JPH0668430B2 - 液体空気製造装置 - Google Patents
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- JPH0668430B2 JPH0668430B2 JP63271825A JP27182588A JPH0668430B2 JP H0668430 B2 JPH0668430 B2 JP H0668430B2 JP 63271825 A JP63271825 A JP 63271825A JP 27182588 A JP27182588 A JP 27182588A JP H0668430 B2 JPH0668430 B2 JP H0668430B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液体空気を製造する装置に関するものである。
従来、ガスを液化させる装置として、液体窒素製造装置
および液体酸素製造装置が公知である。また、これらの
装置を液体空気製造装置として転用することも各種文献
によって公知となっている。
および液体酸素製造装置が公知である。また、これらの
装置を液体空気製造装置として転用することも各種文献
によって公知となっている。
この公知の液体空気製造装置の構成と作用を第５図によ
って説明する。
って説明する。
同図において、１は原料空気圧縮機、２は吸着塔部で、
原料空気圧縮機１により吸着塔部２での吸着圧力まで加
圧された原料空気は、吸着塔部２で不要成分である水分
および炭酸ガスを吸着除去される。
原料空気圧縮機１により吸着塔部２での吸着圧力まで加
圧された原料空気は、吸着塔部２で不要成分である水分
および炭酸ガスを吸着除去される。
この吸着塔部２から出た空気は、循環空気圧縮機３によ
りさらに液化操作に適した圧力まで加圧された後コール
ドボックスＡ内に入る。
りさらに液化操作に適した圧力まで加圧された後コール
ドボックスＡ内に入る。
このコールドボックスＡ内には、冷却手段として入口側
から順に、予冷器４、冷凍機５から寒冷を受けるフレオ
ン冷却器６、第１乃至第３各熱交換器7,8,9が設けら
れ、コールドボックスＡ内に導入された空気が、液化ラ
インL1に入ってこれら各冷却手段の高温部を通過する間
に冷却されて液化する。
から順に、予冷器４、冷凍機５から寒冷を受けるフレオ
ン冷却器６、第１乃至第３各熱交換器7,8,9が設けら
れ、コールドボックスＡ内に導入された空気が、液化ラ
インL1に入ってこれら各冷却手段の高温部を通過する間
に冷却されて液化する。
10は膨張タービンで、第１熱交換器７から出た空気の一
部がこの膨張タービン10により膨張されて寒冷を与えら
れる。この寒冷空気は、各冷却手段の低温部を通る戻り
ラインL2に入って各冷却手段に寒冷を与えた後、循環空
気として循環空気圧縮機３の吸込側に戻される。
部がこの膨張タービン10により膨張されて寒冷を与えら
れる。この寒冷空気は、各冷却手段の低温部を通る戻り
ラインL2に入って各冷却手段に寒冷を与えた後、循環空
気として循環空気圧縮機３の吸込側に戻される。
第３熱交換器９から出た液体空気は、減圧弁11により減
圧され、フラッシュボトル12経由で製品タンク13に送ら
れる。
圧され、フラッシュボトル12経由で製品タンク13に送ら
れる。
ところで、吸着塔部２は二つの吸着塔2a,2aを有し、一
方の吸着塔2aで吸着作用が行なわれる間、他方の吸着塔
2aで、吸着した不要成分を塔外に排出する再生操作が行
なわれる。この吸着塔再生操作は、低圧の再生ガスを、
吸着塔2aの再生ガス入口から送入することによって行な
われる。
方の吸着塔2aで吸着作用が行なわれる間、他方の吸着塔
2aで、吸着した不要成分を塔外に排出する再生操作が行
なわれる。この吸着塔再生操作は、低圧の再生ガスを、
吸着塔2aの再生ガス入口から送入することによって行な
われる。
従来、この吸着塔再生のための再生ガスとしては、吸着
塔2aから出た空気の一部が使用される。すなわち、吸着
塔部出口と再生ガス入口とを再生空気ライン14で接続
し、吸着塔部２における吸着工程中の吸着塔2aから出た
空気の一部を再生側吸着塔2aに送入するようにしてい
る。
塔2aから出た空気の一部が使用される。すなわち、吸着
塔部出口と再生ガス入口とを再生空気ライン14で接続
し、吸着塔部２における吸着工程中の吸着塔2aから出た
空気の一部を再生側吸着塔2aに送入するようにしてい
る。
この場合、再生に適した圧力（0.1〜0.3Kg／cm2G）が吸
着塔出口圧力よりも低いため、再生空気ライン14に減圧
弁15を設け、この減圧弁15によって再生用空気を減圧す
る構成をとっている。
着塔出口圧力よりも低いため、再生空気ライン14に減圧
弁15を設け、この減圧弁15によって再生用空気を減圧す
る構成をとっている。
ところが、この構成によると、吸着塔部２の入口側で原
料空気圧縮機１によって吸着圧力まで加圧された空気の
一部を、すぐ出口側で吸着塔再生のために減圧しなけれ
ばならないため、この分、圧縮機動力が無駄となり、エ
ネルギー損失が大きいものとなっていた。
料空気圧縮機１によって吸着圧力まで加圧された空気の
一部を、すぐ出口側で吸着塔再生のために減圧しなけれ
ばならないため、この分、圧縮機動力が無駄となり、エ
ネルギー損失が大きいものとなっていた。
そこで本発明は、このような吸着塔再生のためだけの減
圧を排して圧縮機動力の無駄をなくし、エネルギー効率
を上げることができる液体空気製造装置を提供するもの
である。
圧を排して圧縮機動力の無駄をなくし、エネルギー効率
を上げることができる液体空気製造装置を提供するもの
である。
本発明は、原料空気を加圧する圧縮機と、この圧縮機か
ら出た原料空気中から不要成分を吸着除去する吸着塔
と、この吸着塔から出た空気を冷却して液化させる冷却
手段と、この冷却手段に導入される空気の一部を膨張さ
せて低温化させ冷却手段に寒冷源として供給する膨張手
段とを具備し、かつ、この膨張手段から冷却手段に供給
された空気の一部を上記吸着塔の再生ガス入口に導く吸
着塔再生空気ラインが設けられてなるものである。
ら出た原料空気中から不要成分を吸着除去する吸着塔
と、この吸着塔から出た空気を冷却して液化させる冷却
手段と、この冷却手段に導入される空気の一部を膨張さ
せて低温化させ冷却手段に寒冷源として供給する膨張手
段とを具備し、かつ、この膨張手段から冷却手段に供給
された空気の一部を上記吸着塔の再生ガス入口に導く吸
着塔再生空気ラインが設けられてなるものである。
また本発明は、上記構成に加えて、吸着塔再生空気ライ
ン中の空気の一部を圧縮機の吸込側に導く分岐ラインが
設けられてなるものである。
ン中の空気の一部を圧縮機の吸込側に導く分岐ラインが
設けられてなるものである。
請求項１の基本構成により、膨張手段により膨張（減
圧）されて冷却手段に対する寒冷源として使用された空
気の一部を吸着塔再生用空気として有効利用できるた
め、吸着塔出口側の空気を減圧して吸着塔に再生ガスと
して戻す場合のような圧縮機動力の無駄がなくなり、エ
ネルギー効率が良いものとなる。
圧）されて冷却手段に対する寒冷源として使用された空
気の一部を吸着塔再生用空気として有効利用できるた
め、吸着塔出口側の空気を減圧して吸着塔に再生ガスと
して戻す場合のような圧縮機動力の無駄がなくなり、エ
ネルギー効率が良いものとなる。
また、請求項２の構成によると、低温度でかつ乾燥した
再生用空気の一部が圧縮機の吸込側に戻されるため、原
料空気の温度と湿度が低下する。従って、圧縮機の負荷
が小さくなり、圧縮機動力が減少するため、エネルギー
効率が一層良いものとなる。
再生用空気の一部が圧縮機の吸込側に戻されるため、原
料空気の温度と湿度が低下する。従って、圧縮機の負荷
が小さくなり、圧縮機動力が減少するため、エネルギー
効率が一層良いものとなる。
本発明の実施例を第１図及至第４図によって説明する。
第１実施例（第１図参照） 第１図において、21は原料空気を吸着圧力まで加圧する
原料空気圧縮機,22は原料空気中から不要成分を吸着除
去する二つの吸着塔22a,22aを備えた吸着塔部、23は吸
着塔部22から出た空気を液化に適した圧力まで加圧する
循環空気圧縮機である。
原料空気圧縮機,22は原料空気中から不要成分を吸着除
去する二つの吸着塔22a,22aを備えた吸着塔部、23は吸
着塔部22から出た空気を液化に適した圧力まで加圧する
循環空気圧縮機である。
この循環空気圧縮機23で加工された空気はコールドボッ
クスＢに入り、各冷却手段、すなわち予冷器24、冷凍機
25を寒冷発生源とするフレオン冷却器26、第１乃至第３
各熱交換器27,28,29の順で液化ラインL1を通る。
クスＢに入り、各冷却手段、すなわち予冷器24、冷凍機
25を寒冷発生源とするフレオン冷却器26、第１乃至第３
各熱交換器27,28,29の順で液化ラインL1を通る。
ここで、液化ラインL1を通る空気の一部は、第１熱交換
器27の出口側から低温側の第１膨張タービン30に入り、
ここで断熱膨張されて寒冷を発生した後、戻りラインL2
に入り、第３熱交換器29→第２熱交換器28→第１熱交換
器27→予冷器24を通ってこれらに寒冷を与えた後、循環
空気として循環空気圧縮機23の吸込側に戻る。
器27の出口側から低温側の第１膨張タービン30に入り、
ここで断熱膨張されて寒冷を発生した後、戻りラインL2
に入り、第３熱交換器29→第２熱交換器28→第１熱交換
器27→予冷器24を通ってこれらに寒冷を与えた後、循環
空気として循環空気圧縮機23の吸込側に戻る。
また、この戻りラインL2を通る空気の一部は、第１熱交
換器27の出口側から高温側の第２膨張タービン31に入
り、ここで再び断熱膨張されて寒冷を発生した後、第
２、第１両熱交換器28,27および予冷器24の低温部を、
戻りラインL2とは別の吸着塔再生空気ライン（以下、単
に再生空気ラインという）L3に入る。
換器27の出口側から高温側の第２膨張タービン31に入
り、ここで再び断熱膨張されて寒冷を発生した後、第
２、第１両熱交換器28,27および予冷器24の低温部を、
戻りラインL2とは別の吸着塔再生空気ライン（以下、単
に再生空気ラインという）L3に入る。
この再生空気ラインL3は、吸着塔22aの再生ガス入口に
接続され、上記のように熱交換器28,27および予冷器24
に寒冷を与えた後、再生側吸着塔22aに再生用空気とし
て供給される。
接続され、上記のように熱交換器28,27および予冷器24
に寒冷を与えた後、再生側吸着塔22aに再生用空気とし
て供給される。
また、この再生空気ラインL3には分岐ラインL4が接続さ
れ、再生用空気の一部、すなわち吸着塔22aに供給され
た分の残りの空気がこの分岐ラインL4経由で原料圧縮機
21の吸込側に供給されるようになっている。
れ、再生用空気の一部、すなわち吸着塔22aに供給され
た分の残りの空気がこの分岐ラインL4経由で原料圧縮機
21の吸込側に供給されるようになっている。
一方、この実施例においては、コールドボックスＢ内に
おける第３熱交換器29の出口側に過冷却器32が設けら
れ、第３熱交換器29を出た液体空気が、この過冷却器32
により製品タンク35の圧力下における沸点以下の温度ま
で過冷却されるようになっている。
おける第３熱交換器29の出口側に過冷却器32が設けら
れ、第３熱交換器29を出た液体空気が、この過冷却器32
により製品タンク35の圧力下における沸点以下の温度ま
で過冷却されるようになっている。
この過冷却された液体空気は減圧弁34によりタンク圧力
まで減圧された後、製品として同タンク35に送り込まれ
る。
まで減圧された後、製品として同タンク35に送り込まれ
る。
このように、液体空気がタンク圧力下における沸点以下
の温度まで過冷却された後、減圧弁34に入るため、同減
圧弁34での減圧時に液体空気のガス化が起こらず、従っ
て運転開始当初から一定組成の製品液体空気を製造する
ことができる。
の温度まで過冷却された後、減圧弁34に入るため、同減
圧弁34での減圧時に液体空気のガス化が起こらず、従っ
て運転開始当初から一定組成の製品液体空気を製造する
ことができる。
過冷却器32から出た液体空気の一部は膨張弁33で膨張し
てさらに低温化し、過冷却器32および第３熱交換器29の
低温部を通ってこれらに寒冷を与えた後、再生空気ライ
ンL3に入り、第２膨張タービン31から出た空気と合流し
て吸着塔22aに向かう。
てさらに低温化し、過冷却器32および第３熱交換器29の
低温部を通ってこれらに寒冷を与えた後、再生空気ライ
ンL3に入り、第２膨張タービン31から出た空気と合流し
て吸着塔22aに向かう。
このように、第２膨張タービン31および膨張弁33で膨張
（減圧）されて冷却手段に寒冷を与えた空気、すなわち
空気の液化に寄与した空気の一部を吸着塔22aの再生用
空気として使用するため、吸着塔から出た空気の一部を
すぐ減圧して再生用空気として吸着塔に戻す場合のよう
な圧縮機動力の無駄使いがなくなる。従って、装置全体
のエネルギー効率が良いものとなる。
（減圧）されて冷却手段に寒冷を与えた空気、すなわち
空気の液化に寄与した空気の一部を吸着塔22aの再生用
空気として使用するため、吸着塔から出た空気の一部を
すぐ減圧して再生用空気として吸着塔に戻す場合のよう
な圧縮機動力の無駄使いがなくなる。従って、装置全体
のエネルギー効率が良いものとなる。
また、コールドボックスＢから出た低温かつ乾燥した吸
着塔再生用空気の一部を原料空気圧縮機21の吸込側に戻
すため、この再生用空気によって原料空気の温度および
湿度が低くなる。従って、同圧縮機21の負荷が小さくな
るため、圧縮機動力が減少し、エネルギー効率が一層良
いものとなる。
着塔再生用空気の一部を原料空気圧縮機21の吸込側に戻
すため、この再生用空気によって原料空気の温度および
湿度が低くなる。従って、同圧縮機21の負荷が小さくな
るため、圧縮機動力が減少し、エネルギー効率が一層良
いものとなる。
第２実施例（第２図参照） 第１実施例との相違点のみを説明する。
第１実施例では、第１熱交換器27を通過した原料空気の
一部を、相対的に低温側である第１膨張タービン30で断
熱膨張させてさらに寒冷を与えた後、各熱交換器29,28,
27に通し、これらにより寒冷を奪われて高温化した空気
を再び高温側の第２膨張タービン31で吸着塔再生圧力ま
で膨張させて再生空気ラインL3に送るようにした。
一部を、相対的に低温側である第１膨張タービン30で断
熱膨張させてさらに寒冷を与えた後、各熱交換器29,28,
27に通し、これらにより寒冷を奪われて高温化した空気
を再び高温側の第２膨張タービン31で吸着塔再生圧力ま
で膨張させて再生空気ラインL3に送るようにした。
これに対し、第２実施例では、第２図に示すようにフレ
オン冷却器26を出たばかりの比較的高温の空気の一部を
高温側の第２膨張タービン31で膨張させた後、第２熱交
換器28の出口側で二つの流れに分け、その一方を戻りラ
インL2により循環圧縮機23に戻し、他方を低温側の第１
膨張タービン30に導入して再度膨張させた後、再生空気
ラインL3に送るようにしている。
オン冷却器26を出たばかりの比較的高温の空気の一部を
高温側の第２膨張タービン31で膨張させた後、第２熱交
換器28の出口側で二つの流れに分け、その一方を戻りラ
インL2により循環圧縮機23に戻し、他方を低温側の第１
膨張タービン30に導入して再度膨張させた後、再生空気
ラインL3に送るようにしている。
この構成によっても第１実施例の場合と同様の作用効果
を得ることができる。
を得ることができる。
第３実施例（第３図参照）および第４実施例（第４図参
照） この両実施例では、循環空気圧縮機を設けずに、原料空
気圧縮機21を循環空気圧縮機として兼用する構成を前提
としている。
照） この両実施例では、循環空気圧縮機を設けずに、原料空
気圧縮機21を循環空気圧縮機として兼用する構成を前提
としている。
この前提において、第３実施例では液化ラインL1を通る
原料空気の一部を、フレオン冷却器26の出口側で第２膨
張タービン31に、また第１熱交換器27の出口側で第１膨
張タービン30にそれぞれ導入して吸着塔再生圧力まで別
々に膨張させた後、再生空気ラインL3に送るようにして
いる。
原料空気の一部を、フレオン冷却器26の出口側で第２膨
張タービン31に、また第１熱交換器27の出口側で第１膨
張タービン30にそれぞれ導入して吸着塔再生圧力まで別
々に膨張させた後、再生空気ラインL3に送るようにして
いる。
なお、膨張弁33で膨張された液体空気を戻りラインL2に
より原料空気圧縮機21の吸込側に戻すようにしている。
より原料空気圧縮機21の吸込側に戻すようにしている。
一方、第４実施例においては、フレオン冷却器26から出
た空気の一部を、第２膨張タービン31→第２熱交換器28
→第１膨張タービン30の経路で低温化させた後、第３熱
交換器29の入口側で再生空気ライン兼用戻りラインL5に
送るようにしている。
た空気の一部を、第２膨張タービン31→第２熱交換器28
→第１膨張タービン30の経路で低温化させた後、第３熱
交換器29の入口側で再生空気ライン兼用戻りラインL5に
送るようにしている。
再生空気ライン兼用戻りラインL5は、膨張弁33→過冷却
器32→第３熱交換器29→第２熱交換器28→第１熱交換器
27→予冷器24の各低温部を通り、膨張弁33および膨張タ
ービン31,30により吸着塔再生圧力まで減圧された空気
を吸着塔22aの再生ガス入口に送り、残りを循環空気と
して分岐ラインL6経由で原料空気圧縮機21の吸込側に戻
す。
器32→第３熱交換器29→第２熱交換器28→第１熱交換器
27→予冷器24の各低温部を通り、膨張弁33および膨張タ
ービン31,30により吸着塔再生圧力まで減圧された空気
を吸着塔22aの再生ガス入口に送り、残りを循環空気と
して分岐ラインL6経由で原料空気圧縮機21の吸込側に戻
す。
上記のように本発明によるときは、コールドボックス内
において膨張手段により膨張（減圧）されて冷却手段に
対する寒冷源として使用された空気の一部を吸着塔再生
ガスとして有効利用できるため、吸着塔出口側の空気を
減圧して吸着塔に再生ガスとして戻す場合のような圧縮
機動力の無駄使いがなくなり、エネルギー効率が良いも
のとなる。
において膨張手段により膨張（減圧）されて冷却手段に
対する寒冷源として使用された空気の一部を吸着塔再生
ガスとして有効利用できるため、吸着塔出口側の空気を
減圧して吸着塔に再生ガスとして戻す場合のような圧縮
機動力の無駄使いがなくなり、エネルギー効率が良いも
のとなる。
また、請求項２の構成によると、吸着塔再生に使用され
る分の残りの空気を圧縮機の吸込側に戻すため、低温度
でかつ乾燥した再生用空気によって原料空気の温度と湿
度を低下させることができる。従って、圧縮機の負荷が
小さくなり、圧縮機動力が減少するため、エネルギー効
率が一層良いものとなる。
る分の残りの空気を圧縮機の吸込側に戻すため、低温度
でかつ乾燥した再生用空気によって原料空気の温度と湿
度を低下させることができる。従って、圧縮機の負荷が
小さくなり、圧縮機動力が減少するため、エネルギー効
率が一層良いものとなる。
第１図は本発明の第１実施例、第２図は同第２実施例、
第３図は同第３実施例、第４図は同第４実施例をそれぞ
れ示すフローシート、第５図は従来公知の液体空気製造
装置のフローシートである。 21……原料空気圧縮機、22a……吸着塔、24……冷却手
段としての予冷器、26……同フレオン冷却器、27,28,29
……同第１乃至第３各熱交換器、32……同過冷却器、3
0,31……膨張手段としての膨張タービン、34……同膨張
弁、L3……再生空気ライン、L5……再生空気ライン兼用
戻りライン、L4,L6……分岐ライン。
第３図は同第３実施例、第４図は同第４実施例をそれぞ
れ示すフローシート、第５図は従来公知の液体空気製造
装置のフローシートである。 21……原料空気圧縮機、22a……吸着塔、24……冷却手
段としての予冷器、26……同フレオン冷却器、27,28,29
……同第１乃至第３各熱交換器、32……同過冷却器、3
0,31……膨張手段としての膨張タービン、34……同膨張
弁、L3……再生空気ライン、L5……再生空気ライン兼用
戻りライン、L4,L6……分岐ライン。
Claims (2)
- 【請求項１】原料空気を加圧する圧縮機と、この圧縮機
から出た原料空気中から不要成分を吸着除去する吸着塔
と、この吸着塔から出た空気を冷却して液化させる冷却
手段と、この冷却手段に導入される空気の一部を膨張さ
せて低温化させ冷却手段に寒冷源として供給する膨張手
段とを具備し、かつ、この膨張手段から冷却手段に供給
された空気の一部を上記吸着塔の再生ガス入口に導く吸
着塔再生空気ラインが設けられてなることを特徴とする
液体空気製造装置。 - 【請求項２】吸着塔再生空気ライン中の空気の一部を圧
縮機の吸込側に導く分岐ラインが設けられてなることを
特徴とする請求項１記載の液体空気製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63271825A JPH0668430B2 (ja) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | 液体空気製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63271825A JPH0668430B2 (ja) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | 液体空気製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02118391A JPH02118391A (ja) | 1990-05-02 |
| JPH0668430B2 true JPH0668430B2 (ja) | 1994-08-31 |
Family
ID=17505377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63271825A Expired - Fee Related JPH0668430B2 (ja) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | 液体空気製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0668430B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9066494B2 (en) | 2004-12-13 | 2015-06-30 | Innovive, Inc. | Containment systems and components for animal husbandry |
| US9155283B2 (en) | 2007-04-11 | 2015-10-13 | Innovive, Inc. | Animal husbandry drawer caging |
| US9265229B2 (en) | 2005-06-14 | 2016-02-23 | Innovive, Inc. | Cage cover with filter, shield and nozzle receptacle |
| US9516858B2 (en) | 2010-10-11 | 2016-12-13 | Innovive, Inc. | Rodent containment cage monitoring apparatus and methods |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011073909A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Hitachi Ltd | Ｃｏ２回収方法及びｃｏ２回収装置 |
| CN102564065A (zh) * | 2012-01-15 | 2012-07-11 | 罗良宜 | 节能空气液化分离装置 |
-
1988
- 1988-10-26 JP JP63271825A patent/JPH0668430B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9066494B2 (en) | 2004-12-13 | 2015-06-30 | Innovive, Inc. | Containment systems and components for animal husbandry |
| US9265229B2 (en) | 2005-06-14 | 2016-02-23 | Innovive, Inc. | Cage cover with filter, shield and nozzle receptacle |
| US9155283B2 (en) | 2007-04-11 | 2015-10-13 | Innovive, Inc. | Animal husbandry drawer caging |
| US9516858B2 (en) | 2010-10-11 | 2016-12-13 | Innovive, Inc. | Rodent containment cage monitoring apparatus and methods |
| US9516857B2 (en) | 2010-10-11 | 2016-12-13 | Innovive, Inc. | Rodent containment cage monitoring apparatus and methods |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02118391A (ja) | 1990-05-02 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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