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JP2755773B2 - Pressure swing type gas separator - Google Patents

Pressure swing type gas separator

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Publication number
JP2755773B2
JP2755773B2 JP2088374A JP8837490A JP2755773B2 JP 2755773 B2 JP2755773 B2 JP 2755773B2 JP 2088374 A JP2088374 A JP 2088374A JP 8837490 A JP8837490 A JP 8837490A JP 2755773 B2 JP2755773 B2 JP 2755773B2
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JP
Japan
Prior art keywords
gas
air blower
vacuum pump
check valve
adsorbent
Prior art date
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Application number
JP2088374A
Other languages
Japanese (ja)
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JPH03288513A (en
Inventor
徳親 甲斐
祥三 金子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication of JPH03288513A publication Critical patent/JPH03288513A/en
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  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、空気から窒素、炭素ガス、水分等を分離し
て酸素富化する装置等の圧力スイング式ガス分離装置に
関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pressure swing type gas separation device such as a device for separating nitrogen, carbon gas, moisture and the like from air to enrich oxygen.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ガス分離技術のうち、圧力スイングガス分離(以下PS
Aという)式の従来の装置は、特定のガスを吸着する吸
着剤を入れた吸着筒に空気ブロアで空気を送入し、30秒
から10分のサイクルタイムで、間欠的にガスを分離して
いた。
Among gas separation technologies, pressure swing gas separation (hereinafter PS)
The conventional device of the formula (A) uses a blower that contains an adsorbent that adsorbs a specific gas, sends air through an air blower, and intermittently separates the gas with a cycle time of 30 seconds to 10 minutes. I was

第4図に、一般的な酸素富化空気を得るPSA式装置の
例を示す。即ち、空気ブロア01により加圧された空気
は、入口弁02を経て、並列に配置され窒素、炭酸ガス、
水蒸気等の吸着剤を充填した1筒の吸着筒03に入り、酸
素富化空気を出口弁04から取出す。
FIG. 4 shows an example of a PSA type apparatus for obtaining general oxygen-enriched air. That is, the air pressurized by the air blower 01 passes through the inlet valve 02 and is arranged in parallel to nitrogen, carbon dioxide,
It enters one adsorption column 03 filled with an adsorbent such as water vapor, and takes out oxygen-enriched air from an outlet valve 04.

一方、他の吸着筒03内は真空ポンプ06によって減圧さ
れ、吸着剤に吸着されたガスは吸着剤から脱着され、脱
着ガスは、出口弁05を経て、真空ポンプ06により排出さ
れる。このようにして、並列に配置された吸着筒03から
順次酸素富化空気が得られる。
On the other hand, the pressure inside the other adsorption cylinder 03 is reduced by the vacuum pump 06, the gas adsorbed by the adsorbent is desorbed from the adsorbent, and the desorbed gas is discharged by the vacuum pump 06 via the outlet valve 05. In this way, oxygen-enriched air is obtained sequentially from the adsorption cylinders 03 arranged in parallel.

前記のPSA式装置の場合、サイクルタイムは、30秒〜1
0分と長いため吸着筒が大きくなりまた、バルブ、配管
系統も複雑である。
In the case of the above PSA type device, the cycle time is 30 seconds to 1
Since the length is 0 minutes, the adsorption cylinder becomes large, and the valves and the piping system are complicated.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

従来のPSA式装置では、サイクルタイムが長いため、
複数の吸着筒を用いても、ガスは間欠的に製造されるこ
とになる。また、サイクルタイムの長さに比例して、使
用する吸着剤の量が増加する。このため装置が大型にな
り、製造コストも大きくせざるをえない。
With conventional PSA type equipment, the cycle time is long,
Even if a plurality of adsorption cylinders are used, gas will be produced intermittently. In addition, the amount of adsorbent used increases in proportion to the length of the cycle time. For this reason, the size of the apparatus is increased, and the manufacturing cost must be increased.

本発明は、前記の従来のPSA式装置の欠点を解消しよ
うとするものである。
The present invention seeks to overcome the above-mentioned disadvantages of the conventional PSA type device.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明のPSA式装置は、往復動すると共に逆止弁をも
つガスの吸込管と逆止弁をもつガスの吐出管を備えた空
気ブロア、同空気ブロアに同期してほゞ同位相で往復動
すると共に逆止弁をもつ吸気管と逆止弁をもつ排気管を
備えた真空ポンプ、前記空気ブロアの吐出管と前記真空
ポンプの吸気管に接続され空気ブロアと真空ポンプによ
って昇圧・減圧可能であり、かつ、前記空気ブロアから
のガス中の成分を選択的に吸着する吸着剤が充填された
吸着筒、及び同吸着筒の出口側に設けられた逆止弁をも
つ出口管より成る。
The PSA type device of the present invention is an air blower that reciprocates and has a gas suction pipe having a check valve and a gas discharge pipe having a check valve, and reciprocates in substantially the same phase in synchronization with the air blower. A vacuum pump having an intake pipe having a check valve and an exhaust pipe having a check valve, which is connected to a discharge pipe of the air blower and an intake pipe of the vacuum pump, and can be pressurized and depressurized by an air blower and a vacuum pump. And an adsorbent tube filled with an adsorbent for selectively adsorbing components in the gas from the air blower, and an outlet tube having a check valve provided on the outlet side of the adsorber tube.

〔作用〕[Action]

本発明では、空気ブロアが復行程にある時に、処理す
べきガスは逆止弁をもつ吸込管から空気ブロア内へ吸込
まれる。次いで空気ブロアが往行程に移行すると、逆止
弁をもつ吐出管から吸着筒内へガスが押込まれる。(こ
の時、吸込管の逆止弁は閉じられている)。吸着筒内の
ガス圧力は空気ブロアが往行程に移動するにつれて次第
に上昇し、ガス中の成分が吸着剤によって選択的に吸着
され、吸着剤に吸着されなかったガスは吸着剤を通過し
て吸着筒の出口管から排出される。空気ブロアは以上の
行程を繰り返す。
According to the invention, when the air blower is in the return stroke, the gas to be treated is sucked into the air blower from a suction pipe with a check valve. Next, when the air blower moves to the forward stroke, the gas is pushed into the adsorption cylinder from the discharge pipe having the check valve. (At this time, the check valve of the suction pipe is closed.) The gas pressure in the adsorption cylinder gradually increases as the air blower moves in the forward stroke, and the components in the gas are selectively adsorbed by the adsorbent, and the gas not adsorbed by the adsorbent passes through the adsorbent and is adsorbed It is discharged from the outlet pipe of the cylinder. The air blower repeats the above process.

一方、真空ポンプは空気ブロアと同期してほゞ同位相
で往復動しているので、空気ブロアが往行程から復行程
へ移行すると、真空ポンプも復行程となる。これによっ
て、昇圧した吸着筒内のガスが逆止弁をもつ吸気管から
真空ポンプへ吸込まれ吸着筒内圧が減圧され(この時、
吸着筒の出口管と空気ブロアの吐出管の逆止弁は閉じら
れている)、吸着剤に吸着されたガス成分は吸着剤から
脱着されて真空ポンプへ吸込まれることになる。真空ポ
ンプが往行程になると、同ポンプの吸気管の逆止弁が閉
じられて吸着筒と真空ポンプの連絡が断たれ、真空ポン
プ内のガスが逆止弁をもつ排気管から排出される。
On the other hand, since the vacuum pump reciprocates in substantially the same phase in synchronization with the air blower, when the air blower shifts from the forward stroke to the return stroke, the vacuum pump also goes into the return stroke. As a result, the gas in the adsorption cylinder, which has been pressurized, is sucked into the vacuum pump from the intake pipe having the check valve, and the internal pressure of the adsorption cylinder is reduced (at this time,
The check valves of the outlet pipe of the adsorption cylinder and the discharge pipe of the air blower are closed), and the gas component adsorbed by the adsorbent is desorbed from the adsorbent and sucked into the vacuum pump. When the vacuum pump is in the forward stroke, the check valve of the suction pipe of the pump is closed, the communication between the suction tube and the vacuum pump is disconnected, and the gas in the vacuum pump is discharged from the exhaust pipe having the check valve.

以上の通り、本発明では、同期してほゞ同位相で往復
動する空気ブロアと真空ポンプによって、処理すべきガ
スを吸着筒へ押込んで吸着剤によるガス成分の吸着を行
って吸着されないガスを吸着筒から排出し、また、吸着
剤に吸着されたガス成分を脱着して真空ポンプへ吸込ん
だ上排出する。このようにして、ガスの分離が行なわれ
る。しかも、この吸脱着のサイクルは、空気ブロアと真
空ポンプの往復動のサイクルに従って行なわれ、その時
間が短縮される。
As described above, in the present invention, the gas to be treated is pushed into the adsorption column by the air blower and the vacuum pump that reciprocate in substantially the same phase in synchronization, and the gas components are adsorbed by the adsorbent to remove the gas not adsorbed. The gas is discharged from the adsorption column, and the gas component adsorbed by the adsorbent is desorbed, sucked into a vacuum pump and then discharged. In this way, gas separation is performed. Moreover, this cycle of adsorption and desorption is performed according to the cycle of reciprocation of the air blower and the vacuum pump, and the time is shortened.

また、吸脱着のサイクルは以上のように短時間で行な
われるために、使用する吸着剤の量が少くて済み、また
吸着筒その他の装置が小型化される。
Further, since the adsorption / desorption cycle is performed in a short time as described above, the amount of the adsorbent to be used can be small, and the adsorption cylinder and other devices can be downsized.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の一実施例を、第1図及び第2図によって説明
する。
One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

1は、往復動式の空気ブロアであり、同ブロア1内に
はアマーチュア4が取付けられ往復動可能なピストン3
が内蔵され、同ブロア1外周にはアマーチュア4駆動用
のコイル2が設けられ、同コイル4は、電流をパルス的
に制御できる図示しないインバータに接続されている。
また、空気ブロア1内には、シリンダ3とアマーチュア
4を往側(第1図における右側)へ付勢するスプリング
5が設けられている。15は、前記空気ブロア1と同様な
ピストン3′、アマーチュア4′、コイル2′及びスプ
リング5′を備えた真空ブロアであり、空気ブロア3の
ピストン3と真空ブロア15のピストン3′は、インバー
タにより互いに同期してほゞ同位相で往復動できるよう
になっている。また、このピストン3,3′の往復動は、
インバータによってコイル2,2′に流れる電流をパルス
的に制御することによって、1サイクル/秒より20サイ
クル/秒程度の比較的低速度に制御されるようになって
いる。
Reference numeral 1 denotes a reciprocating air blower, in which an armature 4 is mounted and a reciprocating piston 3 is mounted.
The coil 2 for driving the armature 4 is provided on the outer periphery of the blower 1, and the coil 4 is connected to an inverter (not shown) capable of controlling the current in a pulsed manner.
In the air blower 1, there is provided a spring 5 for urging the cylinder 3 and the armature 4 to the forward side (the right side in FIG. 1). Reference numeral 15 denotes a vacuum blower provided with a piston 3 ', an armature 4', a coil 2 'and a spring 5' similar to the air blower 1. The piston 3 of the air blower 3 and the piston 3 'of the vacuum blower 15 are connected to an inverter. Thus, reciprocating motions can be performed at substantially the same phase in synchronization with each other. The reciprocating motion of the pistons 3, 3 '
By controlling the current flowing through the coils 2, 2 'in a pulsed manner by the inverter, the current is controlled at a relatively low speed of about 20 cycles / sec from 1 cycle / sec.

10は小容量の吸着筒で、50〜200メッシュに粉砕され
た窒素、炭酸ガス及び水分を選択的に吸着する合成ゼオ
ライト製の吸着剤10aが、これらが漏出しない程度の網
目径の不織布で包まれて同吸着筒10内に充填されてい
る。吸着筒10の出口側には、吸着筒10側へのガス流れを
阻止する逆止弁11をもつ出口管12が設けられている。
Reference numeral 10 denotes a small-capacity adsorption cylinder, in which a synthetic zeolite adsorbent 10a, which selectively adsorbs nitrogen, carbon dioxide, and moisture pulverized to 50 to 200 mesh, is wrapped in a nonwoven fabric having a mesh size such that these do not leak. Rarely, the inside of the adsorption column 10 is filled. An outlet pipe 12 having a check valve 11 for preventing a gas flow to the adsorption cylinder 10 is provided on the outlet side of the adsorption cylinder 10.

前記空気ブロア1のピストン3の上面側の端側面に
は、空気の吸込管7と吸着筒10の入口側へ接続された吐
出管9が設けられ、吸込管7には空気ブロア1から外方
へのガス流れを阻止する逆止弁6が、また吐出管9には
吸着筒10から空気ブロア1へのガス流れを阻止する逆止
弁8が、それぞれ設けられている。
An air suction pipe 7 and a discharge pipe 9 connected to the inlet side of the adsorption cylinder 10 are provided on an end side surface of the piston 3 of the air blower 1 on the upper surface side, and the suction pipe 7 is provided outside the air blower 1. A check valve 6 for preventing gas flow to the air blower 1 and a check valve 8 for preventing gas flow from the adsorption cylinder 10 to the air blower 1 are provided on the discharge pipe 9.

前記真空ブロア15のピストン3′の上面側の端側面に
は、吸着筒10に接続された吸気管13と排気管17が接続さ
れ、吸着管13には真空ブロア15から吸着筒13へのガス流
れを阻止する逆止弁14が、また排気管17には外方から真
空ブロア13へのガス流れを阻止する逆止弁16がそれぞれ
設けられている。
An intake pipe 13 and an exhaust pipe 17 connected to the adsorption tube 10 are connected to an end side surface on the upper surface side of the piston 3 ′ of the vacuum blower 15, and a gas from the vacuum blower 15 to the adsorption tube 13 is connected to the adsorption tube 13. A check valve 14 for preventing the flow is provided, and a check valve 16 for preventing a gas flow from the outside to the vacuum blower 13 is provided in the exhaust pipe 17.

また、前記吸着筒10は、空気ブロア1によりその内圧
が+0.5kg/cm2g程度に加圧され、前記真空ポンプ15によ
りその内圧が−0.5kg/cm2g程度減圧されるように小容量
をもつように設定されている。
Furthermore, the suction cylinder 10 is small so that the internal pressure by the air blower 1 + 0.5kg / cm 2 g about the pressurized, the internal pressure by the vacuum pump 15 is reduced approximately -0.5 kg / cm 2 g It is set to have capacity.

本実施例では、空気ブロア1のピストン3及び真空ポ
ンプ15のピストン3′は、インバータによるコイル2,
2′に流れる電流をパルス的に制御すると共に、スプリ
ング5,5′の作用を受けることによって、コイル2,2′と
とアマーチュア4,4′の作用によって、互いに同期して
ほゞ同位相で1サイクル/秒〜20サイクル/秒のサイク
ルで往復動する。
In this embodiment, the piston 3 of the air blower 1 and the piston 3 'of the vacuum pump 15 are
By controlling the current flowing through 2 'in a pulsed manner and receiving the action of the springs 5,5', the coils 2,2 'and the armatures 4,4' synchronize with each other so that they are almost in phase. Reciprocates at a cycle of 1 cycle / sec to 20 cycles / sec.

空気ブロア1のピストン3の復工程においては、逆止
弁8が閉じ逆止弁6が開いて、空気が吸込管7から空気
ブロア1内へ入る。続いて空気ブロア1のピストン3が
往行程になると、逆止弁6が閉じ逆止弁8が開いて、空
気ブロア1内の空気は吐出管9を経て吸着室10へ入る。
ピストン3が往行程に移動するに従って、吸着室10内の
圧力が上昇して+0.5kg/cm2g迄上昇し、これによって空
気中の窒素ガス、炭酸ガス、水分が吸着剤10aへ吸着さ
れ、酸素濃度が50%程度の酸素富化空気が吸着室10の出
口管12を経て排出される。
In the return process of the piston 3 of the air blower 1, the check valve 8 is closed and the check valve 6 is opened, so that air enters the air blower 1 from the suction pipe 7. Subsequently, when the piston 3 of the air blower 1 goes to the forward stroke, the check valve 6 closes and the check valve 8 opens, and the air in the air blower 1 enters the adsorption chamber 10 via the discharge pipe 9.
As the piston 3 moves in the forward stroke, the pressure in the adsorption chamber 10 increases to +0.5 kg / cm 2 g, whereby nitrogen gas, carbon dioxide gas, and moisture in the air are adsorbed by the adsorbent 10a. Then, oxygen-enriched air having an oxygen concentration of about 50% is discharged through the outlet pipe 12 of the adsorption chamber 10.

一方、真空ブロア1のピストン3の復行程では、同ピ
ストン3に同期してほゞ同位相で往復動する真空ポンプ
15のピストン3′も復行程にあり、逆止弁8,11が閉じ逆
止弁14が開いて、吸着室10内のガスは吸気管13を経て真
空ポンプ15内へ吸込まれ、吸着室10の内圧は−0.5kg/cm
2g迄減圧される。この減圧によって、吸着剤10aに吸着
された窒素ガス、炭酸ガス、水分が吸着剤10aより脱着
されて真空ポンプ15へ入る。真空ポンプ3′の往行程で
は、逆止弁14が閉じ逆止弁16が開いて、真空ポンプ3′
内の窒素ガス、炭酸ガス、水分等は排気管17を経て系外
へ排出される。
On the other hand, in the return stroke of the piston 3 of the vacuum blower 1, a vacuum pump that reciprocates in approximately the same phase in synchronization with the piston 3
The check valve 8, 11 is closed and the check valve 14 is opened, and the gas in the suction chamber 10 is sucked into the vacuum pump 15 through the suction pipe 13, and the piston 3 'is also in the return stroke. Internal pressure is -0.5kg / cm
Reduce pressure to 2 g. Due to this reduced pressure, nitrogen gas, carbon dioxide gas, and moisture adsorbed on the adsorbent 10a are desorbed from the adsorbent 10a and enter the vacuum pump 15. In the forward stroke of the vacuum pump 3 ', the check valve 14 closes and the check valve 16 opens, and the vacuum pump 3'
Nitrogen gas, carbon dioxide gas, moisture and the like inside are exhausted out of the system via the exhaust pipe 17.

以上の本実施例における吸着室10内の圧力変化と空気
ブロア1及び真空ポンプ15の作動状態の詳細を第4図に
示す。a2は、空気ブロア1の往(押込)行程でピストン
3は、コイル2により第1図における右方に移動し、工
程の終了時には吸着室10内の圧力は最高(+0.5kg/cm
2g)となり、ガス吸着も最高となる。一方、同行程にお
いて真空ポンプ15のピストン3′は第1図における左方
への復(戻り)行程にあるが、a1行程の間にピストン
3′の移動が完了し、この間に真空ポンプ15内にある吸
着剤から脱着されたガスが真空ポンプ15から排出され
る。これに続くa2行程ではピストン3′は、第1図にお
ける左方に停止の状態となる。これに続くb1,b2行程で
は、空気ブロア1のピストン3は、第1図における右方
で停止しており、同工程の終了寸前に空気ブロア1のピ
ストン3は、第1図における左方へ移動(復工程)し
て、空気シリンダ1内に空気が導入される。この間、真
空ポンプ15のピストン3′は、第1図における右方へ移
動し吸着室10内の圧力を下げ(最大−0.5kg/cm2g)、吸
着剤10aに吸着したガス(窒素、炭酸ガス、水分)を脱
着させると共に、これを窒素ポンプ15内へ吸込む。
FIG. 4 shows details of the pressure change in the adsorption chamber 10 and the operating states of the air blower 1 and the vacuum pump 15 in this embodiment. a 2 is a forward (push) stroke of the air blower 1, the piston 3 is moved rightward in FIG. 1 by the coil 2, and the pressure in the adsorption chamber 10 is the highest (+0.5 kg / cm) at the end of the process.
2 g), and the gas adsorption is also the highest. On the other hand, in the same stroke, the piston 3 'of the vacuum pump 15 is in the backward (return) stroke to the left in FIG. 1 , but the movement of the piston 3' is completed during the stroke a1, and during this time the vacuum pump 15 The gas desorbed from the adsorbent inside is discharged from the vacuum pump 15. The piston 3 'is followed by a 2-stroke to this, the state of the stop to the left in Figure 1. In the subsequent b 1 and b 2 strokes, the piston 3 of the air blower 1 stops at the right side in FIG. 1, and just before the end of the process, the piston 3 of the air blower 1 moves to the left in FIG. (Return process), and air is introduced into the air cylinder 1. During this time, the piston 3 'of the vacuum pump 15 moves to the right in FIG. 1 to lower the pressure in the adsorption chamber 10 (maximum -0.5 kg / cm 2 g), and the gas (nitrogen, carbon dioxide) adsorbed on the adsorbent 10a (Gas, moisture) is desorbed and sucked into the nitrogen pump 15.

この動作を交番に行なうことにより連続して、酸素富
化空気を得ることができるが、これは、インバータを使
用して、パルス的にコイル2,2′の電気負荷をかけるこ
とによって行なわれる。
This operation is alternately performed to obtain oxygen-enriched air continuously, which is performed by applying an electric load to the coils 2, 2 'in a pulsed manner using an inverter.

以上の本実施例における酸素富化空気の製造、及び吸
着室10におけるガスの脱着と脱着ガスの系外への排出
は、空気ブロア1と真空ポンプ15の往復動の1サイク
ル、即ち、1/20秒〜1秒間に行なわれ、実質上連続的に
酸素富化空気を得ることができる。
Production of oxygen-enriched air, and discharged out of the system and desorption desorption gas of the gas in the adsorption chamber 10 in the above embodiment, one cycle of reciprocation of the air blower 1 and the vacuum pump 15, i.e., 1 / This is performed for 20 seconds to 1 second, and oxygen-enriched air can be obtained substantially continuously.

また、本実施例では、前記のように、吸着剤10aによ
る窒素ガス、炭酸ガス、水分の吸着、及び吸着剤10aか
らのこれら吸着ガスの脱着と脱着ガスの系外への排出
は、前記のように極めて短時間内に行なわれるために、
吸着剤10aの量と吸着室10の容積は、従来型の1/301/
300となり、かつ往復動ピストンをもつ空気ブロア1と
真空ポンプ15を用いると共に、これら作動させる電流を
インバータによってパルス的に制御しているために、PS
A式装置の制御システムも簡単なものでよく、装置は、
シンプルで、コンパクト、かつ、低価格となる。
Further, in the present embodiment, as described above, the adsorption of nitrogen gas, carbon dioxide gas, and moisture by the adsorbent 10a, and the desorption of these adsorbed gases from the adsorbent 10a and the discharge of the desorbed gas out of the system are as described above. To be done in a very short time,
Volume of the adsorbent chamber 10 and the amount of the adsorbent 10a is of conventional 1 / 30-1 /
Since the air blower 1 having a reciprocating piston and the vacuum pump 15 are used and the operating current of these is controlled in a pulsed manner by an inverter, the PS
The control system of the A-type device may be simple, and the device is
It is simple, compact, and inexpensive.

なお、前記実施例では、吸着剤10aによって窒素、炭
酸ガス、水分を吸着して空気から酸素富化空気を得るよ
うにしているが、本発明では、吸着剤10aによって酸
素、炭酸ガス、水分を吸着して空気から窒素富化空気を
得るようにすることができると共に、空気以外のガスか
ら吸着剤によってその中のある成分を吸着して、ガス中
の成分を分離するようにすることができる。また、前記
実施例では、往復動式の空気ブロアと真空ポンプの作動
をインバータによって制御して行なうようにしている
が、両者が互いに同期してほゞ同位相で作動するような
他の制御・駆動方式を用いるようにしてもよい。
In the above embodiment, nitrogen, carbon dioxide, and water are adsorbed by the adsorbent 10a to obtain oxygen-enriched air from the air.In the present invention, oxygen, carbon dioxide, and water are adsorbed by the adsorbent 10a. It is possible to adsorb to obtain nitrogen-enriched air from air, and to adsorb certain components therein from a gas other than air by an adsorbent to separate components in the gas. . Further, in the above embodiment, the operation of the reciprocating air blower and the vacuum pump is controlled by the inverter, but other control and operation are performed in such a manner that the two operate in synchronization with each other and almost in phase. A driving method may be used.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明は次の効果を奏することができる。 The present invention has the following effects.

(1) 同期してほゞ同位相で往復動式の空気ブロアと
真空ポンプを用いてPSA方式によるガス分離を行なうた
めに、空気ブロアと真空ポンプのサイクルを短かくする
ことができ、実質上連続的にガス分離を行なうことがで
きる。
(1) In order to perform gas separation by the PSA method using a reciprocating air blower and a vacuum pump in approximately the same phase in synchronism, the cycle of the air blower and the vacuum pump can be shortened. Gas separation can be performed continuously.

(2) 往復動式の空気ブロアと真空ポンプを用いるた
めに、装置及び制御システムをシンプル化、コンパクト
化とし、かつ、低価格とすることができる。
(2) Since a reciprocating air blower and a vacuum pump are used, the apparatus and the control system can be simplified, compact, and inexpensive.

(3) 吸着筒における吸着剤によるガスの吸着と脱着
は極めて短時間の空気ブロア及び真空ポンプの1サイク
ル内に行なわれるために、従来のPSA式装置より吸着筒
の容積と吸着剤の量を著しく低減させ、これをコンパク
ト化し、かつ、低価格とすることができる。
(3) Since the adsorption and desorption of gas by the adsorbent in the adsorption cylinder is performed in one cycle of the air blower and the vacuum pump in a very short time, the volume of the adsorption cylinder and the amount of the adsorbent are reduced by a conventional PSA type device. It can be significantly reduced, it can be made compact, and the price can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例に係るPSA式装置の構造図、
第2図は同実施例の吸着筒の構造図、第3図は同実施例
の吸着筒内圧力変化と空気ブロア及び真空ポンプの作動
状況の説明図、第4図は従来のPSA式装置の系統図であ
る。 1……空気ベロア,2,2′……コイル, 3,3′……ピストン,4,4′……アマーチュア, 5,5′……スプリング,6,8,11,14,16……逆止弁, 7……吸込管,9……吐出管, 10……吸着筒,10a……吸着剤, 12……出口管,13……吸気管, 15……真空ポンプ,17……排気管。
FIG. 1 is a structural diagram of a PSA-type apparatus according to one embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a structural view of the adsorption cylinder of the embodiment, FIG. 3 is an explanatory view of the pressure change in the adsorption cylinder of the embodiment, and an operation state of an air blower and a vacuum pump, and FIG. It is a system diagram. 1 ... air velor, 2, 2 '... coil, 3, 3' ... piston, 4, 4 '... armature, 5,5' ... spring, 6, 8, 11, 14, 16, ... reverse Stop valve, 7 ... Suction pipe, 9 ... Discharge pipe, 10 ... Adsorption cylinder, 10a ... Adsorbent, 12 ... Outlet pipe, 13 ... Suction pipe, 15 ... Vacuum pump, 17 ... Exhaust pipe .

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】往復動すると共に逆止弁をもつガスの吸込
管と逆止弁をもつガスの吐出管を備えた空気ブロア、同
空気ブロアに同期してほゞ同位相で往復動すると共に逆
止弁をもつ吸気管と逆止弁をもつ排気管を備えた真空ポ
ンプ、前記空気ブロアの吐出管と前記真空ポンプの吸気
管に接続され空気ブロアと真空ポンプによって昇圧・減
圧可能であり、かつ、前記空気ブロアからのガス成分を
選択的に吸着する吸着剤が充填された吸着筒、及び同吸
着筒の出口側に設けられた逆止弁をもつ出口管より成る
ことを特徴とする圧力スイング式ガス分離装置。
An air blower having a gas suction pipe having a check valve and a gas discharge pipe having a check valve, reciprocating in substantially the same phase in synchronism with the air blower; A vacuum pump having an intake pipe having a check valve and an exhaust pipe having a check valve, which can be connected to a discharge pipe of the air blower and an intake pipe of the vacuum pump, and can be pressurized and depressurized by an air blower and a vacuum pump; And a suction tube filled with an adsorbent for selectively adsorbing a gas component from the air blower, and an outlet tube having a check valve provided on an outlet side of the suction tube. Swing type gas separation device.
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