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JPH0647547Y2 - Pressure swing type mixed gas separator - Google Patents

Pressure swing type mixed gas separator

Info

Publication number
JPH0647547Y2
JPH0647547Y2 JP8969290U JP8969290U JPH0647547Y2 JP H0647547 Y2 JPH0647547 Y2 JP H0647547Y2 JP 8969290 U JP8969290 U JP 8969290U JP 8969290 U JP8969290 U JP 8969290U JP H0647547 Y2 JPH0647547 Y2 JP H0647547Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
port
flow rate
separation
orifice
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP8969290U
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0450114U (en
Inventor
直樹 岡島
典男 国保
Original Assignee
シーケーデイ株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シーケーデイ株式会社 filed Critical シーケーデイ株式会社
Priority to JP8969290U priority Critical patent/JPH0647547Y2/en
Publication of JPH0450114U publication Critical patent/JPH0450114U/ja
Application granted granted Critical
Publication of JPH0647547Y2 publication Critical patent/JPH0647547Y2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Drying Of Gases (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、水蒸気を含んだ圧縮空気から水蒸気を分離し
て乾燥した空気を取り出す場合のように、2種以上のガ
スが混合した混合ガスから1種または2種以上のガスを
分離する装置に関し、特に、分離剤を充填した2本の分
離筒でガスを分離する分離工程と分離済みのガスの一部
を利用して分離剤からガスを取り去る再生工程とを交互
に行うようにした圧力スウイング式混合ガス分離装置に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Industrial Field of the Invention The present invention relates to a mixed gas in which two or more kinds of gases are mixed, as in the case of separating steam from compressed air containing steam and taking out dried air. TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus for separating one kind or two or more kinds of gases, and in particular, a separation step of separating gases by two separation cylinders filled with a separating agent and a part of the separated gas are used to remove the gas from the separating agent The present invention relates to a pressure swing type mixed gas separation device configured to alternately perform a regeneration process.

従来の技術及び考案が解決しようとする課題 圧力スウイング式混合ガス分離装置は、一方の分離筒か
ら吐出される処理済みガスの一部を絞りを通して他方の
分離筒へ減圧して供給することによりその分離筒内の分
離剤を再生させるようになつているが、従来の装置にお
いては、最大負荷時に必要な再生用ガスを確保し得る大
きさの固定オリフイスを絞りとして用いていたため、負
荷が小さい時にも最大負荷時と同じ量の再生用ガスが消
費されて、処理済みガス、ひいては供給ガスを浪費する
こととなり、運転効率が低い欠点があつた。
Problems to be Solved by the Related Art and Invention The pressure swing type mixed gas separation apparatus is designed to reduce the pressure of a part of the treated gas discharged from one separation cylinder and supply it to the other separation cylinder through a throttle. Although the separating agent in the separation cylinder is regenerated, in the conventional device, when the load is small, a fixed orifice is used as a throttle, which is large enough to secure the required regeneration gas at maximum load. However, the same amount of regeneration gas as that at the time of maximum load is consumed, and the treated gas and eventually the supply gas are wasted, resulting in a low operating efficiency.

課題を解決するための手段 本考案はこのような問題点を解決するための手段とし
て、絞りを、各分離筒に各別に接続される2つのポート
を有して高圧側のポートから低圧側のポートへ設定され
た圧力に減圧して交互に給気し、かつ、各ポートに夫々
オリフイスを設けてなる双方向減圧弁とするとともに、
分離筒に供給される未処理の混合ガスの圧力、温度及び
流量に基づいてその分離筒の分離剤の再生に必要とする
最少限の処理済みガスの流量を演算する再生流量演算手
段と、その演算流量値と各オリフイスの流通面積の設定
値に基づいてその演算流量値を得るのに必要な各ポート
の圧力を演算する圧力演算手段と、その各演算圧力値に
対応して各ポートの設定圧力を制御する制御手段と、各
オリフイスの開口面積の設定値を各別に補正する補正手
段とを備えた構成とした。
Means for Solving the Problem As a means for solving such a problem, the present invention has a restrictor having two ports connected to each separation cylinder separately from a high pressure side port to a low pressure side port. While reducing the pressure set to the port and alternately supplying air, and making it a bidirectional pressure reducing valve with an orifice installed in each port,
Regeneration flow rate calculating means for calculating the minimum flow rate of the processed gas required for regeneration of the separating agent in the separation cylinder based on the pressure, temperature and flow rate of the untreated mixed gas supplied to the separation cylinder, and Pressure calculation means that calculates the pressure of each port required to obtain the calculated flow rate value based on the calculated flow rate value and the set value of the distribution area of each orifice, and the setting of each port corresponding to each calculated pressure value The configuration includes a control unit for controlling the pressure and a correction unit for individually correcting the set value of the opening area of each orifice.

考案の作用及び効果 運転が開始されると、分離筒に供給される未処理の混合
ガスの圧力、温度及び流量、すなわち、分離筒に加えら
れる負荷に応じて分離筒の分離剤の再生に必要とする最
少限の処理済みガスの流量が再生流量演算手段によつて
演算され、続いて、その再生流量の演算値と、双方向減
圧弁のポートに設けられた各オリフイスの流通面積の設
定値に基づいて、その再生流量値を得るために必要な各
ポートの圧力が圧力演算手段によつて演算される。そし
て、制御手段により、上記の演算圧力値が各ポートの設
定圧力にとられて、各ポートの圧力が演算圧力値に保た
れることによつて、各ポートから演算された必要量の再
生ガスが得られ、これにより、処理済みガス、ひいては
供給ガスの浪費がなくなり、効率の良い運転が期せられ
る。
Action and effect of the device Once the operation is started, it is necessary to regenerate the separating agent in the separation cylinder depending on the pressure, temperature and flow rate of the untreated mixed gas supplied to the separation cylinder, that is, the load applied to the separation cylinder. The minimum treated gas flow rate to be calculated is calculated by the regeneration flow rate calculation means, and then the calculated value of the regeneration flow rate and the set value of the distribution area of each orifice provided at the port of the bidirectional pressure reducing valve. Based on the above, the pressure of each port required to obtain the regeneration flow rate value is calculated by the pressure calculation means. Then, the calculated pressure value is set to the set pressure of each port by the control means, and the pressure of each port is maintained at the calculated pressure value, so that the required amount of regenerated gas calculated from each port is obtained. This results in no waste of treated gas and hence of supply gas and efficient operation is expected.

ここで、この種の分離装置では、各分離筒に同じ負荷を
加えて用いるのが一般的であつて、再生ガスを得るため
の双方向減圧弁の各ポートには同一の流通面積を持つオ
リフイスが装着されることになる。そうであれば、両オ
リフイスの共通の流通面積の設定値に基づいて圧力を演
算して、各ポートを同一の圧力に制御することにより、
両方で同じ再生流量が得られるはずであるが、加工精度
や、気体の流通方向の問題でオリフイスの実際の流通面
積が設定値と異なつて、互いに相違する場合があり、両
オリフイスの実際の流通面積が異なるのにポートの圧力
を同一に制御したのでは、各ポートからの再生流量に差
ができることになる。そうすると、2つの分離筒での再
生能力が相違することとなつて、分離筒が交替するごと
に吐出口から吐出される処理済みガスの濃度や流量等の
条件がふらつく結果を招く。これを回避するためにこれ
までは、オリフイスに追加工してその流通面積を調整す
るのを、各ポートからの流量を実測しながら両方が等し
くなるまで何度も行う必要があつて、きわめて面倒であ
つた。
Here, in this type of separation device, it is common to apply the same load to each separation cylinder, and each port of the bidirectional pressure reducing valve for obtaining regenerated gas has an orifice with the same distribution area. Will be installed. If so, by calculating the pressure based on the setting value of the common distribution area of both orifices, and controlling each port to the same pressure,
Although the same regeneration flow rate should be obtained for both, the actual distribution area of the orifice may differ from the set value due to processing accuracy and gas circulation direction, and the actual circulation area of both orifices may differ. If the port pressure is controlled to be the same even though the area is different, there will be a difference in the regeneration flow rate from each port. Then, the regeneration capacities of the two separation cylinders are different, and the conditions such as the concentration and flow rate of the treated gas discharged from the discharge port fluctuate each time the separation cylinders are replaced. In order to avoid this, it has been extremely troublesome to perform additional machining on the orifice to adjust the distribution area of the orifice until it becomes equal while measuring the flow rate from each port. It was.

そのため本考案では、補正手段によつて、オリフイスの
流通面積の設定値を各別に補正できるようになつてい
て、各補正された設定値に基づいて夫々のポートの圧力
が演算されて、各演算圧力値が設定圧力にとられるよう
になつている。例えば、一方のポートのオリフイスの実
際の流通面積が他方のポートのオリフイスのそれよりも
小さかつた場合、両ポートの圧力が同一値に制御される
と、オリフイスの実際の流通面積が小さい側のポートか
ら流出する再生流量が他方のポートよりも小となるので
あるが、一方のポートのオリフイスの流通面積の設定値
を小さく補正するか、あるいは、他方のポートのオリフ
イスの流通面積の設定値を大きく補正すると、一方のポ
ートの設定圧力が他方のポートのそれよりも相対的に大
きくとられ、上記したオリフイスの実際の流通面積の差
異を相殺して同一の再生流量を得ることが可能となる。
Therefore, in the present invention, the setting value of the distribution area of the orifice is separately corrected by the correction means, and the pressure of each port is calculated based on each corrected setting value. The pressure value is set to the set pressure. For example, if the actual distribution area of the orifice of one port is smaller than that of the orifice of the other port, if the pressure of both ports is controlled to the same value, the actual distribution area of the orifice will be smaller. The regeneration flow rate flowing out of the port is smaller than that of the other port, but either correct the set value of the distribution area of the orifice of one port to a smaller value, or change the set value of the distribution area of the orifice of the other port. With a large correction, the set pressure of one port is made relatively larger than that of the other port, and it becomes possible to cancel the difference in the actual distribution area of the orifice described above and obtain the same regeneration flow rate. .

すなわち本考案によれば、再生に使用する処理済みガス
を必要最少限に抑えることができて、効率良く運転する
ことができるのに加えて、双方向減圧弁の両ポートのオ
リフイスの実際の流通面積に差があつた場合に、初めに
補正手段を用いてオリフイスの流通面積の設定値を数値
的に補正してやれば、それ以降、実際の流通面積の差異
を相殺するようにポートの設定圧力が変更されて、常に
双方向で同一の再生流量を得ることが可能となる。これ
により、両分離筒が同じ再生能力で再生されることとな
つて、両分離筒から同一条件の処理済みガスを安定して
得ることができる。しかも、調整作業は、上記のように
補正手段によりオリフイスの流通面積を数値的に補正す
るだけであるから、きわめて簡単である。また、分離剤
の付着等によつてオリフイスの流通面積が経年的に変化
した場合も、簡単に補正することができる。さらに、両
分離筒の負荷が異なつていて再生流量に故意に差をつけ
たい場合にも対応することが可能である。
That is, according to the present invention, the treated gas used for regeneration can be suppressed to the minimum necessary and can be operated efficiently, and the actual distribution of the orifice of both ports of the bidirectional pressure reducing valve can be achieved. If there is a difference in area, first use a correction means to numerically correct the set value of the distribution area of the orifice, and after that, the set pressure of the port will be set to cancel the difference in the actual distribution area. It is changed so that the same regeneration flow rate can always be obtained in both directions. As a result, both separation cylinders are regenerated with the same regeneration capacity, and the treated gas under the same conditions can be stably obtained from both separation cylinders. Moreover, the adjustment work is extremely simple because the correction means only numerically corrects the distribution area of the orifice as described above. Further, even when the distribution area of the orifice is changed over time due to the attachment of the separating agent or the like, it can be easily corrected. Further, it is possible to cope with the case where the loads of both separation cylinders are different and the regeneration flow rate is intentionally made different.

実施例 以下、本考案を加圧空気の除湿装置に適用した一実施例
を添付図面に基づいて説明する。
Embodiment An embodiment in which the present invention is applied to a dehumidifying device for pressurized air will be described below with reference to the accompanying drawings.

第1図は本実施例の回路図を示し、流入口9から流入し
た高圧多湿の未処理空気は開閉弁1a,2aの開弁によりシ
リカゲル等の吸着剤10が充填された第1分離筒6a内を通
過する際に水蒸気が吸着剤10に吸着して分離され、乾燥
した空気はフイルタ5aを通ることによりろ過されて吐出
口8から吐出されるとともに、開閉弁4bの開弁により第
2分離筒6bが排出口7から大気に連通していて、第1分
離筒6aから吐出された低湿度の空気の一部が絞り13を通
つて急膨張することによりさらに低湿度となつて第2分
離筒6b内に流入し、前工程の吸着工程において吸着した
水分を吸着剤10から奪つて乾燥させることにより再生さ
せ、排出口7から排出される。一定時間が経過すると開
閉弁4bが閉じて開閉弁3bが開くことにより処理済みの高
圧空気が第2分離筒6b内に充填されて昇圧し、ついで、
開閉弁1a、2aが閉じ開閉弁1b、2bが開いて未処理の高圧
空気が第2分離筒6bに流入し、その切換後開閉弁4aが開
いて第1分離筒6a内に残留していた高圧空気が排出口7
から排出され、第2分離筒6bにおいて、再生された吸着
剤10に水蒸気が吸着されて乾燥した空気がフイルタ5bを
通つて吐出口8から吐出され、乾燥空気の一部は絞り13
を通つて膨張することによりさらに乾燥して第1分離筒
6a内に流入し、その中の吸着剤10から水分を奪つて乾燥
させ、再生させる。このように、吸着と再生の工程を第
1分離筒6aと第2分離筒6bとで交互に行つて多湿の空気
から水分を除去した乾燥空気を連続して得ることができ
る。
FIG. 1 shows a circuit diagram of the present embodiment, in which the high-pressure and high-humidity untreated air flowing in from the inlet 9 is opened by opening / closing valves 1a and 2a, and the first separating cylinder 6a filled with an adsorbent 10 such as silica gel. When passing through the inside, water vapor is adsorbed on the adsorbent 10 and separated, and the dried air is filtered by passing through the filter 5a and discharged from the discharge port 8 while the opening / closing valve 4b is opened to perform the second separation. The cylinder 6b communicates with the atmosphere from the discharge port 7, and a part of the low-humidity air discharged from the first separation cylinder 6a rapidly expands through the restrictor 13 so that the humidity is further reduced to the second separation. The water that has flowed into the cylinder 6b and has been adsorbed in the adsorption step of the previous step is deprived of the adsorbent 10 and dried to be regenerated, and then discharged from the discharge port 7. After a certain period of time, the open / close valve 4b is closed and the open / close valve 3b is opened, so that the treated high-pressure air is filled in the second separation cylinder 6b to increase the pressure, and then,
The open / close valves 1a and 2a are closed, the open / close valves 1b and 2b are opened, untreated high-pressure air flows into the second separation cylinder 6b, and after the switching, the open / close valve 4a is opened and remains in the first separation cylinder 6a. High-pressure air is exhausted 7
The air that has been discharged from the second separation cylinder 6b and in which the regenerated adsorbent 10 adsorbs water vapor and is dried is discharged from the discharge port 8 through the filter 5b, and a part of the dry air is squeezed.
The first separating cylinder is further dried by expanding through the first separating cylinder.
It flows into the inside of 6a, removes water from the adsorbent 10 therein, and is dried and regenerated. In this way, the adsorption and regeneration steps are alternately performed by the first separation cylinder 6a and the second separation cylinder 6b, and dry air obtained by removing moisture from humid air can be continuously obtained.

以上に説明したところは従来公知の圧力スウイング式除
湿装置であるが、本実施例では、絞り13が、詳しくは後
記する双方向減圧弁となつており、この双方向減圧弁13
に制御信号を供給する制御装置14が設けられているとと
もに、未処理空気の流入口9に圧力計15、温度計16及び
流量計17が取り付けられて、それらの計測値が制御装置
14に入力されるようになつている。さらに、この制御装
置14に、同じく詳しくは後記するオリフイスの流量面積
の補正用の外部補正器18が接続されている。
The above description is a conventionally known pressure swing dehumidifier, but in the present embodiment, the throttle 13 is a bidirectional pressure reducing valve which will be described later in detail.
Is provided with a control device 14 for supplying a control signal, and a pressure gauge 15, a thermometer 16 and a flow meter 17 are attached to the inlet 9 of the untreated air, and the measured values thereof are the control device.
It is supposed to be entered in 14. Further, an external compensator 18 for compensating the flow area of the orifice described later in detail is also connected to the controller 14.

上記した双方向減圧弁13は、第2図に示す構造となつて
おり、第1ポート20aは第1分離筒6aに、第2ポート20b
は第2分離筒6bに夫々接続され、各ポート20a、20bに、
同一の流通面積を持つオリフイス34a、34bが装着されて
いる。第1分離筒6aが吸着工程にあり、第2分離筒6bが
再生工程にある場合には、第1ポート20aの圧力が第2
ポート20bの圧力より高いため、切換弁21のスプール22
が押し下げられて第2ポート20bの圧力がフイードバツ
クチヤンバ23に伝達され、逆に第1分離筒6aが再生工程
にあり、第2分離筒6bが吸着工程にある場合は、第2ポ
ート20bの圧力が第1ポート20aの圧力より高いため切換
弁21のスプール22が押し上げられて第1ポート20aの圧
力がフイードバツクチヤンバ23に伝達されるのであつ
て、第1ポート20aと第2ポート20bの圧力の高低関係に
より自動的に圧力の高い方から低い方への減圧制御に切
り換わるようになつている。
The above-described bidirectional pressure reducing valve 13 has the structure shown in FIG. 2, and the first port 20a is connected to the first separating cylinder 6a and the second port 20b is connected to the first separating cylinder 6a.
Are connected to the second separating cylinder 6b respectively, and are connected to the respective ports 20a, 20b,
The orifices 34a and 34b having the same distribution area are attached. When the first separation cylinder 6a is in the adsorption process and the second separation cylinder 6b is in the regeneration process, the pressure of the first port 20a is the second
Since it is higher than the pressure of port 20b, spool 22 of switching valve 21
Is pushed down and the pressure of the second port 20b is transmitted to the feed back chamber 23, and conversely, when the first separation cylinder 6a is in the regeneration process and the second separation cylinder 6b is in the adsorption process, the second port Since the pressure of 20b is higher than the pressure of the first port 20a, the spool 22 of the switching valve 21 is pushed up and the pressure of the first port 20a is transmitted to the feed back chamber 23. The pressure reduction control from the higher pressure side to the lower pressure side is automatically performed according to the pressure level relationship between the two ports 20b.

いま、第1ポート20aの圧力が第2ポート20bの圧力より
高いとすると、コントローラ24は、詳しくは後記する制
御装置14からの制御信号と圧力センサ25からのフイード
バツク信号を比較して電圧素子フラツパ26に対する印加
電圧を制御し、フイードバツク信号(第2ポート20bの
圧力信号)に比べ制御信号が大きい場合には印加電圧が
増加するため圧電素子フラツパ26の先端が下方へ変位
し、ノズル27を閉じようとする。ここで、パイロツト圧
供給口28から供給される圧縮空気がオリフイス29を通過
してパイロツト室30に流入するが、ノズル27が圧電素子
フラツパ26で閉じられているとパイロツト室30の圧力が
上昇し、ダイヤフラム31が弁杆32とともに押し下げられ
て主弁33が開かれることにより、第1ポート20aから第
2ポート20bへ給気され、第2ポート20bの圧力が上昇す
る。すると、2枚のダイヤフラム31、34の間のフイード
バツクチヤンバ23の圧力が上昇し、圧力センサ25からの
フイードバツク信号が増加して制御信号との差が小さく
なり、圧電素子フラツパ26の変位が減少してノズル27が
開きパイロツト圧が減少するため、ダイヤフラム31が弁
杆32とともに押し上げられて主弁33が閉じるのであつ
て、上記の作動の繰り返しにより、二次側すなわち第2
ポート20b側の圧力が制御装置14からの制御信号に対応
する略一定の圧力に保たれ、その制御圧力とオリフイス
34bの流通面積とによつて定まる一定流量に絞られて流
出する。第2ポート20b側が高圧となつた場合には切換
弁21の切り換えによつて上記と同様の作動が行われ、第
1ポート20a側の圧力が制御装置14からの制御信号に対
応する圧力に保たれ、その制御圧力とオリフイス34aの
流通面積により定まる一定流量に絞られて流出するよう
になつている。
Now, assuming that the pressure at the first port 20a is higher than the pressure at the second port 20b, the controller 24 compares the control signal from the controller 14 and the feedback signal from the pressure sensor 25, which will be described later, in detail, and compares the voltage element flapper. The applied voltage to 26 is controlled, and when the control signal is larger than the feedback signal (pressure signal of the second port 20b), the applied voltage increases and the tip of the piezoelectric element flap 26 is displaced downward, closing the nozzle 27. Try to. Here, the compressed air supplied from the pilot pressure supply port 28 passes through the orifice 29 and flows into the pilot chamber 30, but when the nozzle 27 is closed by the piezoelectric element flap 26, the pressure in the pilot chamber 30 rises. As the diaphragm 31 is pushed down together with the valve rod 32 and the main valve 33 is opened, air is supplied from the first port 20a to the second port 20b and the pressure of the second port 20b rises. Then, the pressure of the feed back chamber 23 between the two diaphragms 31 and 34 increases, the feed back signal from the pressure sensor 25 increases, the difference from the control signal decreases, and the displacement of the piezoelectric element flap 26 is reduced. Since the nozzle 27 is opened and the pilot pressure is reduced, the diaphragm 31 is pushed up together with the valve rod 32 and the main valve 33 is closed. By repeating the above operation, the secondary side, that is, the second
The pressure on the port 20b side is maintained at a substantially constant pressure corresponding to the control signal from the control device 14, and the control pressure and the orifice
It flows out after being restricted to a constant flow rate determined by the distribution area of 34b. When the pressure on the second port 20b side becomes high, the same operation as described above is performed by switching the switching valve 21, and the pressure on the first port 20a side is maintained at the pressure corresponding to the control signal from the control device 14. The flow rate is controlled to a constant flow rate determined by the control pressure and the circulation area of the orifice 34a, and then flows out.

続いて、上記した制御装置14の構成を第3図のフローチ
ヤートに基づいて説明する。本考案の目的は、既述のと
おりに、分離筒6a、6bの一方で得られた乾燥空気の一部
を他方の再生用として使用するに際して、その再生用空
気の量を必要最少限に抑えることにある。
Next, the configuration of the control device 14 described above will be described based on the flow chart of FIG. As described above, the purpose of the present invention is to minimize the amount of the regenerating air when using a part of the dry air obtained in one of the separation cylinders 6a and 6b for regenerating the other. Especially.

分離筒6a、6bにある体積流量の未処理空気が流入した場
合、そのうち何パーセントを再生用に使用するかは、目
標とする乾燥度すなわち目標大気圧露点と、その時の入
気温度によつて異なる。例えば、目標大気圧露点が低い
程、また、流入空気の温度が高い程再生に多量の空気を
必要とする。そこで、予め目標大気圧露点と入気温度の
条件による再生体積比、すなわち、流入空気の体積に対
する再生に必要な空気の体積の比Rpをデータテーブルま
たは演算式として制御装置14内に記憶させておき、予め
設定された目標大気圧露点Dpと、温度計16で計測された
入気温度Tiにより再生体積比Rpを演算する。
When the volumetric flow rate of untreated air in the separation tubes 6a, 6b flows in, what percentage of that is used for regeneration depends on the target dryness, that is, the target atmospheric pressure dew point and the inlet air temperature at that time. different. For example, the lower the target atmospheric pressure dew point and the higher the temperature of the inflowing air, the larger amount of air is required for regeneration. Therefore, the reproduction volume ratio depending on the conditions of the target atmospheric pressure dew point and the intake air temperature, that is, the ratio Rp of the volume of the air required for the reproduction to the volume of the inflow air is stored in the control device 14 as a data table or an arithmetic expression. Every time, the regeneration volume ratio Rp is calculated from the preset target atmospheric pressure dew point Dp and the inlet air temperature Ti measured by the thermometer 16.

そして流入体積流量が、流量計17と圧力計15の計測値か
ら求められて、それに上記の再生体積比Rpを乗ずること
によつて、再生に必要な流量Qpが演算される。この再生
流量Qpは、上記した双方向減圧弁13の第1ポート20a及
び第2ポート20bから流出するのに必要な流量である。
そして、この再生流量Qpは、各ポート20a、20bについて
その圧力とオリフイス34a、34bの流通面積によつて決ま
るから、オリフイスの流通面積の設定値Spを予め入力し
ておくことによつて、この再生流量Qpを得るのに必要な
ポート20a、20bの圧力が演算される。
Then, the inflow volumetric flow rate is obtained from the measured values of the flowmeter 17 and the pressure gauge 15, and by multiplying it by the above regeneration volume ratio Rp, the flow rate Qp required for regeneration is calculated. The regeneration flow rate Qp is a flow rate required to flow out from the first port 20a and the second port 20b of the bidirectional pressure reducing valve 13 described above.
The regeneration flow rate Qp is determined by the pressure of each port 20a, 20b and the distribution area of the orifices 34a, 34b, so that the preset value Sp of the distribution area of the orifice is input in advance. The pressure of the ports 20a, 20b required to obtain the regeneration flow rate Qp is calculated.

そして、この演算された圧力値を前記した制御信号とし
て、双方向減圧弁13のコントローラ24に入力すれば、既
述のとおりに、ポート20a、20bが制御信号に対応する圧
力に保たれ、演算された必要な再生流量Qpが得られるこ
とになる。
Then, by inputting the calculated pressure value as the control signal to the controller 24 of the bidirectional pressure reducing valve 13, the ports 20a and 20b are maintained at the pressure corresponding to the control signal as described above, and the calculation is performed. The required regeneration flow rate Qp thus obtained is obtained.

ここで、両ポート20a、20bに装着されたオリフイス34
a、34bは同じ流通面積を持つものであるから、各ポート
20a、20bを同一の圧力に制御すれば、両方で同じ再生流
量が得られるはずであるが、加工精度や、気体の流通方
向の問題でオリフイス34a、34bの実際の流通面積が設定
値と異なつて、互いに相違する場合が多々ある。すなわ
ち、両オリフイス34a、34bの実際の流通面積が異なるの
にポート20a、20bの圧力を同一に制御したのでは、各ポ
ート20a、20bからの再生流量に差ができることになる。
そうすると、2つの分離筒6a、6bでの再生能力が相違す
ることとなつて、除湿の分離筒6a、6bが交替するごとに
吐出口8での乾燥空気の露点や流量がふらつく結果とな
る。
Here, the ORIFUS 34 attached to both ports 20a and 20b
Since a and 34b have the same distribution area, each port
If 20a and 20b are controlled to the same pressure, the same regeneration flow rate should be obtained for both, but the actual flow area of orifices 34a and 34b differs from the set value due to processing accuracy and gas flow direction problems. In many cases, they are different from each other. That is, if the pressures of the ports 20a and 20b are controlled to be the same although the actual distribution areas of the orifices 34a and 34b are different, there will be a difference in the regeneration flow rates from the ports 20a and 20b.
Then, the regeneration capacities of the two separation cylinders 6a and 6b are different, and the dew point and flow rate of the dry air at the discharge port 8 fluctuate every time the dehumidification separation cylinders 6a and 6b are replaced.

このため、制御装置14には、予め入力されたオリフイス
の流通面積の設定値Spを補正するための外部補正器18が
接続されている。この外部補正器18は、例えば、第4図
に示すようなDIP SW(2進カウンタ式スイツチ)が好適
であつて、各オリフイス34a、34bに対応して2個設けら
れており、第5図に示すように、各DIP SW18から補正値
α、βを入力すると、制御装置14において、各オリフイ
ス34a、34bの流通面積の設定値が夫々、Spa=Sp+α、S
pb=Sp+βに補正される。ここで、α、βには、第5図
に示すように、DIP SW13の8桁目のスイツチをON・OF
F操作して+−を選択し、1桁〜7桁のスイツチ〜
を夫々ON・OFF操作することによつて、−127〜+127の
数値を入力することができる。
Therefore, the controller 14 is connected to an external compensator 18 for compensating the preset value Sp of the distribution area of the orifice. The external compensator 18 is preferably a DIP SW (binary counter type switch) as shown in FIG. 4, for example, and two external compensators 18 are provided corresponding to each orifice 34a, 34b. As shown in, when the correction values α and β are input from the DIP SWs 18, the controller 14 sets the set values of the distribution areas of the orifices 34a and 34b as Spa = Sp + α and S, respectively.
It is corrected to pb = Sp + β. Here, for α and β, as shown in FIG. 5, the 8th digit switch of DIP SW13 is turned ON / OF.
Operate F to select +-, and switch from 1 digit to 7 digits ~
You can enter a value between -127 and +127 by turning ON and OFF respectively.

そして、上記したオリフイス34a、34bの補正後の流通面
積Spa、Spbに基づいて、再生流量Qpを得るのに必要なポ
ート20a、20bの圧力Ppa、Ppbが夫々演算され、それらが
制御信号として双方向減圧弁13のコントローラ24に入力
されて、ポート20a、20bが、夫々、制御信号Ppa、Ppbに
対応する圧力に保たれる。例えば、第1ポート20aのオ
リフイス34aの実際の流通面積が第2ポート20bのオリフ
イス34bの流通面積よりも小さかつた場合、両ポート20
a、20bの圧力が同一値に制御されると、第1ポート20a
側から流出する再生流量が第2ポート20b側よりも小と
なるのであるが、第1ポート20aのオリフイス34aの流通
面積の設定値を小さく補正するか、あるいは、第2ポー
ト20bのオリフイス34bの流通面積の設定値を大きく補正
すると、第1ポート20aの制御圧力が第2ポート20bの制
御圧力よりも相対的に大きく設定され、上記したオリフ
イス34a、34bの実際の流通面積の差異を相殺して同一の
再生流量を得ることが可能となる。実際には、流量計に
より第1及び第2ポート20a、20bの再生流量を計測し
て、両計測値が同一となるように、補正値α、βを変化
させつつ入力すればよい。
Then, based on the corrected distribution areas Spa and Spb of the orifices 34a and 34b described above, the pressures Ppa and Ppb of the ports 20a and 20b necessary to obtain the regeneration flow rate Qp are respectively calculated, and both are calculated as control signals. It is input to the controller 24 of the direct pressure reducing valve 13, and the ports 20a and 20b are maintained at the pressures corresponding to the control signals Ppa and Ppb, respectively. For example, if the actual distribution area of the orifice 34a of the first port 20a is smaller than the distribution area of the orifice 34b of the second port 20b, both ports 20a
If the pressures of a and 20b are controlled to the same value, the first port 20a
The regeneration flow rate flowing out from the side is smaller than that on the side of the second port 20b, but the set value of the distribution area of the orifice 34a of the first port 20a is corrected to a smaller value, or the orifice of the orifice 34b of the second port 20b is corrected. When the set value of the distribution area is largely corrected, the control pressure of the first port 20a is set to be relatively larger than the control pressure of the second port 20b, and the difference in the actual distribution area of the orifices 34a and 34b described above is offset. It is possible to obtain the same regeneration flow rate. In practice, the flow rate meter may measure the regeneration flow rates of the first and second ports 20a and 20b, and the correction values α and β may be input while changing them so that both measurement values are the same.

すなわち、両ポート20a、20bのオリフイス34a、34bの実
際の流通面積に差があつた場合に、初めに外部補正器18
を用いてオリフイス34a、34bの流通面積の設定値を数値
的に補正してやれば、それ以降、実際の流通面積の差異
を相殺するようにポート20a、20bの制御圧力が変更され
て、常に双方向で同一の再生流量を得ることが可能とな
る。これにより、両分離筒6a、6bが同じ再生能力で再生
されることとなつて、両分離筒6a、6bから同一の露点及
び流量の乾燥空気を安定して得ることができる。しか
も、調整作業は、上記のように外部補正器18から補正値
α、βを入力するだけであるから、きわめて簡単であ
る。また、吸着剤10の付着等によつてオリフイス34a、3
4bの流通面積が経年的に変化した場合も、簡単に補正す
ることができる。さらに、両分離筒6a、6bの負荷が異な
つていて再生流量に故意に差をつけたい場合にも対応す
ることができる。
That is, if there is a difference in the actual distribution area of the orifices 34a, 34b of both ports 20a, 20b, first the external compensator 18
If the set values of the distribution areas of the orifices 34a, 34b are numerically corrected using, the control pressure of the ports 20a, 20b will be changed to cancel the difference between the actual distribution areas, and the bidirectional It is possible to obtain the same regeneration flow rate. As a result, both separation cylinders 6a and 6b are regenerated with the same regeneration capacity, and dry air having the same dew point and flow rate can be stably obtained from both separation cylinders 6a and 6b. Moreover, the adjustment work is extremely simple because the correction values α and β are only input from the external corrector 18 as described above. Also, due to the adhesion of the adsorbent 10 or the like, the orifices 34a, 3
Even if the distribution area of 4b changes over time, it can be easily corrected. Further, it is possible to cope with the case where the loads of the both separation cylinders 6a and 6b are different and it is desired to intentionally make a difference in the regeneration flow rate.

以上の説明から明らかように、本実施例の制御装置14の
目標大気圧露点Dp、入気温度Ti、入気圧力Pi及び入気流
量Qiから再生流量Qpを演算する部分が本考案の再生流量
演算手段に、本実施例の制御装置14の再生流量Qpと補正
後のオリフイスの流通面積Spa、Spbから制御圧力Ppa、P
pbを演算する部分が本考案の圧力演算手段に、本実施例
のコントローラ24が本考案の制御手段に、本実施例の外
部補正器18が本考案の補正手段に、夫々、相当する。
As is clear from the above description, the part that calculates the regeneration flow rate Qp from the target atmospheric pressure dew point Dp, the inlet air temperature Ti, the inlet air pressure Pi and the inlet air flow rate Qi of the control device 14 of the present embodiment is the regeneration flow rate of the present invention. The calculation means includes the regeneration flow rate Qp of the control device 14 of the present embodiment and the corrected distribution areas Spa and Spb of the orifice to control pressures Ppa and Pp.
The part for calculating pb corresponds to the pressure calculation means of the present invention, the controller 24 of the present embodiment corresponds to the control means of the present invention, and the external compensator 18 of the present embodiment corresponds to the correction means of the present invention.

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

第1図は本考案の一実施例の回路図、第2図はその双方
向減圧弁の断面図、第3図はその制御装置の作動を示す
フローチヤート、第4図は外部補正器の一例の正面図、
第5図はその操作説明図である。 1a、1b、2a、2b、3a、3b、4a、4b:開閉弁、6a、6b:分離
筒、7:排出口、8:吐出口、9:流入口、10:分離剤、13:双
方向減圧弁、14:制御装置、15:圧力計、16:温度計、17:
流量計、18:外部補正器、20a、20b:ポート、21:切換
弁、22:スプール、23:フイードバツクチヤンバ、24:コ
ントローラ、25:圧力センサ、26:圧電素子フラツパ、2
7:ノズル、28:パイロツト圧供給口、29:オリフイス、3
0:パイロツト室、31、34:ダイヤフラム、33:主弁、34
a、34b:オリフイス
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of the bidirectional pressure reducing valve, FIG. 3 is a flow chart showing the operation of the control device, and FIG. 4 is an example of an external compensator. Front view of the
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation. 1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b: open / close valve, 6a, 6b: separating cylinder, 7: outlet, 8: outlet, 9: inlet, 10: separating agent, 13: bidirectional Pressure reducing valve, 14: control device, 15: pressure gauge, 16: thermometer, 17:
Flowmeter, 18: External compensator, 20a, 20b: Port, 21: Switching valve, 22: Spool, 23: Feed back chamber, 24: Controller, 25: Pressure sensor, 26: Piezo element flapper, 2
7: Nozzle, 28: Pilot pressure supply port, 29: Orifice, 3
0: Pilot chamber, 31, 34: Diaphragm, 33: Main valve, 34
a, 34b: Orihuis

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】吸着剤、吸収剤等の分離剤を充填した2本
の分離筒を設け、未処理の混合ガスを一方の前記分離筒
に高圧で供給して1種または2種以上のガスを前記分離
剤に吸着または吸収させることにより分離した処理済み
ガスを吐出口から吐出する分離工程と、他方の前記分離
筒から吐出される処理済みガスの一部を絞りを通すこと
により減圧して供給して前記分離剤に吸着または吸収さ
れていたガスを該分離剤から取り去つて排出口から排出
する再生工程とを、前記2本の分離筒において一定時間
毎に交互に行うようにした圧力スウイング式混合ガス分
離装置において、 前記絞りを、前記各分離筒に各別に接続される2つのポ
ートを有して高圧側の前記ポートから低圧側の前記ポー
トへ設定された圧力に減圧して交互に給気し、かつ、前
記各ポートに夫々オリフイスを設けてなる双方向減圧弁
とするとともに、 前記分離筒に供給される未処理の混合ガスの圧力、温度
及び流量に基づいて該分離筒の分離剤の再生に必要とす
る最少限の処理済みガスの流量を演算する再生流量演算
手段と、 該演算流量値と前記各オリフイスの流通面積の設定値に
基づいて該演算流量値を得るのに必要な前記各ポートの
圧力を演算する圧力演算手段と、 該各演算圧力値に対応して前記各ポートの前記設定圧力
を制御する制御手段と、 前記各オリフイスの開口面積の設定値を各別に補正する
補正手段と を備えたことを特徴とする圧力スウイング式混合ガス分
離装置
1. A two or more separation cylinders filled with a separating agent such as an adsorbent or an absorbent are provided, and an untreated mixed gas is supplied to one of the separation cylinders at a high pressure to produce one or more kinds of gas. And a separation step of discharging the treated gas separated by adsorbing or absorbing the separating agent from the discharge port, and reducing the pressure by passing a part of the treated gas discharged from the other separating cylinder through a throttle. A pressure for alternately performing a regeneration step of removing the gas that has been supplied and adsorbed or absorbed by the separating agent from the separating agent and discharging from the outlet in the two separating cylinders at regular intervals. In the swing type mixed gas separation device, the throttles are alternately reduced in pressure to a pressure set from the high pressure side port to the low pressure side port having two ports respectively connected to the respective separation cylinders. And before A bi-directional pressure reducing valve is provided with an orifice in each port, and it is necessary to regenerate the separating agent in the separation cylinder based on the pressure, temperature and flow rate of the untreated mixed gas supplied to the separation cylinder. Regeneration flow rate calculating means for calculating the minimum treated gas flow rate, and the pressure of each port required to obtain the calculated flow rate value based on the calculated flow rate value and the set value of the flow area of each orifice. Pressure control means for controlling the set pressure of each port corresponding to each calculated pressure value, and correction means for individually correcting the set value of the opening area of each orifice. Pressure swing type mixed gas separation device characterized by
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