JP3620969B2 - 圧力スウィング吸着式ガス分離装置を用いた酸素富化空気の製造装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、設備コストおよび設備規模の小さい酸素富化空気の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気から窒素、酸素などの成分ガスを選択的に分離し、分離した成分ガスを各種用途に利用することは、様々な分野において広く行われている。
例えば、空気から分離した純度９９％以上の高純度窒素は、絶縁シールド用のガスなどとして用いられている。また、空気から分離した酸素を３０％程度含む酸素富化空気は、発電所のボイラーの燃焼効率を上げるための供給ガスなどとして用いられている。
【０００３】
従来、空気からこれらの成分ガスを分離する方法の一つとして、吸着剤を用いたＰＳＡ（圧力スウィング吸着）式ガス分離法がある。ＰＳＡ式ガス分離法は、ある特定のガスを吸着剤に選択的に吸着させることで、吸着されないで残ったガスとの分離を図るものである。
【０００４】
ＰＳＡ式ガス分離法による分離装置は、吸着剤が充填された複数の、例えば２つの、吸着塔を備える。それぞれの吸着塔は、吸着モードおよび再生モードを繰返す。吸着モードは、吸着塔に送られた加圧空気から所望するガス以外のガスを吸着剤に吸着させて所望のガスを分離する動作である。再生モードは、吸着塔内を減圧（例えば大気圧に）して吸着剤を再生する動作である。この２つのモードを、例えば２つの吸着塔の間で交互に繰返して一方の吸着塔が吸着モードのときに他方の吸着塔を再生モードとすることで、ガス分離を連続して行う。
【０００５】
ＰＳＡ式ガス分離法による酸素の分離装置は、例えば吸着剤に窒素を優先的に吸着させて空気から酸素を連続的に分離する。また、ＰＳＡ式ガス分離法による窒素の分離装置は、例えば吸着剤に酸素を優先的に吸着させて空気から窒素を連続的に分離する。
【０００６】
ところで、空気中の酸素濃度は窒素濃度の約４分の１でしかないため、ＰＳＡ式酸素分離装置は、同程度のガスを分離して製造する能力を有するＰＳＡ式窒素分離装置と比べて、吸着塔などにかかるコストおよび設備面積などが大きなものとなっている。
【０００７】
従って、前述のように酸素によって富化された程度の空気を製造するなどのためにＰＳＡ式酸素分離装置を専用に備えることは、設備コストおよび設備規模などの点において見合わないものであった
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、設備コストおよび設備規模の小さい酸素富化空気の製造装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明者は、ＰＳＡ式窒素ガス分離装置から排出される酸素富化空気に着目した。ＰＳＡ窒素ガス分離装置は、吸着剤を再生したときに、吸着剤から脱離した酸素によって富化された空気が吸着塔から排出される。この酸素富化空気は、製造する窒素の純度が９９％の場合、酸素を３０％程度含んでおり、発電所のボイラーの燃焼効率を上げるなどのためには十分な酸素濃度となっている。
【００１０】
ところで、ＰＳＡ式窒素ガス分離装置は、吸着剤の再生は断続的にしか行われないため、そのままでは酸素富化空気の需要先に連続的に供給することができない。
【００１１】
そこで、本発明においては、ＰＳＡ式窒素ガス分離装置の吸着塔から排出される酸素富化空気をガス貯留容器を通して供給することとし、吸着塔内を大気圧にするときには吸着塔とガス貯留容器との間の連絡を絶ちガス貯留容器内に残留する酸素富化空気のみを供給することとした。さらに、ガス貯留容器の下流側には圧力調整手段を配置し、供給される酸素富化空気の圧力を一定に調整することとした。このようにすることにより、大気圧を上回る一定圧力の酸素富化空気を酸素富化空気の需要先に連続的に供給することが可能となり、ＰＳＡ式窒素ガス分離装置を用いた設備コストおよび設備規模の小さい酸素富化空気の製造装置を提供することが可能となる。
【００１２】
すなわち、本発明によれば、複数の吸着塔をそれぞれ吸着モード、生成モード、および再生モードで動作させて空気から酸素を吸着する圧力スウィング吸着式ガス分離装置と、再生モードを終了した吸着塔内に高圧の空気を供給して該高圧の空気で満たし該吸着塔を吸着モードで動作させるための高圧空気供給手段と、吸着モードを終了した吸着塔と連絡して該吸着塔を生成モードで動作させ、生成した中間圧力の酸素富化空気を貯留するための空気貯留容器と、生成モードを終了した吸着塔内を大気開放して該吸着塔を再生モードで動作させるための再生手段と、複数の吸着塔を順次、吸着、生成および再生モードの順に動作させるために高圧空気供給手段、空気貯留容器および再生手段の順に連絡させ、再生モードを終了した吸着塔を吸着モードで動作させるために高圧空気供給手段と連絡させる間、吸着モードを終了した吸着塔を、生成／再生モードで動作させるために、空気貯留容器と連絡させたのち空気貯留容器との連絡を絶って再生手段と連絡させるための切換え手段と、空気貯留容器と接続され、吸着塔が生成モードで動作する間に空気貯留容器から送出される酸素富化空気を大気圧よりも高い一定の圧力に調整して酸素富化空気の需要先へ連続して供給するための圧力調整手段とを具備することを特徴とする酸素富化空気の製造装置が提供される。
【００１３】
本発明においては、各吸着塔と空気貯留容器との間に、各吸着塔から送出された酸素富化空気を圧縮加圧して空気貯留容器へ送出するための空気圧縮手段をさらに具備することが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係る酸素富化空気製造装置の一例を示す模式図である。
本装置は、ＰＳＡ式窒素ガス分離装置１００と酸素富化空気供給部２００とを備えている。
【００１５】
ＰＳＡ式窒素ガス分離装置１００は、空気圧縮機、複数の吸着塔、窒素貯留容器、消音器、および弁を備えている。また、酸素富化空気供給部２００は、酸素富化空気貯留容器、圧力計、および圧力調整弁などの弁を備えている。
【００１６】
まず、ＰＳＡ式窒素ガス分離装置１００について説明する。
空気圧縮機３は、例えば、約７ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇの圧縮加圧された空気を、吸着塔へ供給することができる。
【００１７】
複数の吸着塔は、内部にカーボンモレキュラーシーブスなどの吸着剤を備えている。吸着剤は、空気から酸素を優先的に吸着して窒素を分離する。吸着剤の吸着量は、接触する空気の圧力が高いほど大きい。また、吸着剤は、ガスをある程度吸着すると吸着能力が低下するが、大気圧下において吸着されたガスが十分に脱離して吸着能力が回復し再生する。なお、図１においては、複数の吸着塔を有する装置の一例として、第１吸着塔１０および第２吸着塔２０の２つの吸着塔を有する装置を示している。
【００１８】
第１吸着塔１０のガス入口側には、ガス入出用の配管が接続され、この配管は２つに分岐している。分岐した配管の一方は第１吸着塔１０に加圧空気を導入するための配管であり、加圧空気導入弁１ａが介装されている。分岐した配管の他方は、後述するように第１吸着塔１０内の吸着剤から脱離したガスによる酸素富化空気を排出するための配管であり、酸素富化空気排出弁１ｂが介装されている。
【００１９】
第２吸着塔２０のガス入口側にも、同様に分岐した配管が接続されている。分岐した配管の一方は第２吸着塔２０に加圧空気を導入するためであり、加圧空気導入弁２ａが介装されている。分岐した配管の他方は、後述するように第２吸着塔２０内の吸着剤から脱離したガスによる酸素富化空気を排出するための配管であり、酸素富化空気排出弁２ｂが介装されている。
【００２０】
第１吸着塔１０および第２吸着塔２０にそれぞれ接続された上述の加圧空気を導入するための配管は、一本の配管に継合されて前述の空気圧縮機３に接続されている。
【００２１】
第１吸着塔１０および第２吸着塔２０にそれぞれ接続された上述の酸素富化空気を排出するための配管は、一本の配管に継合されたのち再び分岐している。分岐した配管の一方は大気開放弁４を介して消音器５に接続されている。分岐した配管の他方は、酸素富化空気供給部２００に伸びている。
【００２２】
第１吸着塔１０のガス出口側には、空気から分離された窒素ガスを送出するための配管が接続されている。この配管には窒素送出弁１ｃが介装されている。
第２吸着塔２０のガス出口側にも、空気から分離された窒素ガスを送出するための配管が接続されている。この配管には窒素送出弁２ｃが介装されている。
【００２３】
第１吸着塔１０および第２吸着塔２０にそれぞれ接続された上述の窒素ガスを送出するための配管は、１本の配管に継合されて窒素貯留容器６に接続されている。窒素貯留容器６の下流側には、圧力調整弁７が介装された配管が接続されている。圧力調整弁７が介装された配管は窒素ガスの需要先に接続されており、この配管を通して、圧力調整弁７によって一定圧力に調整された窒素ガスが、窒素貯留容器６から需要先に供給される。
【００２４】
次に、酸素富化空気供給部２００について説明する。
前述したように、酸素富化空気を排出するための分岐した配管の他方が、吸着塔から酸素富化空気供給部２００へと伸びている。この配管は、ガス貯留容器入口弁８を介して酸素富化空気貯留容器９に接続されている。
【００２５】
酸素富化空気貯留容器９は、ＰＳＡ式窒素ガス分離装置１００から排出される酸素富化空気の流れを一時的に貯えて、酸素富化空気貯留容器９の下流側にある後述の圧力調整弁へ送出するためのものである。
【００２６】
酸素富化空気貯留容器９には圧力計１１が接続されている。圧力計１１は、酸素富化空気貯留容器９内の圧力に基づいた信号を出す。
酸素富化空気貯留容器９の下流側には、圧力調整弁１２が介装された配管が接続されており、この配管は、通常大気圧程度の酸素富化空気を使用する酸素富化空気の需要先に接続されている。
【００２７】
圧力調整弁１２は前述の圧力計１１に電気的に接続されている。圧力調整弁は、圧力計１１からの信号に基づいて、酸素富化空気貯留容器９から送出される酸素富化空気の圧力を所望の一定の値に調整して酸素富化空気の需要先へ送出する。圧力の調整は、酸素富化空気を減圧することで行う。具体的には、酸素富化空気貯留容器９内の酸素富化空気の圧力が所望の圧力よりも高ければ高いほど、圧力調整弁１２のオリフィスの径をより小さくするなどして酸素富化空気をより減圧して、圧力を所望の一定の値にする。このようにして、酸素富化空気貯留容器９内の酸素富化空気の圧力の値にかかわらず、所望の一定圧力に調整された酸素富化空気を需要先へと供給することができる。
【００２８】
図２は、本発明に係る酸素富化空気供給部２００の別の例を示す模式図である。
この例においては、圧力計１１が、酸素富化空気貯留容器９にではなく圧力調整弁１２の下流側に配置されている。つまり、圧力計１１は、圧力調整弁１２を通過したあとの酸素富化空気の圧力、すなわち最終的に酸素富化空気の需要先へ送出される酸素富化空気の圧力に直接基づく信号を出す。
【００２９】
圧力調整弁１２は、この圧力計１１からの信号に基づいて、最終的に供給される酸素富化空気の圧力を所望の一定値とする。
図３は、本発明に係る酸素富化空気製造装置の別の例を示す模式図である。
【００３０】
図３の装置は、以下に説明する空気圧縮機および圧力計以外については、図１に示した装置と同様の構成をなす。
図３の装置は、ＰＳＡ式窒素ガス分離装置１００と酸素富化空気貯留容器９との間に、空気圧縮機１３をさらに具備している。より詳細には、酸素富化空気供給部２００においてガス貯留容器入口弁８と酸素富化空気貯留容器９との間に、空気圧縮機１３をさらに具備している。空気圧縮機１３は、吸着塔からの酸素富化空気を、例えば約５ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇないし約７ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇの圧力に圧縮加圧する能力を有する。また、空気圧縮機１３は、後述するように、例えば酸素富化空気貯留容器９に取付けられた圧力計１４からの信号に基づいて、その運転を容量制御することなどができる。
【００３１】
図３の装置においては、第１および第２の吸着塔１０、２０から放出された酸素富化空気を、一度、空気圧縮機１３によって圧縮加圧してから、酸素富化空気貯留容器９へと送ることができる。こうすることによって、大気圧を大きく上回る圧力を有する酸素富化空気を、酸素富化空気貯留容器９から圧力調整弁１２を通して需要先へと供給することができる。
【００３２】
また、図３の装置は、図２に示したような圧力調整弁１２の下流側に配置された圧力計１１を備えている。図２において説明したように、圧力調整弁１２はこの圧力計１１からの信号に基づいて、最終的に供給される酸素富化空気の圧力を一定とする。
【００３３】
空気圧縮器１３は、ガス貯留容器入口弁８の開閉とともに、その動作を開始し、また停止する。つまり、ガス貯留容器入口弁８が開いているときにのみ空気圧縮機１３は動作し、ガス貯留容器入口弁８が閉じているときには空気圧縮機１３は停止しているか、または無負荷運転をしている。こうすることで、ガス貯留容器入口弁８が開いているときにのみ空気圧縮機１３に負荷がかかるため、空気圧縮機１３を効率的に動作させることが可能となる。
【００３４】
次に、図１に示した装置の動作について説明する。
図１に示した装置の動作は、２つの吸着塔のうちの一方を吸着モードで動作させながら同時に他方を生成モードおよび再生モードで動作させて行なわれる。
【００３５】
吸着モードとは、吸着剤により空気中の酸素を吸着して窒素を生成するモードである。生成モードとは、吸着剤から吸着した酸素を脱離させてこの脱離した酸素により酸素富化空気を生成するモードである。再生モードとは、該吸着剤を再生して該吸着剤の吸着能力を回復するモードである。吸着モードと、生成および再生モードとを、２つの吸着塔の間で交互に行わせることで、窒素の生成、酸素富化空気の生成、および吸着剤の再生を連続して行うことができる。
【００３６】
吸着モードは、以下のようにして行われる。まず、空気圧縮機３から圧縮加圧された空気をいずれか一方の吸着塔内へ導入する。吸着塔内の吸着剤によって空気中の酸素が優先的に吸着されて、吸着されないで残った窒素ガスが吸着塔から出ていく。このようにして得られた窒素は、例えば約９９％の窒素濃度を有する高純度なものとなる。窒素ガスは窒素貯留容器６へと送られ、圧力調整弁７によって一定の圧力に調整されて、窒素の需要先へと送出される。
【００３７】
生成モードは、以下のようにして行われる。つまり、酸素富化空気貯留容器入口弁８を開けて、圧縮空気が導入されなかった他方の吸着塔を酸素富化空気貯留容器９と連絡する。ガス貯留容器入口弁８は、所定の時間（生成時間）の間、開いている。吸着塔を酸素富化空気貯留容器９と連絡することで、吸着塔内の加圧空気が酸素富化空気貯留容器９へと流れて膨張し、吸着塔内および酸素富化空気貯留容器９内に加圧空気がほぼ一様に広がり、吸着塔内の圧力が下がる。その結果、吸着塔内の圧力は、加圧空気の圧力よりは低く大気圧よりは高い中間圧力となる。吸着塔内の空気の圧力が下がると、前述したように吸着剤の吸着量が減るため、吸着剤から吸着した酸素の一部が脱離する。脱離した酸素は、吸着塔内および酸素富化空気貯留容器９内に広がる。
【００３８】
このようにして、加圧空気および酸素が吸着塔内および酸素富化空気貯留容器９内に広がる結果、通常の空気と比べて酸素濃度が高い空気、すなわち酸素富化空気が吸着塔内および酸素富化空気貯留容器９内に生成されることになる。酸素富化空気の酸素濃度は、例えば、吸着モードで生成された窒素の窒素濃度が約９９％のときに、約３０〜３５％である。生成された酸素富化空気は、酸素富化空気貯留容器９から圧力調整弁１２を通して、一定圧力で酸素富化空気の需要先に送出される。
【００３９】
本発明においては、後述するように、圧力調整弁１２へ送出する酸素富化空気の圧力が常に大気圧を上回るように、酸素富化空気貯留容器９の容量ならびに前述の生成時間などの装置の構成条件が設定されている。従って、圧力調整弁１２を通して酸素富化空気の需要先へ送出される酸素富化空気は、常に大気圧を上回る一定の圧力に調整される。
【００４０】
再生モードは、以下のようにして行われる。つまり、ガス貯留容器入口弁８を閉じて大気開放弁４を開く。大気開放弁４は、所定の時間（再生時間）の間、開いている。大気開放弁４を開くことで、吸着塔内は消音器５を通して大気開放されて大気圧になり、該吸着塔内の吸着剤は完全に再生される。該吸着塔が大気開放されている間、酸素富化空気貯留容器９に残存する酸素富化空気が引き続いて、圧力調整弁１２を通して、一定の圧力で需要先へ送出される。
【００４１】
本発明においては、後述するように、圧力調整弁１２へ送出される酸素富化空気貯留容器９内に残存する酸素富化空気の圧力が常に大気圧を上回るように、酸素富化空気貯留容器９の容量および前述の再生時間などの装置の構成条件が設定されている。従って、圧力調整弁１２を通して酸素富化空気の需要先へ送出される酸素富化空気は、常に大気圧を上回る一定の圧力に調整されている。
【００４２】
以上説明した吸着モードと、生成および再生モードとを、２つの吸着塔の間で交互に行わせることで、窒素の生成、酸素富化空気の生成、および吸着剤の再生を連続して行うことができる。
【００４３】
図１に示した装置の動作を、より具体的に以下に説明する。
図１の装置は、動作を開始する前は以下のような初期状態にある。すなわち、第１吸着塔１０の窒素送出弁１ｃが開き、また、第１吸着塔１０の酸素富化空気排出弁１ｂおよび第２吸着塔２０の酸素富化空気排出弁２ｂが開いている。他の全ての弁は閉じている。
【００４４】
上述の初期状態から、第１吸着塔１０を吸着モードで動作させる。まず、空気圧縮機３から圧縮加圧された空気を吸着塔へ供給する。加圧空気の供給とともに、第１吸着塔１０の酸素富化空気排出弁１ｂを閉じて、加圧空気導入弁１ａを開ける。こうして、第１吸着塔１０が吸着モードで動作する。
【００４５】
吸着モードにある第１吸着塔１０は、以下のように動作する。つまり、加圧空気が加圧空気導入弁１ａを通って第１吸着塔１０内に導入され、第１吸着塔１０内の吸着剤によって加圧空気中の酸素が選択的に吸着される。吸着されないで残った窒素は第１吸着塔１０から出ていき、窒素送出弁１ｃを通って窒素貯留容器６に送られる。続いて、窒素は窒素貯留容器６から圧力調整弁７を通して窒素の需要先に供給される。圧力調整弁７によって、窒素の圧力は所望する一定圧力に調整される。
【００４６】
第１吸着塔１０が吸着モードで動作を開始してから所定の時間（切換え時間）が経過したのちに、加圧空気の供給を第１吸着塔１０から第２吸着塔２０へと切換える。これは、第１吸着塔１０を生成および再生モードで動作させて、第２吸着塔２０を吸着モードで動作させるためである。切換え時間としては、例えば１分間から数分間程度である。
【００４７】
切換える方法としては、まず、第１吸着塔１０の加圧空気導入弁１ａおよび窒素送出弁１ｃを閉じ、酸素富化空気排出弁１ｂを開く。それとともに、第２吸着塔２０の酸素富化空気排出弁２ｂを閉じ、加圧空気導入弁２ａおよび窒素送出弁２ｃを開く。こうして、加圧空気は第１吸着塔１０ではなく第２吸着塔２０内へと導入され、第１吸着塔１０は生成モードで動作し、第２吸着塔２０が吸着モードで動作することになる。
【００４８】
吸着モードにある第２吸着塔２０は、前述した吸着モードにある第１吸着塔１０と同じように動作する。つまり、導入された加圧空気中の酸素は第２吸着塔２０内の吸着剤によって吸着される。吸着されないで残った窒素は、第２吸着塔２０から窒素送出弁２ｃを通って窒素貯留容器６に送られ、圧力調整弁７を通して一定圧力で窒素の需要先に供給される。
【００４９】
生成モードにある第１吸着塔１０は、酸素富化空気貯留容器９などとともに以下のように動作する。
前述したように、酸素富化空気の生成を行う。まずガス貯留容器入口弁８を開く。ガス貯留容器入口弁８は、所定の時間（生成時間）の間、開いている。ガス貯留容器入口弁８が開くことで、第１吸着塔１０と酸素富化空気貯留容器９とが連絡し、前述したように、第１吸着塔１０内および酸素富化空気貯留容器９内に酸素富化空気が生成される。生成された酸素富化空気は、酸素富化空気貯留容器９から圧力調整弁１２を通して、酸素富化空気の需要先に送出される。前述したように、圧力調整弁１２を通して送出される酸素富化空気は、大気圧を上回る一定の圧力に調整されている。
【００５０】
次に、第１吸着塔は再生モードで動作して、吸着剤の再生を行う。つまり、ガス貯留容器入口弁８が開いてから上述した生成時間が過ぎたのちに、ガス貯留容器入口弁８を閉じて大気開放弁４を開く。大気開放弁４は、所定の時間（再生時間）の間、開いている。大気開放弁４が開くことで、第１吸着塔１０内は大気圧になり、第１吸着塔１０内の吸着剤は再生される。第１吸着塔１０が大気開放されている間、つまり再生時間の間、酸素富化空気貯留容器９に残存する酸素富化空気が引き続いて、圧力調整弁１２を通して、前述したように、大気圧を上回る一定の圧力で需要先へ送出される。
【００５１】
以上のように第２吸着塔２０が吸着モードで動作を開始してから前述と同じ切換え時間が経過したのちに、言い換えれば、大気開放弁４が開いてから上述した再生時間が過ぎたのちに、加圧空気の供給を第２吸着塔２０から第１吸着塔１０へと再び切り換える。これは、第２吸着塔２０を今度は生成および再生モードで動作させて、第１吸着塔１０を再び吸着モードで動作させるためである。
【００５２】
なお、これまでの説明で明らかなように、切換え時間は生成時間と再生時間との和である。
切換える方法としては、大気開放弁４を閉じる。それとともに、第２吸着塔２０の加圧空気導入弁２ａおよび窒素送出弁２ｃを閉じ、酸素富化空気排出弁２ｂを開く。また、第１吸着塔１０の酸素富化空気排出弁１ｂを閉じ、加圧空気導入弁１ａおよび窒素送出弁１ｃを開く。こうして、加圧空気は第２吸着塔２０ではなく第１吸着塔１０内へと再び導入され、第２吸着塔２０は生成モードで動作し、第１吸着塔１０が再び吸着モードで動作することになる。
【００５３】
吸着モードにある第１吸着塔１０は前述のように動作し、また生成モードおよび再生モードにある第２吸着塔２０は、前述した生成モードおよび再生モードの第１吸着塔１０と同じ様に動作する。２つの吸着塔がこのように動作する結果、やはり、窒素が一定圧力で窒素の需要先へ供給され、酸素富化空気が大気圧を上回る一定の圧力で酸素富化空気の需要先へ供給され、また、吸着剤が再生される。
【００５４】
以上のように、吸着モードと、生成および再生モードとを、２つの吸着塔の間で交互に行わせることで、窒素の生成、酸素富化空気の生成、および吸着剤の再生を連続して行うことができる。
【００５５】
図４は、図１の装置における酸素富化空気貯留容器９内での酸素富化空気の圧力の変化の一例を示すグラフである。図４において、横軸は時間を示す。また、縦軸はゲージ圧で示した酸素富化空気の圧力を示す。
【００５６】
図４のグラフの原点（時間０秒）において、加圧空気の供給が切り換わり、切換え時間、特に生成時間が始まる。すなわち、ガス貯留容器入口弁８が開いて、生成モードの吸着塔から酸素富化空気貯留容器９内に酸素富化空気が送出される。この酸素富化空気によって酸素富化空気貯留容器９内の圧力は急激に上昇する。しかし、酸素富化空気貯留容器９から酸素富化空気の需要先へ酸素富化空気が供給されているため、酸素富化空気貯留容器９内の圧力は減少する。
【００５７】
吸着塔を大気開放するためにガス貯留容器入口弁８が閉じられて、再生時間に入ると、酸素富化空気貯留容器９内に残存する酸素富化空気のみが需要先へ供給され続けることになるため、酸素富化空気貯留容器９内の圧力は急に減少する。
【００５８】
加圧空気の供給が再び切り換わり、切換え時間、特に生成時間に再び入る。すなわち、ガス貯留容器入口弁８が再び開き、生成モードにあるもう一方の吸着塔から酸素富化空気貯留容器９内に酸素富化空気が送出され、酸素富化空気貯留容器９内の圧力は再び上昇して、上述したように減少する。
【００５９】
このように、酸素富化空気貯留容器９内の圧力は、上昇と減少を繰り返す。図４から明らかなように、ガス貯留容器入口弁８が開く寸前の圧力、すなわち、加圧空気の供給が切換わる寸前の圧力が、酸素富化空気貯留容器９内の最低の圧力である。
【００６０】
この酸素富化空気貯留容器９の最低圧力が、圧力調整弁１２によって調整される酸素富化空気の一定圧力として取り得る最大値である。つまり、前述したように、圧力調整弁１２は、酸素富化空気貯留容器９の圧力を増加させることなく減圧することのみによって酸素富化空気の圧力を一定に調整する。そのため、需要先に供給される酸素富化空気の圧力は、この最低圧力以下の一定の値となる。図４には、この最低圧力で一定圧で最終的に供給される酸素富化空気の圧力の様子も示す。
【００６１】
本発明においては、この最低圧力が大気圧を上回るように、前述したように装置の構成条件を設定する。最低圧力が大気圧を上回ることによって、大気圧を上回る圧力を有する酸素富化空気を、大気圧程度の酸素富化空気を使用する酸素富化空気の需要先へ、連続して供給することが可能となる。
【００６２】
装置の構成条件としては、前述したように、例えば、酸素富化空気貯留容器の容量、生成時間および再生時間などが挙げられる。これらの構成条件を、ＰＳＡ式窒素ガス分離装置における各吸着塔の容量、吸着塔の間の切換え時間、吸着塔を切換えるときの吸着塔内の圧力、および需要先への酸素富化空気の供給量などに応じて、設定する。
【００６３】
特に、酸素富化空気貯留容器９は、その容量が小さいほど、吸着塔から排出される酸素富化空気のうち大気へ開放せずに圧力調整弁１２へ送出できる割合が小さくなり、逆に容量が大きいほど、大気へ開放せずに圧力調整弁１２へ送出できる酸素富化空気の割合が高くなる。
【００６４】
また、本発明においては、定常使用時において最低圧力が動作モードの切り換りごとに同じ値を再現するように、上述の装置の構成条件を設定する。
最低圧力が同じ値を再現しないと、酸素富化空気貯留容器９内の圧力が動作モードの切り換りごとに変動することになる。実際の運用において、需要先への供給量の変動に対しては、例えば酸素富化空気貯留容器９の最低圧力をもとに生成時間と再生時間の割合を調整することで対応する。
【００６５】
次に、図３に示した装置の動作について説明する。
図３に示した装置においては、前述したように、吸着塔から排出された酸素富化空気を空気圧縮機によって圧縮加圧してから、酸素富化空気貯留容器へと送出する。前述したように、空気圧縮器１３の動作の開始および停止は、ガス貯留容器入口弁８の開閉とともに行う。
【００６６】
図５は、図３の装置における酸素富化空気貯留容器９内での酸素富化空気の圧力の変化の一例を示すグラフである。図５において、横軸は時間を示す。また、縦軸はゲージ圧で示した酸素富化空気の圧力を示す。
【００６７】
図５のグラフの原点（時間０秒）において、加圧空気の供給が切り換わり、切換え時間、特に生成時間が始まる。すなわち、ガス貯留容器入口弁８が開いて、生成モードの吸着塔から空気圧縮器１３を通して酸素富化空気貯留容器９へと、酸素富化空気が送出される。空気圧縮機１３から酸素富化空気貯留容器９へ送出される加圧空気の量は、酸素富化空気貯留容器９から酸素富化空気の需要先へと供給される酸素富化空気の量を上回るように設定されている。そのため、酸素富化空気貯留容器９内の圧力は上昇する。
【００６８】
吸着塔を大気開放するためにガス貯留容器入口弁８が閉じられて再生時間に入ると、酸素富化空気貯留容器９内に残存する酸素富化空気のみが需要先へ供給され続けることになるため、酸素富化空気貯留容器９内の圧力は急に減少する。
【００６９】
加圧空気の供給が再び切り換わり、切換え時間、特に生成時間に再び入る。すなわち、ガス貯留容器入口弁８が再び開き、生成モードにあるもう一方の吸着塔から空気圧縮機１３を通して酸素富化空気貯留容器９内に酸素富化空気が再び送出され、酸素富化空気貯留容器９内の圧力は再び上昇して、上述したように減少する。
【００７０】
このように、酸素富化空気貯留容器９内の圧力は、上昇と減少を繰り返す。図４において説明したように、ガス貯留容器入口弁８が開く寸前の圧力、すなわち、加圧空気の供給が切り換わる寸前の圧力が、酸素富化空気貯留容器９内の最低の圧力である。前述したように、この最低圧力が圧力調整弁１２によって調整される酸素富化空気の一定圧力の最大値となる。図５には、この最低圧力以下で一定圧で最終的に供給される酸素富化空気の圧力の様子も示す。
【００７１】
図３に示した装置の場合には、空気圧縮機１３によって酸素富化空気が圧縮加圧されているために、最低圧力が常に大気圧を大きく上回るようにすることができる。そのため、大気圧を上回る圧力中で酸素富化空気を使用する需要先に対しても、酸素富化空気を連続して供給することが可能となる。
【００７２】
なお、図３に示した装置においても、最低圧力が供給圧を上回るように、前述したように装置の構成条件を設定する。
また、図３に示した装置においても、定常使用時において最低圧力が動作モードの切り換りごとに同じ値を再現するように、前述したように装置の構成条件を設定する。最低圧力が同じ値を再現しないと、前述したように、酸素富化空気貯留容器９内の圧力が動作モードの切り換りごとに変動することになる。実際の運用において、需要先への供給量の変動に対しては、例えば酸素富化空気貯留容器９内の圧力により圧縮機１３の容量制御を行うことで対応する。
【００７３】
【実施例】
（実施例１）
図１に示した装置について、供給される酸素富化空気の圧力をシミュレーションした。なお、以下に用いた数値は一例であって、本発明はこれらの数値に限定されるものではない。
【００７４】
まず、ＰＳＡ式窒素ガス分離装置１００におけるそれぞれの吸着塔１０、２０の容積を１．０ｍ^３ と仮定し、吸着塔が切換わるときに各吸着塔から排出される酸素富化空気の圧力は３．０ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇであると仮定した。従って、各吸着塔から大気圧に排出される酸素富化空気の量は、１回の切り換えごとに３．０Ｎｍ^３ （＝１．０ｍ^３ ×３．０ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇ）となる。
【００７５】
また、吸着塔の切換え時間は１２０秒であると仮定した。
さらに、酸素富化空気の供給量としては、大気圧の酸素富化空気を６３Ｎｍ^３ ／時の割合で供給するものと仮定した。これは、本実施例の製造装置の有する酸素富化空気の供給能力、９０Ｎｍ^３ ／時（（３．０Ｎｍ^３ ／１２０秒）×（３６００秒／時））、の７０％を需要先へ供給すると仮定するものである。残りの３０％の酸素富化空気は、大気へ開放される。
【００７６】
以上の仮定のもとで、本実施においては、酸素富化空気貯留容器９の容積を０．８４ｍ^３ とし、吸着塔を切り換える寸前の酸素富化空気貯留容器９内の最低圧力を０．６５ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇと設定した。この最低圧力の値は、大気圧をわずかに上回る値であり、大気圧で酸素富化空気を使用する需要先へ、酸素富化空気を供給することを可能にする値である。吸着塔の切り換え時に酸素富化空気貯留容器９内に残存する大気圧以上の酸素富化空気量は、従って、０．５４６Ｎｍ^３ （０．８４ｍ^３ ×０．６５ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇ）となる。
【００７７】
また、吸着塔の切換え時間１２０秒は、１０８秒間の生成時間、１２秒間の再生時間から構成されると設定した。再生時間として１２秒間あれば、吸着塔内は十分に大気圧に戻るものと推定される。
【００７８】
以上のような条件のもとで、加圧空気の供給を第１吸着塔１０から第２吸着塔２０へ切換えたのちの酸素富化空気貯留容器９内の圧力の変化を、計算によってシミュレーションした。図４に示したシミュレーション結果を参照しながら、以下、説明する。
【００７９】
加圧空気の供給を第２吸着塔２０へ切換えたときには、第１吸着塔１０から排出される酸素富化空気量は、上述のように、３．０Ｎｍ^３ であり、また酸素富化空気貯留容器９内に残存していた酸素富化空気量は、０．５４６Ｎｍ^３ である。
【００８０】
吸着塔を切換えるときにガス貯留容器入口弁８が開いて第１吸着塔１０と酸素富化空気貯留容器９とが連絡するため、上記３．０Ｎｍ^３ と０．５４６Ｎｍ^３ の酸素富化空気とが混合される。混合される結果、３．５４６Ｎｍ^３ の大気圧以上の酸素富化空気が、第１吸着塔１０と酸素富化空気貯留容器９の１．８４ｍ^３ の領域（＝１．０ｍ^３ ＋０．８４ｍ^３ ）に一様に分布してこの領域内の圧力が上昇する。この領域内の圧力は、１．９２７ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇ（＝３．５４６Ｎｍ^３ ／１．８４ｍ^３ ）まで上昇するはずであるが、需要先による酸素富化空気の使用により酸素富化空気貯留容器９から６３Ｎｍ^３ ／時の割合で酸素富化空気が送出されるために、領域内の圧力は１．９２７ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇまで上がらず、酸素富化空気の送出によって徐々に低下していく。
【００８１】
上述の領域内における圧力の低下は、以下のように計算される。
まず、領域内の３．５４６Ｎｍ^３ の量の酸素富化空気から、酸素富化空気が６３Ｎｍ^３ ／時の割合で１０８秒間の生成時間のあいだ需要先へ送出されていくので、領域内における大気圧以上の酸素富化空気量は、３．５４６Ｎｍ^３ から、
３．５４６Ｎｍ^３ −（６３Ｎｍ^３ ／時）×（１０８秒／（３６００秒／時））
＝１．６５６Ｎｍ^３
まで減少する。
【００８２】
領域内の酸素富化空気量がこのように減少する結果、領域内の圧力は、
１．６５６Ｎｍ^３ ／１．８４ｍ^３
＝０．９ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇ
まで低下する。
【００８３】
この圧力は、領域を形成する第１吸着塔１０内および酸素富化空気貯留容器９内の両方において実現されている。このように、酸素富化空気貯留容器９内の圧力は減少しても大気圧を上回っているため、酸素富化空気の需要先へ酸素富化空気を供給することが可能であることが分かる。
【００８４】
一方、第１吸着塔１０内の圧力が、０．９ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇまで低下することから、第１吸着塔１０内に残存する酸素富化空気の量は、３．０Ｎｍ^３ から、
０．９ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇ×１．０ｍ^３
＝０．９Ｎｍ^３
まで低下する。
【００８５】
１０８秒の生成時間が経過したのち、ガス貯留容器入口弁８を閉じて大気開放弁４を開け、第１吸着塔１０内に残存する酸素富化空気を大気放出する。前述したように、再生時間として１２秒間あれば、第１吸着塔１０内の０．９ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇの圧力を大気圧に戻すのは十分可能であると推定される。
【００８６】
ガス貯留容器入口弁８を閉じてから１２秒間の再生時間のあいだ、酸素富化空気貯留容器９からは酸素富化空気が需要先へ送出されるのみとなり、酸素富化空気貯留容器９内の圧力は急激に低下して最低圧力になる。最低圧力は以下のように計算される。
【００８７】
まず、ガス貯留容器入口弁８を閉じたときに酸素富化空気貯留容器９内に残っている大気圧以上の酸素富化空気の量は、
０．９ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇ×０．８４ｍ^３
＝０．７５６Ｎｍ^３
である。
【００８８】
この量の酸素富化空気から、酸素富化空気が６３Ｎｍ^３ ／時の割合で１２秒間の再生時間のあいだ需要先へ送出されていくので、酸素富化空気貯留容器９内における酸素富化空気量は、０．７５６Ｎｍ^３ から、
０．７５６Ｎｍ^３ −６３Ｎｍ^３ ／時×（１２秒／（３６００秒／時））
＝０．５４６Ｎｍ^３
まで減少する。
【００８９】
酸素富化空気貯留容器９内の酸素富化空気量がこのように減少する結果、酸素富化空気貯留容器９内の圧力は、０．９ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇから、
０．５４６Ｎｍ^３ ／０．８４ｍ^３
＝０．６５ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇ
の最低圧力まで低下する。この値は、最初に設定した最低圧力の値と一致する。
【００９０】
このように、本実施例において設定した構成条件のもとでは、酸素富化空気貯留容器９の最低圧力は大気圧を上回っているため、本発明に係る装置から供給される酸素富化空気は、連続して需要先へ供給することが可能であることがわかる。
【００９１】
以上のように酸素富化空気貯留容器９から送出される連続した酸素富化空気を、圧力調整弁１２を用いて、例えば０．６５ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇの一定圧力に調整して、需要先へ供給することができる。
【００９２】
上述のように、本発明に係る装置によって、大気圧を上回る一定圧力の連続した酸素富化空気を供給できることが分かる。
（実施例２）
図３に示した装置について、供給される酸素富化空気の圧力をシミュレーションした。なお、実施例１と同様に、以下に用いた数値は一例であって、本発明はこれらの数値に限定されるものではない。
【００９３】
実施例１と同様に、ＰＳＡ式窒素ガス分離装置の各吸着塔１０、２０の容積を１．０ｍ^３ と仮定し、吸着塔が切換わるときに各吸着塔から排出される酸素富化空気の圧力を３．０ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇであると仮定した。従って、各吸着塔から大気圧に排出される酸素富化空気の量は、３．０Ｎｍ^３ となる。
【００９４】
また、実施例１と同様に、吸着塔の切換え時間は１２０秒であると仮定した。
本実施例においては、３．０ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇの酸素富化空気を８１Ｎｍ^３ ／時の割合で供給するものとした。これは、本実施例の製造装置の有する、実施例１と同じ酸素富化空気の供給能力９０Ｎｍ^３ ／時の９０％を需要先へ供給すると仮定するものである。残りの１０％の酸素富化空気は、大気へ開放される。
【００９５】
以上の仮定のもとで、吸着塔の切換え／時１２０秒は、実施例１と同様に、１０８秒間の生成時間、１２秒間の再生時間から構成されると設定した。再生時間として１２秒間あれば、吸着塔内は十分に大気圧に戻るものと推定される。
【００９６】
また、本実施例においては、酸素富化空気貯留容器９の容積を０．０９ｍ^３ とし、吸着塔を切り換える寸前の酸素富化空気貯留容器９内の最低圧力を上述の４．０ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇと設定した。吸着塔の切り換え／時に酸素富化空気貯留容器９内に残存する大気圧以上の酸素富化空気量は、従って、０．３６Ｎｍ^３ （０．０９ｍ^３ ×４．０ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇ）である。
【００９７】
さらに、本実施例においては、空気圧縮機１３の送出圧力を７．０ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇと設定し、送出量を９０Ｎｍ^３ ／時と設定した。
以上のような条件のもとで、加圧空気の供給を第１吸着塔１０から第２吸着塔２０へ切換えたのちの酸素富化空気貯留容器９内の圧力の変化を、計算によってシミュレーションした。図５に示したシミュレーション結果を参照して、以下、説明する。
【００９８】
加圧空気の供給を第２吸着塔２０へ切換えたときに酸素富化空気貯留容器９内に残存する大気圧以上の酸素富化空気量は、上述のように０．３６Ｎｍ^３ である。
【００９９】
切換え時にガス貯留容器入口弁８が開き、第１吸着塔１０からの酸素富化空気が圧縮機１６によって圧縮加圧されて酸素富化空気貯留容器９へ送られる。圧縮機１６から酸素富化空気貯留容器９へ送出される量は前述のように９０Ｎｍ^３ ／時であり、また需要先での酸素富化空気の使用により酸素富化空気貯留容器９から需要先へ送出される量は８１Ｎｍ^３ ／時である。従って、生成時間においては、その差（（９０−８１）Ｎｍ^３ ／時））の酸素富化空気が、酸素富化空気貯留容器９内に蓄積されることになり、酸素富化空気貯留容器９内の圧力は上昇する。
【０１００】
酸素富化空気貯留容器内７における圧力の上昇は、以下のように計算される。まず、酸素富化空気貯留容器９内の０．３６Ｎｍ^３ の量の大気圧以上の酸素富化空気量に、酸素富化空気が（９０−８１）Ｎｍ^３ ／時の割合で１０８秒間の生成時間のあいだ空気圧縮機１３から送出されるので、酸素富化空気貯留容器９内における大気圧以上の酸素富化空気の量は、０．３６Ｎｍ^３ から、
０．３６Ｎｍ^３ ＋（９０−８１）Ｎｍ^３ ／時×（１０８秒／３６００秒）
＝０．６３Ｎｍ^３
まで増加する。
【０１０１】
酸素富化空気貯留容器９内の酸素富化空気がこのように増加する結果、酸素富化空気貯留容器９内の圧力は、４．０ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇから、
０．６３Ｎｍ^３ ／０．０９ｍ^３
＝７．０ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇ
まで上昇する。
【０１０２】
この圧力は、空気圧縮機１３の送出圧力である７．０ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇと一致する。従って、空気圧縮機１３から酸素富化空気貯留容器９へ酸素富化空気を常に送出することができる。
【０１０３】
また、上述の計算から明らかであるように、酸素富化空気貯留容器９の容積が０．０９ｍ^３ よりも大きくなると、この酸素富化空気貯留容器９の上昇圧力は７．０ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇよりも小さくなる。従って、酸素富化空気貯留容器９の容積が０．０９ｍ^３ 以上であれば、空気圧縮機１３からの加圧空気による酸素富化空気貯留容器９内の圧力の上昇は７．０ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇ以下に抑えられることが分かる。
【０１０４】
一方、第１吸着塔１０内からは空気圧縮機によって空気が送出されるために、第１吸着塔１０内の圧力は低下する。この圧力の低下は、以下のように計算される。
【０１０５】
第１吸着塔１０内の３．０Ｎｍ^３ の大気圧以上の酸素富化空気量から、酸素富化空気が圧縮機１６によって９０Ｎｍ^３ ／時の割合で１０８秒間の生成時間のあいだ、酸素富化空気貯留容器９へ送出されていくので、第１吸着塔１０内の大気圧以上の酸素富化空気量は、３．０Ｎｍ^３ から、
３．０Ｎｍ^３ −（９０Ｎｍ^３ ／時）×（１０８秒／（３６００秒／時））
＝０．３Ｎｍ^３
まで減少する。
【０１０６】
第１吸着塔１０内の酸素富化空気量がこのように減少する結果、第１吸着塔１０内の圧力は、
０．３Ｎｍ^３ ／１．０ｍ^３
＝０．３ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇ
まで低下する。
【０１０７】
１０８秒の生成時間が経過したのち、ガス貯留容器入口弁８を閉じて大気開放弁４を開け、第１吸着塔１０内に残存する酸素富化空気を大気放出する。前述したように、再生時間として１２秒間あれば、第１吸着塔１０内の０．３ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇの圧力を大気圧（０ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇ）に戻すのは十分可能であると推定される。
【０１０８】
ガス貯留容器入口弁８を閉じてから１２秒間のあいだ、酸素富化空気貯留容器９からは酸素富化空気が需要先へ送出されるのみとなり、酸素富化空気貯留容器９内の圧力は急激に低下して最低圧力になる。最低圧力は以下のように計算される。
【０１０９】
まず、ガス貯留容器入口弁８を閉じた時点で酸素富化空気貯留容器９内に残っている酸素富化空気の量は、前述のように０．６３Ｎｍ^３ である。
この量の酸素富化空気から、酸素富化空気が８１Ｎｍ^３ ／時の割合で１２秒間の大気放出のあいだ需要先へ送出されていくので、酸素富化空気貯留容器９内の大気圧以上の酸素富化空気量は、０．６３Ｎｍ^３ から、
０．６３Ｎｍ^３ −８１Ｎｍ^３ ／時×（１２秒／（３６００秒／時））
＝０．３６Ｎｍ^３
まで減少する。
【０１１０】
酸素富化空気貯留容器９内の酸素富化空気量がこのように減少する結果、酸素富化空気貯留容器９内の圧力は、７．０ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇから、
０．３６Ｎｍ^３ ／０．０９ｍ^３
＝４．０ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇ
の最低圧力まで低下する。この値は、最初に設定した最低圧力の値と一致する。
【０１１１】
このように、空気圧縮機１３を用いることによって、大気圧を大きく上回る圧力（４．０ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇ）の酸素富化空気を、酸素富化空気貯留容器９で保持できることがわかる。
【０１１２】
上述のように酸素富化空気貯留容器９に蓄えられた酸素富化空気を、圧力調整弁１２を用いて、３．０ｋｇ／ｃｍ^２ ・Ｇの一定圧力に調整して需要先へ供給することができる。
上述のように、本発明に係る装置によって、大気圧を大きく上回る一定圧力の連続した酸素富化空気を供給できることが分かる。
【０１１３】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明によって、ＰＳＡ式窒素ガス分離装置を用いた設備コストおよび設備規模の小さい酸素富化空気の製造装置が提供される。その結果、すでにＰＳＡ式窒素ガス分離装置を使用している場合に、このＰＳＡ式窒素分離装置を用いて酸素富化空気を製造することができるため、設備コストおよび設備規模の追加を最小限に抑えて酸素富化空気を製造することが可能となる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る酸素富化空気の製造装置の一例を示す模式図。
【図２】本発明に係る酸素富化空気供給部の別の例を示す模式図。
【図３】本発明に係る酸素富化空気の製造装置の他の例を示す模式図。
【図４】本発明に係る製造装置内での酸素富化空気の圧力変化の一例を示す図。
【図５】本発明に係る製造装置内での酸素富化空気の圧力変化の他の例を示す図。
【符号の説明】
１ａ、２ａ…加圧空気導入弁
１ｂ、２ｂ…酸素富化空気排出弁
３、１３…空気圧縮機
４…大気開放弁
５…消音器
６…窒素貯留容器
７、１２…圧力調整弁
８…ガス貯留容器入口弁
９…酸素富化空気貯留容器
１０…第１吸着塔
１１、１４…圧力計
２０…第２吸着塔
１００…ＰＳＡ式窒素ガス分離装置
２００…酸素富化空気供給部

Claims (2)

1. 複数の吸着塔をそれぞれ吸着モード、生成モード、および再生モードで動作させて空気から酸素を吸着する圧力スウィング吸着式ガス分離装置と、
   再生モードを終了した吸着塔内に高圧の空気を供給して該高圧の空気で満たし該吸着塔を吸着モードで動作させるための高圧空気供給手段と、
   吸着モードを終了した吸着塔と連絡して該吸着塔を生成モードで動作させ、生成した中間圧力の酸素富化空気を貯留するための空気貯留容器と、
   生成モードを終了した吸着塔内を大気開放して該吸着塔を再生モードで動作させるための再生手段と、
   複数の吸着塔を順次、吸着、生成および再生モードの順に動作させるために高圧空気供給手段、空気貯留容器および再生手段の順に連絡させ、再生モードを終了した吸着塔を吸着モードで動作させるために高圧空気供給手段と連絡させる間、吸着モードを終了した吸着塔を、生成／再生モードで動作させるために、空気貯留容器と連絡させたのち空気貯留容器との連絡を絶って再生手段と連絡させるための切換え手段と、
   空気貯留容器と接続され、吸着塔が生成モードで動作する間に空気貯留容器から送出される酸素富化空気を大気圧よりも高い一定の圧力に調整して酸素富化空気の需要先へ連続して供給するための圧力調整手段と
   を具備することを特徴とする酸素富化空気の製造装置。
2. 各吸着塔と空気貯留容器との間に、各吸着塔から送出された酸素富化空気を圧縮加圧して空気貯留容器へ送出するための空気圧縮手段をさらに具備することを特徴とする請求項１ 記載の装置。

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