JPH067624A - 吸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ペレット状吸着剤を使った吸着装置では吸着
剤が流動化・粉化して吸着性能が劣化して来る。本発明
は、ペレット状吸着剤の流動化・粉化に伴う補充や入れ
換えを容易に行なえるようにした吸着装置を提供するこ
とを目的としている。 【構成】 吸着塔１内に、ペレット状脱湿剤３の充填層
と、ペレット状窒素吸着剤５の充填層がある。各充填層
の上にはレベル検出装置が取付けられている。充填層に
おけるペレット状吸着剤が流動化・粉化に充填層のレベ
ルが低下するとレベル検出装置がそれを検出し、バキュ
ームポンプ４２が作動され、脱湿剤収容歪５０又は吸着
剤収容歪４１から各ペレット状吸着剤をそれぞれの充填
層へ補充する。各充填層の吸着剤を抜き取るときもバキ
ュームポンプ４２を使って各充填層下部の管台３３，３
４から取り出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は特定ガスを吸着するペレ
ット状吸着剤を内部に有する圧力スィング式ガス分離装
置等のペレット状吸着剤の充填層を内蔵した吸着装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来の横型−塔式の圧力スィング
式ガス分離装置の一例を示し、特定ガス吸着剤として窒
素吸着剤を内部に有する横型−塔式の空気分離装置の断
面図である。

【０００３】１は吸着塔，２は吸着塔１内に設けられた
充填物支持材，３は吸着塔１内へ充填されたペレット状
脱湿剤，４はクーラ，５は吸着塔内へ充填されたペレッ
ト状窒素吸着剤，６は吸着塔１の一端に設けられたガス
入口で、ブロワ８及び真空ポンプ９に接続されている。

【０００４】７は吸着塔１の他端に設けられたガス出
口，１０，１１及び１２は、それぞれガス入口６とブロ
ワ８の間、ガス入口６と真空ポンプ９の間、及びガス出
口７の下流側に設けられた弁、黒矢印は空気流入方向、
白抜き矢印は窒素流出方向、ハッチングを付した矢印は
窒素流出方向を示す。また、４７は吸着塔１からの吸着
剤の受け缶である。

【０００５】本装置は弁１０，１１，１２を適時に開閉
しながら、ブロワ８と真空ポンプ９を用いて、空気を酸
素と窒素に分離する装置である。空気を黒矢印に示すよ
うに、ブロワ８で圧入することによって窒素が吸着剤５
に吸収され、吸着剤５に吸収されない酸素１５は白抜き
矢印に示すように、出口７から排出される。

【０００６】吸着剤５に窒素が所定量吸着されたら、弁
１０を閉じ、弁１１を開いて吸着塔１内を真空ポンプ９
で減圧しながら、ハッチングを付した矢印に示すよう
に、吸着剤５から窒素１４を回収させるものである。

【０００７】本装置の作用は公知であるので、詳しい説
明を省略するが、空気がブロワ８によって加圧されて吸
着塔１に圧入されペレット状の脱湿剤３の間を通過し脱
湿されながら、さらに移動し、クーラ４で冷却されてか
ら、ぺレット状ガス吸着剤５の層中に導入され、ガス吸
着剤５により空気中の窒素が吸着される。一方ガス出口
７からは窒素吸着剤に吸着されない酸素１５が排出され
る。

【０００８】酸素排出後、真空ポンプ９により吸着塔１
の内部を減圧すると吸着剤５に吸着されていた窒素１４
が脱着され外部へ回収される。本装置の吸着塔１内は加
圧・減圧を繰り返し、それに応じて内部のガス流の方向
が逆転するので圧力スィング式と呼ばれる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】吸着塔１内の脱湿剤３
および吸着剤５はペレット状であるが、前記したように
加圧・減圧を繰り返し受け、さらにガスの吸収・放出を
繰り返すうちに、流動化・粉化していく。この流動化・
粉化した脱湿剤および吸着剤は、充填物支持材２の間か
らもれて、配管内に流出したり、図示してない出口側フ
ィルタの目づまりを起したりする。また流動化・粉化に
よって吸着効率の低下が起る。

【００１０】しかし、従来の吸着塔には、吸着剤が流動
化・粉化していることを検知する装置が付設されていな
かったので、定期的に分解し内部を開放して検査する以
外に脱湿剤および吸着剤の流動化・粉化を知る方向がな
かった。

【００１１】又脱湿剤および吸着剤は図３に示すように
吸着塔上部よりドラム缶５０等により充填するしか方法
がなかった。本発明は以上の如く、従来のペレット状吸
着剤が充填された吸着塔における問題点を解決しようと
するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の吸着装置は、ペ
レット状吸着剤の充填層を内蔵する吸着塔、この充填層
におけるペレット状吸着剤の充填レベル低下を検出する
レベル検出装置、及び同レベル検出装置のレベル低下を
示す出力信号を受けて作動し吸着剤を前記充填層の吸着
剤充填口へ供給する吸着剤移送装置よりなる。

【００１３】また、本発明による装置では、前記した吸
着装置において、充填層の下部に吸着剤排出口が設けら
れ、前記した吸着剤移送装置がこの充填口と排出口のい
づれかに選択的に連通されるようにした構成をも採用す
る。

【００１４】また、本発明による吸着装置では、前記し
たレベル検出装置として磁歪線検出方式の絶対値測長計
レベル検出装置を採用した構成をも提供している。

【００１５】

【作用】ペレット状の吸着剤は、ガスの吸着・放出又は
加圧・減圧を繰り返すうちに流動化・粉化して、見掛け
上の体積が減少し、充填層のレベルが低下し充填層を含
まない空間層が発生する。本発明による吸着装置では、
前記した構成を採用したので、そのレベル検出装置が吸
着剤の充填層のレベルの変化すなわち沈みを検出し、そ
の出力信号によって、吸着剤移送装置が作動して、充填
層のレベルの変化に見合う新しい吸着剤が吸着塔へ充填
される。

【００１６】また、本発明によって、吸着剤移送装置に
よって充填層内にペレット状吸着剤を選択的に充填・排
出できる構成を採用したものでは、検出装置によるレベ
ル低下検出の作動度数を計数する等によって吸着等内の
吸着剤が劣化した項を見計らって吸着剤の総入れ換えも
自動的に可能である。

【００１７】

【実施例】本発明の一実施例を図１及び図２によって具
体的に説明する。本実施例は、従来の装置として図３に
示したと同様に、横型−塔式の圧力スィング式空気分離
装置に対して本発明を適用した場合の例であって、図３
に示した部分と同等の部分には同一の符号を付し、その
説明を詳略する。

【００１８】図１及び図２において、２０，２０′はそ
れぞれ吸着塔１における脱湿剤３及び吸着剤５の充填層
の上部に設けた管台、２１，２１′はヘッドとアナログ
出力モジュールが一体化された電子回路部、２２，２
２′は磁歪線、２３，２３′は脱湿剤３及び吸着剤５の
充填層の上部に接するように置かれている案内板２４，
２４′に取付けてある円環状の外部磁石である。

【００１９】これらは磁歪線検出方式の測長計レベル検
出装置を構成している。この磁歪線検出方式の測長動作
原理は公知であるので詳しい説明は省略するが、その原
理は次のとおりである。すなわち、磁歪線が内部を貫く
コイルに電流を流すと磁歪線に周回磁束が生じ、この周
回磁束と直行する方向に外部から磁界を加えると磁歪線
上のその部分に機械的な捩れが発生する。

【００２０】磁歪線の一方の端のヘッド部に備えた検出
コイルで、伝わってきた捩れ振動を検出し、パルス電流
を流した瞬間から捩れ振動の検出するまでの時間は円環
状磁石を検出コイル間の距離に比例する。この距離を電
圧又は電流アナログ出力又はカウンタでカウントしたデ
ジタル信号として出力するものである。

【００２１】３１は脱湿剤３を供給する吸着塔１の上部
に設けられた管台、３２は吸着剤５の充填層が形成され
る吸着塔１の部分に設けられた管台でそれぞれの充填層
に開口している。３３は劣化した脱湿剤３を排出する吸
着塔１の下部に設けられた管台、３４は劣化した吸着剤
５を排出する吸着塔１の下部に設けられた管台である。

【００２２】３５は脱湿剤３および吸着剤５を充填する
前記管台３１，３２に接続された充填剤供給管路、３６
は前記管台３３，３４に接続された脱湿剤３および吸着
剤５を排出する充填剤排出管路である。管台３１，３２
にはそれぞれ充填剤供給用の自動開閉弁３７ａ，３７ｂ
が取付けられ、管台３３，３４にはそれぞれ充填剤排出
用の自動開閉弁３８ａ，３８ｂが取付けられている。

【００２３】３９ａは、充填剤排出管路３６の途中から
分岐し脱湿剤収容缶５０と吸着剤収容缶４１に接続され
た缶路４０のバイパス用自動開閉弁、３９ｂは管路４０
の分岐点より上流側の充填剤排出管路３６の部分に設け
られた自動開閉弁である。

【００２４】バキュームポンプ４２の吸込側には充填剤
排出管路３６の下流端が接続され、また同ポンプ４２の
吐出側には自動開閉弁４６をもつ充填剤供給管路３５が
接続されている。またバキュームポンプ４２の吐出側は
自動開閉弁４５を経て受け缶４７に接続されている。

【００２５】４８および４９は充填剤の切換えをするた
めの管路４０に設けられた自動開閉弁、５１は脱湿剤収
容缶５０へ湿り防止用乾燥空気を供給する乾燥空気元
弁、４３は吸着剤収容缶４１へ湿り防止用乾燥空気を供
給する乾燥空気弁である。

【００２６】前記の自動開閉弁３７ａ，３７ｂ，３８
ａ，３８ｂ，３９ａ，３９ｂ，４５，４６，４８，４９
及び乾燥空気元弁４３，５１には、前記検出された測長
を電子回路部２１，２１′でアナログ出力又はデジタル
信号として出力信号が入力され、これによって以下説明
するようにこれらの弁が開閉されるようになっている。

【００２７】図２に示す４４は前記各弁とバキュームポ
ンプ４２及びレベル検出装置の電子回路部２１，２１′
と接続された制御装置である。図２に示すように、各弁
の状態、バキュームポンプの発停と作動状態、測長デジ
タル表示、および脱湿剤又は吸着剤の流動化・粉化の著
しい時のアラーム表示が制御装置４４のパネルに備えら
れている。

【００２８】本実施例においては、まずバキュームポン
プ４２を作動させて、脱湿剤３又は吸着剤５を脱湿剤収
容缶５０又は吸着剤収容缶４１から、４８，３９ａ等の
バルブを開け充填剤供給管路３５を経て吸着塔１へ充填
する。

【００２９】脱湿剤３又は吸着剤５が充填されるにつれ
て、案内板２４，２４′と円環状外部磁石２３，２３′
が持ち上がり、定められた最高位まで達したことが各レ
ベル検出装置で検出されると吸着塔１に所定量の脱湿剤
３又は吸着剤５が充填され、バキュームポンプ４２が停
止する。このようにして、所定量の脱湿剤３と吸着剤が
充填され、空気の脱湿と空気中の窒素の吸着、脱着が行
なわれる。

【００３０】（１）吸着剤と脱湿剤の補給 以下では吸着剤の補給について説明する。吸着剤５は加
圧・減圧を受け、またガスの吸着・放出を繰り返すうち
に流動化・粉化し見掛上の体積が減少してゆく。

【００３１】使用中に吸着剤５のレベルが降下するに伴
い、案内板２４′と円環状外部磁石２３′は下方へ下っ
て行き予め定められた最低位まで達すると電子回路部２
１′より発せられた信号により、まず乾燥空気元弁４３
が作動し、同弁が開き乾燥空気が吸着剤収容缶４１に入
り設定した時間で、吸着剤の湿り分がとり除かれると同
弁４３が閉じられる。

【００３２】次に、自動開閉弁３７ｂ，３９ａ，４６，
４８が開になり、自動開閉弁３７ａ，３８ａ，３８ｂ，
３９ｂ，４５は閉のまゝの状態を継続する。制御装置４
４でこれが確認された後に、バキュームポンプ４２が起
動し、吸着剤収容缶４１内の吸着剤が管路４０，自動開
閉弁３９ａを経由して、バキュームポンプ４２に達した
後、自動開閉弁４６，供給管路３５，および自動開閉弁
３７ｂを経由して吸着塔１内に充填される。

【００３３】吸着剤が充填されるにつれて、案内板２
４′と外部磁石２３′が上方に上がっていき、予め定め
られた最高位（零点）に達すると充填が完了し、電子回
路部２１′の出力信号により、バキュームポンプ４２が
停止し、自動開閉弁３７ｂ，３９ａ，４６，４８も自動
閉になる。なお脱湿剤の補給も全く同様に実施されるの
でその説明は省略する。

【００３４】（２）吸着剤と脱湿剤の排出 吸着塔１内の脱湿剤３，又は吸着剤５の流動化・粉化が
著しく発生した状態になった事は、充填層レベル低下検
出の作動度数により判定され、制御装置４４によりアラ
ームが発せられ、自動開閉弁３８ａ又は３８ｂおよび自
動開閉弁３９ｂが開き（自動開閉弁３９ａは閉のま
ゝ）、また自動開閉弁４５が開く。

【００３５】その上でバキュームポンプ４２が起動し、
吸着塔１内の脱湿剤３又は吸着剤５が排出管路３６を経
由しバキュームポンプ４２に吸込まれた後外部の受け缶
４７へ排出される。この脱湿剤３又は吸着剤５の排出が
終了したあとは、充填レベルの低下が生ずると、前記
（１）に説明した脱湿剤と吸着剤の充填が行なわれ、新
しい脱湿剤又は吸着剤が吸着塔１内へ充填される。

【００３６】以上説明したように、本実施例による装置
では、吸着塔１内の脱湿剤３又は吸着剤５が加圧・減圧
を受け、またガス又は水分の吸着・放出を繰り返すうち
に流動化・粉化した場合に、新しく脱湿剤３又は吸着剤
５を補給することによって、吸着効率の低下を防ぐこと
ができる。

【００３７】又脱湿剤３又は吸着剤５の流動化・粉化が
著しく発生し、レベル検出の作動度数が増加したときに
は、流動化・粉化した脱湿剤３又は吸着剤５を吸着塔１
より排出し、新しい脱湿剤又は吸着剤を吸着塔１へ充填
することによって、自動的に脱湿剤又は吸着剤の交換を
行なうことができる。

【００３８】なお、前記実施例は、横型−塔式の圧力ス
ィング式空気分離装置に本発明を適用した場合について
説明したが、本発明はこれらに限られるものでなく、使
用中にペレット状吸着剤の見掛けの体積が変化する吸着
塔に広く適用することができる。

【００３９】以上、本発明を実施例に基いて具体的に説
明したが、具体的構造は本発明の範囲内で種々変更して
よいことはいう迄もない。例えば、レベル検出装置とし
ては、好ましい磁歪線検出方式による絶体値測長計レベ
ル検出装置を採用することを示しているが、これ以外適
宜のレベル検出装置を採用できる。

【００４０】

【発明の効果】本発明においては、ペレット状の吸着剤
の充填層レベルの降下を検出し、これに基づいて、吸着
剤の充填を自動的に行うことにより、吸着剤の流動化・
粉化による性能や効率の低下、流動化・粉化した吸着剤
の流出及び出口側フィルタの目づまりなどを防ぐことが
できる。また、吸着剤の充填作業を人手を使わず安全か
つ容易に実施することができる。

【００４１】また、本発明において充填層の下部に吸着
剤排出口を設け、吸着剤移送装置が、吸着剤充填口とこ
の吸着剤排出口のいづれかに選択的に連通されるように
したものにおいては、吸着層における吸着剤の充填と排
出を容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る横型−塔式圧力スィ
ング式空気分離装置の断面図。

【図２】制御装置のパネルの正面図。

【図３】従来の横型−塔式圧力スィング式空気分離装置
を示す断面図。

【符号の説明】

１ 吸着塔 ３ 脱湿剤 ４ クーラ ５ 吸着剤 ８ ブロワ ９ 真空ポンプ ２１ 電子回路部 ２２，２２′ 磁歪線 ２３と２３′ 外部磁石 ３５ 充填剤供給管路 ３６ 充填剤排出管路 ４４ 制御装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ペレット状吸着剤の充填層を内蔵した吸
   着塔、前記充填層における前記ペレット状吸着剤の充填
   レベル低下を検出するレベル検出装置及び同レベル検出
   装置からのレベル低下信号を受けて作動し、前記充填層
   の吸着剤充填口へペレット状吸着剤を充填する吸着剤移
   送装置を具えたことを特徴とする吸着装置。
2. 【請求項２】 前記充填層の下部に吸着剤排出口が設け
   られ、前記吸着剤移送装置が前記吸着剤充填口と前記吸
   着剤排出口のいづれかに選択的に連通され前記充填層内
   へペレット状吸着剤を充填又は前記充填層内の吸着剤を
   排出するよう構成したことを特徴とする請求項１記載の
   吸着装置。
3. 【請求項３】 前記レベル検出装置が前記充填層上部に
   取付けられた管台と同管台内部に収納された磁歪線検出
   方式の絶対値測長計レベル検出装置であることを特徴と
   する請求項１又は２記載の吸着装置。