JPS5855311A - 酸素富化空気供給装置 - Google Patents
酸素富化空気供給装置Info
- Publication number
- JPS5855311A JPS5855311A JP15179481A JP15179481A JPS5855311A JP S5855311 A JPS5855311 A JP S5855311A JP 15179481 A JP15179481 A JP 15179481A JP 15179481 A JP15179481 A JP 15179481A JP S5855311 A JPS5855311 A JP S5855311A
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- JP
- Japan
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- oxygen
- air
- enriched air
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- enriched
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、酸素選択透過膜を備える酸素富化空気発生手
段で酸素富化された空気を、消費量に応じて流量制御し
ながら空気消費手段に供給するようＫした酸素富化空気
供給装置に関し、その主な目的とするところは、前記流
量制御によって生じた余剰の酸素富化空気を有効に利用
して酸素富化効率を向上した酸素富化空気供給装置を提
供することである。
段で酸素富化された空気を、消費量に応じて流量制御し
ながら空気消費手段に供給するようＫした酸素富化空気
供給装置に関し、その主な目的とするところは、前記流
量制御によって生じた余剰の酸素富化空気を有効に利用
して酸素富化効率を向上した酸素富化空気供給装置を提
供することである。
以下図面によって本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の一実施例の系統図である。酸素富化空
気発生手段ＩＫは、管路２を介して、空気消費手段とし
てのバーナ３が接続される。またバーナ３には管路４を
介して燃料供給源５が接続される。バーナ３における燃
焼量に応じて、酸素富化空気発生手段１から供給される
酸素富化空気量が制御され、それに応じて燃料供給量が
制御される。しかもその流量制御時において余剰の酸素
富化空気は酸素富化空気発生手段１に戻される。
気発生手段ＩＫは、管路２を介して、空気消費手段とし
てのバーナ３が接続される。またバーナ３には管路４を
介して燃料供給源５が接続される。バーナ３における燃
焼量に応じて、酸素富化空気発生手段１から供給される
酸素富化空気量が制御され、それに応じて燃料供給量が
制御される。しかもその流量制御時において余剰の酸素
富化空気は酸素富化空気発生手段１に戻される。
管路２の途中には、酸素富化空気発生手段１からバーナ
３に向け′て順に、真空ポンプ６、送風機７および制御
弁８が順に備えられる。真空ポンプ６には、バイパス管
路１１が並列に設けられており、このバイパス管路１１
には弁１２が備えられる。管路４の途中には、均圧弁１
０が備えられており、この均圧弁ｌＯは燃料供給圧力を
管路２における制御弁８の下流側における空気圧力と等
しくなるように設定する。それによって空気供給量に対
応して燃料供給量が制御される。管路２において送風機
７と制御弁８との間には戻り管路９が接続されており、
制御弁８によって制御されて余剰となった空気は戻り管
路９を介して酸素富化空気発生手段ＩＫ戻される。
３に向け′て順に、真空ポンプ６、送風機７および制御
弁８が順に備えられる。真空ポンプ６には、バイパス管
路１１が並列に設けられており、このバイパス管路１１
には弁１２が備えられる。管路４の途中には、均圧弁１
０が備えられており、この均圧弁ｌＯは燃料供給圧力を
管路２における制御弁８の下流側における空気圧力と等
しくなるように設定する。それによって空気供給量に対
応して燃料供給量が制御される。管路２において送風機
７と制御弁８との間には戻り管路９が接続されており、
制御弁８によって制御されて余剰となった空気は戻り管
路９を介して酸素富化空気発生手段ＩＫ戻される。
第２図は酸素富化空気発生手段ｌの構成を簡略化して示
す斜視図である。酸素富化空気発生手段ｌ内には、第１
酸素富化領域１３と第２酸素富化領域１４とが設定され
る。第１酸素富化領域１３には比較的多数（図示６個）
の気体透過セル１５が配置され、第２酸素富化領域１４
には比較的少数（図示２個）の気体透過セル１６が配置
される。
す斜視図である。酸素富化空気発生手段ｌ内には、第１
酸素富化領域１３と第２酸素富化領域１４とが設定され
る。第１酸素富化領域１３には比較的多数（図示６個）
の気体透過セル１５が配置され、第２酸素富化領域１４
には比較的少数（図示２個）の気体透過セル１６が配置
される。
第３図は気体透過セル１５の縦断面図である。
気体透過セル１５は、外筒１７内に円筒状の酸素選択透
過膜１８を配置して成り、外＠１７と酸素選択透過１１
１８との間には透過ガス室１９が形成される。酸素富化
すべき空気は、矢符２０で示すように酸素選択透過膜１
８の一端（第３図の下端）から流入し、酸素選択透過膜
１８の他端（第３図の上端）に接続された管路２１から
導出される。
過膜１８を配置して成り、外＠１７と酸素選択透過１１
１８との間には透過ガス室１９が形成される。酸素富化
すべき空気は、矢符２０で示すように酸素選択透過膜１
８の一端（第３図の下端）から流入し、酸素選択透過膜
１８の他端（第３図の上端）に接続された管路２１から
導出される。
酸素選択透過膜１８は、たとえばポリジメチルシロキサ
ンのような高分子膜が用いられ、酸素透過−１０−７ 率が１０ 〜１０ （ｃｏ−ａｍ／ａｍ −５ｅｃ
−ｃ！Ｉｌ−Ｈｇ）であって、酸素透過率と窒素透過率
の比が２以上の選択性を有する膜が好適する。透過ガス
室１９には管路２２が接続される。
ンのような高分子膜が用いられ、酸素透過−１０−７ 率が１０ 〜１０ （ｃｏ−ａｍ／ａｍ −５ｅｃ
−ｃ！Ｉｌ−Ｈｇ）であって、酸素透過率と窒素透過率
の比が２以上の選択性を有する膜が好適する。透過ガス
室１９には管路２２が接続される。
第４図は気体透過セル１６の縦断面図である。
気１体透過セル１６は、前述の気体透過セル１５と同様
に、外筒２３内に酸素選択透過膜２４を配置して成り、
酸素選択透過膜２４の一端には戻り管路９が接続される
。また酸素選択透過膜２４の他端には管路２５が接続さ
れる。
に、外筒２３内に酸素選択透過膜２４を配置して成り、
酸素選択透過膜２４の一端には戻り管路９が接続される
。また酸素選択透過膜２４の他端には管路２５が接続さ
れる。
再び第２図を参照して、各気体透過セ／Ｉ／１５゜１６
の管路２２，２７は管路２に共通に接続される。また気
体透過セル１５に接続された各管路２１は、各気体透過
セル１５の酸素選択透過膜１８内に比較的大量の空気を
流通させるに充分な容量を有する誘引送風機２８に共通
に接続される。さらに、気体透過セル１６に接続された
管路２５は各気体透過セル１６の酸素選択透過膜２４内
に比較的少量の空気を流通させるだけの容量を有する誘
引送風機２９に共通に接続される。
の管路２２，２７は管路２に共通に接続される。また気
体透過セル１５に接続された各管路２１は、各気体透過
セル１５の酸素選択透過膜１８内に比較的大量の空気を
流通させるに充分な容量を有する誘引送風機２８に共通
に接続される。さらに、気体透過セル１６に接続された
管路２５は各気体透過セル１６の酸素選択透過膜２４内
に比較的少量の空気を流通させるだけの容量を有する誘
引送風機２９に共通に接続される。
真空ｌンプ６を駆動することＫよって１６気体透過セル
１５．１６の透過ガス室１９．２６は、たとえば−６０
０ｍｍ Ｈｇ程度の負圧となり、それＫよって酸素選択
透過膜１８．２４による空気の透過が生じる。酸素選択
透過膜１８．２４は、空気の透過が生じはじめると、直
ちＫ１１１表面に難透過性気体の分極が生じ、空気から
の酸素の分離が阻害される性質を有する。これを防ぐた
めには膜衷面に新しい空気を供給する必要があるが、こ
の実施例のように真空ポンプ６で吸引することにより、
必要な流量だけを誘引することができ、省エネルギの観
点から優れている。真空ポンプ６から吐出される気体に
は脈動が生じるおそれがあるが、この実施例では送風機
７によって前記脈動が生じることを防止している。
１５．１６の透過ガス室１９．２６は、たとえば−６０
０ｍｍ Ｈｇ程度の負圧となり、それＫよって酸素選択
透過膜１８．２４による空気の透過が生じる。酸素選択
透過膜１８．２４は、空気の透過が生じはじめると、直
ちＫ１１１表面に難透過性気体の分極が生じ、空気から
の酸素の分離が阻害される性質を有する。これを防ぐた
めには膜衷面に新しい空気を供給する必要があるが、こ
の実施例のように真空ポンプ６で吸引することにより、
必要な流量だけを誘引することができ、省エネルギの観
点から優れている。真空ポンプ６から吐出される気体に
は脈動が生じるおそれがあるが、この実施例では送風機
７によって前記脈動が生じることを防止している。
このようにしてバーナ３には酸素富化空気が安定して供
給される。バーナ３においては、燃焼用空気として酸素
富化空気が供給されるので、燃料を高負荷で燃焼するこ
とが可能になる。
給される。バーナ３においては、燃焼用空気として酸素
富化空気が供給されるので、燃料を高負荷で燃焼するこ
とが可能になる。
バーナ３における燃焼負荷を低減するために制御弁８の
開度を小としたときを想定する。この場合には、酸素富
化空気発生手段１で発生した酸素富化空気のうちバーナ
３で消費される量を除く分が余ることになり、この余剰
の酸素富化空気は戻り管路９を介して酸素富化空気発生
手段ｌに戻される。しかも前記余剰の酸素富化空気は、
第２酸素富化領域１４における気体透過セル１６の酸素
選択透過膜２４内に戻される。酸素選択透過膜２４には
比較的小量の空気が流通しているので、前記余剰の酸素
富化空気が戻されることにより、酸素選択透過膜２８′
の内面に接する空気中の酸素濃度は約２１％よりも大と
なる。したがって気体透過セ／Ｉ／１６においては、透
過ガス室２６に透過してくる空気中の酸素濃度が、気体
透過セル１５における透過空気中の酸素濃度よりも大と
なる。それに応じて管路２に導出される酸素富化空気の
濃度が比較的大となる〇 すなわち、第１酸素富化領域１３においては比較的多量
の窒素富化空気が放出されており、第１酸素富化領域に
余剰の酸素富化空気を戻しても、酸素選択透過膜１４の
内面に接する空気の酸素濃度が２１％より大となること
はない。それに対して第２酸素冨化領域１４では、放出
される窒素富化空気が少ないので、酸素選択透過膜２８
の内面に接する空気中の酸素濃度が２１％より大となる
。
開度を小としたときを想定する。この場合には、酸素富
化空気発生手段１で発生した酸素富化空気のうちバーナ
３で消費される量を除く分が余ることになり、この余剰
の酸素富化空気は戻り管路９を介して酸素富化空気発生
手段ｌに戻される。しかも前記余剰の酸素富化空気は、
第２酸素富化領域１４における気体透過セル１６の酸素
選択透過膜２４内に戻される。酸素選択透過膜２４には
比較的小量の空気が流通しているので、前記余剰の酸素
富化空気が戻されることにより、酸素選択透過膜２８′
の内面に接する空気中の酸素濃度は約２１％よりも大と
なる。したがって気体透過セ／Ｉ／１６においては、透
過ガス室２６に透過してくる空気中の酸素濃度が、気体
透過セル１５における透過空気中の酸素濃度よりも大と
なる。それに応じて管路２に導出される酸素富化空気の
濃度が比較的大となる〇 すなわち、第１酸素富化領域１３においては比較的多量
の窒素富化空気が放出されており、第１酸素富化領域に
余剰の酸素富化空気を戻しても、酸素選択透過膜１４の
内面に接する空気の酸素濃度が２１％より大となること
はない。それに対して第２酸素冨化領域１４では、放出
される窒素富化空気が少ないので、酸素選択透過膜２８
の内面に接する空気中の酸素濃度が２１％より大となる
。
したがって効率良く酸素富化を達成することができる。
たとえば、酸素選択透過膜１８．２４の選択性を２とす
ると、第１酸素富化領域１３で発生する酸素富化空気の
酸素濃度は約３５襲である。また第２酸素富化領域１４
において、余剰の酸素空気を戻すことＫより、酸素選択
透過膜２４の内面に接する空気の酸素濃度が２７％にな
ったとすると、第２酸素富化領域１４で発生する酸素富
化空気の酸素濃度は約４１％である。したがって、管路
２には、約３５％よりも高濃度の酸素を含む酸素富化空
気が導出される。
ると、第１酸素富化領域１３で発生する酸素富化空気の
酸素濃度は約３５襲である。また第２酸素富化領域１４
において、余剰の酸素空気を戻すことＫより、酸素選択
透過膜２４の内面に接する空気の酸素濃度が２７％にな
ったとすると、第２酸素富化領域１４で発生する酸素富
化空気の酸素濃度は約４１％である。したがって、管路
２には、約３５％よりも高濃度の酸素を含む酸素富化空
気が導出される。
このようにして余剰の酸素富化空気を利用して、バーナ
３に供給する酸素富化空気２中の酸素濃度をさらに高め
ることができ、バーナ３における燃焼効率がさらに向上
する。
３に供給する酸素富化空気２中の酸素濃度をさらに高め
ることができ、バーナ３における燃焼効率がさらに向上
する。
なお、誘引送風機２９を省略して、自然通風により気体
透過セル１６の酸素選択透過膜２４内に空気を流通させ
るようにしてもよい。また空気消費手段としては、前述
のバーナ３に代えて、燃料電池などであってもよく、酸
素富化空気を消費する手段であればよい。
透過セル１６の酸素選択透過膜２４内に空気を流通させ
るようにしてもよい。また空気消費手段としては、前述
のバーナ３に代えて、燃料電池などであってもよく、酸
素富化空気を消費する手段であればよい。
上述のごとく本発明によれば、余剰の酸素富化空気を利
用して、より高濃度の酸素富化空気を供給することがで
き、酸素富化効率を向上することができる。
用して、より高濃度の酸素富化空気を供給することがで
き、酸素富化効率を向上することができる。
第１図は本発明の一実施例の系統図、第２図は酸素富化
空気発生手段１の構成を簡略化して示す斜視図、第３図
は気体透過セル１５の断面図、第４図は気体透過セ／Ｉ
／１６の断面図である。 １・・・酸素富化空気発生手段、２・・・管路、３・・
・パーす、８・・・制御弁、９・・・戻り管路、１３・
・・第１ｒＩＩ素冨化領域、１４・・・第２酸素富化領
域、１８．２４・・・酸素選択透過膜 代理人 弁理士 西教圭一部
空気発生手段１の構成を簡略化して示す斜視図、第３図
は気体透過セル１５の断面図、第４図は気体透過セ／Ｉ
／１６の断面図である。 １・・・酸素富化空気発生手段、２・・・管路、３・・
・パーす、８・・・制御弁、９・・・戻り管路、１３・
・・第１ｒＩＩ素冨化領域、１４・・・第２酸素富化領
域、１８．２４・・・酸素選択透過膜 代理人 弁理士 西教圭一部
Claims (1)
- 酸素選択透過膜を備える酸素富化空気発生手段で酸素富
化された空気を、消費量に応じて流量制御しながら空気
消費手段に供給するようにした酸素富化空気供給装置に
おいて、前記酸素富化空気発生手段は比較的大量の空気
が供給される第１酸素富化領域と、比較的小量の空気が
供給される第２酸素富化領域とを有し、前記流量制御に
よって生じた余剰の酸素富化空気は第２酸素富化領域に
戻されることを特徴とする酸素富化空気供給装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15179481A JPS5855311A (ja) | 1981-09-24 | 1981-09-24 | 酸素富化空気供給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15179481A JPS5855311A (ja) | 1981-09-24 | 1981-09-24 | 酸素富化空気供給装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5855311A true JPS5855311A (ja) | 1983-04-01 |
| JPS6350283B2 JPS6350283B2 (ja) | 1988-10-07 |
Family
ID=15526435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15179481A Granted JPS5855311A (ja) | 1981-09-24 | 1981-09-24 | 酸素富化空気供給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5855311A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60137806A (ja) * | 1983-12-23 | 1985-07-22 | Toyobo Co Ltd | 酸素濃度の制御方法 |
| JPS631419A (ja) * | 1986-06-20 | 1988-01-06 | Tsukishima Kikai Co Ltd | 可変分配機構を有するガス分離膜モジユ−ル |
-
1981
- 1981-09-24 JP JP15179481A patent/JPS5855311A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60137806A (ja) * | 1983-12-23 | 1985-07-22 | Toyobo Co Ltd | 酸素濃度の制御方法 |
| JPH0428642B2 (ja) * | 1983-12-23 | 1992-05-14 | Toyo Boseki Kk | |
| JPS631419A (ja) * | 1986-06-20 | 1988-01-06 | Tsukishima Kikai Co Ltd | 可変分配機構を有するガス分離膜モジユ−ル |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6350283B2 (ja) | 1988-10-07 |
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