TWM581187U - 吸附塔的切換裝置 - Google Patents

Abstract

本創作提供一種即便為大型之切換裝置亦可輸送且可使現場施工為最小限度的切換裝置。
本創作之切換裝置具備：氣體總管模組11，其至少具有送入氣體之送入部（L1、31）、及送出氣體之送出部（L6、32）；及第一切換模組12及第二切換模組13，其等隔著上述氣體總管模組11而分別配置於兩側。

Description

吸附塔的切換裝置

本創作係關於一種進行至少2個吸附塔中之吸附處理之切換的切換裝置。

習知的大規模之空氣分離裝置或氮氣產生裝置中，採用利用精製裝置自經壓縮之空氣中去除水分或二氧化碳，於冷箱內進行深冷分離之方法。該精製裝置中，使用填充有活性氧化鋁或沸石等吸附劑之吸附塔而去除水分或二氧化碳。通常，為了空氣分離裝置之運轉而使用2個塔以上之吸附塔。例如，於使第一塔中進行空氣之精製處理之期間，使由水分或二氧化碳吸附飽和之第二塔中進行熱再生或壓力再生。然後，於第一塔與第二塔中交替地切換該等各處理。因此，此種精製裝置具有具備至少2個塔以上之吸附塔以及用以對其等進行切換操作之閥及配管的切換裝置。

例如，上述切換裝置係切換2個塔以上之吸附塔之複雜之構成，施工並不簡單，於製作工場中組裝切換裝置後輸送至設置場所之方法的作業性亦良好而較經濟。

專利文獻1中，以容易地進行裝置之輸送或組裝作業為目的，揭示有以下之構成，即，將構成空氣分離裝置之機器之一部分或全部收納於1個以上之集裝箱（container）內，並且將集裝箱與集裝箱外之機器及集裝箱與其他集裝箱之間的配管之連接部設為凸緣構造，將配線之連接部設為接頭構造。作為具體構成，於集裝箱1a內收納空氣壓縮機、觸媒筒、控制裝置，於集裝箱1b內收納冷凍器單元、空氣冷卻器、加熱器、吸附器、吸附器控制器等原料空氣之預處理設備及控制裝置。專利文獻1揭示可應用於小型之空氣液化分離裝置，亦可應用於小型之壓力變動式吸附分離裝置。專利文獻1記載有可在輸送之限制內製作各種大小、形狀之集裝箱，但僅以將預處理設備一套收納於單一之集裝箱中為目的。

專利文獻2揭示有即便為較大之尺寸亦可應用於幾乎全部之空氣精餾設備的具有通用性之模組式之空氣精餾設備。具體而言，揭示有連接於2個吸附式空氣精製瓶之“溫”模組（3）。“溫”模組（3）係與空氣壓縮模組（1）及低溫模組（4）分別連接，且具有2個吸附式空氣精製瓶中之吸附、再生處理之切換之功能。然而，“溫”模組（3）僅揭示了單一之框架構成。
[先前技術文獻]
[專利文獻]

[專利文獻1]日本實開平4-27388號公報
[專利文獻2]日本特開平6-347164號公報

[新型所欲解決之課題]

近年來，隨著空氣分離裝置之大規模化而切換裝置亦大型化，因而顧慮會因輸送路徑之空間限制而無法輸送。此種情形時，亦可將切換裝置之零件輸送至設置場所而組裝，但亦可能存在如下情況：所必需之複雜之配管施工使現場作業之費用增大，又，因近年來熟練工之不足而實質上無法施工。

鑒於上述課題，本創作之目的在於提供一種即便為大型之切換裝置亦可輸送且可使現場施工為最小限度的切換裝置。
[解決課題之技術手段]

本創作之切換裝置具備：
氣體總管模組（11），其至少具有送入氣體之送入部（L1、31）、及送出氣體之送出部（L6、32）；及
第一切換模組（12）及第二切換模組（13），其等隔著上述氣體總管模組（11）而分別配置於兩側。

上述氣體總管模組（11）可為具有以下之配管之配管佈局：
自上述氣體總管模組（11）之送入部之主配管（L1）分支且朝向上述第一切換模組（12）之第一分支送入配管（L1a）及朝向上述第二切換模組（13）之第二分支送入配管（L1b）；
與來自上述第一切換模組（12）之配管（第一送出側分支配管（L5a））對應之第一分支送出配管（L6a）及與來自上述第二切換模組（13）之配管（第三送出側分支配管（L10a））對應之第二分支送出配管（L6b）；及
連結配管（L12），其將來自上述第一切換模組（12）之配管（第二送出側分支配管（L5b））與來自上述第二切換模組（13）之配管（第四送出側分支配管（L10b））連接。
為上述第一分支送出配管（L6a）與第二分支送出配管（L6b）匯流而連接於上述氣體總管模組之送出部之主配管（L6）之構成亦可。

上述第一切換模組（12）可具有：第一送入側配管（L2），其與第一分支送入配管（L1a）連結，且與第一吸附塔（201）之入口配管（L3）連結；第一送出側主配管（L5），其與上述第一吸附塔（201）之出口配管（L4）連結；第一送出側分支配管（L5a），其自上述第一送出側主配管（L5）分支而連結於第一分支送出配管（L6a）；及第二送出側分支配管（L5b），其自上述第一送出側主配管（L5）分支而連接於連結配管（L12）。
配管彼此之「連結」可為利用凸緣之連接。

上述第二切換模組（13）具有：第二送入側配管（L7），其與第二分支送入配管（L1b）連結，且與第二吸附塔（202）之入口配管（L8）連結；第二送出側主配管（L10），其與上述第二吸附塔（202）之出口配管（L9）連結；第三送出側分支配管（L10a），其自第二送出側主配管（L10）分支而連結於第二分支送出配管（L6b）；及第四送出側分支配管（L10b），其自第二送出側主配管（L10）分支而連接於連結配管（L12）。
配管彼此之「連結」可為利用凸緣之連接。

上述連結配管（L12）設置壓力平衡閥（pressure balancing valve；111）亦可。代替上述壓力平衡閥（111）或額外，於上述第二送出側分支配管（L5b）及上述第四送出側分支配管（L10b）之至少一者或兩者設置壓力平衡閥亦可。代替壓力平衡閥而配置壓力控制閥、定壓閥亦可。
上述第一送出側分支配管（L5a）設置閥（123）亦可。閥（123）具有隔離閥（isolation valve）之功能。
上述第三送出側分支配管（L10a）設置閥（133）亦可。閥（133）具有隔離閥之功能。
代替上述第一送出側分支配管（L5a）之閥（123）及上述第三送出側分支配管（L10a）之閥（133）或額外，於上述第一分支送出配管（L6a）及上述第二分支送出配管（L6b）之至少一者或兩者設置隔離閥亦可。

上述第一切換模組之配管佈局與上述第二切換模組之配管佈局亦可以上述氣體總管模組為基準而對稱地構成。
上述第一切換模組之配管佈局與上述第二切換模組之配管佈局以上述氣體總管模組為基準而非對稱地構成亦可。

於上述第一送入側配管（L2）設置減壓閥（depressurizing valve；122）亦可。
於上述第二送入側配管（L7）設置減壓閥（132）亦可。

氣體總管模組（11）、第一切換模組（12）、第二切換模組（13）之各者亦可以上述氣體總管模組（11）之上述連結配管（L12）之高度位置為基準而可於上下進一步分離地構成。
連結配管（L12）之高度並無特別限制，可例示最下部至最上部之模組高度之20～80%之高度。
連結配管（L12）可配置於分割之氣體總管模組（11）之上部側或下部側之任一側。
與連結配管（L12）連結之第二送出側分支配管（L5b）及第四送出側分支配管（L10b）亦同樣地可配置於分割之模組之上部或下部之任一處。
上述氣體總管模組（11）、第一切換模組（12）、第二切換模組（13）之各者可進一步分離地構成，藉此可預先組裝成更小型之模組，並於現場進行簡易設置。

構成切換裝置之各模組之框架（支柱）之形狀雖係例示圓柱、多稜柱等，但就組裝容易性、強度方面而言，為立方體、長方體亦佳。

上述切換裝置之尺寸（收納於長方體內部之尺寸）可基於與被要求之原料空氣量對應地設定之主配管（L1、L1a、L1b、L6、L6a、L6b、L2、L5、L7、L10等）之配管直徑而設定。
收納於長方體內之各模組之尺寸（長度a、寬度b、高度c）可基於與被要求之原料空氣量對應地設定之主配管（L1、L1a、L1b、L6、L6a、L6b、L2、L5、L7、L10等）之配管直徑、及輸送限制尺寸而設定。
藉此，可由根據原料空氣量所設定之配管直徑、及輸送限制尺寸而決定模組尺寸，因此可更簡單地進行模組設計。

根據以上之構成之切換裝置，可提供一種即便為大型之切換裝置亦可輸送且可使現場施工為最小限度的切換裝置。

（實施形態1）
使用圖1對實施形態1之切換裝置1進行說明。本實施形態1之切換裝置1係分割為3個模組。切換裝置1具備：氣體總管模組11，其具有送入氣體之送入部（L1、31）、及送出氣體之送出部（L6、32）；及第一切換模組12及第二切換模組13，其等隔著氣體總管模組11而分別配置於兩側。本實施形態中，第一切換模組12之配管佈局與第二切換模組13之配管佈局係以氣體總管模組11為基準而對稱地構成。
送入部之主配管L1係與入口連結部31連接。送出部之主配管L6係與出口連結部32連接。入口連結部、出口連結部分別構成為可與其他外部配管以凸緣連接。
各模組彼此之連結部（23、24、25、26、27、28）構成為可以凸緣連接。
氣體總管模組11係以下述方式發揮功能，即，以於第一吸附塔201及第二吸附塔202中，交替地進行吸附處理與再生處理之方式，實行向第一切換模組12、第二切換模組13之氣體之送入、自其等送出之氣體之接收。

位於中央之氣體總管模組11具有：自氣體總管模組11之送入部之主配管L1分支且朝向第一切換模組12之第一分支送入配管L1a，及朝向第二切換模組13之第二分支送入配管L1b；與來自第一切換模組12之第一送出側分支配管L5a對應之第一分支送出配管L6a，及與來自第二切換模組13之第三送出側分支配管L10a對應之第二分支送出配管L6b；及連結配管L12，其將來自第一切換模組12之第二送出側分支配管L5b，與來自第二切換模組13之第四送出側分支配管L10b連接。
第一分支送出配管L6a與第二分支送出配管L6b匯流而連接於送出部之主配管L6。

第一切換模組12具有：第一送入側配管L2，其與第一分支送入配管L1a連結，且與第一吸附塔201之入口配管L3連結；第一送出側主配管L5，其與第一吸附塔201之出口配管L4連結；第一送出側分支配管L5a，其自第一送出側主配管L5分支而連結於第一分支送出配管L6a；及第二送出側分支配管L5b，其自第一送出側主配管L5分支而連結於連結配管L12。

第二切換模組13具有：第二送入側配管L7，其與第二分支送入配管L1b連結，且與第二吸附塔202之入口配管L8連結；第二送出側主配管L10，其與第二吸附塔202之出口配管L9連結；第三送出側分支配管L10a，其自第二送出側主配管L10分支而連結於第二分支送出配管L6b；及第四送出側分支配管L10b，其自第二送出側主配管L10分支而連結於連結配管L12。

於連結配管L12設置有壓力平衡閥111。於第一送出側分支配管L5a設置有隔離閥123。於第三送出側分支配管L10a設置有隔離閥133。於第一送入側配管L2設置有減壓閥122。於第二送入側配管L7設置有減壓閥132。

構成切換裝置1之各模組11、12、13之框架（支柱）之形狀係設為長方體，根據原料空氣量及主配管（L1、L1a、L1b、L6、L6a、L6b、L2、L5、L7、L10等）之配管直徑、及輸送限制尺寸而決定模組尺寸（長度a、寬度b、高度c）。

於圖2A、2B中表示各模組之設計例。
於將原料空氣量設為30000 Nm ³/h、50000 Nm ³/h、90000 Nm ³/h之情形時，配管直徑分別設定為18、24、32英吋。於該條件下計算切換裝置整體尺寸。
以作為輸送限制尺寸，使切換裝置之長方體之正交之3邊中之一邊成為3.5 m以內，使另一邊成為5 m以內之方式進行分割。
（1）原料空氣量為30000 Nm ³/h之情形
長度a：2.7 m（將8 m分割為3個部分）
寬度b：4 m（5 m以內）
高度c：5 m（5 m以內）
（2）原料空氣量為50000 Nm ³/h之情形
長度a：3.4 m（將10 m分割為3個部分）
寬度b：6 m
高度c：3.5 m（將7 m分割為2個部分）
（3）原料空氣量為90000 Nm ³/h之情形
長度a：3.2 m（將22 m分割為7個部分）
寬度b：5 m（將10 m分割為2個部分）
高度c：11 m
於原料空氣量為30000 Nm ³/h之情形時，可以實施形態1（圖1）之模組分割對應。
此外，與原料空氣量對應之配管直徑為一例，並不特別限定於圖2之數值。
模組之分割並不限定於對於長度方向之分割，亦可為寬度方向、高度方向。

（實施形態2）
使用圖3對實施形態2之切換裝置1進行說明。
對與實施形態1不同之構成進行說明，符號相同之構成具有與實施形態1相同之功能。
於圖3中，氣體總管模組係構成為可上下分割，具有下部氣體總管模組11a、上部氣體總管模組11b。
本實施形態中，送出配管L6、第一分支送出配管L6a、第二分支送出配管L6b、連結配管L12係配置於上部氣體總管模組11b。
第一切換模組係與氣體總管模組同樣地構成為可上下分割，具有下部第一切換模組12a、上部第一切換模組12b。
本實施形態中，第一送出側主配管L5、第二送出側分支配管L5a、第二送出側分支配管L5b係配置於上部第一切換模組12b。
第二切換模組係與氣體總管模組同樣地構成為可上下分割，具有下部第二切換模組13a、上部第二切換模組13b。
本實施形態中，第二送出側主配管L10、第三送出側分支配管L10a、第四送出側分支配管L10b係配置於上部第二切換模組13b。

（實施形態3）
使用圖4對實施形態3之切換裝置1進行說明。
於吸附塔之再生中，將自空氣分離裝置之冷箱出來之廢氣而並非乾燥空氣（即吸附塔出口氣體）用於吸附塔之再生之構成中，於切換裝置1中，廢氣自空氣分離裝置通過配管L400，通入至切換裝置1之氣體總管模組11內之配管L401。配管L401經由連結部411與第一切換模組12之配管L402連接。於配管L402設置有隔離閥401。本實施形態中，配管L402連接於配管L5b，但連接於配管L5或配管L5a亦可。又，配管L401經由連結部412與第二切換模組13之配管L403連接。於配管L403設置有隔離閥402。於本實施形態中，配管L403連接於配管L10b，但連接於配管L10或配管L10a亦可。又，自減壓閥122、減壓閥132，排出使用過之廢氣。

（另一實施形態）
於實施形態1、2、3中，配管佈局不限制於圖1、2，亦可具有直線、曲線，例如具有直管、L字管、U字管而構成，分支部位亦可以T字管分別由凸緣連接。
於實施形態1、2、3中，吸附塔為2個，但不限定於2個，亦可為3個以上。例如，於吸附塔為n（n＝3、4、・・）個塔之情形時，亦可具有氣體總管模組、第一、第二、第n切換模組。亦可以氣體總管模組為中心而於其周圍配置第一、第二、第n切換模組。較佳為吸附塔之數量與切換模組之數量一致。切換模組之配管佈局為相同構成，氣體總管模組進行向進行吸附處理與再生處理之吸附塔之氣體之送入控制。
又，如圖2B中所例示，切換裝置可將氣體總管模組分割為2個以上之部分，可將第一切換模組分割為2以上之部分，亦可將第二切換模組分割為2以上之部分。又，並不限定於如圖2B之分割方法。

1‧‧‧切換裝置
11‧‧‧氣體總管模組
12‧‧‧第一切換模組
13‧‧‧第二切換模組
23、24、25、26、27、28‧‧‧連結部
31、L1‧‧‧送入部
32、L6‧‧‧送出部
111‧‧‧壓力平衡閥
122、132‧‧‧減壓閥
123、133‧‧‧隔離閥
201‧‧‧第一吸附塔
202‧‧‧第二吸附塔
L1a‧‧‧第一分支送入配管
L1b‧‧‧第二分支送入配管
L2‧‧‧第一送入側配管
L3、L8‧‧‧入口配管
L4、L9‧‧‧出口配管
L5‧‧‧第一送出側主配管
L5a‧‧‧第一送出側分支配管
L5b‧‧‧第二送出側分支配管
L6a‧‧‧第一分支送出配管
L6b‧‧‧第二分支送出配管
L7‧‧‧第二送入側配管
L10‧‧‧第二送出側主配管
L10a‧‧‧第三送出側分支配管
L10b‧‧‧第四送出側分支配管
L12‧‧‧連結配管

圖1係表示實施形態1之切換裝置之構成例之圖。
圖2A係表示實施形態1之切換裝置之模組設計例之圖。
圖2B係表示實施形態1之切換裝置之模組設計例之圖。
圖3係表示實施形態2之切換裝置之構成例之圖。
圖4係表示實施形態3之切換裝置之構成例之圖。

Claims (7)

1. 一種切換裝置，其具備：
   氣體總管模組，其至少具有送入氣體之送入部、及送出氣體之送出部；及
   第一切換模組及第二切換模組，其等隔著上述氣體總管模組而分別配置於兩側。
2. 如請求項1所述之切換裝置，其中上述氣體總管模組具有：
   自上述氣體總管模組之上述送入部之主配管分支且朝向上述第一切換模組之第一分支送入配管及朝向上述第二切換模組之第二分支送入配管；
   與來自上述第一切換模組之配管對應之第一分支送出配管及與來自上述第二切換模組之配管對應之第二分支送出配管；及
   連結配管，其將來自上述第一切換模組之配管與來自上述第二切換模組之配管連接。
3. 如請求項1或2所述之切換裝置，其中上述第一切換模組具有：
   第一送入側配管，其與第一分支送入配管連結，且與第一吸附塔之入口配管連結；
   第一送出側主配管，其與上述第一吸附塔之出口配管連結；
   第一送出側分支配管，其自第一送出側主配管分支而連結於第一分支送出配管；及
   第二送出側分支配管，其自第一送出側主配管分支而連結於連結配管。
4. 如請求項1或2所述之切換裝置，其中上述第二切換模組具有：
   第二送入側配管，其與第二分支送入配管連結，且與第二吸附塔之入口配管連結；
   第二送出側主配管，其與上述第二吸附塔之出口配管連結；
   第三送出側分支配管，其自第二送出側主配管分支而連結於第二分支送出配管；及
   第四送出側分支配管，其自第二送出側主配管分支而連結於連結配管。
5. 如請求項1或2所述之切換裝置，其中上述第一切換模組之配管佈局與上述第二切換模組之配管佈局係以上述氣體總管模組為基準而對稱地構成。
6. 如請求項1或2所述之切換裝置，其中上述氣體總管模組、上述第一切換模組、上述第二切換模組之各者係以上述氣體總管模組之上述連結配管之高度位置為基準而可於上下進一步分離地構成。
7. 如請求項1或2所述之切換裝置，其中收納於長方體內之各模組之尺寸係基於與被要求之原料空氣量對應地設定之配管之配管直徑、及輸送限制尺寸而設定。