JP7216517B2 - gas separation system - Google Patents

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Description

本発明は、ガス分離システムに関わり、特に、ガス分離装置の異常を監視する機能に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a gas separation system, and more particularly to a function of monitoring an abnormality in a gas separation device.

窒素ガスまたは酸素ガスを製造するための技術として、PSA(圧力スイング吸着)が知られている。PSA法によれば、空気を原料として吸着剤により、原料空気から酸素を吸着することにより、窒素を分離して窒素ガスを得ることができる。 PSA (pressure swing adsorption) is known as a technique for producing nitrogen gas or oxygen gas. According to the PSA method, nitrogen gas can be obtained by separating nitrogen by adsorbing oxygen from the raw material air with an adsorbent using air as a raw material.

PSA法を用いたガス分離装置の異常検出および故障原因探索を行うものとして、特許文献1がある。特許文献1の異常検出および故障原因探索の動作は、原料空気圧力P0、第1吸着槽圧力P1、第2吸着槽圧力P2、製品槽圧力P3、およびバルブ駆動信号SV1、SV2、SV3、SV4、SV5、SV6、SV7、窒素ガス流量値、および含有酸素濃度値を、制御装置において処理することにより行うことが記載されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-100002 discloses a technique for detecting anomalies and searching for causes of failures in a gas separation apparatus using the PSA method. The operation of abnormality detection and failure cause search in Patent Document 1 is based on the raw air pressure P0, the first adsorption tank pressure P1, the second adsorption tank pressure P2, the product tank pressure P3, and the valve drive signals SV1, SV2, SV3, SV4, It is described that SV5, SV6, SV7, the nitrogen gas flow rate value, and the contained oxygen concentration value are processed by the controller.

特開2002-239330号公報JP-A-2002-239330

特許文献1はバルブ駆動信号と各圧力からPSA分離ユニット(製品ガス圧力含む。)の故障原因を特定しているが、ガス分離装置内での他の異常については、検出していない。特に、製品ガス槽から窒素ガスの出口に向かう、製品ガス槽の下流側の配管からの製品ガスの漏れが発生する場合の異常を検出することは示唆されていない。 Patent Document 1 identifies the cause of failure of the PSA separation unit (including product gas pressure) from the valve drive signal and each pressure, but does not detect other abnormalities within the gas separation device. In particular, it is not suggested to detect anomalies when product gas leaks from the downstream piping of the product gas tank toward the nitrogen gas outlet from the product gas tank.

なお、特許文献1は流量や酸素濃度を異常判定に用いているが、特許文献1の図8のとおり、個々の値と閾値(流量がゼロか否か、酸素濃度が閾値を越えているか否か)との比較でしか判断していない。 In addition, although Patent Document 1 uses the flow rate and oxygen concentration for abnormality determination, as shown in FIG. or) is judged only by comparison.

本発明の目的は、PSA分離ユニットとは異なるガス分離装置内での異常について、検出することである。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to detect anomalies within a gas separation device other than a PSA separation unit.

本発明の好ましい一例は、ガス分離装置と監視装置を備えたガス分離システムにおいて、前記ガス分離装置は、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ガス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槽と、前記製品ガスを装置外に吐き出す配管と、前記吸着槽の動作を制御する制御部と、を有し、前記監視装置は、前記製品ガス槽または前記配管についての相関関係がある検出データを使って、前記ガス分離装置が異常であるかを判断するガス分離システムである。 A preferred example of the present invention is a gas separation system comprising a gas separation device and a monitoring device, wherein the gas separation device comprises a compressor for compressing air and an air tank for storing the compressed air compressed by the compressor. an adsorption tank for adsorbing a part of the compressed air stored in the air tank; a product gas tank for storing product gas not adsorbed by the adsorption tank; and a pipe for discharging the product gas to the outside of the apparatus. and a control unit for controlling the operation of the adsorption vessel, wherein the monitoring device uses correlated detection data about the product gas vessel or the piping to detect when the gas separation device is abnormal. It is a gas separation system that determines whether

本発明によれば、PSA分離ユニットとは異なるガス分離装置内での異常について、検出することができる。 According to the invention, it is possible to detect anomalies in the gas separation device different from the PSA separation unit.

図1は、ガス分離装置の全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a gas separation device. 図2は、異常判定1の判定ロジックを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the determination logic of abnormality determination 1. As shown in FIG. 図3は、異常判定2の判定ロジックを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the determination logic of abnormality determination 2. As shown in FIG. 図4は、異常判定3の判定ロジックを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the determination logic of abnormality determination 3. As shown in FIG. 図5は異常の予兆をするガス分離システムの構成図を示す。FIG. 5 shows a configuration diagram of a gas separation system that gives a sign of abnormality. 図6は、監視装置100の処理ブロック図を示す。FIG. 6 shows a processing block diagram of the monitoring device 100. As shown in FIG. 図7は、監視装置100の異常判定の処理フローを示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a processing flow of abnormality determination of the monitoring device 100. As shown in FIG. 図8は、異常判定4の判定ロジックを示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the determination logic of abnormality determination 4. As shown in FIG. 図9は、異常判定5の判定ロジックを示す図である。FIG. 9 is a diagram showing the determination logic of abnormality determination 5. As shown in FIG. 図10は、異常判定6の判定ロジックを示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the determination logic of abnormality determination 6. As shown in FIG. 図11は、異常判定7の判定ロジックを示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the determination logic of abnormality determination 7. As shown in FIG.

以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、ガス分離装置の全体構成図である。図1に示すガス分離装置は、PSA(Pressure Swing Adsorption:圧力スイング吸着)式のガス分離装置を示している。PSA式ガス分離装置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、空気供給ユニット2とPSAユニット3とが別筺体で構成されているが、同一筺体でもよい。 FIG. 1 is an overall configuration diagram of a gas separation device. The gas separation device shown in FIG. 1 is a PSA (Pressure Swing Adsorption) type gas separation device. A PSA type gas separation apparatus 1 is composed of an air supply unit 2 for supplying air and a PSA unit 3 for producing a product gas. In this embodiment, the air supply unit 2 and the PSA unit 3 are configured in separate housings, but they may be in the same housing.

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が、上記2つのユニットが同じ筐体内に格納されていてもよい。 In this embodiment, as an example, the air supply unit 2 and the PSA unit 3 are housed in separate housings, but the two units may be housed in the same housing.

図1において、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、電動モータ9を制御して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、圧縮機4、空気槽5、エアードライヤー6及びドレンフィルタ7は同一筐体に格納されている。 1, the air supply unit 2 includes a compressor 4 for compressing air, an electric motor 9 for driving the compressor 4, an inverter circuit 10 for controlling the capacity of the electric motor 9, and the compressed air. , an air dryer 6 for dehumidifying the compressed air, and a drain filter 7 for removing impurities while recovering the precipitated drain water. In this embodiment, the compressor 4, air tank 5, air dryer 6 and drain filter 7 are housed in the same housing.

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ガス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(本実施例では窒素ガス)を貯留する窒素槽(製品ガスタンク)41を有している。 The PSA unit 3 has adsorption tanks 19A and 19B that generate product gas by separating a predetermined gas from the compressed air supplied from the air supply unit 2, and stores the product gas (nitrogen gas in this embodiment). It has a nitrogen tank (product gas 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ガスが分離される。 Compressed air stored in the air tank 5 is supplied to adsorption tanks 19A and 19B, which will be described later, and a predetermined gas is separated from the compressed air stored in the air tank 5 .

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ガスを分離するものであってもよい。 In this embodiment, a case will be described in which nitrogen is separated by adsorbing oxygen in the adsorption tanks 19A and 19B, but oxygen may be separated by adsorbing nitrogen. of gas may be separated.

圧縮機4には、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。 As the compressor 4, a reciprocating double-acting compressor, a screw compressor, a scroll compressor, or the like, or a booster compressor that recompresses the primary pressure supplied from the outside, or the like is used.

空気槽5には、圧力検出出段63が設けられ、PSA式ガス分離装置1の制御部60に通信可能に接続されており、検出データを制御部60に出力する。 The air tank 5 is provided with a pressure detection output stage 63 , which is communicably connected to the control section 60 of the PSA type gas separation apparatus 1 and outputs detection data to the control section 60 .

さらに、空気槽5には、空気槽5からの圧縮空気をドレインフィルタ7を介して流す配管16が接続されており、この配管16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。 Furthermore, the air tank 5 is connected to a pipe 16 through which the compressed air from the air tank 5 flows through the drain filter 7. To this pipe 16, pipes 17A and 17B branched into two systems are connected. . The pipes 17A and 17B are provided with supply valves 18A and 18B for opening and closing the flow paths, respectively, and are connected to adsorption tanks 19A and 19B for adsorbing oxygen molecules and extracting nitrogen gas as a product gas. ing. This adsorption tank has a constant volume.

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。 Pipes 21A and 21B are connected to the pipes 17A and 17B between the supply valves 18A and 18B and the adsorption tanks 19A and 19B, respectively. Exhaust valves 22A and 22B are provided, and an exhaust silencer 23 with a filter for silencing is provided at the end.

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。 This exhaust silencer may be provided for each adsorption tank 19A, 19B. Pipes 25A and 25B are connected to the pipes 17A and 17B so as to connect positions between the pipes 21A and 21B and the adsorption tanks 19A and 19B. 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。 The adsorption tanks 19A and 19B are filled with, for example, an adsorbent that is an adsorption means for adsorbing oxygen molecules. Specifically, molecular sieve carbon, zeolite, or the like is used as the adsorbent. Pipes 31A and 31B are connected to the adsorption tanks 19A and 19B, respectively. Pipes 32A and 32B are connected to these pipes 31A and 31B so as to connect the sides of the adsorption tanks 19A and 19B.

また、配管31A、31Bには、互いの配管32A、32Bよりも吸着槽19A、19Bの側とは、反対(下流)側に、同士を結ぶように配管35A、35Bが接続されている。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。 Pipes 35A and 35B are connected to the pipes 31A and 31B on the opposite (downstream) side of the adsorption tanks 19A and 19B from the pipes 32A and 32B of each other so as to connect the pipes 32A and 32B. The pipes 35A, 35B are provided with upper equalizing valves 36A, 36B for opening and closing the flow paths.

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の側とは、反対(下流)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槽としての窒素槽41が接続されている。 Further, the pipes 31A and 31B are provided with take-out valves 38A and 38B for opening and closing the flow paths on the opposite (downstream) side of the adsorption tanks 19A and 19B with respect to the respective pipes 35A and 35B. A pipe 40 is connected to the confluence position of the pipes 31A and 31B, and a nitrogen tank 41 is connected to the pipe 40 as a product gas tank for storing nitrogen gas.

窒素槽41には、吐出口42が設けられた配管43と圧力検出手段64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検出手段61が設けられている。 A pipe 43 provided with a discharge port 42 and a pressure detecting means 64 are connected to the nitrogen tank 41. In the middle of the pipe 43, dust and the like are removed in order from the nitrogen tank 41 side and gas pressure is detected. , a discharge valve 45 for opening and closing the flow path, a flow control valve 46 for adjusting the flow rate of the product gas, and a flow rate detecting means 61 for sensing the flow rate of the product gas.

配管43のフィルタレギュレータ44と吐出弁45との間には、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。 Between the filter regulator 44 and the discharge valve 45 of the pipe 43, a pipe 48 and a pipe 49 are connected. A flow control valve 51 for adjusting the flow rate and a silencer 52 are provided.

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。酸素センサ56および流量検出手段61は、制御部60に通信可能に接続されており、検出データを制御部60に出力する。制御部60は、検出データを受けて、吸着槽19A、19Bにおける窒素ガスの生成を制御する。 The pipe 49 is provided with, in order from the pipe 43 side, an on-off valve 54 for opening and closing the flow path, a flow control valve 55 for adjusting the gas flow rate, and an oxygen sensor 56 for detecting the oxygen concentration. The oxygen sensor 56 and the flow rate detection means 61 are communicably connected to the control section 60 and output detection data to the control section 60 . The control unit 60 receives the detection data and controls the generation of nitrogen gas in the adsorption tanks 19A and 19B.

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。 Specifically, the supply valves 18A, 18B, the exhaust valves 22A, 22B, the lower pressure equalizing valves 26A, 26B, the upper pressure equalizing valves 36A, 36B, the take-out valves 38A, 38B, the discharge valve 45, the on-off valves 50 and 54 are controlled by the control unit. 60 and operates according to commands from the control unit 60 .

窒素槽41には、圧力を検出する圧力検出手段64が設けられている。また、PSA式ガス分離装置1には、環境温度と環境湿度を検出する温度センサ62が設けられている。なお、温度センサと湿度センサの2機器接続の構成としてもよい。 The nitrogen tank 41 is provided with pressure detection means 64 for detecting pressure. Further, the PSA type gas separation apparatus 1 is provided with a temperature sensor 62 for detecting environmental temperature and environmental humidity. It should be noted that the temperature sensor and the humidity sensor may be connected to two devices.

温度センサ62および圧力検出手段64は、制御部60に通信可能に接続されており、検出データを制御部60に出力する。制御部60は、検出データを受けて、吸着槽19A、19Bにおける窒素ガスの生成を制御する。 The temperature sensor 62 and the pressure detection means 64 are communicably connected to the control section 60 and output detection data to the control section 60 . The control unit 60 receives the detection data and controls the generation of nitrogen gas in the adsorption tanks 19A and 19B.

制御部60は、酸素センサ56、流量検出手段61、温度センサ62および圧力検出手段64からの検出データの他、稼働時間を外部に出力可能になっている。 The control unit 60 is capable of outputting detection data from the oxygen sensor 56, the flow rate detection means 61, the temperature sensor 62 and the pressure detection means 64, as well as the operating time to the outside.

ここまで、PSA式ガス分離装置1の構成を説明してきたが、ここでPSA式ガス分離装置において行われるガス分離方法について説明する。 So far, the configuration of the PSA type gas separation apparatus 1 has been described. Now, the gas separation method performed in the PSA type gas separation apparatus will be described.

PSA式ガス分離装置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ガスを分離する分離工程が行われる。 In the PSA type gas separation apparatus 1, a compression step of compressing air with a compressor 4, a storage step of storing the air compressed in the compression step in an air tank 5, a dehumidification step of dehumidifying the compressed air with an air dryer 6, and a dehumidification step A separation step is performed to separate the gases from the air dehumidified by.

PSA式ガス分離装置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。 In the separation process of the PSA type gas separation apparatus 1, the following processes (a) to (d) are sequentially repeated.

(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。 (a) Adsorption/reflux step: 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 The nitrogen gas remaining inside is circulated to the adsorption tank 19 by opening the take-out valve 38 to increase the pressure in the adsorption tank 19, and the pressure is used to cause the adsorbent to adsorb oxygen molecules.

(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。 (b) Take-out step: Continuing from the adsorption step, 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 produced by the adsorbent is taken out from the adsorption tank 19 and stored in the nitrogen tank 41. The process of making

(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。 (c) Pressure equalization process: By opening and closing the upper pressure equalization valve 36 and the lower pressure equalization valve 26, the pressure in the pair of adsorption tanks 19 after the extraction process is completed is equalized, and the adsorption efficiency in the next adsorption process is increased, resulting in higher purity. of nitrogen gas.

(d)再生工程:均圧工程終了後の吸着槽19内を、排気弁22A、22Bを開くことにより配管21A、21B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。 (d) Regeneration step: After the pressure equalization step, the adsorption tank 19 is filled with the adsorbent by opening the exhaust valves 22A and 22B and desorbing the oxygen molecules adsorbed by the adsorbent through the pipes 21A and 21B. The process of playing

なお、この再生工程において、排気弁22A、22B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 this regeneration step, the supply valve 18, the lower pressure equalizing valve 26, the upper pressure equalizing valve 36 and the take-out valve 38 related to the adsorption tank 19 other than the exhaust valves 22A and 22B 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 step and extraction step (steps (a) and (b)) are being performed in the adsorption tank 19A, the regeneration step (step (d)) is performed in the adsorption tank 19B. Thereafter, (c) the 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 taken for the adsorption step (a), the take-out step (b), and the pressure equalization step (c) is collectively referred to as the cycle time.

次に、ガス分離システムについて説明する。 Next, the gas separation system will be explained.

図5は異常の予兆をするガス分離システムの構成図を示す。このガス分離システムは、図1のガス分離装置としてのPSA式ガス分離装置1と、PSA式ガス分離装置1の監視サービスの提供を行う監視装置100とが接続される。本実施例では、専用回線による携帯電話等の無線通信網などのネットワーク80a(無線通信や専用回線)を利用して遠隔監視を実現するが、一つの筺体内に配置してPSA式ガス分離装置の一機能としてもよい。 FIG. 5 shows a configuration diagram of a gas separation system that gives a sign of abnormality. In this gas separation system, a PSA type gas separation device 1 as the gas separation device in FIG. 1 and a monitoring device 100 for providing a monitoring service for the PSA type gas separation device 1 are connected. In this embodiment, remote monitoring is realized by using a network 80a (wireless communication or dedicated line) such as a wireless communication network such as a mobile phone using a dedicated line. may be a function of

また、監視装置100とサービスの提供を受ける情報端末とは、インターネットなどのネットワーク80bで接続される。また、監視装置100とサービスの提供を受ける情報端末82とが、インターネットなどのネットワーク80cで接続されている。 Also, the monitoring device 100 and the information terminal that receives the service are connected via a network 80b such as the Internet. Also, the monitoring device 100 and an information terminal 82 that receives service are connected via a network 80c such as the Internet.

情報端末81は、PSA式ガス分離装置1の所有者が利用する情報端末である。情報端末82は、PSA式ガス分離装置1の所有者以外の関係者、例えば、設置場所の事業者に製品ガスを従量制で供給し、供給量に応じて課金を行う従量課金者、特約店(業務:ガス分離装置の販売、販売店卸及び保守を行う事業者)、販売店(業務:ガス分離装置の販売及び保守を行う事業者)または保守業者が利用可能である。 The information terminal 81 is an information terminal used by the owner of the PSA type gas separation apparatus 1 . The information terminal 82 is a pay-as-you-go biller who supplies the product gas to a person other than the owner of the PSA type gas separation apparatus 1, for example, a business operator at the installation site on a meter-rate basis and charges according to the supply amount, a special agent (Business: business operator who sells, wholesales and maintains gas separation equipment), dealers (business business: business operator who sells and maintains gas separation equipment), or maintenance companies.

本実施例の監視装置100は監視サービス事業者が運営する。この監視サービス事業者は、情報端末81、情報端末82へのアプリ提供事業者であっても、アプリケーションソフトウェアを提供するプラットフォーム運営事業者を兼ねていてもよい。監視装置100、情報端末81、情報端末82は、それぞれ、図示はしていないが、コンピュータの処理装置であるプロセッサー、記憶装置を有する。 The monitoring device 100 of this embodiment is operated by a monitoring service provider. This monitoring service provider may be an application provider for the information terminals 81 and 82, or may also serve as a platform operator that provides application software. The monitoring device 100, the information terminal 81, and the information terminal 82 each have a processor, which is a processing device of a computer, and a storage device, although they are not shown.

図6は、監視装置100の処理ブロック図を示す。図7は、監視装置100の異常判定の処理フローを示す図である。監視装置100のプロセッサーが、データ取得部101、異常判定部103、送信部104の各処理を実行する。閾値データは、閾値記録部102に格納されている。 FIG. 6 shows a processing block diagram of the monitoring device 100. As shown in FIG. FIG. 7 is a diagram showing a processing flow of abnormality determination of the monitoring device 100. As shown in FIG. A processor of the monitoring device 100 executes each process of the data acquisition unit 101 , the abnormality determination unit 103 , and the transmission unit 104 . Threshold data is stored in the threshold recording unit 102 .

本実施例の監視装置100は、PSA式ガス分離装置1の制御部60から、酸素センサ56、流量検出手段61、温度センサ62および圧力検出手段64からの検出データの他、稼働時間を受信し、記憶する。 The monitoring device 100 of this embodiment receives detection data from the oxygen sensor 56, the flow rate detection means 61, the temperature sensor 62 and the pressure detection means 64, as well as the operating time from the control unit 60 of the PSA type gas separation apparatus 1. ,Remember.

図7に示すように、図6のデータ取得部101は、PSA式ガス分離装置1の制御部60から各種のセンサが検出した検出データを取得する(S1)。本実施例では、製品ガス槽である窒素槽41の圧力と、窒素ガス流量、PSA式ガス分離装置1の温度センサ62からの検出温度及び湿度、制御部で検出した累積運転時間の検出データを取得する。 As shown in FIG. 7, the data acquisition unit 101 in FIG. 6 acquires detection data detected by various sensors from the control unit 60 of the PSA type gas separation apparatus 1 (S1). In this embodiment, the pressure of the nitrogen tank 41, which is the product gas tank, the nitrogen gas flow rate, the temperature and humidity detected by the temperature sensor 62 of the PSA type gas separation apparatus 1, and the detection data of the cumulative operating time detected by the control unit are used. get.

次に、異常判定部103は、PSA式ガス分離装置1おける温度、湿度、及び累積運転時間に対応して定めておいた閾値を、閾値記録部102から受け取る。 Next, the abnormality determination unit 103 receives from the threshold recording unit 102 the thresholds determined corresponding to the temperature, humidity, and cumulative operating time of the PSA type gas separation apparatus 1 .

そして、異常判定部103は、受け取った閾値と、S1で取得した検出データとを比較し、正常か異常かを判定する(S2)。S2で判定した結果を、送信部104が、図5の情報端末81と情報端末82に対して通知する(S3、S4)。なお、正常である場合が多く、常時通信は回線に負荷が大きいため、正常の場合はS3の通知をしないように設定してもよい。 Then, the abnormality determination unit 103 compares the received threshold with the detection data acquired in S1, and determines whether it is normal or abnormal (S2). The transmission unit 104 notifies the information terminal 81 and the information terminal 82 of FIG. 5 of the result determined in S2 (S3, S4). It should be noted that there are many cases in which the communication is normal, and constant communication places a heavy load on the line.

データ取得部101は、次のデータ取得を行う(S5のYES)。本実施例では、予め設定しておいた時間間隔でデータ取得を行う。
また、データ取得部101は、例えば、PSA式ガス分離装置1をメンテナンスする場合には、次のデータの取得を終了する(S5のNo)。
The data acquisition unit 101 acquires the following data (YES in S5). In this embodiment, data acquisition is performed at preset time intervals.
Further, the data acquisition unit 101 terminates acquisition of the next data, for example, when performing maintenance on the PSA type gas separation apparatus 1 (No in S5).

なお、一つの筺体内に配置してPSA式ガス分離装置の一機能とする場合、送信部104が情報端末81、82に直接判定結果を送信するのではなく、図5の監視装置の代わりに、情報端末81、82に配信するセンタサーバを設け、送信部104がセンタサーバに判定結果を送信し、センタサーバが情報端末81,82に配信する構成とする。 In addition, when it is arranged in one housing and used as one function of the PSA type gas separation device, the transmission unit 104 does not directly transmit the determination result to the information terminals 81 and 82, but instead of the monitoring device in FIG. , a center server for distribution to the information terminals 81 and 82 is provided.

次に、異常判定部103が行う異常判定について説明する。 Next, abnormality determination performed by the abnormality determination unit 103 will be described.

(異常判定1)
図2は、異常判定1の判定ロジックを示す図である。
(Abnormality judgment 1)
FIG. 2 is a diagram showing the determination logic of abnormality determination 1. As shown in FIG.

この異常判定は、温度センサ62で検出したPSA式ガス分離装置1の温度に対応した、窒素槽41の下限圧力と、窒素ガス流量との相関関係で行う。縦軸は、窒素槽41の下限圧力(MPa)を表し、横軸は、製品ガスである窒素ガスの取出流量(L/min)を表す。下限圧力は、圧力検出手段64により検出される。窒素槽41の圧力は、周期的に変動する。そのため、ここでは、変動した圧力の下限圧力を使う。 This abnormality determination is performed based on the correlation between the lower limit pressure of the nitrogen tank 41 corresponding to the temperature of the PSA type gas separation apparatus 1 detected by the temperature sensor 62 and the nitrogen gas flow rate. The vertical axis represents the lower limit pressure (MPa) of the nitrogen tank 41, and the horizontal axis represents the take-out flow rate (L/min) of nitrogen gas, which is the product gas. The lower limit pressure is detected by pressure detection means 64 . The pressure of the nitrogen bath 41 fluctuates periodically. Therefore, the lower limit pressure of the fluctuated pressure is used here.

図2において、最高環境閾値(低温)20、標準環境閾値(標準温度)21、最低環境閾値(高温)22で示す線は、装置内の環境温度に対応した下限圧力と製品ガス取出流量との相関関係の閾値を表す。窒素槽41に設けられた圧力検出手段64で検出された圧力と流量検出手段61で検出された流量の相関関係を検出データ25として示している。標準温度は、20℃としている。 In FIG. 2, the lines indicated by the highest environmental threshold (low temperature) 20, the standard environmental threshold (standard temperature) 21, and the lowest environmental threshold (high temperature) 22 indicate the relationship between the lower limit pressure corresponding to the environmental temperature in the apparatus and the product gas extraction flow rate. represents the correlation threshold. The correlation between the pressure detected by the pressure detection means 64 provided in the nitrogen tank 41 and the flow rate detected by the flow rate detection means 61 is shown as detection data 25 . The standard temperature is 20°C.

相関関係のある検出データ25が対応する閾値より低くなると、窒素槽41と接続した下流側の配管43などから製品ガスが漏れているか、もしくは、圧力検出手段64や流量検出手段61の経年劣化の可能性があるので、異常として判断する。 When the correlated detection data 25 becomes lower than the corresponding threshold value, it indicates that the product gas is leaking from the downstream pipe 43 connected to the nitrogen tank 41, or that the pressure detection means 64 and the flow rate detection means 61 have deteriorated over time. Since there is a possibility, it is judged as abnormal.

標準環境閾値のみで判定してもよいが、環境温度が大きく変化する場合、圧縮機の圧縮性能も変化する(例えば、高温だと気体が膨張しているため、圧縮機の取り込み空気量が減り、圧縮性能が低下する。)ため、正常動作であるにもかかわらず、閾値以下となり、異常動作として判定される場合や、異常動作であるにもかかわらず、閾値以上となり、正常動作として判定される場合がある。 Although the standard environmental threshold alone may be used for determination, if the environmental temperature changes significantly, the compression performance of the compressor will also change (for example, at high temperatures, the gas expands, reducing the intake air volume of the compressor). , the compression performance deteriorates.) Therefore, even though the operation is normal, it is below the threshold value and is determined as abnormal operation, or even though it is an abnormal operation, it is above the threshold value and is determined as normal operation. may occur.

そこで、本実施例では、温度の変化に応じて、異常と判断する圧力閾値を変えるようにしている。具体的には、検出時における温度に応じて最高環境閾値(低温)20と最低環境閾値(高温)22の間で閾値を設定する。このようにすることで、温度に依存した誤検出の発生を抑制できている。 Therefore, in this embodiment, the pressure threshold value for determining abnormality is changed according to the change in temperature. Specifically, a threshold is set between the highest environmental threshold (low temperature) 20 and the lowest environmental threshold (high temperature) 22 according to the temperature at the time of detection. By doing so, it is possible to suppress the occurrence of temperature-dependent erroneous detection.

なお、本実施例では、製品ガス流量に関わらず、下限圧力の検出データ25が閾値24を下回る場合、通常の運転では起きえないため、異常と判定するようになっている。 In this embodiment, regardless of the product gas flow rate, when the lower limit pressure detection data 25 falls below the threshold value 24, it is determined to be abnormal because it cannot occur in normal operation.

(異常判定2)
図3は、異常判定2の判定ロジックを示す図である。図2と同じ部分の説明は省略する。
図3において、最高環境閾値(低湿度)30、標準環境閾値(標準湿度)31、最低環境閾値(高湿度)32で示す線は、湿度に対応した下限圧力と製品ガス取出流量との相関関係の閾値を表す。窒素槽41の下限圧力と、流量検出手段61で検出された流量の相関関係を検出データ33として示している。標準湿度は65%としている。
(Abnormality judgment 2)
FIG. 3 is a diagram showing the determination logic of abnormality determination 2. As shown in FIG. The description of the same parts as in FIG. 2 is omitted.
In FIG. 3, the lines indicated by the highest environmental threshold (low humidity) 30, the standard environmental threshold (standard humidity) 31, and the lowest environmental threshold (high humidity) 32 are the correlation between the lower limit pressure corresponding to the humidity and the product gas extraction flow rate. represents the threshold of Detection data 33 shows the correlation between the lower limit pressure of the nitrogen tank 41 and the flow rate detected by the flow rate detection means 61 . The standard humidity is 65%.

相関関係のある検出データ33が対応する閾値より低くなると、窒素槽41と接続した下流側の配管43などから製品ガスが漏れているか、もしくは、圧力検出手段64や流量検出手段61の経年劣化の可能性があるので、異常として判断する。 When the correlated detection data 33 falls below the corresponding threshold value, it indicates that the product gas is leaking from the downstream pipe 43 connected to the nitrogen tank 41, or that the pressure detection means 64 or the flow rate detection means 61 have deteriorated over time. Since there is a possibility, it is judged as abnormal.

標準湿度閾値のみで判定してもよいが、環境湿度が大きく変化する場合、圧縮機の圧縮性能も変化する(例えば、高湿度だと圧縮機の取り込み空気量が減るため、圧縮性能が低下する。)ため、正常動作であるにもかかわらず、閾値以下で異常動作と判定される場合や、異常動作であるにもかかわらず、閾値以上で正常動作と判定される場合がある。 The standard humidity threshold alone may be used for determination, but if the environmental humidity changes significantly, the compression performance of the compressor will also change (for example, if the humidity is high, the amount of air taken into the compressor will decrease, resulting in a decrease in compression performance). ), there are cases where normal operation is determined to be abnormal below the threshold, and abnormal operation is determined to be normal above the threshold.

そこで、本実施例では、湿度の変化に応じて、異常と判断する圧力閾値を変えるようにしている。具体的には、検出時における湿度に応じて最高環境閾値(低湿度)30と最低環境閾値(高湿度)32の間で閾値を設定する。このようにすることで、湿度に依存した誤検出の発生を抑制できている。 Therefore, in this embodiment, the pressure threshold for determining abnormality is changed according to the change in humidity. Specifically, a threshold is set between the highest environmental threshold (low humidity) 30 and the lowest environmental threshold (high humidity) 32 according to the humidity at the time of detection. By doing so, it is possible to suppress the occurrence of erroneous detection depending on humidity.

なお、本実施例では、製品ガス流量に関わらず、下限圧力の検出データ33が閾値34を下回る場合、通常の運転では起きえないため、異常と判定するようになっている。 In this embodiment, regardless of the product gas flow rate, when the lower limit pressure detection data 33 is below the threshold value 34, it is determined to be abnormal because it cannot occur in normal operation.

(異常判定3)
図4は、異常判定3の判定ロジックを示す図である。図2と同じ部分の説明は省略する。
図4において、最高環境閾値(累積運転時間:小)400、標準環境閾値(累積運転時間:中)401、最低環境閾値(累積運転時間:大)402で示す線は、累積運転時間に対応した下限圧力と製品ガス取出流量との相関関係の閾値を表す。窒素槽41に設けられた圧力検出手段64で検出された圧力や、流量検出手段61で検出された流量の相関関係を検出データ403として示している。累積運転時間は、制御部60で管理している。
(Abnormality determination 3)
FIG. 4 is a diagram showing the determination logic of abnormality determination 3. As shown in FIG. The description of the same parts as in FIG. 2 is omitted.
In FIG. 4, the lines indicated by the maximum environmental threshold (cumulative operating time: small) 400, the standard environmental threshold (cumulative operating time: medium) 401, and the minimum environmental threshold (cumulative operating time: large) 402 correspond to the cumulative operating time. Represents the threshold of the correlation between the lower limit pressure and the product gas extraction flow rate. Detection data 403 shows the correlation between the pressure detected by the pressure detection means 64 provided in the nitrogen tank 41 and the flow rate detected by the flow rate detection means 61 . The cumulative operating time is managed by the control section 60 .

相関関係のある検出データ403が対応する閾値より低くなると、窒素槽41と接続した下流側の配管43などから製品ガスが漏れているか、もしくは、圧力検出手段64や流量検出手段61の経年劣化の可能性があるので、異常として判断する。 When the correlated detection data 403 becomes lower than the corresponding threshold value, it indicates that the product gas is leaking from the downstream pipe 43 connected to the nitrogen tank 41, or that the pressure detection means 64 and the flow rate detection means 61 have deteriorated over time. Since there is a possibility, it is judged as abnormal.

標準環境閾値(累積運転時間:中)のみで判定してもよいが、累積稼働時間が長くなると圧縮機の圧縮性能低下や吸着槽19A、19Bの劣化が生じるため、正常動作していても異常と判断される場合がある。 It is possible to judge only by the standard environmental threshold (cumulative operating time: medium), but if the cumulative operating time becomes long, the compression performance of the compressor will deteriorate and the adsorption tanks 19A and 19B will deteriorate, so even if it is operating normally, there will be an abnormality. may be judged.

そこで、本実施例では、累積稼働時間の変化に応じて、異常と判断する圧力閾値を変えるようにしている。 Therefore, in the present embodiment, the pressure threshold for judging abnormality is changed according to the change in the accumulated operating time.

なお、製品ガス流量に関わらず、検出データ403が閾値404を下回る場合、異常と判定するようになっている。 Incidentally, regardless of the product gas flow rate, when the detection data 403 is below the threshold value 404, it is determined to be abnormal.

(異常判定4)
図8は、異常判定4の判定ロジックを示す図である。縦軸は、除去ガスである酸素の濃度(%)を表し、横軸は、製品ガスである窒素ガスの取出流量(L/min)を表す。酸素濃度は、酸素センサ56により検出される。窒素ガス濃度は、100から酸素濃度を引いた値に略等しいので、酸素濃度が低いほど窒素ガスの濃度が高いことを示している。
(Abnormality judgment 4)
FIG. 8 is a diagram showing the determination logic of abnormality determination 4. As shown in FIG. The vertical axis represents the concentration (%) of oxygen, which is the removal gas, and the horizontal axis represents the extraction flow rate (L/min) of the nitrogen gas, which is the product gas. Oxygen concentration is detected by an oxygen sensor 56 . Since the nitrogen gas concentration is approximately equal to the value obtained by subtracting the oxygen concentration from 100, the lower the oxygen concentration, the higher the nitrogen gas concentration.

図8は、温度センサ62で検出した、PSA式ガス分離装置1の温度の変化に対応した除去ガスである酸素の濃度と窒素ガスの流量の相関関係における閾値を示している。 FIG. 8 shows thresholds in the correlation between the concentration of oxygen, which is the removal gas, and the flow rate of nitrogen gas, which are detected by the temperature sensor 62 and correspond to changes in the temperature of the PSA type gas separation apparatus 1 .

図8において、最高環境閾値(高温)80、標準環境閾値(標準温度)81、最低環境閾値(低温)82で示す線は、温度に対応した酸素の濃度と窒素ガスの取出流量との相関関係の閾値を表す。酸素センサ56で検出された酸素濃度と流量検出手段61で検出された流量の相関関係を検出データ83として示している。標準温度は、20℃としている。 In FIG. 8, the lines indicated by the highest environmental threshold (high temperature) 80, the standard environmental threshold (standard temperature) 81, and the lowest environmental threshold (low temperature) 82 are the correlation between the oxygen concentration corresponding to the temperature and the nitrogen gas extraction flow rate. represents the threshold of A correlation between the oxygen concentration detected by the oxygen sensor 56 and the flow rate detected by the flow rate detection means 61 is shown as detection data 83 . The standard temperature is 20°C.

相関関係のある検出データ83が対応する閾値より高くなると、窒素ガスの濃度が低くなることを示すので、窒素槽41と接続した下流側の配管43などから製品ガスが漏れているか、もしくは、酸素センサ56の経年劣化の可能性があるので、異常として判断する。 When the correlated detection data 83 becomes higher than the corresponding threshold value, it indicates that the concentration of nitrogen gas is low. Since there is a possibility that the sensor 56 has deteriorated over time, it is judged to be abnormal.

高温だと圧縮機の圧縮性能が低下するため、異常と判断する閾値を下げる(異常判定する酸素濃度閾値を上げる)ことで、誤検出を防ぐことができる。 Since the compression performance of the compressor deteriorates at high temperatures, false detection can be prevented by lowering the threshold for determining abnormality (increasing the oxygen concentration threshold for determining abnormality).

なお、本実施例では、製品ガス流量に関わらず、下限圧力の検出データ25が閾値84を上回る場合、通常の運転では起きえないため、異常と判定するようになっている。 In this embodiment, regardless of the product gas flow rate, when the lower limit pressure detection data 25 exceeds the threshold value 84, this cannot occur in normal operation, so it is determined to be abnormal.

(異常判定5)
図9は、異常判定5の判定ロジックを示す図である。図8と同じ部分の説明は省略する。
図9において、最高環境閾値(高湿度)90、標準環境閾値(標準湿度)91、最低環境閾値(低湿度)92で示す線は、湿度に対応した除去ガスである酸素ガス濃度と製品ガスである窒素ガス取出流量との相関関係の閾値を表す。酸素センサ56で検出された酸素濃度と流量検出手段61で検出された流量の相関関係を検出データ93として示している。
(Abnormality judgment 5)
FIG. 9 is a diagram showing the determination logic of abnormality determination 5. As shown in FIG. The description of the same parts as in FIG. 8 is omitted.
In FIG. 9, the lines indicated by the maximum environmental threshold (high humidity) 90, the standard environmental threshold (standard humidity) 91, and the minimum environmental threshold (low humidity) 92 are the oxygen gas concentration and the product gas, which are removal gases corresponding to humidity. Represents a threshold of correlation with a certain nitrogen gas extraction flow rate. A correlation between the oxygen concentration detected by the oxygen sensor 56 and the flow rate detected by the flow rate detection means 61 is shown as detection data 93 .

相関関係のある検出データ93が対応する閾値より高くなると、窒素ガスの濃度が低くなることを示すので、窒素槽41と接続した下流側の配管43などから製品ガスが漏れているか、もしくは、酸素センサ56の経年劣化の可能性があるので、異常として判断する。 When the correlated detection data 93 becomes higher than the corresponding threshold value, it indicates that the concentration of nitrogen gas is low. Since there is a possibility that the sensor 56 has deteriorated over time, it is judged to be abnormal.

高湿度だと圧縮機の圧縮性能が低下するため、異常と判断する閾値を下げる(異常判定する酸素濃度閾値を上げる)ことで、誤検出を防ぐことができる。 Since the compression performance of the compressor deteriorates when the humidity is high, it is possible to prevent erroneous detection by lowering the threshold for determining abnormality (increasing the oxygen concentration threshold for determining abnormality).

なお、本実施例では、製品ガス流量に関わらず、下限圧力の検出データ93が閾値94を上回る場合、通常の運転では起きえないため、異常と判定するようになっている。 In this embodiment, regardless of the product gas flow rate, when the lower limit pressure detection data 93 exceeds the threshold value 94, it is determined to be abnormal because it cannot occur in normal operation.

(異常判定6)
図10は、異常判定6の判定ロジックを示す図である。図8と同じ部分の説明は省略する。
図10において、最高環境閾値(累積運転時間:大)105、標準環境閾値(累積運転時間:中)106、最低環境閾値(累積運転時間:小)107で示す線は、累積運転時間に対応した酸素ガス濃度と製品ガス取出流量との相関関係の閾値を表す。酸素センサ56で検出された酸素濃度や、流量検出手段61で検出された流量の相関関係を検出データ108として示している。
(Abnormality determination 6)
FIG. 10 is a diagram showing the determination logic of abnormality determination 6. As shown in FIG. The description of the same parts as in FIG. 8 is omitted.
In FIG. 10, the lines indicated by the maximum environmental threshold (cumulative operating time: large) 105, the standard environmental threshold (cumulative operating time: medium) 106, and the minimum environmental threshold (cumulative operating time: small) 107 correspond to the cumulative operating time. Represents the threshold of the correlation between the oxygen gas concentration and the product gas extraction flow rate. A correlation between the oxygen concentration detected by the oxygen sensor 56 and the flow rate detected by the flow rate detection means 61 is shown as detection data 108 .

検出データ108が閾値より低くなると、窒素槽41と接続した下流側の配管43などから製品ガスが漏れているか、もしくは、圧力検出手段64や流量検出手段61の経年劣化の可能性があるので、異常として判断する。 When the detection data 108 becomes lower than the threshold value, there is a possibility that the product gas is leaking from the pipe 43 on the downstream side connected to the nitrogen tank 41, or that the pressure detection means 64 or the flow rate detection means 61 have deteriorated over time. Judged as abnormal.

相関関係のある検出データ108が対応する閾値より高くなると、窒素ガスの濃度が低くなることを示すので、窒素槽41と接続した下流側の配管43などから製品ガスが漏れているか、もしくは、酸素センサ56の経年劣化の可能性があるので、異常として判断する。 When the correlated detection data 108 becomes higher than the corresponding threshold value, it indicates that the concentration of nitrogen gas is low. Since there is a possibility that the sensor 56 has deteriorated over time, it is judged to be abnormal.

標準稼働時間のみで判定してもよいが、累積稼働時間が長くなると圧縮機の圧縮性能や窒素生産能力が低下するため、異常判定する酸素濃度閾値を上げることで、誤検出を防ぐことができる。 Judgment can be made based only on the standard operating time, but as the cumulative operating time increases, the compression performance and nitrogen production capacity of the compressor will decline. .

なお、本実施例では、製品ガス流量に関わらず、下限圧力の検出データ108が閾値109を上回る場合、通常の運転では起きえないため、異常と判定するようになっている。 In this embodiment, regardless of the flow rate of the product gas, if the lower limit pressure detection data 108 exceeds the threshold value 109, it cannot occur in normal operation, so it is determined to be abnormal.

(異常判定7)
図11は、異常判定7の判定ロジックを示す図である。
図11において、窒素槽41の下限圧力と、PSA式ガス分離装置1が停止時から起動時までの時間との関係を表す。縦軸は、窒素槽41の下限圧力(MPa)を表し、横軸は、制御部60で検出した経過時間(Hour)を示す。
(Abnormality determination 7)
FIG. 11 is a diagram showing the determination logic of abnormality determination 7. As shown in FIG.
FIG. 11 shows the relationship between the lower limit pressure of the nitrogen tank 41 and the time from when the PSA type gas separation apparatus 1 is stopped to when it is started. The vertical axis represents the lower limit pressure (MPa) of the nitrogen tank 41 and the horizontal axis represents the elapsed time (Hour) detected by the control unit 60 .

通常、PSA式ガス分離装置1の窒素槽41の圧力は、停止時の圧力P0から起動時の圧力P2まで、圧力は減少するが、それらの間の圧力減少量ΔPが、停止時から起動時までの時間ΔTに比較して大きい場合は、窒素槽41の下流の配管から窒素ガスの漏れがある可能性がある。 Normally, the pressure of the nitrogen tank 41 of the PSA type gas separation apparatus 1 decreases from the pressure P0 at the time of stopping to the pressure P2 at the time of starting. If it is longer than the time .DELTA.T, there is a possibility that nitrogen gas is leaking from the pipe downstream of the nitrogen tank 41. FIG.

そこで、本異常判定では、ΔP/ΔTに閾値を設定し、検出したΔPとΔTの相関関係が、定めておいた閾値に比べて大きくなった場合には、異常であると判断する。 Therefore, in this abnormality determination, a threshold is set for ΔP/ΔT, and when the correlation between the detected ΔP and ΔT is greater than the predetermined threshold, it is determined that there is an abnormality.

以上、実施例について説明したが、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 described. Moreover, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Moreover, it is also possible to add, delete, or replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration.

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、56…酸素センサ、60…制御部、61…流量検出手段、62…温度センサ、64…圧力検出手段、80a、80b、80c…ネットワーク、81、82…情報端末、100…監視装置、101…データ取得部、102…閾値記録部、103…異常判定部、104…送信部 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 56 Oxygen sensor 60 Control unit 61 Flow rate detection means 62 Temperature sensor 64 Pressure detection means 80a, 80b, 80c Network 81, 82 Information terminal , 100... Monitoring device, 101... Data acquisition unit, 102... Threshold value recording unit, 103... Abnormality determination unit, 104... Transmission unit

Claims (8)

ガス分離装置と監視装置を備えたガス分離システムにおいて、
前記ガス分離装置は、
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ガス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槽と、
前記製品ガスを装置外に吐き出す配管と、
前記吸着槽の動作を制御する制御部と、
前記製品ガス槽の圧力を検出する圧力検出器と、
製品ガスの流量を検出する流量検出手段と、を有し、
前記監視装置は、
前記製品ガス槽の検出圧力及び前記配管における前記製品ガスの検出流量の値から前記ガス分離装置が異常であるかを判断することを特徴とするガス分離システム。
In a gas separation system comprising a gas separation device and a monitoring device,
The gas separation device is
a compressor for compressing air;
an air tank for storing compressed air compressed by the compressor;
an adsorption tank that adsorbs a part of the compressed air stored in the air tank;
a product gas tank for storing product gas not adsorbed in the adsorption tank;
a pipe for discharging the product gas to the outside of the apparatus;
a control unit that controls the operation of the adsorption tank;
a pressure detector for detecting the pressure of the product gas tank;
and a flow rate detection means for detecting the flow rate of the product gas ,
The monitoring device
A gas separation system according to claim 1, wherein a determination is made as to whether the gas separator is abnormal based on the detected pressure in the product gas tank and the detected flow rate of the product gas in the pipe .
請求項において、
前記監視装置は、前記製品ガス槽の検出圧力が定めておいた異常を判断するための閾値よりも低く、かつ、前記製品ガスの検出流量が定めておいた異常を判断するための閾値よりも少ない場合、異常とみなすことを特徴とするガス分離システム。
In claim 1 ,
In the monitoring device, the detected pressure of the product gas tank is lower than a predetermined threshold for determining abnormality , and the detected flow rate of the product gas is lower than a predetermined threshold for determining abnormality. A gas separation system characterized in that when the number is low, it is regarded as abnormal.
請求項において、
前記監視装置は、温度、湿度または累積運転時間に応じて定めておいた異常を判断するための閾値を変更することを特徴とするガス分離システム。
In claim 1 ,
The gas separation system, wherein the monitoring device changes a predetermined threshold value for judging abnormality according to temperature, humidity, or cumulative operating time .
ガス分離装置と監視装置を備えたガス分離システムにおいて、
前記ガス分離装置は、
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ガス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槽と、
前記製品ガスを装置外に吐き出す配管と、
前記吸着槽の動作を制御する制御部と、
前記製品ガス槽から流れるガスの酸素濃度を検出する酸素濃度検出器と、
製品ガスの流量を検出する流量検出手段と、を備え、
前記監視装置は、
前記製品ガスの酸素濃度及び前記製品ガスの検出流量の双方の値から前記ガス分離装置が異常であるかを判断することを特徴とするガス分離システム。
In a gas separation system comprising a gas separation device and a monitoring device,
The gas separation device is
a compressor for compressing air;
an air tank for storing compressed air compressed by the compressor;
an adsorption tank that adsorbs a part of the compressed air stored in the air tank;
a product gas tank for storing product gas not adsorbed in the adsorption tank;
a pipe for discharging the product gas to the outside of the apparatus;
a control unit that controls the operation of the adsorption tank;
an oxygen concentration detector for detecting the oxygen concentration of the gas flowing from the product gas tank;
and a flow rate detection means for detecting the flow rate of the product gas,
The monitoring device
A gas separation system, wherein whether or not the gas separator is abnormal is determined from both the oxygen concentration of the product gas and the detected flow rate of the product gas.
請求項において、
前記監視装置は、前記製品ガスの濃度が定めておいた異常を判断するための閾値よりも低く、かつ、前記製品ガスの検出流量が定めておいた異常を判断するための閾値よりも少ない場合、異常とみなすことを特徴とするガス分離システム。
In claim 4 ,
When the concentration of the product gas is lower than a predetermined threshold value for judging abnormality and the detected flow rate of the product gas is lower than a predetermined threshold value for judging abnormality , as abnormal.
請求項において、
前記監視装置は、温度、湿度または累積運転時間に応じて定めておいた異常を判断するための閾値を変更することを特徴とするガス分離システム。
In claim 4 ,
The gas separation system, wherein the monitoring device changes a predetermined threshold value for judging abnormality according to temperature, humidity, or cumulative operating time .
ガス分離装置と監視装置を備えたガス分離システムにおいて、
前記ガス分離装置は、
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ガス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槽と、
前記製品ガスを装置外に吐き出す配管と、
前記吸着槽の動作を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記ガス分離装置の停止時から起動時までの時間を検出し、
前記ガス分離装置は、前記製品ガス槽の圧力を検出する圧力検出器を備え、
前記監視装置は、
前記ガス分離装置の停止時から起動時までの時間における前記製品ガス槽の圧力変化から前記ガス分離装置が異常であるかを判断することを特徴とするガス分離システム。
In a gas separation system comprising a gas separation device and a monitoring device,
The gas separation device is
a compressor for compressing air;
an air tank for storing compressed air compressed by the compressor;
an adsorption tank that adsorbs a part of the compressed air stored in the air tank;
a product gas tank for storing product gas not adsorbed in the adsorption tank;
a pipe for discharging the product gas to the outside of the apparatus;
a control unit that controls the operation of the adsorption tank,
The control unit detects the time from when the gas separation device is stopped to when it is started,
The gas separation device comprises a pressure detector that detects the pressure of the product gas tank,
The monitoring device
A gas separation system characterized by judging whether the gas separation device is abnormal based on a pressure change in the product gas tank during the time from when the gas separation device is stopped to when it is started.
請求項1乃至のいずれかにおいて、
前記監視装置は、前記ガス分離装置内に配置されているか、前記ガス分離装置とは別体に構成され、ネットワークで前記ガス分離装置に接続されていることを特徴とするガス分離システム。
In any one of claims 1 to 7 ,
A gas separation system, wherein the monitoring device is arranged in the gas separation device or configured separately from the gas separation device and connected to the gas separation device via a network.
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