JP2948369B2 - 空気浄化装置 - Google Patents

空気浄化装置

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JP2948369B2
JP2948369B2 JP3238000A JP23800091A JP2948369B2 JP 2948369 B2 JP2948369 B2 JP 2948369B2 JP 3238000 A JP3238000 A JP 3238000A JP 23800091 A JP23800091 A JP 23800091A JP 2948369 B2 JP2948369 B2 JP 2948369B2
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air
chambers
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oxygen
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徳親 甲斐
祥三 金子
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の室の空気環境を
個別に管理できるようにした圧力動揺吸着分離式の空気
浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術,発明が解決しようとする課題】最近の居
室は空気調和(冷暖房)が行われている場合が多く、換
気量も制御されているため、一般的に二酸化炭素(CO
2 )濃度の上昇、酸素(O2 )濃度の低下の傾向にあ
り、居室の空気成分は悪化している。
【0003】本発明は、前記に鑑みてなされたもので、
複数の室内の空気を個別に有効に浄化することができる
圧力動揺式吸着分離式の空気浄化装置を提供しようとす
るものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
(1)本発明は、複数の室から空気を吸込み、この空気
を浄化して酸素濃度を高め各室へ供給する圧力動揺吸着
分離式の空気浄化装置において、前記各室に酸素濃度計
を設置し、同濃度計の出力信号に応じて、各室への酸素
濃縮空気供給量を前記空気浄化装置から各室への供給路
に設けた流量制御弁により制御すると共に、各酸素濃度
計の出力信号の合計値によって前記各室から前記空気浄
化装置への空気吸込み路中に設けられた圧縮機の能力を
制御する制御手段を備えたことを特徴とする。 (2)また前記(1)の発明において、前記圧縮機の下
流側に吸込み空気と酸素濃縮空気との間で熱交換を行う
熱交換器を設置してなることを特徴とする。
【0005】
【作用】前記(1)の本発明では、複数の室から空気を
吸込み、この空気を浄化して酸素濃度を高め各室へ供給
する圧力動揺吸着分離式の空気浄化装置において、各室
の酸素濃度を酸素濃度計で検出し、この出力信号に応じ
て空気浄化装置から各室への供給路に設けた流量制御弁
を制御することによって、各室への酸素濃縮空気の供給
量が各室の酸素濃度に応じて制御される。これによっ
て、各室では酸素濃度が適正な値に維持される。
【0006】また、各室に設けられた酸素濃度計の出力
信号の合計値によって、各室から浄化装置への空気吸込
み路中に設けられた圧縮機の能力を制御することによっ
て、複数の室内の全体で不足する酸素量に対応した量の
空気が各室から浄化装置へ圧縮機によって空気が吸込ま
れることとなり、従って、各室に供給するために必要な
量の酸素濃縮空気が得られると共に、圧縮機の運転動力
が節減される。
【0007】前記(2)の本発明では、前記(1)の本
発明において、圧縮機によって圧縮されて昇温した各室
からの吸込み空気が、空気浄化装置を出た酸素濃縮空気
と熱交換することによって、各室へ供給される酸素濃縮
空気の温度が上昇し、各室の暖房効果が高められる。ま
た、空気浄化装置に供給される空気の温度が低下し、空
気浄化装置における吸着分離性能が向上する。
【0008】
【実施例】本発明の一実施例を、図1によって説明す
る。本実施例は、複数(3個)の居室20,21,22
のO2 濃度の管理を個別に行うようにした空気浄化装置
に係る。
【0009】各居室20,21,22内に設けられた吸
込みフード1は、共通の空気吸込み路31に接続され、
同吸込み路31は圧縮機6とその下流側の冷媒で冷却さ
れる熱交換器8を備え、同吸込み路31は熱交換器8の
下流側で切換バルブ9に接続されている。同切換バルブ
9は、吸着筒11,12の入口側に接続されると共に、
同切換バルブ9に接続された流路32は前記熱交換器8
内を通過して熱交換を行うようになっている。
【0010】前記吸着筒11,12は、並列に配置され
ており、同吸着筒11,12には、圧力下で選択的にガ
ス中のCO2 とN2 等を吸収し、ガス圧が低下した時に
吸着したCO2 とN2 等を脱着して再生される吸収剤が
充填されており、圧力動揺式空気吸着分離装置を構成し
ている。
【0011】吸着筒11,12の出口側は共通のO2
縮空気路33に接続され、同O2 濃度空気路33は前記
熱交換器8を通った上、前記各室20,21,22内の
流量制御弁4を経て各室20,21,22内の吹出しフ
ード2に接続されている。また、前記O2 濃縮空気路3
3には、熱交換器8をバイパスする開閉可能なバイパス
路34が設けられている。
【0012】前記各室20,21,22内には、O2
度計3が設けられ、その出力信号によって当該各室2
0,21,22内の前記流量制御弁4が制御されるよう
になっている。また各室内のO2 濃度計3は和算器5に
接続され、その出力信号を同和算器5へ入力し、和算器
5は各室のO2 濃度計3の出力信号の合計値に相当する
信号を出力するようになっている。
【0013】7は前記圧縮器6に直結されてこれを駆動
するモータ、10は前記切換バルブに直結されてこれを
駆動するモータであり、前記和算器5からの出力信号が
入力される回転数制御器13によって、これらのモータ
7,10が制御されるようになっている。
【0014】本実施例では、圧縮器6によって吸込みフ
ード1から各居室20,21,22内の空気が吸込まれ
て圧縮され、熱交換器8を経て切換バルブ9の切換位置
によって吸着筒11又は12のいずれか一方に送気され
る。
【0015】吸着筒11又は12では前記の送気された
空気中のCO2 ,N2 等が吸着剤によって吸着され、吸
着筒11又は12を流過したO2 濃縮空気は、濃縮空気
路33を通り、熱交換器8を経て、流量制御弁4に到
り、吹出しフード2から各居室20,21,22に送ら
れる。
【0016】各居室20,21,22内にはO2 濃度計
3が設けられていて、各居室内の空気中のO2 濃度が検
出され、その出力信号によって流量制御弁4が制御さ
れ、各室に供給されるO2 濃縮空気の流量を制御する。
これによって、各居室20,21,22内には当該居室
のO2の不足量に応じた量のO2 濃縮空気が送られて、
各居室内のO2 濃度が適正な値に維持される。
【0017】一方、O2 濃度計3の出力は同時に和算器
5に入力され、和算器5では各O2 濃度計3の出力を合
計し、この合計値の送比例制御演算によって回転数制御
器13に出力信号を送る。回転数制御器13は、モータ
7,10の回転数を制御する。モータ7は圧縮機6に直
結されており、またモータ10は切換バルブ9に直結さ
れているために、各室20,21,22からの空気の吸
込み圧縮、吸着分離の量が制御される。
【0018】以上の作動によって、各居室20,21,
22のO2 濃度に応じて各居室20,21,22内へO
2 濃度空気の送気が可能となると共に、各居室20,2
1,22全体が必要とする量のO2 濃縮空気を得ること
ができる。
【0019】前記O2 濃度空気は、濃縮空気路33を通
すことによって熱交換器8において圧縮機6によって圧
縮され昇温した空気と熱交換が行われ、加温されて各居
室20,21,22に供給され、冬期では暖房エネルギ
ーを節減をすることができる。一方、夏期においては、
バイパス路34を開くことによって、O2 濃縮空気は熱
交換器8をバイパスして加温されることなく各居室2
0,21,22に供給される。
【0020】また、前記のように、吸着路11,12に
供給される空気をO2 濃縮空気との熱交換によって温度
を低下させることによって、吸着剤へのCO2 ,N2
の吸着分離性能を向上させることができる。
【0021】また更に、前記のCO2 ,N2 等の吸着を
行っていない他の吸着筒11又は12は、切換バルブ9
を経て流路32に接続されて同吸着筒内の圧力が下が
り、吸着剤に吸着されていたCO2 ,N2 等は吸着剤か
ら脱着され、排気は切換バルブ9から流路32を経て熱
交換器8を通って排出される。このとき排気は、吸着筒
11又は12における脱着、膨張による温度降下を伴う
ため、熱交換器8において、圧縮機6で圧縮昇温された
空気の冷却用の空気として利用される。
【0022】以上説明したように、本実施例では、吸着
筒11,12において、各居室20,21,22全体に
必要とする量のO2 濃縮空気が得られ、しかも、このO
2 濃縮空気が各室20,21,22にそのO2濃度に応
じて供給され、各室20,21,22内の酸素濃度を適
正な値に維持することができる。
【0023】また、各室20,21,22から吸出され
圧縮機6で圧縮され昇温された圧縮空気と吸着筒11,
12を出たO2 濃縮空気とが熱交換器8で熱交換するこ
とによって、各室20,21,22に供給されるO2
縮空気が昇温し、冬期における居室20,21,22の
暖房効果を高めることができる。
【0024】また更に、本実施例では、前記のように居
室20,21,22全体で必要とする量のO2 濃縮空気
が得られるように、和算器5の出力信号が入力される回
転制御器13によって圧縮機6の圧縮能力が制御されて
いるので、圧縮機6の所要動力が節減される。即ち、圧
縮機6の送風量は回転数に比例し、所要動力は回転数の
3乗に比例するために、前記のように、必要とする量の
2 濃縮空気が得られるように圧縮機6より吸着筒1
1,12に居室20,21,22からの空気を供給する
ことによって、同圧縮機6内の所要動力を3次関数的に
著しく節減することができる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に記載の
本発明によれば、複数の室の空気環境の状態を個別に管
理することができ、在室人員の変動等によって生じるC
2 過多、O2 減少に対応した空気浄化が圧力動揺吸着
分離式の空気浄化装置できめ細く実施することができ
る。
【0026】また、複数の室全体で必要とする量の酸素
濃縮空気を得ることができ、かつ、これに伴って運転動
力を節減することができる。
【0027】請求項2に記載の本発明では、前記請求項
1に記載の発明の効果に加えて、圧縮機下流側に設けら
れた熱交換器によって、圧縮機で圧縮された空気と酸素
濃縮空気を熱交換させることによって、圧縮機より空気
浄化装置に供給される空気の温度を低下させて圧力動揺
吸着分離式の空気浄化装置における吸着分離性能を向上
させることができ、かつ、複数の室に供給される酸素濃
縮空気を加温して暖房エネルギーの節減を図ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の系統図である。
【符号の説明】
1 吸込みフード 2 吹出しフード 3 O2 濃度計 4 流量制御弁 5 和算器 6 圧縮機 8 熱交換器 9 切換バルブ 11,12 吸着筒 13 回転数制御器 20,21,22 居室 31 空気吸込み路 33 O2 濃縮空気路 34 バイパス路

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の室から空気を吸込み、この空気を
    浄化して酸素濃度を高め、各室へ供給する圧力動揺吸着
    分離式の空気浄化装置において、前記各室に酸素濃度計
    を設置し、同濃度計の出力信号に応じて、前記各室への
    酸素濃縮空気供給量を前記空気浄化装置から前記各室へ
    の供給路に設けた流量制御弁により制御すると共に、各
    酸素濃度計の出力信号の合計値によって前記各室から前
    記空気浄化装置への空気吸込み路中に設けられた圧縮機
    の能力を制御する制御手段を備えたことを特徴とする空
    気浄化装置。
  2. 【請求項2】 前記圧縮機の下流側に吸込み空気と酸素
    濃縮空気との間で熱交換を行う熱交換器を設置してなる
    ことを特徴とする請求項1に記載の空気浄化装置。
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