JPH0647546Y2 - 混合ガス分離装置の吐出流量制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、吸着剤、吸収剤等の分離剤を充填した複数の
分離筒に、分離すべき１種または２種以上のガスの混入
した混合ガスを高圧で供給してそのガスを分離剤に吸着
または吸収させることにより分離した処理済みガスを吐
出するのと、その分離筒内に別の分離筒から吐出された
処理済みガスの一部を減圧して供給して分離剤に吸着ま
たは吸収されていたガスを取り去つて放出するのとを順
次に繰り返して行わせるようにした混合ガス分離装置に
おいて、特に、起動時における吐出口の流量を制御する
装置に関する。

従来の技術 従来、この種の混合ガス分離装置の１例である除湿装置
として、第４図に示すように、コンプレツサにより湿つ
た空気を高圧で供給する供給口１と除湿済み空気を吐出
する吐出口２との間に、活性アルミナ等の吸着剤ａを充
填した２本の分離筒3a、3bを並列に接続し、流路切換用
の８個の第１乃至第８開閉弁V1乃至V8の、第１、第３及
び第６開閉弁V1、V3及びV6を開き、第２、第４及び第５
開閉弁V2、V4及びV5を閉じ、かつ、第７及び第８の両開
閉弁V7、V8を閉じると、供給口１に供給した湿つた空気
が、図の太い実線の矢印に示すように、第１開閉弁V1を
通つて左側の第１分離筒3aに流入して、その中の吸着剤
ａで水蒸気が吸着され、その除湿された空気が第３開閉
弁V3を通つて吐出口２から吐出されるとともに、その除
湿済みの空気の一部が、細い実線の矢印で示すようにバ
イパス管５に流通して、絞り弁６を通過することで減圧
されて著しく湿度を低下させて右側の第２分離筒3b内に
流入し、その中の吸着剤ａに吸着された水分を取り去つ
て吸着剤ａを再生したのち、第６開閉弁V6を通つて排出
口７から排出され、また、第１乃至第６開閉弁V1乃至V6
の開閉状態を逆に切り換えると、上記とは逆に、第２分
離筒3b側で除湿工程が、第１分離筒3a側で再生工程が夫
々行われて、この第１乃至第６開閉弁V1乃至V6の切り換
えにより、第１分離筒3aと第２分離筒3bとで除湿工程と
再生工程とを一定時間ずつ交互に行うとともに、第２分
離筒3bが再生工程から除湿工程に切り換わる直前に、第
６開閉弁V6を閉じ、第８開閉弁V8を開いて、上記のバイ
パス管５を通つた再生用空気に加えて、第３開閉弁V3を
通つた乾燥空気の一部を、一点鎖線の矢印に示すように
絞り弁８、第８開閉弁V8を通して第２分離筒3b内に導い
て充填し、また、第１分離筒3aが再生工程から除湿工程
に切り換わる直前にも、第５開閉弁V5を閉じ、第７開閉
弁V7を開いて、絞り弁８を通して除湿済み空気を第１分
離筒3a内に充填することにより、再生工程から除湿工程
に切り換わる分離筒3bまたは3a内の圧力を短時間で上昇
させて、切換時における吐出口２からの乾燥空気の圧力
変動を極力抑えるようにしたものが知られている。

考案が解決しようとする課題 ところで、このような除湿装置では、各開閉弁に常閉弁
を使用するのが一般的であり、装置の起動時には、例え
ば、第１分離筒3a側で先に除湿工程が行われるとする
と、第１分離筒3a側では既述のように入口用の第１開閉
弁V1と出口用の第３開閉弁V3が開放されるのであるが、
ここで、吐出口２の圧力が供給口１よりも低い場合、特
に、その圧力差が大きいと、供給口１に供給された空気
が瞬時にして大量に第１分離筒3a内に流れ、その中に充
填された吸着剤ａが舞い上がつて粉砕されることによ
り、吸着剤ａの吸着機能が劣化するばかりでなく、吐出
口２から大量の空気が吐出されることによつて、吐出口
２側に接続された機器のフイルタ等の破損事故を招くお
それがあつた。なお、このような不具合は、第２分離筒
3b側で先に除湿工程を行う場合も同様に生ずる。

このような不具合を回避するためには、吐出口２に手動
の開度調節弁を設けて、装置の起動時にその調節弁を徐
々に開くことが考えられるが、面倒な操作を伴うことと
なり、また、これとは別に、入口用と出口用の開閉弁V
1、V2とV3、V4を常開弁として、起動時における供給口
１と吐出口２との圧力差を小さく抑えておくことも考え
られるが、コンプレツサが起動されて湿つた空気の供給
が行われる一方、除湿装置が起動されなかつたり、何ら
かの故障で作動しなかつた場合に、いずれの分離筒3a、
3bにも湿つた空気が流れて吸着剤ａの再生が行われるこ
となく除湿のみが行われ、これが長く続けられると吸着
剤ａが再生不能となつて使用できなくなるおそれがあ
り、いずれも満足のいく解決策とはなつていなかつた。

課題を解決するための手段 本考案の混合ガス分離装置の吐出流量制御装置は、上記
の事情を背景として案出されたものであつて、第１図に
示すように、供給口の圧力を検出する第１検出手段と、
吐出口の圧力を検出する第２検出手段と、第１検出手段
の検出値から第２検出手段の検出値を減じた演算値が一
定値よりも大きいか否かを判別する判別手段と、その判
別結果により、演算値が一定値よりも大きいときに、分
離工程にある分離筒からの処理済みガスが充填用の絞り
機構を通つて吐出口に流通するように開閉弁の開閉状態
を切り換える開閉弁切換手段とを備えた構成とした。

考案の作用及び効果 本考案は上記した構成からなり、分離装置が起動される
と、第１検出手段と第２検出手段によつて夫々供給口と
吐出口の圧力が検出され、供給口の圧力値が吐出口より
も大きくてその差が一定値を超えていると判別手段で判
別される間は、開閉弁切換手段による開閉弁の切り換え
によつて、分離工程にある分離筒からの処理済みガスが
充填用の絞り機構を通つて吐出口に流通し、その流量が
強制的に抑えられるのであって、従来のように、装置の
起動時において、分離工程にある分離筒に瞬時に大量の
混合ガスが流れてその中の分離剤が舞い上がつて粉砕さ
れるのに起因して分離剤が劣化したり、吐出口側に接続
された機器に大流量のガスが流れてフイルタ等の付設部
品が破損するのを確実に防止でき、しかも、手動の開度
調節弁を設ける場合と違つて人手を煩わすことがなく、
また、流量を絞るのに、充填工程に使用する既設の絞り
機構をそのまま利用したから、製作費を安価に抑えるこ
とができる効果がある。

実施例 以下、本考案の一実施例を第２図及び第３図に基づいて
説明する。

本実施例は、従来技術の項で説明したと同様の除湿装置
に、起動時における吐出流量を制御する機構を付設した
ものであつて、除湿装置自体は、所定のタイムチヤート
に従つて、既述のように、第１分離筒3aと第２分離筒3b
とで交互に除湿工程と再生工程とを繰り返して行い、か
つ、再生工程から除湿工程に切り換わる直前に充填工程
を行うようになつている。

続いて、吐出流量制御装置を説明すると、その主体とな
るマイクロコンピユータ11は、バスによつて互いに接続
されたCPU12、ROM13、RAM14、入力部15及び出力部16を
備えており、上記の除湿装置の供給口１に、その供給口
１の圧力を検出する第１検出器18が、また、吐出口２に
その吐出口２の圧力を検出する第２検出器19が夫々取り
付けられ、両検出器18、19の出力信号が入力部（A/D）1
5に入力されるようになつており、一方、出力部16は、
第１分離筒3a側と第２分離筒3b側の夫々の出口用の第３
開閉弁V3と第４開閉弁V4、充填用の第７開閉弁V7と第８
開閉弁V8、入口用の第１開閉弁V1と第２開閉弁V2、及
び、排気用の第５開閉弁V5と第６開閉弁V6に接続され
て、出力部16からの出力信号によつて夫々の開閉弁V1乃
至V8の開閉状態が切り換えられるようになつている。

ROM13には、第３図のフローチヤートで示される吐出流
量制御用のサブプログラムが記憶されており、除湿装置
が起動されてシステムプログラムが開始されると、この
サブプログラムが開始され、ステツプ10で、供給口１の
圧力の検出値P₁から吐出口２の圧力の検出値P₂を減じた
演算値が、予めROM13に記憶されている一定値Ｃよりも
大きいか否かがCPU12で判別され、その演算値が一定値
Ｃを超えている場合は、ステツプ11に進んで、第１分離
筒3aが除湿工程であるか否かを判別し、第１分離筒3aが
除湿工程の場合はステツプ12に進んで、出力部16から、
第１分離筒3a側の出口用の第３開閉弁V3を閉じ、充填用
の第７開閉弁V7を開く制御信号が出力され、上記の演算
値が一定値Ｃ以下と判別されると、ステツプ14に進んで
上記のステツプ11と同様に第１分離筒3aが除湿工程であ
るか否かが判別され、第１分離筒3aが除湿工程の場合は
ステツプ15に進んで、出力部16から、出口用の第３開閉
弁V3を開き、充填用の第７開閉弁V7を閉じる制御信号が
出力される。ステツプ11及び14において、第２分離筒3b
側が除湿工程であると判別された場合は、夫々ステツプ
13及び16に進んで、第２分離筒3b側の出口用の第４開閉
弁V4と充填用の第８開閉弁V8に、第３図に明記した開閉
の制御信号が出力される。なお、このサブプログラム
は、システムプログラムにおいて、一定時間間隔を空け
て定期的に呼び出されるようになつている。

すなわち、除湿装置の起動後、供給口１の圧力が吐出口
２よりも大きくてその差が一定値を超えている間は、例
えば第１分離筒3aが除湿工程である場合に、本来ならば
出口用の第３開閉弁V3が開き、充填用の第７開閉弁V7が
閉じて、第１分離筒3aからの除湿済み空気は、第２図の
破線の矢印に示すように、出口用の第３開閉弁V3を通つ
て吐出口２に流れるところを、出口用の第３開閉弁V3が
閉じ、充填用の第７開閉弁V7が開くことにより、同図の
太い実線の矢印に示すように、充填用の絞り弁８を通つ
て吐出口２に流れて、その流量が強制的に抑えられ、そ
の後、吐出口２の圧力が上昇して供給口１の出力に近づ
いたら、本来の出口用の第３開閉弁V3が開き、充填用の
第７開閉弁V7が閉じた状態に切り換えられて、第１分離
筒3aからの除湿済み空気は同図の破線の矢印のように出
口用の第３開閉弁V3を通つて吐出口２から吐出される。
また、除湿装置のシステムプログラムが、第２分離筒3b
側の除湿工程から開始する場合は、ステツプ13により出
口用の第４開閉弁V4を閉じ、充填用の第８開閉弁V8を開
き、ステツプ16により第４開閉弁V4を開き、第８開閉弁
V8を閉じる制御が行われて、同様の作用が得られる。

このように本実施例によれば、除湿装置の起動時に供給
口１と吐出口２に圧力差があつた場合でも、除湿工程に
ある分離筒3aまたは3bからの除湿済み空気はその流量を
絞られて吐出口２に流れるように制御されるから、除湿
工程側の分離筒3aまたは3bに瞬時に大量の空気が流れて
その中の吸着剤ａが舞い上がつて粉砕されるのに起因し
て吸着剤ａが劣化したり、吐出口２側に接続された機器
に大流量の空気が流れてフイルタ等の付設部品が破損す
るのが確実に防止され、しかも、手動の開度調節弁を設
ける場合と違つて人手を煩わす必要がない。また、流量
を絞るのに、充填工程に使用する既設の絞り弁８をその
まま利用したから、製作費も安価に抑えられる。

なお、本考案は、分離筒を３個以上備えて各分離筒が除
湿工程と再生工程さらには充填工程を順次に繰り返すよ
うにしたものにも同様に適用でき、また、除湿装置に限
らず、空気中において混在している窒素と酸素を分離す
るのに用いるもの等、他の混合ガス分離装置にも適用す
ることができる。また、１種または２種以上のガスを他
のガスから分離する分離剤には、処理するガスの種類や
目的に応じて、前記実施例の活性アルミナの他に、シリ
カゲル、モレキユラシーブス、活性炭などの吸着剤や、
塩化リチウムなどの吸収剤を適宜に用いれば良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の構成を示すブロツク図、第２図は本考
案の一実施例の全体構成図、第３図はそのマイクロコン
ピユータのプログラムのフローチヤート、第４図は従来
装置の構成図である。 a:吸着剤、V1〜V8:開閉弁、1:供給口、2:吐出口、3a、3
b:分離筒、6:（再生用の）絞り弁、7:排出口、8:（充填
用の）絞り弁、11:マイクロコンピユータ、18:第１検出
器、19:第２検出器

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】吸着剤、吸収剤等の分離剤を充填した２本
   以上の分離筒を、供給口と吐出口との間に並列して接続
   し、該各分離筒が、該分離筒に分離すべき１種または２
   種以上のガスの混入した混合ガスを前記供給口から高圧
   で供給してそのガスを前記分離剤に吸着または吸収させ
   ることにより分離した処理済みガスを前記吐出口から吐
   出する分離工程と、該分離筒内に分離工程にある他の前
   記分離筒からの処理済みガスの一部を絞り機構を介して
   減圧して供給して前記分離剤に吸着または吸収されてい
   たガスを該分離剤から取り去つて放出する再生工程と、
   該再生工程から前記分離工程に切り換わる前に該分離筒
   内に分離工程にある他の前記分離筒からの処理済みガス
   の一部を絞り機構を介して充填して該分離筒内を高圧と
   する充填工程とを、複数の開閉弁の切換動作により順次
   に繰り返して行うようにした混合ガス分離装置におい
   て、 前記供給口の圧力を検出する第１検出手段と、 前記吐出口の圧力を検出する第２検出手段と、 前記第１検出手段の検出値から前記第２検出手段の検出
   値を減じた演算値が一定値よりも大きいか否かを判別す
   る判別手段と、 該判別結果により、前記演算値が前記一定値よりも大き
   いときに、分離工程にある前記分離筒からの処理済みガ
   スが前記充填用の絞り機構を通つて前記吐出口に流通す
   るように前記開閉弁の開閉状態を切り換える開閉弁切換
   手段と を備えたことを特徴とする混合ガス分離装置の吐出流量
   制御装置