ES2731202T3

ES2731202T3 - Aparato de doble bomba de vacío, sistema de purificación de gas dotado de aparato con doble bomba de vacío y dispositivo de supresión de vibraciones del gas de escape en un aparato con doble bomba de vacío

Info

Publication number: ES2731202T3
Application number: ES10839437T
Authority: ES
Original assignee: Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2019-11-14
Anticipated expiration: 2030-12-22
Also published as: ES2818976T3; KR20120120256A; EP2518317A4; EP3502472B1; US20120255445A1; EP3502472A1; US8715400B2; EP2518317A1; TW201139855A; WO2011078207A1; BR112012018803B1; KR101506026B1; EP2518317B1; BR112012018803A2; TWI490411B

Abstract

Aparato (Y2) de doble bomba de vacío que comprende: una primera bomba de vacío (40A) del tipo de desplazamiento positivo que incluye un puerto de aspiración (41) y un puerto de descarga (42); una segunda bomba de vacío (40B) accionada conjuntamente con la primera bomba de vacío (40A) por medio de un único motor (51) e incluyendo un puerto de aspiración (41) y un puerto de descarga (42) y que tiene una capacidad de descarga menor que la capacidad de descarga de la primera bomba de vacío (40A); una línea de conexión (52) que realiza la conexión entre el puerto de descarga (42) de la primera bomba de vacío (40A) y el puerto de aspiración (41) de la segunda bomba de vacío (40B) de una manera tal que el puerto de descarga (42) de la primera bomba de vacío (40A) y el puerto de aspiración (41) de la segunda bomba de vacío (40B) están en un estado de comunicación constante; una línea de derivación (60) que tiene un primer extremo (E6) conectado a la línea de conexión (52) y un segundo extremo (E7) para emitir gas al exterior; y una válvula de conexión-desconexión (61) dispuesta en la línea de derivación (60) entre el primer extremo (E6) y el segundo extremo (E7) de la misma, en el que: la válvula de conexión-desconexión (61) está configurada para ser conmutada de un estado abierto a un estado cerrado cuando la cantidad descargada desde el puerto de descarga (42) de la primera bomba de vacío (40A) ha disminuido para igualar la capacidad de descarga de la segunda bomba de vacío (40B); la línea de derivación (60) comprende un tubo de amortiguación (Z1) entre el primer extremo (E6) y la válvula de conexión-desconexión (61) para suprimir la vibración del flujo del gas que circula por el interior de la línea de derivación (60); y el tubo de amortiguación (Z1) incluye una parte de limitación para estrechar localmente la trayectoria del flujo del gas que pasa por el tubo de amortiguación (Z1), caracterizado por que la parte de limitación tiene una proporción de abertura del 20 al 46%.

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato de doble bomba de vacío, sistema de purificación de gas dotado de aparato con doble bomba de vacío y dispositivo de supresión de vibraciones del gas de escape en un aparato con doble bomba de vacío

SECTOR TÉCNICO

La presente invención se refiere a un aparato (aparato de doble bomba de vacío) que incluye dobles bombas de vacío, y un sistema de purificación del gas que incorpora dicho aparato. Además, la presente solicitud describe asimismo un dispositivo de supresión de vibraciones del gas de escape en los aparatos con doble bomba de vacío.

TECNICA ANTERIOR

Las bombas de vacío de desplazamiento positivo son utilizadas en diversas aplicaciones. Por ejemplo, un aparato con una doble bomba de vacío compuesto de dos bombas de vacío de desplazamiento positivo conectadas en serie puede ser utilizado para llevar a cabo la adsorción por cambio de presión (PSA) como un procedimiento de purificación del gas.

En la PSA, por ejemplo, se utiliza una torre de adsorción llena de un adsorbente para adsorber impurezas. Por ejemplo, en la purificación de gas por medio de la PSA utilizando dicha torre de adsorción, en la torre de adsorción se repite el ciclo siguiente que incluye una etapa de adsorción y una etapa de regeneración sin presión. En la etapa de adsorción un gas como fuente, que es un gas mezclado, es introducido en la torre de adsorción cuyo interior está en el estado de una presión relativamente elevada, y las impurezas contenidas en el gas fuente son adsorbidas por el adsorbente mientras que el gas no adsorbido es emitido desde la torre de adsorción. El gas no adsorbido es un gas enriquecido con el gas objetivo y es obtenido como un gas purificado. En la etapa de regeneración sin presión, cuando el interior de la torre es despresurizado hasta una presión relativamente baja, las impurezas del adsorbente son desadsorbidas, y el gas desadsorbido que contiene las impurezas es emitido al exterior de la torre. Las bombas de vacío de desplazamiento positivo pueden ser utilizadas con el objeto de despresurizar el interior de la torre de adsorción en esta etapa de regeneración sin presión. Dichas bombas de vacío de desplazamiento positivo están descritas, por ejemplo, en los documentos JP H10-296034A y JP 2006-272325A.

Según las descripciones de estas publicaciones, dos bombas de vacío de desplazamiento positivo (soplantes) están conectadas, o en paralelo, o en serie con la torre de adsorción de acuerdo con las variaciones de la carga (la presión en la torre de adsorción) durante la despresurización de la torre de adsorción. Por este motivo es necesario realizar un control para conmutar entre la conexión en paralelo y la conexión en serie y el establecimiento del momento de la conmutación no es fácil. Asimismo, en estas publicaciones no se realiza ninguna consideración sobre qué tipo de control es necesario realizar para minimizar el consumo total de energía de las dos bombas de vacío durante el funcionamiento de las dos bombas de vacío. Además, aunque está implicada la vibración del flujo producida por la pulsación del gas de escape de las bombas de vacío de desplazamiento positivo, en estas publicaciones no se realiza ninguna consideración sobre cómo evitar el efecto adverso de la vibración en la válvula de conexióndesconexión dispuesta a continuación de las bombas de vacío.

El documento US 2003/0180153 A1 da a conocer una bomba de vacío que tiene un eje rotativo que gira por medio de una fuente de accionamiento que tiene una bomba principal y una bomba secundaria. El tema de la reivindicación 1 se presenta en una forma en dos partes según las explicaciones de este documento.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Por consiguiente, es un objetivo de la presente invención dar a conocer un aparato de doble bomba de vacío que puede minimizar la demanda energética de dos bombas de vacío.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema de purificación de gas que incluye un aparato de doble bomba de vacío que puede minimizar la demanda energética, tal como se ha descrito anteriormente.

Asimismo se describe un dispositivo de supresión de vibraciones del gas de escape en el aparato de doble bomba de vacío.

Según un primer aspecto de la presente invención, está dispuesto un aparato con una doble bomba de vacío según la reivindicación 1. El aparato de la doble bomba de vacío incluye una primera bomba de vacío del tipo de desplazamiento positivo que incluye un puerto de aspiración y un puerto de descarga; una segunda bomba de vacío que incluye un puerto de aspiración y un puerto de descarga y que tiene una capacidad de descarga menor que la capacidad de descarga de la primera bomba de vacío; una línea de conexión que conecta el puerto de descarga de la primera bomba de vacío y el puerto de aspiración de la segunda bomba de vacío; una línea de derivación que tiene un primer extremo conectado a la línea de conexión y un segundo extremo para emitir gas al exterior; y una válvula de conexión-desconexión dispuesta entre el primer extremo y el segundo extremo de la línea de derivación. La válvula de conexión-desconexión está configurada para ser conmutada de un estado abierto a un estado cerrado cuando la cantidad descargada desde el puerto de descarga de la primera bomba de vacío ha disminuido para igualar la capacidad de descarga de la segunda bomba de vacío.

En el momento de utilizar el aparato con una doble bomba de vacío según el primer aspecto de la presente invención, el puerto de aspiración de la primera bomba de vacío está conectado a un recipiente (recipiente a despresurizar) cuyo interior precisa ser despresurizado a una presión predeterminada inferior a la presión atmosférica, por ejemplo, por medio de una línea predeterminada. Los ejemplos de dicho recipiente a ser despresurizado incluyen una torre de adsorción para llevar a cabo la PSA, y una cámara de vacío de un aparato para la fabricación de semiconductores. Además, durante el funcionamiento del presente aparato de bombeo, la primera y la segunda bombas de vacío que están conectadas en serie a través de la línea de conexión son activadas. De la cantidad descargada de la primera bomba de vacío o del puerto de descarga de la misma, el caudal de gas que sobrepasa la cantidad descargada de la segunda bomba de vacío es gas en exceso para la segunda bomba de vacío. Si este gas es alimentado directamente a la segunda bomba de vacío, la segunda bomba de vacío queda sobrecargada, con el resultado de un incremento del consumo total de energía del aparato de doble bomba de vacío. Por consiguiente, según el primer aspecto de la presente invención, la válvula de conexión-desconexión de la línea de derivación es girada al estado abierto cuando la cantidad descargada desde la primera bomba de vacío sobrepasa la capacidad de descarga de la segunda bomba de vacío (es decir, cuando existe un exceso de gas), controlando de este modo el flujo de gas en el presente aparato, de modo que hace que el exceso de gas circule por la línea de derivación desde la línea de conexión. Cuando la cantidad descargada desde la primera bomba de vacío no sobrepasa la cantidad descargada de la segunda bomba de vacío (cuando no existe un exceso de gas), la válvula de conexión-desconexión de la línea derivada es girada al estado cerrado, de modo que lleva las dos bombas de vacío a un estado totalmente en serie. Como resultado, la segunda bomba de vacío no queda sobrecargada, y por consiguiente es posible suprimir el consumo de energía. En un estado en que se genera gas en exceso, el exceso de gas circula hacia la línea de derivación desde la línea de conexión, a continuación pasa a través de la válvula de conexión-desconexión en el interior de la línea derivada y después es emitido desde el segundo extremo. El segundo extremo de la línea de derivación está conectado indirectamente al silenciador, por ejemplo, a través de una tubería que se extiende desde el puerto de descarga a través de la segunda bomba de vacío. Por otra parte, en un estado en que no se genera exceso de gas, la primera y la segunda bombas de vacío despresurizan en un estado completamente en serie, colaborando una con la otra, el interior del recipiente a despresurizar y se emite una cantidad de gas predeterminada desde la segunda bomba de vacío. En este punto, la válvula de conexióndesconexión de la línea derivada está en estado cerrado y por lo tanto no pasa gas a través de la línea derivada.

Preferentemente, el aparato de doble bomba de vacío incluye además un detector de presión que detecta la presión en la proximidad del puerto de aspiración de la primera bomba de vacío, y la válvula de conexión-desconexión está configurada para ser conmutada del estado abierto al estado cerrado cuando el detector de presión ha detectado que la cantidad descargada desde el puerto de descarga de la primera bomba de vacío ha disminuido hasta un valor de la presión que indica que la cantidad descargada ha igualado la capacidad de descarga de la segunda bomba de vacío. Alternativamente, la válvula de conexión-desconexión puede estar configurada para ser conmutada del estado abierto al estado cerrado cuando el detector de presión ha detectado un valor de la presión que indica que la presión en el interior de la línea de conexión ha disminuido hasta la presión atmosférica.

Dado que las características del aparato de doble bomba de vacío según el primer aspecto de la presente invención, como la cantidad aparente descargada (la cantidad descargada que no ha sido convertida a condiciones normales) y el cambio de la demanda de energía de acuerdo con la presión del puerto de aspiración de la primera bomba de vacío están predeterminados anticipadamente en forma de un gráfico de características tal como se muestra en la figura 8. Este gráfico de características sugiere un punto óptimo en el que solamente actúa la primera bomba de vacío y el exceso de gas en la segunda bomba de vacío es descargado al exterior desde la línea de conexión a través de la válvula de conexión-desconexión de la línea de derivación, e indica que la presión en el puerto de aspiración disminuye, por ejemplo, a -42 kPaG y, al mismo tiempo, la presión en la línea de conexión baja a la presión atmosférica, como resultado de lo cual el exceso de gas en el caso de la segunda bomba de vacío resulta ser cero y se proporciona una demanda de energía mínima y óptima para el aparato de doble bomba de vacío con el cual la primera bomba de vacío y la segunda bomba de vacío pueden descargar gas de escape de una manera en serie colaborando una con la otra.

Los presentes inventores han hallado que cuando la presión en la línea de conexión entre la primera bomba de vacío y la segunda bomba de vacío se hace igual a la presión atmosférica, la presión correspondiente en el puerto de aspiración de la primera bomba de vacío no varía con la temperatura del gas. Concretamente, hallaron que incluso si la temperatura del gas ha cambiado y por ello ha cambiado la cantidad de gas adsorbido, por ejemplo, cuando la presión en el puerto de aspiración es de -42 kPaG, la presión en la línea de conexión es la presión atmosférica y no cambia con la temperatura del gas. En lo que se refiere a la presión de -42 kPaG, el punto de inflexión de la demanda de energía se mueve en la dirección de -42 kPaG o menos cuando la cantidad descargada de la primera bomba de vacío aumenta en una combinación de la primera bomba de vacío y la segunda bomba de vacío, y se mueve en la dirección de -42 kPaG o más cuando se incrementa la cantidad descargada de la segunda bomba de vacío. Además, en lo que se refiere al efecto de la temperatura del gas, la cantidad de gas adsorbido por el adsorbente disminuye durante el verano cuando aumenta la temperatura del gas (por ejemplo, a 40° C), y disminuye y cambia la presión en el lado del puerto de aspiración durante la regeneración sin presión tal como se muestra en la curva en la curva del lado inferior de la figura 7. Por otra parte, durante el invierno cuando disminuye la temperatura del gas (por ejemplo, tras alcanzar 20° C), la cantidad de gas adsorbido en el adsorbente aumenta, de modo que la presión en el lado del puerto de aspiración durante la regeneración sin presión aumenta y cambia tal como se muestra en la curva en el lado superior de la figura 7. Sin embargo, en el caso en que el aparato de doble bomba de vacío utiliza bombas Roots, que son del tipo de desplazamiento positivo, la cantidad descargada aparente no cambia debido a que no queda afectada por el cambio de la capacidad de adsorción de gas resultante del cambio de temperatura del gas debido a las variaciones estacionales.

En una realización preferente de la presente invención, la válvula de conexión-desconexión está configurada para ser conmutada del estado abierto al estado cerrado cuando el detector de presión ha detectado un valor de la presión que indica que la cantidad descargada desde el puerto de descarga de la primera bomba de vacío ha igualado la cantidad descargada desde la segunda bomba de vacío. Esta configuración ayuda a un funcionamiento eficiente del aparato de doble bomba de vacío. Si la válvula de conexión-desconexión es cerrada antes que la presión en la línea de conexión haya disminuido hasta la presión atmosférica, la demanda de energía de la segunda bomba de vacío aumenta tal como se muestra en la figura 14. Si se deja la válvula de conexión-desconexión en el estado abierto, en un estado en que la presión antes descrita ha sido reducida a la presión atmosférica o menos, la demanda de energía de la primera bomba de vacío aumenta tal como se muestra en la figura 15. Por lo tanto, es posible determinar el momento de cambio exacto por medio de la predicción del punto en el que la presión en la línea de conexión disminuye a la presión atmosférica, detectando el valor de la presión en el lado del puerto de aspiración de la primera bomba de vacío por medio del detector y cerrando la válvula de conexión-desconexión de la línea de derivación utilizando la señal resultante.

Preferentemente, cada una de las primera y segunda bombas de vacío es una bomba Roots, que incluye una envoltura y un rotor en el interior de la envoltura, y el rotor de la primera bomba de vacío y el rotor de la segunda bomba de vacío están configurados para ser accionados de forma rotativa conjuntamente uno con el otro con un único motor. Esta configuración es adecuada para reducir la demanda de energía del presente aparato de doble bomba de vacío.

La línea de derivación incluye un tubo de amortiguación entre el primer extremo y el tubo de la válvula de conexióndesconexión para suprimir la vibración del flujo de gas que circula por la línea de derivación.

Preferentemente, el tubo de amortiguación está configurado de modo que, en el caso en que la válvula de conexióndesconexión está en estado abierto, el tiempo mínimo de permanencia en el interior del tubo de amortiguación del gas que pasa a su través, es de 0,15 segundos o más cuando la cantidad descargada desde el puerto de descarga de la primera bomba de vacío sobrepasa la capacidad de descarga de la segunda bomba de vacío.

El tubo de amortiguación incluye una parte de limitación para estrechar localmente la trayectoria del flujo del gas que pasa por el interior del mismo, y la parte de limitación tiene una proporción de abertura del 20 al 46%.

Preferentemente, el tubo de amortiguación incluye una pluralidad de partes de limitación para estrechar localmente la trayectoria del flujo del gas que pasa por el interior de las mismas, y la pluralidad de partes de limitación incluye una primera parte de limitación situada en la parte superior en la trayectoria del flujo y una segunda parte de limitación situada en la parte inferior.

Preferentemente, la parte de limitación es una placa con orificio que tiene una abertura, o una placa deflectora.

Preferentemente, la parte de limitación es una placa con orificio que tiene una abertura, y una parte del borde de la abertura está al nivel de la superficie de la pared interior del tubo de amortiguación.

Preferentemente, el tubo de amortiguación está configurado de tal modo que en el caso en que la válvula de conexión-desconexión está en estado abierto, la velocidad máxima del flujo en el interior del tubo de amortiguación del gas que pasa a través del mismo es de 6 a 12 m/segundo cuando la cantidad de gas descargado desde el puerto de descarga de la primera bomba de vacío sobrepasa la capacidad de aspiración de la segunda bomba de vacío.

Según una realización preferente, el tubo de amortiguación incluye una primera pared extrema en el lado del primer extremo de la línea de derivación, una segunda pared extrema en el lado del segundo extremo, y una pared circundante que se extiende entre las primera y segunda paredes extremas. La línea de derivación incluye una parte del tubo de conexión conectada al tubo de amortiguación en una posición de la pared circundante en el lado de la primera pared extrema para introducir gas en el tubo de amortiguación, y la parte del tubo de conexión se extiende en una dirección que se cruza con la dirección de extensión de la pared circundante.

Según otra realización preferente, el tubo de amortiguación incluye una primera pared extrema en el lado del primer extremo de la línea de derivación, una segunda pared extrema en el lado del segundo extremo, y una pared circundante que se extiende entre las primera y segunda paredes extremas. La línea de derivación incluye una parte del tubo de conexión conectada al tubo de amortiguación en la primera pared extrema para introducir gas en el tubo de amortiguación, y la parte del tubo de conexión tiene una estructura curvada para curvar el flujo de gas inmediatamente antes de que el gas sea introducido en el tubo de amortiguación.

Según un segundo aspecto de la presente invención, está dispuesto un sistema de purificación de gas. El sistema de purificación de gas incluye una torre de adsorción cuyo interior está lleno con un adsorbente para purificar el gas utilizando la adsorción por cambio de presión (PSA), y un aparato de doble bomba de vacío según el primer aspecto de la presente invención para despresurizar el interior de la torre de adsorción.

Según un ejemplo, está dispuesto un dispositivo de supresión de las vibraciones del gas de escape que incluye: una primera bomba de vacío del tipo de desplazamiento positivo que incluye un puerto de aspiración y un puerto de descarga; una segunda bomba de vacío que incluye un puerto de aspiración y un puerto de descarga y que tiene una capacidad de descarga menor que la capacidad de descarga de la primera bomba de vacío; una línea de conexión que conecta el puerto de descarga de la primera bomba de vacío y el puerto de aspiración de la segunda bomba de vacío; una línea de derivación que tiene un primer extremo conectado a la línea de conexión y un segundo extremo para la emisión de gas al exterior; y una válvula de conexión-desconexión dispuesta entre el primer extremo y el segundo extremo de la línea de derivación. En el dispositivo de supresión de la vibración del gas de escape, está dispuesto un tubo de amortiguación para suprimir la vibración del flujo del gas que circula por la línea de derivación entre el primer extremo y la válvula de conexión-desconexión.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[Figura 1] La figura 1 es un diagrama que muestra una configuración esquemática de un sistema de purificación de gas según una realización de la presente invención.

[Figura 2] La figura 2 es una vista, en sección, de una bomba Roots tomada a lo largo de las flechas II-II en la figura 1.

[Figura 3] La figura 3 es una vista parcial ampliada, en sección, que muestra un tubo de amortiguación y las proximidades del mismo, mostrado en la figura 1.

[Figura 4] La figura 4 es una vista, en sección, tomada a lo largo de las flechas IV-IV en la figura 3.

[Figura 5] La figura 5 es un diagrama que muestra una configuración esquemática de una modificación del sistema de purificación de gas mostrado en la figura 1.

[Figura 6] La figura 6 es una tabla del proceso que muestra un ciclo (Etapas 1 a 4) en un procedimiento de purificación de gas que puede ser llevado a cabo con el sistema de purificación de gas mostrado en la figura 1. [Figura 7] La figura 7 es un gráfico que muestra la relación entre el tiempo de regeneración sin presión y la presión en el puerto de aspiración cuando la temperatura del gas ha cambiado.

[Figura 8] La figura 8 es un gráfico que muestra la relación entre la presión en el puerto de aspiración con respecto a la cantidad descargada aparente y la demanda óptima de energía del aparato de doble bomba de vacío.

[Figura 9] La figura 9 es un diagrama que muestra una modificación de una válvula de conexión-desconexión de una línea de derivación.

[Figura 10] La figura 10 es una vista esquemática parcial, en sección, de una primera modificación del tubo de amortiguación y de la proximidad del mismo.

[Figura 11] La figura 11 es una vista esquemática parcial, en sección, de una segunda modificación del tubo de amortiguación y de la proximidad del mismo.

[Figura 12] La figura 12 es una vista en sección tomada a lo largo de las flechas XII-XII en la figura 11.

[Figura 13] La figura 13 es una vista esquemática parcial, en sección, de una tercera modificación del tubo de amortiguación y de la proximidad del mismo.

[Figura 14] La figura 14 es un gráfico que muestra la relación entre la presión en el puerto de aspiración del aparato de doble bomba de vacío con respecto a la cantidad descargada aparente y la demanda de energía cuando la válvula de conexión-desconexión de la línea de derivación está cerrada en un momento inicial.

[Figura 15] La figura 15 es un gráfico que muestra la relación entre la presión en el puerto de aspiración del aparato de doble bomba de vacío con respecto a la cantidad descargada aparente y la demanda de energía cuando la válvula de conexión-desconexión de la línea de derivación está cerrada en un momento posterior.

[Figura 16] La figura 16 es una tabla que resume los resultados de la medición para los Ejemplos 3 a 16.

[Figura 17] La figura 17 es un diagrama que muestra una configuración esquemática de un sistema de purificación de gas según el Ejemplo comparativo 3.

[Figura 18] La figura 18 es un gráfico que muestra los resultados de la medición para los Ejemplos 3 a 16 y del Ejemplo comparativo 3.

[Figura 19] La figura 19 es una tabla que resume los resultados de la medición para los Ejemplos 17 a 22.

[Figura 20] La figura 20 es un gráfico que muestra los resultados de la medición para los Ejemplos 17 a 22.

DESCRIPCIÓN DE LAS REALIZACIONES

La figura 1 muestra una configuración esquemática de un sistema -X1- de purificación de gas según una realización de la presente invención. El sistema -X1- de purificación de gas incluye un aparato de PSA -Y1-, un aparato de doble bomba de vacío -Y2-, y un silenciador -Y3-.

El aparato de PSA -Y1- incluye las torres de adsorción -10A- y -10B-, una fuente de soplante -21-, un depósito -22-, y tuberías -31- a -34-, y está configurado para eliminar impurezas mediante adsorción de un gas fuente, que es un gas mezclado, utilizando la adsorción por cambio de presión (PSA), concentrando y separando de este modo un componente del gas que es de utilidad. El componente de utilidad del gas que debe ser purificado en esta realización, es oxígeno contenido en el aire. En este caso, el nitrógeno es la impureza más importante.

Cada una de las torres de adsorción -10A- y -10B- tiene aberturas -11- y -12- para el paso del gas en extremos opuestos, y un adsorbente para adsorber selectivamente las impurezas contenidas en el gas fuente, llena el espacio entre las aberturas -11- y -12- de paso del gas. En esta realización, un adsorbente basado en zeolita, para adsorber selectivamente el nitrógeno que es la mayor impureza, es utilizado como adsorbente. Sin embargo, en el caso de utilizar como adsorbente un tamiz de carbono molecular, es posible adsorber el oxígeno contenido en el aire como impureza y obtener nitrógeno como el componente de utilidad del gas. Además, es posible asimismo obtener dióxido de carbono, monóxido de carbono, hidrógeno, metano y similares como componentes de utilidad del gas mediante una selección de la combinación de la composición de gas fuente y del adsorbente.

En esta realización, la fuente de soplante -21 - es una soplante de aire que es utilizada para suministrar o alimentar a las torres de adsorción -10A- y -10B- como gas fuente el aire que ha sido aspirado. El depósito -22- se utiliza para almacenar temporalmente el gas purificado (en esta realización, oxígeno).

La tubería -31- incluye una trayectoria principal -31’- y trayectorias ramificadas -31A- y -31B-. La trayectoria principal -31’- tiene un extremo -E1-. El extremo -E1- está conectado a un puerto de alimentación de gas de la fuente de soplante -21-. Las trayectorias ramificadas -31A- y -31B- están conectadas a las aberturas -11- de paso del gas del lado de las torres de adsorción -10A- y -10B-, respectivamente. Asimismo, las trayectorias ramificadas -31A- y -31B- están dotadas de válvulas automáticas -31 a- y -31b- que pueden ser conmutadas entre el estado abierto y el estado cerrado.

La tubería -32- incluye una trayectoria principal -32’- y trayectorias ramificadas -32A- y -32B-. La trayectoria principal -32’- tiene un extremo -E2-. El extremo -E2- está conectado al depósito -22-. Las trayectorias ramificadas -32A-, -32B- están conectadas a la abertura -12- de paso de gas del lado de las torres de adsorción -10A- y -10B-respectivamente. Asimismo, las trayectorias ramificadas -32A-, -32B- están dotadas de válvulas automáticas -32a- y -32b- que pueden ser conmutadas entre el estado abierto y el estado cerrado.

La tubería -33- incluye una trayectoria principal -33’- y trayectorias ramificadas -33A- y -33B-. La trayectoria principal -33’- tiene un extremo -E3-. El extremo -E3- está conectado al aparato -Y2- de doble bomba de vacío. Las trayectorias ramificadas -33A- y -33B- están conectadas al lado de la abertura -11- de paso del gas de las torres de adsorción -10A- y -10B-, respectivamente. Asimismo, las trayectorias ramificadas -33A- y -33B- están dotadas de válvulas automáticas -33a- y -33b- que pueden ser conmutadas entre el estado abierto y el estado cerrado. Un detector de presión -80- está instalado en la proximidad del extremo -E3- de la trayectoria principal -33’-, y el detector de presión -80- detecta constantemente la presión en el puerto de aspiración -41- de la bomba de vacío -40A-. Mediante el monitorizado del valor de la presión (valor de la presión de entrada) detectado por el detector de presión -80-, la presión (valor de la presión de salida) en el interior de la línea de conexión -52- que conecta con un puerto de descarga -42- de la bomba de vacío -40A- es predecible indirectamente, y se envía una señal cuando el valor de la presión de entrada alcanza un umbral predeterminado (valor fijado de la presión) de modo que abre o cierra la válvula de conexión-desconexión -61-. El umbral predeterminado del valor de la presión de entrada puede ser fijado, por ejemplo, a un valor al cual el valor de la presión de salida descrito anteriormente (la presión en el interior de la línea de conexión -52-) resulta ser igual a la presión atmosférica.

La tubería -34- está dispuesta de modo que une las trayectorias ramificadas -32A- y -32B- de la tubería -32-. Concretamente, la tubería -34- está conectada a la trayectoria ramificada -32A- entre la válvula automática -32a- y la torre de adsorción -10A-, y está asimismo conectada a la trayectoria ramificada -32B- entre la válvula automática -32b- y la torre de adsorción -10B-. Asimismo, la tubería -34- está dotada de una válvula automática -34a- que puede ser conmutada entre el estado abierto y el estado cerrado.

El aparato -Y2- de doble bomba de vacío incluye dos bombas de vacío -40A- y -40B-, un motor -51-, una línea de conexión -52-, una tubería -53-, y una línea de derivación -60-, y está configurado para poder despresurizar el interior de las torres de adsorción -10A- y -10B- del aparato de PSA -Y1- antes descrito mediante el funcionamiento de las bombas de vacío -40A- y -40B-.

La bomba de vacío -40A- es una bomba de vacío de desplazamiento positivo, que en esta realización es una bomba Roots. La bomba de vacío -40B- es asimismo una bomba Roots en esta realización. La capacidad de descarga (que se refiere a la cantidad máxima de gas que puede ser descargada por unidad de tiempo, la misma que la “capacidad de aspiración”) de la bomba de vacío -40B- es menor que la de la bomba de vacío -40A-. Las bombas de vacío -40A- y -40B- tienen cada una de ellas un puerto de aspiración -41 - y un puerto de descarga -42-. El extremo -E3- de la tubería -33- en el aparato de PSA -Y1- antes descrito está conectado al puerto de aspiración -41 - de la bomba de vacío -40A-.

La bomba Roots incluye, por ejemplo, tal como se muestra en la figura 2, una envoltura -40a- y dos rotores -40bque tienen, por ejemplo, forma de capullo, en el interior de la envoltura -40a-. Los dos rotores -40b- están configurados para girar sincronizadamente en direcciones opuestas entre sí. En el momento de accionar dicha bomba Roots, el gas que ha entrado en la envoltura -40a- desde el puerto de aspiración -41- está atrapado en el espacio entre la envoltura -40a- y el rotor -40b- y es descargado en el lado del puerto de descarga -42- por medio de la rotación de los rotores -40b-. Además, en esta realización, unos medios de suministro de agua de sellado (no mostrados) para suministrar la denominada agua de sellado en las respectivas envolturas -40a- de las bombas de vacío -40A- y -40B- están dispuestos en el aparato -Y2- de doble bomba de vacío. Con el agua de sellado, es posible conseguir una elevada estanqueidad al aire en el espacio formado entre la envoltura -40a- y el rotor -40b-.

El motor -51- es utilizado para hacer funcionar las bombas de vacío -40A- y -40B-. El aparato -Y2- de doble bomba de vacío está configurado de modo que el rotor de la bomba de vacío -40A- y el rotor de la bomba de vacío -40B-son accionados de forma rotativa, uno junto con el otro, mediante un único motor -51-. Concretamente, está dispuesto un enclavamiento mecánico entre el motor -51- y las bombas de vacío -40A- y -40B-, a través de componentes del eje, componentes de engranajes y similares de modo tal que el rotor de la bomba de vacío -40A- y el rotor de la bomba de vacío -40B- giran conjuntamente uno con respecto al otro mediante un único motor -51 -.

La línea de conexión -52- conecta el puerto de descarga -42- de la bomba de vacío -40A- y el puerto de aspiración -41- de la bomba de vacío -40B-. La tubería -53- tiene extremos -E4- y -E5-. El extremo -E4- de la tubería -53- está conectado al puerto de descarga -42- de la bomba de vacío -40B-. El otro extremo -E5- de la tubería -53- está conectado al silenciador -Y3-.

La línea de derivación -60- tiene un extremo -E6- que sirve de entrada de la línea y un extremo -E7- que sirve de salida de la línea, y tiene una válvula de conexión-desconexión -61 - y un tubo de amortiguación -Z1 - en el interior de la línea. El extremo -E6- está conectado a la línea de conexión -52- entre las bombas de vacío -40A- y -40B-. El extremo -E7- está conectado a la tubería -53-. La válvula de conexión-desconexión -61 - está situada entre el tubo de amortiguación -Z1- y el extremo -E5- en la línea de derivación -60- y, en esta realización, es abierta/cerrada cuando se alcanza un valor determinado de la presión en el detector de presión -80-. Durante el funcionamiento del aparato -Y2- de doble bomba de vacío, existe un periodo de tiempo en el que la válvula de conexión-desconexión -61 - está en estado abierto para permitir el paso de gas a través de la línea de derivación -60-. La válvula de conexión-desconexión -61- está configurada para detectar la presión en el puerto de aspiración -41-(la presión ha sido especificada mediante una prueba realizada previamente) cuando la cantidad descargada (la cantidad de gas realmente descargada por unidad de tiempo) desde el puerto de descarga -42- de la bomba de vacío -40A- disminuye gradualmente para igualar la capacidad de descarga de la bomba de vacío -40B-, y para ser conmutada desde el estado abierto al estado cerrado. Este control es necesario debido a que la bomba de vacío -40B- está diseñada para tener una capacidad de descarga menor que la de la bomba de vacío -40A-, tal como se ha descrito anteriormente.

Tal como se muestra en la figura 1 o la 3, el tubo de amortiguación -Z1- constituye una parte de la línea de derivación -60-, e incluye una pared extrema -71- en el lado del extremo -E6- de la línea de derivación -60-, y la pared extrema -72- en el lado del extremo -E7-, una pared circundante -73- que se extiende entre las paredes extremas -71- y -72- y una placa con orificio -74-. En esta realización, la pared circundante -73- tiene una forma cilíndrica. Una entrada de gas -73a- está dispuesta en una posición en la pared circundante -73- en el lado de la pared extrema -71-, y una salida de gas -72a- está dispuesta en la pared extrema -72-. Preferentemente, la pared circundante -73- se extiende en la dirección horizontal -H-. La longitud de la pared circundante -73-(es decir, el tubo de amortiguación -Z1-) en la dirección de la extensión es, por ejemplo, de 1 m o más. Asimismo, la línea de derivación -60- incluye una parte -62- de un tubo de conexión conectado al tubo de amortiguación -Z1- en la entrada de gas -73a- dispuesta en la pared circundante -73-. La parte -62- del tubo de conexión constituye una parte de la línea de derivación -60- inmediatamente más arriba del tubo de amortiguación -Z1- y define la trayectoria del flujo de gas inmediatamente antes de que el gas sea introducido en el tubo de amortiguación -Z1-. En esta realización, la parte -62- del tubo de conexión se extiende en una dirección que se cruza con la dirección de extensión de la pared circundante -73-(la dirección horizontal -H-). Preferentemente, la parte -62- del tubo de conexión se extiende en una dirección ortogonal a la dirección de extensión de la pared circundante -73-. Más preferentemente, la parte -62- del tubo de conexión se extiende en la dirección -V- y está conectado a la pared circundante -73- del tubo de amortiguación -Z1- desde abajo en la dirección vertical -V-.

La placa con orificio -74- es una parte de limitación para estrechar localmente la trayectoria del flujo del gas que pasa a su través al interior del tubo de amortiguación -Z1-, y tiene una abertura -74a- tal como se muestra en las figuras 3 y 4. La proporción de abertura de la placa con orificio -74-(parte de limitación) es preferentemente del 20 al 46%, más preferentemente del 29 al 39%. La abertura -74a- tiene un borde -74a’- que está al nivel de la superficie interior -73’- de la pared circundante -73- del tubo de amortiguación -Z1-. Esto es, el eje de simetría de rotación del tubo cilindrico de amortiguación -Z1- y el centro de la abertura -74a- están desplazados en posición, y la superficie interior -73’- de la pared circundante -73- está al nivel de un extremo distal -74a’- del borde de la abertura -74a-.

Durante el funcionamiento del aparato -Y2- de doble bomba de vacío, existe un periodo de tiempo en el que la válvula de conexión-desconexión -61- está en estado abierto para permitir el paso de gas a través de la línea de derivación -60-. El tubo de amortiguación -Z1- está configurado de tal modo que en el caso en que la válvula de conexión-desconexión -61- de la línea de derivación -60- está en el estado abierto, el tiempo mínimo de permanencia en el tubo de amortiguación del gas que pasa a través del tubo de amortiguación -Z1- es de 0,15 segundos o más cuando la cantidad descargada desde el puerto de descarga -42- de la bomba de vacío -40A-sobrepasa la capacidad de descarga (la misma que la capacidad de aspiración) de la bomba de vacío -40B-. Tal como se ha descrito anteriormente, este estado se produce debido a que la capacidad de descarga de la bomba de vacío -40B- es menor que la de la bomba de vacío -40A-. Preferentemente, el tubo de amortiguación -Z1- está configurado asimismo de modo que en el caso en que la válvula de conexión-desconexión -61- de la línea de derivación -60- está en estado abierto durante el funcionamiento del aparato -Y2- de doble bomba de vacío, la máxima velocidad del flujo en el interior del tubo de amortiguación del gas que pasa a través del tubo de amortiguación -Z1- es de 6 a 12 m/segundo cuando la cantidad descargada desde el puerto de descarga -42- de la bomba de vacío -40A- sobrepasa la capacidad de descarga de la bomba de vacío -40B-.

El silenciador -Y3- es un dispositivo para reducir el ruido emitido durante la descarga del gas descargado desde el sistema -X1- de purificación de gas. Por lo tanto, si el ruido no es un problema, el silenciador -Y3- puede ser suprimido y la tubería -53- y la línea de derivación -60- pueden estar abiertas directamente a la atmósfera. Además, aunque en la realización mostrada en la figura 1 la línea de derivación -60- está fusionada con la tubería -53- y está conectada al mismo silenciador -Y3-, la tubería -53- y la línea de derivación -60- pueden estar conectadas a silenciadores separados -Y3- e -Y3’- respectivamente, tal como se muestra en la figura 5.

Utilizando el sistema -X1- de purificación de gas (que incluye el aparato de PSA -Y1- y el aparato -Y2- de doble bomba de vacío) que tiene la configuración antes descrita, es posible purificar un gas objetivo (en esta realización, oxígeno) de un gas como fuente (en esta realización, aire). Concretamente, durante el funcionamiento del aparato de PSA -Y1- y el aparato -Y2- de doble bomba de vacío, es posible conseguir el estado del flujo de gas deseado en el interior del sistema mediante la conmutación entre el estado abierto y el estado cerrado de las válvulas automáticas -31a-, -31b-, -32a-, -32b-, -33a-, -33b-, y -34a- del aparato de PSA -Y1- con una temporización determinada, y repetir un ciclo que incluya las etapas 1 a 4 siguientes en las torres de adsorción -10A- y -10B- del aparato de PSA -Y1-, obteniendo de este modo un oxígeno gaseoso purificado. En un ciclo (etapas 1 a 4), una etapa de adsorción, una etapa de regeneración sin presión, y una etapa de recuperación de la presión son llevadas a cabo en cada una de las torres de adsorción -10A- y -10B- tal como se muestra en la figura 6.

En la etapa 1, la etapa de adsorción se lleva a cabo en la torre de adsorción -10A-, y la etapa de regeneración sin presión se lleva a cabo en la torre de adsorción -10B-. El interior de la torre de adsorción -10A-, en la que, en la etapa 1 se lleva a cabo la etapa de adsorción, está en un estado de una presión relativamente elevada (por ejemplo, aproximadamente 40 kPaG, que es ligeramente mayor que la presión atmosférica: -G- representa el indicador de la presión; lo mismo es aplicable en lo sucesivo) después de llevar a cabo la etapa 4 (la etapa de recuperación de la presión es llevada a cabo en la torre de adsorción -10A-), que será descrita más adelante. A continuación, en la etapa 1, el aire es introducido de manera continua en las aberturas laterales -11- de paso de gas de la torre de adsorción -10A- desde la fuente de soplante -21- a través de la trayectoria principal -31’- y la trayectoria ramificada -31A- de la tubería -31-, y el nitrógeno contenido en el aire es adsorbido principalmente por el adsorbente en la torre de adsorción -10A- y es emitido de forma continua un oxígeno gaseoso purificado enriquecido en oxígeno desde la abertura -12- del lado del paso del gas de la torre de adsorción -10A-. El oxígeno gaseoso purificado es guiado a través de la trayectoria ramificada -32A- y de la trayectoria principal -32’- de la tubería -32- al depósito -22- y es almacenado en dicho depósito -22-. Este oxígeno gaseoso purificado puede ser suministrado de forma continuada desde el depósito -22- a un aparato o una planta predeterminados.

Junto con esto, en la etapa 1, el interior de la torre de adsorción -10B- que ha estado sometido a las etapas 3 a 4 (la etapa de adsorción ha sido realizada en la torre de adsorción -10B-), que serán descritas más adelante, es despresurizado por medio del aparato -Y2- de doble bomba de vacío. Concretamente, la abertura -11- del lado de paso del gas de la torre de adsorción -10B- y la abertura de aspiración -41- del lado de la bomba de vacío -40A- del aparato -Y2- de doble bomba de vacío están en un estado de comunicación a través de la tubería -33-, y a continuación el interior de la torre de adsorción -10B- es despresurizado por medio del aparato -Y2- de doble bomba de vacío. De este modo, se desadsorbe principalmente el nitrógeno del adsorbente en la torre de adsorción -10B- y es emitido al exterior de la torre. El nitrógeno (gas descargado) es guiado al aparato -Y2- de doble bomba de vacío desde el lado la abertura -11- de paso del gas de la torre de adsorción -10B- a través de la trayectoria ramificada -33B- y de la trayectoria principal -33’- en la tubería -33-. Como resultado de la desadsorción del nitrógeno del adsorbente en la torre de adsorción -10B- el adsorbente es regenerado. La presión interna de la torre de adsorción -10B- al inicio de esta etapa de regeneración sin presión es de aproximadamente 40 kPaG, por ejemplo. La presión interna de la torre de adsorción -10B- que se alcanza finalmente al final de la etapa de regeneración sin presión varía dependiendo de la temperatura del gas, y puede ser, por ejemplo, de -66 a -72 kPaG.

En la etapa 2, la etapa de adsorción se lleva a cabo en la torre de adsorción -10A- de forma continua desde la etapa 1, y la etapa de recuperación de la presión se lleva a cabo en la torre de adsorción -10B-. Concretamente, en la etapa 2, de forma continua desde la etapa 1, se suministra aire continuamente a la abertura -11- del lado de paso del gas de la torre de adsorción -10A- desde la fuente de soplante -21-, y el oxígeno gaseoso purificado es emitido continuamente desde la abertura -12- del lado de paso del gas de la torre de adsorción -10A-. Una parte del oxígeno purificado es introducido y almacenado en el depósito -22-. Otra parte del gas purificado es guiada a través de la tubería -34- a la abertura -12- del lado de paso del gas de la torre de adsorción -10B-. En la etapa 2, el oxígeno gaseoso purificado es introducido desde la abertura -12- del lado de paso del gas de la torre de adsorción -10B-, y de este modo, se recupera la presión interna de la torre de adsorción -10B-. Esto es, el interior de la torre de adsorción -10B- es devuelto al estado de una presión relativamente elevada (por ejemplo, una presión que varía desde la presión atmosférica hasta aproximadamente 40 kPaG).

En las etapas 3 a 4, la etapa de adsorción es llevada a cabo en la torre de adsorción -10B- de la misma manera que en la torre de adsorción -10A- en las etapas 1 a 2. Por consiguiente, en las etapas 1 a 2, el oxígeno gaseoso purificado es emitido continuamente desde la abertura -12- del lado de paso del gas de la torre de adsorción -10B-, y el oxígeno gaseoso purificado es introducido y almacenado en el depósito -22-. Junto con esto, en las etapas 3 a 4, la etapa de regeneración sin presión (etapa 3) y la etapa de recuperación de la presión (etapa 4) son llevadas a cabo en la torre de adsorción -10A- de la misma manera que en la torre de adsorción -10B- en las etapas 1 a 2. En la etapa de regeneración sin presión en la torre de adsorción -10A- en la etapa 3, la abertura -11- del lado de paso del gas de la torre de adsorción -10A- y la abertura de aspiración -41- del lado de la bomba de vacío -40A- del aparato -Y2- de doble bomba de vacío están en un estado de comunicación a través de la tubería -33-, y a continuación el interior de la torre de adsorción -10A- es despresurizado por medio del aparato -Y2- de doble bomba de vacío. De este modo, se desadsorbe principalmente nitrógeno del adsorbente en la torre de adsorción -10A- y es emitido al exterior de la torre, y el nitrógeno (gas de descarga) es guiado al aparato -Y2- de doble bomba de vacío desde la abertura -11 - del lado de paso del gas de la torre de adsorción -10A- a través de la trayectoria ramificada -33A- y de la trayectoria principal -33’- en la tubería -33-. Como resultado de la desadsorción de nitrógeno del adsorbente en la torre de adsorción -10A-, el adsorbente es regenerado.

De la manera descrita anteriormente, el oxígeno gaseoso purificado puede ser obtenido de manera continua desde el sistema -X1- de purificación del gas, utilizando el aire como material fuente. El aparato -Y2- de doble bomba de vacío funciona en el sistema -X1- de purificación del gas, concretamente de la siguiente manera.

En la etapa 1 antes descrita (la etapa de regeneración sin presión se lleva a cabo en la torre de adsorción -10B-), la abertura -11- del lado de paso del gas de la torre de adsorción -10B- del aparato de PSA -Y1- y el puerto -41- del lado de aspiración de la bomba de vacío -40A- del aparato -Y2- de doble bomba de vacío están en un estado de comunicación a través de la tubería -33-, y las bombas de vacío -40A- y -40B- (que están conectadas en serie por medio de la línea de conexión -52-, accionadas por el motor -51 -), y de este modo, el interior de la torre de adsorción -10B- es despresurizado. La válvula de conexión-desconexión -61- de la línea de derivación -60- en el aparato -Y2-de doble bomba de vacío está abierta. Al inicio de esta etapa 1 (la etapa de regeneración sin presión), la presión interior de la tubería -33- en las proximidades del puerto de aspiración -41- es ligeramente más elevada que la presión atmosférica (debido a que la presión de adsorción en la torre de adsorción -B- es, por ejemplo, de 40 kPaG), y el interior de la línea de conexión -52-(el lado que está sometido a presurización por medio de la bomba de vacío -40A-) está asimismo a una presión mayor que la presión atmosférica. Por consiguiente, inmediatamente después del inicio de la etapa de regeneración sin presión en la torre de adsorción -10B- del aparato de PSA -Y1-, el gas de descarga de la torre de adsorción -10B- pasa a través de la bomba de vacío -40A- en el aparato -Y2- de doble bomba de vacío, y a continuación una parte del mismo pasa a través de la bomba de vacío -40B-, mientras que otra parte del mismo pasa a través de la línea de derivación -60- y es descargado al exterior a través del silenciador -Y3-.

Asimismo, la cantidad descargada desde la bomba de vacío -40A- que continúa extrayendo el gas de descarga de la torre de adsorción -10B- que está siendo sometida a la etapa 1 (en la que se lleva a cabo la etapa de regeneración sin presión), cambia dependiendo de la presión en el lado del puerto de aspiración -41- de la bomba de vacío -40A-conectada a la torre de adsorción -10B-(es decir, la presión de entrada del aparato -Y2- de doble bomba de vacío). Concretamente, la presión interior de la torre de adsorción -10B- disminuye (por ello, también disminuye la presión en el lado del puerto de aspiración -41- de la bomba de vacío -40A-) cuando progresa la etapa de regeneración sin presión, y la cantidad descargada de la bomba de vacío -40A- disminuye en consecuencia.

De esta cantidad descargada de la bomba de vacío -40A- que continúa aspirando gas de la torre de adsorción -10B-que está siendo sometida a la etapa 1, el caudal de gas que sobrepasa la cantidad descargada de la bomba de vacío -40B-, es un exceso de gas para la bomba de vacío -40B-(tal como se ha descrito anteriormente, la capacidad de descarga de la bomba de vacío -40B- es menor que la de la bomba de vacío -40A-). El exceso de gas en el caso de la bomba de vacío -40B- está presente durante un cierto periodo de tiempo desde el inicio de la etapa de regeneración sin presión (etapa 1) en el caso de la torre de adsorción -10B-. Cuando la presión interior de la torre de adsorción -10B- disminuye en la etapa de regeneración sin presión, la presión de la bomba de vacío -40A- en el lado del puerto de aspiración -41- disminuye de la misma manera. La cantidad descargada de la bomba de vacío -40A-disminuye en consecuencia hasta que se iguala a la capacidad de descarga (la misma que la capacidad de aspiración) de la bomba de vacío -40B-. Después de conseguir esta igualación, la válvula de conexión-desconexión -61- gira al estado cerrado y, por consiguiente, la cantidad descargada desde la bomba de vacío -40B- continúa disminuyendo mientras sigue igualando a la cantidad descargada de la bomba de vacío -40B-. El cambio en la presión en el lado del puerto de aspiración -41- de la bomba de vacío -40A- en la etapa de regeneración sin presión de acuerdo con la temperatura del gas, es tal como se muestra en la figura 7. Es decir, dado que la cantidad de gas adsorbido por el adsorbente disminuye cuando aumenta la temperatura del gas, la presión en el puerto de aspiración -41-(la entrada del aparato -Y2- de doble bomba de vacío) de la primera bomba de vacío -40A- baja rápidamente en el tiempo de la regeneración sin presión, y la caída de presión se convierte en lenta cuando desciende la temperatura del gas debido a que aumenta la cantidad de gas adsorbido por el adsorbente.

Sin embargo, una relación óptima de la presión del puerto de aspiración con respecto a la cantidad descargada aparente (esto se refiere a la cantidad descargada que no ha sido convertida a condiciones normales, y la notación “N” que indica condiciones normales se añade en el caso de hacer referencia a la cantidad descargada convertida a condiciones normales) y la demanda de energía son mostradas en la figura 8 como las características de la cantidad descargada del aparato -Y2- de doble bomba de vacío. Esta relación no es afectada por la temperatura del gas. El punto en el que la presión en la línea de conexión -52- entre la primera bomba de vacío -40A- y la segunda bomba de vacío -40B- se hace igual a la presión atmosférica es en la proximidad de un punto en el que la presión en el puerto de aspiración -41- es de aproximadamente -42 kPaG, y este punto no cambia incluso si la cantidad de adsorción de gas por el adsorbente ha cambiado como resultado de un cambio en la temperatura del gas de escape. Por consiguiente, dado que el detector de presión -80- en la proximidad del lado del puerto de aspiración -41- en el que no se produce vibración del flujo, e introduciendo previamente el valor de la presión de entrada (por ejemplo, -42 kPaG) en un punto de cambio en el que la presión en el interior de la línea de conexión -52- entre la primera bomba de vacío -40A- y la segunda bomba de vacío -40B- resulta ser igual o mayor que la presión atmosférica o resulta igual o menor que la presión atmosférica, es posible hacer funcionar siempre la primera bomba de vacío -40A- y la segunda bomba de vacío -40B- en una combinación económica, haciendo funcionar de este modo el aparato -Y2- de doble bomba de vacío con una demanda mínima de energía.

En el aparato -Y2- de doble bomba de vacío, durante el periodo que se inicia a partir de la puesta en marcha de la etapa de regeneración sin presión para la torre de adsorción -10B- y en la que está presente un exceso de gas en la misma (es decir, cuando la cantidad descargada procedente de la bomba de vacío -40A- sobrepasa la capacidad de descarga de la bomba de vacío -40B-), se detecta que la presión en el lado del puerto de aspiración -41- es más elevada que un valor determinado de la presión (por ejemplo, -42 kPaG) del detector de presión -80-, y la válvula -61- de conexión-desconexión de la línea de derivación -60- es girada al estado abierto, controlando de este modo el flujo de gas de modo que hace que el exceso de gas circule hacia la línea de derivación -60- desde la línea de conexión -52-. Además, cuando esta presión ha llegado al valor fijado de la presión antes descrito del detector de presión -80-, o en otras palabras, cuando la cantidad descargada desde la bomba de vacío -40A- disminuye gradualmente hasta llegar a ser igual a la capacidad de descarga de la bomba de vacío -40B-, la válvula de conexión-desconexión -61- de la línea de derivación -60- es girada al estado cerrado, llevando de este modo las dos bombas de vacío -40A- y -40B- a un estado totalmente en serie.

Durante el periodo que se inicia a partir de la puesta en marcha de la etapa de regeneración sin presión para la torre de adsorción -10B- y en la que se genera un exceso de gas, el exceso de gas circula hacia la línea de derivación -60- desde la línea de conexión -52-, pasando a continuación a través del tubo de amortiguación -Z1- en la línea de derivación -60- y posteriormente a través de la válvula de conexión-desconexión -61-, es introducido a continuación en el silenciador -Y3- (o en un silenciador separado -Y3’- mostrado en la figura 5) a través de los extremos -E7- y -E5- y, de este modo, el exceso de gas es descargado a través del silenciador -Y3- al exterior del sistema -X1- de purificación del gas. Junto con esto, en un estado en que se genera un exceso de gas, el gas es descargado asimismo desde el puerto de descarga -42- de la bomba de vacío -40B- conectado a la bomba de vacío -40A- a través de la línea de conexión -52-. No obstante, en este caso, el trabajo substantivo de despresurización es realizado solamente en la bomba de vacío -40A- de arriba, y la bomba de vacío -40B- de abajo no está substancialmente implicada en la despresurización. Dado que el puerto de descarga -42- de la bomba de vacío -40B- está conectado al silenciador -Y3- a través de la tubería -53-, el gas que ha pasado a través de la bomba de vacío -40B- es descargado a través del silenciador -Y3- al exterior del sistema -X1- de purificación del gas.

Por otra parte, en un estado en el que no se genera un exceso de gas en la etapa de regeneración sin presión en el caso de la torre de adsorción -10B-, las bombas de vacío -40A- y -40B- que están en un estado completamente en serie se despresurizan, colaborando una con la otra, el interior de la torre de adsorción -10B- que es el recipiente a despresurizar y, de este modo, se descarga una cantidad predeterminada de gas desde la bomba de vacío -40B-. Este gas descargado es introducido a través de la tubería -53- en el silenciador -Y3- y es descargado al exterior del sistema -X1- de purificación del gas. En este momento, la válvula de conexión-desconexión -61- de la línea -60- de derivación está en estado cerrado y por consiguiente, no pasa gas a través de la línea de derivación -60-.

La etapa de regeneración sin presión en el caso de la torre de adsorción -10B-, de la etapa 1 descrita anteriormente, es llevada a cabo mediante el funcionamiento del aparato -Y2- de doble bomba de vacío de modo que se realiza la despresurización de la manera antes descrita. De un modo similar, la etapa de regeneración sin presión en el caso de la torre de adsorción -10A- en la etapa 3 descrita anteriormente, es llevada a cabo mediante el funcionamiento del aparato -Y2- de doble bomba de vacío de modo que se realiza la despresurización de la manera antes descrita en la etapa de regeneración sin presión en el caso de la torre de adsorción -10B-.

Durante la operación de despresurización del aparato -Y2- de doble bomba de vacío, tal como se ha descrito anteriormente, la válvula de conexión-desconexión -61- que está en estado abierto al inicio de la despresurización es conmutada del estado abierto al estado cerrado como resultado de la detección de la presión en el lado del puerto de aspiración -41- por medio del detector de presión -80- cuando la cantidad descargada de la bomba de vacío -40A- disminuye gradualmente para igualar la capacidad de descarga de la bomba de vacío -40B-. Esta configuración en serie contribuye al funcionamiento de la bomba de vacío -40A- y de la bomba de vacío -40B- en la última parte de la etapa de regeneración sin presión, haciendo funcionar de este modo de manera eficiente el aparato -Y2- de doble bomba de vacío. Adicionalmente, el valor fijado del detector de presión -80- que puede minimizar la demanda de energía del aparato -Y2- de doble bomba de vacío, apenas queda afectado por el cambio de temperatura y, por consiguiente, no existe problema de incremento de la demanda de energía debido al cambio de temperatura, a diferencia del caso en que el control de apertura/cierre de la válvula de conexión-desconexión -61-es realizado mediante la determinación previa del tiempo transcurrido después del inicio de la despresurización.

Además, el aparato -Y2- de doble bomba de vacío está configurado de tal modo que el rotor -40b- de la bomba de vacío -40A- y el rotor -40b- de la bomba de vacío -40B- son accionados para que giren conjuntamente uno con respecto al otro por medio de un único motor -51-. Esta configuración es preferente para reducir la demanda de energía del aparato -Y2- de doble bomba de vacío.

A continuación, se describirá en detalle la acción del tubo de amortiguación -Z1-. Tal como se ha descrito anteriormente, en el aparato -Y2- de doble bomba de vacío, la cantidad descargada desde la bomba de vacío -40A-cambia de acuerdo con la presión en el puerto de aspiración -41- del lado de la bomba de vacío -40A- conectada a la torre de adsorción -10A- o a la torre de adsorción -10B-, y cuanto más baja es la presión en el puerto de aspiración -41- más pequeña será la cantidad del gas de escape. Por lo tanto, la cantidad descargada alcanza su máximo valor al inicio de la etapa de regeneración sin presión, y la cantidad del exceso de gas alcanza su valor máximo (caudal) asimismo al inicio de la despresurización en un estado en que el exceso de gas (la parte de la cantidad descargada de la bomba de vacío -40A- que sobrepasa la capacidad de descarga de la bomba de vacío -40B-) es generado (la válvula de conexión-desconexión -61- de la tubería derivada -60- está en el estado abierto cuando se genera el exceso de gas). Además, la velocidad a la que circula el exceso de gas por la línea de derivación -60- desde la línea de conexión -52- alcanza su máximo asimismo al inicio de la despresurización. El tiempo durante el cual el exceso de gas que pasa a través del tubo de amortiguación -Z1- en la línea de derivación -60- permanece en el tubo de amortiguación -Z1-, es el más corto cuando el exceso de gas pasa a través del tubo de amortiguación -Z1- al inicio de la despresurización en que la velocidad de circulación en el interior de la línea de derivación -60- desde la línea de conexión -52- alcanza su máximo. El tiempo requerido para que el exceso de gas pase a través del tubo de amortiguación -Z1- al inicio de la despresurización es denominado como “tiempo mínimo de permanencia en el interior del tubo de amortiguación”. En el aparato -Y2- de doble bomba de vacío, el tubo de amortiguación -Z1- está configurado de modo que el tiempo mínimo de permanencia en el interior del tubo de amortiguación sea de 0,15 segundos o más.

Durante la operación de despresurización, se produce una vibración del flujo relativamente grande en el gas descargado desde la bomba de vacío -40A-. En un estado en el que se genera un exceso de gas en el aparato -Y2- de doble bomba de vacío, se produce asimismo una vibración del flujo relativamente grande en el exceso de gas que circula por la línea de derivación -60- desde la línea de conexión -52-. En el caso de suprimir el tubo de amortiguación -Z1- de la línea de derivación -60- del aparato -Y2- de doble bomba de vacío, se facilita el deterioro mecánico del eje -61a- de la válvula de conexión-desconexión -61- de la línea de derivación -60- debido a la vibración del flujo de dicho exceso de gas. El motivo de ello es que el eje -61a- está expuesto continuamente al gas que fluye por el interior de la línea de derivación -60- que ocasiona la vibración del flujo, que le proporciona de manera continua energía vibratoria por medio de dicho gas y de este modo vibra constantemente de una manera inadecuada. Esta vibración del eje -61aprovoca una destrucción local de la estructura del material que constituye el eje -61 a-, y de este modo se favorece el deterioro de la resistencia mecánica del eje -61a-. El deterioro de la resistencia mecánica del eje -61a- resulta particularmente apreciable en el caso de suministrar agua para el sellado en el mecanismo de la bomba de vacío -40A-mientras funciona el aparato de bombeo correspondiente. El nivel de vibración del eje -61a- como resultado de la vibración del flujo del exceso de gas puede alcanzar una aceleración de la vibración de 13 G o más.

Por el contrario, en el aparato -Y2- de doble bomba de vacío según la presente invención, la línea de derivación -60-está provista del tubo de amortiguación -Z1- que está configurado de modo que el tiempo mínimo de permanencia en el interior del tubo de amortiguación es de 0,15 segundos o más y, de este modo, la vibración del flujo del exceso de gas es amortiguada de forma eficiente en el tubo de amortiguación -Z1- cuando el exceso de gas pasa a través de la línea de derivación -60-. Por consiguiente, en el aparato -Y2- de doble bomba de vacío, el deterioro de la resistencia mecánica de los elementos situados más abajo del tubo de amortiguación -Z1- (en particular, el eje -61ade la válvula de conexión-desconexión -61 -) puede ser suprimido de forma suficiente.

En el aparato -Y2- de doble bomba de vacío, tal como se muestra en la figura 9, la línea de derivación -60- puede incluir una válvula de conexión-desconexión -61’- que tiene una función de válvula de retención, en lugar de la válvula de conexión-desconexión -61-. La válvula de conexión-desconexión -61’- está configurada para adoptar el estado abierto cuando la presión en el tubo de amortiguación -Z1- del lado de la válvula de conexión-desconexión -61 ’- es más elevada que la presión en el extremo -E7- del lado del mismo en la línea de derivación -60- y adoptar el estado cerrado cuando la presión del lado del tubo de amortiguación -Z1- resulta igual o menor que la presión en el lado del extremo -E7-. Durante la operación de despresurización del aparato -Y2- de doble bomba de vacío, la válvula de conexión-desconexión -61’- que tiene esta función de válvula de retención está en el estado abierto inmediatamente después del inicio de la despresurización y conmuta automáticamente del estado abierto al estado cerrado cuando la cantidad descargada de la bomba de vacío -40A- disminuye gradualmente para igualar la capacidad de descarga de la bomba de vacío -40B- (la presión en el interior de la línea de conexión -52- en este momento es aproximadamente la presión atmosférica). Esta configuración ayuda a reducir las pérdidas operativas de la bomba de vacío -40B- haciendo que funcione de manera eficiente el aparato -Y2- de doble bomba de vacío.

Tal como se ha descrito anteriormente, el tubo de amortiguación -Z1- incluye la placa -74- con orificio como una parte de limitación para estrechar localmente la trayectoria del flujo que pasa a través del interior de la misma, y la proporción de abertura de la placa -74- del orificio es del 20 al 46%, preferentemente del 29 al 39%. Esta configuración es útil para amortiguar de forma eficiente la vibración del flujo antes descrita del exceso de gas que pasa a través del tubo de amortiguación -Z1-. Además, la placa -74- con orificio es preferente para ajustar de forma precisa su proporción de abertura como la parte de limitación.

Tal como se ha descrito anteriormente, el extremo distal -74a’- del borde de la abertura -74a- está al nivel de la superficie -73’- de la pared interior del tubo de amortiguación -Z1-. Esta configuración facilita el paso a través del tubo de amortiguación -Z1- de pequeñas gotas de agua (resultantes del agua de sellado antes descrita) contenidas en el exceso de gas que pasa a través del tubo de amortiguación -Z1 -.

El tubo de amortiguación -Z1 - puede estar configurado de modo que el tiempo mínimo de permanencia en el interior del tubo de amortiguación antes descrito sea de 0,15 segundos o más mediante una determinación apropiada de la longitud y/o del diámetro interior del tubo de amortiguación -Z1 - sin disponer la placa -74- con orificio.

Tal como se ha descrito anteriormente, el tubo de amortiguación -Z1- está configurado de tal modo que la velocidad máxima del flujo en el interior del tubo de amortiguación del gas que pasa a través del tubo de amortiguación -Z1 - es de 6 a 12 m/segundo cuando la cantidad descargada desde el puerto de descarga -42- de la bomba de vacío -40A-sobrepasa la capacidad de descarga (capacidad de aspiración) de la bomba de vacío -40B- en el caso en que la válvula de conexión-desconexión -61- (o la -61’-) de la línea de derivación -60- esté en estado abierto durante la operación de despresurización del aparato -Y2- de doble bomba de vacío. La velocidad del flujo a la que pasa el exceso de gas a través del tubo de amortiguación -Z1- en la línea de derivación -60- es la máxima al inicio de la despresurización en la que la velocidad de circulación en el interior de la línea de derivación -60- desde la línea de conexión -52- es la máxima. La velocidad del flujo a la que pasa el exceso de gas a través del tubo de amortiguación -Z1- al inicio de la despresurización es denominada como la “velocidad máxima del flujo en el interior del tubo de amortiguación”. Con el fin de emitir de manera eficiente el exceso de gas desde el extremo -E7- de la línea de derivación -60- mientras se alcanza un valor de 0,15 segundos o más para el tiempo mínimo de permanencia antes descrito en el interior del tubo de amortiguación, es preferible configurar el tubo de amortiguación -Z1- de modo que la velocidad máxima del flujo en el interior del tubo de amortiguación sea de 6 a 12 m/segundo.

Tal como se ha descrito anteriormente, la línea de derivación -60- incluye la parte -62- del tubo de conexión que está conectada al tubo de amortiguación -Z1- en la entrada de gas -73a- dispuesta en una posición en el lado de la pared extrema -71- de la pared circundante -73- del tubo de amortiguación -Z1-, para introducir gas en el tubo de amortiguación -Z1-. La parte -62- del tubo de conexión se extiende preferentemente en una dirección que se cruza con la dirección de extensión (dirección horizontal -H- en la figura 3) de la pared circundante -73-, se extiende preferentemente en una dirección ortogonal (dirección vertical -V-) a la misma, o más preferentemente, se extiende en la dirección vertical -V- y está conectada a la pared circundante -73- desde abajo en la dirección vertical -V-. Esta configuración es adecuada para realizar una reducción de tamaño del tubo de amortiguación -Z1- para conseguir un valor de 0,15 segundos o más para el tiempo mínimo de permanencia antes descrito en el interior del tubo de amortiguación.

La figura 10 es una vista parcial esquemática, en sección, de un tubo de amortiguación -Z1’- como una primera modificación, y de las proximidades del mismo. El tubo de amortiguación -Z1’- incluye una pared extrema -71- en el lado del extremo -E6- en la línea de derivación -60-, una pared extrema -72- en el lado del extremo -E7-, una pared circundante -73- que se extiende entre las paredes extremas -71- y -72- y una pluralidad de placas -74- con orificios, y la pared extrema -71- es cilíndrica. Cada una de las placas -74- con orificios es una parte de limitación para estrechar localmente la trayectoria del flujo del gas que pasa a través del interior del tubo de amortiguación -Z1 ’-, y tiene una abertura -74a-. La pluralidad de placas -74- con orificios están alineadas a lo largo de la trayectoria del flujo de gas en el interior del tubo de amortiguación -Z1 ’-, e incluyen una placa -74’- con orificio situada más arriba en la trayectoria del flujo de gas y una placa -74”- con orificio situada más hacia abajo. El tubo de amortiguación -Z1’- que tiene esta configuración amortigua la vibración del flujo del exceso de gas por medio de la pluralidad de placas -74- con orificios de una manera escalonada, y de este modo se puede incrementar el efecto de amortiguación de la vibración del flujo.

Las figuras 11 y 12 muestran un tubo de amortiguación -Z1”- como una segunda modificación. El tubo de amortiguación -Z1”- incluye una pared extrema -71- en el lado extremo -E6- en la línea de derivación -60-, una pared extrema -72- en el lado extremo -E7-, una pared circundante -73- que se extiende entre las paredes extremas -71- y -72-, y una placa deflectora -75-, y la pared circundante -73- es cilíndrica. La placa deflectora -75- es una parte de limitación para estrechar localmente la trayectoria del flujo del gas que pasa a través del interior del tubo de amortiguación -Z1”-. La proporción de abertura de la placa de limitación -75- es preferentemente del 20 al 46%, más preferentemente del 29 al 39%. La proporción de abertura de la placa de limitación -75- se refiere a la proporción del área de la sección transversal de la trayectoria del flujo de gas que no está ocupada por la placa de limitación -75-con respecto al área de la sección transversal del tubo de amortiguación -Z1”-. El tubo de amortiguación -Z1”- que tiene esta configuración funciona como la parte de limitación de la placa deflectora -75-, y amortigua de manera eficiente la vibración del flujo del exceso de gas. Además, la proporción de abertura de la placa deflectora -75-puede ser ajustada más fácilmente que la de una placa con orificio.

El tubo de amortiguación -Z1”- puede incluir una pluralidad de placas deflectoras -75-. En este caso, la pluralidad de placas deflectoras -75- están dispuestas a lo largo de la trayectoria del flujo de gas a intervalos apropiados, e incluyen una primera placa deflectora situada muy hacia arriba en la trayectoria del flujo de gas y una segunda placa deflectora situada muy hacia abajo. El tubo de amortiguación que tiene esta configuración amortigua la vibración del flujo del exceso de gas por medio de la pluralidad de placas deflectoras -75- de una manera escalonada, y de este modo puede incrementar el efecto de la amortiguación de la vibración del flujo.

Las figuras 13 y 14 muestran un tubo de amortiguación -Z2- como una tercera modificación. El tubo de amortiguación -Z2- incluye una pared extrema -71- en el lado del extremo -E6- de la línea de derivación -60’-, una pared extrema -72- en el lado del extremo -E7-, una pared circundante -73- que se extiende entre las paredes extremas -71- y -72- y una placa -74- con orificio, y la pared circundante -73- es cilíndrica. La pared extrema -71-está dotada de una entrada de gas -71a- y la pared extrema -72- está dotada de una salida de gas -72a-. El tubo de amortiguación -Z2- es diferente del tubo de amortiguación -Z1 - mostrado en la figura 3 en que la entrada de gas está dispuesta en la pared extrema -71- en vez de en la pared circundante -73-, pero el resto de la configuración es el mismo que el del tubo de amortiguación -Z1 - mostrado en la figura 3.

Sin embargo, la parte -62’- del tubo de conexión de la línea de derivación -60’- está conectada al tubo de amortiguación -Z2- en la entrada de gas -71a- dispuesta en la pared extrema -71-. La parte -62’- del tubo de conexión está situada inmediatamente más arriba del tubo de amortiguación -Z2- en la línea de derivación -60’- y define la trayectoria del flujo del gas inmediatamente antes de que sea introducido en el tubo de amortiguación -Z2-. Además, la parte -62’- del tubo de conexión tiene una estructura curvada para curvar el flujo de gas inmediatamente antes de ser introducido en el tubo de amortiguación -Z2-. Preferentemente, la parte -62’- del tubo de conexión tiene una estructura curvada a 90 grados para curvar el flujo de gas inmediatamente antes de ser introducido en el tubo de amortiguación -Z2-. Más preferentemente, la parte -62’- del tubo de conexión está dispuesta de modo que guía el gas desde abajo en la dirección vertical -V- y hacia el interior del tubo de amortiguación -Z2-.

Aunque han sido descritas anteriormente diversas realizaciones y modificaciones de la presente invención, las mismas pueden estar combinadas unas con otras. Por ejemplo, el tubo de amortiguación -Z2- mostrado en la figura 13 puede ser combinado con la válvula de conexión-desconexión -61’- que tiene la función de válvula de retención mostrada en la figura 9. En el tubo de amortiguación -Z2- mostrado en la figura 13, una pluralidad de placas -74- con orificios pueden estar dispuestas tal como se muestra en la figura 10, o puede estar dispuesta una única placa deflectora -75- (o una pluralidad de placas deflectoras -75-) mostradas en la figura 11. Además, la placa con orificio -74- mostrada en la figura 3 puede ser combinada con la placa deflectora -75- mostrada en la figura 11.

Ejemplos

A continuación, serán descritos ejemplos de la presente invención junto con ejemplos comparativos. Sin embargo, se debe tener en cuenta que los ejemplos comparativos son meramente ejemplos de pruebas llevadas a cabo por el solicitante con el objeto de confirmar los efectos de la presente invención y no pertenecen a ninguna técnica conocida.

Ejemplo 1

Con la capacidad de descarga de la primera bomba de vacío -40A- del aparato -Y2- de doble bomba de vacío fijada en 14.800 m3/h y la capacidad de descarga de la segunda bomba de vacío -40B- fijada en 14.100 m3/h, dichas bombas fueron conectadas en serie como bombas Roots, y se repitió un ciclo (etapas 1 a 4) incluyendo la etapa de adsorción, la etapa de regeneración sin presión y la etapa de recuperación de la presión mostradas en la figura 6, en cada una de las torres de adsorción -10A- y -10B- cuando la temperatura del gas era de 30° C, utilizando el sistema -X1 - de purificación de gas mostrado en la figura 1, y de este modo, se obtuvo oxígeno gaseoso a partir de aire que servía de fuente de gas. En este ejemplo, la cantidad de aire suministrado por la fuente de soplante -21- del aparato de PSA -Y1- era de 8.300 N m3/h (“N” indica condiciones normales; lo mismo es aplicable a lo que sigue). La presión interior de las torres de adsorción -10A- y -10B- sometidas a la etapa de adsorción era de un máximo de 40 kPaG. Además, la presión interior de las torres de adsorción -10A- y -10B- sometidas a la etapa de regeneración sin presión era de -69 kPaG en la última fase de la etapa de regeneración sin presión, y la presión interior de las torres de adsorción -10A- y -10B- sometidas a la etapa de recuperación de la presión volvió a la presión atmosférica. Además, la etapa de regeneración sin presión en el caso de las torres de adsorción -10A- y -10B- fue fijada de modo que la válvula de conexión-desconexión -61- fuera conmutada del estado abierto al estado cerrado cuando la presión en el lado del puerto de aspiración -41- alcanzara un valor de la presión de -42 kPaG en el detector de presión -80-, como las características mostradas en la figura 8.

En este ejemplo, el aparato -Y2- de doble bomba de vacío funcionaba para realizar la despresurización de la siguiente manera. En un periodo de tiempo partiendo del inicio de la etapa de regeneración sin presión y en el que el valor indicado por el detector de presión -80- es aproximadamente la presión atmosférica a -42 kPaG o, en otras palabras, cuando la cantidad descargada desde la bomba de vacío -40A- sobrepasa la capacidad de descarga de la bomba de vacío -40B-, el flujo de gas fue controlado mediante el envío de una señal a la válvula de conexióndesconexión -61- de la línea de derivación -60- para conmutar la válvula de conexión-desconexión -61- al estado abierto, de modo que hiciera que el exceso de gas circulara hacia la línea de derivación -60- desde la línea de conexión -52-. A continuación, cuando la cantidad descargada desde la bomba de vacío -40A- disminuyó gradualmente para igualar la capacidad de descarga de la bomba de vacío -40B- o, en otras palabras, cuando el detector de presión -80- indicaba un valor de -42 kPaG, la válvula -61- de conexión-desconexión fue conmutada del estado abierto al estado cerrado de modo que llevó las dos bombas de vacío -40A- y -40B- a un estado completamente en serie, y a continuación continuó la operación de despresurización del aparato -Y2- de doble bomba de vacío. Como resultado, la demanda promedio acumulada de energía de las bombas de vacío fue de 206 kw.

Ejemplo 2

Con la capacidad de descarga de la primera bomba de vacío -40A- del aparato -Y2- de doble bomba de vacío fijada en 14.800 m3/h y la capacidad de descarga de la segunda bomba de vacío -40B- fijada en 14.100 m3/h, estas bombas fueron conectadas en serie como bombas Roots, y se repitió un ciclo (etapas 1 a 4) incluyendo la etapa de adsorción, la etapa de regeneración sin presión y la etapa de recuperación de la presión mostradas en la figura 6 en cada una de las torres de adsorción -10A- y -10B- cuando la temperatura del gas era de 40° C, utilizando el sistema -X1- de purificación de gas mostrado en la figura 1, y de este modo, se obtuvo oxígeno gaseoso a partir de aire que servía de fuente de gas. Además, la cantidad de aire suministrado por la fuente de soplante -21- del aparato de PSA -Y1- era de 8.300 N m3/h. La presión interior de las torres de adsorción -10A- y -10B- sometidas a la etapa de adsorción era de un máximo de 40 kPaG. La presión interior de las torres de adsorción -10A- y -10B- sometidas a la etapa de regeneración sin presión disminuyó a -72 kPaG en la última fase de la etapa de regeneración sin presión, y la presión interior de las torres de adsorción -10A- y -10B- sometidas a la etapa de regeneración sin presión volvió a la presión atmosférica. Además, la etapa de regeneración sin presión en el caso de las torres de adsorción -10A- y -10B- fue fijada de modo que la válvula de conexión-desconexión -61- conmutara del estado abierto al estado cerrado cuando la presión en el lado del puerto de aspiración -41- alcanzara un valor de la presión de -42 kPaG en el detector de presión -80- como las características mostradas en la figura 4.

La misma operación que la del ejemplo 1 fue realizada en el caso del aparato -Y2- de doble bomba de vacío. Cuando el detector de presión -80- indicó un valor de -42 kPaG, se conmutó la válvula de conexión-desconexión -61 -del estado abierto al estado cerrado de modo que se llevaron las dos bombas de vacío -40A- y -40B- a un estado completamente en serie, y a continuación se continuó la operación de despresurización del aparato -Y2- de doble bomba de vacío. Como resultado, la demanda promedio acumulada de energía de la bomba de vacío fue de 213 kw.

Ejemplo comparativo 1

Como en el ejemplo 1, con la capacidad de descarga de la primera bomba de vacío -40A- del aparato -Y2- de doble bomba de vacío fijada en 14.800 m3/h y la capacidad de descarga de la segunda bomba de vacío -40B- fijada en 14.100 m3/h, estas bombas fueron conectadas en serie como bombas Roots, y se repitió un ciclo (etapas 1 a 4) incluyendo la etapa de adsorción, la etapa de regeneración sin presión y la etapa de recuperación de la presión mostradas en la figura 6 en cada una de las torres de adsorción -10A- y -10B- cuando la temperatura del gas era de 30° C, utilizando el sistema -X1- de purificación de gas mostrado en la figura 1, y de este modo, se obtuvo oxígeno gaseoso a partir de aire que servía como de fuente de gas. En esta comparación, la cantidad de aire suministrado por la fuente de soplante -21 - del aparato de PSA -Y1- fue de 8.300 N m3/h como en el ejemplo 1. La presión interior de las torres de adsorción -10A- y -10B- sometidas a la etapa de adsorción era de un máximo de 40 kPaG. Además, la presión final en las torres de adsorción -10A- y -10B- sometidas a la etapa de regeneración sin presión fue de -69 kPaG. La conmutación de la válvula de conexión-desconexión -61- del estado abierto al estado cerrado fue realizada de tal modo que la válvula de conexión-desconexión -61- fue girada del estado abierto al estado cerrado 7,5 segundos después del tiempo de regeneración sin presión, tal como se muestra en la figura 7. La presión en el puerto de aspiración -41- fue anotada como -35 kPaG. La presión interior de las torres de adsorción -10A- y -10B-sometidas a la etapa de recuperación de la presión volvió a la presión atmosférica.

El aparato -Y2- de doble bomba de vacío fue accionado para realizar la despresurización de la siguiente manera. Durante un periodo en el que la presión en el puerto de aspiración -41- cambió desde aproximadamente la presión atmosférica a -35 kPaG a unos 7,5 segundos del inicio de la etapa de regeneración sin presión, la válvula de conexión-desconexión -61- de la línea de derivación -60- fue girada al estado abierto, a continuación la válvula de conexión-desconexión -61- fue conmutada de forma obligada desde el estado abierto al estado cerrado de manera que llevó las dos bombas de vacío -40A- y -40B- a un estado completamente en serie, y a continuación se continuó la operación de despresurización del aparato -Y2- de doble bomba de vacío. Como resultado, la demanda promedio acumulada de energía de las bombas de vacío -40A- y -40B- fue de 216 kw, que es mayor en 10 kw que en el caso en que no se realizó el control utilizando el detector de presión -80- del lado del puerto de aspiración -41-.

Se debe observar la relación entre la presión del puerto de aspiración, la cantidad descargada aparente, y la demanda de energía que corresponde al ejemplo comparativo 1 se muestra en el gráfico de la figura 14.

Ejemplo comparativo 2

Al igual que en el ejemplo 2, con la capacidad de descarga de la primera bomba de vacío -40A- del aparato -Y2- de doble bomba de vacío fijada en 14.800 m3/h y la capacidad de descarga de la segunda bomba de vacío -40B- fijada en 14.100 m3/h, estas bombas fueron conectadas en serie como bombas Roots, y se repitió un ciclo (etapas 1 a 4) incluyendo la etapa de adsorción, la etapa de regeneración sin presión, y la etapa de recuperación de la presión mostradas en la figura 6 en cada una de las torres de adsorción -10A- y -10B- cuando la temperatura del gas era de 40° C, utilizando el sistema -X1- de purificación de gas mostrado en la figura 1, y de este modo, se obtuvo oxígeno a partir de aire que servía como de fuente de gas. En esta comparación, la cantidad de aire suministrado por la fuente de soplante -21- del aparato de PSA -Y1- fue de 8.300 N m3/h como en el ejemplo 2. La presión interior de las torres de adsorción -10A- y -10B- sometidas a la etapa de adsorción fue de un máximo de 40 kPaG. Además, la presión final en las torres de adsorción -10A- y -10B- sometidas a la etapa de regeneración sin presión fue de -72 kPaG. La conmutación de la válvula de conexión-desconexión -61- del estado abierto al estado cerrado fue realizada de modo que la válvula de conexión-desconexión -61- fue conmutada del estado abierto al estado cerrado 15 segundos después del tiempo de regeneración sin presión, tal como se muestra en la figura 8. La presión en el puerto de aspiración -41- fue anotada como -50 kPaG. La presión interior de las torres de adsorción -10A- y -10B- sometidas a la etapa de recuperación de la presión volvió a la presión atmosférica.

El aparato -Y2- de doble bomba de vacío fue accionado para realizar la despresurización de la siguiente manera. Durante un periodo en el que la presión en el puerto de aspiración -41- cambió desde aproximadamente la presión atmosférica a -50 kPaG a los 15 segundos del inicio de la etapa de regeneración sin presión, la válvula de conexióndesconexión -61- de la línea de derivación -60- fue conmutada al estado abierto, a continuación la válvula de conexióndesconexión -61 - fue conmutada de forma obligada del estado abierto al estado cerrado, de manera que se llevaron las dos bombas de vacío -40A- y -40B- a un estado completamente en serie, y a continuación se continuó la operación de despresurización del aparato -Y2- de doble bomba de vacío. Como resultado, la demanda promedio acumulada de energía de las bombas de vacío -40A- y -40B- fue de 224 kw, que es mayor en 11 kw que en el caso en que no se llevó a cabo el control utilizando el detector de presión -80- en el lado del puerto de aspiración -41-.

Se debe observar que la relación entre la presión del puerto de aspiración, la cantidad aparente descargada, y la demanda de energía que corresponde al ejemplo comparativo 2 se muestra en el gráfico de la figura 15.

Evaluación de los ejemplos 1 y 2 y de los ejemplos comparativos 1 y 2

En base a los ejemplos 1 y 2 y a los ejemplos comparativos 1 y 2 descritos anteriormente, se puede realizar la evaluación siguiente. Esto es, mediante la conmutación de la válvula de conexión-desconexión -61- del estado abierto al estado cerrado en el punto en que la cantidad descargada de la bomba de vacío de arriba -40A- en el aparato -Y2- de doble bomba de vacío ha disminuido para igualar la capacidad de descarga de la bomba de vacío de abajo -40B- (en este punto, la presión interior de la línea de conexión -52- era aproximadamente la presión atmosférica), es posible minimizar el consumo de energía en el aparato -Y2- de doble bomba de vacío. Además, incluso si la temperatura ha cambiado (30° C en el ejemplo 1 y 40° C en el ejemplo 2), la presión en el puerto de aspiración -41- de la bomba de vacío de arriba -40A- es un valor sustancialmente constante (-42 kPaG en los ejemplos 1 y 2) en el punto en que cuando la cantidad descargada desde la bomba de vacío de arriba -40A- en el aparato -Y2- de doble bomba de vacío ha disminuido para igualar la capacidad de descarga de la bomba de vacío de abajo -40B-. Por consiguiente, el efecto del cambio de temperatura puede ser evitado mediante la medición de la presión en las proximidades del puerto de aspiración -41- de la bomba de vacío de arriba -40A- y controlando la válvula de conexión-desconexión -61 - de modo que se abra o se cierre.

Ejemplo 3

Se repitió un ciclo (etapas 1 a 4) que incluye la etapa de adsorción, la etapa de regeneración sin presión, y la etapa de recuperación de la presión, mostradas en la figura 6, en cada una de las torres de adsorción -10A- y -10B-utilizando un sistema -X1- de purificación de gas que tiene la misma configuración que el mostrado en las figuras 1 a 4, excepto en que el tubo de amortiguación -Z1- del aparato -Y2- de doble bomba de vacío no tiene la placa con orificios -74-, y de este modo se obtuvo oxígeno a partir del aire que servía como de fuente de gas. En este ejemplo, la cantidad de aire suministrada por medio de la fuente de soplante -21- del aparato de PSA -Y1- fue fijada en 4.800 N m3/h. La presión interior de las torres de adsorción -10A- y -10B- sometidas a la etapa de adsorción fue fijada a la presión atmosférica, la presión interior de las torres de adsorción -10A- y -10B- sometidas a la etapa de regeneración sin presión en la última fase de la etapa de regeneración sin presión fue fijada a -530 mmHg (presión del indicador: aproximadamente -70 kPaG), y la presión interior de las torres de adsorción -10A- y -10B- sometidas a la etapa de recuperación de la presión volvió a la presión atmosférica. Además, la etapa de regeneración sin presión en el caso de las torres de adsorción -10A- y -10B- fue realizada mediante el funcionamiento de un aparato -Y2- de doble bomba de vacío que tiene la misma configuración que la descrita anteriormente excepto en que el tubo de amortiguación -Z1- no incluye la placa -74- con orificios para llevar a cabo la despresurización. Se utilizó una bomba Roots que tenía una capacidad de descarga de 10.000 m3/h como la bomba de vacío -40A-. Se utilizó una bomba Roots que tenía una capacidad de descarga de 6.053 m3/h como la bomba de vacío -40B-. Un tubo de amortiguación que tenía una dimensión interior en la dirección de la extensión (longitud) de 4,4 m y un diámetro interior de 400 mm fue utilizado como el tubo de amortiguación -Z1 -(sin la placa -74- con orificios).

Se utilizó el aparato -Y2- de doble bomba de vacío para llevar a cabo la despresurización de la siguiente manera. Durante un periodo de tiempo predeterminado desde el inicio de la etapa de regeneración sin presión y cuando está presente un exceso de gas (es decir, cuando la cantidad descargada de la bomba de vacío -40A- sobrepasa la capacidad de descarga de la bomba de vacío -40B-), la válvula de conexión-desconexión -61- de la línea de derivación -60- fue girada al estado abierto, controlando de este modo el flujo de gas, de manera que hace que el exceso de gas circule hacia la línea de derivación -60- desde la línea de conexión -52-. A continuación, cuando la cantidad descargada desde la bomba de vacío -40A- ha disminuido gradualmente para igualar la capacidad de descarga de la bomba de vacío -40B-, la válvula de conexión-desconexión -61- fue conmutada automáticamente desde el estado abierto al estado cerrado de modo que llevó las dos bombas de vacío -40A- y -40B- a un estado completamente en serie, y a continuación continuó la operación de despresurización del aparato -Y2- de doble bomba de vacío.

Como resultado de la medición del tiempo mínimo de permanencia del exceso de gas (el tiempo requerido para que el exceso de gas pase a través del tubo de amortiguación -Z1- inmediatamente después del inicio de la despresurización) durante la operación de despresurización del aparato -Y2- de doble bomba de vacío en el caso del tubo de amortiguación -Z1-, dicho tiempo fue de 0,50 segundos. Como resultado de la medición de la aceleración de la vibración aplicada al eje -61a- de la válvula de conexión-desconexión -61- en el estado abierto, el valor máximo fue de 3,0 G. Un dispositivo de medición de la vibración (VM-61, fabricado por RION Co., Ltd.) fue utilizado para la medición de la aceleración de la vibración. Los resultados de la medición para el ejemplo 3 están anotados en la tabla mostrada en la figura 16.

Ejemplos 4 a 9

Utilizando el mismo sistema -X1- de purificación de gas que en el ejemplo 3, excepto en que la longitud del tubo de amortiguación -Z1-(sin la placa -74- con orificios) en el aparato -Y2- de doble bomba de vacío se cambió de 4,4 m a 3,6 m (ejemplo 4), 2,8 m (ejemplo 5), 2,1 m (ejemplo 6), 1,5 m (ejemplo 7), 1,3 m (ejemplo 8), o 1,05 m (ejemplo 9), se repitió un ciclo que incluía la etapa de adsorción, la etapa de regeneración sin presión y la etapa de recuperación de la presión para cada una de las torres de adsorción -10A- y -10B- durante el funcionamiento del aparato -Y2- de doble bomba de vacío para realizar la despresurización en la etapa de regeneración sin presión, y de este modo, se obtuvo oxígeno a partir de aire que servía como de fuente de gas.

El tiempo mínimo de permanencia en el interior del tubo de amortiguación durante la operación de despresurización del aparato -Y2- de doble bomba de vacío fue medido en el caso del tubo de amortiguación -Z1- del aparato -Y2- de doble bomba de vacío en los ejemplos 4 a 9, y los resultados fueron los siguientes: 0,41 segundos (ejemplo 4), 0,32 segundos (ejemplo 5), 0,24 segundos (ejemplo 6), 0,17 segundos (ejemplo 7), 0,15 segundos (ejemplo 8), y 0,12 segundos (ejemplo 9). Como resultado de la medición de la aceleración de la vibración aplicada al eje -61a- de la válvula de conexión-desconexión -61- en estado abierto durante la operación de despresurización en el caso de los aparatos -Y2- de doble bomba de vacío de los ejemplos 4 a 9, los valores máximos fueron los siguientes: 3,1 G (ejemplo 4), 3,1 G (ejemplo 5), 3,2 G (ejemplo 6), 4,5 G (ejemplo 7), 5,5 G (ejemplo 8), y 7,0 G (ejemplo 9). Los resultados de la medición en el caso de los ejemplos 4 a 9 se muestran en la tabla de la figura 16.

Ejemplo comparativo 3

Se repitió un ciclo (etapas 1 a 4) que incluye la etapa de adsorción, la etapa de regeneración sin presión, y la etapa de recuperación de la presión, mostradas en la figura 6, en cada una de las torres de adsorción -10A- y -10B-utilizando un sistema -X3- de purificación de gas como se muestra en la figura 17, y de este modo se obtuvo oxígeno a partir del aire que servía como fuente de gas. El sistema -X3- de purificación de gas utilizado en el ejemplo comparativo 3 tiene la misma configuración que, por ejemplo, el sistema -X1- de purificación de gas utilizado en el ejemplo 3 excepto en que no está provisto del tubo de amortiguación -Z1-. En el ejemplo comparativo 3, la etapa de regeneración sin presión para las torres de adsorción -10A- y -10B- fue realizada accionando las bombas de vacío -40A- y -40B- para llevar a cabo la presurización de la misma manera que en el ejemplo 3 excepto en que el gas no pasaba a través del tubo de amortiguación (la válvula de conexión-desconexión -61- de la línea derivada -60- fue conmutada del estado abierto al estado cerrado a la mitad de la etapa de regeneración sin presión). Como resultado de la medición de la aceleración de la vibración aplicada al eje -61a- de la válvula de conexión-desconexión -61- en estado abierto durante la operación de despresurización de las bombas de vacío -40A- y -40B- del ejemplo comparativo 3, el valor máximo fue de 13,5 G.

Los resultados antes descritos de las mediciones en el caso de los ejemplos 3 a 9 y del ejemplo comparativo 3 están indicados con una línea de trazos en el gráfico de la figura 18. En el gráfico de la figura 18, el eje horizontal representa el tiempo mínimo de permanencia en el interior del tubo de amortiguación (en segundos), y el eje vertical representa la aceleración de la vibración (en G) del eje de la válvula de conexión-desconexión. Dado que en el ejemplo comparativo 3 no está dispuesto ningún tubo de amortiguación, la lectura en el eje horizontal en el gráfico de la figura 18 es cero.

Ejemplo 10

Al igual que en el ejemplo 3, durante el funcionamiento del aparato -Y2- de doble bomba de vacío para realizar la despresurización en la etapa de regeneración sin presión, se repitió un ciclo que incluía la etapa de adsorción, la etapa de regeneración sin presión, y la etapa de recuperación de la presión en las torres de adsorción -10A- y -10B-utilizando el mismo sistema -X1- de purificación de gas que en el ejemplo 3, excepto en que el tubo de amortiguación -Z1 - en el aparato -Y2- de doble bomba de vacío, incluía la placa -74- con orificios, y de este modo, se obtuvo oxígeno a partir de aire que servía como de fuente de gas. La placa -74- con orificios estaba dispuesta en una posición en el tubo -Z1- de amortiguación que estaba alejada 500 mm de la pared extrema -71- situada en el lado de entrada del gas. En este ejemplo, una placa con un orificio que tenía una abertura -74a- con un diámetro de 230 mm fue utilizada como la placa -74- con orificio. La proporción de abertura de la placa -74- con orificio (el diámetro de la abertura -74a- era de 230 mm) en el tubo de amortiguación -Z1 - que tenía un diámetro interior de 400 mm era del 33%.

Como resultado de la medición del tiempo mínimo de permanencia en el interior del tubo de amortiguación durante la operación de despresurización del aparato -Y2- de doble bomba de vacío en el caso del tubo de amortiguación -Z1- (que tenía la placa -74- con orificio) del aparato -Y2- de doble bomba de vacío en el ejemplo 10 como en el ejemplo 3 fue de 0,50 segundos. Además, como resultado de la medición de la aceleración de la vibración aplicada al eje -61a- de la válvula de conexión-desconexión -61- en estado abierto, durante la operación de despresurización del aparato -Y2- de doble bomba de vacío, el valor máximo fue de 2,1 G. Estos resultados de la medición para el ejemplo 9 se muestran en la tabla de la figura 16.

Ejemplos 11 a 16

Utilizando el sistema -X1- de purificación de gas mostrado en la figura 1, excepto que la longitud del tubo de amortiguación -Z1- (con la placa -74- con orificio) en el aparato -Y2- de doble bomba de vacío fue cambiada de 4,4 m a 3,6 m (ejemplo 11), 2,8 m (ejemplo 12), 2,1 m (ejemplo 13), 1,5 m (ejemplo 14), 1,3 m (ejemplo 15), o 1,05 m (ejemplo 16), se repitió un ciclo que incluía la etapa de adsorción, la etapa de regeneración sin presión, y la etapa de recuperación de la presión para cada una de las torres de adsorción -10A- y -10B- durante el funcionamiento del aparato -Y2- de doble bomba de vacío para realizar la despresurización en la etapa de la regeneración sin presión como en el ejemplo 3 y, de este modo, se obtuvo oxígeno a partir de aire que servía como de fuente de gas.

Como en el ejemplo 3, el tiempo mínimo de permanencia en el interior del tubo de amortiguación durante la operación de despresurización del aparato -Y2- de doble bomba de vacío fue medido en el caso del tubo de amortiguación -Z1- del aparato -Y2- de doble bomba de vacío en los ejemplos 11 a 16, y los resultados fueron los siguientes: 0,41 segundos (ejemplo 11), 0,32 segundos (ejemplo 12), 0,24 segundos (ejemplo 13), 0,17 segundos (ejemplo 14), 0,15 segundos (ejemplo 15), y 0,12 segundos (ejemplo 16). Como resultado de la medición de la aceleración de la vibración aplicada al eje -61a- de la válvula de conexión-desconexión -61- en estado abierto durante la operación de despresurización en el caso de los aparatos -Y2- de doble bomba de vacío, los valores máximos fueron los siguientes: 2,0 G (ejemplo 11), 2,1 G (ejemplo 12), 2,1 G (ejemplo 13), 2,5 G (ejemplo 14), 3,0 G (ejemplo 15), y 4,5 G (ejemplo 16). Los resultados de la medición en el caso de los ejemplos 11 a 16 se muestran en la tabla de la figura 16. Además, los resultados de la medición en el caso de los ejemplos 9 a 16 y del ejemplo comparativo 3 descrito anteriormente están indicados mediante la línea continua en el gráfico de la figura 18.

Ejemplos 17 a 22

Utilizando el mismo sistema -X1- de purificación de gas que en el ejemplo 10, excepto en que el diámetro de la abertura -74a- de la placa -74- con orificio del tubo de amortiguación -Z1- en el aparato -Y2- de doble bomba de vacío, fue cambiado de 230 mm a 180 mm (ejemplo 17), 200 mm (ejemplo 18), 215 mm (ejemplo 19), 230 mm (ejemplo 20), 250 mm (ejemplo 21), o 270 mm (ejemplo 22), se repitió un ciclo que incluía la etapa de adsorción, la etapa de regeneración sin presión, y la etapa de recuperación de la presión en cada una de las torres de adsorción -10A- y -10B- durante el funcionamiento del aparato -Y2- de doble bomba de vacío en la etapa de regeneración sin presión y, de este modo, se obtuvo oxígeno a partir de aire que servía como de fuente de gas. La proporción de abertura de la placa -74- con orificio en el ejemplo 17 en el tubo de amortiguación -Z1- que tenía un diámetro interior de 400 mm fue del 20%, la proporción de abertura de la placa -74- con orificio en el ejemplo 18 fue del 25%, la proporción de abertura de la placa -74- con orificio en el ejemplo 19 fue del 29%, la proporción de abertura de la placa -74- con orificio en el ejemplo 20 fue del 33%, la proporción de abertura de la placa -74- con orificio en el ejemplo 21 fue del 39%, y la proporción de abertura de la placa -74- con orificio en el ejemplo 22 fue del 46%.

Como en el ejemplo 3, el tiempo mínimo de permanencia en el interior del tubo de amortiguación durante la operación de despresurización del aparato -Y2- de doble bomba de vacío fue medido en el caso del tubo de amortiguación -Z1- del aparato -Y2- de doble bomba de vacío en los ejemplos 17 a 22, y en todos ellos fue de 0,15 segundos. Como resultado de la medición de la aceleración de la vibración aplicada al eje -61a- de la válvula de conexión-desconexión -61- en estado abierto durante la operación de despresurización para los aparatos -Y2- de doble bomba de vacío, los valores máximos fueron los siguientes: 4,2 G (ejemplo 17), 3,8 G (ejemplo 18), 3,4 G (ejemplo 19), 3,0 G (ejemplo 20), 3,3 G (ejemplo 21), y 4,0 G (ejemplo 22). Los resultados de la medición para los ejemplos 17 a 22 se muestran en la tabla de la figura 19 y, asimismo están indicados con una línea continua en el gráfico de la figura 20. En el gráfico de la figura 20, el eje horizontal representa la proporción de abertura de la placa -74- con orificio (parte de limitación) (%), y el eje vertical representa la aceleración de la vibración (G) del eje -61ade la válvula de conexión-desconexión -61 -.

Evaluación

Una comparación de los ejemplos 3 a 22 y el ejemplo comparativo 3, indica que la aceleración de la vibración aplicada al eje -61a- de la válvula de conexión-desconexión -61- es menor en el sistema -X1 - de purificación de gas (ejemplos 3 a 22) mostrado en la figura 1, que tenía el tubo de amortiguación -Z1-, que en el sistema -X3- de purificación de gas (ejemplo comparativo 3) mostrado en la figura 17, en el que no estaba dispuesto este tubo de amortiguación. Además, si la longitud del tubo de amortiguación es la misma, esta aceleración de la vibración del eje -61a- de la válvula de conexión-desconexión -61- es menor cuando está dispuesta la placa -74- con orificio (ejemplos 10 a 16), que cuando no está dispuesta dicha placa con orificio. Además, en el aparato -Y2- de doble bomba de vacío (ejemplos 3 a 8, 10 a 15) que utilizan el tubo de amortiguación -Z1- en el interior del cual el tiempo mínimo de permanencia del exceso de gas es de 0,15 segundos o más, la aceleración de la vibración aplicada al eje -61 a- de la válvula de conexión-desconexión -61 - se puede hacer que sea especialmente pequeña.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Aparato (Y2) de doble bomba de vacío que comprende:

una primera bomba de vacío (40A) del tipo de desplazamiento positivo que incluye un puerto de aspiración (41) y un puerto de descarga (42);

una segunda bomba de vacío (40B) accionada conjuntamente con la primera bomba de vacío (40A) por medio de un único motor (51) e incluyendo un puerto de aspiración (41) y un puerto de descarga (42) y que tiene una capacidad de descarga menor que la capacidad de descarga de la primera bomba de vacío (40A);

una línea de conexión (52) que realiza la conexión entre el puerto de descarga (42) de la primera bomba de vacío (40A) y el puerto de aspiración (41) de la segunda bomba de vacío (40B) de una manera tal que el puerto de descarga (42) de la primera bomba de vacío (40A) y el puerto de aspiración (41) de la segunda bomba de vacío (40B) están en un estado de comunicación constante;

una línea de derivación (60) que tiene un primer extremo (E6) conectado a la línea de conexión (52) y un segundo extremo (E7) para emitir gas al exterior; y

una válvula de conexión-desconexión (61) dispuesta en la línea de derivación (60) entre el primer extremo (E6) y el segundo extremo (E7) de la misma,

en el que:

la válvula de conexión-desconexión (61) está configurada para ser conmutada de un estado abierto a un estado cerrado cuando la cantidad descargada desde el puerto de descarga (42) de la primera bomba de vacío (40A) ha disminuido para igualar la capacidad de descarga de la segunda bomba de vacío (40B);

la línea de derivación (60) comprende un tubo de amortiguación (Z1) entre el primer extremo (E6) y la válvula de conexión-desconexión (61) para suprimir la vibración del flujo del gas que circula por el interior de la línea de derivación (60); y

el tubo de amortiguación (Z1) incluye una parte de limitación para estrechar localmente la trayectoria del flujo del gas que pasa por el tubo de amortiguación (Z1),

caracterizado por que

la parte de limitación tiene una proporción de abertura del 20 al 46%.

2. Aparato (Y2) de doble bomba de vacío, según la reivindicación 1,

que comprende además un detector de presión (80) que detecta la presión adyacente al puerto de aspiración (41) de la primera bomba de vacío (40A),

en el que la válvula de conexión-desconexión (61) está configurada para ser conmutada del estado abierto al estado cerrado cuando el detector de presión (80) ha detectado que la cantidad descargada desde el puerto de descarga (42) de la primera bomba de vacío (40A) ha disminuido a un valor de la presión que indica que dicha cantidad descargada ha igualado la capacidad de descarga de la segunda bomba de vacío (40B).

3. Aparato (Y2) de doble bomba de vacío, según la reivindicación 1,

en el que la válvula de conexión-desconexión (61) está configurada para ser conmutada del estado abierto al estado cerrado cuando el detector de presión (80) ha detectado un valor de la presión que indica que la presión en el interior de la línea de conexión (52) ha disminuido hasta la presión atmosférica.

4. Aparato (Y2) de doble bomba de vacío, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,

en el que cada una de las primera y segunda bombas de vacío (40A, 40B) es una bomba Roots que incluye una envoltura (40a) y un rotor (40b) en el interior de la envoltura (40a), y el rotor (40b) de la primera bomba de vacío (40A) y el rotor (40b) de la segunda bomba de vacío (40B) están configurados para ser accionados de forma rotativa conjuntamente uno con el otro mediante un único motor (51).

5. Aparato (Y2) de doble bomba de vacío, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,

en el que el tubo de amortiguación (Z1) está configurado de modo que en el caso en que la válvula de conexióndesconexión (61) está en estado abierto, el tiempo mínimo de permanencia en el interior del tubo de amortiguación (Z1) del gas que pasa a través del mismo es de 0,15 segundos o más cuando la cantidad descargada desde el puerto de descarga (42) de la primera bomba de vacío (40A) sobrepasa la capacidad de descarga de la segunda bomba de vacío (40B).

6. Aparato (Y2) de doble bomba de vacío, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5,

en el que el tubo de amortiguación (Z1) incluye una pluralidad de partes de limitación para estrechar localmente la trayectoria del flujo del gas que pasa por el interior del tubo de amortiguación (Z1), y la pluralidad de partes de limitación incluye una primera parte de limitación situada en la parte de más arriba en la trayectoria del flujo y una segunda parte de limitación situada en la parte de más abajo.

7. Aparato (Y2) de doble bomba de vacío, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6,

en el que la parte de limitación es una placa (74) con orificio que tiene una abertura (74a), o una placa deflectora (75).

8. Aparato (Y2) de doble bomba de vacío, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7,

en el que la parte de limitación es una placa (74) con orificio que tiene una abertura (74a), y una parte de un borde de la abertura está al nivel de la superficie (73’) de la pared interior del tubo de amortiguación (Z1).

9. Aparato (Y2) de doble bomba de vacío, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8,

en el que el tubo de amortiguación (Z1) está configurado de modo que en el caso en que la válvula de conexióndesconexión (61) está en estado abierto, la velocidad máxima del flujo en el interior del tubo de amortiguación (Z1) del gas que pasa a través del mismo es de 6 a 12 m/segundo cuando la cantidad de gas descargado desde el puerto de descarga (42) de la primera bomba de vacío (40A) sobrepasa la capacidad de aspiración de la segunda bomba de vacío (40B).

10. Aparato (Y2) de doble bomba de vacío, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9,

en el que el tubo de amortiguación (Z1) incluye una primera pared extrema (71) en el primer lado extremo de la línea de derivación (60), una segunda pared extrema (72) en el segundo lado extremo, y una pared circundante (73) que se extiende entre las primera y segunda paredes extremas (71,72), y

la línea de derivación (60) incluye una parte (62) del tubo de conexión conectada al tubo de amortiguación (Z1) en una posición de la pared circundante en el lado de la primera pared extrema (71) para introducir gas en el tubo de amortiguación (Z1), y la parte (62) del tubo de conexión se extiende en una dirección que se cruza con la dirección de extensión (H) de la pared circundante (73).

11. Aparato (Y2) de doble bomba de vacío, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9,

la línea de derivación (60) incluye una parte (62) del tubo de conexión conectada al tubo de amortiguación (Z1) en la primera pared extrema (71) para introducir gas en el tubo de amortiguación (Z1), y la parte (62) del tubo de conexión tiene una estructura curvada para curvar el flujo de gas inmediatamente antes de que el gas sea introducido en el tubo de amortiguación (Z1).

12. Sistema (X1) de purificación de gas que comprende:

una torre de adsorción (10A) que tiene el interior lleno de un adsorbente, para depurar el gas mediante adsorción por cambio de presión; y

un aparato (Y2) de doble bomba de vacío según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, para despresurizar el interior de la torre de adsorción (10A).