JP3644918B2 - 空気分離装置及び空気分離方法 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原料空気を深冷分離により酸素濃縮成分と窒素成分とに分離する精留塔を備えた空気分離装置、及び空気分離方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の空気分離装置としては、圧縮・冷却等された原料空気を酸素濃縮成分と窒素成分とに分離する精留塔と、その精留塔に寒冷源として液体窒素を供給する液体窒素貯槽とを具備する装置などが知られていた。かかる装置では、原料空気を精留塔内の精留部で酸素濃縮成分と窒素成分とに分離しつつ、分離された窒素成分を凝縮器で一部凝縮させて還流液とする一方、液体窒素貯槽から液体窒素を寒冷源として前記精留塔に供給し、分離された窒素ガスを精留塔の塔頂から抜き出すことで、窒素ガスを得ることができる。
【０００３】
上記の装置においては、精留塔の底部に貯留する酸素濃縮液を凝縮器に移送して、凝縮器の冷媒として貯留するが、製品ガスの消費量などが変化しても精留部での精留の定常性を保つために、凝縮器の凝縮能力（冷却能力）をほぼ一定にすべく、凝縮器に貯留される酸素濃縮液の液面の高さをほぼ一定にする制御が行われていた。このような凝縮器内の寒冷の液位を制御する方法としては、従来より次のものが知られていた。
【０００４】
例えば、特公昭６１−４６７４７号公報には、精留塔の底部に貯留した液化空気（酸素濃縮液）を凝縮器に導入する量は調節せずに膨張弁を用いて移送し、凝縮器内の冷媒の液位を検出しながら、還流液の一部として液体窒素貯槽から供給する液体窒素の供給量を調節する方法が提案されていた。
【０００５】
また、特開昭６４−５４１８７号公報には、製品窒素ガスの圧力を検出して、精留塔の底部に貯留した液化空気を凝縮器に導入する液化空気量を積極的に変動させることによって、還流量を制御し、製品窒素ガスの量及び圧力を最適な値とする制御方法が提案されている。
【０００６】
更に、図５に示すように、凝縮器３５の液面のレベルに応じて弁Ｖ７を制御して液体空気導入量を調節すると共に、精留塔底部の液体空気の液面レベルに応じて弁Ｖ３を制御し、精留塔に導入する液体窒素量を調節する制御方法が知られている。これとは別に、凝縮器の液面のレベルに応じて弁を制御して精留塔に導入する液体窒素量を調節すると共に、精留塔底部の液体空気の液面レベルに応じて弁を制御して凝縮器への液体空気導入量を調節する制御方法も知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の装置では何れの制御方式でも、凝縮器に貯留される酸素濃縮液の液面の高さを制御する際に、各部の液体貯留部の容積や精留塔内での気液接触に要する時間により、どうしても制御遅れが生じるので、凝縮器内の酸素濃縮液面の安定を十分に得るには問題があった。
【０００８】
もちろん、前記液面の変動に基づいて、寒冷として精留塔上部に導入する液体窒素の供給量が大幅変動することは、この種の空気分離装置の安定運転上好ましいとは言えない。つまり、外部からの液体窒素の供給は、本来、空気分離装置の定常運転に必要な寒冷の補給が目的であり、精留塔の上部に液体窒素を供給することにより、副次的な効果として製品ガス量を増加させることができる。寒冷補給のための液体窒素供給量は、原料空気の５％以内（パーライト真空断熱式コールドボックスを採用すると２％以内）が通常であり、必要寒冷補給量は装置によって大略決まっており、製品ガスの変動による増減幅はごくわずかである。
【０００９】
このため、液体窒素供給弁は供給量・制御性を考慮して小口径のものが使用される。ところが、凝縮器内の酸素濃縮液の液面変動は、装置の寒冷の過不足によって生じるだけでなく、例えば、製品ガス（原料空気の３０〜５０％）の増減によっても変動が生じる。この変動に追従するために前記弁により液体窒素の供給量が制御されることになる。
【００１０】
しかし、この量的変動が本来あまり必要ではない液体窒素供給量の変動を呼び、前述の精留塔内での制御遅れ要因とあいまって、前記液体窒素供給弁がオン−オフ状態（全開又は全閉状態）で液体窒素を供給し続けることになり易い。
【００１１】
このような状態は安定運転とは言い難く、またこのような運転状態で、高純度の製品ガスを安定供給するには、どうしても精留塔からの最小製品発生状態、即ち、液体窒素の供給がゼロの時でも問題が生じないように原料空気の供給量を多めに導入する必要があり、これが電力消費量を大きくする要因になっていた。
【００１２】
一方、上記のような空気分離装置では、凝縮器に貯留される酸素濃縮液に炭化水素などの不純物が濃縮され易いため、連続的又は間欠的に酸素濃縮液を凝縮器から抜き出して、必要により寒冷を回収した後、外部へ放出している。しかし、間欠的な放出による液面の変動も、液体窒素の供給量制御における操作量と比べてかなり大きな量となる場合があり、液体窒素の供給量制御では安定運転が維持しにくいという問題がある。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、安定運転のための凝縮器内の液面制御が好適に行え、しかも定常運転の面からも好ましい空気分離装置、及び空気分離方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。
即ち、本発明の空気分離装置は、圧縮、冷却、及び予備精製された原料空気を導いて酸素濃縮成分と窒素成分とに分離する精留部と、分離された窒素成分を貯留した酸素濃縮液により一部凝縮させて還流液とする凝縮器と、その凝縮器で気化した酸素濃縮ガスを排出するガス排出経路と、前記凝縮器に貯留した酸素濃縮液を外部へ放出する放出経路と、塔底から前記凝縮器へ酸素濃縮液を移送する移送経路とを有する精留塔、及びその精留塔に寒冷を供給する寒冷供給手段を備える空気分離装置において、前記凝縮器に貯留される酸素濃縮液の液面高さを検出し、その液面がほぼ設定値に保たれるように、前記放出経路に設けた弁の開度を制御する制御手段を設けると共に、前記精留塔の塔底に溜まる酸素濃縮液の液面高さを検出し、その液面がほぼ設定値に保たれるように、前記移送経路に設けた弁の開度を制御する別の制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１５】
上記において、前記寒冷供給手段を、液体窒素貯槽と、前記精留部に対する還流液の一部としてその液体窒素貯槽から液体窒素を既定量にて供給する供給経路とから構成してあることが好ましい。
【００１７】
更に、前記精留塔の塔底に溜まる酸素濃縮液の液面高さを検出し、その液面がほぼ設定値に保たれるように、前記移送経路に設けた弁の開度を制御する別の制御手段を設けてあることが好ましい。
【００１８】
あるいは、前記制御手段が前記放出経路に設けた弁の開度を制御する際に、開閉操作による２値制御を行うと共に、その制御における所定期間での開状態の積算時間が目標値に近づくように、液体窒素の供給経路に設けた弁の開度により前記既定量を変更する別の制御手段が設けてあることが好ましい。
【００１９】
一方、本発明の空気分離方法は、圧縮、冷却、及び予備精製された原料空気を精留塔に導いてその精留部で酸素濃縮成分と窒素成分とに分離しながら、塔底から移送して凝縮器に貯留した酸素濃縮液により分離された窒素成分を一部凝縮させて還流液とし、その凝縮器で気化した酸素濃縮ガスを排出しつつ、前記凝縮器に貯留した酸素濃縮液を放出経路にて外部へ放出する空気分離方法において、前記精留塔に寒冷を供給しながら、前記凝縮器に貯留される酸素濃縮液の液面高さを検出し、その液面がほぼ設定値に保たれるように、前記放出経路に設けた弁の開度を制御すると共に、前記精留塔の塔底に溜まる酸素濃縮液の液面高さを検出し、その液面がほぼ設定値に保たれるように、前記塔底から凝縮器へ移送する移送経路に設けた弁の開度を制御することを特徴とする。
【００２０】
［作用効果］
本発明の空気分離装置によると、凝縮器に貯留される酸素濃縮液の液面高さを検出し、その液面がほぼ設定値に保たれるように、制御手段により前記放出経路に設けた弁の開度を制御するため、酸素濃縮液の放出量を調節して直接的に液面高さを制御することができるので、凝縮器内の液面制御が好適に行えるようになる。また、酸素濃縮液の放出量が変動しても、精留操作には直接影響が無く、また液体窒素の供給量は前記制御手段により行うものでなく、常時ある程度定量供給できるので、精留塔の定常運転の面から好ましいものとなる。そして、液体窒素の供給変動が小さくなる分、液体窒素の最小供給量が大きくなり、最小製品ガス発生量が増加するため、その分原料空気の消費量を減らしても製品ガスの安定供給が可能になる。
更に、前記精留塔の塔底に溜まる酸素濃縮液の液面高さを検出し、その液面がほぼ設定値に保たれるように、前記移送経路に設けた弁の開度を制御する別の制御手段を設けてあるため、塔底に溜まる酸素濃縮液の液面高さを維持しながら、塔底に流下する酸素濃縮液に相当する量を安定して凝縮器に移送できる。
【００２１】
前記寒冷供給手段を、液体窒素貯槽と、前記精留部に対する還流液の一部としてその液体窒素貯槽から液体窒素を既定量にて供給する供給経路とから構成する場合、液体窒素の供給量を調節せずに凝縮器内の液面制御を行うため、還流液の流下量の変動をより小さくして、精留塔の定常運転をより確実に行うことができる。
【００２３】
前記放出経路に設けた流量計の出力値から所定期間での流量の積算値又は移動平均値を算出して、その積算値又は移動平均値が目標値に近づくように、液体窒素の前記供給経路に設けた弁の開度により前記既定量を変更する別の制御手段を設けてある場合、昼夜あるいは季節によって異なる必要寒冷補給量に対して、寒冷補給用の液体窒素の量を最適値に制御することができる。
【００２４】
また、前記制御手段が前記放出経路に設けた弁の開度を制御する際に、開閉操作による２値制御を行うと共に、その制御における所定期間での開状態の積算時間が目標値に近づくように、液体窒素の供給経路に設けた弁の開度により前記既定量を変更する別の制御手段が設けてある場合、昼夜あるいは季節によって異なる必要寒冷補給量に対して、寒冷補給用の液体窒素の量を最適値に制御することができる。
【００２５】
一方、本発明の空気分離方法によると、前記凝縮器に貯留される酸素濃縮液の液面高さを検出し、その液面がほぼ設定値に保たれるように、前記放出経路に設けた弁の開度を制御するため、上記の如き作用効果により、安定運転のための凝縮器内の液面制御が好適に行え、しかも定常運転の面からも好ましいものとなる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１〜図４は、本発明の空気分離装置の例を示す概略構成図であり、各々、第１実施形態〜第４実施形態に対応するものである。
【００２７】
〔第１実施形態〕
本発明では、圧縮、冷却、及び予備精製された原料空気が精留に供されるが、それらの処理は、図１に示すような圧縮機１、冷凍機３、予備精製器５、主熱交換器７などで行われる。
【００２８】
まず、図示しないフィルタを通して大気中の空気が圧縮機１に取り入れられ、圧縮機１により約８．５バールＧに圧縮された後、配管２を通って冷凍機（フレオン冷凍機）３に導入され、この冷凍機３で約１０〜２０℃に予備冷却された後、配管４を通って予備精製器５の一方の吸着筒５ａに導入され、この一方の吸着筒５ａにおいて、圧縮された原料空気中の二酸化炭素及び水等が除去され、配管６を通って主熱交換器７に導入される。このとき、予備精製器の他方の吸着筒５ｂの再生は、後述するように配管２７を通って導入される廃ガスによってなされるが、両吸着筒５ａ，５ｂの切り換えは、切り換え弁ＶＣによって行われる。
【００２９】
主熱交換器７に導入された原料空気は、後述する窒素ガス及び廃ガスと熱交換され、液化点近くまで冷却される。そして、冷却された原料空気は、配管８を経て、精留塔９の下部空間１１に導入され、精留部１３を上昇する。
【００３０】
一方、精留塔９の精留部１３の上方からは、凝縮器３５にて生成する還流液と液体窒素の供給による還流液とが精留部１３に流下され、上昇する気体と気液接触されて精留され、前記精留塔９の底部に酸素濃縮液化空気（酸素濃縮成分である酸素濃縮液）を生出流下させ、頂部に窒素ガス（窒素成分）を精留分離する。
【００３１】
精留塔９の底部へ生出流下する酸素濃縮液化空気は底部に貯留された後、配管と弁Ｖ７とからなる移送経路１８を経て、凝縮器３５の冷媒貯留部に導入される。凝縮器３５の形式としては、熱交換にて間接冷却を行う種々の形式が採用され、例えばシェルアンドチューブ式、アルミニウムブレージング式などが挙げられる。
【００３２】
本実施形態では、精留塔９の塔底に溜まる酸素濃縮液の液面高さを検出し、その液面がほぼ設定値に保たれるように、移送経路１８に設けた弁Ｖ７の開度を制御する制御手段として液位表示制御装置ＬＩＣを設けた例を示す。この液位表示制御装置ＬＩＣでは、例えば、酸素濃縮液の液面の高さを検出する液位検出手段からの出力に基づいて、ＰＩＤ制御などにより、偏差に応じた操作信号が出力され、所定の操作量で弁Ｖ７の開度が調節される。
【００３３】
凝縮器３５では、精留部１３で上方に分離された窒素成分を、冷媒貯留部に貯留した酸素濃縮液により一部凝縮させて還流液とする。凝縮器３５には更に、気化した酸素濃縮ガスを排出するガス排出経路２４と、貯留した酸素濃縮液を外部へ放出する放出経路４０とを設けてある。
【００３４】
本発明では、凝縮器３５に貯留される酸素濃縮液の液面高さを検出し、その液面がほぼ設定値に保たれるように、放出経路４０に設けた弁Ｖ６の開度を制御する制御手段である液位表示制御装置ＬＩＣを設けてある。この液位表示制御装置ＬＩＣでは、例えば、酸素濃縮液の液面の高さを検出する液位検出手段からの出力に基づいて、ＰＩＤ制御などにより、偏差に応じた操作信号が出力され所定の操作量で弁Ｖ６の開度が調節される。例えば、貯留される酸素濃縮液の液面高さが設定値より低い場合には、弁Ｖ６の開度が小さくなるように調節される。
【００３５】
放出経路４０には、弁Ｖ６と共に熱交換器４１が設けられており、弁Ｖ６を経た酸素濃縮液は、熱交換器４１で寒冷が回収された後に放出される。寒冷の回収は、配管６から分岐した配管４２を経て熱交換器４１に導入される原料空気との熱交換により行われ、ここで冷却された原料空気は、配管８に合流して精留塔９に導入される。また、冷却された原料空気をガス排出経路２４へ合流して主熱交換器７に導入してもよい。このように放出される酸素濃縮液から、寒冷を熱交換器４１で回収することにより、寒冷として供給する液体窒素の量を低減することができる。放出経路４０の弁Ｖ６は、熱交換器４１の上流側に設けてもよいが、上記制御の際に流量を適切に調節する上で、熱交換器４１の下流側に設けるのが好ましい。
【００３６】
一方、精留塔９の頂部の窒素ガスは、その一部が凝縮器３５の熱交換部を通過して凝縮され、還流液として流下し、残りの窒素ガスは配管２９を通して主熱交換器７に導入される。また、凝縮器３５で気化した酸素濃縮ガスは、ガス排出経路２４を経て、主熱交換器７に導入される。
【００３７】
これらの窒素ガス及び廃ガスは、それぞれ主熱交換器７で圧縮原料空気と熱交換され、寒冷が回収される。そして、窒素ガスは、配管３０を通って約７．５バールＧの圧力で常温の製品窒素ガス（ＧＮ2 ）として取り出され、廃ガスは、配管２７を通り常温となって予備精製器５の再生すべき吸着筒５ｂに送られる。吸着筒５ｂでは、前述したようにその再生ガスとして二酸化炭素及び水等を取り出すことに使用される。
【００３８】
本発明の空気分離装置では、精留塔９に寒冷を供給する寒冷供給手段を備えるが、本実施形態では、これを液体窒素貯槽３１と、精留部１３に対する還流液の一部として液体窒素を既定量にて供給する供給経路３２とで構成する例を示す。つまり、精留塔９を含む保冷函３６内に必要な寒冷は、液体窒素貯槽３１内に外部から導入され、貯留された液体窒素（ＬＮ2 ）によって賄われ、この液体窒素は、供給経路３２を通して取り出されて、精留塔９の精留部１３の上方に導入される。このとき弁Ｖ３による供給量は、装置に必要な寒冷量などに基づいて、予め定めた量（既定量）に設定される。この既定量は、後述する実施形態のように、運転の好適化のために変更を行ってもよい。また、弁Ｖ３は流量指示制御装置ＦＩＣによって、供給量がほぼ一定になるように制御してもよい。
【００３９】
更に、窒素需要量が精留塔９における製造能力を超える場合には、液体窒素貯槽３１内の下部から延びる配管３４を通って液体窒素が導出され、蒸発器３３ａで気化された後、弁Ｖ４により所定の圧力に調節され配管３０に導入される。なお、配管３４より分岐した配管３７は蒸発器３３ｂと圧力調節弁Ｖ５が挿入されて、液体窒素貯槽３１の頂部に戻されており、液体窒素貯槽３１の圧力を所定の圧力に維持する。
【００４０】
なお、点線で示される保冷函３６は低温機器を構成する主熱交換器７、精留塔９、液体窒素貯槽３１等を収納するコールドボックス（断熱容器）である。このコールドボックスとしては、パーライト真空断熱式のものが一般的に採用されている。
【００４１】
〔第２実施形態〕
図２は本発明の第２実施形態の概略構成図を示すものであるが、第１実施形態との相違点についてのみ、以下に説明する。
【００４２】
第２実施形態では、図２に示すように、凝縮器３５としてシェルアンドチューブ式に近いタイプのものを使用すると共に、精留塔の塔底に流下する酸素濃縮液を溜めずにオリフィスＶ２を介して凝縮器３５へ移送する例を示す。
【００４３】
この実施形態では、精留塔９の底部へ生出流下する酸素濃縮液は、わずかな量の空気と共に配管に吸い込まれ、オリフィスＶ２によって約２．５バールＧに膨張された後、凝縮器３５の冷媒貯留部に導入される。つまり、精留部１３から精留塔９の底部へ流下する酸素濃縮液を底部に貯留することなく、凝縮器３５に移送する移送経路１８を、配管とオリフィスＶ２により構成している。
【００４４】
このように、精留塔９の底部へ流下する酸素濃縮液を全て凝縮器３５に移送することによって、精留塔９の底部での制御を省略でき、常時、一定以上の酸素濃縮液を凝縮器３５に導入して、凝縮器３５内の液面制御を好適に行うことができる。従って、本発明の空気分離装置では、精留塔９の底部での液面制御を省略することができる。
【００４５】
なお、この実施形態では、移送経路１８によりオリフィスＶ２を経て供給される酸素濃縮成分を、一旦、気液分離器に導入して、その液相分を凝縮器３５に導入すると共に、気相分を廃ガスの配管２４に合流させてもよい。
【００４６】
一方、上記の凝縮器３５では、精留部１３で上方に分離された窒素成分を、上方へと通過させながら、冷媒貯留部に貯留した酸素濃縮液により一部凝縮させて還流液とする。凝縮器３５の液面制御は、第１実施形態と同様に行うことができる。但し、凝縮器３５で凝縮しなかった残りの窒素ガスは、塔頂に接続された配管２９を通して主熱交換器７に導入される。
【００４７】
〔第３実施形態〕
図３は本発明の第３実施形態の概略構成図を示すものである。第３実施形態は、第１実施形態に液体窒素の供給量の既定値を変更するための手段を追加したものであり、この相違点についてのみ説明する。
【００４８】
この実施形態では、放出経路４０に設けた流量計（ＦＱ）４４の出力値から所定期間での流量の積算値を算出して、その積算値が目標値に近づくように、液体窒素の供給経路３２に設けた弁Ｖ３の開度により、液体窒素貯槽３１から供給する液体窒素の既定量を変更する別の制御手段ＰＬＣを設けてある。また、所定期間での積算値の代わりに、移動平均値を利用してもよい。
【００４９】
制御手段ＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）は、例えば流量計４４の出力値から得られる流量を所定期間で積算し又は移動平均値として算出し、その積算値又は移動平均値と予め入力した目標値との偏差から、弁Ｖ３の操作量を算出して出力するようなプログラム設定機能を有する。
【００５０】
放出経路４０は、精留操作中に凝縮器３５の冷媒貯留部に濃縮される不純物（主に炭化水素）を系外に放出して安全性を確保する機能を本来有する。このため、放出経路４０により放出される酸素濃縮液の所定期間内における放出量は、安全性の面から、一定の値として決定することができ、これを大きく超える場合には、寒冷のロスが生じたり、また、精留塔９へ供給する原料空気や液体窒素の供給量を増加させる必要性が生じる。このため、当該供給量を従来法と同レベルに抑えて、コストの上昇を避けるためには、放出経路４０による放出量を最低限に抑えるのが好ましい。所定期間での流量の積算値の目標値としては、上記安全性を確保できる値が設定される。
【００５１】
〔第４実施形態〕
図４は本発明の第４実施形態の概略構成図を示すものである。第４実施形態は、放出経路４０に設けた弁Ｖ６の開度を制御する際に、制御手段によって開閉操作による２値制御を行う例である。制御手段としては液位表示スイッチＬＩＳが用いられ、これによって凝縮器３５に貯留される酸素濃縮液の液面高さを検出しつつ、弁Ｖ６のオンオフ制御が行われる。その結果、酸素濃縮液の液面がほぼ設定値に保たれるようになる。
【００５２】
その際、上記の制御における所定期間での開状態の積算時間が目標値に近づくように、液体窒素の供給経路３２に設けた弁Ｖ３の開度によりその既定量を変更する別の制御手段（図示せず）を設けてもよい。当該別の制御手段としては、第３実施形態で示したような制御手段ＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）が使用できる。制御手段ＰＬＣでは、例えば液位表示スイッチＬＩＳの出力値から所定期間での開状態の積算時間を算出し、予め入力した目標値との偏差から、弁Ｖ３の操作量を算出して出力するようにプログラムを設定すればよい。
【００５３】
〔別実施形態〕
以下に本発明の別実施形態について更に説明する。
【００５４】
（１）先の実施形態では、液位表示制御装置ＬＩＣ、又は液位表示スイッチＬＩＳにより制御手段を構成する例を示したが、液面高さを検出してその液面がほぼ設定値に保たれるように、弁の開度を制御できる制御手段であれば、何れの装置形態でもよい。
【００５５】
（２）前記の説明において示した、温度、圧力等は、本発明を実施する場合の一例であり、各種装置部分の設計や運転条件により異なるため、上記の数値に限定されるものではない。
【００５６】
（３）先の実施形態では、液体窒素貯槽と精留塔を配置した保冷函内に配置する例を示したが、液体窒素貯槽を精留塔を配置した保冷函の外部に配置してもよく、その場合、別の保冷函内に配置等される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気分離装置の一例を示す概略構成図
【図２】本発明の空気分離装置の他の例を示す概略構成図
【図３】本発明の空気分離装置の他の例を示す概略構成図
【図４】本発明の空気分離装置の他の例を示す概略構成図
【図５】従来の空気分離装置の一例を示す概略構成図
【符号の説明】
９ 精留塔
１３ 精留部
１８ 移送経路
２４ ガス排出経路
３１ 液体窒素貯槽（寒冷供給手段）
３５ 凝縮器
４０ 放出経路
Ｖ６ 弁
ＬＩＣ 液位表示制御装置（制御手段）

Claims (5)

  1. 圧縮、冷却、及び予備精製された原料空気を導いて酸素濃縮成分と窒素成分とに分離する精留部と、分離された窒素成分を貯留した酸素濃縮液により一部凝縮させて還流液とする凝縮器と、その凝縮器で気化した酸素濃縮ガスを排出するガス排出経路と、前記凝縮器に貯留した酸素濃縮液を外部へ放出する放出経路と、塔底から前記凝縮器へ酸素濃縮液を移送する移送経路とを有する精留塔、及びその精留塔に寒冷を供給する寒冷供給手段を備える空気分離装置において、
    前記凝縮器に貯留される酸素濃縮液の液面高さを検出し、その液面がほぼ設定値に保たれるように、前記放出経路に設けた弁の開度を制御する制御手段を設けると共に、前記精留塔の塔底に溜まる酸素濃縮液の液面高さを検出し、その液面がほぼ設定値に保たれるように、前記移送経路に設けた弁の開度を制御する別の制御手段を設けたことを特徴とする空気分離装置。
  2. 前記寒冷供給手段を、液体窒素貯槽と、前記精留部に対する還流液の一部としてその液体窒素貯槽から液体窒素を既定量にて供給する供給経路とから構成してある請求項１記載の空気分離装置。
  3. 前記放出経路に設けた流量計の出力値から所定期間での流量の積算値又は移動平均値を算出して、その積算値又は移動平均値が目標値に近づくように、液体窒素の前記供給経路に設けた弁の開度により前記既定量を変更する別の制御手段を設けてある請求項２に記載の空気分離装置。
  4. 前記制御手段が前記放出経路に設けた弁の開度を制御する際に、開閉操作による２値制御を行うと共に、その制御における所定期間での開状態の積算時間が目標値に近づくように、液体窒素の供給経路に設けた弁の開度により前記既定量を変更する別の制御手段が設けてある請求項２に記載の空気分離装置。
  5. 圧縮、冷却、及び予備精製された原料空気を精留塔に導いてその精留部で酸素濃縮成分と窒素成分とに分離しながら、塔底から移送して凝縮器に貯留した酸素濃縮液により分離された窒素成分を一部凝縮させて還流液とし、その凝縮器で気化した酸素濃縮ガスを排出しつつ、前記凝縮器に貯留した酸素濃縮液を放出経路にて外部へ放出する空気分離方法において、
    前記精留塔に寒冷を供給しながら、前記凝縮器に貯留される酸素濃縮液の液面高さを検出し、その液面がほぼ設定値に保たれるように、前記放出経路に設けた弁の開度を制御すると共に、前記精留塔の塔底に溜まる酸素濃縮液の液面高さを検出し、その液面がほぼ設定値に保たれるように、前記塔底から凝縮器へ移送する移送経路に設けた弁の開度を制御することを特徴とする空気分離方法。
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