JPH1087305A - 窒素ガス発生装置 - Google Patents

窒素ガス発生装置

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JPH1087305A
JPH1087305A JP26140596A JP26140596A JPH1087305A JP H1087305 A JPH1087305 A JP H1087305A JP 26140596 A JP26140596 A JP 26140596A JP 26140596 A JP26140596 A JP 26140596A JP H1087305 A JPH1087305 A JP H1087305A
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JP
Japan
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nitrogen gas
passage
air
pressurized air
regulator
Prior art date
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Pending
Application number
JP26140596A
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English (en)
Inventor
Yoshimasa Matsubara
賢政 松原
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TAISEI KAKEN KK
Taisei Kaken KK
Original Assignee
TAISEI KAKEN KK
Taisei Kaken KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 濃度及び温度の調節された窒素ガスを安価に
かつ連続的に発生させる。 【解決手段】 中空分離膜ユニット(20)によって加圧エ
アーから窒素ガスを分離する。その際、レギュレーター
(16)及び流量調節弁(24)によって加圧エアーの圧力と窒
素ガスの取り出し量とを調節して用途に応じた窒素ガス
濃度にする。また、分離された窒素ガスを加熱手段(28)
で用途に応じた温度に加熱する。装置はケースに支持
し、運搬携帯を可能となす。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は窒素ガス発生装置
に関し、特に濃度及び温度調節された窒素ガスを安価に
連続的に発生できるようにした運搬及び取扱いの容易な
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】最近、各種の雰囲気を窒素ガス雰囲気と
することが注目されている。例えば、電子部品の半田付
け工程では窒素ガス雰囲気中で半田付け作業を行って半
田付けの品質を大幅にアップさせることが提案されてい
る。また、種々の食品を窒素ガス雰囲気に曝して雑菌を
除去することが提案されている。
【0003】かかる窒素ガスは一般的には化学プラント
等で製造されてガスボンベに充填したものを使用してい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記ガスボン
ベ方式ではガスボンベ内のガスが空になると、次のガス
ボンベと交換する必要があってガスボンベ内のガス量を
常に監視しなければならず、非常に煩雑であった。
【0005】また、窒素ガスを大量に使用する場合には
大型のガスボンベを用意する必要があり、その運搬や取
扱いが煩雑であった。
【0006】さらに、窒素ガス雰囲気を高温にする場
合、ガスボンベ内の窒素ガスを直接的に加熱することは
できず、加熱機器を別途準備し、ガスボンベから供給さ
れた使用直前の窒素ガスを加熱する必要があり、取扱い
が煩雑となっていた。
【0007】また、ガスボンベ内には99.9%といっ
た高濃度の窒素ガスが充填されているので、窒素ガス使
用の用途によってはそれほど高い濃度を必要としない場
合にもかかる高濃度の窒素ガスを使用せざるを得ず、コ
スト高になるという問題があった。
【0008】この発明は、かかる状況において、濃度及
び温度調節された窒素ガスを安価に連続的に発生できる
ようにした運搬及び取扱いの容易な窒素ガス発生装置を
提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明に係る窒
素ガス供給装置は、供給された所定圧力以上の加圧エア
ーを送るエアー通路と、上記エアー通路の送給上流側に
設けられ、加圧エアー中の塵を除去するエアーフィルタ
ーと、上記エアー通路の送給上流側に設けられ、供給さ
れた加圧エアーから湿気を除去するミストセパレーター
と、上記エアー通路の送給下流側に設けられ、加圧エア
ーの圧力を調節するレギュレーターと、上記エアー通路
のレギュレーター下流側に設けられ、供給された加圧エ
アーから窒素ガスを分離する中空分離膜ユニットと、該
中空分離膜ユニットの取り出し口に接続され、先端側が
上記ケースの外方に延びる窒素ガス通路と、該窒素ガス
通路に設けられ、窒素ガスの取り出し量を設定する流量
調節弁と、上記窒素ガス通路の先端に設けられた窒素ガ
スノズルと、上記窒素ガス通路又は上記窒素ガスノズル
に設けられ、窒素ガスを加圧する加熱手段と、該加熱手
段を制御して窒素ガスノズルから送り出される窒素ガス
を設定温度にする加熱制御手段と、少なくとも上記エア
ー通路、中空分離膜ユニット、窒素ガス通路及び加熱制
御手段を支持して装置を運搬又は携帯可能となすケース
とを備え、上記レギュレーターによる加圧エアーの圧力
の設定と上記流量調節弁による窒素ガス取り出し量の調
節とにより濃度が設定され、かつ上記加熱制御手段によ
り温度が設定された窒素ガスを連続的に発生可能となし
たことを特徴とする。
【0010】本発明の窒素ガス発生装置を工場等、加圧
エアーの送給設備を備えた場所で使用する場合にはその
加圧エアーを利用すればよいが、かかる加圧エアーの送
給設備のない場所で使用することが必要な場合もある。
そこで、かかる場合にはケースには加圧エアーを供給す
る加圧ポンプを搭載しておくのがよく、加圧ポンプその
ものとの切替えにより例えば7kgG/cm2 の圧縮エアーと
窒素との切り換えも可能である。
【0011】本発明の特徴の1つは中空分離膜ユニット
を使用して大気から窒素ガスを分離するようにした点に
ある。これにより窒素ガスを連続的に発生できるととも
に窒素ガス発生装置をコンパクトに構成できることとな
る。この中空分離膜ユニットは中空分離膜を内蔵し、大
気から窒素ガスを分離できるものであればよく、市販の
ユニット、例えば宇部興産社製NMB05やNMC05
を使用できる。
【0012】また、エアー通路及び/又は窒素ガス通路
は金属製又は合成樹脂製のパイプで構成してもよく、合
成樹脂製のホースで構成してもよい。エアーフィルター
を設けたのは連続使用すると塵が中空分離膜に詰まって
窒素ガス分離作用が阻害されるからである。このエアー
フィルターは加圧エアー中の塵を除去できればどのよう
な形式でもよい。
【0013】中空分離膜ユニットを効率よく作用させる
上で、これに与える加圧エアーは乾燥しているのが好ま
しい。そこで、ミストセパレータで湿気を分離した加圧
エアーを中空分離膜ユニットに供給するのがよい。この
ミストセパレーターは湿気を除去できればどのような形
式でもよい。例えば、CKD社製のC3060ー8Fは
上述のエアーフィルターとミストセパレーターとか組み
合わされており、これを用いるのがよい。レギュレータ
ーは加圧エアーの圧力を調節できればよく、例えばSM
C社製のAR2500ー002を採用できる。
【0014】加熱手段は例えば本装置が適用される機器
又は設備が発熱部分を有する場合にはその発熱を利用す
ることもできるが、その場合には高精度の温度コントロ
ールが難しい。そこで、下記実施例に示されるようにヒ
ーターを使用するのがよい。加熱制御手段は例えば加熱
手段がヒーターの場合には公知の電気的な制御装置を採
用できる。
【0015】本発明の他の特徴は構成要素をケースに支
持し、容易に運搬又は携帯できるようにした点にある。
構成要素をケースに支持する場合、少なくともエアー通
路、中空分離膜ユニット、窒素ガス通路及び加熱制御手
段を支持すれば他の構成要素はそれらを介して支持でき
る。
【0016】
【作用及び発明の効果】本発明によれば、周囲に無尽蔵
にある大気を利用し、大気から窒素ガスを分離するよう
にしたので、窒素ガスを連続的に発生させることがで
き、従来のガスボンベ方式のようにガスボンベの交換、
従ってガスボンベ内のガス量の監視は不要となる。ま
た、窒素ガスを大量に使用する場合にも本装置を複数個
準備すればよい。
【0017】また、窒素ガス発生装置の構成要素をケー
スに支持して装置をコンパクトに構成したので、窒素ガ
スの連続発生機能と相まって運搬性及び取扱い性を大幅
に向上できる。
【0018】さらに、加圧エアーの圧力の設定と窒素ガ
ス取り出し量の調節とにより濃度を設定し、加熱制御手
段により温度を設定するようにしたので、装置の用途に
応じた濃度及び温度の窒素ガスを簡単に発生させること
ができ、装置の優れた運搬性及び取扱い性と相まって種
々の用途への容易な適応が可能となる。例えば、化学プ
ラントにおける窒素ガスパージ、バイオ(発芽発育)無
菌の雰囲気の形成、金属処理や切削への適用、溶解ドロ
スの削減、CA貯蔵、青果物穀物倉庫や袋物の窒素封
緘、生鮮食品の鮮度保持、ビールの圧送、魚、煎餅又は
蒲鉾の黴防止、ワイン酒、味噌、醤油又はジュース果汁
等の酸化防止、アルコール類の引火防止、薫製機や鮮度
保持庫等の機械への応用、電子機器への応用、リフロー
炉、フロー炉、ロボット半田付け装置等、産業機械用の
窒素雰囲気での作業、半田ごてやこて先工具類への応
用、揮発物や可燃物等の発火防止、樹脂成型機、防災機
器や防爆機器への応用、スポーツやレジャーへの応用
(例えば、テニス、バスケット、サッカー、ラグビー、
アメリカンフットボール、バレーボール等の球技用ボー
ルのエアーに代えて窒素ガスを充填して寿命アップ)、
自動車タイヤやエアーバックへの応用(窒素ガスを充填
し、事故時における火災を防止)、消火用ボール(窒素
ガスう充填したボール)、等が考えられる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて詳
細に説明する。図1ないし図3は本発明の好ましい実施
形態を示す。図において、10は運搬可能な小型のケー
スで、該ケース10の下端側壁にはエアー取り入れ口1
1及びドレイン口12が取付けられ、エアー取り入れ口
11には図2に示すようにエアーパイプ(エアー通路)
13の一端が接続され、該エアーパイプ13には上流側
から、塵を除去するエアーフィルター14、湿気を除去
するミストセパレーター15、エアーの圧力を設定する
レギュレーター16が接続されている。
【0020】エアーフィルター14及びミストセパレー
ター15にはドレインパイプ17が接続され、ドレイン
パイプ17の他端は上記ドレイン口12に接続され、又
レギュレーター16での圧力設定はケース10の前面壁
に設けられた圧力計18の表示部を見ながら摘み19を
廻すことによって設定できる。
【0021】エアーパイプ13のレギュレーター16の
下流側には中空分離膜を内蔵した2本の中空分離膜ユニ
ット20、20が接続され、該中空分離膜ユニット20
は加圧エアーから窒素ガスを分離するようになってい
る。この中空分離膜ユニット20は温度計21によって
内部温度が測定され、該温度計21の表示部はケース1
0の前面壁に取付けられている。
【0022】エアーパイプ13の中空分離膜ユニット2
0下流側には窒素ガスパイプ22が接続され、該窒素ガ
スパイプ22には圧力計18及び流量計23が接続さ
れ、該圧力計18及び流量計23の表示部は共にケース
10の前面壁に取付けられている。さらに、窒素ガスパ
イプ22の流量計23下流側には流量調節弁24が取付
けられ、流量調節弁24はケース10の前面壁に取付け
られて窒素ガスの取り出し量を調節できるようになって
いる。
【0023】また、窒素ガスパイプ21の上記流量調節
弁24下流側には窒素ガスホース26が接続され、該窒
素ガスホース26の先端には窒素ガスノズル27が接続
されている。
【0024】また、ケース10の上面には温度調節用コ
ントローラ25が搭載されている。この温度調節用コン
トローラ25において、窒素ガスノズル27にはヒータ
ー(加熱手段)28が設けられ、窒素ガスノズル27か
ら送り出される窒素ガスを加熱するようになっている。
窒素ガスノズル27には温度センサー、例えば熱電対2
9が取付けられ、熱電対29の信号は温度指示調節計3
0に入力され、設定温度と比較されて制御信号がサイリ
スタから構成される制御回路31に与えられてヒーター
28の通電が制御されるようになっており、上記熱電対
29、温度指示調節計30及び制御回路31によってヒ
ーター28の通電を制御して窒素ガスノズル27から送
り出される窒素ガスを設定温度にする加熱制御手段が構
成されている。
【0025】中空分離膜方式の場合、供給する加圧エア
ーの圧力と、取り出す窒素ガスの流量をコントロールす
ると、所定濃度の窒素ガスが得られる。具体的には、加
圧エアーの圧力、窒素ガス量及び窒素ガス濃度には図3
に示すような関係が成立する。そこで、例えばレギュレ
ーター16の摘み19によってエアー圧力を5Kg/cm3G
にセットし、次に流量計23を見ながら流量調節弁24
を必要濃度、例えば99%に対応する流量である7Nlに
セットすると、約99%の窒素ガスが連続的に得られ
る。
【0026】こうして得られた窒素ガスは窒素ガスパイ
プ21及び窒素ガスホース26を経て窒素ガスノズル2
7から送り出されるが、その際、温度調節用コントロー
ラ25で窒素ガス温度を用途に対応した温度に設定する
と、ヒーター29によって窒素ガスが設定温度に加熱さ
れて送り出されることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の好ましい実施形態による窒素ガス発
生装置を示す概略斜視図である。
【図2】 上記装置の構成を示す図である。
【図3】 上記装置における加圧エアーの圧力、窒素ガ
ス量及び窒素ガス濃度の関係を示す図である。
【符号の説明】
10 ケース 14 エアーフィルター 15 ミストセパレーター 16 レギュレーター 18 圧力計 19 摘み 20 中空分離膜 23 流量計 24 流量調節弁 25 温度調節用コントローラ 27 窒素ガスノズル 28 ヒーター 29 熱電対 30 温度指示調節計 31 制御回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 供給された所定圧力以上の加圧エアーを
    送るエアー通路(13)と、 上記エアー通路(13)の送給上流側に設けられ、加圧エア
    ー中の塵を除去するエアーフィルター(14)と、 上記エアー通路(13)の送給上流側に設けられ、供給され
    た加圧エアーから湿気を除去するミストセパレーター(1
    5)と、 上記エアー通路(13)の送給下流側に設けられ、加圧エア
    ーの圧力を調節するレギュレーター(16)と、 上記エアー通路(13)のレギュレーター(16)下流側に設け
    られ、供給された加圧エアーから窒素ガスを分離する中
    空分離膜ユニット(20)と、 該中空分離膜ユニット(20)の取り出し口に接続され、先
    端側が上記ケース(10)の外方に延びる窒素ガス通路(22)
    と、該窒素ガス通路(22)に設けられ、窒素ガスの取り出
    し量を設定する流量調節弁(24)と、 上記窒素ガス通路(22)の先端に設けられた窒素ガスノズ
    ル(27)と、 上記窒素ガス通路(22)又は上記窒素ガスノズル(27)に設
    けられ、窒素ガスを加圧する加熱手段(28)と、 該加熱手段(28)を制御して窒素ガスノズル(27)から送り
    出される窒素ガスを設定温度にする加熱制御手段と、 少なくとも上記エアー通路(13)、上記中空分離膜ユニッ
    ト(20)、上記窒素ガス通路(22)及び上記加熱制御手段を
    支持して装置を運搬又は携帯可能となすケース(10)とを
    備え、 上記レギュレーター(16)による加圧エアーの圧力の設定
    と上記流量調節弁(24)による窒素ガス取り出し量の調節
    とにより濃度が設定され、かつ上記加熱制御手段により
    温度が設定された窒素ガスを連続的に発生可能となした
    ことを特徴とする窒素ガス発生装置。
  2. 【請求項2】 上記ケースには上記エアー通路(13)に加
    圧エアーを供給する加圧ポンプが搭載されている請求項
    1記載の窒素ガス発生装置。
JP26140596A 1996-09-09 1996-09-09 窒素ガス発生装置 Pending JPH1087305A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008201657A (ja) * 2007-02-16 2008-09-04 Fukuhara Co Ltd 除菌された濃度の高い窒素ガスを製造する装置
JP2015513999A (ja) * 2012-03-19 2015-05-18 アトラス コプコ エアーパワー,ナームローゼ フェンノートシャップATLAS COPCO AIRPOWER,naamloze vennootschap ガス分離装置及び方法

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Effective date: 20040331

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