JP2001304113A - 高圧ガス発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加圧空気から窒素成分を分離して得られた加
圧窒素ガスを昇圧し、高圧窒素ガスを低コストで且つ安
定して得る。 【解決手段】 加圧ガス供給装置１００の加圧ガスから
膜分離式窒素ガス発生装置１０１で窒素成分が分離さ
れ、得られた加圧窒素ガスは供給配管３３を経て昇圧部
３１の貯蔵室３２に供給される。貯蔵室３２の加圧窒素
ガスは高圧液体供給装置４８からの高圧油で圧縮されて
高圧窒素ガスとなり、負荷配管３６を経てダイカストマ
シン増速用のアキュムレータ１１に供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高圧ガス発生装置に
関し、特にダイカストマシンの溶湯注入速度を高めるア
キュムレータに高圧窒素ガスを供給するために好適な高
圧ガス発生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、高圧の窒素ガスや酸素ガスな
どは種々の分野で利用され、特に窒素ガスは化学機器等
のキャリアガス、金属熱処理雰囲気ガス、青果物の貯蔵
ガス、防爆ガス、防錆ガス等の各種分野で需要が多い。
窒素ガスを大量に消費する場合は深冷分離法、３００〜
５００ＮＬ／ｍｉｎ．程度の消費の場合はＰＳＧ法など
により生成した窒素ガスを供給するが、それ以下の比較
的少ない場合は市販の窒素ボンベが利用される。特に高
い純度の窒素ガスが必要でない場合は、膜分離による窒
素ガス発生装置が使用される。膜分離による窒素ガス発
生装置は装置が比較的小型になり、加圧空気を装置に供
給すれば加圧された窒素ガスを簡単に得ることができる
ので、近年その利用価値が増加している。なお膜分離に
よる窒素ガス発生装置によって得られる窒素ガスの純度
は一般に９５〜９９％程度であり、市販されている窒素
ガス発生装置としては、例えば宇部興産株式会社の型式
ＮＭ−Ｃ１０Ａ等がある。

【０００３】しかし膜分離による窒素ガス発生装置で得
られる加圧窒素ガスは、その圧力に限界があり、用途に
よっては使用できないことがある。例えば一般にアルミ
ニウム等の精密鋳造に使用されているダイカストマシン
は、その溶湯の注入速度を高めるために高圧窒素ガスを
密封したアキュムレータが使用される。このように窒素
ガスを使用する理由は、ダイカストマシン及びアキュム
レータに高温部が多く不活性ガスを用いる必要（防爆）
からである。すなわちダイカストマシンによる鋳造工程
では、溶湯を高圧の油圧を利用した押出シリンダで金型
に流し込む際に、シリンダ内の溶湯が凝固するのを防止
するため、油より伸縮率の大きい空気圧により、瞬間的
にアキュムレータ内の油圧をシリンダ内に開放し、シリ
ンダの動作速度を速くして鋳造の確実性を高める方法が
一般に採用されている。図９はそのようなダイカストマ
シンとそれに付属して設けたアキュムレータの関係を示
すプロセスフロー図である。ダイカストマシン１は、金
型２、所定温度に周囲から加熱された注入シリンダ３、
溶湯供給部４、加圧シリンダ５および油圧ポンプ６を備
えている。

【０００４】加圧シリンダ５は注入シリンダ３より大き
い断面積を有し、内部に大きい直径のピストン７とそれ
に連結されたロッド８が配置され、そのロッド８は注入
シリンダ３内に延長され先端に小さい直径のピストン９
が連結される。油圧ポンプ６は可逆モータで駆動される
双方向性のポンプであって、可逆モータを正回転させる
ことにより上部開放型の油タンク１０の油２１を加圧シ
リンダ５に供給し、それを逆回転させることにより加圧
シリンダ５の油２１を油タンク１０に回収するようにな
っている。アキュムレータ１１は密閉型の容器からな
り、油レベルを測定するレベル計１２と内部圧力を測定
する圧力計１３を備えている。そしてアキュムレータ１
１には油圧ポンプ６の吐出側に接続した配管１４、加圧
シリンダ５におけるピストン７の１次側に接続した配管
１５、窒素ガスボンベ１６から高圧の窒素ガスを受け入
れる供給配管１７が設けられる。なお、１８，１９およ
び２０は自動操作される電磁式の開閉弁である。アキュ
ムレータ１１への窒素ガス保充時は窒素ガスボンベ１６
を移動し、供給配管１７に取付ける。そして油面を規定
値に合わせてアキュムレータ内の圧力を９５Ｋｇ／ｃｍ
² まで昇圧する。

【０００５】次に、図９のプロセスフロー図によりダイ
カストマシン１とそれに付随するアキュムレータ１１の
作用を説明すると、ダイカストマシン１の鋳造開始に先
立って、アキュムレータ１１の圧力を所定値に上昇させ
ておく。それには先ず開閉弁１８を開けて油圧ポンプ６
を正回転運転し、アキュムレータ１１内に油２１を供給
する。するとアキュムレータ１１内の圧力は次第に上昇
するので、それが所定圧になったことを圧力計１３で確
認したら、開閉弁１８を閉じて油圧ポンプ６を停止す
る。

【０００６】次に鋳造工程に移るが、先ず溶湯供給部４
から溶湯を注入シリンダ３に供給し、油圧ポンプ６を運
転して開閉弁２０を開けると、ピストン７は油圧で図９
の紙面左方へ移動開始する。それと同時に開閉弁１９を
開けると、アキュムレータ１１内の高圧の油２１が配管
１５からピストン７の左方に供給され、それによってロ
ッド８が急速に左方移動して注入シリンダ３内の溶湯を
高速で金型２のキャビティ内に注入する。なおピストン
７の移動に伴いその右側にある油２１は配管２２を通っ
て油タンク１０に回収される。

【０００７】金型２への溶湯注入が完了した後、開閉弁
１９を閉じて油圧ポンプ６を逆回転運転し、注入シリン
ダ３のピストン７の右側の油を油タンク１０に戻すと共
に、配管２２から油タンク１０の油を吸い込んでピスト
ン７の右側に戻し、ピストン７を初期位置に復帰させ
る。そしてこの状態から前記のアキュムレータ１１の圧
力上昇工程の操作に戻る。なおこのような鋳造操作を繰
り返すことにより、アキュムレータ１１に供給した窒素
ガスは配管の継目等から次第に消費されるので、鋳造の
待機時間などをを利用して適宜補給する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】アキュムレータへの高
圧窒素ガスの供給に外部から購入した窒素ガスボンベ１
６を使用すると、頻繁に窒素ガスボンベ１６の交換が必
要になり、製造コストに大きく影響する。また輸送困難
な場所等のように窒素ガスボンベ１６を容易に補充でき
ない場合や緊急時には、鋳造作業を停止せざるを得ない
ことになる。そこで本発明はこのような問題を解決する
ことを課題とし、そのための新しい高圧ガス発生装置を
提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち請求項１に記載
の発明は、加圧ガス供給装置より供給される加圧ガスを
昇圧して高圧ガスを発生する装置である。そしてこの高
圧ガス発生装置は、加圧ガスを貯蔵するための貯蔵室を
有する昇圧部と、加圧ガス供給装置から加圧ガスを貯蔵
室に供給する供給配管と、昇圧部から加圧ガス供給装置
側へ高圧ガスが逆流することを防止するために供給配管
に設けた逆止弁と、貯蔵室のガス圧力を検出する圧力検
出器と、貯蔵室に設けられ、その室内の油面を検知する
レベル検出器と、貯蔵室に貯蔵された加圧ガスを圧縮す
る圧縮手段を備え、貯蔵室の加圧ガスの圧力が予め設定
された値まで上昇したことを圧力検出器で検出したと
き、前記圧縮手段が作動し貯蔵室の加圧ガスを昇圧して
高圧ガスを発生するように構成されていることを特徴と
するものである。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の高圧ガス発生装置において、貯蔵室が既製のガスボン
ベで構成され、圧縮手段がそのガスボンベに接続された
高圧液体供給装置により構成されていることを特徴とす
るものである。請求項３に記載の発明は、請求項１に記
載の高圧ガス発生装置において、貯蔵室がシリンダー室
により構成され、圧縮手段がシリンダー室の内容積を圧
縮するピストンによって構成され、該ピストンはダイカ
ストマシンの油圧発生装置によって駆動され、その駆動
によりシリンダー室の加圧ガスを昇圧して高圧ガスを発
生するように構成されていることを特徴とするものであ
る。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求
項３のいずれかに記載の高圧ガス発生装置において、加
圧ガス供給装置から供給される加圧ガスを膜分離式窒素
ガス発生装置に供給し、その膜分離式窒素ガス発生装置
で膜分離によって分離した加圧窒素ガスを昇圧部の貯蔵
室に供給するように構成したことを特徴とするものであ
る。請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の高圧ガ
ス発生装置において、昇圧部で発生した高圧窒素ガスを
負荷設備へ供給する負荷配管と、負荷設備としてその負
荷配管に接続された既製のガスボンベを備えていること
を特徴とするものである。

【００１２】請求項６に記載の発明は、ダイカストマシ
ンの溶湯注入速度を高めるアキュムレータに高圧窒素ガ
スを供給する高圧ガス発生装置である。そして、膜分離
によって加圧空気から加圧窒素ガスを分離する膜分離式
窒素ガス発生装置と、加圧窒素ガスを圧縮する昇圧部
と、膜分離式窒素ガス発生装置から加圧窒素ガスを昇圧
部に供給する供給配管と、昇圧部で発生した高圧窒素ガ
スをアキュムレータへ供給する負荷配管を備えているこ
とを特徴とするものである。

【００１３】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
の高圧ガス発生装置において、昇圧部が膜分離式窒素ガ
ス発生装置から供給される加圧窒素ガスを貯蔵するため
の貯蔵室を有し、昇圧部から膜分離式窒素ガス発生装置
側へ貯蔵室の高圧ガスが逆流することを防止するため供
給配管に設けた逆止弁と、貯蔵室のガス圧力を検出する
圧力検出器と、貯蔵室に貯蔵された加圧窒素ガスを圧縮
する圧縮手段を備え、貯蔵室の加圧窒素ガスの圧力が予
め設定された値まで上昇したことを圧力検出器で検出し
たとき、前記圧縮手段が作動し貯蔵室の加圧窒素ガスを
昇圧して高圧窒素ガスを発生するように構成されている
ことを特徴とするものである。

【００１４】請求項８に記載の発明は、請求項７に記載
の高圧ガス発生装置において、貯蔵室が既製のガスボン
ベにより構成され、圧縮手段がそのガスボンベに接続さ
れた高圧液体供給装置により構成されていることを特徴
とするものである。請求項９に記載の発明は、請求項７
に記載の高圧ガス発生装置において、貯蔵室がシリンダ
ー室により構成され、圧縮手段がシリンダー室の内容積
を圧縮するピストンによって構成され、該ピストンはダ
イカストマシンの油圧発生装置によって駆動され、その
駆動によりシリンダー室の加圧窒素ガスを昇圧して高圧
窒素ガスを発生するように構成されていることを特徴と
するものである。請求項１０に記載の発明は、請求項６
に記載の高圧ガス発生装置において、昇圧部がガス昇圧
装置であることを特徴とするものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
により説明する。図１は本発明の高圧ガス発生装置の１
例を示すプロセスフロー図である。高圧ガス発生装置３
０は、加圧ガスを貯蔵するための貯蔵室３２を有する昇
圧部３１と、空気圧縮機などの加圧ガス供給装置１００
から加圧ガスを貯蔵室３２に供給する供給配管３３と、
昇圧部３１から加圧ガス供給装置１００側へ高圧ガスが
逆流することを防止するために供給配管３３に設けた逆
止弁３４と、貯蔵室３２に貯蔵された加圧ガスを圧縮す
る圧縮手段３５を備えている。さらに、供給配管３３か
ら負荷設備２００へ高圧ガスを供給する負荷配管３６が
分岐され、その負荷配管３６に貯蔵室３２のガス圧力を
検出する圧力検出器３７と、負荷設備側から貯蔵室３２
側への高圧ガスの逆流を防止する逆止弁３８が設けられ
る。なお３３ａ，３６ａは遠隔操作可能な電磁式の開閉
弁，３３ｂは安全弁である。

【００１６】貯蔵室３２は従来から一般に流通している
既製のガスボンベにより構成され、その頂部には開閉弁
付きの２つの配管接続部３９、４０が設けられている。
一方の配管接続部３９には前記供給配管３３が接続さ
れ、他方の配管接続部４０には圧縮手段３５からの油圧
配管４１が接続される。さらに貯蔵室３２には内部の液
レベルを検出するレベル検出器４２が設けられる。圧縮
手段３５は高圧液体供給装置４８により構成され、その
高圧液体供給装置４８は、油タンク４３と、その油タン
ク４３から延長する油配管４１に設けた油圧ポンプ４４
と、油配管４１から分岐して油タンク４３に戻るリター
ン配管４５と、油圧ポンプ４４の出口側およびリターン
配管４５にそれぞれ設けた遠隔操作可能な電磁式の開閉
弁４６、４７を備えている。

【００１７】次に図１の高圧ガス発生装置３０の作用を
説明する。なお最初は昇圧部３１における貯蔵室３２に
は加圧ガスが十分に充填されていない状態とする。運転
開始信号により制御装置（図示せず）は供給配管３３に
設けた開閉弁３３ａを開け加圧ガス供給装置１００の加
圧ガスを貯蔵室３２に供給する。すると貯蔵室３２の圧
力が次第に上昇して最終的には加圧ガスの供給圧付近ま
で達する。予め設定された圧力に達したことを圧力検出
器３７が検出すると、前記制御装置はその検出信号を受
けて開閉弁４７，開閉弁３３ａを閉じ、開閉弁４６を開
け、さらに油ポンプ４４を起動して貯蔵室３２に高圧油
の供給を開始する。なお油ポンプ４４の出口圧は所望す
る高圧ガスの圧力より若干高い値に設定される。なお制
御装置はマイクロコンピュータやシーケンサ等により構
成することができるが、かかる装置はこの分野で慣用さ
れているので説明は省略する。

【００１８】貯蔵室３２の加圧ガスは次第に圧縮されて
その圧力が上昇し、それに伴って供給配管３３、負荷配
管３６の圧力も上昇する。そして貯蔵室３２の圧力が加
圧ガス供給装置１００の出口圧を越えると逆止弁３４が
作動し、貯蔵室３２から加圧ガス供給装置１００側へ高
圧ガスが逆流することを防止する。貯蔵室３２内に油が
充填されて加圧ガスの圧力が次第に上昇すると、それに
伴って液レベルも上昇する。液レベルが予め設定された
値に達するとレベル検出器４２がそれを検出し、前記制
御装置はその検出信号により開閉弁４６を閉じ、油ポン
プ４４を停止する。それによって貯蔵室３２は所望の圧
力の高圧ガスを貯蔵した状態になり、負荷配管３６を経
て負荷設備２００へ高圧ガスを供給することができる。

【００１９】負荷設備２００への高圧ガス供給は貯蔵室
３２の圧力を監視しながら手動で開閉弁３６ａを操作し
て行うことができるが、例えば制御装置からの制御信号
により、上記油ポンプ４４の停止と共に開閉弁３６ａを
開け、自動的に負荷設備への高圧ガス供給を開始するこ
ともできる。なお負荷設備２００自体にも高圧ガスの供
給−停止用の開閉弁を設けることができる。負荷設備２
００への高圧ガス供給は上記の操作を繰り返して行う。
そして負荷設備２００への高圧ガス供給の際に、開閉弁
３６ａが開状態のとき圧力検出器３７の値が規定値を満
たしたときには負荷設備２００への高圧ガスの供給を停
止する。

【００２０】以上の説明では、圧力検出器３７を種々の
目的で使用しているが、それぞれの使用状態により検出
信号を出力する設定値は異なるが、それに対応するに
は、圧力検出器３７を多段設定可能な形式のものとする
か、あるいは複数の圧力検出器３７を設け、それぞれの
設定値を異ならせるようにすればよい。

【００２１】図２は図１の高圧ガス発生装置の変形例を
示すプロセスフロー図である。この例は加圧ガス供給装
置１００の出力側に膜分離によって加圧空気から加圧窒
素ガスを分離する膜分離式窒素ガス発生装置１０１を設
けた点が図１と異なり、その他は同様に構成される。な
お図１と同じ部分には同一符号を付してある。すなわち
図２の高圧ガス発生装置は、膜分離式窒素ガス発生装置
１０１で供給される加圧窒素ガスから高圧窒素ガスを分
離し、それを消費する負荷設備２００に供給する「高圧
窒素ガス発生装置」を構成しているが、そのプロセス自
体の作用は図１と同様なので説明は省略する。なお膜分
離式窒素ガス発生装置１０１としては、例えば前記の宇
部興産株式会社から市販されている型式ＮＭ−Ｃ１０Ａ
等の装置を使用することができる。この膜分離式窒素ガ
ス発生装置１０１に用いられるガス分離膜は、例えば微
細な孔を設けた中空糸分離膜を多数束ねてモジュール化
したもので、その微細な孔を利用して加圧空気から窒素
ガス成分を分離するようになっている。

【００２２】図３は図２の高圧ガス発生装置をさらに変
形したプロセスフロー図であり、図２と同じ部分には同
一符号を付してある。この例では、負荷設備２００が貯
蔵室３２と同様な既製のガスボンベ２０１とされ、それ
に高圧窒素ガスを供給して貯蔵するようになっており、
且つその負荷配管３６に安全弁３６ｂが設けられている
以外は図２と同様に構成される。このように高圧窒素ガ
スを貯蔵したガスボンベ２０１は、例えば図示のように
ダイカストマシンに付属するアキュムレータ１１に接続
して、それに高圧窒素ガスを補給するために使用するこ
とができる。

【００２３】図４は図１に示した高圧ガス発生装置の変
形例のプロセスフロー図であり、図１と同じ部分には同
一符号が付されている。この例では昇圧部３１を構成す
る貯蔵室３２が内容積を縮小されるシリンダー室５１に
より構成され、圧縮手段３５がシリンダー室５１を駆動
するピストン５０によって構成される。そしてピストン
５０はダイカストマシン１に設けた油圧発生装置５２に
より駆動される。油圧発生装置５２と開閉弁２０の間と
ピストン５０の駆動側は配管５３によって接続され、そ
の配管５３に遠隔操作可能な電磁式の開閉弁５４が設け
られ、ピストン５０の駆動側と油タンク１０間に配管５
５が接続され、その配管５５に遠隔操作可能な電磁式の
開閉弁５６が設けられる。なお油圧発生装置５２はダイ
カストマシン１を操作する油圧ポンプ６を兼用する。す
なわち図９について前述したように、ダイカストマシン
１の鋳造工程、アキュムレータの圧力上昇工程などに油
圧ポンプ６は運転されるが、それ以外の時間帯は停止し
ている。そこでその停止期間を利用して油圧ポンプ６を
油圧発生装置５２として利用する。

【００２４】次に上記図４の高圧ガス発生装置の作用を
説明する。最初は昇圧部３１における貯蔵室３２には低
圧の加圧ガスが十分に充填されていない状態とする。運
転開始信号により図示しない制御装置は供給配管３３に
設けた開閉弁３３ａを開け、加圧ガス供給装置１００の
加圧ガスを貯蔵室３２（シリンダー室５１）に供給す
る。すると貯蔵室３２の圧力が次第に上昇して最終的に
は加圧ガスの供給圧付近まで達する。予め設定された圧
力に達したことを図示しない圧力検出器が検出すると、
前記制御装置はその検出信号を受けて圧縮手段３５（ピ
ストン５０）を駆動し、貯蔵室３２の加圧ガスを圧縮し
て高圧ガスを発生させる。すなわち油圧発生装置５２
（油圧ポンプ６）を起動し、開閉弁５４を開けて圧縮手
段３５を駆動して貯蔵室３２の内容積を縮小する。

【００２５】上記操作により貯蔵室３２の加圧ガスは次
第に圧縮されて圧力上昇し、それに伴って供給配管３
３、負荷配管３６の圧力も上昇する。そして貯蔵室３２
の圧力が加圧ガス供給装置１００の出口圧を越えると逆
止弁３４が作動し、貯蔵室３２から加圧ガス供給装置側
への高圧ガスの逆流を防止する。貯蔵室３２に所望の圧
力の高圧ガスが貯蔵した状態になれば、いつでも負荷配
管３６を経て負荷設備２００へ高圧ガスを自動的に供給
することができるが、これ以降の作用は図１の場合と同
様であるので省略する。

【００２６】図５は図４に示した高圧ガス発生装置の変
形例のプロセスフロー図であり、図４と同じ部分には同
一符号が付されている。この例は加圧ガス供給装置１０
０の出力側に膜分離によって加圧空気から加圧窒素ガス
を分離する膜分離式窒素ガス発生装置１０１を設けた点
が図４と異なり、その他は同様に構成される。すなわち
図５の高圧ガス発生装置は、膜分離式窒素ガス発生装置
１０１で供給される加圧窒素ガスから高圧窒素ガスを発
生し、それを窒素ガス消費設備である負荷設備２００に
供給する高圧窒素ガス発生装置を構成しているが、その
プロセス自体の作用は図４と同様なので説明は省略す
る。

【００２７】図６は本発明の高圧ガス発生装置のさらに
他の例を示すプロセスフロー図である。この例はダイカ
ストマシンの溶湯注入速度を高めるアキュムレータ１１
に高圧窒素ガスを供給する高圧ガス発生装置である。な
おこの例は図２に示す高圧ガス発生装置において、その
負荷設備２００をアキュムレータ１１に置き換えたもの
とも考えることができ、それゆえ図２と同じ部分には同
一符号が付されている。すなわち図６の高圧ガス発生装
置は、加圧ガス供給装置１００より供給される加圧空気
から膜分離によって加圧窒素ガスを分離する膜分離式窒
素ガス発生装置１０１と、その加圧窒素ガスを圧縮する
昇圧部３１と、昇圧部３１へ膜分離式窒素ガス発生装置
１０１から加圧窒素ガスを供給する供給配管３３と、昇
圧部３１で発生した高圧窒素ガスをアキュムレータ１１
へ供給する負荷配管３６を主要な要素として備えてい
る。

【００２８】そしてこの例では、昇圧部３１は加圧窒素
ガスを貯蔵するための貯蔵室３２を有し、貯蔵室３２は
既設のガスボンベが利用される。貯蔵室３２は高圧液体
供給装置４８により構成される圧縮手段３５により内容
積を縮小される。また供給配管３３には昇圧部３１から
膜分離式窒素ガス発生装置１０１側へ高圧窒素ガスが逆
流することを防止するための逆止弁３４が設けられる。
なお、このように構成される高圧ガス発生装置の作用は
図２と同様であるのでその説明は省略する。

【００２９】図７は図６に示した高圧ガス発生装置の変
形例のプロセスフロー図である。この例もダイカストマ
シンの溶湯注入速度を高めるアキュムレータ１１に高圧
窒素ガスを供給する高圧ガス発生装置であるが、図６と
異なる部分は昇圧部３１であり、そのほかは同様に構成
されるため、図６と同じ部分には同一符号が付されてい
る。昇圧部３１は貯蔵室３２とその圧縮手段３５を備え
ている。そして貯蔵室３２はピストン５０によって内容
積を拡縮されるシリンダー室５１により構成され、圧縮
手段３５はピストン５０によって構成され、そのピスト
ン５０はダイカストマシン１に設けた油圧発生装置５２
により駆動される。油圧発生装置５２と開閉弁２０の間
とピストン５０の駆動側は配管５３によって接続され、
その配管５３に遠隔操作可能な電磁式の開閉弁５４が設
けられ、ピストン５０の駆動側と油タンク１０間に配管
５５が接続され、その配管５５に遠隔操作可能な電磁式
の開閉弁５６が設けられる。なおこの例でも油圧発生装
置５２はダイカストマシン１を操作する油圧ポンプ６を
兼用する。

【００３０】図８はダイカストマシンの溶湯注入速度を
高めるアキュムレータ１１に高圧窒素ガスを供給する高
圧ガス発生装置のさらに他の例を示すプロセスフロー図
である。なお図７と同じ部分には同一符号が付されてい
る。この例では膜分離式窒素ガス発生装置１０１から供
給される加圧窒素ガスの昇圧部３１として、市販のガス
昇圧装置６０を使用する。かかるガス昇圧装置６０とし
て、例えば日本ハイドロパック株式会社から市販されて
いるガスコンプレッサ等を使用することができる。膜分
離式窒素ガス発生装置１０１から供給される加圧窒素ガ
スはガス昇圧装置６０に吸入され、そこで所望の高圧窒
素ガスまで昇圧されてから、負荷配管３６を経てアキュ
ムレータ１１に供給される。なお配管６１はガス昇圧装
置６０を駆動する油圧または空気圧を供給するものであ
る。

【００３１】

【発明の効果】以上のように請求項１に記載の発明は、
加圧ガス供給装置より供給される加圧ガスを昇圧して高
圧ガスを発生する装置であり、加圧ガスを貯蔵するため
の貯蔵室を有する昇圧部と、加圧ガス供給装置から加圧
ガスを貯蔵室に供給する供給配管と、加圧ガス供給装置
側へ高圧ガスが逆流することを防止するために供給配管
に設けた逆止弁と、貯蔵室のガス圧力を検出する圧力検
出器と、貯蔵室に設けられ、その室内の油面を検知する
レベル検出器と、貯蔵室に貯蔵された加圧ガスを圧縮す
る圧縮手段とを備え、貯蔵室の加圧ガスの圧力が予め設
定された値まで上昇したことを圧力検出器で検出したと
き、前記圧縮手段が作動し貯蔵室の加圧ガスを昇圧して
高圧ガスを発生するように構成されていることを特徴と
するものである。

【００３２】上記装置によれば、加圧ガス供給装置から
供給される低圧の加圧ガスを昇圧部で昇圧して容易に高
圧ガスとすることができ、その高圧ガスを使用すること
により、従来のように高圧ガスを充填したガスボンベを
購入して使用する必要がなくなる。そのため緊急の場合
や、輸送困難な場所等においても、需要設備に安定して
高圧ガスを供給することが可能になる。また高圧ガスを
充填したガスボンベを購入したときのように、使用量に
限界があるというような問題もない。

【００３３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の高圧ガス発生装置において、貯蔵室が既製のガスボン
ベで構成され、圧縮手段がそのガスボンベに接続された
高圧液体供給装置により構成されていることを特徴とす
るものである。この装置によれば、請求項１に記載の高
圧ガス発生装置の効果に加え、既製の安価なガスボンベ
を昇圧部の貯蔵室として使用するので、装置コストを低
下させることができる。請求項３に記載の発明は、請求
項１に記載の高圧ガス発生装置において、貯蔵室がシリ
ンダー室により構成され、圧縮手段がシリンダー室の内
容積を圧縮するピストンによって構成され、該ピストン
はダイカストマシンの油圧発生装置によって駆動され、
その駆動によりシリンダー室の加圧ガスを昇圧して高圧
ガスを発生するように構成されていることを特徴とする
ものである。この装置によれば、請求項１に記載の高圧
ガス発生装置の効果に加え、ダイカストマシンの油圧発
生装置を加圧ガスの圧縮に兼用して高圧ガスを発生させ
るので、装置コストと運転コストを低下させることがで
きる。

【００３４】請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求
項３のいずれかに記載の高圧ガス発生装置において、加
圧ガス供給装置から供給される加圧ガスを膜分離式窒素
ガス発生装置に供給し、その膜分離式窒素ガス発生装置
で膜分離によって分離した加圧窒素ガスを昇圧部の貯蔵
室に供給するように構成したことを特徴とするものであ
る。この装置によれば、請求項１〜請求項３のいずれか
に記載の高圧ガス発生装置の効果に加え、前記装置に膜
分離式窒素ガス発生装置を組み合わせることにより、簡
単な設備で容易に高圧窒素ガスを得られる。そのため従
来のように高圧窒素ガスを充填したガスボンベを購入し
て使用する必要がなくなる。従って緊急の場合や、輸送
困難な場所等においても、需要設備に安定して高圧窒素
ガスを供給することが可能になる。

【００３５】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の高圧ガス発生装置において、昇圧部で発生した高圧窒
素ガスを負荷設備へ供給する負荷配管と、負荷設備とし
てその負荷配管に接続された既製のガスボンベを備えて
いることを特徴とするものである。この装置によれば、
請求項４に記載の高圧ガス発生装置の効果に加え、前記
のようにして得られた高圧窒素ガスを既製のガスボンベ
に充填して貯蔵できるので、従来のように高圧窒素ガス
を充填したガスボンベを購入・使用せずに、需要特性に
応じていつでも高圧窒素ガスを負荷設備に供給すること
ができる。

【００３６】請求項６に記載の発明は、ダイカストマシ
ンの溶湯注入速度を高めるアキュムレータに高圧窒素ガ
スを供給する高圧ガス発生装置である。そして、膜分離
によって加圧空気から加圧窒素ガスを分離する膜分離式
窒素ガス発生装置と、加圧窒素ガスを圧縮する昇圧部
と、膜分離式窒素ガス発生装置から加圧窒素ガスを昇圧
部に供給する供給配管と、昇圧部で発生した高圧窒素ガ
スをアキュムレータへ供給する負荷配管を備えているこ
とを特徴とするものである。この装置によれば、簡単な
構造を有する膜分離式窒素ガス発生装置を使用して得ら
れる加圧窒素ガスを昇圧することによって、ダイカスト
マシンのアキュムレータに高圧窒素ガスを供給するよう
にしたので、従来のように高圧窒素ガスを充填したガス
ボンベを購入して使用する必要がなくなり、安価な高圧
窒素ガスをアキュムレータに安定して供給することが可
能になる。

【００３７】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
の高圧ガス発生装置において、昇圧部が膜分離式窒素ガ
ス発生装置から供給される加圧窒素ガスを貯蔵するため
の貯蔵室を有し、昇圧部から膜分離式窒素ガス発生装置
側へ貯蔵室の高圧ガスが逆流することを防止するため供
給配管に設けた逆止弁と、貯蔵室のガス圧力を検出する
圧力検出器と、貯蔵室に貯蔵された加圧窒素ガスを圧縮
する圧縮手段を備え、貯蔵室の加圧窒素ガスの圧力が予
め設定された値まで上昇したことを圧力検出器で検出し
たとき、前記圧縮手段が作動し貯蔵室の加圧窒素ガスを
昇圧して高圧窒素ガスを発生するように構成されている
ことを特徴とするものである。この装置によれば、請求
項６に記載の高圧ガス発生装置における効果に加え、簡
単な設備で且つ低コストで得られる高圧窒素ガスをダイ
カストマシンのアキュムレータに安定供給することがで
きる。

【００３８】請求項８に記載の発明は、請求項７に記載
の高圧ガス発生装置において、貯蔵室が既製のガスボン
ベにより構成され、圧縮手段がそのガスボンベに接続さ
れた高圧液体供給装置により構成されていることを特徴
とするものである。この装置によれば、請求項７に記載
の高圧ガス発生装置の効果に加え、高圧窒素ガスをより
低コストでダイカストマシンのアキュムレータに安定供
給することができる。

【００３９】請求項９に記載の発明は、請求項７に記載
の高圧ガス発生装置において、貯蔵室がシリンダー室に
より構成され、圧縮手段がシリンダー室の内容積を圧縮
するピストンによって構成され、該ピストンはダイカス
トマシンの油圧発生装置によって駆動され、その駆動に
よりシリンダー室の加圧窒素ガスを昇圧して高圧窒素ガ
スを発生するように構成されていることを特徴とするも
のである。この装置によれば、請求項７に記載の高圧ガ
ス発生装置の効果に加え、ダイカストマシンの油圧発生
装置を加圧窒素ガスの圧縮に兼用して高圧ガスを発生す
るので、一層低い装置コストと運転コストで高圧窒素ガ
スをダイカストマシンのアキュムレータに安定供給する
ことができる。

【００４０】請求項１０に記載の発明は、請求項６に記
載の高圧ガス発生装置において、昇圧部がガス昇圧装置
であることを特徴とするものである。この装置によれ
ば、請求項６に記載の高圧ガス発生装置の効果に加え、
市販のガス昇圧装置を使用して低圧の加圧窒素ガスから
高圧窒素ガスを容易に得て、それをダイカストマシンの
アキュムレータに安定供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高圧ガス発生装置の１例を示すプロセ
スフロー図。

【図２】図１の高圧ガス発生装置の変形例を示すプロセ
スフロー図。

【図３】図２の高圧ガス発生装置をさらに変形したプロ
セスフロー図。

【図４】図１に示した高圧ガス発生装置の変形例のプロ
セスフロー図。

【図５】図４に示した高圧ガス発生装置の変形例のプロ
セスフロー図。

【図６】本発明の高圧ガス発生装置のさらに他の例を示
すプロセスフロー図。

【図７】図６に示した高圧ガス発生装置の変形例のプロ
セスフロー図。

【図８】ダイカストマシンの溶湯注入速度を高めるアキ
ュムレータ１１に高圧窒素ガスを供給する高圧ガス発生
装置のさらに他の例を示すプロセスフロー図。

【図９】従来型ダイカストマシンとそれに付属して設け
たアキュムレータの関係を示すプロセスフロー図。

【符号の説明】

１ ダイカストマシン ２ 金型 ３ 注入シリンダ ４ 溶湯供給部 ５ 加圧シリンダ ６ 油圧ポンプ ７ ピストン ８ ロッド ９ ピストン １０ 油タンク １１ アキュムレータ １２ レベル計 １３ 圧力計 １４ 配管 １５ 配管 １６ 窒素ガスボンベ １６ａ 開閉弁 １７ 供給配管 １８ 開閉弁 １９ 開閉弁 ２０ 開閉弁 ２１ 油 ２１ａ 減圧弁 ３０ 高圧ガス発生装置 ３１ 昇圧部 ３２ 貯蔵室 ３３ 供給配管 ３３ａ 開閉弁 ３３ｂ 安全弁 ３４ 逆止弁 ３５ 圧縮手段 ３６ 負荷配管 ３６ａ 開閉弁 ３６ｂ 安全弁 ３７ 圧力検出器 ３８ 逆止弁 ３９ 配管接続部 ４０ 配管接続部 ４１ 油圧配管 ４２ レベル検出器 ４３ 油タンク ４４ 油圧ポンプ ４５ リターン配管 ４６ 開閉弁 ４７ 開閉弁 ４８ 高圧液体供給装置 ５０ ピストン ５１ シリンダー室 ５２ 油圧駆動装置 ５３ 配管 ５４ 開閉弁 ５５ 配管 ５６ 開閉弁 ６０ ガス昇圧装置 ６１ 配管 １００ 加圧ガス供給装置 １０１ 膜分離式窒素ガス発生装置 ２００ 負荷設備 ２０１ ガスボンベ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川野 完司 東京都大田区蒲田五丁目37番１号 東芝プ ラント建設株式会社内 (72)発明者 若松 敏文 東京都大田区蒲田五丁目37番１号 東芝プ ラント建設株式会社内 (72)発明者 芳賀 俊一 神奈川県川崎市幸区堀川町66番２ 東芝エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 五十嵐 力 神奈川県川崎市幸区堀川町66番２ 東芝エ ンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 3H076 AA29 AA35 AA40 BB31 BB43 CC07 CC41 CC93 CC98 CC99

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加圧ガス供給装置１００より供給される
   加圧ガスを昇圧して高圧ガスを発生する装置において、 加圧ガスを貯蔵するための貯蔵室３２を有する昇圧部３
   １と、 加圧ガス供給装置１００から加圧ガスを貯蔵室３２に供
   給する供給配管３３と、 昇圧部３１から加圧ガス供給装置１００側へ貯蔵室３２
   の高圧ガスが逆流することを防止するため供給配管３３
   に設けた逆止弁３４と、 貯蔵室３２のガス圧力を検出する圧力検出器３７と、 貯蔵室３２に設けられ、その室内の油面を検知するレベ
   ル検出器４２と、 貯蔵室３２の加圧ガスを圧縮する圧縮手段３５とを備
   え、 貯蔵室３２の加圧ガスの圧力が予め設定された値まで上
   昇したことを圧力検出器３７で検出したとき、前記圧縮
   手段３５が作動し貯蔵室３２の加圧ガスを昇圧して高圧
   ガスを発生するように構成されていることを特徴とする
   高圧ガス発生装置。
2. 【請求項２】 貯蔵室３２が既製のガスボンベにより構
   成され、圧縮手段３５がそのガスボンベに接続された高
   圧液体供給装置４８により構成された請求項１に記載の
   高圧ガス発生装置。
3. 【請求項３】 貯蔵室３２がシリンダー室５１により構
   成され、圧縮手段３５がシリンダー室５１の内容積を圧
   縮するピストン５０によって構成され、該ピストン５０
   はダイカストマシン１の油圧発生装置５２によって駆動
   され、その駆動によりシリンダー室５１の加圧ガスを昇
   圧して高圧ガスを発生するように構成された請求項１に
   記載の高圧ガス発生装置。
4. 【請求項４】 加圧ガス供給装置１００から供給される
   加圧ガスを膜分離式窒素ガス発生装置１０１に供給し、
   その膜分離式窒素ガス発生装置１０１で膜分離によって
   分離された加圧窒素ガスを昇圧部３１の貯蔵室３２に供
   給するように構成した請求項１〜請求項３のいずれかに
   記載の高圧ガス発生装置。
5. 【請求項５】 昇圧部３１で発生した高圧窒素ガスを負
   荷設備２００へ供給する負荷配管３６と、その負荷配管
   ３６に負荷設備２００として接続された既製のガスボン
   ベ２０１を備えた請求項４に記載の高圧ガス発生装置。
6. 【請求項６】 ダイカストマシン１の溶湯注入速度を高
   めるアキュムレータ１１に高圧窒素ガスを供給するため
   の高圧ガス発生装置において、膜分離によって加圧空気
   から加圧窒素ガスを分離する膜分離式窒素ガス発生装置
   １０１と、加圧窒素ガスを昇圧する昇圧部３１と、膜分
   離式窒素ガス発生装置１０１から加圧窒素ガスを昇圧部
   ３１に供給する供給配管３３と、昇圧部３１で発生した
   高圧窒素ガスをアキュムレータ１１へ供給する負荷配管
   ３６を備えていることを特徴とする高圧ガス発生装置。
7. 【請求項７】 昇圧部３１が膜分離式窒素ガス発生装置
   １０１から供給される加圧窒素ガスを貯蔵するための貯
   蔵室３２を有し、昇圧部３１から膜分離式窒素ガス発生
   装置１０１側へ貯蔵室３２の高圧ガスが逆流することを
   防止するため供給配管３３に設けた逆止弁３４と、貯蔵
   室３２のガス圧力を検出する圧力検出器３７と、貯蔵室
   ３２に貯蔵された加圧窒素ガスを圧縮する圧縮手段３５
   とを備え、貯蔵室３２の加圧窒素ガスの圧力が予め設定
   された値まで上昇したことを圧力検出器３７で検出した
   とき、前記圧縮手段３５が作動し貯蔵室３２の加圧窒素
   ガスを昇圧して高圧窒素ガスを発生するように構成され
   た請求項６に記載の高圧ガス発生装置。
8. 【請求項８】 貯蔵室３２が既製のガスボンベにより構
   成され、圧縮手段３５がそのガスボンベに接続された高
   圧液体供給装置４８により構成された請求項７に記載の
   高圧ガス発生装置。
9. 【請求項９】 貯蔵室３２がシリンダー室５１により構
   成され、圧縮手段３５がシリンダー室５１の内容積を圧
   縮するピストン５０によって構成され、該ピストン５０
   はダイカストマシン１の油圧発生装置５２によって駆動
   され、その駆動によりシリンダー室５１の加圧窒素ガス
   を昇圧して高圧窒素ガスを発生するように構成された請
   求項７に記載の高圧ガス発生装置。
10. 【請求項１０】 昇圧部３１がガス昇圧装置６０である
    請求項６に記載の高圧ガス発生装置。