JPH0857241A - 気体分離装置及び気体分離方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は最適な圧力で製品ガスを生成できる
ようにするとともに排気効率を高めるよう構成した気体
分離装置及び気体分離方法を提供することを目的とす
る。 【構成】 気体分離装置の制御回路３２は、吸着・再
生工程（空気供給用弁１０及び排気用弁１６を開弁させ
て第１の吸着槽１に圧縮空気を供給して最適圧力以上に
昇圧させるとともに第２の吸着槽２の残留ガスを排気さ
せる）、均圧工程（均圧用弁２４，２５を開弁させて
第１の吸着槽１と第２の吸着槽２とを均圧化）、取出
工程（取出用弁２０を開弁させ第１の吸着槽１で生成さ
れた製品ガスを製品タンク２２に取り出す）、均圧工
程（均圧用弁２４，２５を開弁させて第１の吸着槽１と
第２の吸着槽２とを均圧化）の順に各工程を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＰＳＡ式（Pressure Swi
ng Adsorption ）の気体分離装置及び気体分離方法に係
り、特に最適な圧力で製品ガスを生成できるよう構成し
た気体分離装置及び気体分離方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＰＳＡ式気体分離装置は、分子
ふるいカーボンやゼオライトなどからなる吸着剤を用い
て空気を窒素と酸素に分離し、いずれか一方を製品ガス
として取出し、使用するものである。

【０００３】このため、例えば酸素ガスを取り出すＰＳ
Ａ式気体分離装置にあっては、吸着剤が充填された吸
着槽にコンプレッサからの圧縮空気を導入して吸着剤に
窒素分子と酸素分子の一部を吸着させる吸着工程と、
吸着剤により分離生成された酸素を取出す取出工程と、
該吸着槽内を大気解放しまたは真空ポンプで減圧して
吸着剤に吸着された気体分子を脱着して吸着剤を再生す
る再生工程とを繰返す。即ち、取出工程では、吸着槽内
の酸素を外部に取出し、一方再生工程では吸着された窒
素と若干の酸素を脱着し、次の吸着工程に備えるように
なっている。

【０００４】また、一対の吸着槽を有する装置では、一
方の吸着槽で取出工程が完了し、他方の吸着槽で再生工
程が完了した後、両吸着槽の均圧化を行う（均圧工
程）。この均圧工程では、両吸着槽間を連通させて取
出工程の後の吸着槽に残留するガスを再生工程の吸着槽
へ供給して均圧化を図り、より高濃度の製品ガスを連続
的に生成するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記気体分離装置で
は、上記各工程〜を繰り返して窒素を分離生成して
いるが、コンプレッサの空気タンクから供給された圧縮
空気により吸着槽内が気体分子を吸着し高濃度の製品ガ
スを得るのに最適な圧力に昇圧される。そして、気体分
離装置では、この最適な圧力に昇圧するのに最適な吸着
工程時間が設定され、吸着工程時間に合わせて上記各工
程〜の１サイクル時間が決められている。

【０００６】ところが、従来のように上記各工程〜
を順次行う場合、一方の吸着槽で吸着工程を行っている
間は、他方の吸着槽で再生工程を行うため、吸着工程の
時間と排気を行う再生工程に時間とが同一になってしま
い、排気時間が不足する傾向であった。

【０００７】又、吸着槽に充填された吸着剤には、酸素
を吸着するのに最適な圧力があり、この最適圧力値以外
の圧力であるときには吸着効率が低下して製品ガス生成
能力が減少する。一方、吸着工程で最適圧力が得られる
時間に合わせて１サイクル時間を設定すると、排気を行
う再生工程の時間が足りなくなり、十分な排気が行えな
い。

【０００８】又、排気工程のみを行い、吸着工程を行わ
ないサイクルを設定して再生工程時の排気効率を高めよ
うとした場合、コンプレッサがアンロード運転に切り換
わってしまい、気体分離装置の製品ガス生成能力が低下
する。

【０００９】そこで、本発明は上記課題を解決した気体
分離装置及び気体分離方法を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記請求項１の発明は、
吸着剤が充填された複数の吸着槽に順次圧縮空気を供給
して該吸着槽内を昇圧させ、該吸着槽内の吸着剤により
生成された製品ガスを該複数の吸着槽から順次取り出す
よう構成された気体分離装置において、前記一の吸着槽
に圧縮空気を供給して前記吸着槽内を最適圧力以上に昇
圧させるとともに他の吸着槽の残留ガスを排気させた
後、前記一の吸着槽と減圧された前記他の吸着槽とを連
通させて両吸着槽を均圧化し、その後前記一の吸着槽で
生成された製品ガスを前記製品タンクに取り出した後、
前記一の吸着槽と減圧された前記他の吸着槽とを連通さ
せて均圧化する制御手段を備えてなることを特徴とす
る。

【００１１】又、請求項２の発明は、前記制御手段が、
前記一の吸着槽の圧力が均圧化により所定の最適圧力以
下に減圧されたとき均圧工程から取出工程に切り換える
ことを特徴とする。

【００１２】又、請求項３の発明は、吸着剤が充填され
た一の吸着槽に圧縮空気を供給して前記一の吸着槽内を
最適圧力以上に昇圧させるとともに他の吸着槽の残留ガ
スを排気させ、次いで前記一の吸着槽と減圧された前記
他の吸着槽とを連通させて両吸着槽を均圧化し、次いで
前記一の吸着槽で生成された製品ガスを製品タンクに取
り出し、次いで前記一の吸着槽と減圧された前記他の吸
着槽とを連通させて均圧とさせることを特徴とする。

【００１３】

【作用】上記請求項１の発明によれば、制御手段の制御
動作により一の吸着槽を吸着工程及び他の吸着槽を排気
工程、均圧工程、取出工程、均圧工程の順に各工程を自
動的に実行するが可能になり、これにより一の吸着槽が
最適圧力に減圧されるとともに、一の吸着槽に供給され
た余分な圧力を他の吸着槽に貯えることができ、これに
より最適圧力で製品ガスを生成することが可能になる。
又、制御手段の制御動作により一の吸着槽のガスが２回
の均圧工程で他の吸着槽に供給されるため、一の吸着槽
における減圧（排気）時間が長くなりその分排気効率を
高めることが可能になる。

【００１４】又、請求項２の発明によれば、一の吸着槽
の圧力が所定圧力以下に減圧されたとき均圧工程から取
出工程に切り換えることにより、最適圧力で製品ガスを
生成することが可能になる。

【００１５】又、請求項３の発明によれば、一の吸着槽
を最適圧力以上に昇圧させるとともに他の吸着槽の残留
ガスを排気させ、次いで両吸着槽を均圧化した後一の吸
着槽から製品ガスを取り出し、次いで両吸着槽とを連通
させて均圧化することにより、一の吸着槽が最適圧力に
減圧されるとともに、一の吸着槽に供給された余分な圧
力を他の吸着槽に貯えることができ、これにより最適圧
力で製品ガスを生成することが可能になる。又、一の吸
着槽のガスが２回の均圧工程で他の吸着槽に供給される
ことにより、一の吸着槽における減圧（排気）時間が長
くなりその分排気効率を高めることが可能になる。

【００１６】

【実施例】図１乃至図３に本発明になる気体分離装置及
び気体分離方法の一実施例を示す。尚、本実施例では、
気体分離装置を酸素発生装置として使用する場合につい
て説明する。

【００１７】各図中、１，２は第１，第２の吸着槽で、
各吸着槽１，２内には夫々空気中の窒素分子を吸着する
ゼオライトよりなる吸着剤１Ａ，２Ａが充填されてい
る。

【００１８】３は圧縮空気供給源となるコンプレッサ
で、コンプレッサ３からの圧縮空気は空気供給管路４を
介して各吸着槽１，２に供給される。又、コンプレッサ
３より下流に位置する空気供給管路４には、コンプレッ
サ３からの圧縮空気が貯留される空気タンク５と、空気
タンク５から吐出された空気流量を調整する可変絞り６
と、空気タンク５から吐出された空気を乾燥させるエア
ドライヤ７とが配設されている。

【００１９】尚、エアドライヤ６により圧縮空気を除湿
するのは、吸着剤１Ａ，２Ａとして各吸着槽１，２内に
充填された上記ゼオライトが空気中の窒素分子とともに
水分を吸着する性質を有するからである。

【００２０】そして、エアドライヤ６より乾燥された空
気は、空気供給管路４から分岐した管路８，９を介して
吸着槽１，２にそれぞれ交互に供給される。そのため、
管路８，９の途中には、それぞれ電磁弁からなる空気供
給用弁１０，１１が設けられている。

【００２１】１２，１３は吸着剤１Ａ，２Ａに吸着され
て気体分子の脱着を行なう再生工程時に吸着槽１，２の
残存気体を外部に排出する排気管路で、共通排気配管１
４に接続されている。そして、排気管路１２，１３の途
中には、それぞれ吸着槽１，２内の脱着排ガスを半サイ
クル毎に交互に排出する電磁弁からなる排気用弁１５，
１６が設けられている。従って、排気用弁１５，１６が
開弁されると、吸着槽１，２の吸着剤１Ａ，２Ａから脱
着された排ガス（窒素ガス）は排気管路１２，１３及び
排気配管１４を介して排出される。

【００２２】１７，１８は吸着槽１，２の出口側に接続
され吸着槽１，２内で分離生成された酸素をそれぞれ取
出す取出管路、１９は各管路１７，１８と連通された取
出配管である。管路１７，１８の途中には、半サイクル
の間だけ後述の制御の下に交互に開弁する電磁弁からな
る取出用弁２０，２１がそれぞれ設けられている。また
前記取出配管１９は製品タンク２２と接続されている。

【００２３】２３は吸着槽１，２の出口側を連通する均
圧管路である。この均圧管路２３には、均圧用弁２４，
２５が配設されている。この均圧用弁２４，２５は後述
するように吸着工程と取出工程との間、及び取出工程と
排気工程との間に所定時間だけ開弁され、各吸着槽１，
２間を均圧にする（均圧工程）。

【００２４】又、吸着槽１，２の上部には、オリフィス
（図示せず）が配設されたパージ管路２６が接続されて
いる。このパージ管路２６は、例えば高圧側の吸着槽１
から低圧側の吸着槽２にある一定量の高純度酸素ガスを
導入することにより再生工程側の吸着槽２の再生効率を
高めることができる。従って、再生工程側の吸着槽２に
おける吸着剤２Ａを短時間で再生することが可能にな
る。

【００２５】又、製品タンク２２には、下流側へ製品ガ
スを供給するための製品ガス供給管路２７が接続されて
いる。この製品ガス供給管路２７には電磁弁よりなる開
閉弁２８と、下流側への製品ガス供給量を調整する可変
絞り２９とが配設されている。

【００２６】３０，３１は圧力センサで、夫々吸着槽
１，２の圧力を検出し、その検出値に応じた信号を出力
する。

【００２７】３２は制御回路で、圧力センサ３０，３１
からの検出信号、及び予め設定された各工程毎の設定時
間に応じて各弁の開閉制御を行う。

【００２８】即ち、制御回路３２は、予め入力されたプ
ログラムに従い各電磁弁に開閉信号を出力し、例えば図
２に示すように吸着、再生（，）、均圧（、
）、取出、再生（，）、均圧（、）の各工程
に応じて、空気供給用弁１０，１１、排気用弁１５，１
６、取出用弁２０，２１、均圧用弁２４，２５を開閉制
御する。

【００２９】ここで、上記酸素発生装置の酸素発生サイ
クルの動作につき説明する。

【００３０】いま、酸素発生装置を起動すると、制御回
路３２の制御の下に、酸素発生が行なわれる。

【００３１】まず、図２に示すように，，，の
動作が番号順に実行される。図２中のは、空気供給用
弁１０と排気用弁１６が開弁し、第１の吸着槽１に原料
気体としての圧縮空気が供給されて第１の吸着槽１は加
圧状態にあり、吸着剤１Ａに窒素と酸素の一部が吸着さ
れる吸着工程である。一方、第２の吸着槽２は減圧状態
にあり、吸着剤２Ａに吸着されたいた窒素と若干の酸素
が脱着して排出される再生工程である。

【００３２】次に、図２中のは均圧工程で、空気供給
用弁１０及び排気用弁１６を閉弁するとともに均圧用弁
２４，２５を開弁する。上記吸着工程により、第１の吸
着槽１内に供給された圧縮空気の窒素分子が吸着剤１Ａ
に吸着されるため、吸着剤１Ａに吸着されなかった高純
度の酸素が、均圧用弁２４，２５を介して第２の吸着槽
２に供給される。そのため、第１の吸着槽１では、高純
度の酸素が排出されて減圧され、第２の吸着槽２では第
１の吸着槽１から供給された高純度の酸素により昇圧す
る。その結果、吸着槽１，２は均圧化され、相互に同一
圧力となる。

【００３３】これにより、第１の吸着槽１が最適圧力
（本実施例では、最大圧力の８５％）に減圧されととも
に、第１の吸着槽１に供給された余分な圧力を第２の吸
着槽２に貯えることができ、これにより最適圧力で製品
ガスを生成することが可能になる。

【００３４】又、第１の吸着槽１に供給された気体が均
圧工程で、第２の吸着槽２に供給されることにより、第
１の吸着槽１における減圧（排気）時間が長くなりその
分排気効率を高めることが可能になる。

【００３５】尚、本実施例では、上記均圧工程により第
１の吸着槽１の圧力が８５％以下に減圧されたとき均圧
工程から取出工程に切り換えることにより、最適圧力で
製品ガスを生成することが可能になる。

【００３６】次に、図２中のは、均圧用弁２４，２５
を閉弁させるとともに取出用弁２０を開弁し、第１の吸
着槽１内の酸素ガスを製品ガスとして製品タンク２２に
取出す取出工程を示している。この取出工程により第１
の吸着槽１の圧力は減圧される。尚、このとき第２の吸
着槽２は、均圧状態のままである。

【００３７】次に、図２中のは均圧工程で、前述した
の場合と同様に、取出用弁２０を閉弁するとともに均
圧用弁２４，２５を開弁する。上記取出工程により、第
１の吸着槽１では、吸着剤１Ａにより生成された酸素ガ
スが製品タンク２２に吐出されるとともに減圧されてい
るが、この均圧工程により、さらに第１の吸着槽１内の
残留酸素ガスが第２の吸着槽２に供給されることにな
る。

【００３８】よって、第１の吸着槽１では、高純度の酸
素が第２の吸着槽２に排出されて減圧され、第２の吸着
槽２では第１の吸着槽１から供給された高純度の酸素に
より昇圧する。その結果、吸着槽１，２は均圧化され、
相互に同一圧力となる。

【００３９】これにより、第１の吸着槽１内の気体が２
回の均圧工程により段階的に第２の吸着槽２に供給され
ることにより、第１の吸着槽１における減圧（排気）時
間が従来よりも長くなりその分排気効率を高めることが
可能になる。

【００４０】これにより、１サイクルのうちの前半の半
サイクルが終了したことになり、この後は図２中の〜
に示す後半の半サイクルを繰返す。かくして、吸着槽
１，２からは各半サイクル毎に２回の均圧工程を行い、
且つ２回の均圧工程の間で酸素ガスを取出して製品タン
ク２２に供給することができる。

【００４１】ここで、上記制御回路３２が実行する処理
につき図３及び図４を併せ参照して説明する。尚、図４
中、第１の吸着槽１の圧力変化を実線で示し、第２の吸
着槽２の圧力変化を２点鎖線で示す。

【００４２】図３中、制御回路３２は、ステップＳ１
（以下「ステップ」を省略する）で空気供給用弁１０及
び排気用弁１６を開弁させ、コンプレッサ３により圧縮
された圧縮空気を第１の吸着槽１に供給するとともに、
第２の吸着槽２内のガスを排気管路１４より外部に排気
させる。従って、第１の吸着槽１は吸着工程となり、
第２の吸着槽２は再生工程になっている（図２参
照）。

【００４３】Ｓ２では、タイマカウンタｔ₁ のカウント
値が予め設定された設定時間（設定値）に達したかどう
かをチェックする。従って、Ｓ２において、上記第１の
吸着槽１の吸着工程及び第２の吸着槽２の再生工程に切
り換わってから所定の設定時間が経過すると、Ｓ３に移
行する。

【００４４】次のＳ３では、上記空気供給用弁１０及び
排気用弁１６を閉弁させるとともに均圧用弁２４，２５
を開弁させる。これにより、均圧工程（図２参照）に
切り換わり、第１の吸着槽１内の吸着剤１Ａに吸着され
なかった高純度の酸素が、均圧用弁２４，２５を介して
第２の吸着槽２に供給される。そのため、第１の吸着槽
１では減圧され、第２の吸着槽２では昇圧して、吸着槽
１，２は均圧化される。

【００４５】このときの吸着槽１，２の圧力は図４に示
すように変化するため、上記空気供給用弁１０の開弁に
より第１の吸着槽１の圧力が最大圧力Ｐ₁ に昇圧後、均
圧用弁２４，２５の開弁により第１の吸着槽１の圧力が
最適圧力Ｐ₂ に減圧されるとともに第２の吸着槽２が圧
力Ｐ₃ に昇圧される。

【００４６】Ｓ４では、第１の吸着槽１に設けられた圧
力センサ３０からの検出信号を監視しており、第１の吸
着槽１の圧力が予め設定された設定値（本実施例では、
８５％とする）以下に減圧されたかどうかをチェックす
る。これにより、第１の吸着槽１が最適圧力Ｐ₂ （吸着
圧力の８５％）に減圧されとともに、第１の吸着槽１に
供給された余分な圧力を第２の吸着槽２に貯えることが
できる。

【００４７】従って、Ｓ４において、第１の吸着槽１の
圧力が吸着工程時の８５％まで減圧されると、Ｓ５に進
み、均圧用弁２４，２５を閉弁させて均圧工程を終了さ
せるとともに取出用弁２０を開弁させて取出工程（図
２参照）に移行する。これにより、第１の吸着槽１で生
成された製品ガスとしての酸素ガスが製品タンク２２に
取り出される。

【００４８】Ｓ６では、タイマカウンタｔ₂ のカウント
値が予め設定された設定時間（設定値）に達したかどう
かをチェックする。従って、Ｓ６において、上記取出用
弁２０が開弁してから所定の設定時間が経過して第１の
吸着槽１で生成された酸素ガスが製品タンク２２に取り
出されると、Ｓ７に進む。

【００４９】次のＳ７では、取出用弁２０を閉弁させて
第１の吸着槽１の取出工程を終了させるとともに、均圧
用弁２４，２５を開弁させて均圧工程（図２参照）に
移行する。これにより、第１の吸着槽１内の気体が２回
の均圧工程により段階的に第２の吸着槽２に供給さ
れることにより、第１の吸着槽１における減圧（排気）
時間が従来よりも長くなりその分排気効率を高められて
いる。

【００５０】このときの吸着槽１，２の圧力は図４に示
すように変化するため、Ｓ７で均圧用弁２４，２５が開
弁されると、２回目の均圧工程となり、第１の吸着槽
１の圧力はＰ₄ に減圧されるとともに、第２の吸着槽２
の圧力はＰ₄ に昇圧される。

【００５１】Ｓ８では、タイマカウンタｔ₃ のカウント
値が予め設定された設定時間（設定値）に達したかどう
かをチェックする。従って、Ｓ８において、上記均圧用
弁２４，２５が開弁してから所定の設定時間が経過して
吸着槽１，２が均圧化されると、Ｓ９に移行する。

【００５２】次のＳ９では、均圧用弁２４，２５を閉弁
させるとともに、空気供給用弁１１及び排気用弁１５を
開弁させる。これで、１サイクルのうちの前半の半サイ
クルが終了したことになり、この後はＳ９〜Ｓ１７に示
す後半の半サイクルを繰返す。即ち、コンプレッサ３に
より圧縮された圧縮空気が第２の吸着槽２に供給される
とともに、第１の吸着槽１内のガスが排気管路１４より
外部に排気される。従って、第１の吸着槽１は再生工程
となり、第２の吸着槽２は吸着工程となる（図２参
照）。

【００５３】Ｓ１０では、タイマカウンタｔ₄ のカウン
ト値が予め設定された設定時間（設定値）に達したかど
うかをチェックする。従って、Ｓ１０において、上記第
１の吸着槽１の再生工程及び第２の吸着槽２の吸着工程
に切り換わってから所定の設定時間が経過すると、Ｓ１
１に移行する。

【００５４】次のＳ１１では、上記空気供給用弁１１及
び排気用弁１５を閉弁するとともに均圧用弁２４，２５
を開弁させる。これにより、均圧工程（図２参照）に
切り換わり、第２の吸着槽２内の吸着剤２Ａに吸着され
なかった高純度の酸素が、均圧用弁２４，２５を介して
第１の吸着槽１に供給される。そのため、第２の吸着槽
２では減圧され、第１の吸着槽１では昇圧して、吸着槽
１，２は均圧化される。

【００５５】このときの吸着槽１，２の圧力は図４に示
すように変化するため、上記空気供給用弁１１の開弁に
より第２の吸着槽２の圧力が最大圧力Ｐ₁ に昇圧し、均
圧用弁２４，２５の開弁により第２の吸着槽２の圧力が
最適圧力Ｐ₂ に減圧されるとともに第１の吸着槽１が圧
力Ｐ₃ に昇圧される。

【００５６】続いて、Ｓ１２では、第２の吸着槽２に設
けられた圧力センサ３１からの検出信号を監視してお
り、第２の吸着槽２の圧力が予め設定された設定値（本
実施例では、８５％とする）以下で減圧されたかどうか
をチェックする。これにより、第２の吸着槽２が最適圧
力（吸着圧力の８５％）に減圧されとともに、第２の吸
着槽２に供給された余分な圧力を第１の吸着槽１に貯え
ることができる。

【００５７】従って、Ｓ１２において、第２の吸着槽２
の圧力が吸着工程時の８５％まで減圧されると、Ｓ１３
に進み、均圧用弁２４，２５を閉弁させて均圧工程を
終了させるとともに取出用弁２１を開弁させて取出工程
（図２参照）に移行する。これにより、第２の吸着槽
２で生成された製品ガスとしての酸素ガスが製品タンク
２２に取り出される。

【００５８】Ｓ１４では、タイマカウンタｔ₅ のカウン
ト値が予め設定された設定時間（設定値）に達したかど
うかをチェックする。従って、Ｓ１４において、上記取
出用弁２０が開弁してから所定の設定時間が経過して第
２の吸着槽２で生成された酸素ガスが製品タンク２２に
取り出されると、Ｓ１５に進む。

【００５９】次のＳ１５では、取出用弁２１を閉弁させ
て第２の吸着槽２の取出工程を終了させるとともに、
均圧用弁２４，２５を開弁させて均圧工程（図２参
照）に移行する。このため、第２の吸着槽２内の気体は
２回の均圧工程により段階的に第１の吸着槽１に供
給されることにより、第２の吸着槽２における減圧（排
気）時間が従来よりも長くなりその分排気効率を高めら
れている。

【００６０】このときの吸着槽１，２の圧力は図４に示
すように変化するため、Ｓ１５で均圧用弁２４，２５が
開弁されると、２回目の均圧工程となり、第２の吸着
槽２の圧力はＰ₄ に減圧されるとともに、第１の吸着槽
１の圧力はＰ₄ に昇圧される。

【００６１】Ｓ１６では、タイマカウンタｔ₆ のカウン
ト値が予め設定された設定時間（設定値）に達したかど
うかをチェックする。従って、Ｓ１６において、上記均
圧用弁２４，２５が開弁してから所定の設定時間が経過
して吸着槽１，２が均圧化されると、Ｓ１７に移行す
る。

【００６２】Ｓ１７では、均圧用弁２４，２５を閉弁さ
せて均圧工程を終了させる。そして、前述したＳ１に
戻り、Ｓ１〜Ｓ１７の処理を繰り返す。

【００６３】尚、上記実施例では、吸着工程で最大圧力
Ｐ₁ に昇圧された圧力を１回目の均圧工程で８５％の最
適圧力Ｐ₂ まで減圧させたが、これに限らず、最適圧力
を８５％以外の任意の圧力に設定しても良い。

【００６４】又、上記実施例では、一対の吸着槽１，２
が設けられているが、２個以上の吸着槽を有する装置に
も適用できるのは勿論である。

【００６５】又、上記実施例では、各吸着槽の吸着剤が
窒素分子を吸着する構成であるが、各吸着槽が他の気体
分子を吸着する構成の装置（例えば窒素発生装置等）に
も適用できるのは勿論である。

【００６６】

【発明の効果】上述の如く、請求項１の発明によれば、
制御手段の制御動作により吸着工程、均圧工程、取出工
程、均圧工程、排気工程の順に各工程を自動的に実行す
ることができる。従って、上記制御手段の制御動作によ
り一の吸着槽が最適圧力に減圧されて取出工程を行うこ
とができるとともに、一の吸着槽に供給された余分な圧
力を他の吸着槽に貯えることができ、これにより最適圧
力で製品ガスを生成することができる。しかも、上記制
御手段が２回の均圧工程を実行することにより、その都
度高圧側の一の吸着槽のガスの一部が低圧側の他の吸着
槽に供給されるため、その分一の吸着槽における減圧
（排気）時間をより長くして排気効率をより高めること
ができる。その結果、吸着剤に吸着された気体分子をよ
り多く脱着することができる。さらに、上記制御手段の
制御動作により２回の均圧工程を行う度に高圧側の一の
吸着槽から低圧側の他の吸着槽に製品ガスが供給される
ため、他の吸着槽により多くの製品ガスを予め貯えてお
くことができ、他の吸着槽が吸着工程に移行されたとき
より高純度の製品ガスを生成することができる。

【００６７】又、請求項２の発明によれば、一の吸着槽
の圧力が予め設定された所定圧力以下に減圧されたとき
均圧工程から取出工程に切り換えることにより、最適圧
力で製品ガスを生成することができる。

【００６８】又、請求項３の発明によれば、一の吸着槽
を最適圧力以上に昇圧させるとともに他の吸着槽の残留
ガスを排気させ、次いで両吸着槽を均圧化した後一の吸
着槽から製品ガスを取り出し、次いで両吸着槽とを連通
させて均圧化するため、一の吸着槽が最適圧力に減圧さ
れるとともに、一の吸着槽に供給された余分な圧力を他
の吸着槽に貯えることができ、これにより最適圧力で製
品ガスを生成することができる。しかも、高圧側の一の
吸着槽のガスが２回の均圧工程で、低圧側の他の吸着槽
に供給されることにより、一の吸着槽における減圧（排
気）時間が長くなりその分排気効率を高めることができ
る。さらに、２回の均圧工程を行う度に高圧側の一の吸
着槽から低圧側の他の吸着槽に製品ガスが供給されるた
め、吸着工程の前に多くの製品ガスを他の吸着槽に予め
貯えておくことができ、他の吸着槽が吸着工程に移行さ
れたときより高純度の製品ガスを生成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる気体分離装置及び気体分離方法の
一実施例の概略構成図である。

【図２】酸素生成の各工程を説明するための工程図であ
る。

【図３】制御回路が実行する処理を示すフローチャート
である。

【図４】吸着槽の各工程における圧力変化を示す線図で
ある。

【符号の説明】

１，２ 吸着槽 １Ａ，２Ａ 吸着剤 ３ コンプレッサ １０，１１ 空気供給用弁 １５，１６ 排気用弁 ２０，２１ 取出用弁 ２２ 製品タンク ２４，２５ 均圧用弁 ３０，３１ 圧力センサ ３２ 制御回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸着剤が充填された吸着槽に順次圧縮空
   気を供給して該吸着槽内を昇圧させ、該吸着槽内の吸着
   剤により生成された製品ガスを該吸着槽から順次取り出
   すよう構成された気体分離装置において、 一の吸着槽に圧縮空気を供給して前記一の吸着槽内を最
   適圧力以上に昇圧させる（吸着工程）とともに他の吸着
   槽の残留ガスを排気させた（排気工程）後、前記一の吸
   着槽と減圧された前記他の吸着槽とを連通させて両吸着
   槽を均圧化し（均圧工程）、その後前記一の吸着槽で生
   成された製品ガスを前記製品タンクに取り出した（取出
   工程）後、前記一の吸着槽と減圧された前記他の吸着槽
   とを連通させて均圧化（均圧工程）する制御手段を備え
   てなることを特徴とする気体分離装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記一の吸着槽の圧力
   が均圧化により所定の最適圧力以下に減圧されたとき均
   圧工程から取出工程に切り換えることを特徴とする請求
   項１の気体分離装置。
3. 【請求項３】 吸着剤が充填された一の吸着槽に圧縮空
   気を供給して前記一の吸着槽内を最適圧力以上に昇圧さ
   せるとともに他の吸着槽の残留ガスを排気させ、次いで
   前記一の吸着槽と減圧された前記他の吸着槽とを連通さ
   せて両吸着槽を均圧化し、次いで前記一の吸着槽で生成
   された製品ガスを製品タンクに取り出し、次いで前記一
   の吸着槽と減圧された前記他の吸着槽とを連通させて均
   圧とさせることを特徴とする気体分離方法。