling apparatus according to any one of the preceding claims.
【請求項5】前記窒素ガス発生手段により発生した窒素
ガスを大気中に放出する窒素ガス放出手段と、 該窒素ガス発生手段により窒素ガスの発生が開始されて
から所定時間の間、前記窒素ガス放出手段により窒素ガ
スを大気中に放出させる窒素ガス放出制御手段と、 を含んだ構成である請求項1〜請求項4のいずれか1つ
に記載の窒素充填装置。
5. A nitrogen gas discharging means for releasing nitrogen gas generated by said nitrogen gas generating means into the atmosphere, and said nitrogen gas being discharged for a predetermined time from the start of generation of nitrogen gas by said nitrogen gas generating means. The nitrogen filling apparatus according to any one of claims 1 to 4, comprising: nitrogen gas release control means for releasing nitrogen gas into the atmosphere by the release means.
【請求項6】前記窒素ガス取出手段は、ホースリールを
含んだ構成である請求項1〜請求項5のいずれか1つに
記載の窒素充填装置。
6. The nitrogen filling apparatus according to claim 1, wherein said nitrogen gas take-out means includes a hose reel.
【請求項7】少なくとも1組の移動用車輪と、 移動用取手と、 を含んだ構成である請求項1〜請求項6のいずれか1つ
に記載の窒素充填装置。
7. The nitrogen filling apparatus according to claim 1, wherein the nitrogen filling apparatus includes at least one set of moving wheels and a moving handle.
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