JP5196350B2 - Mobile nitrogen gas generator - Google Patents
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Description
本発明は、大気から窒素ガスを抽出し高圧圧縮する移動式窒素ガス発生装置に関するものである。 The present invention relates to a mobile nitrogen gas generator that extracts nitrogen gas from the atmosphere and compresses it at high pressure.
従来、大気から窒素ガスを分離回収し、高圧圧縮してボンベに注入する窒素ガスを発生させる方法として、例えば分離膜式窒素分離法や、所謂PSA(Pressure Swing Adsorption)方式、或いは深冷分離方法が知られている。 Conventionally, as a method of separating and recovering nitrogen gas from the atmosphere and generating nitrogen gas that is compressed under high pressure and injected into a cylinder, for example, a separation membrane type nitrogen separation method, a so-called PSA (Pressure Swing Adsorption) method, or a cryogenic separation method It has been known.
PSA方式は吸着剤特性を利用したものであり、圧縮空気を吸着剤、例えば活性炭中に通して、高圧力下で特定のガスを吸着し、低圧力下で特定のガスを吐出させるもので、圧縮空気から酸素ガス等を吸着することにより、窒素ガスを分離することができる。
また、深冷分離方法は、空気を冷却して分離生成し、例えば空気を−190℃程度に冷却することにより、窒素の沸点−195.8℃と酸素の沸点−183.0℃の温度差を利用して、窒素ガスを大量に高純度で取り出すことができる。
The PSA method uses an adsorbent characteristic, and passes compressed air through an adsorbent, for example, activated carbon, adsorbs a specific gas under a high pressure, and discharges the specific gas under a low pressure. Nitrogen gas can be separated by adsorbing oxygen gas or the like from the compressed air.
In the cryogenic separation method, air is cooled and separated and produced. For example, by cooling the air to about −190 ° C., the temperature difference between the boiling point of nitrogen −195.8 ° C. and the boiling point of oxygen −183.0 ° C. Can be used to extract a large amount of nitrogen gas with high purity.
これらのPSA方式や深冷分離方法を利用して窒素ガスを発生させる場合、装置が大型になってしまう。このため、装置の設置場所が限定されてしまうので、例えば山間部や砂漠等においては装置の設置が困難である。 In the case where nitrogen gas is generated using these PSA methods and cryogenic separation methods, the apparatus becomes large. For this reason, since the installation place of an apparatus will be limited, installation of an apparatus is difficult, for example in a mountainous area, a desert, etc.
これに対して、分離膜式窒素分離法においては、従来各種の窒素ガス発生方法が知られている。例えば特許文献1には、らせん巻き中空繊維透過膜カートリッジを用いるガス分離方法が開示されている。また、特許文献2〜4においては、分離膜式窒素分離法を利用した窒素ガスの製造装置が開示されている。
On the other hand, in the separation membrane type nitrogen separation method, various nitrogen gas generation methods are conventionally known. For example,
ところで、特許文献1〜4の窒素ガスの分離方法及び窒素ガス製造装置においては、装置自体は固定設置が前提となっており、窒素ガスを必要とする場所に装置を移動することは想定されていない。従って、既に設置されている窒素ガス製造装置を、例えば山間部や砂漠等の遠隔地に移動することは不可能である。
By the way, in the nitrogen gas separation method and the nitrogen gas production apparatus disclosed in
このため、このような山間部や砂漠等の遠隔値において窒素ガスを必要とする機器を使用する場合、窒素ガスを注入したボンベを調達して、窒素ガスを必要とする機器の設置場所まで運搬する必要がある。
しかしながら、このようなボンベの口金は種々の規格があることから、調達したボンベの口金が必ずしも窒素ガスを必要とする機器に適合するとはいえず、窒素ガスの供給に支障を来たすことがある。
また、ボンベの運搬による窒素ガスの供給では供給量に限界があるので、大量に窒素ガスを必要とする場合には対応できないことがある。
For this reason, when using equipment that requires nitrogen gas in remote areas such as mountains and deserts, procure a cylinder into which nitrogen gas has been injected and transport it to the place where the equipment that requires nitrogen gas is installed. There is a need to.
However, since there are various standards for such a cylinder base, it cannot be said that the purchased cylinder base is necessarily compatible with a device that requires nitrogen gas, which may hinder the supply of nitrogen gas.
In addition, supply of nitrogen gas by transporting cylinders is limited in supply amount, and may not be able to cope with a large amount of nitrogen gas required.
さらに、窒素ガスの品質が良くない場合、即ち窒素ガスに水が混入している場合には、水の混入によって供給時の窒素ガスの露点温度が極端に低下することがあり、窒素ガス内の水を確実に取り除く必要があった。
また、窒素ガスの吐出量がボンベ内に残留する窒素ガスの量、即ち圧力に依存するため十分な吐出量が得られないことがある。
Furthermore, when the quality of the nitrogen gas is not good, that is, when water is mixed in the nitrogen gas, the dew point temperature of the nitrogen gas at the time of supply may extremely decrease due to water mixing, It was necessary to remove the water reliably.
Further, since the discharge amount of nitrogen gas depends on the amount of nitrogen gas remaining in the cylinder, that is, the pressure, a sufficient discharge amount may not be obtained.
上記課題に鑑み、本発明の目的は、簡単な構成により任意の場所に容易に移動できるようにした移動式窒素ガス発生装置を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a mobile nitrogen gas generator capable of easily moving to an arbitrary place with a simple configuration.
上記目的を達成するため、本発明の移動式窒素ガス発生装置は、駆動源と、駆動源により駆動され周囲の大気を取り入れて圧縮する圧縮部と、圧縮部で圧縮された大気から不純物を除去するエア調質部と、エア調質部で不純物を除去された大気を分離膜によりガス分離して、窒素ガスを取り出すガス分離部と、ガス分離部で取り出された窒素ガスの圧力を高める昇圧部と、これらの駆動源、圧縮部、エア調質部、ガス分離部及び昇圧部が配置される台座部と、を備えており、昇圧部は、エアタンクとレギュレータとを介してガス分離部から窒素ガスが導入されるガスブースタとを含み、ガス分離部から導入される窒素ガスの圧力が、ガスブースタにより昇圧されると共に、自動的に停止するように制御され、台座部が移動されることにより、装置全体が任意の場所に設置可能であることを特徴とする。
この構成によれば、ガス分離部が分離膜によりガス分離するので、ガス分離部自体そして窒素ガス発生装置全体が小型に構成されると共に、駆動源、窒素ガス発生のための圧縮部、エア調質部、ガス分離部及び昇圧部が、それぞれ台座部に配置されているので、搬送,自走等により台座部を移動して、窒素ガス発生装置全体を容易に任意の場所に移動させることができる。
そして、本窒素ガス発生装置を任意の場所に設置した状態で稼動させることにより、周囲の大気を台座部上の圧縮部により取り入れて圧縮し、エア調質部により不純物を除去した後、ガス分離部において分離膜によりガス分離して、窒素ガスを取り出す。
このようにして取り出した窒素ガスを直接に各種機器に供給し、あるいはボンベに注入した状態で、このボンベを各種機器に接続することによって、昇圧部で高圧化された窒素ガスを必要とする各種機器に窒素ガスを供給することができる。
In order to achieve the above object, a mobile nitrogen gas generator of the present invention includes a drive source, a compression unit that is driven by the drive source and compresses the surrounding atmosphere, and removes impurities from the atmosphere compressed by the compression unit. The air refining unit, the air from which impurities have been removed by the air refining unit are separated by a separation membrane, and the gas separating unit for extracting nitrogen gas, and the pressure increase for increasing the pressure of the nitrogen gas extracted by the gas separating unit And a pedestal portion on which these drive source, compression unit, air conditioning unit, gas separation unit and booster unit are arranged, and the booster unit is connected to the gas separation unit via the air tank and the regulator. Including a gas booster into which nitrogen gas is introduced, and the pressure of the nitrogen gas introduced from the gas separation unit is increased by the gas booster and controlled to stop automatically, and the pedestal unit is moved By置全 body is characterized in that it is installed in any location.
According to this configuration, since the gas separation unit separates the gas by the separation membrane, the gas separation unit itself and the entire nitrogen gas generator are configured in a compact size, and the driving source, the compression unit for generating nitrogen gas, the air conditioner are configured. Since the mass part, the gas separation part and the pressure raising part are respectively arranged on the pedestal part, it is possible to easily move the nitrogen gas generator to any place by moving the pedestal part by transportation, self-propelled, etc. it can.
Then, by operating the nitrogen gas generator installed in an arbitrary place, the ambient air is taken in and compressed by the compression part on the pedestal part, impurities are removed by the air refining part, and then gas separation is performed. The gas is separated by a separation membrane in the section, and nitrogen gas is taken out.
The nitrogen gas taken out in this way is directly supplied to various devices, or in a state in which the nitrogen gas is injected into the bomb, by connecting the bomb to various devices, various types of gas that require high-pressure nitrogen gas at the boosting unit Nitrogen gas can be supplied to the instrument.
ここで、窒素ガスをボンベに注入する場合には、ボンベの口金を適宜に選定することによって、窒素ガスを必要とする各種機器に確実にボンベの口金を接続することができ、例えば海外においても確実に窒素ガスを各種機器に供給することができる。
従って、例えば山間部や砂漠等の遠隔地であっても、台座部により窒素ガス発生装置全体を移動させることにより大気から窒素ガスを発生させ、この窒素ガスを利用して窒素ガスを必要とする各種機器を動作させることが可能になる。
Here, when injecting nitrogen gas into a cylinder, by appropriately selecting the cylinder base, the cylinder base can be securely connected to various devices that require nitrogen gas. Nitrogen gas can be reliably supplied to various devices.
Therefore, for example, even in remote areas such as mountainous areas and deserts, nitrogen gas is generated from the atmosphere by moving the entire nitrogen gas generator by the pedestal, and nitrogen gas is required using this nitrogen gas Various devices can be operated.
上記構成において、好ましくは、台座部が車輪を備えており、車輪が転動することにより台座部が移動する。この構成によれば、台座部を牽引あるいは自走により任意の場所に移動させて、窒素ガス発生装置全体を所望の場所に設置することができる。 In the above configuration, the pedestal part preferably includes wheels, and the pedestal part moves as the wheels roll. According to this configuration, the entire nitrogen gas generator can be installed at a desired location by moving the pedestal portion to an arbitrary location by towing or self-propelled.
エア調質部が、フィルタにより塵埃を除去すると共に、ドライヤにより水分を除去してもよい。この構成によれば、例えば砂漠や荒れ地等においても、大気中に混入した砂埃や土埃を除去して、窒素ガスの生成に適した大気を得ることができる。さらに、エア調質部が水分を除去することによって、ガス分離部に導入される空気の水分が低下するので、ガス分離膜に水分が付着することが防止される。従って、ガス分離膜の能力低下を低減することができ、ガス分離部によって効率的な窒素ガスの取り出しを行なうことができる。 The air refining section may remove dust with a filter and remove moisture with a dryer. According to this configuration, for example, in a desert or a wasteland, it is possible to remove the dust and dirt mixed in the atmosphere and obtain an atmosphere suitable for generating nitrogen gas. Furthermore, since the moisture of the air introduced into the gas separation unit is reduced by removing the moisture by the air refining unit, the moisture is prevented from adhering to the gas separation membrane. Accordingly, it is possible to reduce the reduction in the capacity of the gas separation membrane and to efficiently extract nitrogen gas by the gas separation unit.
上記構成において、ガスブースタは、好ましくは、二段圧縮タイプのピストンポンプからなる。ピストンポンプは、好ましくは、レシプロ式ピストンポンプからなる。
好ましくは、ガスブースタの一段目のピストンポンプと二段目のピストンポンプとが連結管を介して接続されている。連結管には、好ましくは、圧力が異常上昇したとき開弁する安全弁が設けられている。
この構成によれば、昇圧部で高圧化された窒素ガスを容易にボンベに注入し、あるいは窒素ガスを必要とする各種機器に直接に供給することができる。
In the above configuration, the gas booster preferably comprises a two-stage compression type piston pump. The piston pump is preferably a reciprocating piston pump.
Preferably, the first-stage piston pump and the second-stage piston pump of the gas booster are connected via a connecting pipe. The connecting pipe is preferably provided with a safety valve that opens when the pressure rises abnormally.
According to this configuration, it is possible to easily inject the nitrogen gas whose pressure has been increased by the pressure increasing unit into the cylinder or directly supply the nitrogen gas to various devices that require the nitrogen gas.
本発明によれば、簡単な構成により、任意の場所に容易に移動できるようにした移動式窒素ガス発生装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a mobile nitrogen gas generator that can be easily moved to an arbitrary place with a simple configuration.
以下、図面に示した実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図1は本発明による移動式窒素ガス発生装置の第一の実施形態の構成を示す図であり、図2は図1の移動式窒素ガス発生装置の動作を示す説明図である。
図1において、移動式窒素ガス発生装置10は、圧縮部11と、エア調質部12と、ガス分離部13と、昇圧部14と、出力部15と、台座部16と、から構成されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first embodiment of a mobile nitrogen gas generator according to the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing an operation of the mobile nitrogen gas generator of FIG.
In FIG. 1, the mobile
圧縮部11は市販のエアコンプレッサから構成されており、周囲の大気を取り入れて、例えば1.0MPa未満の圧力に圧縮して圧縮空気としてエア調質部12へ送出する。
The
エア調質部12は、圧縮部11から供給される圧縮空気から不純物を除去して、ガス分離部13に送出するものであり、具体的にはフィルタ12a及びドライヤ12bから構成されている。フィルタ12aは、公知の構成であって、例えば大気から砂埃,土埃を含む塵埃を除去する。なお、フィルタ12aは、各種大きさの粒子を捕捉するために、順次に捕捉性能が向上するような二段以上の複数段のフィルタとして構成されていてもよい。
The
ドライヤ12bは同様に公知の構成であって、例えば圧縮空気を冷却することによって圧縮空気中の水分を凝結させ、凝結した水分をドレン水として取り出しあるいは吸着剤や乾燥剤により圧縮空気中の水分を吸着することにより圧縮空気を乾燥させる。なお、ドライヤ12bは、凝結した水(ドレン水)を排出するための排出口12cを備えている。
Similarly, the
ここで、ドライヤ12bは、大気中の水分を除去することによって、例えば露点温度を−30℃程度とする。これにより、ガス分離部13に導入される大気の水分が低下するのでガス分離部13における結露を回避し、ガス分離部13の能力低下を防止することができる。
Here, the
ガス分離部13は中空糸膜から構成されており、エア調質部12で不純物が除去された大気からガス分離膜により酸素を除去して、窒素ガスを分離して取り出し、窒素ガスを昇圧部14へ送出する。
The
中空糸膜は、ポリエステル製の例えば数千本のストロー状の中空糸を束ねることにより構成されており、個々の中空糸の内部に圧縮空気を通過させることによって、各ガス成分毎の中空糸膜の透過速度の差異に基づいて各ガス成分、例えば酸素,アルゴン,二酸化炭素等を分離して、残存する窒素ガスを取り出すことができる。 The hollow fiber membrane is configured by bundling, for example, several thousand straw-shaped hollow fibers made of polyester, and by passing compressed air through each hollow fiber, the hollow fiber membrane for each gas component The remaining nitrogen gas can be taken out by separating the gas components such as oxygen, argon, carbon dioxide and the like based on the difference in the permeation rate.
さらに好ましくは、ガス分離部13は、脱酸素手段を併用して圧縮空気中の酸素を取り除くようにしてもよい。このようにして、ガス分離部13は、例えば純度99.6〜99.9%程度の高品質の窒素ガスを取り出すことができる。
More preferably, the
昇圧部14は公知の構成のガスブースタであって、ガス分離部13からの窒素ガスの圧力を高めて、例えば20.7MPa程度の圧力にする。
The
出力部15は例えばレギュレータであって、昇圧部14で昇圧された窒素ガスを適宜の圧力に調整して、例えば吐出量4Nm3/時間程度でバルブ15a及びノズル15bを介して窒素ガスを吐出し、例えばボンベに注入することができる。
The
台座部16は例えば車輪16aを備えた台車として構成されており、上述した圧縮部11,エア調質部12,ガス分離部13,昇圧部14及び出力部15がそれぞれ固定配置されている。これにより台座部16は、車輪16aの転動により任意の場所に移動することができる。
The
従って、圧縮部11,エア調質部12,ガス分離部13,昇圧部14及び出力部15から成る窒素ガス発生装置本体17は、台座部16の移動に伴って一体的に任意の場所に移動され、稼動することができる。
Therefore, the nitrogen gas generator
本発明実施形態による移動式窒素ガス発生装置10は以上のように構成されており、以下のように動作する。
まず、台座部16の車輪16aを転動させて、台座部16を自走又は牽引等により所望の場所まで移動させる。これにより、窒素ガス発生装置本体17が所望の場所に設置されることになる。
The mobile
First, the
この状態で、窒素ガス発生装置本体17、即ち圧縮部11,エア調質部12,ガス分離部13及び昇圧部14の各部を作動させる。これにより、圧縮部11が周囲の大気を取り込んで圧縮し、例えば圧力1.0MPa未満の圧縮空気をエア調質部12へ送出する。
続いて、エア調質部12は、圧縮部11から送られてくる圧縮空気からフィルタ12aにより砂埃,土埃を含む塵埃を除去し、ドライヤ12bにより水分を除去して、例えば露点温度−30℃以下として、ガス分離部13に送出する。
次に、ガス分離部13は、エア調質部12からの圧縮空気からその中空糸膜により酸素等の他のガス成分を分離して、残存した純度99.6〜99.9%程度の窒素ガスを昇圧部14へ送出する。
これにより、昇圧部14はガス分離部13からの窒素ガスを、例えば20.7MPa程度の圧力まで昇圧する。
最後に、出力部15は、昇圧部14で昇圧された窒素ガスをレギュレータにより例えば吐出量4Nm3/時間程度に調整する。そして、ノズル15bに空のボンベ(図示せず)を接続して、バルブ15aを開放することによりボンベ内に窒素ガスが注入される。
このようにして窒素ガスが注入されたボンベを、窒素ガスを必要とする機器の設置場所まで運搬して、これらの機器にボンベを接続することで、当該機器で窒素ガスを利用することができる。
In this state, the nitrogen gas generator
Subsequently, the
Next, the
Thereby, the pressure | voltage rise
Finally, the
By transporting the cylinder into which nitrogen gas has been injected in this way to the installation location of the equipment that requires nitrogen gas and connecting the cylinder to these equipment, the nitrogen gas can be used in the equipment. .
また、本移動式窒素ガス発生装置10を、台座部16を移動させて窒素ガスを必要とする機器の近くまで配置させることにより、出力部15のノズル15bを、これらの機器に接続して、これらの機器に対して直接に窒素ガスを供給することも可能である。
In addition, by moving the
このようにして、窒素ガスを分離するために中空糸膜を利用してガス分離部13を構成することにより、ガス分離部13そして窒素ガス発生装置本体17が小型に構成され、台座部16上に容易に搭載することができる。
従って、台座部16の車輪16aを転動させることによって、窒素ガス発生装置本体17が簡単に任意の場所に移動可能である。これにより、窒素ガスを利用したい所望の場所に窒素ガス発生装置本体17を移動させて窒素ガスを発生させ、窒素ガスを必要とする各種機器に窒素ガスを供給することができる。
In this way, by forming the
Therefore, the nitrogen gas generator
図3から図6は、本発明による移動式窒素ガス発生装置の第二の実施形態の構成を示している。
図3から図6において、移動式窒素ガス発生装置20は、図1に示した移動式窒素ガス発生装置10と同様の構成であり、圧縮部21と、エア調質部22と、ガス分離部23と、昇圧部24と、出力部25と、台座部26と、から構成されている。
3 to 6 show the configuration of the second embodiment of the mobile nitrogen gas generator according to the present invention.
3 to 6, the mobile
圧縮部21は、前述した移動式窒素ガス発生装置10における圧縮部11と同様にして市販のエアコンプレッサから構成されており、周囲の大気を取り入れて、例えば1.0MPa未満の圧力に圧縮して、圧縮空気としてエア調質部22へ送出する。
具体的には、圧縮部21は、図6に示すように、駆動源21aによりエアコンプレッサ21bを駆動して大気を圧縮し、逆止弁21cを介してエアタンク21dに貯蔵する。あるいは圧縮空気源から接続ポート21e及び逆止弁21fを介して圧縮空気をエアタンク21d内に貯蔵する。
ここで、圧力計21gがエアタンク21d内の圧力を検出して表示する。また、エアタンク21dの底部には、ドレンバルブ21hが設けられている。これにより、エアタンク21d内の圧力に基づいて凝結してエアタンク21dの底部に溜った圧縮空気内の水分又は油分をドレンバルブ21hを開放させて排出させ、あるいはエアタンク21d内の圧縮空気を矢印Aで示すように排出させる。
The
Specifically, as shown in FIG. 6, the
Here, the pressure gauge 21g detects and displays the pressure in the
そして、エアタンク21d内の圧縮空気は仕切弁21iを介してエア調質部22へ送出される。ここで、仕切弁21iは、エアタンク21d内の圧縮空気の状態(圧力や流量)を確認するときなどに閉じられる。また、エアタンク21dには、安全弁21jが設けられている。この安全弁21jは、エアタンク21d内の圧力が所定値を超えたとき開弁して、エアタンク21d内の圧縮空気を排出する。
The compressed air in the
エア調質部22は、圧縮部21から供給される圧縮空気から不純物を除去して、ガス分離部23へ送出するものであり、具体的には図6に示すように、エアフィルタ22a,ドライヤとしてのミストオール22b及びドライスペース22cから構成されている。
エアフィルタ22aは、導入される圧縮空気中の水分や油分そして砂埃,土埃を含む塵埃、より具体的には主として塵埃を除去する。
The
The
ミストオール22bは、導入される圧縮空気中の水分や油分そして塵埃、より具体的には主として水分を除去して、ドライスペース22cに落下させる。
ここで、ミストオール22bは、例えば最高露点温度−30℃のものが使用される。これにより、例えば最終的な供給すべき高圧窒素ガスの露点温度−60℃を達成することができる。
The mist all 22b removes moisture, oil, dust, and more specifically moisture mainly in the introduced compressed air, and drops it into the
Here, the mist all 22b having, for example, a maximum dew point temperature of −30 ° C. is used. Thereby, for example, a dew point temperature of −60 ° C. of the high-pressure nitrogen gas to be finally supplied can be achieved.
ドライスペース22cは、ミストオール22bで除去された水分を受けて、矢印Bで示すように自動排出する。
The
ガス分離部23は、前述した移動式窒素ガス発生装置10におけるガス分離部13と同様に、例えばポリイミド樹脂製の中空糸膜23aから構成されている。ガス分離部23は、例えば図6に示すように二つの中空糸膜23aが互いに並列に接続されている。
The
この中空糸膜23aは、例えば供給圧力が最大1.0MPaG,供給温度5〜60℃,耐熱温度80℃,窒素ガス発生量3.6Nm3/時間の仕様のものが使用される。この中空糸膜23aにより圧縮空気から窒素ガスが分離され、例えば純度99.6〜99.9%程度の窒素ガスが生成され、逆止弁23b,絞り弁23cを介して、昇圧部24へ送出される。
なお、窒素ガスが分離された残存圧縮空気は、矢印Cで示すように排出される。
As the
The remaining compressed air from which the nitrogen gas has been separated is discharged as shown by arrow C.
昇圧部24は、エアタンク24a,レギュレータ24b,仕切弁24cを介してガス分離部23から窒素ガスが導入されるガスブースタ24dから構成されている。
The
エアタンク24aは、ガス分離部23から供給される窒素ガスを一旦収容して、窒素ガスの圧力を安定させる。さらに、エアタンク24aは、内部の窒素ガスをリリースするためのドレンバルブ24eを備えている。
The
レギュレータ24bは、エアタンク24aから供給される窒素ガスの圧力を調整する圧力調整弁である。仕切弁24cは、ガスブースタ24dに供給される窒素ガスの状態(圧力や流量等)を確認する際に閉じられる。
The
ガスブースタ24dは公知の構成であって、二段圧縮タイプのレシプロ式ピストンポンプ24f,24g及びエアーシリンダ24n,24oから構成されており、所謂パスカルの原理を利用して、ガス分離部23から供給される窒素ガスを圧縮して昇圧する。
The
各ピストンポンプ24f,24gは、駆動源として、エア調質部22からの圧縮空気がレギュレータ24h,仕切弁24i,絞り弁24jを介してエアーシリンダ24n,24oへ導入される。これにより、ピストンポンプ24f,24gが図面左右方向に往復運動を繰り返して、導入された窒素ガスが矢印Dで示すように、一段目のピストンポンプ24fで昇圧され、連結管24kを介して二段目のピストンポンプ24gに送出され、二段目のピストンポンプ24gでさらに昇圧されて出力部25へ送出される。
Each
このとき、エアーシリンダ24nに導入される圧縮空気の圧力により、二段目のピストンポンプ24gから出力される高圧窒素ガスの圧力が制御可能である。従って、これらの圧力のバランスにより、ピストンポンプ24f,24gが自動的に停止するので、これらの圧力を検出器等により検出しなくても、ガスブースタ24の無人運転及び停止が可能である。
なお、連結管24kには安全弁24lが設けられており、この安全弁24lは、一段目のピストンポンプ24fの圧力が異常上昇したとき開弁して、昇圧された窒素ガスをリリースする。
At this time, the pressure of the high-pressure nitrogen gas output from the second-
The connecting
出力部25は、昇圧部24からの高圧窒素ガスが元圧減圧弁25a,逆止弁25b及び清浄器25cを介して供給される二つの減圧弁25d,25eを備えている。二つの減圧弁25d,25eは、それぞれ清浄器25cの出力に対して互いに並列に接続されていると共に、出力側がそれぞれ供給ポート25f,25gに接続されている。なお、清浄器25cは、昇圧部24のガスブースタ24d等で発生する塵埃等を除去するために備えられている。
The
各供給ポート25f,25gは、それぞれ接続ホース25h,25iの一端が接続され、接続ホース25h,25iの他端が仕切弁25j,25kを介して供給アダプタ25l,25mを有している。各供給アダプタ25l,25mは、それぞれ窒素ガスを供給すべき各種機器に接続可能に構成されており、接続状態で各種機器に窒素ガスを供給することができる。
ここで、減圧弁25dは、例えば高圧減圧弁として、窒素ガスの圧力を例えば20.6MPaに減圧する。また、減圧弁25eは、例えば低圧減圧弁として窒素ガスの圧力を例えば3.45MPaに減圧する。
Each
Here, the
ところで、元圧減圧弁25aの上流側、逆止弁25bと清浄器25cの間、減圧弁25dと供給ポート25fの間、そして減圧弁25eと供給ポート25gの間には、それぞれ安全弁25n,25o,25p,25qが設けられており、圧力の異常上昇の際にそれぞれ開弁して内部の窒素ガスをリリースする。
By the way,
さらに、清浄器25cの下流側、減圧弁25dと供給ポート25fの間、そして減圧弁25eと供給ポート25gの間には、それぞれ開放弁25r,25s,25tが設けられており、窒素ガス供給作業の終了後にそれぞれ開弁され、内部に残っている窒素ガスをリリースする。
なお、レギュレータ24h,安全弁25o,25p,25qには、それぞれ圧力計24m,25u,25v,25wが備えられている。
Furthermore,
The
台座部26は、図3〜図5に示すように、例えば四つの車輪26aを備えた台車として構成されており、上述した圧縮部21,エア調質部22,ガス分離部23,昇圧部24及び出力部25がそれぞれ固定配置されている。台座部26は、図示の場合、例えば全長約2.5m,全幅約1.65mの大きさを有しており、トレーラとして構成されている。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
即ち、台座部26の最前部に連結アーム26bが設けられており、この連結アーム26bを、トラック等の牽引車両に連結することにより、当該牽引車両の走行時に牽引車両が台座部26を牽引して任意の場所に移動させることができる。これにより、圧縮部21,エア調質部22,ガス分離部23,昇圧部24及び出力部25から成る窒素ガス発生装置本体17は、台座部26の移動に伴って、一体的に任意の場所に移動され、稼動することができる。
In other words, a connecting
さらに、図示の場合、台座部26の上部には、窒素ガス発生装置本体17を覆うカバー26c(図4参照)が設けられており、窒素ガス発生装置本体17の各部、即ち圧縮部21,エア調質部22,ガス分離部23,昇圧部24及び出力部25が覆われると共に、操作が必要な部品、そして監視が必要な部品が、カバー26cの表面に露出して取り付けられる。このカバー26cは、例えば幌として構成され、あるいは金属製のパネルから構成されており、内部への塵埃等の侵入を低減又は防止する。
Further, in the illustrated case, a
このような構成の移動式窒素ガス発生装置20によれば、以下のように動作する。
まず、台座部26を連結アーム26bで牽引して台座部26の車輪26aを転動させ、台座部26を所望の場所まで移動させる。これにより、窒素ガス発生装置本体17が所望の場所に設置される。
The mobile
First, the
この状態で、台座部26上の窒素ガス発生装置本体17、即ち圧縮部21,エア調質部22,ガス分離部23,昇圧部24及び出力部25の各部を作動させる。これにより、圧縮部21のエアコンプレッサ21bが周囲の大気を取り込んで圧縮し、例えば圧力0.90MPa未満の圧縮空気をエアタンク21d内に貯蔵し、仕切弁21iを介してエア調質部22へ送出する。
In this state, the nitrogen gas generator
続いて、エア調質部22は、圧縮部21から送られてくる圧縮空気からエアフィルタ22aにより主として砂埃,土埃を含む塵埃を除去し、ミストオール22bにより主として水分を除去して、例えば露点温度−30℃以下としてガス分離部13へ送出する。
ここで、ミストオール22bにより除去された水分は、ドライスペース22c内に集まり、自動排出される。
次に、ガス分離部23は、エア調質部22からの圧縮空気から、その中空糸膜23aにより酸素等の他のガス成分を分離して、残存した純度99.6〜99.9%程度の窒素ガスを、逆止弁23b,絞り弁23cを介して昇圧部24へ送出する。
これにより、昇圧部24は、ガス分離部23からの窒素ガスをガスブースタ24dにより昇圧し、一段目のピストンポンプ24fにより、例えば圧力0.6MPaから12.4MPa程度まで、そして二段目のピストンポンプ24gにより、例えば30MPa程度まで昇圧して、出力部25へ供給する。
最後に、出力部25は、昇圧部24で昇圧された窒素ガスを、元圧減圧弁25aにより、例えば20.6MPa程度まで減圧した後、逆止弁25b及び清浄器25cを介して、高圧/低圧の二系統に供給する。
Subsequently, the
Here, the water removed by the mist all 22b gathers in the
Next, the
As a result, the
Finally, the
これにより、高圧系統では、元圧減圧弁25aからの窒素ガスが、減圧弁25dにより例えば20.6MPa程度まで減圧されて、供給ポート25fから接続ホース25h,仕切り弁25jを介して供給アダプタ25lへ送出される。
従って、供給アダプタ25lが窒素ガスを必要とする各種機器に接続され、仕切弁25jが開弁されることによって、当該各種機器に高圧窒素ガスが供給される。
Thereby, in the high-pressure system, the nitrogen gas from the original
Accordingly, the
また、低圧系統では、元圧減圧弁25aからの窒素ガスが、減圧弁25eにより例えば3.45MPa程度まで減圧されて、供給ポート25gから接続ホース25i,仕切り弁25kを介して供給アダプタ25mへ送出される。従って、供給アダプタ25mが、窒素ガスを必要とする各種機器に接続され、仕切弁25kが開弁されることによって、当該各種機器に低圧窒素ガスが供給される。
In the low pressure system, the nitrogen gas from the original
以上の構成では、出力部25の供給アダプタ25l,25mを窒素ガスを必要とする各種機器に直接に接続して、圧縮部21,エア調質部22,ガス分離部23及び昇圧部24で生成された窒素ガスをこれらの各種機器に供給しているが、ガスボンベに収容された窒素ガスをこれらの各種機器に供給することも可能である。
このために、出力部25は、逆止弁25bと清浄器25cとの間から分岐され、逆止弁25xを介して外部接続ポート25yを備えている。
In the above configuration, the
For this purpose, the
この外部接続ポート25yには、窒素ガスを充填したガスボンベ27が接続される。これにより、ガスボンベ27内の窒素ガスが外部接続ポート25yから逆止弁25xを介して、清浄器25cから高圧及び低圧の二系統の減圧弁25d,25eに供給され、さらに接続ホース25h,25iを介して、供給アダプタ25l,25mから各種機器に窒素ガスが供給される。
A
これに対して、高圧系統又は低圧系統の供給アダプタ25l,25mをガスボンベ27に接続することにより、本窒素ガス発生装置本体17からガスボンベ27に窒素ガスを充填することも可能である。
このようにして窒素ガスが注入されたボンベを、窒素ガスを必要とする機器の設置場所まで運搬して、これらの機器にボンベを接続することにより当該機器で窒素ガスを利用することができる。
On the other hand, it is also possible to fill the
By transporting the cylinder into which the nitrogen gas has been injected in this way to the installation location of the equipment that requires the nitrogen gas and connecting the cylinder to these equipment, the nitrogen gas can be used in the equipment.
以上述べたように、本発明によれば、簡単な構成により任意の場所に容易に移動できるようにした、極めて優れた移動式窒素ガス発生装置が提供される。 As described above, according to the present invention, an extremely excellent mobile nitrogen gas generator that can be easily moved to an arbitrary place with a simple configuration is provided.
本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施することができる。例えば、上述した実施形態においては、ガス分離部23は、圧縮空気から窒素ガスを分離するために、中空糸膜23aから構成されているが、これに限らず他のガス分離手段を利用することも可能である。
The present invention can be implemented in various forms without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the
10,20:移動式窒素ガス発生装置
11:圧縮部
12:エア調質部
12a:エア調質部のフィルタ
12b:エア調質部のドライヤ
12c:ドライヤの排出口
13:ガス分離部
14:昇圧部
15:出力部
15a:出力部のバルブ
15b:出力部のノズル
16:台座部
16a:台座部の車輪
17:窒素ガス発生装置本体
21:圧縮部
21a:圧縮部の駆動源
21b:圧縮部のエアコンプレッサ
21c,21f:圧縮部の逆止弁
21d:圧縮部のエアタンク
21e:圧縮部の接続ポート
21g:圧縮部の圧力計
21h:圧縮部のドレンバルブ
21i:圧縮部の仕切弁
21j:圧縮部の安全弁
22:エア調質部
22a:エア調質部のエアフィルタ
22b:エア調質部のミストオール
22c:エア調質部のドライスペース
23:ガス分離部
23a:ガス分離部の中空糸膜
23b:ガス分離部の逆止弁
23c:ガス分離部の絞り弁
24:昇圧部
24a:昇圧部のエアタンク
24b:昇圧部のレギュレータ
24c:昇圧部の仕切弁
24d:昇圧部のガスブースタ
24e:昇圧部のドレンバルブ
24f,24g:昇圧部のレシプロ式ピストンポンプ
24h:昇圧部のレギュレータ
24i:昇圧部の仕切弁
24j:昇圧部の絞り弁
24k:昇圧部の連結管
24l:昇圧部の安全弁
24m:昇圧部の圧力計
24n,24o:昇圧部のエアーシリンダ
25:出力部
25a:出力部の元圧減圧弁
25b:出力部の逆止弁
25c:出力部の清浄器
25d,25e:出力部の減圧弁
25f,25g:出力部の供給ポート
25h,25j:出力部の接続ホース
25j,25k:出力部の仕切弁
25l,25m:出力部の供給アダプタ
25n,25o,25p,25q:出力部の安全弁
25r,25s,25t:出力部の開放弁
24m,25u,25v,25w:出力部の圧力計
25x:出力部の逆止弁
25y:出力部の外部接続ポート
26:台座部
26a:台座部の車輪
26b:台座部の連結アーム
26c:台座部のカバー
27:ガスボンベ
10, 20: Mobile nitrogen gas generator 11: Compression unit 12: Air refining unit 12a: Air refining unit filter 12b: Air refining unit dryer 12c: Dryer outlet 13: Gas separation unit 14: Pressure increase Unit 15: output unit 15a: output unit valve 15b: output unit nozzle 16: pedestal unit 16a: pedestal unit wheel 17: nitrogen gas generator body 21: compression unit 21a: compression unit drive source 21b: compression unit Air compressors 21c, 21f: Check valve 21d for compression section: Air tank 21e for compression section: Connection port 21g for compression section: Pressure gauge 21h for compression section: Drain valve 21i for compression section: Gate valve 21j for compression section: Compression section Safety valve 22: air refining part 22a: air refining part air filter 22b: air refining part mist all 22c: air refining part dry space 23: gas separation part 23a: gas Separation part hollow fiber membrane 23b: Gas separation part check valve 23c: Gas separation part throttle valve 24: Booster part 24a: Booster part air tank 24b: Booster part regulator 24c: Booster gate valve 24d: Booster part Gas booster 24e: booster drain valves 24f, 24g: booster reciprocating piston pump 24h: booster regulator 24i: booster gate valve 24j: booster throttle valve 24k: booster connecting pipe 24l: Booster safety valve 24m: Booster pressure gauge 24n, 24o: Booster air cylinder 25: Output unit 25a: Output unit pressure reducing valve 25b: Output unit check valve 25c: Output unit purifier 25d, 25e: Pressure reducing valve 25f, 25g: Output supply port 25h, 25j: Connection hose 25j, 25k: Output gate valve 25l, 25m: Output Supply adapters 25n, 25o, 25p, 25q: safety valves 25r, 25s, 25t of output units: open valves 24m, 25u, 25v, 25w of output units: pressure gauges 25x of output units: check valves 25y of output units: External connection port 26 of output part: pedestal part 26a: pedestal part wheel 26b: pedestal part connecting arm 26c: pedestal part cover 27: gas cylinder
Claims (7)
上記駆動源により駆動され周囲の大気を取り入れて圧縮する圧縮部と、
上記圧縮部で圧縮された大気から不純物を除去するエア調質部と、
上記エア調質部で不純物を除去された大気を分離膜によりガス分離して、窒素ガスを取り出すガス分離部と、
ガス分離部で取り出された窒素ガスの圧力を高める昇圧部と、
これらの駆動源、圧縮部、エア調質部、ガス分離部及び昇圧部が配置される台座部と、を備えており、
上記昇圧部は、エアタンクとレギュレータとを介して上記ガス分離部から窒素ガスが導入されるガスブースタとを含み、
上記ガス分離部から導入される窒素ガスの圧力が、上記ガスブースタにより昇圧されると共に、自動的に停止するように制御され、
上記台座部が移動されることにより、装置全体が任意の場所に設置可能であることを特徴とする、移動式窒素ガス発生装置。 A driving source;
A compression section that is driven by the drive source and compresses by taking in ambient air;
An air refining unit that removes impurities from the atmosphere compressed by the compression unit;
A gas separation unit for separating nitrogen gas from the atmosphere from which impurities have been removed by the air refining unit, and taking out nitrogen gas;
A pressure increasing unit for increasing the pressure of the nitrogen gas taken out by the gas separation unit;
The drive source, the compression unit, the air conditioning unit, the gas separation unit and the pedestal unit on which the boosting unit is disposed,
The boosting unit includes a gas booster into which nitrogen gas is introduced from the gas separation unit via an air tank and a regulator,
The pressure of nitrogen gas introduced from the gas separation unit is increased by the gas booster and controlled to stop automatically,
The mobile nitrogen gas generator, wherein the entire apparatus can be installed at an arbitrary place by moving the pedestal.
前記車輪が転動することにより前記台座部が移動することを特徴とする、請求項1に記載の移動式窒素ガス発生装置。 The pedestal has wheels,
The mobile nitrogen gas generator according to claim 1, wherein the pedestal portion moves as the wheel rolls.
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