JPH01197302A - 酸素富化方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、酸素富化方法およびその装置に関する。さら
に詳しくは、簡単で、しかも効率の良いｍ歯音化方法お
よびその装置に関する。

［従来の技術および課題］ 従来、大気を構成するガス成分において、酸素のみか極
めて大きな磁化率を有し、他のガスである窒素ガス、水
素ガス、ヘリウムガス、水蒸気等は、極めて小さな磁化
率または負の磁化率を有することを利用して、酸素ガス
を磁気的に分離しようという試みが数多くおこなわれて
いる。

たとえば、特開昭４９−６１０７８号、特開昭４９−１
０９２８０号、特開昭５０−９２８８７号、特開昭５０
−１０２５９３号。

特開昭５０−１４８２５９号、特開昭５３−１１１１９
５号、特開昭５４−４７８９０号、特開昭５４−４９９
９３号、特開昭５４−５３６９５号、特開昭５４−５４
９８８号、特開昭６０−４６９０３号、特公昭４２−１
５３６１号がある。

これらの公報に記載された発明においては、いずれも電
磁石を使用して、電磁石の電源のＯＮ・ＯＦＦをおこな
い、さらに電源のＯＮ・ＯＦＦに合わせて機械的にガス
の吸気および排気をおこなって、酸素の捕集回収をおこ
なうことを基本にしている。

そのため、酸素含有ガスに酸素富化処理をおこなう場合
、その操作は複雑てあり、その装置は大きなものになる
という問題点を有している。

また、最近になり、微小な磁性体粒子をポリマーに分散
してなる分離膜も提案されている（特開昭５８−１１２
０２２号公報参照）。

前記分離膜を使用することにより、酸素含有ガスの酸素
富化処理における機械的操作か簡単にはなる。　　・ しかし、実際には前記分離膜を透過するガスの透過量か
十分に大きいものてはないため、広大な膜面積を必要と
するという問題点を有している。

本発明は前記実情に基いてなされたものである。

すなわち１本発明の目的は、酸素含有ガスな酸素富化す
るための操作か簡単になり、その装置も簡単になり、し
かも効率良く酸素富化ガスが得られる酸素富化方法およ
びその装置を提供することにある。

［前記課題を解決するための手段］ 前記問題点を解決するための本発明の第１の構成は、流
通する磁性流体中に、酸素含有ガスを導入し、磁場領域
で、前記酸素含有ガスを含有する磁性流体から窒素富化
ガスを放出し、非磁場領域て、前記酸素含有ガスを含有
する磁性流体から酸素富化ガスを放出することを特徴と
する酸素富化方法よりなり、 第２の構成は、Ｔｊｉ性流体流体通する磁性流体流′通
手段と、前記磁性流体中に酸素含有ガスを導入する酸素
含有ガス導入手段と、磁場領域て、酸素含有ガスを含有
する磁性流体から窒素富化ガスを放出する窒素富化ガス
放出手段と、非磁場領域て、酸素含有ガスを含有する磁
性流体から酸素富化ガスを放出する酸素富化ガス放出手
段とを備えてなることを特徴とする酸素富化装置よりな
る。

以下、本発明における酸素富化方法およびその装置の構
成について図面を参照しながら、詳述する。

第１図は、本発明の構成の一態様を示す説明図である。

第１図に示すように、本発明における磁性流体流通手段
ｌは、管７を介して、磁性流体８を窒素付加ガス放出手
段３および酸素富化ガス放出手段４に導入せしめる手段
であり、その構造としては様々の態様を挙げることがて
きる。

たとえば、第１図に示すように、磁性流体流通手段ｌは
、磁性流体８か流入する入口１２と、磁性流体８か流通
する管７と、磁性流体８を貯蔵する槽５と、磁性流体８
を本発明の各手段に送るポンプ６と、磁性流体８が流出
する出口１３とにより構成することがてきる。

また、磁性流体流通手段ｌの他の７ｇ様として、磁性流
体８か循環するように管７を環状に形成することもでき
る。

前記磁性流体８としては、磁場をかけたときに磁化する
流体ならば特に制限はない。

たとえば、磁性流体の磁性物としては、炭素鋼、タンク
ステン鋼、ＫＳ鋼、ＭＴ鋼、ＭＫ鋼、アルニコ等の鉄合
金、Ｐｔ−Ｆｅ−Ｐｔ−Ｃｏ等の白金合金、マクネタイ
ト、コバルトフェライト、バリウムフェライト、Ｎ　１
−Ｚｎフェライト等の金属酸化物、ＭｎＢ１．ＦｅＣｏ
等の金属間化合物等をあげることかてきる。

また、磁性流体の媒体としては、取扱が良好である水が
好ましいか、ケロシン、トルエン等の油性媒体等でもよ
い。

前記管７の材質としては、たとえば、磁場をかけたとき
に磁化することのないガラス、セラミックス、銅等の金
属、プラスチック、ゴム等をあげることかできる。

前記槽５は、磁性流体８を保持することのてきる構造を
有していれば特に制限はない。

前記ポンプ６は、所定量の磁性流体８を送ることかてき
る液体輸送用ポンプであれば特に制限はない。

本発明における酸素含有ガス導入手段は、磁性流体中に
酸素含有ガスを導入することかてきれば特に制限かなく
、その構造として様々の態様を挙げることかてきる。

たとえば、第１図に示すように、酸素含有ガス導入手段
２を、酸素含有ガスの導入口１４と、磁性波体８中に酸
素含有ガスを導入するエアポンプ９とにより構成するこ
とができる。

本発明における酸素含有ガスとしては、少なくとも酸素
ガスを含有していれば良く、たとえば空気、あるいは空
気を酸素富化処理することにより得られる酸素富化ガス
などをあげることかてきる。

前記エアポンプ９としては、磁性波体８中に所定量の酸
素含有ガスを導入するポンプ、ブロワ−などを挙げるこ
とかできる。

本発明における窒素富化ガス放出手段は、磁場領域で、
磁場をかけ、酸素含有ガスを含有する磁性流体から窒素
富化ガスを放出することができれば特に制限がなく、そ
の構造として様々の態様を挙げることかできる。

たとえば、第１図に示すように、窒素富化ガス放出手段
３を、磁石１５と、窒素富化ガス放出口１６とを有する
ように構成することかてきる。

窒素富化ガス放出手段３の領域において、磁場をかけ、
磁性流体８中に酸素を捕捉し、窒素富化ガスを外部へ放
出する。

第１図においては、磁場は、窒素富化ガス放出領域にお
ける管７の外部に設けた磁石１５により形成される。な
お磁石としては、永久磁石と電磁石とのいずれであって
も良い。

本発明における酸素富化ガス放出手段は、非磁場領域で
、酸素含有ガスを含有する磁性流体から酸素富化ガスを
放出することかてきれば特に制限かなく、その構造とし
て様々の態様を挙げることかできる。

たとえば、第１図に示すように、酸素富化ガス放出手段
４を、酸素富化ガス放出口１７により構成することがて
きる。

酸素富化ガス放出手段４の領域においては、磁場か存在
しないので、窒素富化ガス放出手段３の領域で磁性流体
８中に捕捉されていた酸素が、磁性流体８から遊離して
くる。

この遊離酸素により酸素富化ガスが発生し、その酸素富
化ガスは、酸素富化ガス放出口１７より放出される。

酸素富化ガス放出口１７より放出する酸素富化ガスは、
酸素富化ガスを必要とする所定の使用工程にそのまま供
給してもよいし、また、別に設けた本発明の酸素富化装
置の酸素含有ガス導入手段に供給して、さらに酸素を多
く含んだ酸素富化ガスの生産に使ってもよい。

本発明における酸素富化方法およびその装置で、酸素富
化ガスを生成することにより、窒素富化ガスも生成され
る。したがって、本発明における酸素富化方法およびそ
の装置は、通常、酸素富化ガスを供給する手段として使
用されるが、窒素富化ガスを供給する手段としても使用
される。

［実施例］ 次に本発明の具体的な実施例を図面を参照しながら説明
する。

第２図は、本発明の酸素富化装置の一例を示す説明図で
ある。

（実施例１） 第２図に示すように、磁性流体流通手段１は、槽５とポ
ンプ６と管７とを備える。

管７は環になり、磁性流体８か循環するようになってい
る。

管７は、内径５ｍｍφのゴム管である。

磁性流体８は、磁性流体の磁性物がフェライト系磁性物
であり、磁性流体の媒体か水である。

酸素含有ガスとして空気を用いる。

空気導入手段２は、空気の導入口１２と、磁性流体８中
に所定量の空気を導入するエアポンプ９とを備える。

窒素富化ガス放出手段３は、窒素富化ガス放出口１７と
磁石１５とを備える。

磁石１５は、固定した永久磁石である。

酸素富化ガス放出手段４は、酸素富化ガス放出口１７を
備える。

酸素富化ガス放出手段４の領域における磁性流体８を流
通する管は、内径１２ｍｍφて長さ１０ｃｍのガラス管
である。

酸素富化ガス放出口１７より放出する酸素富化ガスを、
酸素富化袋にの外部の流量計１８および酸素メーター１
９て測定する。これにより、生成した酸素富化ガスの生
成ガス量Ｃおよび酸素濃度りを測定する。

このような第２図に示す酸素富化装置を用い、上記の設
定で、管７を循環する磁性流体８の磁性流体流ｉＡを１
０ｃｃ／分とし、磁性流体８中に導入する空気導入量Ｂ
を１００ｃｃ／分とし、酸素富化処理をおこなった。

生成ガス量Ｃは５　ｃｃ／分てあり、酸素濃度りは２６
％てあった。

（実施例２） 実施例１の酸素富化装置を用い、空気導入量Ｂを２００
ｃｃ／分としたほかは、前記実施例１と同様にして、酸
素富化処理をおこなった。

生成ガス量Ｃは９ｃｃ／分であり、酸素濃度りは２３％
てあった。

（実施例３） 実施例１の酸素富化装置を用い、磁性流体流量Ａを２０
ｃｃ／分としたほかは、前記実施例１と同様にして、酸
素富化処理をおこなった。

生成ガス量Ｃは６　ｃｃ／分であり、酸素濃度りは２８
％てあった。

（実施例４） 実施例１の酸素富化装置を用い、磁性流体流量Ａを２０
ｃｃ／分とし、空気導入量Ｂを２００ｃｃ／分としたほ
かは、前記実施例１と同様にして、酸素富化処理をおこ
なった。

生成ガス量Ｃは１３ｃｃ／分であり、酸素濃度りは　　
　　′２５％てあった。

（実施例５） 実施例１の酸素富化装置を用い、磁性流体の媒体をトル
エンとしたほかは、前記実施例１と同様にして、酸素富
化処理をおこなった。

生成ガス量Ｃは５　ｃｃ／分てあり、酸素濃度りは２６
％てあった。

（比較例１） 実施例１の酸素富化装置を用い、永久磁石１５を設置し
なかったほかは、前記実施例１と同様にして、酸素富化
処理をおこなった。

生成ガス量Ｃはｌｃｃ／分であり、酸素濃度りは２１％
てあった。

（比較例２） 実施例１の酸素富化装置を用い、磁性流体８に代えて水
を流通したほかは、前記実施例１と同様にして、１％２
素富化処理をおこなった。

生成ガス量Ｃは１　ｃｃ／分てあり、酸素濃度りは２１
％であった。

［発明の効果］ 請求項１に記載の発明によると、磁石として必ずしも電
磁石を使用する必要はなく、永久磁石を使用してもよく
、電磁石を使用するにしても電磁石の電源を終始ＯＮの
状態にしておけばよい。

すなわち、従来の酸素含有ガスを酸素富化する場合と比
較して、電磁石の電源のＯＮ・ＯＦＦをおこなう操作を
省略でき、また、電源のＯＮ・ＯＦＦに合わせて機械的
にガスの吸気排気をおこなうための装置および操作も省
略てきる。

よって、酸素含有ガスを酸素富化するための操作が簡単
になる。

請求項２に記載の発明によると、窒素富化ガス放出手段
においては磁石として必ずしも電磁石を使用する必要は
なく、永久磁石を使用してもよく、電磁石を使用するに
しても電磁石の電源を終始ＯＮの状態にしておけばよい
から、従来装置のように電源を入出力する切換装置や複
雑な制御装はを省略することができ、また従来装置のよ
うな電源の０Ｎ−ＯＦＦに合わせての機械的吸排気装置
を必要としないのて、酸素富化装置の構造を全体的に簡
単なものにすることがてきる。したかって、本発明の酸
素富化装置は、簡単な構造てあり、小型化することもて
きるのて、装置規模の大幅な変更に対応したり、従来、
設着することのてきなかった場所に設置することもでき
、そして効率良く好適に酸素富化ガスを得ることかでき
る。

そのため、請求項１および２の発明により、酸素富化を
おこなうためのコストを低めることかてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の構成を示す説明図である。 第２図は、本発明の酸素富化装置の一例を示す説明図で
ある。 ｌ・・・磁性流体流通手段、２・・・含酸素ガス導入手
段、３・・・窒素富化ガス放出手段、４・・・酸素富化
ガス放出手段、８・・・磁性流体。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）流通する磁性流体中に、酸素含有ガスを導入し、
   磁場領域で、前記酸素含有ガスを含有する磁性流体から
   窒素富化ガスを放出し、非磁場領域で、前記酸素含有ガ
   スを含有する磁性流体から酸素富化ガスを放出すること
   を特徴とする酸素富化方法。
2. （２）磁性流体が流通する磁性流体流通手段と、前記磁
   性流体中に酸素含有ガスを導入する酸素含有ガス導入手
   段と、磁場領域で、酸素含有ガスを含有する磁性流体か
   ら窒素富化ガスを放出する窒素富化ガス放出手段と、非
   磁場領域で、酸素含有ガスを含有する磁性流体から酸素
   富化ガスを放出する酸素富化ガス放出手段とを備えてな
   ることを特徴とする酸素富化装置。