JPS60253727A - 燃焼用酸素富化気体供給装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は燃焼用酸素富化気体供給装置に関するものであ
る。

近年エイ・ルギーコストの上昇は著しく、エネルギー利
用機器に対して省エネルギー化が強く要請されている。

特にエネルギーを直接燃料として利用する燃焼機器、内
燃機関、外燃機関などに対してはその燃焼効率の向上に
関して種々の改良が試みられている。その１つとして酸
素富化燃焼法かめる。周知のように燃焼は化学的に見れ
ば、燃料の酸素による酸化反応であり、この時発生する
反応熱が利用されるものである。一般的に燃焼と云えば
、古今東西を問わず、自然の大気中、すなわち２１　Ｖ
ＯＬ％の酸素濃度下における燃焼であった。

この時発生した反応熱は排ガス、（たとえば〜炭酸ガス
、水分および空気中の窒素ガスなど）に与えられ、回収
不可能な場合は排ガス損失となる。

あるいは、その排ガス容量によって燃焼温度が左右１れ
る。いずれにしても排ガス量が少なければ少ない相別用
しつる熱量利得は大きくなる。排ガス中で、大キナ影響
をもたらす因子に生成した水分および空気中に含有され
る燃焼に無関係な不活性気体、特に窒素である。この窒
素の量を低減させることにより、燃焼速度の上昇、燃焼
温度の上昇が認められ結果的には大きな燃焼における省
エネルギー化が果しつる。窒素量の低減は、すなわち、
酸素富化空気を用いることであり、その効果に、例えば
第１図（？Ｌ）に示すように数チの酸素富化に、］：１
ても大きな燃焼節減が可能となる。図中、横軸は酸素富
化空気の酸素濃度を、縦軸は燃焼の節減率を示し、各燃
焼温度をパラメーターにしたものである。こ′Ｆ′Ｌは
、天然ガス（１３Ａ）を燃料とした場合の例であるが、
他の燃料に対しても同様の傾向は見られる。図から明ら
かなように、省エネルギー（燃料節減効果）は高温利用
領域になればなる相方れており、ガラス溶解、ガラス加
工。

金属溶解、セラミック焼成、各種鍛造炉用一般ボイラー
などの用途に広く有効でめる。才だ、酸素富化率は、数
％〜２０％程度上昇すれば大きな効果を示し、必らずし
も高濃度酸素を必要としないことが理解される。副次的
な効果としては、酸素富化空気を用いることにより、燃
焼時たとえばピアンバーナーでは火炎長が短かく鋭くな
り、精密加工用として特に秀れた効果も与える。

このように酸素富化空気による燃焼は数々の長所、特に
省エイ、ルギー効果において顕著な特長を有するが、こ
れを実現具体化するためには低コストの酸素、もしくは
酸素富化空気の供給が強く要請芒れでくる。

現在燃焼用として必要となる酸素富化気体は、一般に酸
素ボンベにより供給されているが、しかしボンベ使用に
関しての問題は、高圧ガスを使用すると云う事−るるい
はボンベ交換が必要な事、ガスもれの危険等である。δ
らにボンベ以外トシては液体酸素の使用が行なわね、て
いるが、これについても同様な問題が見られる。

前述した如く、現在省エネルギー化が必要な時代となっ
ている中で、より効率的に空気中の無尽蔵の酸素を取り
出す事が必要である。

すでにほとんどの高分子膜は、ピンホールの無い状態で
は窒素の透過係数に較べ酸素の透過係数が犬でめる事が
知られている。この事から当然高分子膜を選択分離用と
して使用可能であるが、しかし高分子膜を用いた装置か
ら得られる酸素富化気体を燃焼用として用いる場合、以
下に示す条件を満足することが必要でろり、医療用（特
開昭５１−３２９１号公報、特開昭６１−６８７６号公
報など）として必要と嘔れる条件とはかなりの違いが見
られる。このことは使用条件が１つたく異なる事による
ものでるる。

一般に燃焼装置は種々の燃快方法、燃焼温度。

装置の形状、大きさを有しており、個々の装置により酸
素富化気体の酸素濃度、流量が規定される。

この事から、酸素富化気体を燃焼装置に利用する場合、
これらの条件に合う酸素富化気体供給装置が必要となる
。しかるに、酸素富化気体供給装置製造に関して上記条
件を満すためには、単に酸素富化気体を得る装置であれ
ば良いと云う事ではない。つ１り使用状態、使用条件、
装置の外部条件など種々の変化に対応できる供給装置で
ある事が必要であり、他に利用きれる様な酸素富化気体
の必要条件とはかなりの違いかめる。具体的に酸素富化
供給装置として必要な条件を示すと、第１に燃焼装置が
必要とする酸素濃度を可変できることである。このこと
は酸素富化気体を気休めるいは液体燃料と混合して燃焼
させた場合その時の酸素濃度により燃焼温度及び燃焼速
度が著しく変化することによる。すなわち、酸素濃度が
わずか１％増加する事により約８０°Ｃの温度上昇が見
られると同時に、燃焼速度の大巾な変化により火炎長が
大きく変わる。この事から酸素富化気体供給装置として
は燃焼装置が必要とする酸素濃度は可変でａる事が必要
である。第２の点としては第１と同様に酸素富化気体の
流量を可変とする必要がめる。

つまり、燃焼装置の条件、めるいけ理論燃炊に近い値で
燃焼させるために流量を可変とする必要がある。第３に
酸素富化供給装置の外部条件、主に温度の変化に対する
適応が可能である事でめる。

つまり選択気体透過膜を用いた本装置においては温度変
化により膜の気体透過量が変化し、この結果酸素富化気
体の流量が変化するので、この変化を無くする事を可能
とする事でめる。

以上の諸条件を解決することにより燃焼用として使用可
能な酸素富化気体が得られる。本発明ではこれらの点を
解決し、燃焼用として使用可能な酸素富化気体を得る装
置を提供するものである。

以下１らに前述した必要条件を詳細に説明する。

一般に燃焼用ガス量、あるいはカロリーに適した理論燃
焼を行うための酸素富化気体の酸素濃度および流量の最
適量を得るための一つの方法として装置内の選択気体透
過膜の両面における差圧を変化埒せる事が考えられる。

しかし単に差圧を変化芒せる事により上記の目的を達成
嘔せる事はで＠ない。この理由は差圧と透過流量に関し
て次の関係があるからである。透過流量は次式により示
てれる。

ここでＦ（Ｎ２）　、　Ｆ　（０２）は窒素及び酸素の
透過量、Ｋは膜の物理的定数、Ｐ　（Ｎ２）　−Ｐ　（
０２）はそれぞれ膜羽質にともなう窒素、酸素の透過係
数、ΔＰ（Ｎ２）　、ΔＰ（０２）　’ｒｉ窒素及び酸
素の膜面に対する分圧差を示すものである。つ寸りこの
式から分かる様に膜を透過する全流量（Ｆｔ）はＦｔ＝
Ｆ（Ｎｚ）十Ｆ　（０２）であり、差圧を変化させると
透過流量（Ｆｔ）は必要量に制御埒れるが、一方酸素濃
度（Ｆ（０２）／Ｆ　（ｔ）　）も同時に変化する。こ
れを実験結果から示したものが第１図（ｂ）である。こ
の図では一次側として空気（２１φ酸素）を用いている
。

図中横軸は選択気体透過膜の一次側の圧（Ａ）とニ次側
の圧（Ｂ）（透過気体）との正比ＣＢ／Ａ　）を示した
もので、曲線Ｐおよび左縦軸はその時の酸素濃度爆）で
あり、曲線Ｑおよび右縦軸は透過量をＢ／Ａ＝０．５の
時１としたときの流量比を示したものである。この結果
から分かる様に差圧を減少すると、透過量（Ｆｔ）も減
少し、かつ酸素濃度（Ｆ（０２）／Ｆ（ｔ））も減少す
る事となる。

尚この値は膜の透過性能及びポンプの排気能力により絶
対値は変化するが、しかしこの傾向はどの様な状態でも
同じと云える。この様に必要とする酸素濃度と流量を得
るためには単に差圧を変化する事では解決で＠ない。さ
らに以下に示す効果も加味する必要がめる。

一般に多くの高分子膜は温度上昇により透過量も増加す
る傾向を示している。これは次式により示される。

Ｐ　＝　Ｐｏ　ｅｘｐ　−（Ｅｐ／ｋＴ　）　−−（３
）上式より透過量の増大は温度Ｔの上昇によるＦ（透過
係数）の増加にともなうもので、さらに活性化エネルギ
ー（Ｅｐ）とも相関を持つものでるる。

第１表がそのＥｐＯ例を示したものである。又第１図Ｃ
Ｉｄ　Ｅ　ｐの小σいポリジメチルシロキサンの温度と
酸素の透過係数を示したもので、温度が１０’Ｃ増加す
ると約１０係もの透過係数の増加が見られる。つまりこ
の事実に酸素富化気体供給装置の設置環境の温度変化に
大きく依存している事であり温度変化に対して適応可能
な装置である必要がある。通常燃焼用装置の設置環境と
してにかなりきびしい環境にるる、つ捷り四季を通じ装
置周辺の温度ｉｌ″１１′０°Ｃ附近から４０″Ｃ前後
の間を変化する。この様に数１Ｑ度の変化に対し、常に
透過流量を制御しなければならない。σらに第１表から
酸素と窒素の活性化エイ・ルギー（Ｅｐ）［等し７くな
く、式（３）からＥｐ及び温度Ｔによる透過係数Ｆは酸
素の場合と窒素とでは異なる事から当然温度変化に対す
る酸素と窒素の流量変化も一致しないと云う事になる。

（以下余白） 第１表 以上が燃焼用酸素富化装置として必要な条件であり、本
発明はこれを満足する燃焼用富化酸素供給装置を提供し
ようとするものである。

第２図は本装置の、主要部分の１つの構成図である。こ
の図は空気の導入口から出口１での各部の配置構成及び
非透過気体の流れを示したものである。図において、２
１は金属ネットあるいはフィルターで、膜セルの保護を
するために設けられている。外気はファン２２によりこ
の金属イ・ット、ｂるいはフィルター２１を通って導入
てれ、膜セル１を通過し、酸素及び水蒸気が選択気体透
過膜を通過して酸素及び水蒸気が選択的に除かれる。膜
セル１については第４図で後述する。次いで、選択気体
透過膜を通過しない窒素富化気体（酸素および水蒸気が
少ない状態となった気体）はファン２２により芒らに後
部へ流れるか、又は直接放出される。後部へ流れる場合
は湿度除去部２３で水を蒸発σせて冷却し、真空ポンプ
２４を通り、脈動除去部２６を通って、気体の流れる方
向を制御する風向制御板２６で方向を変えられ外部へ出
る。

風向制御板２６は図では縦に複数枚並べているが、横方
向に複数枚並べてもよい。捷だ、風向制御板２６は装置
の側面や下方に設けてもよい、２７は放音材、２Ｂは膜
セル１の後段に設けた外気導入部で、詳細は第６図によ
り後述する。外気導入部２８は酸素濃度が一定である外
気に接する必要があるので、排出気体を出す風向制御板
２６からは離した位置にする必要がめる。

なおファン２２は第２図では膜セル１の後方に設けたが
、ファン２２は単に気体を流すためのものであるから、
空気取り入れ口、あるいけ空気排出口に設けてもよい。

一方膜を透過した酸素富化気体の流れを示したものが第
３図である。図において空気３０は常時使用中の主膜セ
ル３１及び酸素濃度及び流量を制御するための補助膜セ
ル３２を通過し、膜を酸素が選択的に透過する。この酸
素富化気体は真空ポンプ３３に進むが、その中間に、こ
の気体の内部圧力検知部３４及び酸素濃度、流量制御の
ための外気導入部２８がめる。外気導入部２８は、外部
の通常空気（酸素２１　Ｖ、ＯＬ％　）を導入し、酸素
富化気体を稀釈して、酸素濃度および、流量を調節する
もので、複数個有っても良く、ポンプの前後いずれにあ
っても有効である。さらに真空ポンプ３３を通過した富
化気体は必要ならばこの気体中の水分を除去するための
除湿室３６を通る。ここで得られた気体の一部は芒らに
濃度、流量を制御するためにフィードバックコントロー
ル３７によりフィードバックする。残りの気体は必要な
らば脈動を除去するためバッフ１−室３８を通り燃焼用
富化気体として取り出される。３６は温度検知器、９０
は流量検知器、９１は圧力検知器−９２は燃焼装置、９
３は圧、流量制御用吐出口である。

以上が各部の主な配置構成と流れを全体的に示したもの
であるが、δらに各々について詳しく説明する。

燃焼用酸素富化気体供給装置の製造において、あらかじ
め一応の使用条件等を加味し、必要酸素濃度、流量を満
足するものを作る事が出来るが、前述した如く、使用条
件、使用環境によりσらに最適燃焼を行なうための制御
が必要である。まず第１に酸素濃度、流量を可変とする
ための方法について示す。すなわち外部条件、変動等に
対応できる様に第１の方式として膜セル部分で可変とす
る事である。第４図がその膜セル部分の構成を示したも
のである。図中１は膜セル全体を示し４６ば１つ又は複
数の膜セルで構成され、通常の動作状態で１００係可動
している主膜セルでめる。

４６は補助膜セルで複数の膜セルで構成８れ使用条件、
外部変動が生じた時に使用するもので、全膜セルに占め
る割合は各種条件により異なるが２０係前後でめる。又
この補助膜セル４６を制御するために、１個以」二の制
御バルブ４７を持ち、このバルブ４７に対し１組以上の
補助膜セル４６を有する構成である。またこのバルブ４
７はＯＮ−〇ＦＦ制御による手動、めるいは電動式バル
ブである。動作方法としては、バルブ４７を開にする事
により補助膜セル４６の酸素富化気体は導管４８を通り
、主膜セル４６の酸素富化気体が通過している導管４９
と合流する事となる。開とする補助膜セルの数を制御す
ることにより膜セル１より得られる酸素富化気体の流量
捷たは酸素濃度を制御できる。補助膜セル４６を使用し
た時の酸素富化気体の変化としては、圧が一定の場合に
は、酸素濃度一定で、流量の増加が起る事となる。

次に第６図について説明する。図に示プ名−でいる様に
膜セル１からの酸素富化気体の流れは導管４９を通る流
れを示すが、途中圧力センサー６０を通る。こｔ′Ｌは
膜の透過気体側の圧を知るもので６１．５８を通る経路
で酸素富化気体の状態を変化てせるため、第２図の空気
導入部２８に対応する空気取り入れ口６２を設けである
。こ′Ｆ′Ｉ−は、取り入れ口６２にフィルターを使用
しであるもので、取り入れる流量はバルブ５３により調
節する。このバルブ５３は流量可変のタイプであや、手
動あるいは、モーターにより可変する事が可能なもので
ある。この装置の働＠は、たとえば、酸素濃度が規定よ
り高く、一方流量が少ない場合に使用する事ができる。

前述したように、膜セルを主膜セル４５および補助膜セ
ル４６により構成し、補助膜セル４６をバルブ４７で０
Ｎ−ＯＦＦ制御することにより酸素濃度および（または
）流量を調整することができるが、この方式によると膜
セル総数が増加することになる。このため、一定酸素濃
度より低くして使用する場合は、酸素富化空気に、外部
より通常空気を混ぜる方式が有効で、この方法により酸
素濃度を所望の濃度に低下芒せ、その替りに大容量の流
量を得ることが出来る。空気取り入れ口６２、およびこ
れを調節するバルブ６３は、膜セル１の後段にめれは何
処でも良いが、ポンプ５５と膜セル１との中間にある場
合は、ポンプ圧力を変化量せることになり、従って酸素
濃度の変化量が犬である。一方、ポンプ後段に設置８れ
る場合は、単なる酸素富化空気の稀釈となり、変化量は
小１い。好オしくは、この双方に必要に応じて複数箇所
設置δれることが望ましい。

導管６１を通ってきた気体は減圧ポンプ６６に達するが
、この導管６４とポンプ排出側導管６６とを接続するた
めのバルブ６７が設けられている。

このバルブ６了はバルブ５３と同様に流量可変タイプの
ものであり、手動あるいは、モーターによる制御が可能
なものでめる。又バルブ５７の役目は導管４９．５１側
の圧力を減少芒せるためのバイパスであり、これを開と
する事により透過気体の酸素濃度、流量を減少σせ規定
値に達成させるものでるる。このバルブ５７の制御は補
助膜パルプ４７．空気取り人ね−バルブ６３の使用可否
、温度、圧力、流量等のファクターと相関がある事は云
う寸でもない。以上が、燃焼用酸素富化気体として必要
とする規定流量、規定酸素濃度を得るためと、外部条件
の変動に対し、一定値を得るための制＠部である。尚補
助膜は使用条件により必要としない場合は不要である。

また制御パルプの操作はすべであるいけ一部手動とする
事も可能である。

すでに記した如く、温度による変動を制御するために膜
セル１部分に温度センサー６９を取り刊け、常時温度を
監視し温度変化が生じた時は上記したと同様に補助膜４
６の使用、外気の導入、パイパヌパルプ５７の開閉の可
否を解析し規定値を達成８せる。本装置では前述した如
く、温度、圧力、透過流量、酸素濃度とがそね−それ相
関関係にありこれらの制御を手動で行う事も可能である
が、後述する自動集中制御の方式を用いれば実時間で制
御を行うことも可能である。

この様にポンプの排気口６Ｂから得らｔ′した酸素富化
気体中には水分が含まれているため、必要ならばこれを
除く必要かめる。特に大気湿度が高い場合、減圧状態か
らポンプ６６を通シ常圧捷たばそれ以上になると、水蒸
気は外部温度との相対温度差により露結現象が起る。こ
の事を利用し通常（ｄスパイラル状の管を通し、この管
を常温にする事により水蒸気を露結し取り出す。しかる
に外気温度により湿度や露結量が変化すると云う問題が
生じる。本装置ではできるだけ透過気体中の湿度を下げ
るために、次の方法により解決した。理想的には湿度を
下げる方法としてＯ’Ｑ以下の温度の中に透過気体を通
す事により達成する事ができるが、このような方法を用
いると、装置の大型化および維持管理に伴うコスト上昇
が避けら７′１−ない。

よって本装置ではできるだけ簡便でかつ常温以下にする
事により解決した。つまり水が浸透しやすい材質と熱伝
導のよい材質とを密着させた状態で透過気体の導通管に
接続δせる。この原理は、透過気体中の水蒸気がこの導
通管で露結した時、この水が浸透圧あるいは内圧で外部
に取り出され、大気中で気化するとき、埒らに潜熱によ
り温度を下げる事により、より温度を下げ露結を促進さ
せるものである。

第６図は除湿部および脈流除去部を設はブヒ構成を示し
、第６図と同一部分には同一符号を付して説明を省略す
る。図に示てね−ているように特に前述した除湿部６２
にポンプ６６の直後に設置する必要がある。つ捷りポン
プ６６の入口５４と出口６６とのバイパスに除湿部６２
を通す必要がある。

つ捷りこの除湿部６２を通埒ずに行なうと、バルブ５７
の近傍で露結が生じ、流量変動と同時に、δらに水蒸気
が逆流する事となる。以上のように除湿部れた酸素富化
気体は向流れに脈動を生じている場合がある。このため
バ・ノファ−２６によりこの脈動を阻止している。妊ら
にこの気体は流量センサー部９０を通り、かつ圧力計９
１を通る。

寸たこの部分の導管９２が異常圧（燃焼バーナー系への
導管がスト５．プされた場合等）の時又は流量が多過ぎ
る時にバルブ９３により自動的に減圧又は排出てれるよ
うに設置されている。この燃焼用酸素富化気体は導管９
２に送られ導管９４からの燃焼用ガスあるいは燃炊用液
体燃料と混合される。−Ｐた本装置外の燃焼部分あるい
は燃焼用燃料部分には、流量センサー９６．圧力センサ
ー９６を設ける事によシサらに高品位の酸素富化気体と
する事が可能である。

第７図は装置全体の長妊を短くし、小型化を図った場合
の実施例で、嘆セル部１を上段に、その他の部分を下段
にし、気体の流れをコ字形としたものである０図におけ
る各符号は第２図、第４図。

第５図、第６図の各部と同一であり説明を省略する。こ
の実施例においては、空気取り入れ口２１と窒素富化気
体排出口とが同一方向に向っているため、風向制御板２
６より多量の窒素富化気体を排出する場合は風向制御板
２６の向きを左右方向に広げるなどして、窒素富化気体
が空気取り入れ口２１に捷わりこ捷ないようにしなけれ
ばならないむ 次に前述した規定流量および酸素濃度を安定に供給する
ための制御方法について述べる。これらを得るための制
御部分としては、補助膜開閉、大気導入バルブおよびバ
イパスバルブの操作の３点でありこの操作はどれを取っ
ても、流量、酸素濃度との関数となっている。一方これ
らの操作に関し、流量および酸素濃度を知る手段は膜付
近の温度、透過気体の圧、最終取り出し口の流量あるい
に圧力の数点である。これらの関係は一見複雑な操作で
あるが、自動制御可能なものである。すなわち、使用す
る膜特性は膜材料特有のものである。

したがって膜自身の差圧（ΔＰ）、透過量（Ｊ）、酸素
濃度（０２）、温度に対する透過係数（ＰＴ）を知り、
単なる演算処理を行なう事により可能である。

具体的にはマイクロコンピュータ−を使用し、センサー
部分の複数ケ所を測定し、その結果から指定値よりの変
動を観察し、これを膜それ自身の特性と比較演算し、最
適流量および濃度を得るために数ケ所の制御バルブのど
れを変化させるのが最適であるかを予測し決定する。具
体的には第８図の構成で制御する。図中１１１．１１２
．１１３は各センサーからの入力である。たとえば１１
１のラインは第５図の圧力センサー６０からの入力であ
りこれをオペアンプ１１４で正規化した後、セレクター
１１５を通り処理回路１１６でＡ／Ｄ変換はれ演算その
他の処理を行なう。捷たライン１１２げ第６図の温度セ
ンサー６９の出力であり室温補正てれた後オペアンプ１
１４に入り、セレクター１１６を経て処理回路１１６に
加えられる。

同様にライン１１３は第６図の流量センサー９０の出力
であり、オペアンプ１１４．セレクター１１６を経て処
理回路１１６に加えられる。処理回路１１６で演算、処
理σれて得られたデータ（は、ＲＯＭ１１７に記憶され
ている膜特性、たとえば第１図すに示きれた特性と比較
される。このデータは、使用する膜の基本的データであ
る。

一方、燃焼条件の初期値設定はキーボード６３より入力
はせる。６４はキーボード６３の表示装置である。キー
ボード６３より入力させた値と膜特性の比較により指定
芒れる条件を決定し、次いで制御方法を決定し表示する
。同時にバルブ駆動用モータコントローラ１２０に指示
を与え、バルブ６３を駆動する。同様にバルブ６７はバ
ルブ駆動用コントローラ１２１で、バルブ４７はバルブ
駆動用コントローラ１２２で制御する。この動作をくり
返すことにより精度を上げてゆく。この時のデータ、補
正データはＲＡＭ１１Ｂに蓄えられる。以上の方法によ
り制御を行う。なお、図中６６はＣＰＵの一例を示した
ものであり、ＣＰＵの種類により異なるが、要するに、
各種データを膜特性と比較演算し制御方法の最適条件を
決定するものである。なお本方法ではさらに外部条件の
複雑な変化に対し、膜特性をさらに補正し、最適化へ進
める事が可能である。以上の方法をソフトウェアから見
たものが第９図である。

次に第１０図により本装置の電気回路、安全装置回路に
ついて説明する。図中、実線は電源回路、破線ハコント
ロール回路である。捷ず、真空ポンプ駆動用三相電源１
３１および単相１００Ｖの電源１３２よりの電圧は、そ
れぞれ電源防止用ブレーカ−１３３、１３４を通り一開
閉コントロールボックス１３６に入る。埒らにサーマル
型の過電流防止ブし／−カー１３６．１３７を通り各電
源が供給される。１００Ｖの電源１４０は各コントロー
ラにおいて必要に応じＤＣ変換ちれる。との電源ばＣＰ
Ｕ６６、ファン２２．指示ランプ１５４゜警報ブザ−１
５０および各バルブの制御コントローラー１４４に供給
ちれる。電源１４６は１００Ｖ入力電源１３２の異常め
るいは停電の時に使用するための、ＣＰＵバ、クアノプ
電源および警報ブザ−１４６用電源である。次にコント
ロール回、　路であるが、ライン１４７よりデータ入力
されその値が異常値（規定値からの大きなズレ、あるい
は制御不可能な値等）が検出８れた時ライン１４８によ
り開閉コントロールボックス１３５を駆動して電源遮断
、ライン１４９を介して警報ブザ−１６０の作動および
ライン１６１を介して制御コントａ−ラ１４４の制御等
を指示する。１６２゜１５３．１５４　、’１５５は各
種の動作状態を表示するためのランプめるいはＬＥＤ表
示装置である。

本装置で使用している膜は燃焼用を目的としている事か
ら最低でも２０ｅ／分以上の流量を得る鬼めに透過能の
良いポリジメチルノロキサンを含む膜利が好適であり、
−！た本装置として最終的に燃焼用として用いられる酸
素濃度は燃焼に適した３９チ以下のものである。

以上の方式により燃焼用として主に必要とされる条件で
ある酸素濃度および流量の可変が可能であり、また規定
の濃度、流量が温度等の外部条件により変動せず、かつ
湿度に対してもより安定でありまた得られた富化気体が
脈動のないものであり、燃焼用として十分実用可能な酸
素富化気体が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（？Ｌ）　Ｈ酸素濃度と燃焼節約率との関係を示
す図、第１図（ｂ）Ｈ選択気体透過膜の両側の差圧と酸
素濃度および流量の関係を示す図、第１図（Ｃ）ニ選択
気体透過膜の温度と透過係数との関係を示す図、第２図
は本発明による燃焼用酸素富化気体供給装置の原理構成
図、第３図は本発明による燃焼用酸素富化気体供給装置
の構成および動作原理を説明するためのプＣ１ツク図、
第４図は本発明に使用芒れる膜セル部構成図、第５図は
本発明接置における酸素富化気体系の説明図、第６図げ
本発明装置の全体構成を示す図、第７図は本発明装置の
実施例を示す構成図、第８図は本発明装置の制御系の説
明図、第９図は本発明装置の制御系動作を説明するフロ
ーチャート、第１０図は本発明装置における電気回路系
説明図である。 １　・選択気体透過膜セル、２１　フィルター、２２　
ファン、２３・・湿度除去部、２４゜３３６６　真空ポ
ンプ、２５−　脈動除去部、２６　・・風向制御板、２
７　防音制、２８外気導入部、３１．４５　主膜セル、
３２゜４６・　補助膜セル、３４．５０　−内部圧力検
知部、３５　温度検知部、３６　・　除湿室、３７・・
　フィードバックコントロール、３８−バッファー室、
９０・・−流量検知器、９１　・圧力検知器、９２　燃
堺装置、９３　圧、流量制御用吐出口。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 （Ｉ：Ｊ−） ２４）　３０　４０ Ｙびし　素　プルりも　（％） 第１図 （す ０．５　／、＋１７ 圧比（Ｂ／Ａ） （り 框　渇く 区 ４図 −１ 区　く 寸 〈　り 吟　寸 区

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）選択気体透過膜セルに空気を供給する手段と選択
   気体透過膜の一次側と二次側間に圧力差を設ける手段と
   、前記選択気体透過膜セルを透過した酸素富化気体を燃
   焼装置に供給する配管系と、前記配管系の少くとも１ケ
   所に設けられた外気取り入れ手段とを備えたことを特徴
   とする燃焼用酸素富化気体供給装置。 （２）外気取り入れ手段が選択気体透過膜セルと圧力差
   を設ける手段との間に設けられた特許請求の範囲第１項
   記載の燃焼用酸素富化気体供給装置。 （３）外気取り入れ手段が圧力差を設ける手段と燃焼装
   置との間に設けられた特許請求の範囲第１項記載の燃焼
   用酸素富化気体供給装置。 （４）外気取り入れ手段が選択気体透過膜セルと圧力差
   を設ける手段の間および圧力差を設ける手段と燃焼装置
   との間の各々に設けられた特許請求の範囲第１項記載の
   燃焼用酸素富化気体供給装置。 （６）外気取り入れ手段がフィルターを配した外気取り
   入れ口と、をり入れ量を制御するノくルブとから成る特
   許請求の範囲第１項記載の燃焼用酸素富化気体供給装置
   。 （６）　圧力差を設ける手段が減圧ポンプである特許請
   求の範囲第１項記載の燃焼用酸素富化気体供給装置。