JP4002852B2

JP4002852B2 - 気体分離装置

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Publication number: JP4002852B2
Application number: JP2003125474A
Authority: JP
Inventors: 武勝本; 知一郎中村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-04-30
Filing date: 2003-04-30
Publication date: 2007-11-07
Anticipated expiration: 2023-04-30
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＰＳＡ式（Pressure Swing Adsorption）の気体分離装置に係り、特に複数の気体生成手段の運転台数を制御するよう構成した気体分離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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り出し、使用するものである。
【０００３】
例えば、酸素ガスを取り出す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窒素分子と酸素分子の一部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酸素を取り出す取出工程と、▲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り返す。即ち、取出工程では、吸着槽内の酸素を外部に取り出し、一方再生工程では吸着された窒素と若干の酸素を脱着し、次の吸着工程に備えるようになっている。
【０００４】
このように各工程を順番に行うＰＳＡ式気体分離装置では、吸着槽の圧力上昇が行われてから吸着槽の濃度が次第に上昇するため、吸着槽内の製品ガスの濃度が取り出し可能な所定濃度に達するまでには、時間がかかる。また、運転しない休日が連続した場合、連休明けの運転開始時には、所定濃度に達するまでの時間が余計長くかかる。
【０００５】
さらに、空気中の温度や湿度が高いと、コンプレッサからの圧縮空気量が減少し、吸着槽内のガス濃度が低下してしまい、その分所定濃度に達するまでの時間が余計長くかかる。
【０００６】
そのため、複数のＰＳＡユニットを有する気体分離装置においては、下流側で消費される製品ガスの使用量の増減に応じてＰＳＡユニットに圧縮空気を供給するコンプレッサの駆動台数を制御する下記のような制御を用いることが考えられる。
【０００７】
複数のコンプレッサの駆動台数を制御するものとしては、例えば、工場などのように圧縮空気を大量に使用する場合、複数のコンプレッサを組み合わせて使用しており、下流側での圧縮空気の消費量に応じて運転台数を制御するものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
この特許文献１では、コンプレッサが負荷運転を開始し、圧力が下限値を超えてから所定の時間が経過した後のタンク内圧力が下限値と上限値との間における所定の基準圧力値を超えるか否かを判別して信号を出力する検知手段を有している。そして、下流のガス使用量が少ない状態で検知手段による圧力が基準圧力値を上回る場合にはアンロード運転でコンプレッサを停止させる断続運転モードを選択し、基準圧力値を下回る場合にはロード運転を継続する連続運転モードを選択する切替手段を備えている。
【０００９】
従って、特許文献１によれば、空気圧縮機が負荷運転を開始し圧力が下限値を超えてから所定の時間が経過した後に、検知手段がタンク内圧力を検知しタンク内圧力が所定の基準圧力値を超えるか否かを判別して信号を出力すると、切替手段が、この信号に基づいて圧力が基準圧力値を上回る場合には断続運転モードを選択し、基準圧力値を下回る場合には連続運転モードを選択することになる。すなわち、負荷運転時におけるタンク内の圧力変化を検出することにより空気圧縮機の運転状態を推定し、圧縮空気を多量には使用していない状況にある場合には、負荷運転を開始し圧力が下限値を超えてから所定時間経過すると圧力が基準圧力値を上回って断続運転モードが選択される。
【００１０】
また、空気が多量に消費されている状況にある場合には、負荷運転を行なって圧縮空気を作り出しても一定の時間内における圧力上昇は緩慢となるため、負荷運転を開始し圧力が下限値を超えてから所定時間経過しても圧力が基準圧力値を下回って連続運転モードが選択されることになる。
【００１１】
また、駆動台数を制御する先行技術としては、ポンプ台数制御において、ポンプ運転台数が増えてもポンプ追加運転直前の配水圧力低下が発生しないようにし、且つ、ポンプの自由な組み合わせによる台数制御を行なうものがある（例えば、特許文献２参照）。
【００１２】
この特許文献２では、ポンプ追加運転を、現段階で運転中の各ポンプの定格回転数運転における圧力−流量特性の代表値と実際値との差の合計あるいはそれ以上の値を、上述の運転中ポンプの総合的な圧力―流量特性上の制御される圧力に相当する流量から差し引いた流量に配水量が達した事で行なっている。
【００１３】
【特許文献１】
特公平６−６３５０４号公報
【００１４】
【特許文献２】
特開２０００−２６５９６７号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に示されたコンプレッサの運転制御方法では、装置を起動してから製品ガスの濃度が所定濃度に達するのに時間がかかる複数のＰＳＡ式気体発生ユニットが並列に設けられた装置のような場合には、製品ガスを貯留する製品タンクの圧力が下限値を超えてから所定の時間が経過した後に、２台目のコンプレッサを起動させるのでは製品ガスの使用量によっては、遅すぎてしまい、下流側で製品ガスの使用量が急激に増加した場合には製品ガスを安定供給することが難しい。
【００１６】
また、このような問題を解消するため、上記特許文献２では、所定の配水料を常に確保するため、経年変化やポンプの個体差などの理由によってポンプの能力が目標値から離れることを考慮して少しの時間差を持って早めにポンプ起動台数を増やすように制御している。
【００１７】
ところが、上記特許文献２に記載されたポンプ起動を早めることによって増加する流量増加分は、予め求めた余裕代であって、下流側で使用される流量の変動量に対しては何ら追従されていないため、供給量の増加分が使用量に対して少なかったり、多かったりして使用量の変動に応じて供給量をタイミング良く制御することが難しい。
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。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
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。
【００１９】
上記請求項１記載の発明は、台数制御手段が、圧力検知手段で検知された圧力の変化状況に基づき、複数の気体生成手段の運転台数を追加または削減する圧力値を設定する基準圧力設定手段を有するものであり、一の気体生成手段の運転中に２台目の運転開始が遅れることがなく、例えば、連休明けの運転開始時でも２台目以降の気体生成手段による製品ガスの濃度が所定濃度に達するまでのタイミングが遅れることを防止しうる。
【００２０】
また、請求項２記載の発明は、複数の気体生成手段のうち一の気体生成手段が運転を開始してから生成したガスの濃度が所定濃度値を超えるまでの時間を測定する時間測定手段と、時間測定手段の検出値に基づき、台数制御手段により気体生成手段の運転台数を追加する判断基準を変更する追加判断基準変更手段と、を備えたものであり、一の気体生成手段の運転中に２台目の運転開始が遅れることがなく、例えば、連休明けの運転開始時でも２台目以降の気体生成手段による製品ガスの濃度が所定濃度に達するまでのタイミングが遅れることを防止しうる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明の一実施例について説明する。
図１は本発明になる気体分離装置の一実施例を示す概略構成図である。尚、本実施例では、窒素ガスを製品ガスとして生成する窒素発生装置について説明する。
【００２３】
図１に示されるように、気体分離装置１０は、３系統の気体生成手段１２Ａ〜１２Ｃを有し、共通の窒素ガス槽１４に製品ガスとしての窒素ガスを貯留させるように構成されている。
【００２４】
気体生成手段１２Ａ〜１２Ｃは、夫々ガス供給管路１６Ａ〜１６Ｃにドライヤ付きコンプレッサユニット１８Ａ〜１８Ｃと、圧縮空気から窒素ガスを生成するＰＳＡユニット２０Ａ〜２０Ｃが配置されている。ドライヤ付きコンプレッサユニット１８Ａ〜１８Ｃは、圧縮空気を生成する空気圧縮機２２Ａ〜２２Ｃと、圧縮空気を貯留する空気槽２４Ａ〜２４Ｃと、圧縮空気を除湿する冷凍式エアドライヤ２６Ａ〜２６Ｃとから構成されている。
【００２５】
ＰＳＡユニット２０Ａ〜２０Ｃでは、酸素分子を吸着する吸着剤が充填された吸着槽（図示せず）を有しており、吸着槽に空気圧縮機２２Ａ〜２２Ｃで生成された圧縮空気が供給されると、吸着槽内が昇圧することにより酸素分子が吸着されて窒素分子が分離される。そして、ＰＳＡユニット２０Ａ〜２０Ｃにおいて、分離された窒素ガスは、ガス供給管路１６Ａ〜１６Ｃを介して窒素ガス槽１４に供給される。
【００２６】
窒素ガス槽１４の吐出口に連通された吐出管路２８には、製品ガスの圧力を検出する圧力センサ（圧力検知手段）３０と、製品ガスの濃度を検出する濃度センサ３２と、が配設されている。圧力センサ３０及び濃度センサ３２によって検出された圧力データ及び濃度データは、制御回路３４に入力される。
【００２７】
制御回路３４は、マイクロコンピュータからなり、上記圧力データ及び濃度データに基づいて３系統のドライヤ付きコンプレッサユニット１８Ａ〜１８Ｃ及びＰＳＡユニット２０Ａ〜２０Ｃを選択的に駆動させるように制御する台数制御手段を有する。すなわち、制御回路３４は、下流での製品ガスの使用量が少ない場合には第１の気体生成手段１２Ａのみを駆動し、製品ガスの使用量の増加率が高い場合には第１、第２の気体生成手段１２Ａ，１２Ｂを駆動し、さらに製品ガスの使用量の増加率が高い状態であるときは、全ての気体生成手段１２Ａ〜１２Ｃを駆動させるように制御する。
【００２８】
制御回路３４のメモリには、圧力センサ３０で検知された圧力の変化状況に基づき、気体生成手段１２Ａ〜１２Ｃの運転台数を追加または削減する圧力値を設定する制御プログラム（基準圧力設定手段）が格納されている。
【００２９】
また、制御回路３４のメモリには、気体生成手段１２Ａ〜１２Ｃのうち一の気体生成手段が運転を開始してから生成したガスの濃度が所定濃度値を超えるまでの時間を測定する制御プログラム（時間測定手段）と、時間測定値に基づき、気体生成手段１２Ａ〜１２Ｃの運転台数を追加する判断基準を変更する制御プログラム（追加判断基準変更手段）とが格納されている。
【００３０】
図２は窒素ガス槽１４の圧力が減少する場合の変動率と運転開始の設定圧力との関係を示すグラフである。
【００３１】
図２において、グラフＩは窒素ガス槽１４の圧力が減少する場合の変動率が基準値である場合の変化を示す。グラフIIは窒素ガス槽１４の圧力が減少する場合の変動率が基準値よりも大きい場合の変化を示す。グラフIIIは窒素ガス槽１４の圧力が減少する場合の変動率が基準値よりも小さい場合の変化を示す。
【００３２】
グラフＩで示すように、制御回路３４は、圧力センサ３０により検知された圧力の減少率が予め設定された基準値である場合、設定圧力P2に達した時点で２台目または３台目の気体生成手段１２Bまたは１２Cの運転を開始させる。
【００３３】
また、グラフIIで示すように、制御回路３４は、圧力センサ３０により検知された圧力が基準値（グラフI）よりも急激に減少した場合、装置運転圧力P3に達した時点M1で２台目または３台目の気体生成手段１２Bまたは１２Cの運転を開始させる。この場合、気体生成手段１２Bまたは１２Cの製品ガスの吐出開始時点M2が基準よりも早いので、気体生成手段１２Bまたは１２Cからの製品ガスの吐出タイミングも時間T1だけ早くなる。
【００３４】
また、グラフIIIで示すように、制御回路３４は、圧力センサ３０により検知された圧力が基準値（グラフI）よりも穏やかに減少した場合、装置運転圧力（設定圧力）P２に達した時点Ｎ１で２台目または３台目の気体生成手段１２Bまたは１２Cの運転を開始させる。この場合、気体生成手段１２Bまたは１２Cの製品ガスの吐出開始時点Ｎ２が基準値（グラフI）よりも遅いので、気体生成手段１２Bまたは１２Cからの製品ガスの吐出タイミングも時間T２だけ遅くなる。
【００３５】
このように、制御回路３４は、例えば、下流での製品ガスの使用量が急激に増えて窒素ガス槽１４の圧力減少が大きい場合、設定圧力よりも高い圧力で２台目あるいは３台目の運転を開始することで圧力低下を防止することが可能になる。
【００３６】
図３は窒素ガス槽１４の圧力が上昇する場合の変動率と運転停止の設定圧力との関係を示すグラフである。
【００３７】
図３において、グラフＩは窒素ガス槽１４の圧力が上昇する場合の変動率が基準値である場合の変化を示す。グラフIIは窒素ガス槽１４の圧力が上昇する場合の変動率が基準値よりも大きい場合の変化を示す。グラフIIIは窒素ガス槽１４の圧力が上昇する場合の変動率が基準値よりも小さい場合の変化を示す。
【００３８】
また、グラフIIで示すように、制御回路３４は、圧力センサ３０により検知された圧力が基準値（グラフI）よりも急激に上昇した場合、装置運転圧力P５に達した時点S1で２台目または３台目の気体生成手段１２Bまたは１２Cの運転を停止させる。この場合、気体生成手段１２Bまたは１２Cの運転停止時点S1が基準値（グラフI）と略同じ時間T3であるので、気体生成手段１２Bまたは１２Cからの製品ガスが供給不足になることを防止できる。
【００３９】
また、グラフIIIで示すように、制御回路３４は、圧力センサ３０により検知された圧力が基準値（グラフI）よりも穏やかに上昇した場合、装置運転圧力（設定圧力）P6に達した時点S2で２台目または３台目の気体生成手段１２Bまたは１２Cの運転を停止させる。この場合、気体生成手段１２Bまたは１２Cの運転停止時点S２が基準値（グラフI）よりも遅いので、気体生成手段１２Bまたは１２Cからの製品ガスの吐出タイミングも時間T4−T3だけ遅くなる。
【００４０】
このように、制御回路３４は、窒素ガス槽１４の圧力上昇率が小さい場合、圧力上昇が大きいときの停止圧力P5よりも高い圧力P6で運転停止させることで、停止後の窒素ガス槽１４の圧力が低下しても窒素ガス槽１４の圧力に余裕があるので、運転停止直後に再運転開始するといった無駄な動作を防止することが可能になる。
【００４１】
ここで、制御回路３４が実行する気体生成手段１２Ａ〜１２Ｃの運転制御手順について図４を参照して説明する。
【００４２】
図４は制御回路３４が実行する気体生成手段１２Ａ〜１２Ｃの運転制御手順を説明するためのフローチャートである。
【００４３】
図４に示されるように、制御回路３４は、ステップＳ１１（以下「ステップ」を省略する）で、圧力センサ３０によって検出された窒素ガス槽１４の圧力をサンプリングする。次のＳ１２では、処理圧力値を演算してサンプリングした圧力に基づいて微分予測制御を行なう。この微分予測制御では、現在のサンプリング値とその１つ前のサンプリング値により、その偏差が基準よりも大きいときには、操作量を大きくし、装置運転開始圧力を変更する。
【００４４】
次のＳ１３では、窒素ガス槽１４の圧力が下降中かどうかをチェックする。Ｓ１３において、窒素ガス槽１４の圧力が下降中である場合は、Ｓ１４に進み、基準下降傾き（圧力変動率）より下降傾きが大きいかどうかをチェックする。
【００４５】
Ｓ１４において、基準下降傾き（圧力変動率）より下降傾きが大きいときは、Ｓ１５に進み、窒素ガス槽１４の圧力が装置運転圧力Ｐ３以下かどうかをチェックする。Ｓ１５において、窒素ガス槽１４の圧力が装置運転圧力Ｐ３以下でないときは、上記Ｓ１３に戻る。
【００４６】
また、Ｓ１５において、窒素ガス槽１４の圧力が装置運転圧力Ｐ３以下の場合、Ｓ１６に進み、気体生成手段１２Ａ〜１２Ｃの運転台数を１台追加する。すなわち、気体生成手段１２Ａが運転中の場合には、２台目の気体生成手段１２Ｂの運転を開始する。あるいは、気体生成手段１２Ａ，１２Ｂが運転中の場合には、３台目の気体生成手段１２Ｃの運転を開始する。
【００４７】
上記Ｓ１４において、基準下降傾き（圧力変動率）より下降傾きが小さいときは、Ｓ１７に進み、窒素ガス槽１４の圧力が装置運転圧力Ｐ２（＜Ｐ３）以下かどうかをチェックする。Ｓ１７において、窒素ガス槽１４の圧力が装置運転圧力Ｐ２以下でないときは、上記Ｓ１３に戻る。
【００４８】
また、Ｓ１７において、窒素ガス槽１４の圧力が装置運転圧力Ｐ２以下の場合、上記Ｓ１６に進み、遅めに気体生成手段１２Ａ〜１２Ｃの運転台数を１台追加する。
【００４９】
また、上記Ｓ１３において、窒素ガス槽１４の圧力が下降中でない場合は、Ｓ１８に進み、基準上昇傾き（圧力変動率）より上昇傾きが大きいかどうかをチェックする。
【００５０】
Ｓ１８において、基準上昇傾き（圧力変動率）より上昇傾きが大きいときは、Ｓ１９に進み、窒素ガス槽１４の圧力が装置停止圧力Ｐ５以上かどうかをチェックする。Ｓ１９において、窒素ガス槽１４の圧力が装置停止圧力Ｐ５以上でない場合、上記Ｓ１３に戻る。
【００５１】
また、Ｓ１９において、窒素ガス槽１４の圧力が装置停止圧力Ｐ５以上の場合、Ｓ２０に進み、気体生成手段１２Ａ〜１２Ｃのうち１台停止させて運転中の台数を１台減少させる。すなわち、気体生成手段１２Ａ〜１２Ｃが運転中の場合には、３台目の気体生成手段１２Ｃの運転を停止する。あるいは、気体生成手段１２Ａ，１２Ｂが運転中の場合には、２台目の気体生成手段１２Ｂの運転を停止する。
【００５２】
また、Ｓ１８において、基準上昇傾き（圧力変動率）より上昇傾きが小さいときは、Ｓ２１に進み、窒素ガス槽１４の圧力が装置停止圧力Ｐ６（＞Ｐ５）以上かどうかをチェックする。Ｓ２１において、窒素ガス槽１４の圧力が装置停止圧力Ｐ６以上でない場合、上記Ｓ１３に戻る。
【００５３】
また、Ｓ２１において、窒素ガス槽１４の圧力が装置停止圧力Ｐ６以上ある場合、上記Ｓ２０に進み、早めに気体生成手段１２Ａ〜１２Ｃのうち１台停止させて運転中の台数を１台減少させる。
【００５４】
このように、制御回路３４は、圧力センサ３０で検知された圧力の変化状況に基づき、気体生成手段１２Ａ〜１２Ｃの運転台数を追加または削減する圧力値を選択的に設定することにより、一の気体生成手段の運転中に２台目の運転開始が遅れることがなく、例えば、連休明けの運転開始時でも２台目以降の気体生成手段による製品ガスの濃度が所定濃度に達するまでのタイミングが遅れることを防止する。
【００５５】
ここで、制御回路３４が実行する気体生成手段１２Ａ〜１２Ｃの運転制御手順の変形例について図５を参照して説明する。
【００５６】
図５は制御回路３４が実行する気体生成手段１２Ａ〜１２Ｃの運転制御手順変形例を説明するためのフローチャートである。
【００５７】
図５に示されるように、制御回路３４は、Ｓ３１で、濃度センサ３２によって検出された窒素ガス槽１４の濃度をサンプリングする。次のＳ３２では、処理圧力値を演算してサンプリングした濃度に基づいて微分予測制御を行なう。この微分予測制御では、現在のサンプリング値とその１つ前のサンプリング値により、その偏差が基準よりも大きいときには、操作量を大きくし、装置停止圧力を変更する。
【００５８】
次のＳ３３では、窒素ガス槽１４の圧力が下降中かどうかをチェックする。Ｓ３３において、窒素ガス槽１４の濃度が下降中である場合は、Ｓ３４に進み、基準下降傾き（濃度変動率）より下降傾きが大きいかどうかをチェックする。
【００５９】
Ｓ３４において、基準下降傾き（濃度変動率）より下降傾きが大きいときは、Ｓ３５に進み、窒素ガス槽１４の濃度が基準濃度以下になるまでの所要時間がｔ３以下かどうかをチェックする。Ｓ３５において、窒素ガス槽１４の濃度が基準濃度以下になるまでの所要時間がｔ３以下でないときは、上記Ｓ３３に戻る。
【００６０】
また、Ｓ３５において、基準濃度以下になるまでの所要時間がｔ３以下の場合、濃度低下が急激であるのでＳ３６に進み、気体生成手段１２Ａ〜１２Ｃの運転台数を１台追加する。すなわち、気体生成手段１２Ａが運転中の場合には、２台目の気体生成手段１２Ｂの運転を開始する。あるいは、気体生成手段１２Ａ，１２Ｂが運転中の場合には、３台目の気体生成手段１２Ｃの運転を開始する。
【００６１】
上記Ｓ３４において、基準下降傾き（濃度変動率）より下降傾きが小さいときは、Ｓ３７に進み、窒素ガス槽１４の濃度が基準濃度以下になるまでの所要時間がｔ２（＜ｔ３）以下かどうかをチェックする。Ｓ３７において、窒素ガス槽１４の濃度が基準濃度以下になるまでの所要時間がｔ２以下でないときは、上記Ｓ３３に戻る。
【００６２】
また、Ｓ３７において、窒素ガス槽１４の濃度が基準濃度以下になるまでの所要時間がｔ２以下の場合、上記Ｓ３６に進み、遅めに気体生成手段１２Ａ〜１２Ｃの運転台数を１台追加する。
【００６３】
また、上記Ｓ３３において、窒素ガス槽１４の圧力が下降中でない場合は、Ｓ３８に進み、基準上昇傾き（濃度変動率）より上昇傾きが大きいかどうかをチェックする。
【００６４】
Ｓ３８において、基準上昇傾き（濃度変動率）より上昇傾きが大きいときは、Ｓ３９に進み、窒素ガス槽１４の濃度が基準濃度以上になるまでの所要時間がｔ５以上かどうかをチェックする。Ｓ３９において、窒素ガス槽１４の濃度が基準濃度以下になるまでの所要時間がｔ５以上でない場合、上記Ｓ３３に戻る。
【００６５】
また、Ｓ３９において、窒素ガス槽１４の濃度が基準濃度以上になるまでの所要時間がｔ５以上の場合、Ｓ４０に進み、気体生成手段１２Ａ〜１２Ｃのうち１台停止させて運転中の台数を１台減少させる。すなわち、気体生成手段１２Ａ〜１２Ｃが運転中の場合には、３台目の気体生成手段１２Ｃの運転を停止する。あるいは、気体生成手段１２Ａ，１２Ｂが運転中の場合には、２台目の気体生成手段１２Ｂの運転を停止する。
【００６６】
また、Ｓ３８において、基準上昇傾き（濃度変動率）より上昇傾きが大きいときは、Ｓ３１に進み、窒素ガス槽１４の濃度が基準濃度以上になるまでの所要時間がｔ６（＜Ｃ５）以上かどうかをチェックする。Ｓ３１において、窒素ガス槽１４の濃度が基準濃度以上になるまでの所要時間がｔ６以上でない場合、上記Ｓ３３に戻る。
【００６７】
また、Ｓ４１において、窒素ガス槽１４の濃度が基準濃度以下になるまでの所要時間がｔ６以上ある場合、上記Ｓ４０に進み、早めに気体生成手段１２Ａ〜１２Ｃのうち１台停止させて運転中の台数を１台減少させる。
【００６８】
このように、制御回路３４は、時間測定手段の検出値に基づき、気体生成手段の運転台数を追加する判断基準（所要時間）を変更することにより、一の気体生成手段の運転中に２台目の運転開始が遅れることがなく、例えば、連休明けの運転開始時でも２台目以降の気体生成手段による製品ガスの濃度が所定濃度に達するまでのタイミングが遅れることを防止する。
【００６９】
ここで、気体分離装置の変形例について説明する。
図６は気体分離装置の変形例を示す概略構成図である。尚、図６において、前述した図１と同一部分には、同一符号を付してその説明は省略する。
【００７０】
図６に示されるように、変形例の気体分離装置４０は、気体生成手段１２Ａ〜１２Ｃに対して共通エアドライヤ４２と共通空気槽（バッファタンク）４４が設けられている。
【００７１】
この変形例では、冷凍式共通エアドライヤ４２が常時運転されており、空気圧縮機２２Ａ〜２２Ｃの運転台数のみが制御される。そのため、制御回路３４による制御が簡素されると共に、冷凍式共通エアドライヤ４２を停止させることがないので、冷凍式共通エアドライヤ４２の冷却効率が低下せず、圧縮空気を常に除湿することが可能になり、圧縮空気を安定供給することが可能になる。
【００７２】
尚、上記実施の形態では、窒素ガスを製品ガスとして生成する場合を一例として挙げたが、これに限らず、他の気体を生成するのにも適用できるのは勿論である。
【００７３】
他の実施の形態として、気体生成手段は、運転を停止している時間（例えば、１時間以下、１時間以上１２時間以下、それ以上）に応じ、運転開始からガスの濃度が所定濃度を超えるまでの時間が変化することを考慮した実施の形態が考えられる。
【００７４】
また、上記実施の形態では、基準傾きに対して大きいか、小さいかという判断で運転開始、停止圧力を定めていたが、それに限らず、例えば、運転を開始してから生成したガスの濃度が所定値を超えるまでの時間を測定し、記憶するための時間記憶手段としてメモリを設ける。そして、予め変化量とその変化に要する時間との関係を記憶する変化量記憶手段を有しているので、その変化量記憶手段よりメモリに記憶されている時間から変化量を導くことができ、運転開始、または停止圧力を決定するようにしても良い。
【００７５】
このようにすることにより、長期間にわたり使用していない場合や装置の経時変化にもすぐにきめ細かに対応することができ、適切なタイミングで装置の追加、削減を決め、運転開始、運転停止を行うことができる。
【００７６】
この実施の形態においては、運転を停止している時間を測定する停止時間測定手を設け、この運転停止時間に応じた前述の時間測定手段で測定された運転開始からガスの濃度が所定濃度を超えるまでの時間が測定できるので、この結果に応じて、停止時間毎の運転台数を追加する判断基準（設定圧力）を演算し、記憶手段にて記憶しておく。そして、追加判断基準変更手段は、１つの気体生成手段が停止している時間に応じて、判断基準を変更していく。
【００７７】
よって、１つの気体生成手段が停止している時間に応じて判断基準が変化するので、例えば、１時間後の運転開始時でも、連休明けの運転開時でも２台目以降の気体生成手段による製品ガスの濃度が所定濃度に達するまでのタイミングの最適化を図ることができる。
【００７８】
なお、この実施の形態においては、運転停止時間に応じた判断基準を演算により求める例を示したが、これに限らず、製品の製造時点で予め、停止時間と判断基準のマップを予めメモリに記憶しておいてもよい。
【００７９】
【発明の効果】
上述の如く、請求項１記載の発明によれば、台数制御手段が、圧力検知手段で検知された圧力の変化状況に基づき、複数の気体生成手段の運転台数を追加または削減する圧力値を設定する基準圧力設定手段を有するため、一の気体生成手段の運転中に２台目の運転開始が遅れることがなく、例えば、連休明けの運転開始時でも２台目以降の気体生成手段による製品ガスの濃度が所定濃度に達するまでのタイミングが遅れることを防止できる。
【００８０】
また、請求項２記載の発明によれば、複数の気体生成手段のうち一の気体生成手段が運転を開始してから生成したガスの濃度が所定濃度値を超えるまでの時間を測定する時間測定手段と、時間測定手段の検出値に基づき、台数制御手段により気体生成手段の運転台数を追加する判断基準を変更する追加判断基準変更手段と、を備えたため、一の気体生成手段の運転中に２台目の運転開始が遅れることがなく、例えば、連休明けの運転開始時でも２台目以降の気体生成手段による製品ガスの濃度が所定濃度に達するまでのタイミングが遅れることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる気体分離装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】窒素ガス槽１４の圧力が減少する場合の変動率と運転開始の設定圧力との関係を示すグラフである。
【図３】窒素ガス槽１４の圧力が上昇する場合の変動率と運転停止の設定圧力との関係を示すグラフである。
【図４】制御回路３４が実行する気体生成手段１２Ａ〜１２Ｃの運転制御手順を説明するためのフローチャートである。
【図５】制御回路３４が実行する気体生成手段１２Ａ〜１２Ｃの運転制御手順変形例を説明するためのフローチャートである。
【図６】気体分離装置の変形例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１０，４０気体分離装置
１２Ａ〜１２Ｃ気体生成手段
１４窒素ガス槽
１６Ａ〜１６Ｃガス供給管路
１８Ａ〜１８Ｃドライヤ付きコンプレッサユニット
２０Ａ〜２０ＣＰＳＡユニット
２２Ａ〜２２Ｃ空気圧縮機
２４Ａ〜２４Ｃ空気槽
２６Ａ〜２６Ｃ冷凍式エアドライヤ
２８吐出管路
３０圧力センサ
３２濃度センサ
３４制御回路
４２共通エアドライヤ
４４共通空気槽

Claims

供給される圧縮空気から所望の特定ガスを生成する複数の気体生成手段と、
該気体生成手段で生成した生成ガスを貯留する貯留タンクと、
該貯留タンクの圧力を検知する圧力検知手段と、
前記複数の気体生成手段の運転台数を制御する台数制御手段と、を有する気体分離装置において、
前記台数制御手段は、前記圧力検知手段で検知された圧力の変化状況に基づき、前記複数の気体生成手段の運転台数を追加または削減する圧力値を設定する基準圧力設定手段を有することを特徴とする気体分離装置。
供給される圧縮空気から所望の特定ガスを生成する複数の気体生成手段と、
該気体生成手段で生成した生成ガスを貯留する貯留タンクと、
該貯留タンクの圧力を検知する圧力検知手段と、
前記複数の気体生成手段の運転台数を制御する台数制御手段と、を有する気体分離装置において、
前記複数の気体生成手段のうち一の気体生成手段が運転を開始してから生成したガスの濃度が所定濃度値を超えるまでの時間を測定する時間測定手段と、
前記時間測定手段の検出値に基づき、前記台数制御手段により前記気体生成手段の運転台数を追加する判断基準を変更する追加判断基準変更手段と、
を備えたことを特徴とする気体分離装置。