JP2002001045A - 気体分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は空気圧縮機からの圧縮空気を窒素分
離膜モジュールと他の機器へ供給する際の圧力低下に伴
なう作業時間の延長防止することを課題とする。 【解決手段】 窒素発生装置１０は、空気供給管路１４
を介して供給された圧縮空気から窒素ガスを分離させる
窒素分離膜モジュール１６を有する。空気圧縮機１２
は、タイヤ２０に窒素ガスを充填するための窒素分離膜
モジュール１６及び、タイヤ２０を車両に固定するナッ
トを締め付けるエアドライバ４０に圧縮空気を供給して
おり、圧縮空気を複数箇所へ供給している。制御盤４２
のＣＰＵ４８には、第１の圧力センサ２６により検出さ
れた供給圧力値Ｐ１と第２の圧力センサ３６により検出
された製品ガス吐出圧力値Ｐ２とを比較し、その比較結
果から電磁弁２８を開弁または閉弁させてエアドライバ
４０への圧縮空気の圧力低下を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガス分離膜を用いて
圧縮空気中に含まれる製品ガスを分離するよう構成され
た気体分離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に空気中に含まれる窒素を分離させ
て取り出す気体分離装置としての窒素発生装置では、種
々の気体分離方法が用いられている。

【０００３】気体分離方法の一つに多数の中空糸が円筒
状の筐体内に収納された膜モジュールに空気を通すこと
により、中空糸を透過しやすい酸素と透過しにくい窒素
とに分離する膜分離方法がある。この膜分離方法では、
空気圧縮機と膜モジュールとから構成されており、装置
の小型化や低価格化が図れるので、膜分離方法を用いた
窒素発生装置の開発が進められている。

【０００４】この種の窒素発生装置の用途として、例え
ば大型トラック等の大きな荷重が作用するタイヤに窒素
ガスを充填する窒素ガス充填装置への適用が検討されて
いる。窒素ガスは、空気に比べて熱膨張率が小さいの
で、走行中のタイヤ温度が上昇してもタイヤの圧力変動
を抑制できるといった特性を有している。そのため、大
型トラック等のように大きな荷重を支えながら走行する
タイヤには、加圧された窒素ガスを充填している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記膜
分離方法の窒素発生装置では、空気圧縮機により生成さ
れた圧縮空気を供給されると、原料空気が加圧された状
態で膜モジュールを通過する過程で酸素と窒素とに分離
させるため、例えば空気圧縮機から供給される圧縮空気
が窒素発生装置以外の機器にも供給される場合、複数箇
所で同時に圧縮空気が使用されることになり、原料空気
から窒素を分離させることができなくなるとともに、他
の機器への圧縮空気の供給も圧力不足になってしまうと
いった問題がある。

【０００６】例えば、大型車両用のタイヤへ窒素ガスを
充填する場合、普通車両のタイヤよりも大量の窒素ガス
が消費されるため、複数の箇所へ同時に供給すると複数
の箇所で圧力不足が生じてしまいガス充填時間及びタイ
ヤ装着の作業時間が延長してしまう。

【０００７】そこで、本発明は上記課題を解決した気体
分離装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は以下のような特徴を有する。

【０００９】上記請求項１記載の発明は、空気供給経路
に空気圧縮機から供給された圧縮空気の圧力を検出する
圧力検出手段により検出された圧力値と予め設定された
基準値とを比較して圧力値が基準値より低いとき、空気
供給経路の弁を閉弁させるものであり、複数の箇所で同
時に圧縮空気を使用する際、ガス分離膜に供給される圧
縮空気を制限して他の機器への圧縮空気の供給を確保す
ることができる。

【００１０】また、請求項２記載の発明は、空気圧縮機
から空気供給経路に供給された圧縮空気の圧力を検出す
る第１の圧力検出手段により検出された第１の圧力値
と、ガス分離膜から供給された製品ガスの圧力を検出す
る第２の圧力検出手段により検出された第２の圧力値と
を比較して第１の圧力値より第２の圧力値が大きいと
き、空気供給経路の弁を閉弁させるものであり、複数の
箇所で同時に圧縮空気を使用する際、ガス分離膜に供給
される圧縮空気を制限して他の機器への圧縮空気の供給
を確保することができる。

【００１１】また、請求項３記載の発明は、ガス分離膜
の下流側に製品ガスを貯溜する製品ガスタンクを設けた
ものであり、他の機器で圧縮空気が使用されて空気圧縮
機からの供給圧力が低下してもガス分離膜により生成さ
れた製品ガスを安定供給することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明の実施の
形態について説明する。

【００１３】図１は本発明になる気体分離装置の第１実
施例の構成を示す系統図である。

【００１４】図１に示されるように、気体分離装置とし
ての窒素発生装置１０は、大略、空気圧縮機１２から原
料空気としての圧縮空気が供給される空気供給管路１４
と、空気供給管路１４を介して供給された圧縮空気から
窒素ガス（製品ガス）を分離させる窒素分離膜モジュー
ル１６と、窒素分離膜モジュール１６の製品ガス取出口
に接続された製品ガス供給管路１８と、製品ガス供給管
路１８に接続され大型トラックのタイヤ２０のチェック
弁２２に加圧された窒素ガスを充填するための接続チュ
ーブ２４を有する。

【００１５】窒素分離膜モジュール１６は、多数の中空
糸が充填された膜モジュールからなり、膜モジュールに
圧縮空気が供給されると、中空糸の内壁を透過しやすい
酸素と透過しにくい窒素とに分離する。そのため、圧縮
空気に含まれる酸素は、窒素分離膜モジュール１６の排
気口２５から外部に排出される。また、圧縮空気に含ま
れる窒素は、中空糸の微細な内部通路を通過した後、製
品ガス供給管路１８へ供給される。

【００１６】空気供給管路１４には、空気圧縮機１２か
ら窒素分離膜モジュール１６に供給される圧縮空気の供
給圧力Ｐ１を検出する第１の圧力センサ（第１の圧力検
出手段）２６と、空気供給管路１４を開または閉とする
電磁弁２８と、圧縮空気中の異物を除去するフィルタ３
０と、が配設されている。また、製品ガス供給管路１８
には、製品ガスの逆流を防止する逆止弁３２と、製品ガ
スの流量を規定量に調整する絞り３４と、タイヤ２０へ
供給される製品ガスの供給圧力（タイヤ充填圧力）Ｐ２
を検出する第２の圧力センサ（第２の圧力検出手段）３
６とが配設されている。

【００１７】空気圧縮機１２が接続される空気供給管路
１４の上流側端部の近傍には、分岐管路３８が分岐接続
されている。そして、分岐管路３８は、例えばタイヤ２
０のナットを締め付けるためのエアドライバ４０に接続
されている。従って、空気圧縮機１２は、タイヤ２０に
窒素ガスを充填するための窒素分離膜モジュール１６及
び、タイヤ２０を車両に固定するナット（図示せず）を
締め付けるエアドライバ４０に圧縮空気を供給してお
り、圧縮空気を複数箇所へ供給している。

【００１８】一般にエアドライバ４０で消費される空気
量に対してタイヤ２０へ充填される空気量の方が多いの
で、タイヤ２０へ窒素ガスを充填しているときにエアド
ライバ４０を使用しようとすると、エアドライバ４０に
供給される空気圧が低下して充分なナット締め付けトル
クが得られない。

【００１９】４２は制御盤で、タイヤ２０へ窒素ガスを
充填する際に操作される充填開始スイッチ４４と、タイ
ヤ２０の圧力が所定圧に達したとき操作される充填停止
スイッチ４６とが配設されている。また、制御盤４２の
ＣＰＵ４８には、第１の圧力センサ２６及び第２の圧力
センサ３６からの検出信号が入力されると、第１の圧力
センサ２６により検出された第１の圧力値（供給圧力
値）Ｐ１と第２の圧力センサ３６により検出された第２
の圧力値（製品ガス吐出圧力値）Ｐ２とを比較し、その
比較結果から電磁弁２８を開弁または閉弁させる制御プ
ログラム（制御手段）が格納されている。すなわち、制
御盤４２のＣＰＵ４８は、後述するように、複数の機器
で同時にお圧縮空気が消費される場合、圧縮空気の消費
量の最も大きいタイヤ２０への窒素ガスの充填を一時的
に停止させ、エアドライバ４０などのように圧縮空気を
一時的に消費する機器へ優先的に供給するようにして作
業が中断するのを防止して全体の作業効率を高めること
ができる。

【００２０】図２は制御盤４２のＣＰＵ４８が実行する
制御処理を説明するためのフローチャートである。

【００２１】図２に示されるように、ＣＰＵ４８は、ス
テップＳ１１（以下「ステップ」を省略する）におい
て、充填開始スイッチ４４がオンに操作されたかどうか
をチェックする。Ｓ１１で充填開始スイッチ４４がオン
に操作されると、Ｓ１２に進み、圧力センサ２６で検出
された圧力検出値Ｐ１を読み込み、Ｓ１３において、窒
素分離膜モジュール１６に供給される圧力Ｐ１が予め設
定された所定圧力Ｐ_Ａ（基準圧力）より大きいかどうか
をチェックする。このＳ１３において、圧力Ｐ１が予め
設定された所定圧力Ｐ_Ａより大きいときは（Ｐ１＞
Ｐ_Ａ）、Ｓ１４に進み、供給用の電磁弁２８を開弁させ
る。これで、空気圧縮機１２で生成された圧縮空気が空
気供給管路１４を介して窒素分離膜モジュール１６に供
給される。これにより、窒素分離膜モジュール１６に空
気圧縮機１２からの圧縮空気が供給されてタイヤ２０へ
充填される空気圧が確保される。そして、窒素分離膜モ
ジュール１６において、分離された窒素ガスが製品ガス
供給管路１８を介してタイヤ２２に充填される。

【００２２】尚、上記Ｓ１３でＰ１＜Ｐ_Ａであるとき
は、空気圧縮機１２から供給される圧力が不足している
ので、上記Ｓ１２に戻り、Ｓ１２、Ｓ１３の処理を繰り
返して空気圧縮機１２からの供給圧力が基準圧力Ｐ_Ａに
達するまで待機する。

【００２３】次のＳ１６では、圧力センサ２６で検出さ
れた圧力検出値Ｐ１を読み込み、空気圧縮機１２から窒
素分離膜モジュール１６に供給される圧力Ｐ１が予め設
定された所定圧力Ｐ_Ａ（基準圧力）より小さいかどうか
をチェックする。このＳ１６において、圧力Ｐ１が予め
設定された所定圧力Ｐ_Ａより小さいときは（Ｐ１＜
Ｐ _Ａ）、Ｓ１７に進み、電磁弁２８を閉弁させる。これ
で、空気圧縮機１２で生成された圧縮空気の供給が遮断
され、窒素分離膜モジュール１６への圧縮空気の供給が
停止される。そのため、タイヤ充填用の窒素ガスの生成
が中断されると共に、エアドライバ４０に供給される空
気圧が確保される。

【００２４】次の、Ｓ１８では、圧力センサ２６，３６
で検出された圧力検出値Ｐ１，Ｐ２を読み込み、Ｓ１９
において、圧力センサ２６，３６で検出された圧力検出
値Ｐ１，Ｐ２とを比較する。

【００２５】Ｓ１９において、空気圧縮機１２から窒素
分離膜モジュール１６へ供給される圧縮空気の圧力Ｐ１
が窒素分離膜モジュール１６からタイヤ２０へ供給され
る圧力Ｐ２がより低い場合（Ｐ１＜Ｐ２）、空気圧縮機
１２から供給される圧縮空気の圧力Ｐ１が低いのでＳ１
７に進み、供給用の電磁弁２８を閉弁させる。これで、
空気圧縮機１２で生成された圧縮空気の供給が遮断さ
れ、窒素分離膜モジュール１６への圧縮空気の供給が停
止される。そのため、タイヤ充填用の窒素ガスの生成が
中断されると共に、エアドライバ４０に供給される空気
圧が確保される。

【００２６】さらに、上記Ｓ１６において、圧力Ｐ１が
予め設定された所定圧力Ｐ_Ａより大きいときは（Ｐ１＞
Ｐ_Ａ）、Ｓ２０に進み、充填停止スイッチ４６がオンに
操作されたかどうかをチェックする。

【００２７】Ｓ２０において、充填停止スイッチ４６が
オンに操作されたときは、Ｓ２１に進み、電磁弁２８を
閉弁して今回の処理を終了する。また、Ｓ２０におい
て、充填停止スイッチ４６がオンに操作されていないと
きは、上記Ｓ１２に戻り、Ｓ１２以降の処理を繰り返
す。

【００２８】このように、タイヤ２０へ窒素ガスを充填
しているとき、他のエア機器で空気圧縮機１２の圧縮空
気を使用する場合に、空気圧縮機１２からの供給される
圧縮空気の圧力が所定圧Ｐ_Ａ以下に低下した場合、電磁
弁２８を閉弁させて窒素分離膜モジュール１６への圧縮
空気の供給を停止するため、空気供給管路１４から分岐
された分岐管路３８への圧縮空気の供給圧力を確保でき
る。

【００２９】さらに、本実施例では、空気圧縮機１２か
ら窒素分離膜モジュール１６に供給される圧力Ｐ１と、
基準となる所定圧Ｐ_Ａとを比較して電磁弁２８を開弁ま
たは閉弁させることにより、タイヤ２０以外のエア機器
への空気圧が不足して作業が中断することを防止できる
と共に、タイヤ２０への供給圧力も低下して充填時間が
延長してしまうことを防止できる。

【００３０】図３は制御盤４２のＣＰＵ４８が実行する
制御処理の変形例１を説明するためのフローチャートで
ある。

【００３１】図３に示されるように、ＣＰＵ４８は、Ｓ
３１において、充填開始スイッチ４４がオンに操作され
たかどうかをチェックする。Ｓ３１で充填開始スイッチ
４４がオンに操作されると、Ｓ３２に進み、圧力センサ
２６，３６で検出された圧力検出値Ｐ１，Ｐ２を読み込
み、Ｓ３３において、圧力センサ２６，３６で検出され
た圧力検出値Ｐ１，Ｐ２を比較する。尚、圧力センサ３
６が絞り３４の下流に設けられているため、圧力センサ
３６で検出された圧力検出値Ｐ２は、タイヤ２０に充填
された圧力と同一である。

【００３２】Ｓ３３で窒素分離膜モジュール１６に供給
される圧力Ｐ１が空気圧縮機１２から吐出される圧縮空
気の圧力Ｐ２より高い場合（Ｐ１＞Ｐ２）、Ｓ３４に進
み、供給用の電磁弁２８を開弁させる。これで、空気圧
縮機１２で生成された圧縮空気が空気供給管路１４を介
して窒素分離膜モジュール１６に供給され、さらに、窒
素分離膜モジュール１６に空気圧縮機１２からの圧縮空
気が供給されてタイヤ２０へ充填される空気圧が確保さ
れる。よって、窒素分離膜モジュール１６において、分
離された窒素ガスが製品ガス供給管路１８を介してタイ
ヤ２２に充填される。

【００３３】尚、上記Ｓ３３でＰ１＜Ｐ２のときは、空
気圧縮機１２からの供給圧力Ｐ１が不足しているので、
タイヤ２０への窒素ガス充填を遅らせて供給圧力Ｐ１が
Ｐ２以上に上昇するまで、上記Ｓ３２、Ｓ３３の処理を
繰り返す。

【００３４】次のＳ３５では、圧力センサ２６，３６で
検出された圧力検出値Ｐ１，Ｐ２を読み込み、Ｓ１６に
おいて、圧力センサ２６，３６で検出された圧力検出値
Ｐ１，Ｐ２とを比較する。

【００３５】Ｓ３６において、空気圧縮機１２から供給
される圧縮空気の圧力Ｐ１が窒素分離膜モジュール１６
からタイヤ２０へ供給される圧力Ｐ２がより低い場合
（Ｐ１＜Ｐ２）、空気圧縮機１２から供給される圧縮空
気の圧力Ｐ１が低いのでＳ３７に進み、供給用の電磁弁
２８を閉弁させる。これで、空気圧縮機１２で生成され
た圧縮空気の供給が遮断され、窒素分離膜モジュール１
６への圧縮空気の供給が停止される。そのため、タイヤ
充填用の窒素ガスの生成が中断されると共に、エアドラ
イバ４０に供給される空気圧が確保される。

【００３６】次の、Ｓ３８では、圧力センサ２６，３６
で検出された圧力検出値Ｐ１，Ｐ２とを読み込み、Ｓ３
９において、圧力センサ２６，３６で検出された圧力検
出値Ｐ１，Ｐ２とを比較する。そして、Ｓ３９におい
て、窒素分離膜モジュール１６から供給される圧力Ｐ２
が空気圧縮機１２から吐出される圧縮空気の圧力Ｐ１よ
り低い場合（Ｐ１＞Ｐ２）、前述したＳ１４に戻り電磁
弁２８を開弁して、Ｓ３４以降の処理を実行する。

【００３７】また、Ｓ３９において、空気圧縮機１２か
ら吐出される圧縮空気の圧力Ｐ１が窒素分離膜モジュー
ル１６から供給される圧力Ｐ２より低い場合（Ｐ１＜Ｐ
２）、空気圧縮機１２からの供給圧力Ｐ１が不足してい
るので、上記Ｓ３７に戻り、電磁弁２８を閉弁状態に保
つ。さらに、上記Ｓ３６において、空気圧縮機１２から
吐出される圧縮空気の圧力Ｐ１が窒素分離膜モジュール
１６から供給される圧力Ｐ２より高い場合（Ｐ１＞Ｐ
２）、Ｓ４０に進み、充填停止スイッチ４６がオンに操
作されたかどうかをチェックする。

【００３８】Ｓ４０において、充填停止スイッチ４６が
オンに操作されたときは、Ｓ４１に進み、電磁弁２８を
閉弁して今回の処理を終了する。また、Ｓ４０におい
て、充填停止スイッチ４６がオンに操作されていないと
きは、上記Ｓ３２に戻り、Ｓ３２以降の処理を繰り返
す。

【００３９】このように、タイヤ２０へ窒素ガスを充填
しているとき、他のエア機器で空気圧縮機１２の圧縮空
気を使用する場合に、空気圧縮機１２からの供給される
圧縮空気の圧力が低下した場合、電磁弁２８を閉弁させ
て窒素分離膜モジュール１６への圧縮空気の供給を停止
するため、空気供給管路１４から分岐された分岐管路３
８への圧縮空気の供給圧力を確保できる。

【００４０】さらに、本実施例では、空気圧縮機１２か
ら窒素分離膜モジュール１６に供給される圧力Ｐ１と、
窒素分離膜モジュール１６からタイヤ２０に充填される
圧力Ｐ２とを比較して電磁弁２８を開弁または閉弁させ
ることにより、タイヤ２０以外のエア機器への空気圧が
不足して作業が中断することを防止できると共に、タイ
ヤ２０への供給圧力も低下して充填時間が延長してしま
うことを防止できる。また、本実施例では、圧力Ｐ１と
Ｐ２との比較で電磁弁２８を開弁または閉弁させるた
め、タイヤ２０に窒素ガスが途中まで入っている場合で
も、Ｐ１＞Ｐ２であればタイヤ２０に窒素ガスを充填開
始できるので、充填時間の短縮を図ることができる。

【００４１】図４は制御盤４２のＣＰＵ４８が実行する
制御処理の変形例２を説明するためのフローチャートで
ある。

【００４２】図４に示されるように、ＣＰＵ４８は、Ｓ
５１において、充填開始スイッチ４４がオンに操作され
たかどうかをチェックする。Ｓ５１で充填開始スイッチ
４４がオンに操作されると、Ｓ５２に進み、圧力センサ
２６で検出された圧力検出値Ｐ１を読み込み、Ｓ５３に
おいて、圧力センサ２６で検出された圧力検出値Ｐ１と
窒素分離膜モジュール１６が窒素を効率良く分離するこ
とができる最低圧力Ｐ _Ｂとを比較する。

【００４３】Ｓ５３で窒素分離膜モジュール１６に供給
される圧力Ｐ１が圧力Ｐ_Ｂより高い場合（Ｐ１＞
Ｐ_Ｂ）、Ｓ５４に進み、圧力センサ２６で検出された圧
力検出値Ｐ１と圧力センサ３６で検出された圧力検出値
Ｐ２とを比較する。Ｓ５３で窒素分離膜モジュール１６
に供給される圧力Ｐ１が空気圧縮機１２から吐出される
圧縮空気の圧力Ｐ２より高い場合（Ｐ１＞Ｐ２）、Ｓ５
５に進み、供給用の電磁弁２８を開弁させる。これで、
空気圧縮機１２で生成された圧縮空気が空気供給管路１
４を介して窒素分離膜モジュール１６に供給され、これ
によって、窒素分離膜モジュール１６において所定圧力
の窒素ガスが生成される。よって、窒素分離膜モジュー
ル１６において分離された所定圧力、所定濃度の窒素ガ
スは、製品ガス供給管路１８を介してタイヤ２２に充填
される。

【００４４】尚、上記Ｓ５３で窒素分離膜モジュール１
６に供給される圧力Ｐ１が圧力Ｐ_Ｂより低い場合（Ｐ１
＜Ｐ_Ｂ）、窒素分離膜モジュール１６から充分な窒素濃
度の窒素ガスが得られないため、供給圧力Ｐ１がＰ_Ｂ以
上に上昇するまで、上記Ｓ５２，Ｓ５３の処理を繰り返
す。

【００４５】また、上記Ｓ５４でＰ１＜Ｐ２のときは、
空気圧縮機１２からの供給圧力Ｐ１が不足しているの
で、タイヤ２０への窒素ガス充填を遅らせて供給圧力Ｐ
１がＰ２以上に上昇するまで、上記Ｓ５２〜Ｓ５４の処
理を繰り返す。

【００４６】次のＳ５６では、圧力センサ２６で検出さ
れた圧力検出値Ｐ１を読み込み、Ｓ５７において、圧力
センサ２６で検出された圧力検出値Ｐ１と窒素分離膜モ
ジュール１６が窒素を効率良く分離することができる最
低圧力Ｐ_Ｂとを比較する。Ｓ５７で窒素分離膜モジュー
ル１６に供給される圧力Ｐ１が圧力Ｐ_Ｂより低い場合
（Ｐ１＜Ｐ_Ｂ）、Ｓ５９に進み、窒素分離膜モジュール
１６から供給される窒素ガスの窒素濃度が低いので、供
給用の電磁弁２８を閉弁させる。これで、空気圧縮機１
２で生成された圧縮空気の供給が遮断され、窒素分離膜
モジュール１６への圧縮空気の供給が停止される。

【００４７】次の、Ｓ６０では、圧力センサ２６，３６
で検出された圧力検出値Ｐ１，Ｐ２とを読み込み、Ｓ６
１において、圧力センサ２６，３６で検出された圧力検
出値Ｐ１，Ｐ２とを比較する。そして、Ｓ６１におい
て、窒素分離膜モジュール１６から供給される圧力Ｐ２
が空気圧縮機１２から吐出される圧縮空気の圧力Ｐ１よ
り低い場合（Ｐ１＞Ｐ２）、Ｓ６２に進み、圧力センサ
２６で検出された圧力検出値Ｐ１と窒素分離膜モジュー
ル１６が窒素を効率良く分離することができる最低圧力
Ｐ_Ｂとを比較する。Ｓ６２で窒素分離膜モジュール１６
に供給される圧力Ｐ１が圧力Ｐ_Ｂより高い場合（Ｐ１＞
Ｐ_Ｂ）、窒素分離膜モジュール１６から充分な窒素濃度
の窒素ガスが得られるため、前述したＳ５５に戻り電磁
弁２８を開弁して、Ｓ５５以降の処理を実行する。

【００４８】しかし、上記Ｓ６１において、窒素分離膜
モジュール１６から供給される圧力Ｐ２が空気圧縮機１
２から吐出される圧縮空気の圧力Ｐ１より高い場合（Ｐ
１＜Ｐ２）、あるいはＳ６２で窒素分離膜モジュール１
６に供給される圧力Ｐ１が圧力Ｐ_Ｂより低い場合（Ｐ１
＜Ｐ_Ｂ）には、窒素分離膜モジュール１６から充分な窒
素濃度の窒素ガスが得られないため、Ｓ５９に戻り、Ｓ
５９以降の処理を繰り返し実行する。

【００４９】また、上記５７において、窒素分離膜モジ
ュール１６に供給される圧力Ｐ１が圧力Ｐ_Ｂより高い場
合（Ｐ１＞Ｐ_Ｂ）、窒素分離膜モジュール１６から充分
な窒素濃度の窒素ガスが得られるため、Ｓ５８に進み、
圧力センサ２６，３６で検出された圧力検出値Ｐ１，Ｐ
２とを比較する。そして、Ｓ６１において、窒素分離膜
モジュール１６から供給される圧力Ｐ２が空気圧縮機１
２から吐出される圧縮空気の圧力Ｐ１より高い場合（Ｐ
１＜Ｐ２）、上記Ｓ５９〜Ｓ６２の処理実行する。 ま
た、上記５８において、窒素分離膜モジュール１６から
供給される圧力Ｐ２が空気圧縮機１２から吐出される圧
縮空気の圧力Ｐ１より低い場合（Ｐ１＞Ｐ２）、Ｓ６３
に進み、充填停止スイッチ４６がオンに操作されたかど
うかをチェックする。

【００５０】Ｓ６３において、充填停止スイッチ４６が
オンに操作されたときは、Ｓ６４に進み、電磁弁２８を
閉弁して今回の処理を終了する。また、Ｓ６３におい
て、充填停止スイッチ４６がオンに操作されていないと
きは、上記Ｓ５２に戻り、Ｓ５２以降の処理を繰り返
す。

【００５１】このように、窒素分離膜モジュール１６に
供給される圧力Ｐ１が圧力Ｐ_Ｂより低い場合（Ｐ１＜Ｐ
_Ｂ）には、窒素分離膜モジュール１６から充分な窒素濃
度の窒素ガスが得られないため、供給用の電磁弁２８を
閉弁させて空気圧縮機１２で生成された圧縮空気が窒素
分離膜モジュール１６へ供給されるのを防止できる。そ
のため、タイヤ２０へ充填された窒素ガスが窒素濃度不
足になることを防止できるとともに、空気圧縮機１２か
らの供給される圧縮空気の圧力が低下した場合、電磁弁
２８を閉弁させて窒素分離膜モジュール１６への圧縮空
気の供給を停止するため、タイヤ２０へ充填される窒素
ガスの圧力不足を解消することができる。

【００５２】図５は第２実施例の構成を示す系統図であ
る。

【００５３】図５に示されるように、第２実施例の窒素
発生装置５０では、窒素分離膜モジュール１６の製品ガ
ス取出口に接続された製品ガス供給管路１８に窒素分離
膜モジュール１６で生成された窒素ガスを貯溜するため
のＮ_２タンク５２が設けられている。そして、Ｎ_２タン
ク５２の上部から引き出された製品ガス供給管路５４に
は、圧力センサ３６、電磁弁５６、絞り５８が配設され
ている。本実施例の圧力センサ３６は、Ｎ_２タンク５２
の下流で絞り５８の上流に位置しており、Ｎ_２タンク５
２の圧力をＰ_２として検出する。尚、制御盤４２は、前
述した図２、図３のフローチャートの処理を実行する。

【００５４】Ｎ_２タンク５２は、エアドライバ４０が使
用されていないとき、窒素分離膜モジュール１６で生成
された窒素ガスが蓄積される。従って、タイヤ２０に窒
素ガスを充填する際は、電磁弁５６を開弁することによ
り充填することができる。その際、エアドライバ４０が
使用されても空気圧縮機１２からの供給される圧縮空気
の圧力低下の影響を受けにくく、タイヤ２０への窒素ガ
スの充填作業をスムーズに行えるとともに、その他のエ
ア機器への圧縮空気の供給も確保できる。

【００５５】尚、上記実施の形態では、窒素発生装置を
用いて説明したが、これに限らず、本発明が酸素発生装
置等の気体分離装置にも適用できるのは勿論である。

【００５６】

【発明の効果】上述の如く、請求項１記載の発明によれ
ば、空気供給経路に空気圧縮機から供給された圧縮空気
の圧力を検出する圧力検出手段により検出された圧力値
と予め設定された基準値とを比較して圧力値が基準値よ
り低いとき、空気供給経路の弁を閉弁させるため、複数
の箇所で同時に圧縮空気を使用する際、ガス分離膜に供
給される圧縮空気を制限して他の機器への圧縮空気の供
給を確保することができる。そのため、複数の機器へ圧
縮空気を同時に供給する場合、圧縮空気の消費量の大き
い機器への供給を一時的に停止することにより、他の機
器の圧力低下を防止して全体の作業効率を高めることが
できる。

【００５７】また、請求項２記載の発明によれば、空気
圧縮機から空気供給経路に供給された圧縮空気の圧力を
検出する第１の圧力検出手段により検出された第１の圧
力値と、ガス分離膜から供給された製品ガスの圧力を検
出する第２の圧力検出手段により検出された第２の圧力
値とを比較して第１の圧力値より第２の圧力値が大きい
とき、空気供給経路の弁を閉弁させるため、複数の箇所
で同時に圧縮空気を使用する際、ガス分離膜に供給され
る圧縮空気を制限して他の機器への圧縮空気の供給を確
保することができる。

【００５８】また、請求項３記載の発明によれば、ガス
分離膜の下流側に製品ガスを貯溜する製品ガスタンクを
設けたため、他の機器で圧縮空気が使用されて空気圧縮
機からの供給圧力が低下してもガス分離膜により生成さ
れた製品ガスを安定供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる気体分離装置の第１実施例の構成
を示す系統図である。

【図２】制御盤４２のＣＰＵ４８が実行する制御処理を
説明するためのフローチャートである。

【図３】制御盤４２のＣＰＵ４８が実行する制御処理の
変形例１を説明するためのフローチャートである。

【図４】制御盤４２のＣＰＵ４８が実行する制御処理の
変形例２を説明するためのフローチャートである。

【図５】第２実施例の構成を示す系統図である。

【符号の説明】

１０，５０ 窒素発生装置 １２ 空気圧縮機 １４ 空気供給管路 １６ 窒素分離膜モジュール １８ 製品ガス供給管路 ２０ タイヤ ２２ チェック弁 ２４ 接続チューブ ２６ 第１の圧力センサ ２８ 電磁弁 ３０ フィルタ ３２ 逆止弁 ３４ 絞り ３６ 第２の圧力センサ ３８ 分岐管路 ４０ エアドライバ ４２ 制御盤 ４４ 充填開始スイッチ ４６ 充填停止スイッチ ４８ ＣＰＵ ５２ Ｎ_２タンク ５４ 製品ガス供給管路 ５６ 電磁弁 ５８ 絞り

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H045 AA01 AA09 AA12 AA26 BA20 BA28 BA31 CA03 CA23 CA28 CA29 DA15 4D006 GA41 HA18 JA52A JA63A JA67A KA01 KB14 KE03Q KE06Q KE07Q KE08Q KE22Q KE24Q MA01 PA03 PB17 PB63 PC80

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮空気を供給する空気圧縮機と、該空
   気圧縮機から供給された圧縮空気を製品ガスと製品ガス
   以外のガスとに分離するガス分離膜と、前記空気圧縮機
   から前記ガス分離膜に圧縮空気を供給する空気供給経路
   と、該空気供給経路から分岐され他の機器に圧縮空気を
   供給する分岐経路とを有する気体分離装置において、 前記分岐経路の下流の前記空気供給経路に設けられ、前
   記空気圧縮機から供給された圧縮空気の圧力を検出する
   圧力検出手段と、 前記空気供給経路を開または閉とする弁と、 前記圧力検出手段により検出された圧力値と予め設定さ
   れた基準値とを比較する比較手段と、 該比較手段により前記圧力値が前記基準値より低いと判
   定されたとき、前記弁を閉弁させる制御手段と、 を備えてなることを特徴とする気体分離装置。
2. 【請求項２】 圧縮空気を供給する空気圧縮機と、該空
   気圧縮機から供給された圧縮空気を製品ガスと製品ガス
   以外のガスとに分離するガス分離膜と、前記空気圧縮機
   から前記ガス分離膜に圧縮空気を供給する空気供給経路
   と、該空気供給経路から分岐され他の機器に圧縮空気を
   供給する分岐経路とを有する気体分離装置において、 前記分岐経路の下流の前記空気供給経路に設けられ、前
   記空気圧縮機から供給された圧縮空気の圧力を検出する
   第１の圧力検出手段と、 前記ガス分離膜から供給された製品ガスの圧力を検出す
   る第２の圧力検出手段と、 前記空気供給経路を開または閉とする弁と、 前記第１の圧力検出手段により検出された第１の圧力値
   と前記第２の圧力検出手段により検出された第２の圧力
   値とを比較する比較手段と、 該比較手段による比較結果が前記第１の圧力値より前記
   第２の圧力値が大きいとき、前記弁を閉弁させる制御手
   段と、 を備えてなることを特徴とする気体分離装置。
3. 【請求項３】 前記請求項１記載の気体分離装置におい
   て、 前記ガス分離膜の下流側に前記製品ガスを貯溜する製品
   ガスタンクを設けたことを特徴とする気体分離装置。