JP6239435B2 - Gas separation device - Google Patents

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  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)

Description

本発明は気体分離装置に関する。   The present invention relates to a gas separation device.

気体分離装置として、PSA(Pressure Swing Adsorption:圧力スイング吸着)式が知られている。PSA式によれば、例えば、空気を原料とし、吸着剤により空気の酸素を吸着することにより、窒素を分離して窒素ガスを製品ガスとして得ることができる。PSA処理工程では、高圧において酸素を吸着させた吸着剤を、低圧下において酸素を脱着させる、吸脱着の繰り返しによる、吸着剤の吸着能力を回復させながら連続運転を行なう。   A PSA (Pressure Swing Adsorption) type is known as a gas separation device. According to the PSA formula, for example, by using air as a raw material and adsorbing oxygen in the air with an adsorbent, nitrogen can be separated and nitrogen gas can be obtained as a product gas. In the PSA treatment step, the adsorbent that has adsorbed oxygen at high pressure is desorbed at low pressure, and continuous operation is performed while recovering the adsorption capacity of the adsorbent by repeated adsorption and desorption.

本技術分野の背景技術として、特開昭61−11120号公報(特許文献1)がある。特許文献1には、製品ガスの取出流量を低下させて運転する場合に、最高吸着圧力よりも実質的に低い水準の圧力に低下させ、更に吸着時間を延長して装置を運転することが記載されている。   As background art of this technical field, there is JP-A-61-1120 (Patent Document 1). Patent Document 1 describes that when operating with the product gas removal flow reduced, the pressure is reduced to a level substantially lower than the maximum adsorption pressure, and the adsorption time is further extended to operate the apparatus. Has been.

特開昭61−11120号公報JP 61-11120 A

特許文献1は、製品ガス取出流量が低下した場合、圧縮機を減速運転させることで吸着塔を通す原料ガス混合物の最高圧力を低下させ、更に圧力変動式吸着分離操作の吸着時間を延長し省エネを図っている。しかし、圧縮機は一定以上減速すると圧縮効率が極端に悪くなってしまうため、減速させる限界がある。そのため、製品の取出流量が極端に少ない場合等は圧縮機を減速運転させても空気槽および吸着塔の圧力が最高圧力よりも上がってしまう場合があり、そのぶん無駄な動力を消費してしまう。   In Patent Document 1, when the product gas extraction flow rate is reduced, the compressor is decelerated to reduce the maximum pressure of the raw material gas mixture passing through the adsorption tower, and further, the adsorption time of the pressure fluctuation type adsorption separation operation is extended to save energy. I am trying. However, if the compressor decelerates more than a certain level, the compression efficiency becomes extremely bad, so there is a limit to decelerate. Therefore, when the product take-off flow rate is extremely small, etc., even if the compressor is decelerated, the pressure in the air tank and the adsorption tower may rise above the maximum pressure, which consumes wasted power. .

本発明の目的は、圧縮機の無駄な運転を抑えることで省エネ効果を得ることができる気体分離装置を提供することである。   The objective of this invention is providing the gas separation apparatus which can acquire an energy-saving effect by suppressing the useless operation of a compressor.

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本発明は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、気体分離装置であって、空気を圧縮する圧縮機と、圧縮機で圧縮された圧縮空気を貯留する空気槽と、空気槽に貯留された圧縮空気のうち一部の気体を吸着する吸着槽と、吸着槽で吸着されなかった製品ガスを貯留する製品ガス貯留タンクと、圧縮機と吸着槽の動作を制御する制御部とを備え、制御部は、製品ガスの使用量が減少した場合、圧縮機が減速運転を開始する空気槽の圧力と圧縮機が停止する空気槽の圧力を使用量が減少する前よりも低くするように構成する。   In order to solve the above problems, for example, the configuration described in the claims is adopted. The present invention includes a plurality of means for solving the above-described problems. For example, a gas separation device includes a compressor that compresses air and air that stores compressed air compressed by the compressor. The operation of the tank, the adsorption tank that adsorbs part of the compressed air stored in the air tank, the product gas storage tank that stores the product gas that has not been adsorbed in the adsorption tank, and the operation of the compressor and the adsorption tank A control unit that controls, when the use amount of the product gas decreases, the use amount decreases the pressure of the air tank at which the compressor starts the deceleration operation and the pressure of the air tank at which the compressor stops. It is configured to be lower than before.

本発明によれば、省エネ効果を得ることができる気体分離装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the gas separation apparatus which can acquire an energy saving effect can be provided.

本発明の実施例1における気体分離装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the gas separation apparatus in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1における気体分離装置の制御フロー図である。It is a control flowchart of the gas separation apparatus in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1における空気槽の制御圧力を示す図である。It is a figure which shows the control pressure of the air tank in Example 1 of this invention. 本発明の実施例2における気体分離装置の制御フロー図である。It is a control flow figure of the gas separation apparatus in Example 2 of the present invention. 本発明の実施例3における気体分離装置の制御フロー図である。It is a control flow figure of the gas separation apparatus in Example 3 of the present invention. 本発明の実施例4における気体分離装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the gas separation apparatus in Example 4 of this invention.

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本実施例におけるPSA式の気体分離装置の全体構成を図1に示す。図1において、気体分離装置1は、空気を供給する空気供給ユニット2と、製品ガスを生成するPSAユニット3で構成される。本実施例では、一例として、空気供給ユニット2とPSAユニット3は別筐体に分かれて格納されているとして説明するが、上記二つのユニットが同じ筐体内に格納されていてもよい。   FIG. 1 shows the overall configuration of a PSA type gas separation apparatus in the present embodiment. In FIG. 1, a gas separation device 1 includes an air supply unit 2 that supplies air and a PSA unit 3 that generates product gas. In the present embodiment, as an example, the air supply unit 2 and the PSA unit 3 are described as being stored separately in separate housings, but the above two units may be stored in the same housing.

この空気供給ユニット2は、空気を圧縮する圧縮機4と、圧縮機4を駆動する電動モータ9と、容量制御を行うためのインバータ回路10と、圧縮空気を貯留させる空気槽5と、圧縮空気を除湿するエアードライヤー6と、析出したドレン水を回収しながら不純物を除去するドレンフィルタ7を有している。本実施例では、一例として、これら圧縮機4と、空気槽5と、エアードライヤー6とドレンフィルタ7とは筐体に格納されている。一方、PSAユニット3は、空気供給ユニット2から供給される圧縮空気から所定の気体を分離することにより、製品ガスを生成する吸着槽19A、19Bと、製品ガス(窒素)を貯留する窒素槽(製品ガス貯留タンク)41を有している。   The air supply unit 2 includes a compressor 4 that compresses air, an electric motor 9 that drives the compressor 4, an inverter circuit 10 that performs capacity control, an air tank 5 that stores compressed air, and compressed air. An air dryer 6 that dehumidifies the water and a drain filter 7 that removes impurities while collecting the drain water deposited. In the present embodiment, as an example, the compressor 4, the air tank 5, the air dryer 6, and the drain filter 7 are stored in a casing. On the other hand, the PSA unit 3 separates a predetermined gas from the compressed air supplied from the air supply unit 2, thereby generating adsorption tanks 19 </ b> A and 19 </ b> B that generate product gas, and a nitrogen tank that stores product gas (nitrogen) ( Product gas storage tank) 41.

空気槽5で貯留された圧縮空気は後述の吸着槽19A、19Bに供給され、空気槽5で貯留された圧縮空気から所定の気体が分離される。本実施例では、吸着槽19A、19Bで酸素を吸着することにより、窒素を分離する場合について説明するが、窒素を吸着することにより酸素を分離してもよいし、大気以外の圧縮空気から他の気体を分離するものであってもよい。   The compressed air stored in the air tank 5 is supplied to adsorption tanks 19 </ b> A and 19 </ b> B described later, and a predetermined gas is separated from the compressed air stored in the air tank 5. In the present embodiment, the case where nitrogen is separated by adsorbing oxygen in the adsorption tanks 19A and 19B will be described. However, oxygen may be separated by adsorbing nitrogen, and other air may be separated from compressed air other than the atmosphere. The gas may be separated.

圧縮機4として、往複動式、スクリュー式あるいはスクロール式等の圧縮機や、外部から1次圧を供給され再圧縮するブースタ圧縮機等が用いられている。空気槽5には、空気槽5からの圧縮空気を流す配管16が接続されており、この配管16の端末位置には2系統に分岐した配管17A、17Bが接続されている。配管17A、17Bには、それぞれ流路を開閉する供給弁18A、18Bが途中に設けられており、酸素分子を吸着して窒素ガスを製品ガスとして取り出すための吸着槽19A,19Bがそれぞれ接続されている。この吸着槽は容積一定である。また、配管17A、17Bには、それぞれ供給弁18A、18Bと吸着槽19A,19Bとの間位置に配管21A、21Bが接続されており、これら配管21A、21Bには、途中に流路を開閉する排気弁22A、22Bが、端末に消音用のフィルタ付きの排気サイレンサ23が設けられている。この排気サイレンサは各吸着槽19A、19B毎に設けられていてもよい。また、配管17A、17Bには、互いの配管21A、21Bと吸着槽19A、19Bとの間位置を結ぶように配管25A、25Bが接続されており、この配管25A、25Bには流路を開閉する下均圧弁26A、26Bが設けられている。   As the compressor 4, a double-acting type, screw type or scroll type compressor, a booster compressor for supplying a primary pressure from the outside and recompressing the compressor, or the like is used. A pipe 16 through which compressed air from the air tank 5 flows is connected to the air tank 5, and pipes 17 </ b> A and 17 </ b> B branched into two systems are connected to the terminal position of the pipe 16. Supply pipes 18A and 18B for opening and closing the flow paths are provided in the middle of the pipes 17A and 17B, respectively, and adsorption tanks 19A and 19B for adsorbing oxygen molecules and taking out nitrogen gas as product gas are respectively connected. ing. This adsorption tank has a constant volume. The pipes 17A and 17B are connected to pipes 21A and 21B at positions between the supply valves 18A and 18B and the adsorption tanks 19A and 19B, respectively. Exhaust valves 22A, 22B are provided with an exhaust silencer 23 with a filter for silencing at the terminal. This exhaust silencer may be provided for each adsorption tank 19A, 19B. Further, pipes 25A and 25B are connected to the pipes 17A and 17B so as to connect the positions between the pipes 21A and 21B and the adsorption tanks 19A and 19B. The pipes 25A and 25B are opened and closed. Lower pressure equalizing valves 26A and 26B are provided.

吸着槽19A,19Bには、例えば、酸素分子を吸着する吸着手段である吸着剤が充填されている。吸着剤は、具体的には分子ふるいカーボンやゼオライト等を用いている。吸着槽19A、19Bには、互いに合流する配管31A、31Bがそれぞれ接続されている。これら配管31A、31Bには、互いの吸着槽19A、19B側同士を結ぶように配管32A、32Bが接続されており、この配管32A、32Bには絞り33が設けられている。また、配管31A、31Bには、互いの配管32A、32Bよりも吸着槽19A、19Bとは反対側同士を結ぶように配管35A、35Bが接続されておりこの配管35A、35Bには流路を開閉する上均圧弁36A、36Bが設けられている。また、配管31A、31Bには、それぞれの配管35A、35Bよりも吸着槽19A、19Bとは反対側に流路を開閉する取り出し弁38A、38Bがそれぞれ設けられている。配管31A、31Bの合流位置には配管40が接続されており、この配管40には窒素ガスを貯留させる製品ガス貯留タンクとしての窒素槽41が接続されている。この窒素槽41には、吐出口42が設けられた配管43が接続されており、この配管43の途中位置には窒素槽41側から順に、塵埃等を除去するとともにガスの圧力を調整するフィルタレギュレータ44、流路を開閉する吐出弁45、製品ガスの流量を調整する流量調整弁46、製品ガスの流量をセンシングする流量センサ61が設けられている。配管43のフィルタレギュレータ44と吐出弁45との間位置には配管48および配管49が接続されており、配管48には、配管43側から順に、流路を開閉する開閉弁50と、ガスの流量を調整する流量調整弁51と、サイレンサ52とが設けられている。配管49には、配管43側から順に、流路を開閉する開閉弁54と、ガスの流量を調整する流量調整弁55と、酸素濃度を検出する酸素センサ56とが設けられている。   The adsorption tanks 19A and 19B are filled with, for example, an adsorbent that is an adsorbing means for adsorbing oxygen molecules. Specifically, molecular sieve carbon or zeolite is used as the adsorbent. Pipes 31A and 31B that merge with each other are connected to the adsorption tanks 19A and 19B, respectively. Pipes 32A and 32B are connected to the pipes 31A and 31B so as to connect the adsorption tanks 19A and 19B to each other, and a throttle 33 is provided in the pipes 32A and 32B. Pipes 35A and 35B are connected to the pipes 31A and 31B so as to connect the opposite sides of the adsorption tanks 19A and 19B to the pipes 32A and 32B. Upper pressure equalizing valves 36A and 36B that open and close are provided. The pipes 31A and 31B are provided with take-out valves 38A and 38B for opening and closing the flow paths on the opposite side of the adsorption tanks 19A and 19B from the pipes 35A and 35B, respectively. A pipe 40 is connected to a joining position of the pipes 31A and 31B, and a nitrogen tank 41 as a product gas storage tank for storing nitrogen gas is connected to the pipe 40. A pipe 43 provided with a discharge port 42 is connected to the nitrogen tank 41, and a filter that removes dust and the like and adjusts the gas pressure in order from the nitrogen tank 41 side in the middle of the pipe 43. A regulator 44, a discharge valve 45 for opening and closing the flow path, a flow rate adjusting valve 46 for adjusting the flow rate of the product gas, and a flow rate sensor 61 for sensing the flow rate of the product gas are provided. A pipe 48 and a pipe 49 are connected to the pipe 43 between the filter regulator 44 and the discharge valve 45. The pipe 48 has an opening / closing valve 50 for opening and closing the flow path in order from the pipe 43 side, A flow rate adjusting valve 51 for adjusting the flow rate and a silencer 52 are provided. The pipe 49 is provided with an open / close valve 54 that opens and closes the flow path, a flow rate adjustment valve 55 that adjusts the flow rate of gas, and an oxygen sensor 56 that detects the oxygen concentration in order from the pipe 43 side.

酸素センサ56および流量センサ61は制御部60に通信可能に接続されており、検出信号を制御部60に出力する。制御部60は検出信号を受けて、吸着槽19A、19Bにおける窒素ガスの生成を制御する。具体的には、供給弁18A、18B、排気弁22A、22B、下均圧弁26A、26B、上均圧弁36A、36B、取り出し弁38A、38B、吐出弁45、開閉弁50および54は、制御部60に通信可能に接続されており、制御部60からの指令で作動する。   The oxygen sensor 56 and the flow sensor 61 are communicably connected to the control unit 60 and output detection signals to the control unit 60. The control unit 60 receives the detection signal and controls the generation of nitrogen gas in the adsorption tanks 19A and 19B. Specifically, the supply valves 18A and 18B, the exhaust valves 22A and 22B, the lower pressure equalizing valves 26A and 26B, the upper pressure equalizing valves 36A and 36B, the take-off valves 38A and 38B, the discharge valve 45, and the on-off valves 50 and 54 are controlled by the control unit. 60 is communicably connected, and operates in response to a command from the control unit 60.

以上、気体分離装置1の構成を説明したが、以下、気体分離装置において行われる気体分離方法について説明する。   The configuration of the gas separation device 1 has been described above. Hereinafter, a gas separation method performed in the gas separation device will be described.

気体分離装置1では、圧縮機4によって空気を圧縮する圧縮工程、圧縮工程により圧縮された空気を空気槽5に貯留する貯蔵工程、圧縮空気をエアードライヤー6により除湿する除湿工程、除湿工程により除湿された空気から気体を分離する分離工程が行われる。   In the gas separation device 1, the compression process of compressing air by the compressor 4, the storage process of storing the air compressed by the compression process in the air tank 5, the dehumidification process of dehumidifying the compressed air by the air dryer 6, and dehumidification by the dehumidification process A separation step for separating the gas from the air is performed.

気体分離装置1の分離工程では、以下の(a)〜(d)の工程が順次繰り返される。
(a)吸着・還流工程:圧縮機4により圧縮され空気槽5に貯留された圧縮空気を、供給弁18を開くことで、吸着剤が充填された吸着槽19に供給するとともに、窒素槽41内に残存する窒素ガスを、取り出し弁38を開くことで吸着槽19に還流して吸着槽19内を昇圧させ、圧力を利用して吸着剤に酸素分子を吸着させる工程。
(b)取り出し工程:吸着工程から引き続いて、空気槽5から圧縮空気を吸着槽19に供給し続けると同時に、吸着剤により分離生成された窒素ガスを吸着槽19より取り出して窒素槽41に貯留させる工程。
(c)均圧工程:上均圧弁36および下均圧弁26の開閉により取り出し工程終了後の一対の吸着槽19の均圧化を図り、次回の吸着工程の吸着効率を高めて、より高純度の窒素ガスを生成するための工程。
(d)再生工程:均圧工程終了後の吸着槽19内を、排気弁22を開くことにより配管21を介して、吸着剤に吸着された酸素分子を脱着することにより吸着剤を再生する工程。なお、この再生工程において、排気弁22以外の吸着槽19に関連する供給弁18、下均圧弁26、上均圧弁36および取り出し弁38は、閉状態とする。
In the separation step of the gas separation device 1, the following steps (a) to (d) are sequentially repeated.
(A) Adsorption / refluxing process: The compressed air compressed by the compressor 4 and stored in the air tank 5 is supplied to the adsorption tank 19 filled with the adsorbent by opening the supply valve 18, and the nitrogen tank 41. A step of recirculating the nitrogen gas remaining therein to the adsorption tank 19 by opening the take-off valve 38 to increase the pressure in the adsorption tank 19 and adsorbing oxygen molecules to the adsorbent using the pressure.
(B) Extraction process: Continuing from the adsorption process, the compressed air is continuously supplied from the air tank 5 to the adsorption tank 19, and at the same time, the nitrogen gas separated and generated by the adsorbent is extracted from the adsorption tank 19 and stored in the nitrogen tank 41. Process.
(C) Pressure equalization process: The pressure equalization of the pair of adsorption tanks 19 after completion of the take-out process is achieved by opening and closing the upper pressure equalization valve 36 and the lower pressure equalization valve 26, and the adsorption efficiency of the next adsorption process is increased to achieve higher purity. For generating nitrogen gas.
(D) Regeneration step: A step of regenerating the adsorbent by desorbing oxygen molecules adsorbed by the adsorbent through the pipe 21 by opening the exhaust valve 22 in the adsorption tank 19 after completion of the pressure equalization step. . In this regeneration process, the supply valve 18, the lower pressure equalizing valve 26, the upper pressure equalizing valve 36 and the take-off valve 38 related to the adsorption tank 19 other than the exhaust valve 22 are closed.

吸着槽19Aで吸着工程・取り出し工程(工程(a)(b))が行われている間に吸着槽19Bでは、再生工程(工程(d))が行われる。その後、(c)均圧工程が同時に行われ、吸着槽19A、19Bを入れ替えて吸着工程・取り出し工程(工程(a)(b))と再生工程(工程(d))が行われる。上記の吸着工程(a)、取り出し工程(b)、均圧工程(c)の時間を併せてサイクルタイムとする。   While the adsorption process / removal process (process (a) (b)) is performed in the adsorption tank 19A, the regeneration process (process (d)) is performed in the adsorption tank 19B. Thereafter, the (c) pressure equalization step is performed simultaneously, and the adsorption tanks 19A and 19B are exchanged to perform the adsorption step / removal step (steps (a) and (b)) and the regeneration step (step (d)). The time of the above-described adsorption step (a), take-out step (b), and pressure equalization step (c) is taken as the cycle time.

本実施例における制御フローを図2を用いて説明する。図2において、気体分離装置1の運転を開始した場合、標準のサイクルタイムT0にて運転を開始する(S1)。このとき空気槽5の圧力をセンシングし制御部60に信号を送る。制御部60からインバータ回路10に指令を送ることで電動モータ9の回転数を制御し、圧縮機4を運転させる。このとき、空気槽5の圧力が規定の圧力P0に達すると減速運転を開始する。空気槽5の圧力が最高圧力Pmax0に達すると圧縮機4を停止させ、空気槽5の圧力が復帰圧力Pmin0にまで低下した場合圧縮機の運転を再開させる(S2)。   A control flow in the present embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 2, when the operation of the gas separation device 1 is started, the operation is started at the standard cycle time T0 (S1). At this time, the pressure in the air tank 5 is sensed and a signal is sent to the control unit 60. By sending a command from the control unit 60 to the inverter circuit 10, the rotational speed of the electric motor 9 is controlled and the compressor 4 is operated. At this time, when the pressure in the air tank 5 reaches a specified pressure P0, the deceleration operation is started. When the pressure in the air tank 5 reaches the maximum pressure Pmax0, the compressor 4 is stopped, and when the pressure in the air tank 5 drops to the return pressure Pmin0, the operation of the compressor is resumed (S2).

このとき、気体分離装置吐出口に設けている流量検出手段61にて製品ガスの使用量Qをセンシングし、製品ガスの使用量Qがあらかじめ制御部60に設定しておいた閾値Q1よりも少ないかどうかを判断する(S3)。そして、少ない場合、サイクルタイムを標準サイクルタイムT0から省エネサイクルタイムT1に変更するよう制御部60から信号を送る(S4)。このときT0とT1の関係はT0<T1とする。このサイクルタイム変更の信号と同時に、圧縮機が減速運転を開始する圧力を、P0からP1に、圧縮機4を停止させる最高圧力Pmax0をPmax1に、圧縮機の運転を再開させる復帰圧力Pmin0をPmin1に変更するよう制御部60から信号を送る(S5)。このとき、それぞれの圧力の関係はP0>P1、Pmax0>Pmax1、Pmin0>Pmin1とする。標準サイクルタイムT0運転中に製品ガス使用量QがQ1以上である場合は、そのまま標準サイクルタイムT0運転を継続する。また、制御圧力もP0、Pmax0、Pmin0にて運転を行う。   At this time, the product gas use amount Q is sensed by the flow rate detection means 61 provided at the gas separation device discharge port, and the product gas use amount Q is smaller than the threshold value Q1 set in the control unit 60 in advance. Whether or not (S3). If it is less, a signal is sent from the control unit 60 to change the cycle time from the standard cycle time T0 to the energy saving cycle time T1 (S4). At this time, the relationship between T0 and T1 is T0 <T1. Simultaneously with this cycle time change signal, the pressure at which the compressor starts decelerating operation is changed from P0 to P1, the maximum pressure Pmax0 that stops the compressor 4 is changed to Pmax1, and the return pressure Pmin0 that restarts the compressor operation is Pmin1. A signal is sent from the control unit 60 to change to (S5). At this time, the relationship between the pressures is P0> P1, Pmax0> Pmax1, and Pmin0> Pmin1. If the product gas usage Q is Q1 or more during the standard cycle time T0 operation, the standard cycle time T0 operation is continued as it is. The control pressure is also operated at P0, Pmax0, and Pmin0.

省エネサイクルタイムT1運転中に製品ガス使用量Qがあらかじめ制御部60に設定しておいた、閾値Q1よりも小さい閾値Q2よりも少ないかどうかを判断する(S6)。そして、少ない場合、サイクルタイムを省エネサイクルタイムT1から省エネサイクルタイムT2に変更するよう制御部60から信号を送る(S7)。このときT1とT2の関係はT1<T2とする。このサイクルタイム変更の信号と同時に、圧縮機4が減速運転を開始する圧力を、P1からP2に、圧縮機4を停止させる最高圧力Pmax1をPmax2に、圧縮機の運転を再開させる復帰圧力Pmin1をPmin2に変更するよう制御部60から信号を送る(S8)。このとき、それぞれの圧力の関係はP1>P2、Pmax1>Pmax2、Pmin1>Pmin2とする。   It is determined whether or not the product gas usage amount Q is less than a threshold value Q2 that is preset in the control unit 60 during the energy saving cycle time T1 operation and is smaller than the threshold value Q1 (S6). When the cycle time is small, a signal is sent from the control unit 60 to change the cycle time from the energy saving cycle time T1 to the energy saving cycle time T2 (S7). At this time, the relationship between T1 and T2 is T1 <T2. Simultaneously with this cycle time change signal, the pressure at which the compressor 4 starts decelerating operation is changed from P1 to P2, the maximum pressure Pmax1 that stops the compressor 4 is changed to Pmax2, and the return pressure Pmin1 that restarts the compressor operation is set. A signal is sent from the control unit 60 to change to Pmin2 (S8). At this time, the relationship between the pressures is P1> P2, Pmax1> Pmax2, and Pmin1> Pmin2.

省エネサイクルタイムT1運転中に製品ガス使用量QがQ2以上Q1未満である場合は(Q1>Q≧Q2)、そのまま省エネサイクルタイムT1運転を継続し、製品ガス使用量QがQ1以上になったかどうかを判断し(S9)、その場合は、標準サイクルタイムT0、制御圧力P0、Pmax0、Pmin0にて運転するよう制御部60より信号を送る。   If the product gas consumption Q is Q2 or more and less than Q1 during the energy-saving cycle time T1 operation (Q1> Q ≧ Q2), did the energy-saving cycle time T1 operation continue and the product gas consumption Q became Q1 or more? In this case, a signal is sent from the control unit 60 to operate at the standard cycle time T0, control pressures P0, Pmax0, and Pmin0.

省エネサイクルタイムT2運転中に製品ガス使用量QがQ2より少ない場合はそのまま省エネサイクルタイムT2運転を継続し(S10)、製品ガス使用量QがQ2以上になった場合は、標準サイクルタイムT0、制御圧力P0、Pmax0、Pmin0にて運転するよう制御部60より信号を送る。なお、製品ガス使用量QがQ2以上になった場合、さらにQがQ1以上になったかどうかを判断して、Q1以上の場合に標準サイクルタイムT0、制御圧力P0、Pmax0、Pmin0にて運転するようにしても良い。その場合は、図2の制御フローとは異なるが、S10からS9のステップに移行しても良い。   If the product gas usage Q is less than Q2 during the energy-saving cycle time T2, the energy-saving cycle time T2 operation is continued as it is (S10), and if the product gas usage Q is Q2 or more, the standard cycle time T0, A signal is sent from the control unit 60 to operate at the control pressures P0, Pmax0, and Pmin0. When the product gas consumption Q is Q2 or more, it is judged whether or not Q is Q1 or more. If Q is Q1 or more, operation is performed at the standard cycle time T0, control pressure P0, Pmax0, Pmin0. You may do it. In that case, although it differs from the control flow of FIG. 2, you may transfer to the step of S10 to S9.

なお、本実施例では、変更するサイクルタイムおよび制御圧力を3段階に分けているが、更に段階を設けてもよい。また、サイクルタイムを変更する閾値を製品ガス発生量Qにより定義しているが、製品ガス濃度により定義してもよいし、製品ガス発生量Qおよび製品ガス濃度の両方により定義してもよい。   In the present embodiment, the cycle time to be changed and the control pressure are divided into three stages, but further stages may be provided. Further, although the threshold value for changing the cycle time is defined by the product gas generation amount Q, it may be defined by the product gas concentration, or may be defined by both the product gas generation amount Q and the product gas concentration.

図3は、本実施例における各サイクルタイムと空気槽の制御圧力の関係を示す図である。図3において、上段の図は通常サイクルタイムT0における空気槽の制御圧力の変化を示している。図3の通常サイクルタイムT0の最初は均圧工程であり、圧縮機を停止させ、空気槽の圧力が復帰圧力Pmin0にまで低下した場合、圧縮機の運転を再開させ吸着工程に移行する。圧縮機の運転は電動モータの回転数を最高速で制御し空気槽の圧力が減速運転開始圧力P0に達すると減速運転を開始する。そして空気槽の圧力が最高圧力Pmax0に達するかサイクルタイムT0に達すると圧縮機を停止させ1サイクルが終了する。   FIG. 3 is a diagram showing the relationship between each cycle time and the control pressure of the air tank in the present embodiment. In FIG. 3, the upper diagram shows the change in the control pressure of the air tank at the normal cycle time T0. At the beginning of the normal cycle time T0 in FIG. 3, the pressure equalizing process is started. When the compressor is stopped and the pressure of the air tank is reduced to the return pressure Pmin0, the operation of the compressor is resumed and the process proceeds to the adsorption process. The operation of the compressor controls the rotation speed of the electric motor at the maximum speed, and starts the deceleration operation when the pressure in the air tank reaches the deceleration operation start pressure P0. When the pressure in the air tank reaches the maximum pressure Pmax0 or reaches the cycle time T0, the compressor is stopped and one cycle is completed.

図3の中段の図は省エネサイクルタイムT1における空気槽の制御圧力の変化を示している。省エネサイクルタイムT1の最初の均圧工程では、圧縮機を停止させ、空気槽の圧力が復帰圧力Pmin1にまで低下した場合、圧縮機の運転を再開させ吸着工程に移行する。圧縮機の運転は電動モータの回転数を最高速で制御し空気槽の圧力が減速運転開始圧力P1に達すると減速運転を開始する。そして空気槽の圧力が最高圧力Pmax1に達すると圧縮機を停止させサイクルタイムT1で1サイクルが終了する。   The middle diagram of FIG. 3 shows the change in the control pressure of the air tank at the energy saving cycle time T1. In the first pressure equalization process at the energy saving cycle time T1, when the compressor is stopped and the pressure in the air tank is reduced to the return pressure Pmin1, the operation of the compressor is resumed and the process proceeds to the adsorption process. The operation of the compressor controls the rotation speed of the electric motor at the maximum speed, and starts the deceleration operation when the pressure in the air tank reaches the deceleration operation start pressure P1. When the pressure in the air tank reaches the maximum pressure Pmax1, the compressor is stopped and one cycle is completed at the cycle time T1.

さらに、図3の下段の図は省エネサイクルタイムT2における空気槽の制御圧力の変化を示している。省エネサイクルタイムT2の最初の均圧工程では、圧縮機を停止させ、空気槽の圧力が復帰圧力Pmin2にまで低下した場合、圧縮機の運転を再開させ吸着工程に移行する。圧縮機の運転は電動モータの回転数を最高速で制御し空気槽の圧力が減速運転開始圧力P2に達すると減速運転を開始する。そして空気槽の圧力が最高圧力Pmax2に達すると圧縮機を停止させサイクルタイムT2で1サイクルが終了する。   Further, the lower diagram of FIG. 3 shows a change in the control pressure of the air tank at the energy saving cycle time T2. In the first pressure equalization process at the energy saving cycle time T2, when the compressor is stopped and the pressure in the air tank is reduced to the return pressure Pmin2, the operation of the compressor is resumed and the process proceeds to the adsorption process. The operation of the compressor controls the rotation speed of the electric motor at the highest speed, and starts the deceleration operation when the pressure in the air tank reaches the deceleration operation start pressure P2. When the pressure in the air tank reaches the maximum pressure Pmax2, the compressor is stopped and one cycle is completed at the cycle time T2.

以上のように、本実施例は、気体分離装置として、空気を圧縮する圧縮機と、圧縮機で圧縮された圧縮空気を貯留する空気槽と、空気槽に貯留された圧縮空気のうち一部の気体を吸着する吸着槽と、吸着槽で吸着されなかった製品ガスを貯留する製品ガス貯留タンクと、圧縮機と前記吸着槽の動作を制御する制御部とを備え、制御部は、製品ガスの使用量が減少した場合、圧縮機が減速運転を開始する空気槽の圧力と圧縮機が停止する空気槽の圧力を使用量が減少する前よりも低くするように構成する。   As described above, in this embodiment, as a gas separation device, a compressor that compresses air, an air tank that stores compressed air compressed by the compressor, and a part of compressed air stored in the air tank An adsorbing tank for adsorbing the gas, a product gas storage tank for storing the product gas not adsorbed in the adsorbing tank, and a control unit for controlling the operation of the compressor and the adsorbing tank. When the usage amount decreases, the pressure of the air tank at which the compressor starts decelerating operation and the pressure of the air tank at which the compressor stops are made lower than before the usage amount decreases.

また、制御部は、圧縮機が停止し、空気槽の圧力が所定の圧力以下に低下すると圧縮機の運転を開始するように構成し、製品ガスの使用量が減少した場合、さらに圧縮機の運転を開始する空気槽の圧力を使用量が減少する前よりも低くするように構成する。   The control unit is configured to start the operation of the compressor when the compressor stops and the pressure of the air tank drops below a predetermined pressure. The pressure of the air tank which starts operation is configured to be lower than before the amount of use decreases.

また、製品ガスの使用量が減少した場合、さらに吸脱着の1サイクルの時間であるサイクルタイムを使用量が減少する前よりも長くするように構成する。   Moreover, when the usage-amount of product gas reduces, it is comprised so that the cycle time which is the time of 1 cycle of adsorption / desorption may be made longer than before the usage-amount decreases.

これにより、圧縮機の無駄な運転を抑えることができ、省エネ効果を得ることができ、さらに制御圧力を低下させることで圧縮機にかかる負荷を低減し、圧縮機の長寿命化を図ることができる。   As a result, useless operation of the compressor can be suppressed, an energy saving effect can be obtained, and the load on the compressor can be reduced by lowering the control pressure, thereby extending the life of the compressor. it can.

本実施例について図4の制御フロー図を用いて説明する。なお、基本的な装置の構成、動作は実施例1で説明した気体分離装置1と同様のため省略する。   This embodiment will be described with reference to the control flow diagram of FIG. Since the basic configuration and operation of the apparatus are the same as those of the gas separation apparatus 1 described in the first embodiment, a description thereof will be omitted.

本実施例においては、省エネサイクルタイム運転中の製品ガス濃度Nを、酸素センサ56によりセンシングし、その製品ガス濃度Nとあらかじめ制御部60に設定している製品ガス濃度閾値N1の関係により制御圧力を変化させる制御を行う。すなわち、製品ガス濃度は、制御圧力が高いほど高くなるので、製品ガス濃度により制御圧力を制御することで更なる省エネ効果を得ることができる。   In this embodiment, the product gas concentration N during the energy saving cycle time operation is sensed by the oxygen sensor 56, and the control pressure is determined by the relationship between the product gas concentration N and the product gas concentration threshold value N1 set in the control unit 60 in advance. Control to change. That is, since the product gas concentration increases as the control pressure increases, a further energy saving effect can be obtained by controlling the control pressure based on the product gas concentration.

図4において、S1からS4までは実施例1と同様なので説明を省略する。省エネサイクルタイムT1運転に移行した際に、S11にて製品ガス濃度NがN1より高いかどうかを判定する。そして製品ガス濃度NがN1より高い場合は、圧縮機が減速運転を開始する圧力をPaとし、圧縮機4を停止させる最高圧力をPmaxa、圧縮機の運転を再開させる復帰圧力をPminaとする(S12)。製品ガス濃度NがN1よりも低い場合は圧縮機が減速運転を開始する圧力をPbとし、圧縮機4を停止させる最高圧力をPmaxb、圧縮機の運転を再開させる復帰圧力をPminbとする(S13)。このとき、それぞれの圧力の関係はP0>Pb>Pa、Pmax0>Pmaxb>Pmaxa、Pmin0>Pminb>Pminaとする。そして、省エネサイクルタイムT2運転移行までのS6,S7の処理を、実施例1と同様に行う。   In FIG. 4, S1 to S4 are the same as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted. When shifting to the energy saving cycle time T1 operation, it is determined in S11 whether the product gas concentration N is higher than N1. When the product gas concentration N is higher than N1, the pressure at which the compressor starts the deceleration operation is Pa, the maximum pressure at which the compressor 4 is stopped is Pmaxa, and the return pressure at which the compressor is restarted is Pmina ( S12). When the product gas concentration N is lower than N1, the pressure at which the compressor starts the deceleration operation is Pb, the maximum pressure at which the compressor 4 is stopped is Pmaxb, and the return pressure at which the compressor is restarted is Pminb (S13). ). At this time, the relationship between the pressures is P0> Pb> Pa, Pmax0> Pmaxb> Pmaxa, and Pmin0> Pminb> Pmina. And the process of S6 and S7 until energy saving cycle time T2 driving | operation transfer is performed similarly to Example 1. FIG.

そして、省エネサイクルタイムT2運転に移行した際に、製品ガス濃度NがN2より高いかどうかを判定する(S14)。製品ガス濃度NがN2より高い場合は、圧縮機が減速運転を開始する圧力をPc、とし、圧縮機4を停止させる最高圧力をPmaxc、圧縮機の運転を再開させる復帰圧力をPmincとする(S15)。製品ガス濃度NがN2よりも低い場合は圧縮機が減速運転を開始する圧力をPdとし、圧縮機4を停止させる最高圧力をPmaxd、圧縮機の運転を再開させる復帰圧力をPmindとする(S16)。このとき、それぞれの圧力の関係はP0>Pb>Pa>Pd>Pc、Pmax0>Pmaxb>Pmaxa>Pmaxd>Pmaxc、Pmin0>Pminb>Pmina>Pmind>Pmincとする。   Then, when shifting to the energy saving cycle time T2 operation, it is determined whether or not the product gas concentration N is higher than N2 (S14). When the product gas concentration N is higher than N2, the pressure at which the compressor starts the deceleration operation is Pc, the maximum pressure at which the compressor 4 is stopped is Pmaxc, and the return pressure at which the compressor is restarted is Pminc ( S15). When the product gas concentration N is lower than N2, the pressure at which the compressor starts the deceleration operation is Pd, the maximum pressure at which the compressor 4 is stopped is Pmaxd, and the return pressure at which the compressor is restarted is Pmind (S16). ). At this time, the relationship between the pressures is P0> Pb> Pa> Pd> Pc, Pmax0> Pmaxb> Pmaxa> Pmaxd> Pmaxc, and Pmin0> Pminb> Pmina> Pmind> Pminc.

その後、省エネサイクルタイムT2運転中の製品ガス使用量QがQ2より少ないかどうかの判断(S10)、及び、その後の処理を実施例1と同様に行う。なお、実施例1と同様に、製品ガス使用量QがQ2以上になった場合、さらにQがQ1以上になったかどうかを判断して、Q1以上の場合に標準サイクルタイムT0、制御圧力P0、Pmax0、Pmin0にて運転するようにしても良い。その場合は、図4の制御フローとは異なるが、S10からS9のステップに移行しても良い。   Thereafter, whether or not the product gas usage Q during the energy saving cycle time T2 operation is less than Q2 (S10) and the subsequent processing are performed in the same manner as in the first embodiment. As in Example 1, when the product gas consumption Q is Q2 or more, it is further determined whether Q is Q1 or more. If Q is Q1 or more, the standard cycle time T0, the control pressure P0, You may make it drive | operate by Pmax0 and Pmin0. In that case, although it differs from the control flow of FIG. 4, you may transfer to the step of S10 to S9.

以上のように、本実施例は、気体分離装置として、空気を圧縮する圧縮機と、圧縮機で圧縮された圧縮空気を貯留する空気槽と、空気槽に貯留された圧縮空気のうち一部の気体を吸着する吸着槽と、吸着槽で吸着されなかった製品ガスを貯留する製品ガス貯留タンクと、製品ガスの濃度を測定するガスセンサと、圧縮機と吸着槽の動作を制御する制御部とを備え、制御部は、製品ガスの使用量が減少した場合、圧縮機が減速運転を開始する空気槽の圧力を使用量が減少する前よりも低い値に設定し、該低い値は、ガスセンサにより検出した製品ガスの濃度が所定値よりも大きい場合、小さい場合に比べてより低く設定するように構成する。   As described above, in this embodiment, as a gas separation device, a compressor that compresses air, an air tank that stores compressed air compressed by the compressor, and a part of compressed air stored in the air tank An adsorbing tank for adsorbing the gas, a product gas storing tank for storing the product gas not adsorbed in the adsorbing tank, a gas sensor for measuring the concentration of the product gas, and a controller for controlling the operation of the compressor and the adsorbing tank, When the amount of product gas used decreases, the control unit sets the pressure of the air tank at which the compressor starts decelerating operation to a lower value than before the amount of use decreases, and the lower value When the concentration of the product gas detected by the above is larger than a predetermined value, it is configured to be set lower than when it is small.

また、制御部は、圧縮機が停止し、空気槽の圧力が所定の圧力以下に低下すると圧縮機の運転を開始し、製品ガスの使用量が減少した場合、さらに圧縮機が停止する空気槽の圧力と圧縮機の運転を開始する空気槽の圧力を使用量が減少する前よりも低い値に設定し、該低い値は、ガスセンサにより検出した製品ガスの濃度が所定値よりも大きい場合、小さい場合に比べてより低く設定するように構成する。   In addition, the control unit starts the operation of the compressor when the compressor stops and the pressure of the air tank drops below a predetermined pressure, and when the amount of product gas used decreases, the air tank further stops the compressor. The pressure of the air tank and the pressure of the air tank for starting the operation of the compressor are set to lower values than before the amount of use decreases, and the lower value is when the concentration of the product gas detected by the gas sensor is larger than a predetermined value. It is configured so as to be set lower than when it is small.

また、製品ガスの使用量が減少した場合、さらに吸脱着の1サイクルの時間であるサイクルタイムを使用量が減少する前よりも長くするように構成する。   Moreover, when the usage-amount of product gas reduces, it is comprised so that the cycle time which is the time of 1 cycle of adsorption / desorption may be made longer than before the usage-amount decreases.

これにより、製品ガス濃度が製品の仕様値よりも十分に高く裕度がある場合、制御圧力をさらに低くすることが可能であり、圧縮機にかかる負荷をより低減することができ更なる省エネ効果を得ることができる。   As a result, when the product gas concentration is sufficiently higher than the specification value of the product and has sufficient tolerance, the control pressure can be further reduced, and the load on the compressor can be further reduced and further energy saving effect Can be obtained.

本実施例について図5の制御フロー図を用いて説明する。なお、装置の構成、動作は実施例1で説明した気体分離装置1と同様のため省略する。   This embodiment will be described with reference to the control flow diagram of FIG. Since the configuration and operation of the apparatus are the same as those of the gas separation apparatus 1 described in the first embodiment, the description thereof is omitted.

気体分離装置にて精製する製品ガス濃度は、周囲温度の影響を受けやすく周囲温度が高い場合製品ガス濃度が悪化する。また、吸着槽19A,19Bに充填されている吸着剤は高い圧力で吸着させるほど製品ガスの精製効率は良い。よって、一定制御圧力Pが低い状態で周囲温度が高くなると、製品ガスの濃度が仕様値を下回ってしまう可能性がある。   The product gas concentration to be purified by the gas separation device is easily affected by the ambient temperature, and the product gas concentration deteriorates when the ambient temperature is high. In addition, the purification efficiency of the product gas is improved as the adsorbent filled in the adsorption tanks 19A and 19B is adsorbed at a higher pressure. Therefore, if the ambient temperature increases while the constant control pressure P is low, the product gas concentration may fall below the specification value.

よって、本実施例においては、気体分離装置内に配置された温度センサ62から吸着槽の周囲温度Dを制御部60が受け取り、装置が省エネサイクルタイムT1または省エネサイクルタイムT2運転中に周囲温度Dがあらかじめ制御部60に設定している閾値D1を超えた場合、サイクルタイムを通常サイクルタイムT0に変更するよう制御部60から信号を送り、圧縮機が減速運転を開始する圧力をP0、圧縮機4を停止させる最高圧力をPmax0、圧縮機の運転を再開させる復帰圧力をPmin0に変更するよう制御部60から信号を送る。   Therefore, in the present embodiment, the controller 60 receives the ambient temperature D of the adsorption tank from the temperature sensor 62 disposed in the gas separation device, and the ambient temperature D during the operation of the energy saving cycle time T1 or the energy saving cycle time T2 by the device. When the threshold value D1 preset in the control unit 60 is exceeded, a signal is sent from the control unit 60 to change the cycle time to the normal cycle time T0, and the pressure at which the compressor starts the deceleration operation is set to P0. A signal is sent from the control unit 60 to change the maximum pressure to stop 4 to Pmax0 and the return pressure to restart the compressor operation to Pmin0.

図5において、S1からS3までは実施例1と同様なので説明は省略する。S3において、製品ガスの使用量Qが閾値Q1よりも少ない場合、周囲温度Dがあらかじめ制御部60に設定している閾値D1より低いか判断する(S17)。そして、D1を超えた場合は、温度が高いので、サイクルタイムを標準サイクルタイムT0に戻す。周囲温度DがD1以下であれば、実施例1と同様に省エネサイクルタイムT1に変更する。S6において、製品ガスの使用量Qが閾値Q2よりも少ない場合、周囲温度Dがあらかじめ制御部60に設定している閾値D1より低いか判断する(S18)。そして、D1を超えた場合は、温度が高いので、サイクルタイムを標準サイクルタイムT0に戻す。周囲温度DがD1以下であれば、実施例1と同様に省エネサイクルタイムT2に変更する。以降、実施例と同様の処理を行う。   In FIG. 5, S1 to S3 are the same as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted. In S3, when the usage amount Q of the product gas is smaller than the threshold value Q1, it is determined whether the ambient temperature D is lower than the threshold value D1 set in the control unit 60 in advance (S17). When D1 is exceeded, the temperature is high, and the cycle time is returned to the standard cycle time T0. If the ambient temperature D is equal to or lower than D1, the energy saving cycle time T1 is changed as in the first embodiment. In S6, when the usage amount Q of the product gas is smaller than the threshold value Q2, it is determined whether the ambient temperature D is lower than the threshold value D1 set in the control unit 60 in advance (S18). When D1 is exceeded, the temperature is high, and the cycle time is returned to the standard cycle time T0. If the ambient temperature D is equal to or lower than D1, the energy saving cycle time T2 is changed as in the first embodiment. Thereafter, the same processing as in the embodiment is performed.

以上のように、本実施例は、気体分離装置として、空気を圧縮する圧縮機と、圧縮機で圧縮された圧縮空気を貯留する空気槽と、空気槽に貯留された圧縮空気のうち一部の気体を吸着する吸着槽と、吸着槽で吸着されなかった製品ガスを貯留する製品ガス貯留タンクと、吸着槽の周囲温度を測定する温度センサと、圧縮機と吸着槽の動作を制御する制御部とを備え、制御部は、製品ガスの使用量が減少した場合、圧縮機が減速運転を開始する空気槽の圧力を、温度センサによる周囲温度が所定値よりも低い場合は使用量が減少する前よりも低くし、高い場合は使用量が減少する前の値に戻すように構成する。   As described above, in this embodiment, as a gas separation device, a compressor that compresses air, an air tank that stores compressed air compressed by the compressor, and a part of compressed air stored in the air tank An adsorption tank for adsorbing gas, a product gas storage tank for storing product gas not adsorbed in the adsorption tank, a temperature sensor for measuring the ambient temperature of the adsorption tank, and a control for controlling the operation of the compressor and the adsorption tank The control unit reduces the air tank pressure at which the compressor starts decelerating operation when the amount of product gas used decreases, and decreases when the ambient temperature by the temperature sensor is lower than the predetermined value. It is set to be lower than before, and when it is higher, it is configured to return to the value before the usage amount decreased.

また、制御部は、圧縮機が停止し、空気槽の圧力が所定の圧力以下に低下すると圧縮機の運転を開始し、製品ガスの使用量が減少した場合、さらに圧縮機が停止する空気槽の圧力と圧縮機の運転を開始する空気槽の圧力を、周囲温度が所定値よりも低い場合は使用量が減少する前よりも低くし、高い場合は使用量が減少する前の値に戻すように構成する。   In addition, the control unit starts the operation of the compressor when the compressor stops and the pressure of the air tank drops below a predetermined pressure, and when the amount of product gas used decreases, the air tank further stops the compressor. When the ambient temperature is lower than the specified value, the pressure of the air tank and the pressure of the air tank at which the compressor is started are lower than before the amount of use is reduced. Configure as follows.

また、製品ガスの使用量が減少した場合、さらに吸脱着の1サイクルの時間であるサイクルタイムを使用量が減少する前よりも長くするように構成する。   Moreover, when the usage-amount of product gas reduces, it is comprised so that the cycle time which is the time of 1 cycle of adsorption / desorption may be made longer than before the usage-amount decreases.

これにより、本実施例によれば、省エネ効果と圧縮機の長寿命化を図りつつ、周囲温度による影響を軽減し製品ガスの信頼性を高めることができる。   Thereby, according to the present Example, the effect of ambient temperature can be reduced and the reliability of product gas can be improved, aiming at the energy-saving effect and the lifetime improvement of a compressor.

本実施例について、図6の気体分離装置の全体構成図を用いて説明する。
図6に示すように、本実施例では、空気供給ユニット2に圧縮機4と電動モータ9を複数台搭載する。これにより、実施例1から3と同様の制御を、インバータ回路10の代わりに、複数台の圧縮機4を台数制御することにより実現する。なお、他の構成については、実施例1で説明した気体分離装置1と同様のため説明は省略する。
A present Example is described using the whole block diagram of the gas separation apparatus of FIG.
As shown in FIG. 6, in this embodiment, a plurality of compressors 4 and electric motors 9 are mounted on the air supply unit 2. Thus, the same control as in the first to third embodiments is realized by controlling the number of the plurality of compressors 4 instead of the inverter circuit 10. In addition, about another structure, since it is the same as that of the gas separation apparatus 1 demonstrated in Example 1, description is abbreviate | omitted.

本実施例によれば、圧縮機にかかる負荷を低減し、省エネ効果および圧縮機の長寿命化を実現することができる。   According to the present embodiment, the load on the compressor can be reduced, and an energy saving effect and a longer life of the compressor can be realized.

以上、実施例について説明したが、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。   Although the embodiments have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. Moreover, it is not necessarily limited to what has all the structures demonstrated. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Moreover, it is also possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.

1・・・PSA式ガス分離装置
2・・・空気供給ユニット
3・・・PSAユニット
4・・・圧縮機
5・・・空気槽
6・・・エアードライヤー
7・・・ドレンフィルタ
9・・・電動モータ
10・・・インバータ回路
19・・・吸着槽
41・・・窒素槽(製品ガス貯留タンク)
44・・・フィルタレギュレータ
52・・・サイレンサ
56・・・酸素センサ
60・・・制御部
61・・・流量検出手段
62・・・温度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... PSA type gas separation apparatus 2 ... Air supply unit 3 ... PSA unit 4 ... Compressor 5 ... Air tank 6 ... Air dryer 7 ... Drain filter 9 ... Electric motor 10 ... inverter circuit 19 ... adsorption tank 41 ... nitrogen tank (product gas storage tank)
44 ... Filter regulator 52 ... Silencer 56 ... Oxygen sensor 60 ... Control unit 61 ... Flow rate detection means 62 ... Temperature sensor

Claims (8)

空気を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機で圧縮された圧縮空気を貯留する空気槽と、
前記空気槽に貯留された圧縮空気のうち一部の気体を吸着する吸着槽と、
前記吸着槽で吸着されなかった製品ガスを貯留する製品ガス貯留タンクと、
前記圧縮機と前記吸着槽の動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記製品ガスの使用量が減少した場合、前記圧縮機が減速運転を開始する前記空気槽の圧力と前記圧縮機が停止する前記空気槽の圧力を前記使用量が減少する前よりも低くすることを特徴とする気体分離装置。
A compressor for compressing air;
An air tank for storing compressed air compressed by the compressor;
An adsorption tank that adsorbs some of the compressed air stored in the air tank;
A product gas storage tank for storing the product gas not adsorbed in the adsorption tank;
A controller that controls the operation of the compressor and the adsorption tank;
When the usage amount of the product gas decreases, the control unit reduces the pressure of the air tank at which the compressor starts decelerating operation and the pressure of the air tank at which the compressor stops before the usage amount decreases. A gas separation device characterized by being made lower.
請求項1に記載の気体分離装置であって、
前記制御部は、前記圧縮機が停止し、前記空気槽の圧力が所定の圧力以下に低下すると前記圧縮機の運転を開始することを特徴とする気体分離装置。
The gas separation device according to claim 1,
The control unit starts the operation of the compressor when the compressor stops and the pressure of the air tank drops below a predetermined pressure.
請求項2に記載の気体分離装置であって、
前記制御部は、前記製品ガスの使用量が減少した場合、さらに前記圧縮機の運転を開始する空気槽の圧力を前記使用量が減少する前よりも低くすることを特徴とする気体分離装置。
The gas separation device according to claim 2,
When the usage amount of the product gas is reduced, the control unit further lowers the pressure of the air tank for starting the operation of the compressor than before the usage amount is reduced.
空気を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機で圧縮された圧縮空気を貯留する空気槽と、
前記空気槽に貯留された圧縮空気のうち一部の気体を吸着する吸着槽と、
前記吸着槽で吸着されなかった製品ガスを貯留する製品ガス貯留タンクと、
前記製品ガスの濃度を測定するガスセンサと、
前記圧縮機と前記吸着槽の動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記製品ガスの使用量が減少した場合、前記圧縮機が減速運転を開始する前記空気槽の圧力を前記使用量が減少する前よりも低い値に設定し、該低い値は、前記ガスセンサにより検出した製品ガスの濃度が所定値よりも大きい場合、小さい場合に比べてより低く設定することを特徴とする気体分離装置。
A compressor for compressing air;
An air tank for storing compressed air compressed by the compressor;
An adsorption tank that adsorbs some of the compressed air stored in the air tank;
A product gas storage tank for storing the product gas not adsorbed in the adsorption tank;
A gas sensor for measuring the concentration of the product gas;
A controller that controls the operation of the compressor and the adsorption tank;
When the usage amount of the product gas decreases, the control unit sets the pressure of the air tank at which the compressor starts a deceleration operation to a lower value than before the usage amount decreases, and the low value is The gas separation device is characterized in that when the concentration of the product gas detected by the gas sensor is larger than a predetermined value, the gas separation device is set lower than when it is small.
請求項4に記載の気体分離装置であって、
前記制御部は、前記圧縮機が停止し、前記空気槽の圧力が所定の圧力以下に低下すると前記圧縮機の運転を開始し、
前記製品ガスの使用量が減少した場合、さらに前記圧縮機が停止する前記空気槽の圧力と前記圧縮機の運転を開始する空気槽の圧力を前記使用量が減少する前よりも低い値に設定し、該低い値は、前記ガスセンサにより検出した製品ガスの濃度が所定値よりも大きい場合、小さい場合に比べてより低く設定することを特徴とする気体分離装置。
The gas separation device according to claim 4,
The control unit starts operation of the compressor when the compressor stops and the pressure of the air tank drops below a predetermined pressure,
When the usage amount of the product gas decreases, the pressure of the air tank at which the compressor stops and the pressure of the air tank at which the compressor starts operating are set to lower values than before the usage amount decreases. The low value is set lower when the concentration of the product gas detected by the gas sensor is larger than a predetermined value as compared with a small value.
空気を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機で圧縮された圧縮空気を貯留する空気槽と、
前記空気槽に貯留された圧縮空気のうち一部の気体を吸着する吸着槽と、
前記吸着槽で吸着されなかった製品ガスを貯留する製品ガス貯留タンクと、
前記吸着槽の周囲温度を測定する温度センサと、
前記圧縮機と前記吸着槽の動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記製品ガスの使用量が減少した場合、前記圧縮機が減速運転を開始する前記空気槽の圧力を、前記温度センサによる周囲温度が所定値よりも低い場合は前記使用量が減少する前よりも低くし、高い場合は前記使用量が減少する前の値に戻すことを特徴とする気体分離装置。
A compressor for compressing air;
An air tank for storing compressed air compressed by the compressor;
An adsorption tank that adsorbs some of the compressed air stored in the air tank;
A product gas storage tank for storing the product gas not adsorbed in the adsorption tank;
A temperature sensor for measuring the ambient temperature of the adsorption tank;
A controller that controls the operation of the compressor and the adsorption tank;
The controller controls the pressure of the air tank at which the compressor starts decelerating operation when the usage amount of the product gas decreases, and the usage amount when the ambient temperature by the temperature sensor is lower than a predetermined value. The gas separation device is characterized in that it is lower than before the decrease, and when it is higher, the use amount is returned to the value before the decrease.
請求項6に記載の気体分離装置であって、
前記制御部は、前記圧縮機が停止し、前記空気槽の圧力が所定の圧力以下に低下すると前記圧縮機の運転を開始し、
前記製品ガスの使用量が減少した場合、さらに前記圧縮機が停止する前記空気槽の圧力と前記圧縮機の運転を開始する空気槽の圧力を、前記周囲温度が所定値よりも低い場合は前記使用量が減少する前よりも低くし、高い場合は前記使用量が減少する前の値に戻すことを特徴とする気体分離装置。
The gas separation device according to claim 6,
The control unit starts operation of the compressor when the compressor stops and the pressure of the air tank drops below a predetermined pressure,
When the usage amount of the product gas is reduced, the pressure of the air tank at which the compressor stops and the pressure of the air tank at which the compressor starts to be operated are set when the ambient temperature is lower than a predetermined value. A gas separation device characterized by lowering the amount of use than before the amount of use and returning to a value before the amount of use is reduced when the amount of use is high.
請求項1から7のいずれか1項に記載の気体分離装置であって、
前記制御部は、製品ガスの使用量が減少した場合、さらに吸脱着の1サイクルの時間であるサイクルタイムを前記使用量が減少する前よりも長くすることを特徴とする気体分離装置。
The gas separation device according to any one of claims 1 to 7,
When the amount of product gas used decreases, the control unit further increases the cycle time, which is the time of one cycle of adsorption / desorption, than before the amount of use decreases .
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