JP2003106469A - 方向制御弁及び吸着分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部からの制御を必要とする電磁弁を用いる
ことなく、吸着と再生との切替時に吸着側吸着容器から
再生側吸着容器に製品気体を一次的に多量に供給する。 【解決手段】 急速充填弁１９は、一対の乾燥剤筒の空
気出口間を連通する管路上に設けられ、吸着側の乾燥空
気の圧力と再生側の乾燥空気の圧力との圧力差によって
自律的に開閉弁動作する。吸着及び再生が行われ圧力差
がある境界値を超えるときには自律的に閉弁し、両乾燥
剤筒間をオリフィス４３のみで連通させ、吸着側から再
生側に乾燥空気を流量制限して供給する。再生が完了し
て圧力差が境界値以下となると自律的に開弁し、オリフ
ィス４３に加え各供給流路４４を介して両乾燥剤筒間を
連通させ、吸着側から再生側に一次的に多量の乾燥空気
を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば原料空気の
水分を乾燥剤に吸着させて乾燥空気を生成する除湿装置
等の吸着分離装置と、この吸着分離装置に用いることが
できる方向制御弁とに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば空気から窒素を取り除いた
富酸素化空気を得るために、吸着容器に収容された吸着
剤に対し窒素を吸着及び分離させる圧力スイング吸着法
を用いた吸着分離装置が実用化されている。このように
装置としては、例えば、特開平４−１１９１９号公報に
開示された装置がある。

【０００３】図７に示すように、この吸着分離装置７０
は、吸着剤が収容された一対の吸着塔７１ａ，７１ｂを
備え、この各吸着塔７１ａ，７１ｂに対し交互に吸着を
行わせる一方、吸着させてない方の吸着塔７１ａ，７１
ｂの吸着剤を再生することで連続的に富酸素化空気を製
造する。

【０００４】例えば、吸着塔７１ａで吸着させるには、
吸着塔７１ａに対し空気供給源から原料空気を高圧で供
給し、その吸着剤に原料空気中の窒素を吸着させること
で富酸素化された製品空気を生成して外部に供給する。
一方、吸着を行っている吸着塔７１ａで生成される製品
空気の一部を、吸着を行っていない吸着塔７１ｂに供給
して大気中に放出させることで、吸着塔７１ｂ内の吸着
剤に吸着されている窒素を除去する。

【０００５】吸着塔７１ｂの吸着剤の再生が完了する
と、それまで吸着を行っている吸着塔７１ａへの原料空
気の供給を停止し、代わって再生が完了した吸着塔７１
ｂに原料空気を供給する。一方、それまで吸着を行って
いた吸着塔７１ａに吸着塔７１ｂで生成する製品空気の
一部を供給することでその吸着剤を再生する。

【０００６】このような工程を行うため、上記の吸着分
離装置には、一対の電磁二方弁（以下、電磁弁とい
う。）７２ａ，７２ｂ及び三方型チェック弁７３と、オ
リフィス７４と、三方型チェック弁７５とが設けられて
いる。そして、各電磁二方弁７２ａ，７２ｂは次のよう
に制御され、各チェック弁７３，７５及びオリフィス７
４は次のように動作する。

【０００７】例えば、吸着塔７１ａに吸着を行わせるた
めには、電磁弁７２ａを閉弁状態としたままで電磁弁７
２ｂを開弁状態とする。すると、空気供給源から供給さ
れる原料空気によってチェック弁７３が動作し、この原
料空気が吸着塔７１ａに導入されて製品空気とされ、外
部に供給される。この製品空気によってチェック弁７５
が作動し、製品空気を外部に供給する一方で、製品空気
が吸着塔７１ｂ側に供給されないようにする。このと
き、吸着塔７１ａで生成される製品空気の一部が、オリ
フィス７４を通じて吸着塔７１ｂの空気出口側に供給さ
れる。そして、吸着塔７１ｂを逆向きに通過して大気に
放出される。

【０００８】そして、吸着塔７１ｂの再生が完了した時
点で電磁弁７２ｂを閉じると、吸着塔７１ｂ側から導入
される製品空気によって吸着塔７１ｂ内での製品空気の
圧力が上昇する。吸着塔７１ｂ内の圧力が十分に上昇し
た時点で電磁弁７２ａを開弁すると、チェック弁７３が
切り替わり、これまで吸着を行っていた吸着塔７１ａに
代わって再生された吸着塔７１ｂに原料空気が供給され
る。このとき、吸着塔７１ｂ内の圧力が十分に高くなっ
ているので、高圧で供給された原料空気の吸着塔７１ｂ
内での圧力が一時的に低下することがない。このため、
再生された吸着塔７１ｂの吸着剤によって原料空気から
窒素が効率良く吸着され、富酸素化された製品空気が連
続して外部に供給される。

【０００９】さらに、この吸着分離装置７０では、電磁
二方弁からなる均圧制御弁７６がオリフィス７４と並列
に設けられている。この均圧制御弁７６は、上記工程で
吸着側の吸着塔と再生側の吸着塔とを切り替えるとき
に、電磁弁７２ｂを閉じた時点から電磁弁７２ａを開く
時点までの間だけ開弁状態とされ、吸着塔７１ａ側から
製品空気の一部が一次的に多量に吸着塔７１ｂ側に供給
されるようにする。このことにより、再生が完了した吸
着塔７１ｂ内の圧力を迅速に上昇させ、それまで吸着が
行っていることで吸着効率が徐々に低下しつつある吸着
塔７１ａで吸着する期間が短縮されるようにする。そし
て、製品空気中の酸素濃度が低下し難いようにし、良質
の製品空気が安定的に供給されるようにする。尚、各電
磁弁７２ａ，７２ｂ及び均圧制御弁７６の切替は、予め
設定された吸着時間に従いタイマを用いて行われてい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに外部から制御される電磁式の均圧制御弁７６を設け
ると、電磁弁の数が多くなり、各電磁弁７２ａ，７２ｂ
及び均圧制御弁７６を制御する制御装置を含めた装置全
体のコストが上昇し、また、装置全体の信頼性が低下す
る問題があった。

【００１１】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであって、その第１の目的は、吸着と再生とを
交互に行わせるための一対の吸着容器を備え、吸着と再
生との切替時には、吸着側の吸着容器で生成する製品気
体の一部を、再生側の吸着容器に対し一次的に多量に供
給することで、再生側の吸着容器内の圧力を急速に上昇
された状態で、吸着と再生とを行わせる吸着容器を切り
替える吸着分離装置において、外部から制御を必要とす
る電磁弁を用いることなく、吸着と再生との切替時に吸
着側の吸着容器側から再生側吸着容器側に製品気体の一
部を一次的に多量に供給することができる吸着分離装置
を提供することにある。

【００１２】第２の目的は、前記第１の目的を達成する
上で好適な方向制御弁を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記第２の目的を達成す
るため、請求項１に記載の発明は、それぞれ流体が供給
される第１ポート及び第２ポートを備え、第１ポートに
供給される流体の第１圧力と、第２ポートに供給される
流体の第２圧力との圧力差が所定の境界値以内のときに
は前記両ポート間を連通させ、前記圧力差が前記境界値
を超えるときには両ポート間の連通を遮断することを特
徴とする。

【００１４】請求項１に記載の発明によれば、第１ポー
トに供給される気体の第１圧力と、第２ポートに供給さ
れる気体の第２圧力との圧力差が所定の境界値以内であ
るときには両ポート間が連通され、圧力が高い方のポー
トから低い方のポートに気体が供給される。一方、圧力
差が境界値を超えるときには両ポート間の連通が遮断さ
れ、圧力が高い方のポートから低い方のポートに気体が
供給されない。

【００１５】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記両ポート間を連通する流路上に設
けられた弁室と、弁室内を第１ポート側と第２ポート側
とに区画するとともに、第１ポートと弁室との連通を遮
断する第１位置と、第２ポートと弁室との連通を遮断す
る第２位置との間で変位可能な弁体と、弁体が前記第１
位置と第２位置との中間位置にあるときには弁室を介し
て両ポート間を連通させ、弁体が第１位置にあるときに
は第１ポートと弁室との連通が弁体によって遮断され、
弁体が第２位置にあるときには第２ポートと弁室との連
通が弁体によって遮断される供給流路と、前記圧力差が
ある境界値以内のときには、前記第１位置と第２位置と
の中間位置に前記弁体を保持し、前記第１圧力が第２圧
力よりも前記境界値を超える圧力差だけ大きなときに
は、前記弁体を第２位置に保持し、また、第２圧力が第
１圧力よりも前記境界値を超える圧力差だけ大きなとき
には、前記弁体を前記第１位置に保持する弁位置制御手
段とを備えたことを特徴とする。

【００１６】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の作用に加えて、第１圧力と第２圧力との
圧力差が境界値以内であるときには、弁位置制御手段が
弁体を第１位置と第２位置との中間に保持する。このた
め、供給流路を介して両ポート間が連通される。一方、
第１圧力が第２圧力よりも境界値を超える圧力差だけ大
きなときには、弁位置制御手段が弁体を第２位置に保持
する。このため、供給流路を介しての両ポート間の連通
が弁体によって遮断される。同様に、第２圧力が第１圧
力よりも境界値を超える圧力差だけ大きなときには、弁
位置制御手段が弁体を第１位置に保持する。このため、
供給流路を介しての両ポート間の連通が弁体によって遮
断される。従って、各ポートにそれぞれ気体を供給する
２つの圧力領域間の圧力差によって自律的に開閉弁動作
し、圧力差が所定の境界値以内のときには開弁して、圧
力が高い方の圧力領域から低い方の圧力領域に気体を供
給する。一方、圧力差が境界値を超えるときには閉弁し
て、圧力が高い方の圧力領域から低い方の圧力領域に気
体が供給されないようにする。

【００１７】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の発明において、前記弁位置制御手段は、前記弁体を前
記第１位置と第２位置との間で弾性的に保持するととも
に、弁体を保持する位置を前記圧力差に応じて変化させ
る弾性保持手段であることを特徴とする。

【００１８】請求項３に記載の発明によれば、請求項２
に記載の発明の作用に加えて、弾性保持手段が、第１位
置と第２位置との間で弁体を弾性的に保持し、圧力差に
応じた位置に弁体を変位させる。従って、簡単な機構に
よって弁体の位置を制御することができるため、より高
い信頼性を得ることができる。

【００１９】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の発明において、前記弾性保持手段は、前記弁体をその
変位方向に対向するように付勢する一対のコイルばねで
あることを特徴とする。

【００２０】請求項４に記載の発明によれば、請求項３
に記載の発明の作用に加えて、一対のコイルばねが弁体
を第１位置と第２位置との間に弾性的に保持し、圧力差
に応じて互いに収縮及び伸張変形することで、圧力差に
応じた位置に弁体を変位させる。従って、一対のコイル
ばねからなるより簡単な機構で弁体の位置を制御するこ
とができるため、より一層高い信頼性を得ることができ
る。

【００２１】請求項５に記載の発明は、請求項２〜請求
項４のいずれか一項に記載の発明において、前記弁体に
は、弁体の位置に関係なく前記両ポート間を連通するオ
リフィスが設けられていることを特徴とする。

【００２２】請求項５に記載の発明によれば、請求項２
〜請求項４のいずれか一項に記載の発明の作用に加え
て、第１圧力及び第２圧力の圧力差と境界値との大小に
関係なく、圧力が高い方の圧力領域から低い方の圧力領
域にオリフィスによって流量制限された気体が供給され
る。従って、圧力が高い方の圧力領域から低い方の圧力
領域に流量制限された気体を常時供給したいときに、方
向制御弁が設けられた流路と並列に別の流路を両気体出
口間に設け、この流路上にオリフィスを設ける必要がな
い。

【００２３】上記第１の目的を達成するため、請求項６
に記載の発明は、それぞれ吸着剤を収容するとともに気
体入口及び気体出口を有する一対の吸着容器を備え、両
吸着容器の気体出口間を連通する連通流路上には絞りが
設けられ、両吸着容器のいずれか一方の吸着側吸着容器
の気体入口に原料気体を供給してその気体出口から排出
される製品流体を外部に供給するとともに、この製品流
体の一部を前記連通流路を介して他方の再生側吸着容器
の気体出口に供給してその気体入口から排出される再生
済流体を外部に放出し、また、再生側吸着容器の気体入
口から排出される再生済流体の外部への放出を停止した
後に吸着側吸着容器と再生側吸着容器とを切り替える吸
着分離装置において、前記両吸着容器の気体出口間を連
通する流路上に前記絞りと並列に設けられ、該両気体出
口間の圧力差に応じて両気体出口間の連通状態を制御す
る連通状態制御手段を備え、該連通状態制御手段は、再
生側吸着容器の気体入口から再生済流体が外部に排出さ
れているときの両気体出口間の圧力差によって両気体出
口間の連通を遮断し、また、再生側吸着容器の気体出口
から排出される再生済流体の外部への放出が停止した状
態での両気体出口間の圧力差によって両気体出口間を連
通させることを特徴とする。なお、「一対の吸着容器」
における「吸着容器」は、吸着剤が収容された１つの容
器からなるものに限らず、それぞれ吸着剤が収容された
複数の容器が並列接続され、各気体入口及び気体出口が
共通とされたものをも含む。

【００２４】請求項６に記載の発明によれば、一対の吸
着容器のいずれか一方の吸着側吸着容器の気体入口に原
料気体を供給すると、その気体出口から排出される製品
流体が外部に供給される。この製品流体の一部が連通流
路を介して再生側吸着容器の気体出口に供給され、その
気体入口から排出された後に外部に放出される。このと
き、再生側吸着容器の気体出口側の圧力が相対的に低く
なるため、両吸着容器の気体出口間の圧力差が大きくな
る。すると、この大きな圧力差によって連通状態制御手
段が動作して両気体出口間の連通を遮断するため、絞り
によって流量制限された製品気体のみが再生側吸着容器
に供給される。従って、吸着側吸着容器に供給される原
料気体から製品気体が生成されるとともに、連通流路を
介して供給される製品気体によって再生側吸着容器が再
生されているときには、再生に必要な流量の製品気体が
のみが再生側吸着容器に供給される。吸着を行わせる吸
着容器と、再生する吸着容器とを切り替えるために、再
生側吸着容器の気体入口から排出される再生済気体の外
部への放出を停止すると、吸着側吸着容器から絞りを介
して再生側吸着容器の気体出口に供給される製品気体に
よって再生側吸着容器内の圧力が上昇する。すると、両
吸着容器の気体出口間の圧力差が相対的に小さくなり、
この圧力差によって連通状態制御手段が動作して両気体
出口間を連通させる。従って、吸着側及び再生側吸着容
器を切り替える前には、吸着側吸着容器で製品気体が生
成され続ける一方で再生側吸着容器の再生が停止され、
供給連通状態制御手段が供給する製品気体によって再生
側吸着容器内の圧力が急激に高められる。そして、それ
まで吸着側であった吸着容器に換わってそれまで再生側
であった吸着容器の気体入口に原料気体が供給され、吸
着側であった吸着容器が新たに再生される。このとき、
新たな吸着側吸着容器内の圧力が高められているので、
原料気体から良質の製品気体が生成される。

【００２５】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
の発明において、前記連通状態制御手段は請求項１〜請
求項４のいずれか一項に記載された方向制御弁であるこ
とを特徴とする。

【００２６】請求項７に記載の発明によれば、請求項６
に記載の発明の作用に加えて、請求項１〜請求項４のい
ずれか一項に記載の方向制御弁が、両吸着容器の気体出
口間での圧力差によって自律的に開閉弁動作して両気体
出口間を連通又は連通遮断し、圧力差が境界値以内のと
きに供給側吸着容器側から再生側吸着容器側に製品気体
を供給する。

【００２７】請求項８に記載の発明は、請求項６に記載
の発明において、前記連通状態制御手段は請求項５に記
載された方向制御弁であって、該方向制御弁は前記連通
流路上に設けられ、前記絞りは前記オリフィスであるこ
とを特徴とする。

【００２８】請求項８に記載の発明によれば、請求項６
に記載の発明の作用に加えて、請求項５に記載の方向制
御弁が、両吸着容器の気体出口間での圧力差によって自
律的に開閉弁動作して両気体出口間を連通又は連通遮断
し、圧力差が境界値以内のときに供給側吸着容器側から
再生側吸着容器側に製品気体を供給する。また、圧力差
に関係なく、弁体に設けられたオリフィスを介して吸着
側吸着容器から再生側吸着容器の気体出口に流量制限さ
れた製品気体が供給される。このため、両吸着容器の気
体出口間に、方向制御弁を設けるための流路を連通流路
と別に設ける必要がない。その結果、吸着分離装置の構
成が簡素化する。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の吸着分離装置を除
湿装置に具体化した一実施形態を図１〜図６に従って説
明する。

【００３０】本実施形態の除湿装置１０は、空気供給源
Ｓ１から供給される原料空気から水分を吸着して乾燥空
気を生成し、この乾燥空気を乾燥空気供給領域Ｓ２に供
給する。空気供給源Ｓ１は原料空気を大気圧よりも高い
ある第１圧力Ｐ１で供給し、乾燥空気供給領域Ｓ２は第
１圧力Ｐ１よりも低いある第２圧力Ｐ２となる。即ち、
本実施形態では、原料空気が原料気体であり、乾燥空気
が製品気体である。

【００３１】除湿装置１０は、一対の乾燥剤筒１１，１
２、一対の供給用電磁二方弁１３，１４、一対の放出用
電磁二方弁１５，１６、一対のチェック弁１７，１８及
び急速充填弁１９等から構成されている。本実施形態で
は、各乾燥剤筒１１，１２がそれぞれ吸着容器である。
又、急速充填弁１９が方向制御弁及び連通状態制御手段
である。尚、本実施形態の除湿装置１０において、急速
充填弁１９を除く構成は従来と同様のものであって、新
規な構成の急速充填弁１９を設けた構成が新規である。

【００３２】各乾燥剤筒１１，１２には、例えば活性ア
ルミナ等の乾燥剤が収容されている。各乾燥剤筒１１，
１２には、空気供給源Ｓ１から供給される原料空気を導
入するための空気入口１１ａ，１２ａ（気体入口）と、
乾燥剤によって水分が吸着された製品空気を外部に排出
するための空気出口１１ｂ，１２ｂ（気体出口）とが設
けられている。各乾燥剤筒１１，１２は、空気供給源Ｓ
１と乾燥空気供給領域Ｓ２との間に並列に設けられた一
対の管路２０ａ，２０ｂ上に１つずつ設けられている。

【００３３】各供給用二方弁１３，１４は、それぞれ管
路２０ａ，２０ｂ上において空気供給源Ｓ１と各乾燥剤
筒１１，１２の空気入口１１ａ，１２ａとの間に１つず
つ設けられている。各供給用二方弁１３，１４は、同一
の構成であって図示しない２つのポートを備え、図示し
ない制御装置から供給される駆動信号によって開弁状態
と閉弁状態とに切替動作する。そして、開弁状態では両
ポート間を連通させて空気供給源Ｓ１と乾燥剤筒１１、
あるいは、空気供給源Ｓ１と乾燥剤筒１２とを連通させ
る。反対に、閉弁状態では両ポート間の連通を遮断して
空気供給源Ｓ１と乾燥剤筒１１、あるいは、空気供給源
Ｓ１と乾燥剤筒１２との連通を遮断する。

【００３４】放出用二方弁１５は、乾燥剤筒１１の空気
入口１１ａと、第１圧力Ｐ１よりも低い第３圧力Ｐ３の
大気領域Ｓ３とを連絡する管路２１ａに設けられてい
る。同様に、放出用二方弁１６は、乾燥剤筒１２の空気
入口１２ａと、大気領域Ｓ３とを連絡する管路２１ｂ上
に設けられている。各放出用二方弁１５，１６は同一の
構成であって図示しない２つのポートを備え、前記制御
装置から供給される駆動信号によって開弁状態と閉弁状
態とに切替動作する。そして、開弁状態では両ポート間
を連通させて、乾燥剤筒１１と大気領域Ｓ３、あるい
は、乾燥剤筒１２と大気領域Ｓ３とを連通させる。反対
に、閉弁状態では両ポート間の連通を遮断し、乾燥剤筒
１１と大気領域Ｓ３、あるいは、乾燥剤筒１２と大気領
域Ｓ３とを連通を遮断する。尚、各放出用二方弁１５，
１６と大気領域Ｓ３との間には、サイレンサ２２が設け
られている。

【００３５】チェック弁１７は、管路２０ａ上におい
て、乾燥剤筒１１の空気出口１１ｂと乾燥空気供給領域
Ｓ２との間に設けられている。また、チェック弁１８
は、管路２０ｂ上において、乾燥剤筒１２の空気出口１
２ｂと乾燥空気供給領域Ｓ２との間に設けられている。
各チェック弁１７，１８は共に２ポート型逆止弁であっ
て、一方の向きに気体を通過させ、その反対向きには気
体を通過させない。そして、乾燥剤筒１１から乾燥空気
供給領域Ｓ２、あるいは、乾燥剤筒１２から乾燥空気供
給領域Ｓ２への空気の供給を許容し、反対に、乾燥空気
供給領域Ｓ２から乾燥剤筒１１、あるいは、乾燥空気供
給領域Ｓ２から乾燥剤筒１２側への乾燥空気の流入を禁
止する。

【００３６】急速充填弁１９は、両乾燥剤筒１１，１２
の空気出口１１ｂ，１２ｂ同士を連通する管路２３（連
通流路）上に設けられている。急速充填弁１９は、外部
からの制御によらず自律的に開閉弁動作する方向制御弁
であって、乾燥剤筒１１の空気出口１１ｂとチェック弁
１７との間にある乾燥空気の圧力である圧力Ｐａ（第１
圧力）と、乾燥剤筒１２の空気出口１２ｂとチェック弁
１８との間にある乾燥空気の圧力である圧力Ｐｂ（第２
圧力）との圧力差ΔＰ＝Ｐａ−Ｐｂによって開閉弁動作
する。そして、圧力差ΔＰの大きさ｜ΔＰ｜が予め設定
されているある境界値ＰT を超えるときには、閉弁状態
となって両乾燥剤筒１１，１２の空気出口１１ｂ，１２
ｂ同士の連通を遮断する。そして、圧力が高い方から低
い方に乾燥空気が供給されないようする。一方、圧力差
ΔＰの大きさ｜ΔＰ｜が境界値ＰT 以下であるときに
は、開弁状態となって両乾燥剤筒１１，１２の空気出口
１１ｂ，１２ｂ同士を連通させる。そして、圧力が高い
方から圧力が低い方に乾燥空気が供給されるようにす
る。

【００３７】次に、急速充填弁１９の構成について詳述
する。図１，２に示すように、急速充填弁１９はブロッ
ク状のハウジング３０を備え、このハウジング３０内に
は一本の流路３１が設けられ、この流路３１の両端は外
部に連通されている。ハウジング３０は、それぞれ流路
３１の一部が形成された第１ブロック３２及び第２ブロ
ック３３がパッキン３４を介在した状態で合体されたも
のである。流路３１は円柱状に延びるように形成され、
その中心軸線方向での両端がハウジング３０の外面にそ
れぞれ開口されている。ハウジング３０には流路３１に
対し外部から連通するための第１ポート３５と第２ポー
ト３６とが設けられている。

【００３８】ハウジング３０の内部には、流路３１を第
１ポート３５側の第１流路３７と、第２ポート側の第２
流路３８とに分割する弁室３９が設けられている。弁室
３９は円柱状に形成され、その中心軸線が流路３１の中
心軸線に一致するように配置されている。弁室３９に
は、その中心軸線方向での各端壁に、それぞれ円環状の
弁座４０ａ，４０ｂが形成されている。尚、第１流路３
７と弁室３９の半分は第１ブロック３２に形成され、第
２流路３８と弁室３９の残りの半分は第２ブロック３３
に形成されている。そして、両ブロック３２，３３間に
設けられたパッキン３４によって弁室３９が密封されて
いる。

【００３９】弁室３９には、該弁室３９を第１流路３７
側と第２流路３８側とに区画する弁体４１が設けられて
いる。弁体４１は、円盤状の基部４１ａと、その中心軸
線方向での両面中央部から同軸線方向に延出された円柱
状の嵌合部４１ｂとからなり、その中心軸線が両流路３
７，３８の中心軸線に一致するように配置されている。
弁体４１の基部４１ａには、その各端面にそれぞれ円環
状のパッキン４２が固定されている。

【００４０】図４に示すように、弁体４１は、第１流路
３７側に設けられたパッキン４２が弁座４０ａに環状に
当接する第１位置のときに、第１流路３７と弁室３９と
の連通を遮断する。一方、図５に示すように、弁体４１
は、第２流路３８側に設けられたパッキン４２が弁座４
０ｂに環状に当接する第２位置のときに、第２流路３８
と弁室３９との連通を遮断する。そして、弁体４１に
は、第１位置と第２位置との間で変位可能となってい
る。

【００４１】又、図１，４，５に示すように、弁体４１
には、第１流路３７と第２流路３８とを、弁室３９での
弁体４１の変位位置に関係なく連通するオリフィス４３
が、弁体４１をその中心軸線方向に貫通するように形成
されている。オリフィス４３は、両乾燥剤筒１１，１２
の空気出口１１ｂ，１２ｂ同士を管路２３を介して常時
連通する。そして、空気出口１１ｂ，１２ｂ間で、圧力
が高い方から低い方に管路２３を介して空気を移動させ
るとともにその流量を制限する。

【００４２】また、図１，２に示すように、弁室３９の
周壁には、略半円形の断面形状で弁室３９の中心軸線方
向に延びる４つの供給流路４４が、同中心軸線回りに等
角度間隔に設けられている。各供給流路４４は、弁体４
１が第１位置と第２位置との中間位置にあるときには弁
室３９を介して両流路３７，３８を連通する。各供給流
路４４は、オリフィス４３だけの流路断面積よりも十分
に大きな流路断面積で両流路３７，３８間を連通させる
ように形成されている。一方、各供給流路４４は、弁体
４１が第１位置にあるときには、両流路３７，３８間を
連通する状態が弁体４１によって遮断される。また、弁
体４１が第２位置にあるときには、両流路３７，３８間
を連通する状態が弁体４１によって遮断される。

【００４３】第１流路３７内には、弁室３９内で弁体４
１を保持するための第１コイルスプリング４５が設けら
れている。第１コイルスプリング４５は、第１流路３７
の第１ポート３５側に設けられた嵌合部３７ａと、弁体
４１の嵌合部４１ｂとの間に、弁体４１を第２流路３８
側に付勢するように支持されている。

【００４４】同様に、第２流路３８内には、第１コイル
スプリング４５と協動して弁体４１を保持するための第
２コイルスプリング４６が設けられている。第２コイル
スプリング４６は、第１コイルスプリング４５と同一の
構成であって、第２流路３８の第２ポート３６側に設け
られた嵌合部３８ａと、弁体４１の嵌合部４１ｂとの間
に、弁体４１を第１流路３７側に付勢するように支持さ
れている。即ち、両コイルスプリング４５，４６は弁体
４１をその変位方向に対向するように付勢するように設
けられている。本実施形態では、第１コイルスプリング
４５及び第２コイルスプリング４６が弁位置制御手段及
び弾性保持手段を構成する。

【００４５】各コイルスプリング４５，４６は、第１流
路３７内での空気の圧力（即ち、圧力Ｐａ）と第２流路
３８内での空気の圧力（即ち、圧力Ｐｂ）との圧力差
（即ち、圧力差ΔＰ）に応じて交互に弾性的に伸張及び
圧縮変形する。そして、この圧力差ΔＰが、予め設定さ
れた境界値ＰT 以内のときには、第１位置と第２位置と
の中間に弁体４１を弾性的に保持する。一方、圧力差Δ
Ｐが境界値ＰT を超え、圧力Ｐａが圧力Ｐｂよりも大き
なときには、この圧力差ΔＰによって第２コイルスプリ
ング４６が圧縮変形するとともに第１コイルスプリング
４５が伸張変形し、前記弁体４１を第２位置まで移動さ
せて保持する。反対に、圧力差ΔＰが境界値ＰT を超
え、圧力Ｐａが圧力Ｐｂよりも小さいときには、この圧
力差ΔＰによって第１コイルスプリング４５が伸張変形
するとともに第２コイルスプリング４６が圧縮変形し、
弁体４１を第１位置まで移動させて保持する。なお、境
界値ＰT は、両コイルスプリング４５，４６のばね定
数、弁体４１の受圧面積等によって予め設定される。

【００４６】このように構成された急速充填弁１９は、
乾燥剤筒１１の空気出口１１ｂ側の乾燥空気の圧力Ｐａ
と、乾燥剤筒１２の空気出口１２ｂ側の乾燥空気の圧力
Ｐｂとの圧力差ΔＰに応じて自律的に閉弁又は開弁動作
する。そして、急速充填弁１９は、圧力差ΔＰと境界値
ＰT との大小関係に関係なく、両流路３７，３８間をオ
リフィス４３を介して連通させる。また、圧力差ΔＰが
境界値ＰT を超えるときには、図４又は図５に示すよう
に、圧力Ｐａと圧力Ｐｂの大小関係に関係なく、各供給
流路４４を介しての両流路３７，３８間の連通を遮断す
る。一方、圧力差ΔＰが境界値ＰT 以下のときには、図
１に示すように、オリフィス４３に加え、各供給流路４
４を介して両流路３７，３８間を連通する。

【００４７】次に、以上のように構成された除湿装置１
０の動作について説明する。制御装置は、予め設定され
た吸着時間Ｔ毎に、両乾燥剤筒１１，１２のうちから吸
着させる側の一方の乾燥剤筒１１（又は１２）に対し原
料空気を供給して乾燥空気を生成させるとともに、再生
させる側の他方の乾燥剤筒１２（又は１１）を通して乾
燥空気の一部を放出させて乾燥剤を再生するように各供
給用二方弁１３，１４及び放出用二方弁１５，１６を制
御する。さらに、制御装置は、その吸着時間Ｔが終了し
た時点で、原料空気が供給された乾燥剤筒１１（又は１
２）を新たに再生し、再生された乾燥剤筒１２（又は１
１）に新たに吸着させる。

【００４８】この制御内容について詳述する。図６に示
すように、１回の吸着時間Ｔにおいて、その開始時点ｔ
１から一定の吸着・再生時間Ｔａが経過した時点ｔ２ま
での間は、例えば供給用二方弁を開弁状態とし、放出用
二方弁１６を開弁状態とする第１供給制御を行う。この
第１供給制御により、吸着側とする乾燥剤筒１１の空気
入口１１ａを空気供給源Ｓ１に連通させ、再生側とする
乾燥剤筒１２の空気入口１２ａを大気領域Ｓ３に連通さ
せる。尚、詳細には、開始時点ｔ１よりも少しの時間Ｔ
ｂだけ遅れた時点ｔ３に放出用二方弁１６を開弁状態と
する。

【００４９】このような第１供給制御により、除湿装置
１０は、吸着・再生時間Ｔａ中に、空気供給源Ｓ１から
吸着側の乾燥剤筒１１に原料空気を供給させ、供給され
た原料空気中の水分をその乾燥剤に吸着させた乾燥空気
を生成して乾燥空気供給領域Ｓ２に供給する。

【００５０】一方、吸着側の乾燥剤筒１１の空気出口１
１ｂから排出される乾燥空気の一部を、急速充填弁１９
に設けられたオリフィス４３を通じて再生側の乾燥剤筒
１２にその空気出口１２ｂから導入させ、その乾燥剤を
再生させて空気入口１２ａから大気領域Ｓ３に放出させ
る。

【００５１】このとき、吸着側の乾燥剤筒１１の空気出
口１１ｂから排出される乾燥空気の圧力Ｐａ（吸着側圧
力）と、再生側の乾燥剤筒１２の空気出口１２ｂから導
入される乾燥空気の圧力Ｐｂ（再生側圧力）との圧力差
ΔＰ（＝Ｐａ−Ｐｂ）が境界値ＰT を超え、図５に示す
ように、急速充填弁１９が閉弁状態となる。そして、両
乾燥剤筒１１，１２の空気出口１１ｂ，１２ｂ間が、オ
リフィス４３のみを介して連通される。

【００５２】詳述すると、図６に示すように、吸着・再
生時間Ｔａの間は、吸着側の圧力Ｐａがほぼ第１圧力Ｐ
１となり、再生側の圧力Ｐｂがほぼ大気圧Ｐ０となる。
このため、その圧力差ΔＰが境界値ＰT を超え、図４に
示すように、弁体４１が両コイルスプリング４５，４６
の弾性保持力に抗して中間位置から第２位置に移動す
る。すると、両流路３７，３８間の連通が遮断され、急
速充填弁１９が閉弁状態となる。その結果、各供給流路
４４を介しての、両乾燥剤筒１１，１２の空気出口１１
ｂ，１２ｂ間の連通が遮断される。

【００５３】従って、吸着・再生時間Ｔａ中は、空気供
給源Ｓ１から供給される原料空気がこのとき吸着側であ
る乾燥剤筒１１によって乾燥空気とされ、乾燥空気供給
領域Ｓ２に供給される。一方、乾燥剤筒１１の空気出口
１１ｂから再生側の乾燥剤筒１２の空気出口１２ｂへ、
オリフィス４３によって流量制限された乾燥空気が供給
され、乾燥剤筒１２の乾燥剤が再生される。

【００５４】次に、制御装置は、吸着・再生時間Ｔａの
終了時点ｔ２から吸着時間Ｔの終了時点ｔ４までの間に
設定された吸着・切替時間Ｔｃの間は、供給用二方弁１
３を開弁状態としたままで、放出用二方弁１６を閉弁状
態とする第２供給制御を行う。この第２供給制御によ
り、吸着側の乾燥剤筒１１の空気入口１１ａを空気供給
源Ｓ１に連通させ、同じく空気出口１１ｂを乾燥空気供
給領域Ｓ２に連通させたままで、再生側の乾燥剤筒１２
の空気入口１２ａの大気領域Ｓ３に対する連通を遮断す
る。

【００５５】このような第２供給制御により、除湿装置
１０は、吸着・切替時間Ｔｃ中に、空気供給源Ｓ１から
吸着側の乾燥剤筒１１に原料空気を供給するとともに乾
燥剤筒１１で生成される乾燥空気を乾燥空気供給領域Ｓ
２に供給したままで、再生側の乾燥剤筒１２から大気領
域Ｓ３への空気の放出を停止する。このため、吸着側の
乾燥剤筒１１からオリフィス４３を介して供給される乾
燥空気によって再生側の乾燥剤筒１２内の圧力（ほぼ圧
力Ｐｂに等しい。）が上昇する。

【００５６】このとき、吸着側の乾燥剤筒１１から排出
される乾燥空気の圧力Ｐａと、オリフィス４３を介して
供給される乾燥空気によって上昇した再生側の乾燥剤筒
１２の空気出口１２ｂ側の圧力Ｐｂとの圧力差ΔＰが境
界値ＰT 以下となり、図１に示すように、急速充填弁１
９が開弁状態となる。そして、両乾燥剤筒１１，１２の
空気出口１１ｂ，１２ｂ間が、オリフィス４３に加え、
各供給流路４４を介して連通する。

【００５７】詳述すると、図６に示すように、吸着・再
生時間Ｔａが終了した時点ｔ２から乾燥剤筒１２側の圧
力Ｐｂが上昇し、少し遅れた時点ｔ５で、乾燥剤筒１１
側の圧力Ｐａと圧力Ｐｂとの圧力差ΔＰが境界値Ｐｂ以
下となる。このため、弁体４１が両コイルスプリング４
５，４６の弾性保持力によって第２位置から第１位置側
に徐々に移動し、第１流路３７と第２流路３８とが各供
給流路４４を介して連通される。その結果、急速充填弁
１９が閉弁状態から徐々に開弁状態となり、各供給流路
４４を介して両乾燥剤筒１１，１２間が連通される。

【００５８】従って、吸着・切替時間Ｔｃ中には、空気
供給源Ｓ１から供給される原料空気がこのとき吸着側で
ある乾燥剤筒１１によって乾燥空気とされ、乾燥空気供
給領域Ｓ２に供給される。一方、乾燥剤筒１１の空気出
口１１ｂ側から再生側の乾燥剤筒１２の空気出口１２ｂ
側へオリフィス４３によって流量制限された乾燥空気に
加え、各供給流路４４を介して乾燥空気が多量に供給さ
れる。その結果、再生側の乾燥剤筒１２内の圧力が、吸
着側の乾燥剤筒１１内の圧力まで急速に上昇する。

【００５９】次に、制御装置は、この吸着時間Ｔの終了
時点ｔ４には、この吸着時間Ｔで再生側であった乾燥剤
筒１２を新たに吸着側とし、同じく吸着側であった乾燥
剤筒１１を新たに再生側として再び第１供給制御を行う
第３供給制御を行う。即ち、供給用二方弁１３を閉弁
し、供給用二方弁１４を開弁する。すると、この吸着時
間Ｔの間に再生された乾燥剤筒１２によって吸着が行わ
れ、一方、吸着を行った乾燥剤筒１１の乾燥剤が再生さ
れる。

【００６０】次に、以上詳述した本実施形態によって得
られる効果を列挙する。 （１） 両乾燥剤筒１１，１２の空気出口１１ｂ，１２
ｂ間を連通する管路２３上に設けた急速充填弁１９が、
両乾燥剤筒１１，１２での乾燥空気の圧力差ΔＰに応じ
て自律的に開閉弁動作する。そして、再生側の乾燥剤筒
１２の空気出口１２ｂの大気領域Ｓ３に対する連通が遮
断されると、境界値ＰT を超えて上昇した圧力差ΔＰに
よって開弁し、吸着側の乾燥剤筒１１から乾燥空気を再
生側の乾燥剤筒１２側に一次的に多量に供給する。

【００６１】従って、外部から制御を必要とする電磁弁
を用いることなく、吸着と再生とを切り替えるときに、
吸着側の乾燥剤筒１１（１２）側から再生側の乾燥剤筒
１２（１１）側に乾燥空気を一次的に多量に供給するこ
とができる。このことにより、再生側の乾燥剤筒１２
（１１）の再生が完了した時点からその内部の圧力が十
分に上昇するまでに要する時間を短縮し、吸着効率が低
下していく吸着側の乾燥剤筒１１（１２）で乾燥空気が
生成される時間を短縮して、生成される乾燥空気の乾燥
度が低下する状態を抑制することができる。その結果、
各電磁弁１３〜１６を制御する制御装置を含めた装置全
体のコスト上昇を招かず、また、装置全体の信頼性を低
下させることなしに、良質の乾燥空気を安定的に供給す
ることができる。

【００６２】（２） 急速充填弁１９の弁体４１に設け
られたオリフィス４３が、両乾燥剤筒１１，１２の空気
出口１１ｂ，１２ｂ間を連通する。従って、両乾燥剤筒
１１，１２の空気出口１１ｂ，１２ｂ間をオリフィスを
介して連通するための管路（連通流路）を、急速充填弁
１９が設けられた管路２３と別に設ける必要がない。そ
の結果、除湿装置１０の構成を簡素化することができ
る。

【００６３】また、弁室３９を迂回して両流路３７，３
８を連通するようにハウジング内に流路が設けられ、こ
の流路内にオリフィスが設けられた構成に比較して、ハ
ウジングの大型化を招かない。

【００６４】（３） 一対のコイルスプリング４５，４
６が吸着側の圧力Ｐａと再生側の圧力Ｐｂとの圧力差Δ
Ｐに応じて弾性変形し、圧力差ΔＰに応じた位置に弁体
４１を保持する。このことによって、急速充填弁１９
が、圧力差ΔＰに応じて閉弁状態又は開弁状態に動作す
る。従って、急速充填弁１９を簡単な機構とすることが
でき、その信頼性をより高くすることができる。

【００６５】次に、上記実施形態以外の実施形態を列挙
する。 ・ 前記一実施形態で、急速充填弁１９の弁体保持手段
は、両コイルスプリング４５，４６の代わりに、ばね部
材である１つのコイルスプリングであって、このコイル
スプリングは、第１流路３７の嵌合部３７ａと弁体４１
の嵌合部４１ｂとに対しその各端部がそれぞれ固定され
ている構成とする。そして、このコイルスプリングは、
圧力差ΔＰが境界値ＰT 以下のときに、弁体４１を中間
位置に弾性的に保持する。また、吸着側の圧力Ｐａが再
生側の圧力Ｐｂより大きく、圧力差ΔＰが境界値ＰT を
超えるときには、弾性的に伸張変形して弁体４１を第２
位置に配置する。一方、圧力Ｐｂが圧力Ｐａよりも大き
く、圧力差ΔＰが境界値ＰT を超えるときには、弾性的
に圧縮変形して弁体４１を第１位置に配置する。このよ
うな構成の場合には、前記一実施形態の（１），（２）
に記載する効果に加えて、急速充填弁１９をより一層簡
単な構成とすることができる。

【００６６】・ 前記一実施形態で、弁体をその変位方
向に対向するように付勢する一対のコイルばねは、両コ
イルスプリング４５，４６の代わりに、弁体を第１流路
３７側に引っ張り付勢する第１引っ張りコイルばねと、
同じく第２流路３８側に引っ張り付勢する第２引っ張り
コイルばねであってもよい。この場合にも、前記一実施
形態の（１）〜（３）に記載した各効果を得ることがで
きる。

【００６７】・ 前記一実施形態で、絞りは、オリフィ
ス４３の代わりに、急速充填弁１９のハウジング３０の
内部に、弁室３９を迂回して第１流路３７と第２流路３
８とを連通するように設けられた絞り流路である構成と
する。この場合にも、前記一実施形態の（１），（３）
に記載する効果に加えて、オリフィスが設けられた管路
を設ける必要がないので、除湿装置１０の構成を簡素化
することができる。

【００６８】・ 前記一実施形態で、絞りは、オリフィ
ス４３の代わりに、弁室３９と弁体４１との間に両流路
３７，３８を連通するように設けられた漏れ流路である
構成とする。この場合にも、前記一実施形態の（１），
（３）に記載する効果に加えて、オリフィスが設けられ
た管路を設ける必要がないので、除湿装置１０の構成を
簡素化することができる。

【００６９】・ 前記一実施形態で、急速充填弁１９に
はオリフィスを設けず、急速充填弁１９が設けられた管
路と並列に設けられた供給管路上にオリフィスが設けら
れた構成とする。この構成では、前記一実施形態の
（１），（３）に記載する各効果を得ることができる。

【００７０】・ 前記一実施形態で、一対の供給用二方
弁１３，１４と、一対の放出用電磁二方弁１５，１６と
からなる構成を、従来のように、空気供給源Ｓ１から各
乾燥剤筒１１，１２に供給する原料空気を切り替えるた
めの三方型チェック弁と、乾燥剤筒１１，１２の内の再
生側となる方の空気入口を大気に連通させるための一対
の電磁二方弁とからなる構成とする。このような構成で
も、前記一実施形態の（１）〜（３）に記載した各効果
を得ることができる。

【００７１】・ 前記一実施形態で、一対の二方型のチ
ェック弁１７，１８からなる構成を、従来のように、三
方型のチェック弁とした構成とする。このような構成で
も、前記一実施形態の（１）〜（３）に記載した各効果
を得ることができる。

【００７２】・ 前記一実施形態で、連通流路は、管路
２３でなく、除湿装置本体のハウジング内に設けられた
流路であってもよい。 ・ 方向制御弁は、圧力差ΔＰによって自律的に開閉弁
動作し、両吸着容器間を連通する流路を連通又は連通遮
断するものであればよく、前記一実施形態の形態に限定
されない。

【００７３】・ 除湿装置の一対の各乾燥剤筒は、それ
ぞれ複数の乾燥剤筒が並列接続されたものであってもよ
い。 ・ 本発明を実施する吸着分離装置は、除湿装置１０に
限らず、原料空気から窒素を吸着分離して富酸素化空気
を生成する装置、原料空気から酸素を吸着分離して富窒
素化空気を生成する装置、原料水素から不純物を吸着分
離して精製水素を生成する装置等に実施してもよい。

【００７４】以下、前述した各実施形態から把握される
技術的思想をその効果とともに記載する。 （１） 請求項３に記載の発明において、前記弾性保持
手段は、ばね部材（第１コイルスプリング４５、第２コ
イルスプリング４６）からなることを特徴とする方向制
御弁。このような構成によれば、方向制御弁をより一層
簡単な構成とすることができる。

【００７５】（２） 請求項１〜請求項４のいずれか一
項に記載の発明において、前記両ポート間を常時連通す
る絞り流路が設けられていることを特徴とする方向制御
弁。このような構成によれば、吸着分離装置において、
方向制御弁が設けられた流路を連通流路として使用する
ことができ、連通流路と別の流路を設ける必要がないの
で、構成を簡素化することができる。

【００７６】（３） 請求項６〜請求項８のいずれか一
項に記載の発明において、前記原料気体は原料空気であ
り、前記製品気体は、前記原料空気から水が吸着された
乾燥空気であることを特徴とする吸着分離装置。

【００７７】（４）それぞれ吸着剤が収容され、気体入
口及び気体出口を供えた一対の吸着容器と、両吸着容器
の内で吸着を行わせる吸着側吸着容器の気体入口を、原
料気体を第１圧力で供給する気体供給源（空気供給源Ｓ
１）に連通させ、その気体出口を、第１圧力よりも低い
第２圧力の製品供給領域（乾燥空気供給領域Ｓ２）に連
通させる一方、両吸着容器の内で再生を行わせる再生側
吸着容器の気体入口を、第１圧力よりも低い第３圧力の
気体放出領域（大気領域Ｓ３）に連通させ、その気体出
口を、前記製品供給領域に対して連通遮断する第１供給
制御と、前記第１供給制御における制御状態から、前記
吸着側吸着容器の気体入口を気体供給源に連通させ、そ
の気体出口を製品供給領域に連通させ、前記再生側吸着
容器の気体出口を製品供給領域に対して連通遮断したま
まで、再生側吸着容器の気体入口を気体放出領域に対し
て連通遮断する第２供給制御と、前記第２供給制御にお
ける制御状態から、前記再生側吸着容器を新たに吸気側
吸着容器とし、前記吸着側吸着容器を新たに再生側吸着
容器として再び前記第１供給制御を行わせる第３供給制
御とを行うための供給制御手段（供給用電磁二方弁１
３，１４、放出用電磁二方弁１５，１６、チェック弁１
７，１８）と、前記両吸着容器の気体出口間を連通する
連通流路上に設けられた絞り（オリフィス４３）とを備
えた吸着分離装置において、前記両吸着容器の気体出口
間を連通する流路上に前記絞りと並列に設けられ、該両
気体出口間の圧力差に応じて両気体出口間の連通状態を
調節する方向制御弁（急速充填弁１９）を備え、該方向
制御弁は、前記第１供給制御時には、前記吸着側吸着容
器がその気体出口から排出する製品気体の吸着側圧力
（Ｐａ又はＰｂ）と、前記再生側吸着容器にその気体出
口から導入される製品気体の再生側圧力（Ｐｂ又はＰ
ａ）との圧力差によって両吸着容器の気体出口間の連通
を遮断し、前記第２供給制御時には、吸着側吸着容器か
ら前記絞りを介して供給される製品気体によって上昇し
た再生側圧力と吸着側圧力との圧力差によって両吸着容
器の気体出口間を連通させることを特徴とする吸着分離
装置。

【００７８】

【発明の効果】請求項１〜請求項５に記載の発明によれ
ば、互いに連通可能な２つの気体圧力領域間の圧力差に
よって動作し、この圧力差がある境界値を超えるときに
は気体圧力領域間の連通を遮断して気体の移動を禁止す
る一方、この圧力差が境界値以下のときには両気体圧力
領域間を連通させて圧力が高い方から低い方へ気体を移
動させることができる方向制御弁を提供することができ
る。

【００７９】請求項６〜請求項８に記載の発明によれ
ば、吸着と再生とを交互に行わせるための一対の吸着容
器を備えた吸着分離装置において、外部から制御を必要
とする電磁弁を用いることなく、吸着と再生との切替時
に吸着側の吸着容器側から再生側の吸着容器側に製品気
体の一部を一次的に多量に供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施形態の急速充填弁を示す概略断面図。

【図２】 （ａ）は図１におけるＡ−Ａ線概略断面図、
（ｂ）は同じくＢ−Ｂ線概略断面図。

【図３】 除湿装置を示す模式構成図。

【図４】 弁体が第１位置に配置された急速充填弁を示
す概略断面図。

【図５】 弁体が第２位置に配置された急速充填弁を示
す概略断面図。

【図６】 各電磁二方弁と急速充填弁の動作タイミング
を示すタイムチャート。

【図７】 従来の吸着分離装置を示す模式構成図。

【符号の説明】

１０…吸着分離装置としての除湿装置、１１…吸着容器
としての乾燥剤筒、１２…同じく乾燥剤筒、１１ａ，１
２ａ…気体入口としての空気入口、１１ｂ，１２ｂ…気
体出口としての空気出口、１３，１４…供給制御手段を
構成する供給用電磁二方弁、１５，１６…同じく放出用
電磁二方弁、１７，１８…同じくチェック弁、１９…方
向制御弁及び連通状態制御手段としての急速充填弁、２
３…連通流路としての管路、３１…流路、３５…第１ポ
ート、３６…第２ポート、３９…弁室、４１…弁体、４
３…絞りとしてのオリフィス、４４…供給流路、４５…
弁位置制御手段及び弾性保持手段を構成するばね部材と
しての第１コイルスプリング、４６…同じく第２コイル
スプリング、Ｐａ…第１圧力、吸着側又は再生側圧力、
Ｐｂ…第２圧力、吸着側又は再生側圧力、ＰT …境界
値、Ｓ１…気体供給源としての空気供給源、Ｓ２…製品
供給領域としての乾燥空気供給領域、Ｓ３…気体放出領
域としての大気領域、ΔＰ…圧力差。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H060 AA04 BB08 CC06 CC22 DC05 DD02 DD13 HH06 HH20 4D012 CA01 CA05 CB16 CD07 CE01 CF03 CG01 CJ03 4D052 AA01 CD01 DA02 DB01 GA01 GB04 GB08 HA02

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ流体が供給される第１ポート及
   び第２ポートを備え、第１ポートに供給される流体の第
   １圧力と、第２ポートに供給される流体の第２圧力との
   圧力差が所定の境界値以内のときには前記両ポート間を
   連通させ、前記圧力差が前記境界値を超えるときには両
   ポート間の連通を遮断することを特徴とする方向制御
   弁。
2. 【請求項２】 前記両ポート間を連通する流路上に設け
   られた弁室と、 弁室内を第１ポート側と第２ポート側とに区画するとと
   もに、第１ポートと弁室との連通を遮断する第１位置
   と、第２ポートと弁室との連通を遮断する第２位置との
   間で変位可能な弁体と、 弁体が前記第１位置と第２位置との中間位置にあるとき
   には弁室を介して両ポート間を連通させ、弁体が第１位
   置にあるときには第１ポートと弁室との連通が弁体によ
   って遮断され、弁体が第２位置にあるときには第２ポー
   トと弁室との連通が弁体によって遮断される供給流路
   と、 前記圧力差がある境界値以内のときには、前記第１位置
   と第２位置との中間位置に前記弁体を保持し、前記第１
   圧力が第２圧力よりも前記境界値を超える圧力差だけ大
   きなときには、前記弁体を第２位置に保持し、また、第
   ２圧力が第１圧力よりも前記境界値を超える圧力差だけ
   大きなときには、前記弁体を前記第１位置に保持する弁
   位置制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記
   載の方向制御弁。
3. 【請求項３】 前記弁位置制御手段は、前記弁体を前記
   第１位置と第２位置との間で弾性的に保持するととも
   に、弁体を保持する位置を前記圧力差に応じて変化させ
   る弾性保持手段であることを特徴とする請求項２に記載
   の方向制御弁。
4. 【請求項４】 前記弾性保持手段は、前記弁体をその変
   位方向に対向するように付勢する一対のコイルばねであ
   ることを特徴とする請求項３に記載の方向制御弁。
5. 【請求項５】 前記弁体には、弁体の位置に関係なく前
   記両ポート間を連通するオリフィスが設けられているこ
   とを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか一項に記
   載の方向制御弁。
6. 【請求項６】 それぞれ吸着剤を収容するとともに気体
   入口及び気体出口を有する一対の吸着容器を備え、両吸
   着容器の気体出口間を連通する連通流路上には絞りが設
   けられ、両吸着容器のいずれか一方の吸着側吸着容器の
   気体入口に原料気体を供給してその気体出口から排出さ
   れる製品流体を外部に供給するとともに、この製品流体
   の一部を前記連通流路を介して他方の再生側吸着容器の
   気体出口に供給してその気体入口から排出される再生済
   流体を外部に放出し、また、再生側吸着容器の気体入口
   から排出される再生済流体の外部への放出を停止した後
   に吸着側吸着容器と再生側吸着容器とを切り替える吸着
   分離装置において、 前記両吸着容器の気体出口間を連通する流路上に前記絞
   りと並列に設けられ、該両気体出口間の圧力差に応じて
   両気体出口間の連通状態を制御する連通状態制御手段を
   備え、該連通状態制御手段は、再生側吸着容器の気体入
   口から再生済流体が外部に排出されているときの両気体
   出口間の圧力差によって両気体出口間の連通を遮断し、
   また、再生側吸着容器の気体出口から排出される再生済
   流体の外部への放出が停止した状態での両気体出口間の
   圧力差によって両気体出口間を連通させることを特徴と
   する吸着分離装置。
7. 【請求項７】 前記連通状態制御手段は請求項１〜請求
   項４のいずれか一項に記載された方向制御弁であること
   を特徴とする請求項６に記載の吸着分離装置。
8. 【請求項８】 前記連通状態制御手段は請求項５に記載
   された方向制御弁であって、該方向制御弁は前記連通流
   路上に設けられ、前記絞りは前記オリフィスであること
   を特徴とする請求項６に記載の吸着分離装置。