JPWO2006109639A1 - マニホールドバルブおよびそれを備えたpsa装置 - Google Patents
マニホールドバルブおよびそれを備えたpsa装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2006109639A1 JPWO2006109639A1 JP2007512931A JP2007512931A JPWO2006109639A1 JP WO2006109639 A1 JPWO2006109639 A1 JP WO2006109639A1 JP 2007512931 A JP2007512931 A JP 2007512931A JP 2007512931 A JP2007512931 A JP 2007512931A JP WO2006109639 A1 JPWO2006109639 A1 JP WO2006109639A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- communication ports
- ports
- communication
- intermediate cylinder
- manifold valve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
- F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
- F16K11/06—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements
- F16K11/072—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with pivoted closure members
- F16K11/076—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with pivoted closure members with sealing faces shaped as surfaces of solids of revolution
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
- F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
- F16K11/08—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks
- F16K11/085—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks with cylindrical plug
- F16K11/0856—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks with cylindrical plug having all the connecting conduits situated in more than one plane perpendicular to the axis of the plug
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/047—Pressure swing adsorption
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Multiple-Way Valves (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
Abstract
マニホールドバルブ(V1)は、円筒状のバルブ本体(1)と、当該バルブ本体(1)に内嵌された円筒状の中間筒体(2)と、当該中間筒体(2)に対して摺動回転可能に内嵌されたローター(3)とを備える。バルブ本体(1)は、複数の第1連通口(10a〜10c)と、複数の第2連通口(11a〜11c,12a〜12c)とを備えている。中間筒体(2)は、前記第1連通口に連通する複数の第3連通口(22a〜22c)と、前記第2連通口に連通する複数の第4連通口(23a〜23c,24a〜24c)とを備えている。ローター(3)は、複数の連通流路(30a〜30c)と、前記第3連通口を前記連通流路にそれぞれ連通させる複数の第5連通口(31a〜31c)と、前記第4連通口を前記連通流路(30a〜30c)に連通させるための複数の第6連通口(32a〜32c,33a〜33c)とを備えている。
Description
本発明は、マニホールドバルブに関し、特にPSA装置など多流路の切換えを行うのに適したマニホールドバルブに関する。本発明は、さらにそのようなマニホールドバルブを備えたPSA装置にも関する。
水配管、油圧配管、またはガス配管などを備えた流体配管設備において、複数の流路を切換えるために、ロータリーバルブが用いられる場合がある。従来のロータリーバルブとしては、たとえば円筒状のバルブ本体と、このバルブ本体内に収容され、バルブ本体の内面に対して摺動回転可能なローターとを備えたものが知られている(たとえば、特許文献1参照)。
特許文献1に開示されているロータリーバルブにおいては、バルブ本体の軸方向に異なる位置には、外側から内側に貫通する複数の連通口が形成されている。ローターには、軸方向に延びる連通流路が形成されているとともに、当該連通流路とローターの外側とを連通する複数の孔が形成されている。この孔は、上記連通口と対応する位置に形成されており、ローターに接続されたモータの回転出力によりローターが回転し、連通流路と連通口とを選択的に連通状態または非連通状態に切換えることができるようになっている。このため、ローターの回転位置を制御することにより、バルブ本体に形成された複数の連通口のうち設定されたものを連通流路に連通させることができ、この結果、連通口に接続された配管を選択的に導通させることができる。
ところで、近年、メタノールや天然ガスを水蒸気改質して得られた73〜77%程度の水素を含んだ原料ガスを、PSA(Pressure Swing Adsorption)装置に導入して水素ガスを精製分離する方法(圧力変動吸着法)が、半導体製造、ガラス製造、金属熱処理、化学反応などの幅広い分野で使用されている。PSA装置は、通常、吸着剤を充填した3槽または4槽の吸着槽を備えて構成されており、原料ガスは、各吸着槽に供給され、吸着槽内で吸着剤によって水素以外のガス成分が除去(吸着)されて、高純度水素として取り出される。
図7は、3槽式の吸着槽を備えたPSA装置の一例を示す概略構成図である。同図に示されたPSA装置においては、吸着槽の上部より取り出される精製された水素ガスを用いて、脱着が完了した吸着槽内に残留しているガスをパージするシステムが採用されている。このシステムでは、各吸着槽の下部において、原料ガスを吸着槽に供給するための流路P1と、吸着槽内のガスを排出するための流路P2との2流路が形成されている。各吸着槽の上部において、精製された水素ガスを製品水素として取り出すための流路P3と、精製された水素ガスの一部を共通のパージラインに送り出すための流路P4と、当該共通のパージラインから水素ガスを吸着槽に導入するための流路P5との3流路が形成されている。
以上の構成から理解されるように、各吸着槽の下部で2流路、上部で3流路の切換えを行う必要があり、3槽式の場合には、合計15流路の切換えを行う必要がある。また、吸着槽の下部および上部における流路の切換えは、吸着槽ごとに独立して行うことが必要とされる。この3槽式吸着槽の流路の切換えに上記特許文献1に開示されたロータリーバルブを用いると、各吸着槽の下部と上部に当該ロータリーバルブを1個ずつ設置し、PSA装置全体としては合計6個のロータリーバルブを使用して各バルブを順次操作することにより、各吸着槽の下部および上部の15流路の切換えを行うことができる。
一方、近年、PSA装置を燃料電池自動車の水素ステーション等に適用することが検討されている。PSA装置を水素ステーションへ適用するためには、装置の小型化や低価格化が強く要請される。しかしながら、上記従来のロータリーバルブによると、PSA装置の吸着槽の数に応じて使用するバルブの数を増やす必要があり、装置の大型化や設備費用の高騰化を招く傾向にある。また、使用するバルブの数が増えると、各バルブを順次作動させることによるバルブ制御が複雑化するといった不都合も生じる。さらに、各流路の切換えの順序やタイミングを変更する場合には、バルブごとに連通口の孔の配置や大きさを変更する必要があるが、バルブの数が増えると、この変更に伴う費用が高騰化するという問題が生じる。
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、多数の流路を切換える必要がある装置において、装置の小型化や設備費用の低減化を図るとともに、流路切換えの順序やタイミングなどの仕様を変更する際にも、仕様変更に係るコストを低減することができるマニホールドバルブを提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、このようなマニホールドバルブを備えたPSA装置を提供することにある。
本発明の第1の側面によれば、 円筒状のバルブ本体と、当該バルブ本体に内嵌された円筒状の中間筒体と、当該中間筒体に対して摺動回転可能に内嵌されたローターとを備え、前記バルブ本体は、軸方向に間隔を隔てて形成された複数の第1連通口と、当該複数の第1連通口と軸方向に異なる位置において軸方向に相互に間隔を隔てて形成された複数の第2連通口とを備えており、前記中間筒体は、軸方向に間隔を隔てるとともに前記複数の第1連通口にそれぞれ連通する複数の第3連通口と、前記複数の第2連通口にそれぞれ連通する複数の第4連通口とを備えており、前記ローターは、軸方向に延びるとともに互いに分離された複数の連通流路と、前記複数の第3連通口を前記複数の連通流路にそれぞれ連通させる複数の第5連通口と、前記複数の第4連通口を前記複数の連通流路にそれぞれ連通させるための複数の第6連通口とを備えており、前記ローターの前記中間筒体に対する回転に伴い、前記複数の第6連通口を前記複数の第4連通口に対して選択的に連通状態または非連通状態に切換えるように構成されている、マニホールドバルブが提供される。
本発明に係るマニホールドバルブによると、複数の容器(たとえばPSA装置における吸着槽)について各容器ごとに流体を供給または排出するための複数の流路切換えが必要な場合においても、各第1連通口と各容器を接続しておくことにより、1個のマニホールドバルブを用いて複数の容器に接続される流路の切換えを各容器ごとに独立して行うことができる。したがって、複数の容器に接続される多流路の切換えに必要なバルブの数を低減させることができ、装置の小型化や設備費用の低減化を図ることができる。
また、本発明に係るマニホールドバルブにおいては、中間筒体を備えている。このため、各流路の流量や流路切換えのタイミングなどの仕様を変更する必要が生じても、中間筒体に形成される第3連通口および第4連通口の配置や大きさを変更することにより、対応することが可能である。したがって、バルブの仕様変更に際して中間筒体のみを交換すればよく、仕様変更に係るコストを低減することができる。
好ましくは、前記中間筒体の内面における前記各第3連通口に対応する位置には、内面環状流路が形成されている。
好ましくは、前記中間筒体の外面における前記各第4連通口に対応する位置には、外面環状流路が形成されている。
好ましくは、前記バルブ本体と前記中間筒体との間において、前記各第4連通口の軸方向の両側には、環状のシールが設けられている。
好ましくは、前記中間筒体と前記ローターとの間において、前記各第4連通口の軸方向の両側には、環状のシールが設けられている。
好ましくは、前記バルブ本体には、複数の共通流路と、当該各共通流路と前記複数の第4連通口のうち選択されたものとを連通させる複数の接続口と、を備えたブロックが取付けられている。
好ましくは、前記バルブ本体には、前記各第1連通口に通じる接続口を備えたブロックが取付けられている。
好ましくは、前記ローターは、時間で制御される電動モータにより駆動される。
好ましくは、前記複数の第4連通口は、前記中間筒体の軸方向に間隔を隔てる複数組の中間供給口と、前記中間筒体の軸方向に間隔を隔てる複数組の中間排出口と、を含んでおり、前記各組の中間供給口は、前記中間筒体の周方向に相互に間隔を隔てているとともに、他の組の中間供給口に対して前記中間筒体の周方向にずれており、前記各組の中間排出口は、前記中間筒体の周方向に相互に間隔を隔てているとともに、他の組の中間排出口に対して前記中間筒体の周方向にずれている。
好ましくは、前記複数の第1連通口、前記複数の第3連通口、前記複数の第5連通口および前記複数の連通流路は、ガスの供給および排出に用いられ、前記複数の第2連通口のうちの選択されたもの、前記複数の第4連通口のうちの選択されたもの、および前記複数の第6連通口のうちの選択されたものは、ガスの供給にのみ用いられ、残りの第2連通口、残りの第4連通口および残りの第6連通口は、ガスの排出にのみ用いられる。
本発明の第2の側面によれば、前記マニホールドバルブと、当該マニホールドバルブの前記複数の第1連通口にそれぞれ接続された複数の吸着槽と、を含むPSA装置が提供される。
好ましくは、前記マニホールドバルブを前記各吸着槽の一端に接続し、同様の構成を有する他のマニホールドバルブを前記各吸着槽の他端に接続した構成とする。
本発明のその他の特徴および利点については、以下添付図面に基づいて行なう発明の実施形態の説明から、より明らかになるであろう。
本発明の実施形態について、図1〜図6を参照しつつ具体的に説明する。なお、説明の便宜上、図1を基準として上下左右の方向を特定することにする。
図1は本発明の一実施例に係るマニホールドバルブを示す断面図である。同図に示すマニホールドバルブV1は、たとえば3槽式吸着槽を有するPSA装置に適用される。PSA装置は、概略的にたとえば図6に示したような構成を有している。
具体的には、図6に示すPSA装置は、3個の吸着槽A,B,Cを備えている。たとえば、水素とそれ以外のガス成分を含む原料ガスから水素を分離する場合、各吸着槽A,B,Cにおいて、供給された原料ガスは吸着剤によって水素以外のガス成分が吸着され、高純度のH2ガスが外部に排出される。このH2ガスの大部分は、製品ガスとして製品タンク(図示せず)に取り出される。H2ガスの一部および/または吸着槽内の残留ガスは、共通のパージラインに送られ、流量調整弁V3を経て、所定の吸着槽にパージガスとして導入される。そして、再生を受けている吸着槽では、減圧により、吸着剤から脱着した脱着ガスが槽内の残留ガスとともに、パージガスによって排出される。したがって、各吸着槽A,B,Cの下部には、原料ガスを吸着槽に供給する流路、および吸着槽から排出されたガスを送り出す流路の2流路が接続されており、各吸着槽A,B,Cの上部には、H2ガスをタンクに送り出す流路、H2ガスをパージラインに送り出す流路、および圧力調整されたH2ガスを吸着槽に供給する流路の3流路が接続されている。本実施形態では、後述する説明から理解されるように、吸着槽A,B,Cの下部の全6流路の切換えを吸着槽A,B,Cの下部に配置される1個のマニホールドバルブV1で行い、吸着槽A,B,Cの上部の全9流路の切換えを吸着槽A,B,Cの上部に配置される1個のマニホールドバルブV2で行うように構成されている。図1に示すマニホールドバルブV1は、吸着槽A,B,Cの下部に配置されるものである。
図1に示すように、マニホールドバルブV1は、バルブ本体1と、中間筒体2と、ローター3と、上部ブロック4と、下部ブロック5とを備えている。
図1および図2に示すように、バルブ本体1は、軸方向に延びる中空部が形成された円筒状を呈している。バルブ本体1の上部には、軸方向に間隔を隔てるとともに半径方向に貫通する3個の第1連通口としての外側供給・排出口10a,10b,10cが形成されている。この外側供給・排出口10a,10b,10cは、吸着槽A,B,Cに原料ガスを供給するか、或いは、吸着槽A,B,Cから吸着ガスを排出する連通口として機能するものである。バルブ本体1の下部には、外側供給・排出口10a,10b,10cと軸方向に異なる位置に、3個の第2連通口としての外側供給口11a,11b,11cと、さらに3個の第2連通口としての外側排出口12a,12b,12cとが交互に形成されている。
図1および図3に示すように、中間筒体2は、バルブ本体1の中空部に嵌合される円筒部20と、バルブ本体1の左端部に固定されるフランジ部21とが一体形成された構成とされている。中間筒体2には、バルブ本体1の外側供給・排出口10a,10b,10cに常時連通する3個の第3連通口としての中間供給・排出口22a,22b,22cが形成されている。中間筒体2には、バルブ本体1の外側供給口11a,11b,11cと軸方向に対応する位置に、半径方向に貫通する3組(各組3個ずつ)の第4連通口としての中間供給口23a,23b,23cが形成されている。より詳細には、図1における左側の組の3個の中間供給口23aは、図5Aに表れているように、円周方向にずれるとともに互いに近接する位置に形成されている。同様に、図1における中間の組の3個の中間供給口23bおよび右側の組の3個の中間供給口23cは、図5Cおよび5Eに表れているように、それぞれ円周方向にずれるとともに互いに近接する位置に形成されている。
また、中間筒体2には、バルブ本体1の外側排出口12a,12b,12cと軸方向に対応する位置に、半径方向に貫通する3組(各組2個ずつ)の第4連通口としての中間排出口24a,24b,24cが形成されている。より詳細には、図1における左側の組の2個の中間排出口24aは、図5Bに表れているように、円周方向にずれるとともに近接する位置に形成されている。同様に、図1における中間の組の2個の中間排出口24bおよび右側の組の2個の中間排出口24cは、図5Dおよび図5Fに表れているように、それぞれ円周方向にずれるとともに近接する位置に形成されている。
中間筒体2の内面には、中間供給・排出口22a,22b,22cと軸方向に対応する位置に、内面環状流路25a,25b,25cが形成されている。中間筒体2の外面には、中間供給口23a,23b,23cと軸方向に対応する位置に外面環状流路26a,26b,26cが形成され、中間排出口24a,24b,24cと軸方向に対応する位置に外面環状流路27a,27b,27cが形成されている。
図1および図4に示すように、ローター3は、円筒状を呈しており、中間筒体2の内面に摺動しながら回転できるように中間筒体2に対して内嵌されている。ローター3には、軸方向に延びるとともに互いに分離された3本の連通流路としての内側供給・排出流路30a,30b,30cが形成されている。
ローター3における中間筒体2の中間供給・排出口22a,22b,22cと軸方向に対応する位置には、半径方向に貫通する第5連通口としての内側供給・排出口31a,31b,31cが形成されている。これにより、内側供給・排出流路30a,30b,30cと外側供給・排出口10a,10b,10cとは、それぞれ内側供給・排出口31a,31b,31c、内面環状流路25a,25b,25c、および中間供給・排出口22a,22b,22cを介して別個独立して連通している。
また、ローター3における中間筒体2の中間供給口23a,23b,23cと軸方向に対応する位置には、半径方向に貫通する第6連通口としての内側供給口32a,32b,32cが形成されている。これにより、内側供給・排出流路30a,30b,30cと外側供給口11a,11b,11cとは、それぞれ内側供給口32a,32b,32c、中間供給口23a,23b,23c、および外面環状流路26a,26b,26cを介して別個独立して連通しうるようになっている。ただし、ローター3の回転動作に応じて、内側供給口32aが中間供給口23aに対して円周方向にずれた位置にある場合には、内側供給口32aは中間筒体2の内面で塞がれることとなり、内側供給口32aと中間供給口23aとは連通しない状態(非連通状態)となる。内側供給口32bおよび内側供給口32cについてもこれと同様である。
ローター3における中間筒体2の中間排出口24a,24b,24cと軸方向に対応する位置には、半径方向に貫通する第6連通口としての内側排出口33a,33b,33cが形成されている。これにより、内側供給・排出流路30a,30b,30cと外側排出口12a,12b,12cとは、それぞれ内側排出口33a,33b,33c、中間排出口24a,24b,24c、および外面環状流路27a,27b,27cを介して別個独立して連通しうるようになっている。ただし、ローター3の回転動作に応じて、内側排出口33aが中間排出口24aに対して円周方向にずれた位置にある場合には、内側排出口33aは中間筒体2の内面で塞がれることとなり、内側排出口33aと中間排出口24aとは連通しない状態(非連通状態)となる。内側排出口33bおよび内側排出口33cについてもこれと同様である。
図1および図3に示すように、中間筒体2の外面および内面における各中間供給口23a,23b,23cおよび各中間排出口24a,24b,24cの軸方向の両側には、環状溝28が形成されており、各環状溝28には、Oリング29が装着されている。これら環状溝28およびOリング29により、バルブ本体1と中間筒体2との間および中間筒体2とローター3との間におけるシールが構成されている。したがって、このシールによって、バルブ本体1と中間筒体2との間および中間筒体2とローター3との間において軸方向に隣接する流路は適切に遮断され、各流路を通過するガスが不当に他の流路に混入することはない。なお、本実施形態では、Oリング装着用の環状溝28が中間筒体2の外面および内面に形成されているが、バルブ本体1の内面やローター3の外面に環状溝を形成してもよい。また、シール材としてOリングを使用した構成を示しているが、シールの態様はこれに限定されるものではない。
図1に示すように、ブロック4は、バルブ本体1の上部に取付けられている。ブロック4は、バルブ本体1の外側供給・排出口10a,10b,10cと吸着槽A,B,Cとをそれぞれ接続する接続口40a,40b,40cを備えている。
図1に示すように、ブロック5は、バルブ本体1の下部に取付けられている。ブロック5は、軸方向に延びる共通流路としての共通供給流路50と、この共通供給流路50にそれぞれ繋がるとともに外側供給口11a,11b,11cに通じる供給接続口51a,51b,51cと、軸方向に延びる共通流路としての共通排出流路52と、この共通排出流路52にそれぞれ繋がるとともに外側排出口12a,12b,12cに通じる排出接続口53a,53b,53cとを備えている。
図1におけるローター3の左端外周には、中間筒体2の左端部に形成された凹部の端面と摺動するスラストリング60が取付けられている。ローター3の左端は、中間筒体2のフランジ部21に取付けられたカバー61により覆われている。ローター3の右端外周には、環状の突起34が形成され、その一方の側面は、スラストリング62を介して中間筒体2の右端部に形成された凹部に接続され、他方の側面は、スラストリング63を介してバルブ本体1に取付けられたカバー64に接続されている。ローター3には、駆動手段としての電動モータ65が連結されている。バルブ本体1および電動モータ65は、図示しない支持台に固定されている。
図6において模式的に表れている吸着槽A,B,Cの上部のマニホールドバルブV2は、上記した下部のマニホールドバルブV1と基本構造が共通するものである。しかしながら、上部のマニホールドバルブV2は、全9流路(各吸着槽A,B,Cごとに3流路ずつ)の切換えを行うものであり、全6流路(各吸着槽A,B,Cごとに2流路ずつ)の切換えを行う下部のマニホールドバルブV1の構成と比較すると、バルブ本体1、中間筒体2、ローター3およびブロック5に設けられる供給口、排出口、接続口、流路の個数を切換えるべき流路数の増加に応じて増やした点のみが相違する。
上部のマニホールドバルブV2のローター3は、下部のマニホールドバルブV1のローター3に連結された電動モータ65とは別個の電動モータから動力を得る、或いは、ベルトなどを介して電動モータ65から動力を得ることができるようになっている。そして、上部のマニホールドバルブV2のローター3と下部のマニホールドバルブV1のローター3とは、連動して回転するようにされている。
次に、上述の如く構成されたマニホールドバルブV1の動作について説明する。
マニホールドバルブV1における流路の切換えは、ローター3の回転によって行われる。本実施形態では、ローター3が1回転する間に9ステップ(ステップ1〜9)が順次切換わり、1サイクルを実行するように構成されている。各ステップは、ローター3の回転動作(すなわち電動モータ65の駆動)を制御することにより、時間制御が可能とされている。
図1、図5A〜F、および図6は、ステップ1の状態を示しており、このステップ1について図面を参照して説明する。なお、図5A〜5Fにおいて円周に沿って付された数字はステップの番号を表し、ローター3に形成された内側供給口32a,32b,32cおよび内側排出口33a,33b,33cは、ステップが移行することにより、ステップ番号に対応する位置に移動するようになっている。
図6に示した状態では、吸着槽Aにおいては、原料ガスが供給され、槽内の吸着剤により水素以外のガス成分が吸着されてH2ガスとして排出される。吸着槽Bにおいては、吸着が終了した吸着槽C内の残留ガスが流量調整弁V3を経て供給され、槽内の吸着剤が洗浄されて脱着ガスが排出される。
図1および図5Aに表れているように、原料ガスは、バルブ本体1の供給口11aから、中間筒体2の外面環状流路26aを介してステップ1に対応する位置に形成された中間供給口23a、内側供給口32aを通り、ローター3の内側供給・排出流路30aに流れ込み、内側供給・排出口31a、中間筒体2の内面環状流路25aを介して中間供給・排出口22a、バルブ本体1の外側供給・排出口10aを通り、ブロック4の接続口40aを介して吸着槽Aへ供給される。吸着槽A内において、原料ガスは、水素以外のガス成分が吸着される。ステップ2,3に対応する位置にも中間供給口23aが形成されていることから理解されるように、吸着槽Aへの原料ガスの供給は、ステップ2,3においても行われる。なお、3個の中間供給口23aは、外面環状流路26aを介して連通しているため、ステップ1から3まで切換わる途中においても、原料ガスは、連続して吸着槽Aに供給される。
図5Bに表れているように、バルブ本体1の外側排出口12aに連通するローター3の内側供給・排出流路30aからの内側排出口33aは、中間筒体2の内面で塞がれているので、吸着槽Aからガスの排出は行われない。吸着槽Aからのガスの排出は、ステップ6,7で行われる。
図5Cに表れているように、バルブ本体1の外側供給口11bに連通するローター3の内側供給・排出流路30bへの内側供給口32bは、中間筒体2の内面で塞がれているので、吸着槽Bへの原料ガスの供給は行われない。吸着槽Bへの原料ガスの供給は、ステップ4〜6で行われる。
図5Dに表れているように、バルブ本体1の外側排出口12bに連通するローター3の内側供給・排出流路30bからの内側排出口33bは、中間筒体2の中間排出口24bに連通しているので、吸着槽からガスの排出が行われる。吸着槽Bからのガスの排出は、ステップ9,1で行われる。
図5Eに表れているように、バルブ本体1の外側供給口11cに連通するローター3の内側供給・排出流路30cへの内側供給口32cは、中間筒体2の内面で塞がれているので、吸着槽Cへの原料ガスの供給は行われない。吸着槽Cへの原料ガスの供給は、ステップ7〜9で行われる。
図5Fに表れているように、バルブ本体1の外側排出口12cに連通するローター3の内側供給・排出流路30cからの内側排出口33cは、中間筒体2の内面で塞がれているので、吸着着槽Cからガスの排出は行われない。吸着槽Cからのガスの排出は、ステップ3,4で行われる。
以上の説明から理解されるように、本実施形態に係るマニホールドバルブV1を1個使用することにより、PSA装置の吸着槽A,B,Cにおける原料ガスの供給および吸着ガスの排出を行うための6流路の切換えを、吸着槽A,B,Cごとに独立して行うことができる。したがって、多流路の切換えに必要なバルブの数を低減させることができ、PSA装置の小型化や設備費用の低減化を図ることができる。
また、本実施形態に係るマニホールドバルブV1は、中間筒体2を備えている。このため、流路切換えの順序やタイミングの変更などステップ自体に変更を加える必要が生じた場合でも、中間筒体2に形成される中間供給口及び中間排出口の配置や大きさを変更することにより、対応することが可能である。したがって、ステップの変更に伴うバルブの仕様変更に際し、中間筒体2のみを交換すればよく、仕様変更に係るコストを削減することができる。
さらに、本実施形態では、マニホールドバルブV1は、ブロック5を備えており、このブロック5内において、バルブ本体1の外側供給口11a,11b,11cにそれぞれ通じる供給接続口51a,51b,51cが共通供給流路50から分岐し、外側排出口12a,12b,12cにそれぞれ通じる排出接続口53a,53b,53cが共通排出流路52に合流するように構成されている。このように、マニホールドバルブV1内で各流路は適切に纏められて共通化されている。したがって、マニホールドバルブV1とこれに接続される配管との接続構造や配管自体の管路網は、簡略化され、本実施形態に係るマニホールドバルブV1は、PSA装置の小型化や設備費用の低減化を図るうえで好適である。
以上、本発明の具体的な実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の思想から逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
上記実施形態では、PSA装置のガス配管に適用されるマニホールドバルブについて説明したが、本発明に係るマニホールドバルブは、他の装置・設備における水配管、水蒸気配管、水・水蒸気配管、油圧配管などの各種の流体配管にも適用することができる。
Claims (12)
- 円筒状のバルブ本体(1)と、当該バルブ本体(1)に内嵌された円筒状の中間筒体(2)と、当該中間筒体(2)に対して摺動回転可能に内嵌されたローター(3)とを備え、
前記バルブ本体(1)は、軸方向に間隔を隔てて形成された複数の第1連通口(10a〜10c)と、当該複数の第1連通口(10a〜10c)と軸方向に異なる位置において軸方向に相互に間隔を隔てて形成された複数の第2連通口(11a〜11c,12a〜12c)とを備えており、
前記中間筒体(2)は、軸方向に間隔を隔てるとともに前記複数の第1連通口(10a〜10c)にそれぞれ連通する複数の第3連通口(22a〜22c)と、前記複数の第2連通口(11a〜11c,12a〜12c)にそれぞれ連通する複数の第4連通口(23a〜23c,24a〜24c)とを備えており、
前記ローター(3)は、軸方向に延びるとともに互いに分離された複数の連通流路(30a〜30c)と、前記複数の第3連通口(22a〜22c)を前記複数の連通流路(30a〜30c)にそれぞれ連通させる複数の第5連通口(31a〜31c)と、前記複数の第4連通口(23a〜23c,24a〜24c)を前記複数の連通流路(30a〜30c)にそれぞれ連通させるための複数の第6連通口(32a〜32c,33a〜33c)とを備えており、
前記ローター(3)の前記中間筒体(2)に対する回転に伴い、前記複数の第6連通口(32a〜32c,33a〜33c)を前記複数の第4連通口(23a〜23c,24a〜24c)に対して選択的に連通状態または非連通状態に切換えるように構成されている、マニホールドバルブ。 - 前記中間筒体(2)の内面における前記各第3連通口(22a〜22c)に対応する位置には、内面環状流路(25a〜25c)が形成されている、請求項1に記載のマニホールドバルブ。
- 前記中間筒体(2)の外面における前記各第4連通口(23a〜23c,24a〜24c)に対応する位置には、外面環状流路(26a〜26c,27a〜27c)が形成されている、請求項1に記載のマニホールドバルブ。
- 前記バルブ本体(1)と前記中間筒体(2)との間において、前記各第4連通口(23a〜23c,24a〜24c)の軸方向の両側には、環状のシール(29)が設けられている、請求項1に記載のマニホールドバルブ。
- 前記中間筒体(2)と前記ローター(3)との間において、前記各第4連通口(23a〜23c,24a〜24c)の軸方向の両側には、環状のシール(29)が設けられている、請求項1に記載のマニホールドバルブ。
- 前記バルブ本体(1)には、複数の共通流路(50,52)と、当該各共通流路(50,52)と前記複数の第4連通口(23a〜23c,24a〜24c)のうち選択されたものとを連通させる複数の接続口(51a〜51c,53a〜53c)と、を備えたブロック(5)が取付けられている、請求項1に記載のマニホールドバルブ。
- 前記バルブ本体(1)には、前記各第1連通口(10a〜10c)に通じる接続口(40a〜40c)を備えたブロック(4)が取付けられている、請求項1に記載のマニホールドバルブ。
- 前記ローター(3)は、時間で制御される電動モータ(65)により駆動される、請求項1に記載のマニホールドバルブ。
- 前記複数の第4連通口(23a〜23c,24a〜24c)は、前記中間筒体(2)の軸方向に間隔を隔てる複数組の中間供給口(23a〜23c)と、前記中間筒体(2)の軸方向に間隔を隔てる複数組の中間排出口(24a〜24c)と、を含んでおり、前記各組の中間供給口(23a〜23c)は、前記中間筒体(2)の周方向に相互に間隔を隔てているとともに、他の組の中間供給口(23a〜23c)に対して前記中間筒体(2)の周方向にずれており、前記各組の中間排出口(24a〜24c)は、前記中間筒体(2)の周方向に相互に間隔を隔てているとともに、他の組の中間排出口(24a〜24c)に対して前記中間筒体(2)の周方向にずれている、請求項1に記載のマニホールドバルブ。
- 前記複数の第1連通口(10a〜10c)、前記複数の第3連通口(22a〜22c)、前記複数の第5連通口(31a〜31c)および前記複数の連通流路(30a〜30c)は、ガスの供給および排出に用いられ、前記複数の第2連通口(11a〜11c,12a〜12c)のうちの選択されたもの(11a〜11c)、前記複数の第4連通口(23a〜23c,24a〜24c)のうちの選択されたもの(23a〜23c)、および前記複数の第6連通口(32a〜32c,33a〜33c)のうちの選択されたもの(32a〜32c)は、ガスの供給にのみ用いられ、残りの第2連通口(12a〜12c)、残りの第4連通口(24a〜24c)および残りの第6連通口(33a〜33c)は、ガスの排出にのみ用いられる、請求項1に記載のマニホールドバルブ。
- 請求項1〜10のいずれかに記載のマニホールドバルブ(V1)と、当該マニホールドバルブ(V1)の前記複数の第1連通口(10a〜10c)にそれぞれ接続された複数の吸着槽(A,B,C)と、を含むPSA装置。
- 前記マニホールドバルブ(V1)を前記各吸着槽(A,B,C)の一端に接続し、請求項1〜10のいずれかに記載の他のマニホールドバルブ(V2)を前記各吸着槽(A,B,C)の他端に接続してなる、請求項11に記載のPSA装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005111668 | 2005-04-08 | ||
JP2005111668 | 2005-04-08 | ||
PCT/JP2006/307196 WO2006109639A1 (ja) | 2005-04-08 | 2006-04-05 | マニホールドバルブおよびそれを備えたpsa装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2006109639A1 true JPWO2006109639A1 (ja) | 2008-11-06 |
Family
ID=37086917
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007512931A Pending JPWO2006109639A1 (ja) | 2005-04-08 | 2006-04-05 | マニホールドバルブおよびそれを備えたpsa装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPWO2006109639A1 (ja) |
TW (1) | TW200702576A (ja) |
WO (1) | WO2006109639A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108862555A (zh) * | 2018-07-11 | 2018-11-23 | 南通劲凌智能科技有限公司 | 一种用于污水净化的生化池水下曝气陀螺 |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8443765B2 (en) * | 2006-05-15 | 2013-05-21 | Thomas J. Hollis | Digital rotary control valve |
KR100983214B1 (ko) | 2008-08-28 | 2010-09-20 | 한국항공우주연구원 | 다기관 밸브 조합체 |
US7867320B2 (en) | 2008-09-30 | 2011-01-11 | Praxair Technology, Inc. | Multi-port indexing drum valve for VPSA |
DE102012024585A1 (de) * | 2012-12-17 | 2014-06-18 | Meibes System-Technik Gmbh | Mehrwegemischventil und Verfahren zum zeitlichen Steuern eines Mehrwegemischventils |
US10337626B2 (en) | 2014-07-18 | 2019-07-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Heating medium channel switching device, and air conditioning device including the heating medium channel switching device |
US10215452B2 (en) | 2014-07-18 | 2019-02-26 | Mitsubishi Electric Corporation | Air conditioner |
CN106574731B (zh) | 2014-08-22 | 2019-12-10 | 三菱电机株式会社 | 复合阀 |
CN106369190A (zh) * | 2016-08-25 | 2017-02-01 | 浙江沁园水处理科技有限公司 | 反冲洗阀 |
KR102065701B1 (ko) * | 2018-04-05 | 2020-01-13 | 홍승훈 | 모듈형 산소발생기 |
JP7164807B2 (ja) * | 2018-08-10 | 2022-11-02 | ダイキン工業株式会社 | 濃縮ガス供給装置用のロータリー弁 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6165969A (ja) * | 1984-09-07 | 1986-04-04 | Toshiba Mach Co Ltd | 多方弁 |
US4584781A (en) * | 1985-04-29 | 1986-04-29 | Martin Parkinson | Low friction vacuum valve and drying apparatus |
JPH0716945Y2 (ja) * | 1989-07-24 | 1995-04-19 | 新キャタピラー三菱株式会社 | 流体切換弁 |
JP2893394B2 (ja) * | 1997-04-25 | 1999-05-17 | 住友精化株式会社 | 濃縮酸素回収方法 |
JP3797768B2 (ja) * | 1997-10-20 | 2006-07-19 | シーケーディ株式会社 | 電磁弁の配管接続構造 |
JP2000179716A (ja) * | 1998-12-11 | 2000-06-27 | Hide Sasaoka | バルブ |
JP3930699B2 (ja) * | 2001-05-09 | 2007-06-13 | 新キャタピラー三菱株式会社 | パターン切換弁 |
JP2004061031A (ja) * | 2002-07-30 | 2004-02-26 | Aisin Seiki Co Ltd | パルス管冷凍機 |
-
2006
- 2006-04-05 WO PCT/JP2006/307196 patent/WO2006109639A1/ja active Application Filing
- 2006-04-05 JP JP2007512931A patent/JPWO2006109639A1/ja active Pending
- 2006-04-07 TW TW095112382A patent/TW200702576A/zh unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108862555A (zh) * | 2018-07-11 | 2018-11-23 | 南通劲凌智能科技有限公司 | 一种用于污水净化的生化池水下曝气陀螺 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI295350B (ja) | 2008-04-01 |
WO2006109639A1 (ja) | 2006-10-19 |
TW200702576A (en) | 2007-01-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPWO2006109639A1 (ja) | マニホールドバルブおよびそれを備えたpsa装置 | |
US6755895B2 (en) | Method and apparatus for pressure swing adsorption | |
CN106763910B (zh) | 一种旋转装置及气体分离装置 | |
US6311719B1 (en) | Rotary valve assembly for pressure swing adsorption system | |
EP2206543B1 (en) | Filter assembly, valve assembly, and water purifying system having the same | |
US7276107B2 (en) | Indexing rotary dual valve for pressure swing adsorption systems | |
US8182772B2 (en) | Radial flow continuous reaction/regeneration apparatus | |
US5910244A (en) | Adaptable control valve for fluid treatment system | |
KR20110104890A (ko) | 유로 전환 밸브 및 이를 이용한 히트 펌프 장치 | |
WO2010039353A1 (en) | Indexed rotatable multiport valve for vpsa | |
JP2006501996A (ja) | 複雑さが軽減された高回収psaサイクルおよび装置 | |
JP4625006B2 (ja) | マルチポートバルブ組立体を用いて流体を処理するためのシステム及び方法 | |
CN204239808U (zh) | 水龙头 | |
CN107213749B (zh) | 一种co2提纯系统及气体处理系统 | |
KR20070085241A (ko) | 유체의 화학적/물리적 처리를 위한 회전식 분배기 밸브 | |
CN107224840B (zh) | 一种n2提纯系统及气体处理系统 | |
US20090320928A1 (en) | Multi-track rotary valve in combination with a pressure reducer and method for operating the combination | |
CN107185355B (zh) | 一种o2提纯系统及气体处理系统 | |
JP4118207B2 (ja) | 蓄熱式ガス処理装置 | |
CN118234553A (zh) | 复合过滤器及具有该复合过滤器的净水器 | |
JP2024517291A (ja) | 圧力スイング吸着装置およびその回転弁 | |
JP2013103167A (ja) | 圧力スイング吸着法によるガス分離装置 | |
CA1269022A (en) | Three-way change-over valve for use in psa gas refining system | |
JP2005034697A (ja) | Psaガス分離装置 | |
WO2009026022A2 (en) | Multiport vertical axial valve with sealing rotor |