JP7262250B2 - High oxygen gas supply device and method - Google Patents

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Description

本発明は、主として酸素濃度を高くした高酸素ガスを供給するための装置および方法に関するものである。 The present invention primarily relates to an apparatus and method for supplying oxygen-enriched gas.

酸素製造装置や窒素製造装置として、空気中の窒素と酸素を分離し、窒素ガスや酸素ガスを製造する、圧力スイング吸着法（ＰｒｅｓｓｕｒｅＳｗｉｎｇ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ；ＰＳＡ法）が実用化されている。空気を分離するＰＳＡ法には、空気中の窒素を吸着して酸素ガスを製造する窒素吸着方式のＰＳＡ法と、空気中の酸素を吸着して窒素ガスを製造する酸素吸着方式のＰＳＡ法の２種類がある。 Pressure swing adsorption (PSA method), which separates nitrogen and oxygen in the air to produce nitrogen gas and oxygen gas, has been put into practical use as an oxygen production apparatus and a nitrogen production apparatus. The PSA method for separating air includes a nitrogen adsorption PSA method that adsorbs nitrogen in the air to produce oxygen gas, and an oxygen adsorption PSA method that adsorbs oxygen in the air to produce nitrogen gas. There are two types.

上記の酸素吸着方式のＰＳＡ法に関する先行技術文献として、本出願人は、つぎの特許文献１～３を把握している。 The present applicant is aware of the following Patent Documents 1 to 3 as prior art documents relating to the oxygen adsorption type PSA method.

特開昭６４－２８２０８号公報JP-A-64-28208 特許第５９１７１６９号公報Japanese Patent No. 5917169 特許第６１７８１４７号公報Japanese Patent No. 6178147

上記特許文献１には、つぎの記載がある。
［第２頁右下欄第６～１７行］
酸素吸着塔２４内の粒状吸着剤が飽和状態あるいはそれに近い状態になるまで酸素を吸着したのち、電磁切換弁２８が切換移動されて、圧縮空気が他方の酸素吸着塔２５に送られ、その酸素吸着塔２５内の粒状吸着剤に空気中の酸素が吸着され、酸素吸着塔２５から排出された窒素ガスはクッションタンク３７に送られる。
この場合、酸素吸着に使用していない方の酸素吸着塔２４に対応する排気用開閉弁４５が開放され、その酸素吸着塔２４内が大気圧になるので、その酸素吸着塔２４内の粒状吸着剤に加圧吸着されていた酸素が脱着される。 The above Patent Document 1 has the following description.
[Page 2, lower right column, lines 6 to 17]
After adsorbing oxygen until the granular adsorbent in the oxygen adsorption tower 24 becomes saturated or nearly saturated, the electromagnetic switching valve 28 is switched to send the compressed air to the other oxygen adsorption tower 25, where the oxygen Oxygen in the air is adsorbed by the granular adsorbent in the adsorption tower 25 , and the nitrogen gas discharged from the oxygen adsorption tower 25 is sent to the cushion tank 37 .
In this case, the exhaust on-off valve 45 corresponding to the oxygen adsorption tower 24 that is not used for oxygen adsorption is opened, and the inside of the oxygen adsorption tower 24 becomes atmospheric pressure, so that the particulate adsorption in the oxygen adsorption tower 24 Oxygen that has been pressurized and adsorbed to the agent is desorbed.

上記特許文献２には、つぎの記載がある。
［００４２］
まず、加圧吸着工程は、原料空気圧縮機２によって加圧された原料空気を第１吸着槽４Ａ内に導入して、第１吸着槽４Ａ内を所定の圧力にし、原料空気中の吸着しやすい酸素や二酸化炭素等の不要成分を吸着剤６に優先的に吸着させて、吸着しにくい窒素富化ガスを製品槽５に導出する。
次に、減圧均圧工程では、第１吸着槽４Ａ内に残留する相対的に高圧なガスを第２吸着槽４Ｂ内に導入する。
［００４３］
次に、減圧再生工程では、第１吸着槽４Ａを大気に解放して圧力を下げ、吸着剤６に吸着していた酸素や二酸化炭素等の不要成分を脱離させて吸着剤６を再生する。この際、加圧吸着工程を実施している第２吸着槽４Ｂの下流側より取り出した窒素富化ガスを、第１吸着槽４Ａの下流側を通して第１吸着槽４Ａ内に導入することで、不要成分の脱離を促進させることが好ましい。
そして、加圧均圧工程では、第２吸着槽４Ｂ内に残留する相対的に高圧なガスを第１吸着槽４Ａ内へ導入する。 The above Patent Document 2 has the following description.
[0042]
First, in the pressurized adsorption step, the raw material air pressurized by the raw material air compressor 2 is introduced into the first adsorption tank 4A, the inside of the first adsorption tank 4A is set to a predetermined pressure, and the adsorption in the raw material air is carried out. The adsorbent 6 preferentially adsorbs unnecessary components such as oxygen and carbon dioxide that are easily adsorbed, and the nitrogen-enriched gas that is difficult to be adsorbed is led out to the product tank 5 .
Next, in the decompression and pressure equalization step, the relatively high-pressure gas remaining in the first adsorption tank 4A is introduced into the second adsorption tank 4B.
[0043]
Next, in the reduced-pressure regeneration step, the first adsorption tank 4A is released to the atmosphere to lower the pressure, and unnecessary components such as oxygen and carbon dioxide adsorbed on the adsorbent 6 are desorbed to regenerate the adsorbent 6. . At this time, by introducing the nitrogen-enriched gas extracted from the downstream side of the second adsorption tank 4B in which the pressurized adsorption step is performed into the first adsorption tank 4A through the downstream side of the first adsorption tank 4A, It is preferable to promote detachment of unnecessary components.
Then, in the pressure equalization step, the relatively high-pressure gas remaining in the second adsorption tank 4B is introduced into the first adsorption tank 4A.

上記特許文献３には、つぎの記載がある。
［００３２］
＜（ｉｉｉ）の段階＞
（ｉｉｉ）の段階は、吸着塔５１０ａが脱着工程に付され、吸着塔５１０ｂが吸着工程に付される段階である。・・・窒素分離装置５００に供給される原料ガスは、吸着塔５１０ｂに供給される。吸着塔５１０ｂでは、供給された原料ガスのうち、酸素ガスが吸着され、分離された窒素ガスが製品槽５２０に送られる。・・・一方、吸着塔５１０ａに吸着された酸素ガスは、真空ポンプ６００により吸引され、吸着塔５１０ａから脱着して窒素分離装置５００の外部（通常は大気中）に放出される。・・・
The above Patent Document 3 has the following description.
[0032]
<Step (iii)>
The stage (iii) is a stage in which the adsorption tower 510a is subjected to the desorption process and the adsorption tower 510b is subjected to the adsorption process. ... The raw material gas supplied to the nitrogen separator 500 is supplied to the adsorption tower 510b. In the adsorption tower 510 b , oxygen gas is adsorbed in the supplied raw material gas, and the separated nitrogen gas is sent to the product tank 520 . . . On the other hand, the oxygen gas adsorbed in the adsorption tower 510a is sucked by the vacuum pump 600, desorbed from the adsorption tower 510a, and released to the outside of the nitrogen separator 500 (usually into the atmosphere).・・・

上記特許文献１～３の技術はいずれも、空気中の酸素を吸着剤に吸着し、窒素を濃縮して得られた高窒素ガスを利用に供しようとするものである。上記吸着剤に吸着された酸素は、吸着剤の再生工程で吸着剤から離脱させて排出する。上記再生工程で排出される排出ガスは、酸素が濃縮された高酸素ガスである。つまり、酸素吸着式の圧力変動吸着（ＰＳＡ）法では、高圧下で吸着剤に吸着した酸素を、圧力開放することにより離脱させて高酸素ガスが得られる。 All of the techniques disclosed in Patent Documents 1 to 3 are intended to utilize a nitrogen-rich gas obtained by adsorbing oxygen in the air with an adsorbent and concentrating the nitrogen. The oxygen adsorbed by the adsorbent is detached from the adsorbent in the adsorbent regeneration step and discharged. The exhaust gas discharged in the regeneration process is oxygen-enriched gas. That is, in the oxygen adsorption type pressure swing adsorption (PSA) method, the oxygen adsorbed by the adsorbent under high pressure is desorbed by releasing the pressure to obtain oxygen-rich gas.

ところが、吸着剤に吸着した酸素を離脱させるときには、圧力開放した初期に、それまで吸着塔内にあった高濃度の窒素が排出され、目的とする高酸素ガスよりも純度の低いガスが出てきてしまう。また、酸素を離脱させるときには一般に、吸着塔の洗浄ガスとして微量の窒素ガスを流すことが行われる。このため離脱の終期にも、目的とする高酸素ガスよりも純度の低いガスが出てきてしまう。つまり、得られる高酸素ガスの純度が低下するという問題があった。このような純度の低下を回復するには、高純度酸素ガスを導入することになる。高純度酸素ガスの製造には動力が必要であることから、上記のような運用ではエネルギーを無駄に消費することになる。 However, when the oxygen adsorbed by the adsorbent is desorbed, the high-concentration nitrogen that had been in the adsorption tower until then is discharged at the initial stage of releasing the pressure, and a gas with a lower purity than the target high-oxygen gas comes out. end up Also, when oxygen is desorbed, a small amount of nitrogen gas is generally flowed as a cleaning gas for the adsorption tower. For this reason, even at the final stage of desorption, a gas with a lower purity than the desired oxygen-rich gas comes out. In other words, there is a problem that the purity of the obtained oxygen-rich gas is lowered. In order to restore such a decrease in purity, high-purity oxygen gas is introduced. Since power is required to produce high-purity oxygen gas, energy is wasted in the operation described above.

このような事情から、上記圧力開放で排出される高酸素ガスを有効利用することについては、これまで考慮されることはなかった。 Under such circumstances, effective utilization of the oxygen-enriched gas discharged by releasing the pressure has not been considered so far.

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、つぎの目的をもってなされたものである。
酸素吸着方式のＰＳＡ法によって、高酸素ガスの純度を安定化できる高酸素ガスの供給装置および方法を提供する。
The present invention has been made in view of such circumstances, and has the following objects.
Provided is an oxygen-rich gas supply apparatus and method capable of stabilizing the purity of oxygen-rich gas by an oxygen adsorption PSA method.

請求項１記載の高酸素ガスの供給装置は、上記目的を達成するため、つぎの構成を採用した。
空気を圧縮する圧縮機と、
上記圧縮機から空気が供給される吸着部と、
上記吸着部に充填され、供給された空気中の酸素を高圧力下で吸着し、その吸着された酸素を開放圧力化で離脱する吸着剤と、
上記吸着部を高圧に保って上記吸着剤に酸素を吸着させる吸着工程と、上記吸着部の圧力を開放して上記吸着剤に吸着された酸素を離脱させる離脱工程とを切換える切換手段と、
上記吸着工程で得られた低酸素ガスを吐出する低酸素ガス吐出路と、
上記離脱工程で得られた高酸素ガスを吐出する高酸素ガス吐出路と、
上記離脱工程において、上記高酸素ガス吐出路に吐出される高酸素ガスの酸素濃度が所定濃度に達しない時期は、上記高酸素ガス吐出路に吐出される高酸素ガスを排気する排気手段とを備え、
高酸素ガスの利用設備において利用する高酸素ガスを管理するために、上記排気手段が機能することにより得られた酸素濃度が上記所定濃度以上の高酸素ガスを上記高酸素ガスの利用設備に供給する際に、上記高酸素ガスに空気を混入する第１空気混入手段により上記高酸素ガスの酸素濃度を調節し、上記調節された高酸素ガスの濃度を第１酸素濃度計により管理するように構成され、
低酸素ガスの利用設備において利用する低酸素ガスを管理するために、上記低酸素ガス吐出路から吐出される低酸素ガスを上記低酸素ガスの利用設備に供給する際に、上記低酸素ガスに空気を混入する第２空気混入手段により上記低酸素ガスの酸素濃度を調節し、上記調節された低酸素ガスの濃度を第２酸素濃度計により管理するように構成されている。
In order to achieve the above object, the oxygen-enriched gas supply apparatus according to claim 1 employs the following configuration.
a compressor for compressing air;
an adsorption unit to which air is supplied from the compressor;
an adsorbent that is filled in the adsorption part, adsorbs oxygen in the supplied air under high pressure, and releases the adsorbed oxygen at open pressure;
a switching means for switching between an adsorption step in which the adsorbent is adsorbed with oxygen by maintaining the adsorption portion at a high pressure and a desorption step in which the pressure of the adsorption portion is released to release the oxygen adsorbed by the adsorbent;
a low-oxygen gas discharge path for discharging the low-oxygen gas obtained in the adsorption step;
a high-oxygen gas discharge path for discharging the high-oxygen gas obtained in the desorption step;
exhaust means for exhausting the high-oxygen gas discharged through the high-oxygen gas discharge passage when the oxygen concentration of the high-oxygen gas discharged through the high-oxygen gas discharge passage does not reach a predetermined concentration in the separating step; prepared,
In order to manage the high-oxygen gas used in the high-oxygen gas utilization equipment, the high-oxygen gas having an oxygen concentration equal to or higher than the predetermined concentration obtained by the functioning of the exhaust means is supplied to the high-oxygen gas utilization equipment. In this case, the oxygen concentration of the oxygen-rich gas is adjusted by the first air mixing means for mixing air into the oxygen-rich gas, and the adjusted concentration of the oxygen-rich gas is managed by the first oxygen concentration meter. configured,
In order to manage the low-oxygen gas used in the low-oxygen gas utilization equipment, when supplying the low-oxygen gas discharged from the low-oxygen gas discharge passage to the low-oxygen gas utilization equipment, The oxygen concentration of the hypoxic gas is adjusted by the second air mixing means for mixing air, and the adjusted concentration of the hypoxic gas is controlled by the second oxygen concentration meter.

請求項２記載の高酸素ガスの供給装置は、請求項１記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記酸素濃度が所定濃度に達しない時期は、上記離脱工程の初期の所定期間を含む。 The oxygen-rich gas supplying apparatus according to claim 2 employs the following configuration in addition to the configuration according to claim 1.
The time when the oxygen concentration does not reach the predetermined concentration includes the initial predetermined period of the desorption step.

請求項３記載の高酸素ガスの供給装置は、請求項１または２記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記酸素濃度が所定濃度に達しない時期は、上記離脱工程の終期の所定期間を含む。 A high-oxygen gas supply apparatus according to claim 3 employs the following configuration in addition to the configuration according to claim 1 or 2.
The period when the oxygen concentration does not reach the predetermined concentration includes the predetermined period at the end of the desorption step.

請求項４記載の高酸素ガスの供給装置は、請求項１～３のいずれか一項に記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記低酸素ガス吐出路に設けれたバッファタンクを備え、上記バッファタンクから所定流量以上の低酸素ガスを常に排出する。
A high-oxygen gas supply apparatus according to claim 4 employs the following configuration in addition to the configuration according to any one of claims 1 to 3.
A buffer tank is provided in the low-oxygen gas discharge passage, and the low-oxygen gas at a predetermined flow rate or more is constantly discharged from the buffer tank .

請求項５記載の高酸素ガスの供給方法は、上記目的を達成するため、つぎの構成を採用した。
空気を圧縮する圧縮機と、
上記圧縮機から空気が供給される吸着部と、
上記吸着部に充填され、供給された空気中の酸素を高圧力下で吸着し、その吸着された酸素を開放圧力化で離脱する吸着剤と、
上記吸着部を高圧に保って上記吸着剤に酸素を吸着させる吸着工程と、上記吸着部の圧力を開放して上記吸着剤に吸着された酸素を離脱させる離脱工程とを切換える切換手段とを準備し、
上記吸着工程で得られた低酸素ガスを低酸素ガス吐出路から吐出し、
上記離脱工程で得られた高酸素ガスを高酸素ガス吐出路から吐出し、
上記離脱工程において、上記高酸素ガス吐出路に吐出される高酸素ガスの酸素濃度が所定濃度に達しない時期は、上記高酸素ガス吐出路に吐出される高酸素ガスを排気手段により排気し、
高酸素ガスの利用設備において利用する高酸素ガスを管理するために、上記排気手段が機能することにより得られた酸素濃度が上記所定濃度以上の高酸素ガスを上記高酸素ガスの利用設備に供給する際に、上記高酸素ガスに空気を混入する第１空気混入手段により上記高酸素ガスの酸素濃度を調節し、上記調節された高酸素ガスの濃度を第１酸素濃度計により管理し、
低酸素ガスの利用設備において利用する低酸素ガスを管理するために、上記低酸素ガス吐出路から吐出される低酸素ガスを上記低酸素ガスの利用設備に供給する際に、上記低酸素ガスに空気を混入する第２空気混入手段により上記低酸素ガスの酸素濃度を調節し、上記調節された低酸素ガスの濃度を第２酸素濃度計により管理する。
In order to achieve the above object, the oxygen-rich gas supply method according to claim 5 employs the following configuration.
a compressor for compressing air;
an adsorption unit to which air is supplied from the compressor;
an adsorbent that is filled in the adsorption part, adsorbs oxygen in the supplied air under high pressure, and releases the adsorbed oxygen at open pressure;
A switching means is provided for switching between an adsorption step in which the adsorption portion is maintained at a high pressure to adsorb oxygen to the adsorbent, and a desorption step in which the pressure of the adsorption portion is released to release the oxygen adsorbed by the adsorbent. death,
The low-oxygen gas obtained in the adsorption step is discharged from the low-oxygen gas discharge passage,
The oxygen-rich gas obtained in the desorption step is discharged from the oxygen-rich gas discharge passage,
In the separating step, when the oxygen concentration of the high-oxygen gas discharged through the high-oxygen gas discharge passage does not reach a predetermined concentration, the high-oxygen gas discharged through the high-oxygen gas discharge passage is exhausted by an exhaust means,
In order to manage the high-oxygen gas used in the high-oxygen gas utilization equipment, the high-oxygen gas having an oxygen concentration equal to or higher than the predetermined concentration obtained by the functioning of the exhaust means is supplied to the high-oxygen gas utilization equipment. When doing so, the oxygen concentration of the high-oxygen gas is adjusted by a first air mixing means for mixing air into the high-oxygen gas, and the adjusted concentration of the high-oxygen gas is managed by a first oxygen concentration meter,
In order to manage the low-oxygen gas used in the low-oxygen gas utilization equipment, when supplying the low-oxygen gas discharged from the low-oxygen gas discharge passage to the low-oxygen gas utilization equipment, The oxygen concentration of the hypoxic gas is adjusted by the second air mixing means for mixing air, and the adjusted concentration of the hypoxic gas is controlled by the second oxygen concentration meter.

請求項１記載の高酸素ガスの供給装置では、上記圧縮機で圧縮された空気が吸着部に供給される。上記吸着部には吸着剤が充填されている。上記吸着剤は、供給された空気中の酸素を高圧力下で吸着し、その吸着された酸素を開放圧力化で離脱する。
上記切換手段は、吸着工程と離脱工程を切換える。上記吸着工程では、上記吸着部を高圧に保って上記吸着剤に酸素を吸着させる。上記離脱工程では、上記吸着部の圧力を開放して上記吸着剤に吸着された酸素を離脱させる。
上記吸着工程で得られた低酸素ガスは、低酸素ガス吐出路から吐出される。
上記離脱工程で得られた高酸素ガスは、高酸素ガス吐出路から吐出される。
排気手段は、上記離脱工程において、上記高酸素ガス吐出路に吐出される高酸素ガスの酸素濃度が所定濃度に達しない時期は、上記高酸素ガス吐出路に吐出される高酸素ガスを排気する。そして、上記排気手段で排気されなかった高酸素ガスを、高酸素ガスの利用設備に供給するとともに、上記高酸素ガスに空気を混入する第１空気混入手段を備えることにより上記高酸素ガスの利用設備内の酸素濃度を調節するように構成されている。
請求項１記載の高酸素ガスの供給装置は、高酸素ガスの利用設備において利用する高酸素ガスを管理するために、上記排気手段が機能することにより得られた酸素濃度が上記所定濃度以上の高酸素ガスを上記高酸素ガスの利用設備に供給する際に、上記高酸素ガスに空気を混入する第１空気混入手段により上記高酸素ガスの酸素濃度を調節し、上記調節された高酸素ガスの濃度を第１酸素濃度計により管理する。したがって、目的とする高酸素ガスよりも純度の低いガスが利用設備に混入して高酸素ガスの純度が不安定になるという不都合が起こらない。また、純度の低下を回復するために、動力をかけて製造した高純度酸素ガスを、利用設備に導入する必要がなくなる。このような運用ではエネルギーが無駄に消費されることがない。また、吸着工程で酸素を吸着する吸着剤を用いるため、たとえば窒素吸着方式にくらべて吸着工程の圧力が高く、吸着部が小型化し、設備を小型化できる。また、第１空気混入手段により上記高酸素ガスの利用設備内の酸素濃度を調節して管理しながら高酸素ガスを高酸素ガスの利用設備に供給することができる。
加えて、低酸素ガスの利用設備において利用する低酸素ガスを管理するために、上記低酸素ガス吐出路から吐出される低酸素ガスを上記低酸素ガスの利用設備に供給する際に、上記低酸素ガスに空気を混入する第２空気混入手段により上記低酸素ガスの酸素濃度を調節し、上記調節された低酸素ガスの濃度を第２酸素濃度計により管理するように構成されている。これにより、高酸素ガスの利用設備への高酸素ガスの供給と、低酸素ガスの利用設備への低酸素ガスの供給を、同時に実現できる。また、第２空気混入手段により上記低酸素ガスの利用設備内の酸素濃度を調節し管理しながら低酸素ガスを低酸素ガスの利用設備に供給することができる。
In the oxygen-rich gas supplying apparatus according to claim 1, the air compressed by the compressor is supplied to the adsorption section. The adsorption part is filled with an adsorbent. The adsorbent adsorbs oxygen in the supplied air under high pressure and releases the adsorbed oxygen under open pressure.
The switching means switches between the adsorption process and the desorption process. In the adsorption step, the adsorption section is maintained at a high pressure to cause the adsorbent to adsorb oxygen. In the desorption step, the pressure of the adsorption part is released to release the oxygen adsorbed by the adsorbent.
The low-oxygen gas obtained in the adsorption step is discharged from the low-oxygen gas discharge passage.
The oxygen-rich gas obtained in the desorption step is discharged from the oxygen-rich gas discharge passage.
The exhaust means exhausts the high-oxygen gas discharged through the high-oxygen gas discharge passage during the separation step when the oxygen concentration of the high-oxygen gas discharged through the high-oxygen gas discharge passage does not reach a predetermined concentration. . The oxygen-enriched gas not exhausted by the exhaust means is supplied to the oxygen-enriched gas utilization facility, and the oxygen-enriched gas is utilized by providing a first air mixing means for mixing air into the oxygen-enriched gas. It is configured to regulate the oxygen concentration within the facility.
The high-oxygen gas supply apparatus according to claim 1 is configured so that the oxygen concentration obtained by the function of the exhaust means is equal to or higher than the predetermined concentration in order to manage the high-oxygen gas used in the high-oxygen gas utilization facility. When the high-oxygen gas is supplied to the high-oxygen gas utilization facility, the oxygen concentration of the high-oxygen gas is adjusted by a first air mixing means for mixing air into the high-oxygen gas, and the adjusted high-oxygen gas The concentration of is controlled by the first oxygen concentration meter. Therefore, the inconvenience that the purity of the oxygen-rich gas becomes unstable due to the mixture of the gas with a purity lower than that of the target oxygen-rich gas in the utilization equipment does not occur. In addition, there is no need to introduce the high-purity oxygen gas, which has been produced with power, into the utilization facility in order to restore the reduced purity. Such operation does not waste energy. In addition, since an adsorbent that adsorbs oxygen is used in the adsorption process, the pressure in the adsorption process is higher than that in, for example, the nitrogen adsorption method, and the size of the adsorption section can be reduced, enabling downsizing of equipment. Further, the high oxygen gas can be supplied to the high oxygen gas utilization equipment while adjusting and managing the oxygen concentration in the high oxygen gas utilization equipment by the first air mixing means.
In addition, in order to manage the low-oxygen gas used in the low-oxygen gas utilization equipment, when supplying the low-oxygen gas discharged from the low-oxygen gas discharge passage to the low-oxygen gas utilization equipment, the low-oxygen gas is controlled. The oxygen concentration of the hypoxic gas is adjusted by a second air mixing means for mixing air into the oxygen gas, and the adjusted concentration of the hypoxic gas is controlled by a second oxygen concentration meter. This makes it possible to supply high-oxygen gas to equipment using high-oxygen gas and supply low-oxygen gas to equipment using low-oxygen gas at the same time. In addition, the low oxygen gas can be supplied to the low oxygen gas utilization equipment while adjusting and managing the oxygen concentration in the low oxygen gas utilization equipment by the second air mixing means.

請求項２記載の高酸素ガスの供給装置は、上記酸素濃度が所定濃度に達しない時期は、上記離脱工程の初期の所定期間を含む。
これにより、圧力を開放した離脱工程の初期に、それまで吸着部内にあった高濃度の窒素が排出されることにより所定の酸素濃度に達しない低純度のガスを排出する。 In the high-oxygen gas supply apparatus according to claim 2, the time when the oxygen concentration does not reach the predetermined concentration includes the initial predetermined period of the desorption process.
As a result, in the initial stage of the desorption process in which the pressure is released, the high-concentration nitrogen that has been in the adsorption section until then is discharged, thereby discharging the low-purity gas that does not reach the predetermined oxygen concentration.

請求項３記載の高酸素ガスの供給装置は、上記酸素濃度が所定濃度に達しない時期は、上記離脱工程の終期の所定期間を含む。
これにより、離脱の終期に吸着部の洗浄ガスにより純度が低下し、所定の酸素濃度に達しない低純度のガスを排出する。 In the oxygen-enriched gas supply apparatus according to claim 3, the time when the oxygen concentration does not reach the predetermined concentration includes a predetermined period at the end of the desorption process.
As a result, the purity is lowered by the cleaning gas in the adsorption section at the final stage of desorption, and low-purity gas that does not reach the predetermined oxygen concentration is discharged.

請求項４記載の高酸素ガスの供給装置は、上記低酸素ガス吐出路に設けられたバッファタンクを備え、上記バッファタンクから所定流量以上の低酸素ガスを常に排出する。
これにより、離脱工程において吸着部から吐出される高酸素ガスの純度が確保される。また、低酸素ガス吐出路にバッファタンクを備えることで、一定量、一定圧力で低酸素ガスを供給できる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a high-oxygen gas supply apparatus comprising a buffer tank provided in the low-oxygen gas discharge passage, and constantly discharging low-oxygen gas at a predetermined flow rate or more from the buffer tank.
This ensures the purity of the oxygen-rich gas discharged from the adsorption unit in the desorption step. Further, by providing a buffer tank in the low-oxygen gas discharge passage, the low-oxygen gas can be supplied at a constant amount and at a constant pressure.

請求項５記載の高酸素ガスの供給方法では、上記圧縮機で圧縮された空気が吸着部に供給される。上記吸着部には吸着剤が充填されている。上記吸着剤は、供給された空気中の酸素を高圧力下で吸着し、その吸着された酸素を開放圧力化で離脱する。
上記切換手段は、吸着工程と離脱工程を切換える。上記吸着工程では、上記吸着部を高圧に保って上記吸着剤に酸素を吸着させる。上記離脱工程では、上記吸着部の圧力を開放して上記吸着剤に吸着された酸素を離脱させる。
上記吸着工程で得られた低酸素ガスは、低酸素ガス吐出路から吐出される。
上記離脱工程で得られた高酸素ガスは、高酸素ガス吐出路から吐出される。
排気手段は、上記離脱工程において、上記高酸素ガス吐出路に吐出される高酸素ガスの酸素濃度が所定濃度に達しない時期は、上記高酸素ガス吐出路に吐出される高酸素ガスを排気する。そして、高酸素ガスの利用設備において利用する高酸素ガスを管理するために、上記排気手段が機能することにより得られた酸素濃度が上記所定濃度以上の高酸素ガスを上記高酸素ガスの利用設備に供給する際に、上記高酸素ガスに空気を混入する第１空気混入手段により上記高酸素ガスの酸素濃度を調節し、上記調節された高酸素ガスの濃度を第１酸素濃度計により管理する。したがって、目的とする高酸素ガスよりも純度の低いガスが利用設備に混入して高酸素ガスの純度が不安定になるという不都合が起こらない。また、純度の低下を回復するために、動力をかけて製造した高純度酸素ガスを、利用設備に導入する必要がなくなる。このような運用ではエネルギーが無駄に消費されることがない。また、吸着工程で酸素を吸着する吸着剤を用いるため、たとえば窒素吸着方式にくらべて吸着工程の圧力が高く、吸着部が小型化し、設備を小型化できる。また、第１空気混入手段により上記高酸素ガスの利用設備内の酸素濃度を調節して管理しながら高酸素ガスを高酸素ガスの利用設備に供給することができる。
加えて、低酸素ガスの利用設備において利用する低酸素ガスを管理するために、上記低酸素ガス吐出路から吐出される低酸素ガスを上記低酸素ガスの利用設備に供給する際に、上記低酸素ガスに空気を混入する第２空気混入手段により上記低酸素ガスの酸素濃度を調節し、上記調節された低酸素ガスの濃度を第２酸素濃度計により管理する。これにより、高酸素ガスの利用設備への高酸素ガスの供給と、低酸素ガスの利用設備への低酸素ガスの供給を、同時に実現できる。また、第２空気混入手段により上記低酸素ガスの利用設備内の酸素濃度を調節し管理しながら低酸素ガスを低酸素ガスの利用設備に供給することができる。
In the method of supplying oxygen-rich gas according to claim 5 , the air compressed by the compressor is supplied to the adsorption section. The adsorption part is filled with an adsorbent. The adsorbent adsorbs oxygen in the supplied air under high pressure and releases the adsorbed oxygen under open pressure.
The switching means switches between the adsorption process and the desorption process. In the adsorption step, the adsorption section is maintained at a high pressure to cause the adsorbent to adsorb oxygen. In the desorption step, the pressure of the adsorption part is released to release the oxygen adsorbed by the adsorbent.
The low-oxygen gas obtained in the adsorption step is discharged from the low-oxygen gas discharge passage.
The oxygen-rich gas obtained in the desorption step is discharged from the oxygen-rich gas discharge passage.
The exhaust means exhausts the high-oxygen gas discharged through the high-oxygen gas discharge passage during the separation step when the oxygen concentration of the high-oxygen gas discharged through the high-oxygen gas discharge passage does not reach a predetermined concentration. . Then, in order to manage the high oxygen gas used in the high oxygen gas utilization equipment, the high oxygen gas having an oxygen concentration equal to or higher than the predetermined concentration obtained by the functioning of the exhaust means is discharged to the high oxygen gas utilization equipment. When supplying to, the oxygen concentration of the high oxygen gas is adjusted by the first air mixing means for mixing air into the high oxygen gas, and the adjusted concentration of the high oxygen gas is managed by the first oxygen concentration meter. . Therefore, the inconvenience that the purity of the oxygen-rich gas becomes unstable due to the mixture of the gas with a purity lower than that of the target oxygen-rich gas in the utilization equipment does not occur. In addition, there is no need to introduce the high-purity oxygen gas, which has been produced with power, into the utilization facility in order to restore the reduced purity. Such operation does not waste energy. In addition, since an adsorbent that adsorbs oxygen is used in the adsorption process, the pressure in the adsorption process is higher than that in, for example, the nitrogen adsorption method, and the size of the adsorption section can be reduced, enabling downsizing of equipment. Further, the high oxygen gas can be supplied to the high oxygen gas utilization equipment while adjusting and managing the oxygen concentration in the high oxygen gas utilization equipment by the first air mixing means.
In addition, in order to manage the low-oxygen gas used in the low-oxygen gas utilization equipment, when supplying the low-oxygen gas discharged from the low-oxygen gas discharge passage to the low-oxygen gas utilization equipment, the low-oxygen gas is controlled. The oxygen concentration of the hypoxic gas is adjusted by the second air mixing means for mixing air into the oxygen gas, and the adjusted concentration of the hypoxic gas is controlled by the second oxygen concentration meter. This makes it possible to supply high-oxygen gas to equipment using high-oxygen gas and supply low-oxygen gas to equipment using low-oxygen gas at the same time. In addition, the low oxygen gas can be supplied to the low oxygen gas utilization equipment while adjusting and managing the oxygen concentration in the low oxygen gas utilization equipment by the second air mixing means.

本発明の高酸素ガスの供給装置の第１実施形態を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a high-oxygen gas supply device of the present invention; FIG. ＰＳＡ機構部の詳細を説明する図である。It is a figure explaining the detail of a PSA mechanism part. 高酸素ガスの酸素濃度とガス流量の変動の一例を示す線図である。FIG. 4 is a graph showing an example of fluctuations in the oxygen concentration of oxygen-rich gas and the flow rate of the gas; 本発明の高酸素ガスの供給装置の第２実施形態を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing a second embodiment of a high-oxygen gas supply device of the present invention. 本発明の高酸素ガスの供給装置の第３実施形態を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing a third embodiment of a high-oxygen gas supply device of the present invention.

◆第１実施形態
図１は、本発明の高酸素ガスの供給装置の第１実施形態を示す構成図である。この装置により、本発明の高酸素ガスの供給方法を行うことができる。
上記高酸素ガスの供給装置は、圧縮機１、ＰＳＡ機構部３０、高酸素ガス利用設備１０、および低酸素ガス利用設備２０を備えている。 ◆First Embodiment FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a high-oxygen gas supply apparatus of the present invention. With this device, the high oxygen gas supply method of the present invention can be carried out.
The high oxygen gas supply device includes a compressor 1 , a PSA mechanism section 30 , a high oxygen gas utilization facility 10 and a low oxygen gas utilization facility 20 .

≪全体構成≫
上記圧縮機１は、上記ＰＳＡ機構部３０に送り込む空気を圧縮する。
上記ＰＳＡ機構部３０は、上記圧縮機１から送り込まれた空気を原料として、高酸素ガスおよび低酸素ガスをつくる。
上記高酸素ガス利用設備１０は、上記ＰＳＡ機構部３０で得られた高酸素ガスが導入されて高酸素ガスが利用に供される。
上記低酸素ガス利用設備２０は、上記ＰＳＡ機構部３０で得られた低酸素ガスが導入されて低酸素ガスが利用に供される。 ≪Overall composition≫
The compressor 1 compresses the air sent to the PSA mechanism section 30 .
The PSA mechanism section 30 uses the air sent from the compressor 1 as a raw material to produce a high-oxygen gas and a low-oxygen gas.
The high-oxygen gas utilization facility 10 receives the high-oxygen gas obtained by the PSA mechanism 30 and uses the high-oxygen gas.
The low-oxygen gas utilization facility 20 receives the low-oxygen gas obtained in the PSA mechanism 30 and uses the low-oxygen gas.

上記圧縮機１で圧縮された空気は、高圧状態で原料空気タンク２に一時的に保留され、原料空気路３から上記ＰＳＡ機構部３０に送り込まれる。 The air compressed by the compressor 1 is temporarily retained in the raw air tank 2 in a high pressure state and sent from the raw air passage 3 to the PSA mechanism 30 .

上記ＰＳＡ機構部３０で得られた高酸素ガスは、高酸素ガス吐出路１１を通って上記高酸素ガス利用設備１０に導入される。上記高酸素ガス吐出路１１には、上記高酸素ガスに空気を混入する第１空気混入路１２が合流している。これにより、上記高酸素ガス利用設備１０内の酸素濃度（すなわち高酸素濃度）を調節する。上記高酸素ガス利用設備１０内の酸素濃度は、酸素濃度計６０によって管理する。 The high-oxygen gas obtained in the PSA mechanism 30 is introduced into the high-oxygen gas utilization equipment 10 through the high-oxygen gas discharge passage 11 . The high-oxygen gas discharge passage 11 is joined with a first air mixing passage 12 for mixing air into the high-oxygen gas. Thereby, the oxygen concentration (that is, high oxygen concentration) in the high oxygen gas utilization equipment 10 is adjusted. The oxygen concentration in the high oxygen gas utilization facility 10 is controlled by an oxygen concentration meter 60 .

上記高酸素ガス吐出路１１には、上記高酸素ガス吐出路１１から高酸素ガスを排気する排気路１３が分岐している。上記排気路１３の排気口にはサイレンサ１４が設けられている。また、上記高酸素ガス吐出路１１には、上記排気路１３の分岐点と上記第１空気混入路１２の合流点のあいだには、開閉弁１５が設けられている。上記開閉弁１５の開閉操作により、上記ＰＳＡ機構部３０から上記高酸素ガス吐出路１１に吐出される高酸素ガスを、高酸素ガス利用設備１０に導入しないで排気路１３から排気することができる。 An exhaust passage 13 for exhausting the high oxygen gas from the high oxygen gas discharge passage 11 branches off from the high oxygen gas discharge passage 11 . A silencer 14 is provided at an exhaust port of the exhaust passage 13 . An on-off valve 15 is provided in the high oxygen gas discharge passage 11 between the branch point of the exhaust passage 13 and the junction of the first air mixing passage 12 . By opening and closing the on-off valve 15, the high oxygen gas discharged from the PSA mechanism 30 to the high oxygen gas discharge passage 11 can be discharged from the exhaust passage 13 without being introduced into the high oxygen gas utilization equipment 10. .

上記ＰＳＡ機構部３０で得られた低酸素ガスは、上記低酸素ガス吐出路２１に設けられたバッファタンク２３に一旦貯留されたのち、低酸素ガス吐出路２１を通って上記低酸素ガス利用設備２０に導入される。上記低酸素ガス吐出路２１には、上記低酸素ガスに空気を混入する第２空気混入路２２が合流している。これにより、上記低酸素ガス利用設備２０内の酸素濃度（すなわち低酸素濃度）を調節する。上記低酸素ガス利用設備２０内の酸素濃度は、酸素濃度計６１によって管理する。 The low-oxygen gas obtained by the PSA mechanism 30 is temporarily stored in the buffer tank 23 provided in the low-oxygen gas discharge passage 21, and then passes through the low-oxygen gas discharge passage 21 to the low-oxygen gas utilization facility. 20. A second air mixing passage 22 for mixing air into the low oxygen gas joins the low oxygen gas discharge passage 21 . Thereby, the oxygen concentration (that is, the low oxygen concentration) in the low oxygen gas utilization equipment 20 is adjusted. The oxygen concentration in the low-oxygen gas utilization equipment 20 is controlled by an oxygen concentration meter 61 .

≪ＰＳＡ機構部３０≫
図２は、上記ＰＳＡ機構部３０の詳細を説明する図である。
上記ＰＳＡ機構部３０は、複数（この例では「第１」と「第２」の２つ）の吸着部３１Ａ，３１Ｂを備えている。上記第１吸着部３１Ａと第２吸着部３１Ｂには、上記圧縮機１から空気が供給される。 <<PSA mechanism unit 30>>
FIG. 2 is a diagram for explaining the details of the PSA mechanism section 30. As shown in FIG.
The PSA mechanism section 30 includes a plurality of (in this example, two "first" and "second") adsorption sections 31A and 31B. Air is supplied from the compressor 1 to the first adsorption portion 31A and the second adsorption portion 31B.

上記第１吸着部３１Ａと第２吸着部３１Ｂには、吸着剤３２が充填されている。上記吸着剤３２は、供給された空気中の酸素を高圧力下で吸着し、その吸着された酸素を開放圧力化で離脱する。上記吸着剤３２としては、具体的には細孔径が３～４オングストロームの範囲で均一化されたモレキュラーシービングカーボン（ＭＳＣ）を用いることができる。上記ＭＳＣは、石炭系，植物系，樹脂系等、各種のものを用いることができる。上記吸着剤３２が充填された第１吸着部３１Ａと第２吸着部３１Ｂには、０．７～０．８ＭＰａＧまで圧縮された原料空気が供給される。 An adsorbent 32 is filled in the first adsorption portion 31A and the second adsorption portion 31B. The adsorbent 32 adsorbs oxygen in the supplied air under high pressure, and releases the adsorbed oxygen under open pressure. As the adsorbent 32, specifically, molecular sieving carbon (MSC) having a uniform pore size in the range of 3 to 4 angstroms can be used. Various types of MSC such as coal-based, plant-based, and resin-based MSCs can be used. Raw material air compressed to 0.7 to 0.8 MPaG is supplied to the first adsorption section 31A and the second adsorption section 31B filled with the adsorbent 32 .

上記第１吸着部３１Ａと第２吸着部３１Ｂでは、高圧状態で、原料空気路３から供給された空気中の酸素を吸着剤３２に吸着し、低酸素ガスを生成して低酸素ガス吐出路２１から吐出する。また、上記第１吸着部３１Ａと第２吸着部３１Ｂでは、開放圧力で、上記吸着剤３２に吸着された酸素を離脱させ、高酸素ガスを生成して高酸素ガス吐出路１１から吐出する。 In the first adsorption section 31A and the second adsorption section 31B, oxygen in the air supplied from the raw air passage 3 is adsorbed by the adsorbent 32 in a high pressure state to generate low oxygen gas, which is then discharged through the low oxygen gas discharge passage. 21 is discharged. Further, in the first adsorption section 31A and the second adsorption section 31B, the oxygen adsorbed by the adsorbent 32 is desorbed at the open pressure, and high oxygen gas is generated and discharged from the high oxygen gas discharge passage 11.

第１吸着部３１Ａと第２吸着部３１Ｂで、上記吸着部３１Ａ，３１Ｂを高圧に保って上記吸着剤３２に酸素を吸着させる吸着工程と、上記吸着部３１Ａ，３１Ｂの圧力を開放して上記吸着剤３２に吸着された酸素を離脱させる離脱工程とを、交互に切換えて行う。 In the first adsorption section 31A and the second adsorption section 31B, an adsorption step in which the adsorption sections 31A and 31B are maintained at a high pressure to adsorb oxygen to the adsorbent 32, and the pressure in the adsorption sections 31A and 31B is released to A desorption process for desorbing oxygen adsorbed by the adsorbent 32 is alternately performed.

上記第１吸着部３１Ａには、入口側（図の下側）に、上記原料空気路３から分岐する第１入口路３３Ａが接続されている。上記第１吸着部３１Ａの出口側（図の上側）には、上記低酸素ガス吐出路２１に合流する第１出口路３４Ａが接続されている。
上記第２吸着部３１Ｂには、入口側（図の下側）に、上記原料空気路３から分岐する第２入口路３３Ｂが接続されている。上記第２吸着部３１Ｂの出口側（図の上側）には、上記低酸素ガス吐出路２１に合流する第２出口路３４Ｂが接続されている。 A first inlet passage 33A branching from the raw material air passage 3 is connected to the first adsorption portion 31A on the inlet side (lower side in the drawing). A first outlet passage 34A that merges with the low-oxygen gas discharge passage 21 is connected to the outlet side (upper side in the figure) of the first adsorption portion 31A.
A second inlet passage 33B branched from the raw material air passage 3 is connected to the inlet side (lower side in the figure) of the second adsorption portion 31B. A second outlet passage 34B that merges with the low-oxygen gas discharge passage 21 is connected to the outlet side (upper side in the figure) of the second adsorption portion 31B.

上記第１入口路３３Ａには、上記高酸素ガス吐出路１１に合流する第１離脱ガス路３５Ａが分岐している。
同様に、上記第２入口路３３Ｂには、上記高酸素ガス吐出路１１に合流する第２離脱ガス路３５Ｂが分岐している。 A first separation gas passage 35A that merges with the high-oxygen gas discharge passage 11 branches off from the first inlet passage 33A.
Similarly, a second separation gas passage 35B that merges with the high-oxygen gas discharge passage 11 branches off from the second inlet passage 33B.

上記吸着工程と離脱工程を説明する。
第１吸着部３１Ａでは、吸着工程において、第１入口路３３Ａの弁をあけて圧縮された原料空気が導入され、原料空気中の酸素が吸着剤３２に吸着され、それにより得られた低酸素ガスが第１出口路３４Ａから吐出される。離脱工程では、第１入口路３３Ａおよび第１出口路３４Ａの弁を閉じ、第１離脱ガス路３５Ａの弁をあけて第１吸着部３１Ａ内の圧力を開放し、吸着剤３２に吸着されていた酸素を離脱させ、それにより得られた高酸素ガスが第１離脱ガス路３５Ａから吐出される。
第２吸着部３１Ｂでも同様の吸着工程と離脱工程が行われる。 The adsorption process and detachment process will be described.
In the first adsorption part 31A, in the adsorption step, the valve of the first inlet passage 33A is opened to introduce compressed raw material air, oxygen in the raw material air is adsorbed by the adsorbent 32, and the resulting low-oxygen Gas is discharged from the first outlet passage 34A. In the desorption process, the valves of the first inlet passage 33A and the first outlet passage 34A are closed, and the valve of the first desorption gas passage 35A is opened to release the pressure in the first adsorption section 31A. The high oxygen gas thus obtained is discharged from the first desorbed gas passage 35A.
The same adsorption step and detachment step are also performed in the second adsorption portion 31B.

第１吸着部３１Ａと第２吸着部３１Ｂで吸着工程と離脱工程をスイッチして交互に行うことにより、高酸素ガスと低酸素ガスをそれぞれ連続的に生成する。 High-oxygen gas and low-oxygen gas are continuously generated by switching and alternately performing the adsorption process and the desorption process in the first adsorption part 31A and the second adsorption part 31B.

上記吸着工程で得られた低酸素ガスは、低酸素ガス吐出路２１から吐出される。上記低酸素ガス吐出路２１から吐出された低酸素ガスは、低酸素ガス利用設備２０において利用される。
上記離脱工程で得られた高酸素ガスは、高酸素ガス吐出路１１から吐出される。上記高酸素ガス吐出路１１から吐出された高酸素ガスは、高酸素ガス利用設備１０において利用される。 The low-oxygen gas obtained in the adsorption step is discharged from the low-oxygen gas discharge passage 21 . The low-oxygen gas discharged from the low-oxygen gas discharge passage 21 is used in the low-oxygen gas utilization equipment 20 .
The high-oxygen gas obtained in the desorption process is discharged from the high-oxygen gas discharge passage 11 . The high-oxygen gas discharged from the high-oxygen gas discharge passage 11 is used in the high-oxygen gas utilization equipment 10 .

上記吸着工程と離脱工程のあいだに均圧工程を行う。上記均圧工程は、第１吸着部３１Ａと第２吸着部３１Ｂにおいて、吸着工程と離脱工程が終了して工程をスイッチするときに、吸着工程が終了した高圧側の吸着部と、離脱工程が終了した開放圧力側の吸着部を連通して均圧化する。 A pressure equalization step is performed between the adsorption step and the desorption step. In the pressure equalizing process, when the adsorption process and the desorption process are completed in the first adsorption part 31A and the second adsorption part 31B and the process is switched, the adsorption part on the high pressure side where the adsorption process is completed and the desorption process are performed. The pressure is equalized by connecting the adsorption part on the side of the open pressure that has ended.

図２において、符号３７は、第１吸着部３１Ａと第２吸着部３１Ｂの出口側を連通する上部均圧路３７である。
符号３８は、第１吸着部３１Ａと第２吸着部３１Ｂの入口側を連通する下部均圧路３８である。 In FIG. 2, reference numeral 37 denotes an upper pressure equalizing passage 37 that communicates the outlet sides of the first adsorption portion 31A and the second adsorption portion 31B.
Reference numeral 38 denotes a lower pressure equalizing passage 38 that communicates the inlet sides of the first adsorption portion 31A and the second adsorption portion 31B.

上記均圧工程では、たとえば、上部均圧路３７と下部均圧路３８を同時に連通させて均圧すれば、吸着工程が終わった吸着部の下部にある酸素濃度が高いガスが、離脱工程が終わった吸着部の上部に流入しない。これにより、離脱工程が終わった吸着部の上部の酸素濃度を低く保つことができる。なお、均圧工程は、他の均圧方法で行うこともできる。 In the pressure equalizing step, for example, if the pressure is equalized by simultaneously connecting the upper pressure equalizing passage 37 and the lower pressure equalizing passage 38, the gas with a high oxygen concentration in the lower part of the adsorption section where the adsorption step is finished is released in the desorption step. Do not flow into the upper part of the finished adsorption part. As a result, the oxygen concentration in the upper part of the adsorption part where the desorption process is finished can be kept low. In addition, the pressure equalization process can also be performed by other pressure equalization methods.

上述したように吸着工程，均圧工程，離脱工程，均圧工程を、順次切り替えて運転する。このような切り換え運転を行うための弁，流路，図示しない制御手段等が、本発明の切換手段として機能する。 As described above, the adsorption process, the pressure equalizing process, the desorption process, and the pressure equalizing process are sequentially switched for operation. A valve, flow path, control means (not shown), etc. for performing such switching operation function as the switching means of the present invention.

図２において、符号３６は浄化路３６であり、吸着工程の吸着部（高圧側）から離脱工程の吸着部（開放圧力側）へ、オリフィス３６Ａを介して浄化ガスとして低酸素ガスを導入する。これにより、離脱工程の吸着部に充填された吸着剤３２からの酸素の離脱が促進される。 In FIG. 2, reference numeral 36 denotes a purification passage 36, which introduces low-oxygen gas as purification gas from the adsorption section (high pressure side) in the adsorption process to the adsorption section (release pressure side) in the desorption process through an orifice 36A. This promotes desorption of oxygen from the adsorbent 32 filled in the adsorption portion in the desorption step.

上記高酸素ガス吐出路１１には流量計４２が設けられている。上記流量計４２は、上記高酸素ガス吐出路１１に吐出される高酸素ガスの流量を計測する。 A flow meter 42 is provided in the high-oxygen gas discharge passage 11 . The flow meter 42 measures the flow rate of the high-oxygen gas discharged through the high-oxygen gas discharge passage 11 .

≪排気手段≫
本実施形態の高酸素ガスの供給装置は、排気手段を備えている。
上記排気手段は、上記離脱工程において、上記高酸素ガス吐出路に吐出される高酸素ガスの酸素濃度が所定濃度に達しない時期に、上記高酸素ガス吐出路１１に吐出される高酸素ガスを排気する。具体的には、高酸素ガス吐出路１１の開閉弁１５を閉じて上記高酸素ガス吐出路１１に吐出される高酸素ガスが高酸素ガス利用設備１０に導入されるのを止める。このとき、上記高酸素ガス吐出路１１に吐出される高酸素ガスは、排気路１３から排出される。これにより、上記排気手段で排気されなかった高酸素ガスが高酸素ガス利用設備１０に導入されて利用される。 ≪Exhaust means≫
The oxygen-enriched gas supply device of the present embodiment includes exhaust means.
The exhaust means removes the high-oxygen gas discharged through the high-oxygen gas discharge passage 11 when the oxygen concentration of the high-oxygen gas discharged through the high-oxygen gas discharge passage does not reach a predetermined concentration in the desorption step. Exhaust. Specifically, the on-off valve 15 of the high-oxygen gas discharge passage 11 is closed to stop the introduction of the high-oxygen gas discharged through the high-oxygen gas discharge passage 11 into the high-oxygen gas utilization equipment 10 . At this time, the high-oxygen gas discharged to the high-oxygen gas discharge passage 11 is discharged from the exhaust passage 13 . As a result, the high-oxygen gas that has not been exhausted by the exhaust means is introduced into the high-oxygen gas utilization facility 10 and utilized.

図３は、高酸素ガス吐出路１１に吐出される高酸素ガスの酸素濃度とガス流量の変動の一例を示す線図である。 FIG. 3 is a graph showing an example of fluctuations in the oxygen concentration and gas flow rate of the high-oxygen gas discharged through the high-oxygen gas discharge passage 11. As shown in FIG.

図３において横軸の時間ゼロは、吸着工程後の均圧工程が終了し、離脱工程が開始された時点である。 In FIG. 3, time zero on the horizontal axis is the time point at which the pressure equalization step after the adsorption step is completed and the desorption step is started.

図３に示すように、離脱工程の開始初期は、均圧工程が終了して大気圧よりも高い吸着部内の圧力が大気開放される瞬間であり、ガス流量は突出して多い。一方、この離脱工程の開始初期は、吸着工程の終了直後の吸着部内のガスが吐出される。吸着工程の終了直後は、吸着剤３２に酸素が吸着された低酸素ガスである。したがって、離脱工程の開始初期に吐出されるガスは酸素濃度が低い。 As shown in FIG. 3, the initial stage of the desorption process is the moment when the pressure equalizing process ends and the pressure in the adsorption section, which is higher than the atmospheric pressure, is released to the atmosphere, and the gas flow rate is remarkably large. On the other hand, at the beginning of the desorption process, the gas in the adsorption part immediately after the end of the adsorption process is discharged. Immediately after the end of the adsorption step, the gas is low-oxygen gas in which oxygen is adsorbed by the adsorbent 32 . Therefore, the gas discharged at the beginning of the desorption process has a low oxygen concentration.

したがって、上記離脱工程の初期の所定期間は、所定の酸素濃度（たとえば高酸素ガス利用設備で利用する酸素濃度）に達していない時期であり、上記高酸素ガス吐出路１１に吐出される高酸素ガスを上記排気手段で排気し、高酸素ガス利用設備１０に導入しない。 Therefore, the initial predetermined period of the desorption step is a period when the oxygen concentration (for example, the oxygen concentration used in the high oxygen gas utilization facility) has not reached a predetermined period, and the high oxygen gas discharged to the high oxygen gas discharge passage 11 The gas is exhausted by the above-described exhaust means and is not introduced into the high oxygen gas utilization facility 10.

図３に示すように、上記離脱工程では、上記高酸素ガス吐出路１１に吐出される高酸素ガスの酸素濃度は、一旦上昇してから徐々に下降するカーブを描く。これは、吸着剤３２からの酸素の離脱が初期に多く徐々に少なくなるとともに、吸着工程の終了直後のガスの排出も急激に少なくなってやがてなくなるからである。併せて、浄化ガスとして低酸素ガスが常に流れているので、上記離脱工程の終期には、所定の酸素濃度（たとえば高酸素ガス利用設備で利用する酸素濃度）に達しなくなる。 As shown in FIG. 3, in the desorption process, the oxygen concentration of the high oxygen gas discharged through the high oxygen gas discharge passage 11 forms a curve in which the oxygen concentration rises once and then gradually decreases. This is because the amount of oxygen desorbed from the adsorbent 32 is large at the beginning and gradually decreases, and the amount of gas discharged immediately after the end of the adsorption step decreases rapidly and eventually disappears. In addition, since the low-oxygen gas is always flowing as the purification gas, the oxygen concentration does not reach a predetermined level (for example, the oxygen concentration used in high-oxygen gas utilization equipment) at the end of the desorption process.

したがって、上記離脱工程の終期の所定期間は、所定の酸素濃度（たとえば高酸素ガス利用設備で利用する酸素濃度）に達していない時期であり、上記高酸素ガス吐出路１１に吐出される高酸素ガスを上記排気手段で排気し、高酸素ガス利用設備１０に導入しない。 Therefore, the predetermined period at the end of the desorption process is a period when the oxygen concentration (for example, the oxygen concentration used in the high-oxygen gas utilization facility) has not reached a predetermined period, and the high-oxygen gas discharged through the high-oxygen gas discharge passage 11 is The gas is exhausted by the above-described exhaust means and is not introduced into the high oxygen gas utilization facility 10.

上記排気手段による排気タイミングの制御は、あらかじめ試験により取得したデータから回収時間を算出し、図示しないタイマー等によって開閉弁１５の開閉タイミングを制御することにより行うことができる。 The control of the exhaust timing by the exhaust means can be performed by calculating the collection time from the data acquired in advance by the test and controlling the opening/closing timing of the on-off valve 15 by a timer (not shown) or the like.

上記排気手段は、サイレンサ１４を備えている。これにより、上記離脱工程の初期の所定期間に、上記高酸素ガス吐出路１１に吐出される高酸素ガスを排気するときの爆発音のような騒音を軽減する。また、サイレンサ１４によって排気に抵抗をあたえられるため、開閉弁１５が空いていれば、上記サイレンサ１４の抵抗により、高酸素ガスは高酸素ガス利用設備１０に導入される。また、サイレンサ１４を介して排気路１４が常に開放されているため、急激な圧力上昇があった時には排気路１４からガスが出ていく。このため、ほかの圧力干渉設備を設けなくても、圧力変動をサイレンサ１４で吸収できる。 The exhaust means has a silencer 14 . As a result, noise such as an explosion sound when exhausting the high-oxygen gas discharged through the high-oxygen gas discharge passage 11 during a predetermined initial period of the desorption process is reduced. Further, since the silencer 14 provides resistance to the exhaust, the high oxygen gas is introduced into the high oxygen gas utilization equipment 10 by the resistance of the silencer 14 if the on-off valve 15 is open. Further, since the exhaust passage 14 is always open via the silencer 14, gas is discharged from the exhaust passage 14 when there is a sudden pressure rise. Therefore, pressure fluctuations can be absorbed by the silencer 14 without providing other pressure interference equipment.

本実施形態の高酸素ガスの供給装置は、上記低酸素ガス吐出路２１にバッファタンク２３が設けられており、上記バッファタンク２３から所定流量以上の低酸素ガスを常に排出する。
これにより、離脱工程において吸着部から吐出される高酸素ガスの純度が確保される。また、低酸素ガス吐出路２１にバッファタンク２３を備えることで、一定量、一定圧力で低酸素ガスを供給できる。
In the high-oxygen gas supply apparatus of this embodiment, a buffer tank 23 is provided in the low-oxygen gas discharge passage 21, and the low-oxygen gas is constantly discharged from the buffer tank 23 at a predetermined flow rate or more.
This ensures the purity of the oxygen-rich gas discharged from the adsorption unit in the desorption step. Further, by providing the buffer tank 23 in the low-oxygen gas discharge passage 21, the low-oxygen gas can be supplied at a constant amount and at a constant pressure.

◆第１実施形態の効果
上記実施形態の高酸素ガスの供給装置および方法では、所定濃度に達しない高酸素ガスを排気し、排気されなかった高酸素ガスを高酸素ガスの利用設備に供給する。したがって、目的とする高酸素ガスよりも純度の低いガスが利用設備に混入して高酸素ガスの純度が不安定になるという不都合が起こらない。また、純度の低下を回復するために、動力をかけて製造した高純度酸素ガスを、利用設備に導入する必要がなくなる。このような運用ではエネルギーが無駄に消費されることがない。また、吸着工程で酸素を吸着する吸着剤３２を用いるため、たとえば窒素吸着方式にくらべて吸着工程の圧力が高く、吸着部３１Ａ，３１Ｂが小型化し、設備を小型化できる。 Effects of the First Embodiment In the high-oxygen gas supply apparatus and method of the above-described embodiment, the high-oxygen gas that does not reach the predetermined concentration is exhausted, and the high-oxygen gas that is not exhausted is supplied to the high-oxygen gas utilization facility. . Therefore, the inconvenience that the purity of the oxygen-rich gas becomes unstable due to the mixture of the gas with a purity lower than that of the target oxygen-rich gas in the utilization equipment does not occur. In addition, there is no need to introduce the high-purity oxygen gas, which has been produced with power, into the utilization facility in order to restore the reduced purity. Such operation does not waste energy. In addition, since the adsorbent 32 that adsorbs oxygen is used in the adsorption process, the pressure in the adsorption process is higher than, for example, in the nitrogen adsorption method, and the adsorption units 31A and 31B can be made smaller, and the facility can be made smaller.

上記実施形態の高酸素ガスの供給装置および方法は、上記酸素濃度が所定濃度に達しない時期は、上記離脱工程の初期の所定期間を含む。
これにより、圧力を開放した離脱工程の初期に、それまで吸着部３１Ａ，３１Ｂ内にあった高濃度の窒素が排出されることにより所定の酸素濃度に達しない低純度のガスを排出する。 In the high-oxygen gas supply apparatus and method of the above embodiment, the period when the oxygen concentration does not reach the predetermined concentration includes the initial predetermined period of the desorption step.
As a result, at the beginning of the desorption process in which the pressure is released, the high-concentration nitrogen that has been in the adsorption portions 31A and 31B until then is discharged, thereby discharging the low-purity gas that does not reach the predetermined oxygen concentration.

上記実施形態の高酸素ガスの供給装置および方法は、上記酸素濃度が所定濃度に達しない時期は、上記離脱工程の終期の所定期間を含む。
これにより、離脱の終期に吸着部３１Ａ，３１Ｂの洗浄ガスにより純度が低下し、所定の酸素濃度に達しない低純度のガスを排出する。 In the high-oxygen gas supply apparatus and method of the above embodiment, the time when the oxygen concentration does not reach the predetermined concentration includes the predetermined period at the end of the desorption process.
As a result, the purity is lowered by the cleaning gas of the adsorption units 31A and 31B at the final stage of desorption, and the low-purity gas that does not reach the predetermined oxygen concentration is discharged.

上記実施形態の高酸素ガスの供給装置および方法は、上記排気手段の動作タイミングは、吸着部３１Ａ，３１Ｂと排気手段とのあいだに存在する流路の長さに応じた応答の遅れを反映する。
これにより、適切なタイミングで排気手段を動作させ、所定濃度に達しない高酸素ガスを確実に排気し、低純度のガスが高酸素ガス利用設備１０に入ってしまうのを確実に防ぐ。 In the high-oxygen gas supply apparatus and method of the above embodiment, the operation timing of the exhaust means reflects a response delay according to the length of the flow path existing between the adsorption units 31A and 31B and the exhaust means. .
As a result, the exhaust means is operated at an appropriate timing to reliably exhaust high oxygen gas that does not reach a predetermined concentration, and to reliably prevent low-purity gas from entering the high oxygen gas utilization equipment 10. - 特許庁

上記実施形態の高酸素ガスの供給装置および方法は、上記排気手段が、サイレンサ１４を備えている。
これにより、上記吸着部３１Ａ，３１Ｂの圧力を開放する離脱工程の初期に発生する爆発音のような騒音を軽減することができる。 In the oxygen-rich gas supplying apparatus and method of the above embodiment, the exhaust means includes a silencer 14 .
As a result, it is possible to reduce noise such as an explosion sound that is generated at the beginning of the detachment process for releasing the pressure of the adsorption portions 31A and 31B.

上記実施形態の高酸素ガスの供給装置および方法は、上記低酸素ガス吐出路２１に設けられたバッファタンク２３を備え、上記バッファタンク２３から所定流量以上の低酸素ガスを常に排出する。
これにより、離脱工程において吸着部３１Ａ，３１Ｂから吐出される高酸素ガスの純度が確保される。また、低酸素ガス吐出路２１にバッファタンク２３を備えることで、一定量、一定圧力で低酸素ガスを供給できる。 The apparatus and method for supplying high-oxygen gas according to the above-described embodiment includes the buffer tank 23 provided in the low-oxygen gas discharge passage 21, and constantly discharges low-oxygen gas from the buffer tank 23 at a predetermined flow rate or more.
This ensures the purity of the oxygen-rich gas discharged from the adsorption units 31A and 31B in the desorption process. Further, by providing the buffer tank 23 in the low-oxygen gas discharge passage 21, the low-oxygen gas can be supplied at a constant amount and at a constant pressure.

上記実施形態の高酸素ガスの供給装置および方法は、上記低酸素ガス吐出路２１から吐出される低酸素ガスを、低酸素ガス利用設備２０に供給する。
これにより、高酸素ガスの利用設備１０への高酸素ガスの供給と、低酸素ガスの利用設備２０への低酸素ガスの供給を、同時に実現できる。
The apparatus and method for supplying high-oxygen gas according to the above embodiment supplies the low-oxygen gas discharged from the low-oxygen gas discharge passage 21 to the low-oxygen gas utilization equipment 20 .
As a result, the high oxygen gas supply to the high oxygen gas utilization equipment 10 and the low oxygen gas supply to the low oxygen gas utilization equipment 20 can be realized at the same time.

◆第２実施形態
図４は、本発明の高酸素ガスの供給装置および方法の第２実施形態を示す構成図である。
この例は、第１空気混入路１２が高酸素ガス吐出路１１に合流するのではなく、高酸素ガス利用設備１０に直接接続されている。同様に、第２空気混入路２２も低酸素ガス吐出路２１に合流するのではなく、低酸素ガス利用設備２０に直接接続されている。
また、高酸素ガス吐出路１１にバッファタンク５１とブロア５２が設けられており、上記ＰＳＡ機構部３０からの高酸素ガスの流量変化によらず、一定流量の高酸素ガスを上記高酸素ガス利用設備１０に導入することができる。排気路１３は、上記バッファタンク５１の上流で分岐している。上記排気路１３にはサイレンサ１４が設けられている。上記高酸素ガス吐出路１１には、上記バッファタンク５１と上記排気路１３の分岐点のあいだに、開閉弁５３が設けられている。開閉弁５３の開閉操作により、上記ＰＳＡ機構部３０から上記高酸素ガス吐出路１１に吐出される高酸素ガスを、高酸素ガス利用設備１０に導入しないで排気路１３から排気することができる。 ◆Second Embodiment FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the oxygen-rich gas supplying apparatus and method of the present invention.
In this example, the first air mixing passage 12 is directly connected to the high oxygen gas utilization facility 10 instead of joining the high oxygen gas discharge passage 11 . Similarly, the second air mixing passage 22 is also directly connected to the low oxygen gas utilization facility 20 instead of joining the low oxygen gas discharge passage 21 .
Further, a buffer tank 51 and a blower 52 are provided in the high-oxygen gas discharge passage 11, and a constant flow rate of the high-oxygen gas is used regardless of the flow rate change of the high-oxygen gas from the PSA mechanism 30. It can be introduced into the facility 10 . The exhaust path 13 branches upstream of the buffer tank 51 . A silencer 14 is provided in the exhaust passage 13 . An on-off valve 53 is provided in the high-oxygen gas discharge passage 11 between the branch point of the buffer tank 51 and the exhaust passage 13 . The high oxygen gas discharged from the PSA mechanism 30 to the high oxygen gas discharge passage 11 can be discharged from the exhaust passage 13 without being introduced into the high oxygen gas utilization equipment 10 by opening and closing the on-off valve 53 .

それ以外は、上記第１実施形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。この実施形態でも上記第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
Other than that, it is the same as that of the said 1st Embodiment, and attaches|subjects the same code|symbol to the same part. This embodiment also has the same effects as those of the first embodiment.

◆第３実施形態
図５は、本発明の高酸素ガスの供給および方法の第３実施形態を示す構成図である。
この例は、高酸素ガス利用設備を高酸素環境を実現する高酸素室７０とし、低酸素ガス利用設備を低酸素環境を実現する低酸素室８０とした例である。この例では、高酸素環境や低酸素環境を、医療用途等に用いることができる。 ◆Third Embodiment FIG. 5 is a block diagram showing a third embodiment of the oxygen-rich gas supply and method of the present invention.
In this example, the high-oxygen gas utilization equipment is a high-oxygen chamber 70 that realizes a high-oxygen environment, and the low-oxygen gas utilization equipment is a low-oxygen chamber 80 that realizes a low-oxygen environment. In this example, hyperoxic and hypoxic environments can be used, such as for medical applications.

それ以外は、上記各実施形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。この実施形態でも上記各実施形態と同様の作用効果を奏する。
Other than that, it is the same as each of the above-described embodiments, and the same reference numerals are given to the same parts. This embodiment also has the same effects as those of the above-described embodiments.

≪その他の変形例≫
以上は本発明の特に好ましい実施形態について説明したが、本発明は図示した実施形態に限定する趣旨ではなく、各種の態様に変形して実施することができ、本発明は各種の変形例を包含する趣旨である。
たとえば、第１実施形態において、第１空気混入路１２を高酸素ガス利用設備１０に直接接続し、第２空気混入路２２を低酸素ガス利用設備２０に直接接続するようにしてもよい。
<<Other Modifications>>
Although particularly preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not intended to be limited to the illustrated embodiments, and can be implemented in various ways, and the present invention includes various modifications. It is the intention to
For example, in the first embodiment, the first air mixing passage 12 may be directly connected to the high oxygen gas utilization equipment 10 and the second air mixing passage 22 may be directly connected to the low oxygen gas utilization equipment 20 .

本発明は、医療，動物飼育，動物実験，身体運動の訓練、酸素富化燃焼バーナー、水耕栽培のエアレーション等、各種の分野・用途において用いることができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in various fields and applications such as medical care, animal breeding, animal experiments, physical exercise training, oxygen-enriched combustion burners, aeration in hydroponics, and the like.

１：圧縮機
２：原料空気タンク
３：原料空気路
１０：高酸素ガス利用設備
１１：高酸素ガス吐出路
１２：第１空気混入路
１３：排気路
１４：サイレンサ
１５：開閉弁
２０：低酸素ガス利用設備
２１：低酸素ガス吐出路
２２：第２空気混入路
２３：バッファタンク
３０：ＰＳＡ機構部
３１Ａ：第１吸着部
３１Ｂ：第２吸着部
３２：吸着剤
３３Ａ：第１入口路
３３Ｂ：第２入口路
３４Ａ：第１出口路
３４Ｂ：第２出口路
３５Ａ：第１離脱ガス路
３５Ｂ：第２離脱ガス路
３６：浄化路
３６Ａ：オリフィス
３７：上部均圧路
３８：下部均圧路
４２：流量計
５１：バッファタンク
５２：ブロア
５３：開閉弁
６０：酸素濃度計
６１：酸素濃度計
７０：高酸素室
８０：低酸素室 1: Compressor 2: Raw air tank 3: Raw air passage 10: High oxygen gas utilization equipment 11: High oxygen gas discharge passage 12: First air mixing passage 13: Exhaust passage 14: Silencer 15: On-off valve 20: Low oxygen Gas utilization equipment 21: Low oxygen gas discharge path 22: Second air mixing path 23: Buffer tank 30: PSA mechanism section 31A: First adsorption section 31B: Second adsorption section 32: Adsorbent 33A: First inlet path 33B: Second inlet passage 34A: First outlet passage 34B: Second outlet passage 35A: First detached gas passage 35B: Second detached gas passage 36: Purification passage 36A: Orifice 37: Upper pressure equalizing passage 38: Lower pressure equalizing passage 42 : Flow meter 51: Buffer tank 52: Blower 53: On-off valve 60: Oxygen concentration meter 61: Oxygen concentration meter 70: High oxygen chamber 80: Low oxygen chamber

Claims (5)

空気を圧縮する圧縮機と、
上記圧縮機から空気が供給される吸着部と、
上記吸着部に充填され、供給された空気中の酸素を高圧力下で吸着し、その吸着された酸素を開放圧力化で離脱する吸着剤と、
上記吸着部を高圧に保って上記吸着剤に酸素を吸着させる吸着工程と、上記吸着部の圧力を開放して上記吸着剤に吸着された酸素を離脱させる離脱工程とを切換える切換手段と、
上記吸着工程で得られた低酸素ガスを吐出する低酸素ガス吐出路と、
上記離脱工程で得られた高酸素ガスを吐出する高酸素ガス吐出路と、
上記離脱工程において、上記高酸素ガス吐出路に吐出される高酸素ガスの酸素濃度が所定濃度に達しない時期は、上記高酸素ガス吐出路に吐出される高酸素ガスを排気する排気手段とを備え、
高酸素ガスの利用設備において利用する高酸素ガスを管理するために、上記排気手段が機能することにより得られた酸素濃度が上記所定濃度以上の高酸素ガスを上記高酸素ガスの利用設備に供給する際に、上記高酸素ガスに空気を混入する第１空気混入手段により上記高酸素ガスの酸素濃度を調節し、上記調節された高酸素ガスの濃度を第１酸素濃度計により管理するように構成され、
低酸素ガスの利用設備において利用する低酸素ガスを管理するために、上記低酸素ガス吐出路から吐出される低酸素ガスを上記低酸素ガスの利用設備に供給する際に、上記低酸素ガスに空気を混入する第２空気混入手段により上記低酸素ガスの酸素濃度を調節し、上記調節された低酸素ガスの濃度を第２酸素濃度計により管理するように構成されている
ことを特徴とする高酸素ガスの供給装置。 a compressor for compressing air;
an adsorption unit to which air is supplied from the compressor;
an adsorbent that is filled in the adsorption part, adsorbs oxygen in the supplied air under high pressure, and releases the adsorbed oxygen at open pressure;
a switching means for switching between an adsorption step in which the adsorbent is adsorbed with oxygen by maintaining the adsorption portion at a high pressure and a desorption step in which the pressure of the adsorption portion is released to release the oxygen adsorbed by the adsorbent;
a low-oxygen gas discharge path for discharging the low-oxygen gas obtained in the adsorption step;
a high-oxygen gas discharge path for discharging the high-oxygen gas obtained in the desorption step;
exhaust means for exhausting the high-oxygen gas discharged through the high-oxygen gas discharge passage when the oxygen concentration of the high-oxygen gas discharged through the high-oxygen gas discharge passage does not reach a predetermined concentration in the separating step; prepared,
In order to manage the high-oxygen gas used in the high-oxygen gas utilization equipment, the high-oxygen gas having an oxygen concentration equal to or higher than the predetermined concentration obtained by the functioning of the exhaust means is supplied to the high-oxygen gas utilization equipment. In this case, the oxygen concentration of the oxygen-rich gas is adjusted by the first air mixing means for mixing air into the oxygen-rich gas, and the adjusted concentration of the oxygen-rich gas is managed by the first oxygen concentration meter. configured,
In order to manage the low-oxygen gas used in the low-oxygen gas utilization equipment, when supplying the low-oxygen gas discharged from the low-oxygen gas discharge passage to the low-oxygen gas utilization equipment, The oxygen concentration of the hypoxic gas is adjusted by the second air mixing means for mixing air, and the adjusted concentration of the hypoxic gas is controlled by the second oxygen concentration meter.
A high oxygen gas supply device characterized by: 上記酸素濃度が所定濃度に達しない時期は、上記離脱工程の初期の所定期間を含む
請求項１記載の高酸素ガスの供給装置。 2. The oxygen-enriched gas supply device according to claim 1, wherein the time period when the oxygen concentration does not reach the predetermined concentration includes an initial predetermined period of the desorption step. 上記酸素濃度が所定濃度に達しない時期は、上記離脱工程の終期の所定期間を含む
請求項１または２記載の高酸素ガスの供給装置。 3. The oxygen-enriched gas supply device according to claim 1, wherein the time when the oxygen concentration does not reach the predetermined concentration includes a predetermined period at the end of the desorption step. 上記低酸素ガス吐出路に設けれたバッファタンクを備え、上記バッファタンクから所定流量以上の低酸素ガスを常に排出する
請求項１～３のいずれか一項に記載の高酸素ガスの供給装置。 4. The high-oxygen gas supply device according to claim 1, further comprising a buffer tank provided in the low-oxygen gas discharge passage, and constantly discharging a predetermined flow rate or more of the low-oxygen gas from the buffer tank. 空気を圧縮する圧縮機と、
上記圧縮機から空気が供給される吸着部と、
上記吸着部に充填され、供給された空気中の酸素を高圧力下で吸着し、その吸着された酸素を開放圧力化で離脱する吸着剤と、
上記吸着部を高圧に保って上記吸着剤に酸素を吸着させる吸着工程と、上記吸着部の圧力を開放して上記吸着剤に吸着された酸素を離脱させる離脱工程とを切換える切換手段とを準備し、
上記吸着工程で得られた低酸素ガスを低酸素ガス吐出路から吐出し、
上記離脱工程で得られた高酸素ガスを高酸素ガス吐出路から吐出し、
上記離脱工程において、上記高酸素ガス吐出路に吐出される高酸素ガスの酸素濃度が所定濃度に達しない時期は、上記高酸素ガス吐出路に吐出される高酸素ガスを排気手段により排気し、
高酸素ガスの利用設備において利用する高酸素ガスを管理するために、上記排気手段が機能することにより得られた酸素濃度が上記所定濃度以上の高酸素ガスを上記高酸素ガスの利用設備に供給する際に、上記高酸素ガスに空気を混入する第１空気混入手段により上記高酸素ガスの酸素濃度を調節し、上記調節された高酸素ガスの濃度を第１酸素濃度計により管理し、
低酸素ガスの利用設備において利用する低酸素ガスを管理するために、上記低酸素ガス吐出路から吐出される低酸素ガスを上記低酸素ガスの利用設備に供給する際に、上記低酸素ガスに空気を混入する第２空気混入手段により上記低酸素ガスの酸素濃度を調節し、上記調節された低酸素ガスの濃度を第２酸素濃度計により管理する
ことを特徴とする高酸素ガスの供給方法。 a compressor for compressing air;
an adsorption unit to which air is supplied from the compressor;
an adsorbent that is filled in the adsorption part, adsorbs oxygen in the supplied air under high pressure, and releases the adsorbed oxygen at open pressure;
A switching means is provided for switching between an adsorption step in which the adsorption portion is maintained at a high pressure to adsorb oxygen to the adsorbent, and a desorption step in which the pressure of the adsorption portion is released to release the oxygen adsorbed by the adsorbent. death,
The low-oxygen gas obtained in the adsorption step is discharged from the low-oxygen gas discharge passage,
The oxygen-rich gas obtained in the desorption step is discharged from the oxygen-rich gas discharge passage,
In the separating step, when the oxygen concentration of the high-oxygen gas discharged through the high-oxygen gas discharge passage does not reach a predetermined concentration, the high-oxygen gas discharged through the high-oxygen gas discharge passage is exhausted by an exhaust means,
In order to manage the high-oxygen gas used in the high-oxygen gas utilization equipment, the high-oxygen gas having an oxygen concentration equal to or higher than the predetermined concentration obtained by the functioning of the exhaust means is supplied to the high-oxygen gas utilization equipment. When doing so, the oxygen concentration of the high-oxygen gas is adjusted by a first air mixing means for mixing air into the high-oxygen gas, and the adjusted concentration of the high-oxygen gas is managed by a first oxygen concentration meter,
In order to manage the low-oxygen gas used in the low-oxygen gas utilization equipment, when supplying the low-oxygen gas discharged from the low-oxygen gas discharge passage to the low-oxygen gas utilization equipment, The oxygen concentration of the hypoxic gas is adjusted by the second air mixing means for mixing air, and the adjusted concentration of the hypoxic gas is managed by the second oxygen concentration meter.
A method for supplying high oxygen gas, characterized by:
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