JP2011156530A - Air compressor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas separation apparatus from which compressed air from a compressor is not emitted uselessly in unload operation. <P>SOLUTION: The gas separation apparatus 11 has an adsorption tank 17A or 17B to which the compressed air is supplied from the compressor 15 and an oxygen molecule is adsorbed on an adsorbent in the adsorption tank 17A or 17B to produce nitrogen gas. The compressor 15 is operated acceleratively for a predetermined time according to a pressure change of an air tank 40, which change is controlled by an inverter circuit 57, the amount of the product gas to be used or a pressure change of the adsorption tank 17A or 17B when an adsorption step is carried out. When the pressure of the air tank 40 is sufficiently high, the amount of the product gas to be used is small or the pressure of the adsorption tank 17A or 17B is raised sufficiently, the rotation of a motor 39 is decelerated suddenly. As a result, the compressed air from the compressor 15 is prevented from being emitted uselessly. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明はPSA式(Pressure Swing Adsorption )の気体分離装置に係り、特にコンプレッサからの圧縮空気の使用状態に応じてコンプレッサの運転効率を高めるよう構成した気体分離装置に関する。   The present invention relates to a PSA type (Pressure Swing Adsorption) gas separation device, and more particularly to a gas separation device configured to increase the operation efficiency of a compressor in accordance with the use state of compressed air from the compressor.

一般に、PSA式気体分離装置は、分子ふるいカーボンやゼオライトなどからなる吸着剤を用いて空気を窒素と酸素に分離し、いずれか一方を製品ガスとして取出し、使用するものである。   In general, a PSA type gas separation apparatus separates air into nitrogen and oxygen using an adsorbent composed of molecular sieve carbon, zeolite, etc., and takes out one of them as a product gas for use.

このため、例えば窒素ガスを取り出すPSA式気体分離装置にあっては、(1)吸着剤が充填された吸着槽にコンプレッサからの圧縮空気を導入して吸着剤に酸素分子を吸着させる吸着工程と、(2)吸着剤により分離生成された窒素を取出す取出工程と、(3)該吸着槽内を大気解放しまたは真空ポンプで減圧して吸着剤を再生する再生工程とを繰返す。即ち、取出工程では、吸着槽内の窒素を外部に取出し、一方再生工程では吸着された酸素を脱着し、次の吸着工程に備えるようになっている。   For this reason, for example, in a PSA type gas separation device that extracts nitrogen gas, (1) an adsorption step in which compressed air from a compressor is introduced into an adsorption tank filled with an adsorbent to adsorb oxygen molecules to the adsorbent; (2) The extraction step of taking out nitrogen separated and generated by the adsorbent, and (3) the regeneration step of releasing the inside of the adsorption tank to the atmosphere or reducing the pressure by a vacuum pump to regenerate the adsorbent are repeated. That is, in the extraction process, nitrogen in the adsorption tank is extracted outside, and in the regeneration process, the adsorbed oxygen is desorbed to prepare for the next adsorption process.

また、一対の吸着槽を有する装置では、一方の吸着槽で取出工程が完了し、他方の吸着槽で再生工程が完了した後、均圧工程を行う。この(4)均圧工程では、両吸着槽間を連通させて取出工程の後の吸着槽に残留するガスを再生工程の吸着槽へ供給して均圧化を図り、より高純度の製品ガスを生成するようにしている。   Moreover, in an apparatus having a pair of adsorption tanks, the pressure equalizing process is performed after the extraction process is completed in one adsorption tank and the regeneration process is completed in the other adsorption tank. In this (4) pressure equalization process, both adsorption tanks are communicated with each other, and the gas remaining in the adsorption tank after the extraction process is supplied to the adsorption tank in the regeneration process to achieve pressure equalization, thereby producing a higher purity product gas. Is generated.

ところが、上記気体分離装置では、上記各工程(1)〜(4)を繰り返して窒素を分離生成しているが、コンプレッサの回転数を一定にして空気タンクに所定圧力の圧縮空気を貯溜しており、吸着工程時に空気タンク内の圧縮空気が吸着槽へ供給される。尚、コンプレッサは空気タンクの圧力が上限圧力に達するとアンロード運転に切り換わるが、コンプレッサの駆動用モータの回転数は変化せず一定である。   However, in the gas separation device, nitrogen is separated and generated by repeating the steps (1) to (4). However, compressed air at a predetermined pressure is stored in an air tank with a constant rotation speed of the compressor. The compressed air in the air tank is supplied to the adsorption tank during the adsorption process. The compressor switches to the unload operation when the pressure of the air tank reaches the upper limit pressure, but the rotation speed of the compressor driving motor remains constant.

そのため、従来の気体分離装置では、例えば圧縮空気の使用状態や空気タンクの圧力に関係無く一定の回転数で駆動されているため、圧縮空気の使用量が減少しているときでも無駄に排気しなければならず、あるいは、空気タンクの圧力が充分にあるのに圧縮空気を無駄に排気しなければならかった。   For this reason, the conventional gas separation device is driven at a constant rotational speed regardless of, for example, the use state of compressed air or the pressure of the air tank, and therefore exhausts wastefully even when the amount of compressed air used is reduced. Otherwise, the compressed air must be exhausted wastefully even though the air tank pressure is sufficient.

よって、従来の気体分離装置においては、例えば圧縮空気の使用量が時間によって変動するような環境で使用される場合、圧縮空気を排気し続けることになり、コンプレッサの運転効率を高めることができなかった。   Therefore, in a conventional gas separation device, for example, when used in an environment where the amount of compressed air used varies over time, the compressed air will continue to be exhausted, and the operating efficiency of the compressor cannot be increased. It was.

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。   Then, an object of this invention is to provide the gas separation apparatus which solved the said subject.

本発明は上記課題を解決するため、以下のような特徴を有する。   In order to solve the above problems, the present invention has the following features.

上記請求項1記載の発明は、吸着剤が充填された吸着槽にコンプレッサからの圧縮空気を供給して吸着槽内を昇圧させる気体分離装置であり、コンプレッサからの圧縮空気の使用状態を検出する検出手段により検出された圧縮空気の使用量が所定値以下のときモータの回転数を所定の割合で減速する回転制御手段を備えてなり、コンプレッサで圧縮された空気を無駄に排気することを防止してコンプレッサの運転効率を高めることが可能になる。   The invention described in claim 1 is a gas separation device that supplies compressed air from a compressor to an adsorption tank filled with an adsorbent and pressurizes the inside of the adsorption tank, and detects a use state of the compressed air from the compressor. It is equipped with a rotation control means that decelerates the motor speed at a predetermined rate when the amount of compressed air detected by the detection means is less than or equal to a predetermined value, thereby preventing the air compressed by the compressor from being exhausted wastefully. Thus, it becomes possible to increase the operation efficiency of the compressor.

また、請求項2記載の発明は、検出手段がコンプレッサの空気タンクの圧力を検出する圧力検出器からなり、空気タンクの圧力が所定値以上になると、モータの回転数を所定の割合で減速して、コンプレッサで圧縮された空気を無駄に排気することを防止できる。   According to a second aspect of the present invention, the detecting means comprises a pressure detector for detecting the pressure of the air tank of the compressor, and when the pressure of the air tank exceeds a predetermined value, the rotational speed of the motor is reduced at a predetermined rate. Thus, it is possible to prevent the air compressed by the compressor from being exhausted wastefully.

また、請求項3記載の発明は、検出手段が製品ガスの吐出流量を検出する流量計からなり、製品ガスの吐出流量が所定値以下になると、モータの回転数を所定の割合で減速して、コンプレッサで圧縮された空気を無駄に排気することを防止できる。   According to a third aspect of the present invention, the detecting means comprises a flow meter for detecting the discharge flow rate of the product gas, and when the discharge flow rate of the product gas becomes a predetermined value or less, the rotational speed of the motor is reduced at a predetermined rate. It is possible to prevent the air compressed by the compressor from being exhausted wastefully.

また、請求項4記載の発明は、検出手段が吸着槽の圧力を検出する圧力検出器からなり、吸着槽の圧力が吸着剤の使用可能最大圧力に達すると、モータの回転数を所定の割合で減速して、コンプレッサで圧縮された空気を無駄に排気することを防止できる。   According to a fourth aspect of the present invention, the detecting means comprises a pressure detector for detecting the pressure in the adsorption tank, and when the pressure in the adsorption tank reaches the maximum usable pressure of the adsorbent, the rotation speed of the motor is set at a predetermined ratio. It is possible to prevent the air compressed by the compressor from being exhausted wastefully.

上述の如く、請求項1記載の発明によれば、吸着剤が充填された吸着槽にコンプレッサからの圧縮空気を供給して吸着槽内を昇圧させる気体分離装置であり、コンプレッサからの圧縮空気の使用状態を検出する検出手段により検出された圧縮空気の使用量が所定値以下のときモータの回転数を所定の割合で減速する回転制御手段を備えてなるため、コンプレッサで圧縮された空気を無駄に排気することを防止してコンプレッサの運転効率を高めることができる。   As described above, according to the first aspect of the present invention, the gas separation device is configured to supply the compressed air from the compressor to the adsorption tank filled with the adsorbent and pressurize the inside of the adsorption tank. When the use amount of the compressed air detected by the detection means for detecting the use state is less than a predetermined value, the rotation control means for decelerating the motor speed at a predetermined rate is provided, so that the air compressed by the compressor is wasted. It is possible to increase the operating efficiency of the compressor by preventing the exhaust air from being exhausted.

また、請求項2記載の発明によれば、検出手段がコンプレッサの空気タンクの圧力を検出する圧力検出器からなるため、空気タンクの圧力が所定値以上になると、モータの回転数を所定の割合で減速して、コンプレッサで圧縮された空気を無駄に排気することを防止できる。   According to the second aspect of the present invention, since the detecting means comprises a pressure detector for detecting the pressure of the air tank of the compressor, when the pressure of the air tank exceeds a predetermined value, the rotational speed of the motor is set to a predetermined ratio. It is possible to prevent the air compressed by the compressor from being exhausted wastefully.

また、請求項3記載の発明によれば、検出手段が製品ガスの吐出流量を検出する流量計からなるため、製品ガスの吐出流量が所定値以下になると、モータの回転数を所定の割合で減速して、コンプレッサで圧縮された空気を無駄に排気することを防止できる。   According to the third aspect of the present invention, since the detecting means comprises a flow meter for detecting the discharge flow rate of the product gas, when the discharge flow rate of the product gas becomes a predetermined value or less, the rotational speed of the motor is increased at a predetermined rate. It can decelerate and it can prevent exhausting the air compressed with the compressor.

また、請求項4記載の発明によれば、検出手段が吸着槽の圧力を検出する圧力検出器からなるため、吸着槽の圧力が吸着剤の使用可能最大圧力に達すると、モータの回転数を所定の割合で減速して、コンプレッサで圧縮された空気を無駄に排気することを防止できる。   According to the invention described in claim 4, since the detecting means comprises a pressure detector for detecting the pressure in the adsorption tank, when the pressure in the adsorption tank reaches the maximum usable pressure of the adsorbent, the rotation speed of the motor is reduced. It is possible to prevent the air compressed by the compressor from being exhausted wastefully by decelerating at a predetermined rate.

本発明になる気体分離装置の一実施例の概略構成図である。It is a schematic block diagram of one Example of the gas separation apparatus which becomes this invention. コンプレッサの構成を拡大して示す構成図である。It is a block diagram which expands and shows the structure of a compressor. 各工程のバルブ動作及び各吸着槽の圧力変化を示す工程図である。It is process drawing which shows the valve operation | movement of each process, and the pressure change of each adsorption tank. インバータ回路57が実行する処理のフローチャートである。5 is a flowchart of processing executed by an inverter circuit 57. コンプレッサの吐出空気量、吐出圧力、回転数の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the amount of discharge air of a compressor, discharge pressure, and rotation speed. 変形例1の構成を示す構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram showing a configuration of Modification 1; インバータ回路57が実行する変形例1の処理を示すフローチャートである。7 is a flowchart showing processing of Modification 1 executed by an inverter circuit 57. 変形例2の構成を示す構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram showing a configuration of Modification 2. インバータ回路57が実行する変形例2の処理を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing processing of Modification 2 performed by the inverter circuit 57.

以下、図面と共に本発明の一実施例について説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明になる気体分離装置の一実施例を示す構成図である。   FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a gas separation apparatus according to the present invention.

図1に示されるように、気体分離装置11は圧縮空気から窒素を製品ガスとして生成するPSA式の窒素発生装置であり、スタート信号の入来により作動開始する。制御装置12は冷凍式ドライヤ13,コンプレッサ15を有する空気供給ユニット16,吸着ユニット17及び貯蔵ユニット18の各バルブV〜V11を制御する。また、制御装置12のメモリには、後述するようにコンプレッサ15の吐出圧力と回転数との関係を示すデータ(図5参照)が記憶されている。 As shown in FIG. 1, the gas separation device 11 is a PSA-type nitrogen generator that generates nitrogen as a product gas from compressed air, and starts to operate when a start signal is received. The control device 12 controls the valves V 1 to V 11 of the refrigeration dryer 13, the air supply unit 16 having the compressor 15, the adsorption unit 17 and the storage unit 18. Further, the memory of the control device 12 stores data (see FIG. 5) indicating the relationship between the discharge pressure of the compressor 15 and the rotational speed, as will be described later.

コンプレッサ15で生成された圧縮空気は、冷凍式ドライヤ13で除湿され、乾燥した清浄な圧縮空気として吸着ユニット17に供給される。空気供給ユニット16と吸着ユニット17との間は、管路19を介して接続されている。従って、ドライヤ13で乾燥された圧縮空気は、管路19を通って吸着ユニット17で分岐した給気側の管路20,21を介して分子ふるいカーボンよりなる吸着剤が充填された第1,第2の吸着槽17A,17Bに供給される。また、管路20,21には、排気用の管路22,23が分岐接続されている。   The compressed air generated by the compressor 15 is dehumidified by the refrigeration dryer 13 and is supplied to the adsorption unit 17 as dry and clean compressed air. The air supply unit 16 and the adsorption unit 17 are connected via a pipe line 19. Therefore, the compressed air dried by the dryer 13 passes through the pipe line 19 and the first and second adsorbents made of molecular sieve carbon are filled through the supply-side pipe lines 20 and 21 branched by the adsorption unit 17. It is supplied to the second adsorption tanks 17A and 17B. In addition, exhaust pipes 22 and 23 are branchedly connected to the pipes 20 and 21.

図2はコンプレッサの構成を拡大して示す図である。   FIG. 2 is an enlarged view showing the configuration of the compressor.

図2に示すように、コンプレッサ15は、パッケージ形圧縮機と呼ばれる空気圧縮機で、スチール製の筐体37内にスクロール式の圧縮機38、モータ39、空気タンク40を立体的、且つコンパクトに収納してなる。また、モータ39には、回転数を検出するためのレゾルバあるいはロータリエンコーダなどからなる回転検出器46が設けられている。また、空気タンク40には、圧縮空気が充填されたときの圧力を検出する圧力検出器47が設けられている。   As shown in FIG. 2, the compressor 15 is an air compressor called a package compressor, and a scroll compressor 38, a motor 39, and an air tank 40 are three-dimensionally and compactly arranged in a steel casing 37. It is stored. The motor 39 is provided with a rotation detector 46 including a resolver or a rotary encoder for detecting the number of rotations. The air tank 40 is provided with a pressure detector 47 that detects the pressure when the compressed air is filled.

筐体37のベース41上には、防振ゴム42を介して架台43が固定されている。モータ39はブラケット44を介して架台43上に固定され、空気タンク40はブラケット45を介して架台43上に固定されている。   On the base 41 of the housing 37, a gantry 43 is fixed via an anti-vibration rubber 42. The motor 39 is fixed on the gantry 43 via a bracket 44, and the air tank 40 is fixed on the gantry 43 via a bracket 45.

圧縮機38は、固定スクロールとモータ39に回転駆動される旋回スクロールとを組み合わせてなる。固定スクロール及び旋回スクロールは、インボリュート曲線又はインボリュート曲線に近いうず巻き状に形成された複数の隔壁を有する。そして、固定スクロールと旋回スクロール隔壁間には、三日月状の圧縮室が形成されており、中央部付近の圧縮室ほどその容積が小さい。そのため、外周側から圧縮室に流入した空気は、旋回スクロールの回転とともに中央部に移動しながら圧縮される。   The compressor 38 is a combination of a fixed scroll and a turning scroll that is rotationally driven by a motor 39. The fixed scroll and the orbiting scroll have a plurality of partition walls formed in an involute curve or a spiral shape close to the involute curve. A crescent-shaped compression chamber is formed between the fixed scroll and the orbiting scroll partition wall, and the volume of the compression chamber near the center is smaller. Therefore, the air flowing into the compression chamber from the outer peripheral side is compressed while moving to the central portion along with the rotation of the orbiting scroll.

筐体37の前面に設けられた操作パネル51には、スタートスイッチ釦52、停止スイッチ釦53、運転時間計54、吐出圧力表示部55等が配設されている。   An operation panel 51 provided on the front surface of the housing 37 is provided with a start switch button 52, a stop switch button 53, an operation hour meter 54, a discharge pressure display portion 55, and the like.

57はインバータ回路(モータ回転制御手段)で、上記コンプレッサ5を駆動するモータ39の回転数を制御しており、空気タンク40に貯留された圧縮空気の使用状態に応じてモータ39の回転数を減速する。このインバータ回路57は、例えばコンバータ(図示せず)により正弦波の交流をいったん直流に順変換し、これをトランジスタ(図示せず)のオン、オフにより可変周波数の交流に逆変換するので、モータ39の定格周波数を任意に変更させることができる。   Reference numeral 57 denotes an inverter circuit (motor rotation control means) that controls the rotation speed of the motor 39 that drives the compressor 5. The rotation speed of the motor 39 is set according to the use state of the compressed air stored in the air tank 40. Slow down. This inverter circuit 57 temporarily converts a sine wave alternating current into a direct current by a converter (not shown), for example, and reversely converts this to a variable frequency alternating current by turning on and off a transistor (not shown). The rated frequency of 39 can be arbitrarily changed.

従って、モータ39の出力軸はインバータ回路57から出力された交流の可変周波数に応じた回転数で回転駆動される。そのため、インバータ回路57は後述するように吸着工程時にのみコンプレッサ15を駆動するモータ39を増速させてコンプレッサ15の圧縮空気生成量を増大させるように制御するとともに、空気タンク40の圧力が所定以上(例えば、6.5kgf/m2以上)に昇圧している状態で圧縮空気の使用量が少ないときは、モータ39の回転数を減速して圧縮空気が無駄に排気されることを防止する。 Accordingly, the output shaft of the motor 39 is rotationally driven at a rotational speed corresponding to the AC variable frequency output from the inverter circuit 57. Therefore, as will be described later, the inverter circuit 57 controls the motor 39 that drives the compressor 15 only during the adsorption process so as to increase the amount of compressed air generated by the compressor 15, and the pressure of the air tank 40 is equal to or higher than a predetermined value. When the amount of compressed air used is small in a state where the pressure is increased (for example, 6.5 kgf / m 2 or more), the rotation speed of the motor 39 is reduced to prevent the compressed air from being exhausted wastefully.

吸着槽27A,27Bの上部には取出側の管路24,25が接続されており、両管路24,25間には両吸着槽17A,17Bを接続する均圧用の管路26が横架されている。又、上記管路24,25は吸着ユニット17と貯蔵ユニット18とを接続する管路27に接続されている。さらに、給気用の管路20,21との間を接続する排気用の管路22,23にはサイレンサ32が設けられている。   Pipes 24 and 25 on the take-out side are connected to the upper portions of the adsorption tanks 27A and 27B, and a pressure equalizing pipe 26 for connecting the adsorption tanks 17A and 17B is horizontally placed between the two pipelines 24 and 25. Has been. The pipes 24 and 25 are connected to a pipe 27 that connects the adsorption unit 17 and the storage unit 18. Further, a silencer 32 is provided in the exhaust pipes 22 and 23 that connect between the air supply pipes 20 and 21.

貯蔵ユニット18は製品ガスとしてのNガスが蓄圧される窒素槽33と、窒素槽33内の酸素濃度を計測する酸素センサ34とよりなる。窒素槽33の下部には上記管路27が接続されており、吸着槽17A,17Bで分離された高純度のNガスは管路27を介して窒素槽33に供給される。又、窒素槽33の上部にはNガスを取り出す取出管路35が接続されている。この取出管路35は下流側のNガスを使用する装置(図示せず)へ延在している。 The storage unit 18 includes a nitrogen tank 33 that stores N 2 gas as a product gas, and an oxygen sensor 34 that measures the oxygen concentration in the nitrogen tank 33. The pipe 27 is connected to the lower part of the nitrogen tank 33, and the high purity N 2 gas separated in the adsorption tanks 17 A and 17 B is supplied to the nitrogen tank 33 through the pipe 27. An extraction pipe 35 for extracting N 2 gas is connected to the upper part of the nitrogen tank 33. The take-out conduit 35 extends to a device (not shown) that uses downstream N 2 gas.

又、酸素センサ34は管路36を介して窒素槽33と接続されている。   Further, the oxygen sensor 34 is connected to the nitrogen tank 33 via a pipe line 36.

上記各管路20〜26,35,36には常閉形の電磁弁V〜V11が配設されており、各電磁弁V〜Vは後述するように制御装置12からの信号により還流、吸着、再生、取出し、均圧の各工程に応じて選択的に開弁する。 Normally closed solenoid valves V 1 to V 11 are disposed in the pipes 20 to 26, 35, and 36, and the solenoid valves V 1 to V 8 are controlled by signals from the control device 12 as will be described later. The valve is selectively opened according to each step of reflux, adsorption, regeneration, removal, and pressure equalization.

上記気体分離装置11においては、スタートスイッチ釦52の操作によりコンプレッサ15のモータ39が起動して圧縮機38が駆動される。圧縮機38により生成された圧縮空気は、空気タンク40に蓄圧される。空気タンク40の圧縮空気は空気ドライヤ13に供給されて除湿された後、吸着ユニット17に供給される。   In the gas separation device 11, the operation of the start switch button 52 activates the motor 39 of the compressor 15 to drive the compressor 38. The compressed air generated by the compressor 38 is accumulated in the air tank 40. The compressed air in the air tank 40 is supplied to the air dryer 13 and dehumidified, and then supplied to the adsorption unit 17.

図3は各工程のバルブ動作及び各吸着槽の圧力変化を示す工程図である。   FIG. 3 is a process diagram showing the valve operation of each process and the pressure change in each adsorption tank.

図3に示すように、吸着ユニット17では、第1,第2の吸着槽17A,17B内に上記空気ドライヤ13により乾燥された圧縮空気が供給されて、昇圧、減圧を繰り返しながら原料空気から窒素と酸素とを分離する。尚、吸着ユニット17では製品ガスとしての窒素を安定供給するため、第1の吸着槽17Aが昇圧されて吸着工程のとき第2の吸着槽17Bでは減圧されて再生工程が行なわれ、これとは逆に、第1の吸着槽17Aが再生工程のとき第2の吸着槽17Bは吸着工程となる。   As shown in FIG. 3, in the adsorption unit 17, the compressed air dried by the air dryer 13 is supplied into the first and second adsorption tanks 17A and 17B, and the pressure is increased and the pressure is reduced. And oxygen are separated. In order to stably supply nitrogen as a product gas in the adsorption unit 17, the first adsorption tank 17A is pressurized and the second adsorption tank 17B is depressurized during the adsorption process, and the regeneration process is performed. Conversely, when the first adsorption tank 17A is a regeneration process, the second adsorption tank 17B is an adsorption process.

従って、制御装置12は予め入力されたプログラムに基づいて吸着槽17A,17Bが交互に窒素ガスを生成するように吸着ユニット7の各バルブV〜V11を開閉制御する。 Accordingly, the control device 12 controls the opening and closing of the valves V 1 to V 11 of the adsorption unit 7 so that the adsorption tanks 17A and 17B alternately generate nitrogen gas based on a program inputted in advance.

ここで、上記構成になる気体分離装置11において、各工程ごとに開閉する吸着ユニット17の各バルブV〜Vの動作について説明する。 Here, the operation of the valves V 1 to V 9 of the adsorption unit 17 that opens and closes for each process in the gas separation device 11 configured as described above will be described.

図3に示されるように、各バルブV〜Vは「白抜き」が開弁状態であり、「黒塗り」が閉弁状態であることを示す。(1) 第1工程(吸着槽A=環流・吸着、吸着槽B=再生)
図3において、バルブV,V,Vが開弁する。そのため、吸着槽17Aにはドライヤ13からの圧縮空気が下方から供給されるとともに、窒素槽33からの窒素ガスが上方から還流される。同時に上記の如くインバータ回路57によりコンプレッサ15からの圧縮空気供給量が増大し、吸着槽17Aは短時間で昇圧し、内部に充填された吸着剤が酸素分子を吸着する。
As shown in FIG. 3, each of the valves V 1 to V 9 indicates that “white” is in an open state and “black” is in a closed state. (1) 1st process (adsorption tank A = reflux / adsorption, adsorption tank B = regeneration)
In FIG. 3, valves V 1 , V 3 and V 6 are opened. Therefore, compressed air from the dryer 13 is supplied to the adsorption tank 17A from below, and nitrogen gas from the nitrogen tank 33 is refluxed from above. At the same time, the amount of compressed air supplied from the compressor 15 is increased by the inverter circuit 57 as described above, the pressure in the adsorption tank 17A is increased in a short time, and the adsorbent filled inside adsorbs oxygen molecules.

多孔質の分子ふるいカーボンよりなる吸着剤は、圧力と吸着量との関係により吸着槽17A内の圧力変化に応じて酸素分子を吸着し、減圧されるとその圧力差により酸素分子を脱着する。   The adsorbent made of porous molecular sieve carbon adsorbs oxygen molecules according to the pressure change in the adsorption tank 17A due to the relationship between the pressure and the amount of adsorption, and desorbs oxygen molecules due to the pressure difference when the pressure is reduced.

尚、図3中、圧縮機供給圧力の線図で分かるように、吸着工程時上記コンプレッサ15の空気タンク40から吸着槽17Aに圧縮空気が供給されてもモータ39の増速運転により吸着槽17Aに供給される圧力は急激に低下せず、圧縮空気が安定供給される。又、吸着槽17Aにおける吸着性能は所定圧力(例えば5Kg/cm)以上になると大幅に向上しないので、実際には吸着槽17A内の圧力がほぼ5Kg/cm程度の圧力を一定に保つようにコンプレッサ15の運転状態、換言すればモータ39の回転数を増速又は減速制御する。 As can be seen from the diagram of the compressor supply pressure in FIG. 3, even if compressed air is supplied from the air tank 40 of the compressor 15 to the adsorption tank 17 </ b> A during the adsorption process, the speed increase operation of the motor 39 increases the adsorption tank 17 </ b> A. The pressure supplied to the air does not drop rapidly, and the compressed air is stably supplied. Further, since the adsorption performance in the adsorption tank 17A is not significantly improved when the pressure exceeds a predetermined pressure (for example, 5 kg / cm 2 ), the pressure in the adsorption tank 17A is actually kept constant at a pressure of about 5 kg / cm 2. In addition, the operating state of the compressor 15, in other words, the rotational speed of the motor 39 is controlled to increase or decrease.

他の吸着槽17BではバルブV6の開弁により残存ガスが大気中に排気されて減圧される。そのため、吸着槽17B内に充填された充填剤は前回の吸着工程で吸着した酸素分子が脱着されて再生される。   In the other adsorption tank 17B, the residual gas is exhausted into the atmosphere and decompressed by opening the valve V6. Therefore, the filler filled in the adsorption tank 17B is regenerated by desorbing the oxygen molecules adsorbed in the previous adsorption step.

そして、均圧用管路26に設けられた吸着槽28は排気用の管路29のバルブV9が開弁しているので、内部が大気圧に減圧されて吸着剤が再生される。(2) 第2工程(吸着槽A=取出し、吸着槽B=再生)
図3において、前記第1工程と同様バルブV,V,Vが開弁している。
And since the adsorption | suction tank 28 provided in the pressure equalization pipe 26 has the valve | bulb V9 of the exhaust pipe 29 opened, the inside is pressure-reduced to atmospheric pressure and adsorbent is reproduced | regenerated. (2) Second step (adsorption tank A = removal, adsorption tank B = regeneration)
In FIG. 3, valves V 1 , V 3 and V 6 are opened as in the first step.

吸着槽17AではバルブV1の開弁により圧縮空気が供給され続けられているため、短時間でコンプレッサ15の供給圧力近くまで昇圧する。そして、吸着剤により分離生成された窒素ガスがバルブVを介して窒素槽33へ取出される。 In the adsorption tank 17A, since the compressed air is continuously supplied by opening the valve V1, the pressure is increased to near the supply pressure of the compressor 15 in a short time. Then, the nitrogen gas generated separated by the adsorbent is taken out into a nitrogen tank 33 through a valve V 3.

尚、他方の吸着槽17BはバルブVの開弁により再生工程である。又、前述したように、コンプレッサ15では吸着槽17Aの吸着工程終了とともに定常速度の運転に戻る。(3) 第3工程(吸着槽A,吸着槽B=均圧)
図3において、上記バルブV,V,Vが閉弁した後、均圧用管路26のバルブV,Vが開弁する。
Incidentally, the other adsorption tank 17B is a regeneration step by opening the valve V 6. Further, as described above, the compressor 15 returns to the steady speed operation at the end of the adsorption process of the adsorption tank 17A. (3) Third step (Adsorption tank A, Adsorption tank B = equal pressure)
In FIG. 3, after the valves V 1 , V 3 , V 6 are closed, the valves V 4 , V 8 of the pressure equalizing pipeline 26 are opened.

一方の吸着槽17Aでは取出工程が完了したため、略コンプレッサ15からの供給圧力まで昇圧しているのに対し、他方の吸着槽17Bでは再生工程が完了しているので略大気圧まで減圧されている。又、均圧用管路26に設けられた吸着槽28も再生工程が完了して減圧されている。   Since the extraction process is completed in one of the adsorption tanks 17A, the pressure is increased to approximately the supply pressure from the compressor 15, whereas in the other adsorption tank 17B, the regeneration process is completed, so the pressure is reduced to approximately atmospheric pressure. . Further, the adsorption tank 28 provided in the pressure equalizing pipe 26 is also decompressed after the regeneration process is completed.

そのため、吸着槽17A内には窒素濃度の高いNガスが加圧された状態で残存している。 Therefore, N 2 gas with a high nitrogen concentration remains in the adsorption tank 17A in a pressurized state.

均圧用の吸着槽28の両側に配設された上記バルブV,Vが開弁すると、吸着槽17A内のNガスが均圧用ガスとしてバルブVを介して吸着槽28に供給される。そして、吸着槽28内が昇圧すると均圧用ガス中に含まれている酸素分子が吸着剤に吸着される。 When the valves V 4 and V 8 disposed on both sides of the pressure equalizing adsorption tank 28 are opened, the N 2 gas in the adsorption tank 17A is supplied to the adsorption tank 28 through the valve V 4 as a pressure equalizing gas. The When the pressure in the adsorption tank 28 is increased, oxygen molecules contained in the pressure equalizing gas are adsorbed by the adsorbent.

さらに、吸着槽28により分離生成された均圧用ガスは吸着槽17Aから取出したときよりも高純度のNガスとなって吸着槽17Bへ送出される。従って、吸着槽17Bは吸着槽28を介して供給された高純度のNガスにより加圧状態となり、次の吸着工程に備える。 Further, the pressure equalizing gas separated and generated by the adsorption tank 28 is sent to the adsorption tank 17B as N 2 gas having a higher purity than when taken out from the adsorption tank 17A. Accordingly, the adsorption tank 17B is pressurized by the high-purity N 2 gas supplied through the adsorption tank 28, and is prepared for the next adsorption step.

このように、均圧工程においてはバルブV,Vの開弁により昇圧された一方の吸着槽17Aが急速に減圧されるため、前回の吸着工程で吸着剤に吸着された酸素分子が脱着されてしまう。そのため、均圧用ガスの窒素濃度が低下するが、均圧用管路26に設けられた吸着槽28に充填された吸着剤により均圧用ガス中の酸素分子が吸着されるので、均圧工程による高純度のNガス生成効率が高められる。よって、高純度のNガス発生量が増加し、再起動時間をより短縮することができる。 In this way, in the pressure equalization process, the one adsorption tank 17A that has been pressurized by opening the valves V 4 and V 8 is rapidly decompressed, so that the oxygen molecules adsorbed on the adsorbent in the previous adsorption process are desorbed. Will be. Therefore, although the nitrogen concentration of the pressure equalizing gas is reduced, oxygen molecules in the pressure equalizing gas are adsorbed by the adsorbent filled in the adsorption tank 28 provided in the pressure equalizing pipe 26. Purity N 2 gas generation efficiency is increased. Therefore, the amount of high purity N 2 gas generated is increased, and the restart time can be further shortened.

均圧工程においては、定期的にコンプレッサ15を休ませるため、コンプレッサ15はアンロード運転又は停止状態となる。しかし、Nガス使用量が多いときで均圧時間が短い場合には、アンロード運転又は停止状態とせず、通常運転を行う。 In the pressure equalization process, the compressor 15 is periodically rested, so that the compressor 15 is unloaded or stopped. However, if the inter-equalizing pressure time when N 2 gas consumption is large is short, without the unloading operation or stop state, the normal operation.

上記第1〜第3工程が完了すると、吸着槽17Aと17Bとが入れ換わるように上記第1〜第3工程が実行される。   When the first to third steps are completed, the first to third steps are executed so that the adsorption tanks 17A and 17B are switched.

ここで、インバータ回路57が実行する制御処理について説明する。   Here, the control process executed by the inverter circuit 57 will be described.

図4はインバータ回路57が実行する処理のフローチャートである。   FIG. 4 is a flowchart of processing executed by the inverter circuit 57.

図4に示されるように、インバータ回路57は、ステップS11(以下、ステップを省略する)において、吸着ユニット17の第1の吸着槽17A又は第2の吸着槽17Bが吸着工程となったとき、S12に移り上記コンプレッサ15のモータ39を増速する。   As shown in FIG. 4, when the inverter circuit 57 is in step S <b> 11 (hereinafter, step is omitted), when the first adsorption tank 17 </ b> A or the second adsorption tank 17 </ b> B of the adsorption unit 17 becomes the adsorption process, In S12, the motor 39 of the compressor 15 is accelerated.

モータ39の増速によりコンプレッサ15の圧縮空気供給量が増大し、第1の吸着槽17A又は第2の吸着槽17Bへの圧縮空気供給量が増える。そのため、吸着槽17A又は吸着槽17Bにおける所定圧力(例えば5kgf/cm)に達するまでの昇圧時間が短縮され、吸着工程時間が短くて済む。 The increased speed of the motor 39 increases the amount of compressed air supplied to the compressor 15 and increases the amount of compressed air supplied to the first adsorption tank 17A or the second adsorption tank 17B. Therefore, the pressurization time until reaching a predetermined pressure (for example, 5 kgf / cm 2 ) in the adsorption tank 17A or the adsorption tank 17B is shortened, and the adsorption process time can be shortened.

スクロール式の圧縮機38は、回転数が一定の場合、圧縮空気の空気量も一定となってしまい、吸着槽17A,17Bへの圧縮空気供給量が不足するおそれがある。しかしながら、本実施例では、S12において、コンプレッサ15のモータ39を増速するため、往復動圧縮機と同様に、吸着工程開始時の圧力不足を解消することができる。   When the rotation speed of the scroll compressor 38 is constant, the amount of compressed air is also constant, and the amount of compressed air supplied to the adsorption tanks 17A and 17B may be insufficient. However, in this embodiment, since the motor 39 of the compressor 15 is increased in S12, the shortage of pressure at the start of the adsorption process can be resolved as in the case of the reciprocating compressor.

次のS13では、吸着工程になってからの経過時間が予め設定された設定時間に達したとき、吸着工程が終了し同時にモータ39の回転を定常速度に減速する。これは、コンプレッサ15がモータ39の増速により能力以上の運転となるため、吸着工程以外の工程では回転数を落としてコンプレッサ15の負担を軽減させ、コンプレッサ15の寿命を延ばしている。   In the next S13, when the elapsed time since the adsorption process has reached a preset time, the adsorption process is completed, and at the same time, the rotation of the motor 39 is reduced to a steady speed. This is because the compressor 15 is operated beyond its capacity due to the speed increase of the motor 39, and therefore, the rotation speed is reduced in steps other than the adsorption step to reduce the burden on the compressor 15 and extend the life of the compressor 15.

尚、上記設定時間は吸着工程の全時間と同一にしても良いが、吸着槽17A,17B内の圧力が所定圧力に達するまでの所定時間としてもよい。   The set time may be the same as the entire time of the adsorption process, but may be a predetermined time until the pressure in the adsorption tanks 17A and 17B reaches a predetermined pressure.

S14では、圧力検出器47により検出された空気タンク40の圧力値を読み込む。   In S14, the pressure value of the air tank 40 detected by the pressure detector 47 is read.

次のS15では、予めメモリに記憶されたコンプレッサ15の吐出圧力と回転数との関係を示すデータ(図5参照)から上記S14で検出された空気タンク40の圧力値に対応する制御目標となるモータ39の回転数(目標値)を読み込む。   In the next S15, the control target corresponding to the pressure value of the air tank 40 detected in S14 is obtained from the data (see FIG. 5) indicating the relationship between the discharge pressure and the rotation speed of the compressor 15 stored in advance in the memory. The rotational speed (target value) of the motor 39 is read.

そして、S16では、モータ39の回転数を上記S15で読み込んだモータ39の回転数(目標値)となるように制御する。すなわち、空気タンク40の圧力値に基づいて図5に示すようにモータ39の回転制御を行う。例えば、図5中、グラフIに示すように通常のスクロール圧縮機の場合、モータ39の回転数を一定値に保つように制御している。この場合、グラフIIに示すように圧縮機38からの吐出流量も吐出圧力に関係なくほぼ一定値になる。   In S16, the rotation speed of the motor 39 is controlled to be the rotation speed (target value) of the motor 39 read in S15. That is, the rotation control of the motor 39 is performed based on the pressure value of the air tank 40 as shown in FIG. For example, as shown in graph I in FIG. 5, in the case of a normal scroll compressor, control is performed so that the rotation speed of the motor 39 is kept at a constant value. In this case, as shown in the graph II, the discharge flow rate from the compressor 38 is also substantially constant regardless of the discharge pressure.

本実施例では、グラフIIIに示すように、空気タンク40の圧力が例えば2kgf/cmであるときは、吸着工程を行うには圧力が低いので、モータ39の回転数を増速して圧縮機38からの吐出流量を増大させる。これにより、グラフIVに示すように、圧縮機38からの吐出流量は、増大して吸着工程時の原料空気不足を解消できる。 In the present embodiment, as shown in the graph III, when the pressure of the air tank 40 is 2 kgf / cm 2 , for example, the pressure is low to perform the adsorption process. The discharge flow rate from the machine 38 is increased. Thereby, as shown in the graph IV, the discharge flow rate from the compressor 38 increases and the shortage of raw material air during the adsorption process can be solved.

また、空気タンク40の圧力が昇圧するにつれてモータ39の回転数を徐々に減速して、圧縮機38からの吐出流量を減少させる。さらに、グラフIIIに示すように吐出圧力が6kgf/cm以上になると、空気タンク40の圧力が吸着工程を行うのに十分であるので、破線で示すようにモータ39の回転数を急激に減速する。 Further, as the pressure in the air tank 40 increases, the rotational speed of the motor 39 is gradually reduced to decrease the discharge flow rate from the compressor 38. Further, as shown in the graph III, when the discharge pressure becomes 6 kgf / cm 2 or more, the pressure of the air tank 40 is sufficient to perform the adsorption process, so the rotational speed of the motor 39 is rapidly decelerated as shown by the broken line. To do.

これにより、グラフIVに示すように圧縮機38が圧縮空気を大気中に排気する空気量を大幅に減少することができ、圧縮空気の使用状態に対して圧縮空気の生成量を減らして圧縮機38の運転効率を高めることができる。   As a result, as shown in graph IV, the amount of air that the compressor 38 exhausts into the atmosphere can be greatly reduced, and the amount of compressed air generated can be reduced with respect to the use state of the compressed air. The operation efficiency of 38 can be increased.

上記のようにS16でモータ39の回転制御を行った後、S17に進み、吸着ユニット17が均圧工程になると、S11に戻り次の吸着工程に備える。従って、モータ29の増速によりコンプレッサ15の圧縮空気供給量が増大して吸着工程時間が短くなるため、一連の吸着、再生、取出し、均圧工程による1サイクル時間が短縮され、コンプレッサ5を大型化することなく窒素生成効率が向上する。   After the rotation control of the motor 39 is performed in S16 as described above, the process proceeds to S17, and when the suction unit 17 enters the pressure equalizing process, the process returns to S11 to prepare for the next suction process. Therefore, since the speed of the motor 29 increases, the amount of compressed air supplied to the compressor 15 increases and the adsorption process time is shortened. Therefore, one cycle time by a series of adsorption, regeneration, removal, and pressure equalization processes is shortened, and the compressor 5 is made large. Nitrogen production efficiency is improved without conversion.

次に、本発明の変形例1について説明する。   Next, a first modification of the present invention will be described.

図6は変形例1の構成を示す構成図である。   FIG. 6 is a configuration diagram showing the configuration of the first modification.

図6に示されるように、窒素槽33の上部からNガス(製品ガス)を取り出す取出管路35には、Nガスの吐出流量を測定する流量計61が配設されている。すなわち、この流量計61は、気体分離装置11の下流へ供給されるNガスの使用量を計測し、その流量計測値を制御装置12に出力する。 As shown in FIG. 6, a flow meter 61 for measuring the discharge flow rate of N 2 gas is disposed in the take-out conduit 35 for taking out N 2 gas (product gas) from the upper part of the nitrogen tank 33. That is, the flow meter 61 measures the amount of N 2 gas supplied downstream of the gas separation device 11 and outputs the flow rate measurement value to the control device 12.

図7はインバータ回路57が実行する変形例1の処理を示すフローチャートである。   FIG. 7 is a flowchart showing the process of the first modification executed by the inverter circuit 57.

図7において、S21〜S23の処理は、前述した図4のS11〜S13と同じ処理なので、その説明は省略する。   In FIG. 7, the processing of S21 to S23 is the same as S11 to S13 of FIG.

S24において、流量計61により計測されたNガスの吐出流量を読み込む。 In S24, the discharge flow rate of N 2 gas measured by the flow meter 61 is read.

次のS25では、予めメモリに記憶されたNガスの吐出流量とコンプレッサ15の回転数との関係を示すデータ(図5参照)から上記S24で検出されたNガスの吐出流量に対応する制御目標となるモータ39の回転数(目標値)を読み込む。 In the next S25, it corresponds to the N 2 gas discharge flow rate detected in S24 from the data (see FIG. 5) showing the relationship between the N 2 gas discharge flow rate and the rotation speed of the compressor 15 stored in the memory in advance. The number of rotations (target value) of the motor 39 as a control target is read.

そして、S26では、モータ39の回転数を上記S25で読み込んだNガスの吐出流量に対応するモータ39の回転数(目標値)となるように制御する。すなわち、Nガスの吐出流量に基づいて図5に示すようにモータ39の回転制御を行っており、前述したS16の場合と同様にNガスの吐出流量が多いときはモータ39の回転数を増速して圧縮機38からの吐出流量を増大させる。これにより、圧縮機38からの吐出流量は、増大して吸着工程時の原料空気不足を解消できる。 In S26, the rotation speed of the motor 39 is controlled to be the rotation speed (target value) of the motor 39 corresponding to the N 2 gas discharge flow rate read in S25. That is, the rotation control of the motor 39 is performed based on the discharge flow rate of the N 2 gas as shown in FIG. 5. When the discharge flow rate of the N 2 gas is large as in the case of S16 described above, the rotation speed of the motor 39 is increased. And the discharge flow rate from the compressor 38 is increased. Thereby, the discharge flow rate from the compressor 38 increases, and the shortage of raw material air during the adsorption process can be solved.

また、空気タンク40の圧力が昇圧するにつれてモータ39の回転数を徐々に減速して、圧縮機38からの吐出流量を減少させる。さらに、Nガスの吐出流量が所定値以下になると、窒素槽33の圧力が十分であるので、モータ39の回転数を急激に減速する。 Further, as the pressure in the air tank 40 increases, the rotational speed of the motor 39 is gradually reduced to decrease the discharge flow rate from the compressor 38. Furthermore, when the discharge flow rate of N 2 gas becomes a predetermined value or less, the pressure in the nitrogen tank 33 is sufficient, so that the rotational speed of the motor 39 is rapidly reduced.

これにより、グラフIVに示すように圧縮機38が圧縮空気を大気中に排気する空気量を大幅に減少することができ、圧縮空気の使用状態に対して圧縮空気の生成量を減らして圧縮機38の運転効率を高めることができる。   As a result, as shown in graph IV, the amount of air that the compressor 38 exhausts into the atmosphere can be greatly reduced, and the amount of compressed air generated can be reduced with respect to the use state of the compressed air. The operation efficiency of 38 can be increased.

次に、本発明の変形例2について説明する。   Next, a second modification of the present invention will be described.

図8は変形例2の構成を示す構成図である。   FIG. 8 is a configuration diagram showing the configuration of the second modification.

図8に示されるように、吸着槽17A,17Bには、吸着槽17A,17B内の圧力を検出する圧力検出器62,63が取り付けられている。すなわち、この圧力検出器62,63は、吸着工程、取出し工程、再生工程の圧力変化を検出しており、その圧力検出値を制御装置12に出力する。   As shown in FIG. 8, pressure detectors 62 and 63 for detecting the pressure in the adsorption tanks 17A and 17B are attached to the adsorption tanks 17A and 17B. That is, the pressure detectors 62 and 63 detect pressure changes in the adsorption process, the extraction process, and the regeneration process, and output the detected pressure values to the control device 12.

図9はインバータ回路57が実行する変形例2の処理を示すフローチャートである。   FIG. 9 is a flowchart showing the process of the second modification executed by the inverter circuit 57.

図9において、S31〜S33の処理は、前述した図4のS11〜S13と同じ処理なので、その説明は省略する。   In FIG. 9, the processing of S31 to S33 is the same as S11 to S13 of FIG.

S34において、圧力検出器62,63により検出された吸着槽17A,17Bの圧力値P,Pを読み込む。 In S34, the pressure values P A and P B of the adsorption tanks 17A and 17B detected by the pressure detectors 62 and 63 are read.

次のS35では、予めメモリに記憶された吸着槽17A,17Bの圧力P,Pとコンプレッサ15の回転数との関係を示すデータ(図5参照)から上記S34で検出された吸着槽17A,17Bの圧力値に対応するモータ39の回転数(目標値)を読み込む。 In the next S35, the memory in advance stored adsorbing vessel 17A, the pressure P A of 17B, P B and the suction chamber 17A from the data (see FIG. 5) detected by the S34 showing the relationship between the rotational speed of the compressor 15 , 17B, the rotation speed (target value) of the motor 39 corresponding to the pressure value is read.

そして、S36では、モータ39の回転数を上記S35で読み込んだ吸着槽17A,17Bの圧力P,Pに対応するモータ39の回転数(目標値)となるように制御する。すなわち、吸着槽17A,17Bの圧力P,Pに基づいて図5に示すようにモータ39の回転制御を行っており、前述したS16の場合と同様に吸着槽17A,17Bの圧力値P,Pが所定値以上に低下した場合、モータ39の回転数を増速して圧縮機38からの吐出流量を増大させる。これにより、圧縮機38からの吐出流量は、増大して吸着工程時の原料空気不足を解消できる。 In S36, the rotational speed of the motor 39 is controlled to be the rotational speed (target value) of the motor 39 corresponding to the pressures P A and P B of the adsorption tanks 17A and 17B read in S35. That is, the rotation control of the motor 39 is performed based on the pressures P A and P B of the adsorption tanks 17A and 17B as shown in FIG. 5, and the pressure value P of the adsorption tanks 17A and 17B is the same as in S16 described above. When A 1 and P B decrease to a predetermined value or more, the rotational speed of the motor 39 is increased to increase the discharge flow rate from the compressor 38. Thereby, the discharge flow rate from the compressor 38 increases, and the shortage of raw material air during the adsorption process can be solved.

また、吸着槽17A,17Bの圧力P,Pが昇圧するにつれてモータ39の回転数を徐々に減速して、圧縮機38からの吐出流量を減少させる。さらに、吸着槽17A,17Bの圧力P,Pが6kgf/cm以上になると、空気タンク40の圧力が吸着工程を行うのに十分であるので、モータ39の回転数を急激に減速する。 Further, as the pressures P A and P B of the adsorption tanks 17A and 17B are increased, the number of revolutions of the motor 39 is gradually reduced to decrease the discharge flow rate from the compressor 38. Further, when the pressures P A and P B of the adsorption tanks 17A and 17B are 6 kgf / cm 2 or more, the pressure of the air tank 40 is sufficient to perform the adsorption process, and thus the rotational speed of the motor 39 is rapidly reduced. .

これにより、圧縮機38が圧縮空気を大気中に排気する空気量を大幅に減少することができ、圧縮空気の使用状態に対して圧縮空気の生成量を減らして圧縮機38の運転効率を高めることができる。   As a result, the amount of air that the compressor 38 exhausts compressed air into the atmosphere can be greatly reduced, and the amount of compressed air generated is reduced with respect to the use state of the compressed air, and the operating efficiency of the compressor 38 is increased. be able to.

尚、上記実施例では、インバータ回路47を一例として挙げたが、これに限らず、例えばモータ29への供給電圧を可変して回転数を制御するようにしても良い。   In the above embodiment, the inverter circuit 47 is taken as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, the rotation speed may be controlled by varying the supply voltage to the motor 29.

又、上記実施例では、一対の吸着槽7A,7Bが設けられているが、2個以上の吸着槽を有する装置にも適用できるのは勿論である。   Moreover, in the said Example, although a pair of adsorption tank 7A, 7B is provided, of course, it can apply also to the apparatus which has two or more adsorption tanks.

又、上記実施例では、各吸着槽が酸素分子を吸着する構成であるが、各吸着槽が他の気体分子を吸着する構成(例えば酸素発生装置等)にも適用できるのは勿論である。   In the above embodiment, each adsorption tank is configured to adsorb oxygen molecules, but it is needless to say that each adsorption tank can be applied to a structure (for example, an oxygen generator) that adsorbs other gas molecules.

11 気体分離装置
12 制御装置
13 冷凍式ドライヤ
15 コンプレッサ
16 空気供給ユニット
17 吸着ユニット
17A,17B 吸着槽
18 貯蔵ユニット
38 圧縮機本体
39 モータ
40 空気タンク
46 回転検出器
47 圧力検出器
57 インバータ回路
61 流量計
62,63 圧力検出器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Gas separation apparatus 12 Control apparatus 13 Refrigeration dryer 15 Compressor 16 Air supply unit 17 Adsorption unit 17A, 17B Adsorption tank 18 Storage unit 38 Compressor main body 39 Motor 40 Air tank 46 Rotation detector 47 Pressure detector 57 Inverter circuit 61 Flow rate Total 62,63 Pressure detector

Claims (4)

吸着剤が充填された吸着槽にコンプレッサからの圧縮空気を供給して該吸着槽内を昇圧させ、該吸着槽内の吸着剤により生成された製品ガスを該吸着槽から取り出すよう構成された気体分離装置において、
前記コンプレッサからの圧縮空気の使用状態を検出する検出手段と、
前記コンプレッサを駆動するモータの回転数を検出する回転検出手段と、
前記検出手段により検出された圧縮空気の使用量が所定値以下のとき前記モータの回転数を所定の割合で減速する回転制御手段と、
を備えてなることを特徴とする気体分離装置。
A gas configured to supply compressed air from a compressor to an adsorption tank filled with an adsorbent to increase the pressure in the adsorption tank, and to take out product gas generated by the adsorbent in the adsorption tank from the adsorption tank In the separation device,
Detecting means for detecting a use state of compressed air from the compressor;
Rotation detection means for detecting the rotation speed of a motor for driving the compressor;
Rotation control means for decelerating the rotation speed of the motor at a predetermined rate when the amount of compressed air detected by the detection means is less than or equal to a predetermined value;
A gas separation device comprising:
前記検出手段は、前記コンプレッサの空気タンクの圧力を検出する圧力検出器からなることを特徴とする請求項1記載の気体分離装置。   2. The gas separation device according to claim 1, wherein the detection means comprises a pressure detector for detecting the pressure of the air tank of the compressor. 前記検出手段は、前記製品ガスの吐出流量を検出する流量計からなることを特徴とする請求項1記載の気体分離装置。   2. The gas separation device according to claim 1, wherein the detection means comprises a flow meter for detecting a discharge flow rate of the product gas. 前記検出手段は、前記吸着槽の圧力を検出する圧力検出器からなることを特徴とする請求項1記載の気体分離装置。   The gas separation device according to claim 1, wherein the detection unit includes a pressure detector that detects a pressure in the adsorption tank.
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