JPS6377516A

JPS6377516A - 気体分離装置

Info

Publication number: JPS6377516A
Application number: JP61223413A
Authority: JP
Inventors: Iwao Otani; 大谷　巖; Kazuo Tsuge; 和夫柘植
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1986-09-20
Filing date: 1986-09-20
Publication date: 1988-04-07

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、例えば圧縮空気中の酸素と窒素とを分離する
のに用いて好適な気体分離装置に関し、特に、吸着剤を
用いて酸素を吸着分離した後、これを連続的に再生でき
るようにした気体分離装置に関する。

〔従来技術〕

例えば、圧縮空気中の酸素を吸着する吸着剤が内部に封
入された２個の吸着筒と、該各吸着筒内に交互に圧縮空
気を供給し、該各吸着筒内の吸着剤によって酸素を吸着
して窒素と分離させ、窒素等を外部に排出する給排気手
段とを備えた気体分離装置は知られている。

この種の気体分離装置では、給排気手段を各吸着筒に交
互に接続して、一方で酸素を吸着剤に吸着させて窒素と
分離するときには、他方で吸着剤から酸素を脱着させて
取出し、該吸着剤を再生するようにして、吸着剤による
気体の分離工程と該吸着剤の再生工程とが交互に行われ
るようになっている。

〔発明が解決しようとする間ｍ点〕

然るに、上述した従来技術では、２個の吸着筒によって
気体を分離するようにしているから、窒素や酸素等の分
離気体を断続的にしか発生させることができず、連続的
に分離気体を取出すことができないという欠点がある。

また、各吸着筒等が大型化しており、装置全体を小型化
してコンパクトに形成できないという欠点がある。

本発明は上述した従来技術の欠点に鑑みなされたもので
、分離気体を連続的に取出すことができる上に、全体を
小型化してコンパクトに形成できるようにした気体分離
装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上述した問題点を解決するために本発明は、気体の供給
ポート、排出ポートと再生ポートとが設けられた基台と
、該基台上に周方向で相互に密接するように配設され、
内部に吸着剤が封入された少なくとも３個以上の吸着筒
と、該吸着筒と前記基台の各ポートとの間に摺動可能に
配設され、回転により高配供給ポート、排出ポートと再
生ポートとを該各吸着筒のいずれかに順次選択的に連通
させる回転体とからなり、前記各吸着筒は供給ポート、
排出ポートと連通したとき、該供給ポートから供給され
る気体のうち所定の気体を吸着剤で吸着して分離し、残
余の気体を排出ポートから排出し、再生ポートと連通し
たとき、前記吸着剤で吸着した気体を再生ポートから排
出するようにしてなる構成を採用している。

〔作用〕

少なくとも３個以上の吸着筒を周方向で相互に密接する
ように基台上に配設したから、回転体の回転により該各
吸着筒のうちいずれかが供給ポート、排出ポートと連通
されるときには、残りの吸着筒のうち少なくともいずれ
かが再生ポートと連通されるようになる。そして、供給
ポートから供給される気体のうち所定の気体を吸着剤で
吸着して分離した後、該吸着剤で吸着した気体を再生ポ
ートから連続的に取出すことができ、吸着剤を連続的に
再生することが可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第４図に基づいて
説明する。

図において、１は中央に円筒状の胴部ＩＡを備えた基台
を示し、該基台１の胴部ＩＡには圧縮空気の供給ポート
２、排出ポート３と再生ポート４とが、例えば径方向で
相対向するように穿設され、その内周側は環状＠２Ａ　
、３Ａ　、４Ａとなっている。そして、該供給ポート２
、排出ボ：ト３および再生ポート４にはそれぞれ配管２
Ｂ。

３Ｂ　、４Ｅが接続され、該供給ポート２には配管２Ｂ
を介して外部から高圧の圧縮空気が供給されるようにな
っている。５は大径の円板状に形成され、基台１上に配
設された支持板を示し、該支持板５の中央部側にはそれ
ぞれ同心円状に流入口５Ａと流出口５Ｂとが、例えば８
個ずつ列設され、該６流大口５Ａと各流出口５Ｂとは後
述する摺動板１７の各連通穴１７Ａ、１７Ｂと対応する
位置にそれぞれ穿設されている（第４図参照）。

６．６．・・・は周方向で相互に密接するように基台１
上に支持板５を介して配設された吸着筒を示し、該各吸
着筒６は、例えば４５度程度の扇形状に形成され、その
内部は中空となって、酸素を吸着可能なカーボン粒等の
吸着剤７，７．・・・が封入されている。そして、該各
吸着筒６は細長い円筒状の筒体８を中心にして、第２図
中に示すように同心円状に８個配設され、その軸方向両
端側は支持板５と蓋体９とによってそれぞれ密閉されて
いる。また、該各吸着筒６内には筒体８側寄りに位置し
て排気管１０，１０．・・・が設けられ、該６排気管１
０の上端は各吸気筒６内に開口し、その下端側は支持板
５の各流出口５Ｂに接続されている。

ここで、該各吸着筒６内に封入された各吸着剤７は後述
の分離工程において、各流入口５Ａから供給される圧縮
空気のうち酸素のみを吸着して分離し、残余の窒素等の
気体を各排気管１０から各流出口５Ｂへと排出させる。

そして、該各吸着剤７は後述の再生工程において、吸着
した酸素を脱着して各排気管１０から各流出口５Ｂへと
排出させ、再び酸素を吸着可能に再生されるようになっ
ている。１１，１１．・・・は各吸着筒６内に設けられ
た仕切板を示し、該各社切板１１は各吸着剤７を各吸着
筒６内に均一に分布させるようになっている。

１２は基台１の胴部ＩＡ内に軸受１３，１４を介して回
転可能に配設された回転体を示し、該回転体１２の下端
側にはプーリ１５が一体的に設けられ、該プーリ１５は
タイミングベルト１６を介して外部から所定の低速度で
回転駆動されるようになっている。また、該回転体１２
には供給ポート２、排出ポート３および再生ポート４に
環状溝２Ａ、３Ａ、４Ａを介してそれぞれ連通ずる連通
路１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃが略り字形状に穿設されてい
る。そして、該回転体１２の上端側端面には第３図中に
示すように、各連通路１２Ａ。

１２Ｂ、１２Ｃの上端が開口する円弧状ｔｉ１！１２Ｄ
　。

１２Ｅ、１２Ｆが同心円状に設けられ、該各日弧状ｙＩ
１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆは、例えば１１２．５度程度の
円弧形状に所定の溝幅をもって形成されている。

１７は回転体１２と支持板５との間に介挿された摺動板
を示し、該摺動板エフは自己潤滑性を有するカーボン材
等によって円板状に形成され、その下面側を回転体１２
が摺動するようになっている。そして、該摺動板１７に
は第４図中に示すようにそれぞれ回心円状に８個の連通
穴１７Ａ。

１７Ａ、・・・および１７Ｂ、１７Ｂ、・・・が穿設さ
れ、該各連通穴１７Ａ、１７Ｂは支持板５の各流入口５
Ａおよび各流出口５Ｂと常時連通している。また、該各
連通穴１７Ａ、１７Ｂはその下端側で回転する回転体１
２の円弧状溝１２０゜１２Ｅ、１２Ｆを介して連通路１
２Ａ、１２Ｂ。

１２Ｃと順次連通し、供給ポート２．排出ポート３と再
生ポート４とを各吸着筒６に順次選択的に連通させる。

この場合、第３図中の矢示Ａ方向に回転する回転体１２
が図示の位置にある瞬間を想定すると、第４図中の右側
に位置する３個の連通穴１７Ｂおよび３個の連通穴１７
Ａは円弧状溝１２Ｅ、１２Ｄ上に位置して、連通路１２
Ｂ。

１２Ａと連通し、左側に位置する３個の連通穴１７Ｂは
円弧状溝１２Ｆ上に位置して、連通路１２Ｃと連通ずる
。

さらに、１８は回転体１２の上端外周側に位置して、該
回転体１２と軸受１３の内輪側との間に配設されたばね
を示し、該ばね１８は回転体１２の上端側端面を摺動板
１７の下面に摺動可能に押付けて、この間を気密状態に
保持するようになっている。

本実施例による気体分離装置は上述の如き構成を有する
もので、次にその作動について説明する。

まず、回転体１２はプーリ１５、タイミングベルト１６
を介して低速度で回転され、供給ポート？、排出ポート
３と再生ポート４とはそれぞれ連通路１２Ａ、１２Ｂ、
１２ｃおよび摺動板１７の各連通穴１７Ａ、１７Ｂを介
して各流入口５Ａ、各流出口５Ｂと連通し、各吸着筒６
内は各流入口５Ａと各排気管ｌＯ１各流各日出口とを介
して供給ポートＭと排出ポート３とに連通して分離工程
を行った後、各排気管１０、各流出口５Ｂを介して再生
ポート４と順次連通して再生工程を行うようになる。

即ち、分離工程では各吸着筒６内の吸着剤７が供給ポー
ト２から供給される圧縮空気のうち酸素のみを吸着して
分離し、残余の窒素等の気体は各排気管１０．各流出ロ
５Ｂ等を介して排出ポート３から外部に排出される。こ
のとき、各吸着筒６内は大気圧よりも十分高い圧力状態
に保持される。一方、回転体１２の回転により該各吸着
筒６の流入口５Ａ側が閉塞され、流出口５Ｂ側が再生ポ
ート４と連通されるようになると、該再生ポート４側は
大気圧程度の圧力状態におかれているから、該各吸着筒
６内の吸着剤７に吸着されたｆｌＩＩ素は該６吸着剤７
から脱着して、各排気管１０．各流出ロ５Ｂ等を介して
再生ポート４側へと流出し、配管４Ｂを介して酸素を取
出すことができる。そして、該６吸着剤７は再び酸素を
吸着可徹に再生され、再生工程が行われる。

而して、本実施例では基台１上に配設した８個の吸着筒
６が回転体１２の回転により供給ポート２、排出ポート
３と連通した後、順次再生ポート４と連通されるから、
該再生ポート４の配管４Ｂから酸素を連続的に取出すこ
とができる。また、排出ポート３の配管３Ｂからは窒素
等を連続的に取出すことができる。さらに、各吸着筒６
を４５度程度の扇形状に形成し、該各吸着筒６を基台１
上に周方向で相互に密接させて同心円状に配設したから
、装置全体を小型化して、コンパクトに形成できる等、
種々の効果を奏することができる。

なお、前記実施例では、吸着筒６を８個設ける場合を例
に挙げて説明したが、該吸着筒６は３個以上設けるよう
にすれば、窒素や酸素等の気体を分離して連続的に取出
すことができるものである。

また、前記実施例では、各吸着筒６内に酸素を吸着可能
な吸着剤７を封入して、圧縮空気中から窒素や酸素を分
離する場合を例に挙げて説明したが１本発明はこれに限
定されず、例えばシリカゲル等の水分を吸着可能な吸着
剤を各吸着筒６内に封入して、圧縮空気中の湿気を分離
して、排出ポート３側から乾燥した圧縮空気を連続的に
取出すようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上詳述した通り、本発明によれば、基台上に配設した
少なくとも３個以上の吸着筒を回転体の回転により供給
ポート、排出ポートと再生ポートとに順次選択的に連通
させるようにしたから、供給ポートから供給される気体
のうち所定の気体を各吸着筒内の吸着剤で吸着分離し、
残余の気体を排出ポート側から連続的に取出すことがで
きると共に、再生ポート側から前記所定の気体を連続的
に取出すことができる。さらに、装置全体を小型化して
、コンパクトに形成できる等、種々の効果を奏すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による気体分離装置を示す縦断
面図、第２図は第１図中の■−■矢示方向断面図、第３
図は第１図中のｍ−ｍ方向矢視図、第４図は第１図中の
ＩＶ−４７方向矢視図である。ｌ・・・基台、ＩＡ・・・胴部、２・・・供給ポート、
３・・・排出ポート、４・・・再生ポート、５・・・支
持板、５Ａ・・・流入口、５Ｂ・・・流出口、６・・・
吸着筒、７・・・吸着剤、９・・・蓋体、ｌＯ・・・排
気管、１２・・・回転体、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ・・
・連通路、１３．１４・・・軸受、１５・・・プーリ、
１６・・・タイミングベルト、１７・・・摺動板、１７
Ａ、１７Ｂ・・・連通穴。特許出願人　　　トキコ株式会社代理人　弁理士　　　　広　　瀬　　和　　音間　　　
　　　　　　　中　　村　　直　　樹第１図第３図 τ 第４薗

Claims

【特許請求の範囲】

気体の供給ポート、排出ポートと再生ポートとが設けら
れた基台と、該基台上に周方向で相互に密接するように
配設され、内部に吸着剤が封入された少なくとも３個以
上の吸着筒と、該吸着筒と前記基台の各ポートとの間に
摺動可能に配設され、回転により前記供給ポート、排出
ポートと再生ポートとを該各吸着筒のいずれかに順次選
択的に連通させる回転体とからなり、前記各吸着筒は供
給ポート、排出ポートと連通したとき、該供給ポートか
ら供給される気体のうち所定の気体を吸着剤で吸着して
分離し、残余の気体を排出ポートから排出し、再生ポー
トと連通したとき、前記吸着剤で吸着した気体を再生ポ
ートから排出するように構成してなる気体分離装置。