JP2002154811A - Method and apparatus for producing gaseous nitrogen - Google Patents
Method and apparatus for producing gaseous nitrogenInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、窒素ガスの製造方
法および製造装置に関する技術であって、更に詳細に述
べると、窒素ガス発生装置に圧縮空気を通過させて窒素
ガスを作り出すのに加え、作り出された窒素ガスを増圧
するのに際しても圧縮空気を使用する、使いやすく無駄
の無い効率の良い且つ安定した窒素ガスを製造する技術
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for producing nitrogen gas. More specifically, the present invention relates to a method for producing nitrogen gas by passing compressed air through a nitrogen gas generator. The present invention relates to a technique for producing an efficient and stable nitrogen gas that is easy to use, has no waste, and uses compressed air even when increasing the pressure of the produced nitrogen gas.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の、窒素ガスの製造方法および製造
装置に関する技術としては、エアーコンプレッサで作り
出された圧縮空気を、本願発明に使用している装置と同
じ機器である、エアータンクと、冷凍式エアードライヤ
と、エアーフィルタと、ミクロミストフィルタと、活性
炭フィルタと、窒素ガス発生装置と、必要によってはタ
ンクと減圧弁と、流量計と、出口バルブより構成されて
いる装置を通過させることで窒素ガスを製造し使用して
いた。2. Description of the Related Art As a conventional technique relating to a method and an apparatus for producing nitrogen gas, a technique for producing compressed air produced by an air compressor is described below. By passing through a device consisting of an air dryer, air filter, micro mist filter, activated carbon filter, nitrogen gas generator, and if necessary, tank, pressure reducing valve, flow meter, and outlet valve. Nitrogen gas was produced and used.
【０００３】また、より効率的に窒素ガスを作り出すた
めに、窒素ガス発生装置の上流に圧縮空気の温度を高め
るヒーターを配設している場合も多かった。In order to more efficiently produce nitrogen gas, a heater for increasing the temperature of the compressed air is often provided upstream of the nitrogen gas generator.
【０００４】尚、窒素ガス発生装置としては、ガス分離
膜を構成している方式や吸着剤を構成している方式や深
冷法等の色々な方式があった。There have been various types of nitrogen gas generators, such as a system forming a gas separation membrane, a system forming an adsorbent, and a deep cooling method.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の、窒素ガスの製造方法および製造装置には、
以下に示すような課題があった。However, such a conventional method and apparatus for producing nitrogen gas include:
There were the following issues.
【０００６】第一に、窒素ガスを使用するに際し、酸化
防止の為に空気を窒素ガスに入れ替えるにしても、窒素
ガスで樹脂製品を発泡させるにしても、食品の風味や色
や香りを保持する為に削り節やお茶や紅茶やコーヒをパ
ックに窒素ガスを封入するにしても、一定の圧力を必要
とするが、圧縮空気を窒素ガス発生装置に通すだけで
は、必要とする圧力を得られない場合が多かった。[0006] First, when using nitrogen gas, the flavor, color and aroma of food are maintained regardless of whether air is replaced with nitrogen gas to prevent oxidation or whether resin products are foamed with nitrogen gas. Even if nitrogen gas is sealed in a pack of shaving nodes, tea, black tea or coffee, a certain pressure is required, but simply passing compressed air through a nitrogen gas generator can achieve the required pressure. Often not.
【０００７】第二に、窒素ガスは、ボンベに密閉したも
のを、持ち運んだり使用することが多かったが、従来の
窒素ガス発生装置に圧縮空気を通す方法だけではボンベ
に密閉する圧力としては不十分であった。Second, nitrogen gas sealed in a cylinder was often carried or used. However, the pressure for sealing the cylinder was not sufficient only by passing compressed air through a conventional nitrogen gas generator. Was enough.
【０００８】第三に、発生する窒素ガスの水分を含む異
物や異臭に関しては、あまり配慮していなかった。本発
明はこのような課題を解決することを目的としている。Third, much attention has not been paid to foreign substances including water and the unpleasant odor of the generated nitrogen gas. An object of the present invention is to solve such a problem.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、圧縮空気より
窒素ガスを作り出す窒素ガスの製造方法において、第一
圧縮空気１０１が、増圧手段６１に送り込まれて排出す
ることで窒素ガス１０３の増圧を助け、第二圧縮空気１
０２が、窒素ガス発生装置５１を通過させた後に前記窒
素ガス１０３として前記増圧手段６１に送り込まれるこ
とで高圧の窒素ガス１０４を作り出すことを特徴とし、
更には、前記第一圧縮空気１０１と前記第二圧縮空気１
０２は、分岐によって作り出すことを特徴とすることに
よって、上記課題を解決した。According to the present invention, there is provided a method for producing nitrogen gas from compressed air, wherein the first compressed air 101 is sent to a pressure increasing means 61 and discharged therefrom. Helps boost air pressure, 2nd compressed air 1
02 is fed into the pressure increasing means 61 as the nitrogen gas 103 after passing through the nitrogen gas generator 51, thereby creating a high-pressure nitrogen gas 104,
Further, the first compressed air 101 and the second compressed air 1
No. 02 has solved the above-mentioned problem by being created by branching.
【００１０】また、本発明は、圧縮空気より窒素ガスを
作り出す窒素ガスの製造装置において、第一圧縮空気１
０１を供給する系統と、第二圧縮空気１０２が窒素ガス
発生装置５１を経由することで窒素ガス１０３を供給す
る二つの系統を持ち、前記二つの系統の下流に位置し前
記第一圧縮空気１０１を受け入れるＳＵＰポート６２ａ
と前記第一圧縮空気１０１を排出するＥＸＨポート６２
ｂと前記窒素ガス１０３を受け入れるＩＮポート６２ｃ
と高圧の窒素ガス１０４を出すＯＵＴポート６２ｄを形
成した増圧弁６１を配設したことを特徴とし、更には、
前記第一圧縮空気１０１と前記第二圧縮空気１０２は、
共通のエアーコンプレッサ１で作り出されたものである
ことを特徴とすることによって、上記課題を解決した。The present invention also provides a nitrogen gas producing apparatus for producing nitrogen gas from compressed air.
01, and two systems for supplying the nitrogen gas 103 by passing the second compressed air 102 through the nitrogen gas generator 51. The first compressed air 101 is located downstream of the two systems. Port 62a that accepts
And an EXH port 62 for discharging the first compressed air 101
b and the IN port 62c for receiving the nitrogen gas 103
And a pressure-intensifying valve 61 formed with an OUT port 62d for outputting a high-pressure nitrogen gas 104.
The first compressed air 101 and the second compressed air 102
The above problem has been solved by being characterized by being produced by a common air compressor 1.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】本願発明による、窒素ガスの製造
方法および製造装置の実施の形態を図面と共に詳細に説
明する。ここで、図１は、本願発明を示した図であり、
図２は、本願発明の別の実施形態を示した図であり、図
３は、本願発明に使用している増圧弁の構造を示した図
である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a method and apparatus for producing nitrogen gas according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, FIG. 1 is a diagram showing the present invention,
FIG. 2 is a view showing another embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a view showing a structure of a pressure increasing valve used in the present invention.
【００１２】図１で、１は圧縮空気を作り出すエアーコ
ンプレッサであり、図１には具体的に記載していない
が、圧縮機本体と電動機から構成され、その間はベルト
で回転運動が伝達されるようになっていて、圧縮機本体
に形成された空気取入口から大気９１を吸い込むように
なっている。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an air compressor for producing compressed air. Although not specifically shown in FIG. 1, the air compressor comprises a compressor main body and an electric motor, between which rotational motion is transmitted by a belt. The atmosphere 91 is sucked through an air inlet formed in the compressor body.
【００１３】更に、エアーコンプレッサ１には配管が接
続していて、その配管には、圧縮空気を貯蔵するエアー
タンク２と、圧縮空気を冷凍することによって乾燥させ
る冷凍式エアードライヤ３と、圧縮空気内の異物を除去
するエアーフィルタ４と、圧縮空気内の小さな異物を除
去するミクロミストフィルタ５と、圧縮空気内の異臭を
除去する活性炭フィルタ６を配設することによって、乾
燥して異物の除去された第一圧縮空気１０１が増圧手段
である増圧弁６１のＳＵＰポート６２ａに供給され、同
様に、乾燥して異物の除去された第二圧縮空気１０２が
窒素ガス発生装置５１に供給されるようになっている。
ここで、第一圧縮空気１０１と第二圧縮空気１０２
は、同一の配管から分岐して供給されている。Further, a pipe is connected to the air compressor 1, and the pipe is connected to an air tank 2 for storing compressed air, a refrigeration air dryer 3 for drying the compressed air by freezing, and a compressed air. By installing an air filter 4 for removing foreign matter in the air, a micro mist filter 5 for removing small foreign matter in the compressed air, and an activated carbon filter 6 for removing an unpleasant odor in the compressed air, the dried foreign matter is removed. The compressed first compressed air 101 is supplied to the SUP port 62a of the pressure increasing valve 61, which is a pressure increasing means, and similarly, the second compressed air 102 from which foreign matter has been removed by drying is supplied to the nitrogen gas generator 51. It has become.
Here, the first compressed air 101 and the second compressed air 102
Are supplied branched from the same pipe.
【００１４】また、第一圧縮空気１０１と第二圧縮空気
１０２が分岐する地点から、別の圧縮空気を供給する配
管を分岐させて、エアーシリンダーやエアモータ等を構
成した各種の空圧機器を作動させるようにしてもよい。
この場合、分岐は、一系列だけでなく、二系列でも、
三系列でも、可能であればそれ以上でも作動させること
が出来る。Further, from the point where the first compressed air 101 and the second compressed air 102 are branched, a pipe for supplying another compressed air is branched to operate various pneumatic devices such as an air cylinder and an air motor. You may make it do.
In this case, the branch is not only one line, but also two lines,
It can be operated with three lines or more if possible.
【００１５】尚、これ等の機器２、３、４、５、６の下
部には、各々、図１には具体的に記載していないが、圧
縮空気より水蒸気を露化することで発生したドレンを排
出するドレン抜き弁やドレントラップを、両方共、また
は、何れか一方のみを接続してもよい。 更に、エアー
タンク２はエアーコンプレッサ１と一体になっているこ
ともあるし、他の所に位置している場合もある。Although not specifically shown in FIG. 1, the lower portions of these devices 2, 3, 4, 5, and 6 are generated by dewatering steam from compressed air. A drain discharge valve or a drain trap for discharging drain may be connected to both or only one of them. Further, the air tank 2 may be integrated with the air compressor 1 or may be located elsewhere.
【００１６】ここで、冷凍式エアードライヤ３は、冷却
によって水蒸気を露化して圧縮空気を乾燥させている
が、中空糸によるものや乾燥剤によるもの等、別の方法
でもかまわない。 何れにしても、圧縮空気を乾燥させ
るドライヤーを配設することによって、水分による不具
合が以降の各種機器で発生するのを防止している。Here, the refrigeration air dryer 3 exposes water vapor by cooling to dry compressed air. However, other methods such as a method using a hollow fiber and a method using a desiccant may be used. In any case, by providing a dryer for drying the compressed air, a problem due to moisture is prevented from occurring in subsequent various devices.
【００１７】また、各フィルタ４、５、６の性能をもう
少し詳細に記すると、エアーフィルタ４は、圧縮空気内
に存在する３μ以上の大きい異物を除去する能力とした
ときに、ミクロミストフィルタ５は、圧縮空気内に存在
する０．０１μ以上の小さい異物を除去する能力が望ま
しく、活性炭フィルタ６は、圧縮空気内の臭いを除去す
る能力のものを使用している。The performance of each of the filters 4, 5, and 6 will be described in more detail. The air filter 4 has a capability of removing a large foreign substance of 3 μm or more existing in compressed air. It is desirable that the activated carbon filter 6 has a capability of removing a small foreign substance of 0.01 μm or more existing in the compressed air, and the activated carbon filter 6 has a capability of removing an odor in the compressed air.
【００１８】但し、エアーフィルタ４とミクロミストフ
ィルタ５の能力については、３μと０．０１μにこだわ
る必要は無いが、能力差のかなり異なる２種のフィルタ
４、５を連続して使用することが大切なことである。However, the capacity of the air filter 4 and the micro mist filter 5 does not need to be limited to 3 μ and 0.01 μ, but two types of filters 4 and 5 having considerably different capacities can be continuously used. It is important.
【００１９】一方、窒素ガス発生装置５１としては、ガ
ス分離膜を構成している方式や吸着剤を構成している方
式や深冷法等の色々な方式がある。 この場合、図１に
は具体的に記載していないが、中空糸等によるガス分離
膜を構成している方式のものを使用していて、圧縮空気
から酸素リッチガス９５を分離排出し、残った窒素ガス
１０３を増圧手段である増圧弁６１のＩＮポート６２ｃ
に供給するようになっている。 尚、この酸素リッチガ
ス９５は、酸素ガスとして利用することが考えられる。On the other hand, as the nitrogen gas generator 51, there are various methods such as a method forming a gas separation membrane, a method forming an adsorbent, and a deep cooling method. In this case, although not specifically described in FIG. 1, a gas separation membrane constituted by a hollow fiber or the like is used, and the oxygen-rich gas 95 is separated and discharged from the compressed air and remains. The IN port 62c of the pressure-intensifying valve 61 serving as a pressure-intensifying means
To be supplied. The oxygen-rich gas 95 can be used as oxygen gas.
【００２０】従って、図１には具体的に記載していない
が、酸素リッチガス９５の下流に酸素配管を接続し、そ
の酸素配管を流れる酸素リッチガス９５を酸素ガスとし
て使用可能な圧力である０．０５ＭＰａないし０．３Ｍ
Ｐａに増圧する増圧弁と、増圧した酸素リッチガス９５
を一担貯蔵する酸素タンクを記載の順序で配設すること
も考えられる。Therefore, although not specifically described in FIG. 1, an oxygen pipe is connected downstream of the oxygen-rich gas 95, and the oxygen-rich gas 95 flowing through the oxygen pipe 95 has a pressure which can be used as oxygen gas. 05MPa to 0.3M
A pressure-intensifying valve for increasing the pressure to Pa and an oxygen-rich gas 95 for which the pressure has been increased.
It is also conceivable to arrange the oxygen tanks for storing all the components in the order described.
【００２１】ところで、酸素ガスは、０．０５ＭＰａな
いし０．３ＭＰａにまで増圧するのが望ましい。 その
理由は、酸素ガスがある程度の圧力にまでなっていない
と、使用する場所に供給することすら出来ないからであ
る。Incidentally, it is desirable to increase the pressure of the oxygen gas to 0.05 MPa to 0.3 MPa. The reason is that the oxygen gas cannot be even supplied to the place where it is used unless it reaches a certain pressure.
【００２２】この場合、酸素タンクの下部には、酸素リ
ッチガス９５より発生して酸素タンク内に溜まった油を
含むドレンを排出するドレン抜き弁が配設した方が良
い。この様にして、酸素タンクからは、容易に増圧酸素
を取り出すことが可能とすることも出来る。 尚、増圧
弁に替えてエアーコンプレッサを設けることも考えられ
る。In this case, a drain valve for discharging drain containing oil generated from the oxygen-rich gas 95 and accumulated in the oxygen tank is preferably provided below the oxygen tank. In this way, it is possible to easily take out the boosted oxygen from the oxygen tank. It is also conceivable to provide an air compressor instead of the pressure increasing valve.
【００２３】次に、増圧手段である増圧弁６１の構造を
示す。 先ず、増圧弁６１には、第一圧縮空気１０１を
受け入れるＳＵＰポート６２ａと第一圧縮空気１０１を
排出するＥＸＨポート６２ｂと窒素ガス１０３を受け入
れるＩＮポート６２ｃと高圧の窒素ガス１０４を排出す
るＯＵＴポート６２ｄを形成している。Next, the structure of the pressure increasing valve 61 as the pressure increasing means will be described. First, the pressure increasing valve 61 has a SUP port 62a for receiving the first compressed air 101, an EXH port 62b for discharging the first compressed air 101, an IN port 62c for receiving the nitrogen gas 103, and an OUT port for discharging the high-pressure nitrogen gas 104. 62d is formed.
【００２４】ここで、図３に見られるように、増圧弁６
１は、室イ６２Ａと中央部６２Ｂと室ロ６２Ｃから成る
増圧弁本体６２と、ピストンい６３Ａとピストンロッド
６３Ｂとピストンろ６３Ｃから成るピストン６３と、ガ
バナ６４と、切換バルブ６５と、４組のチェック弁６６
Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄから構成されている。ここ
において、増圧弁本体６２の中央部６２Ｂには、真ん中
をピストンロッド６３Ｂが摺動可能に形成されていて、
ガバナ６４と、切換バルブ６５と、４組のチェック弁６
６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄと、その他の窒素ガスを
通す配管が収納されている。Here, as seen in FIG.
Reference numeral 1 denotes a pressure-intensifying valve main body 62 including a chamber A 62A, a central portion 62B, and a chamber 62C, a piston 63 including a piston 63A, a piston rod 63B, and a piston filter 63C, a governor 64, a switching valve 65, and four sets. Check valve 66
A, 66B, 66C, and 66D. Here, a piston rod 63B is formed slidably in the middle of a central portion 62B of the pressure-intensifying valve body 62,
Governor 64, switching valve 65, and four sets of check valves 6
6A, 66B, 66C, 66D and other pipes for passing nitrogen gas are stored.
【００２５】また、ピストン６３は、ピストンい６３Ａ
が室イ６２Ａの全ストロークを作動する間に、ピストン
ろ６３Ｃが室ロ６２Ｃの全ストロークを作動するように
配設されている。 即ち、室イ６２Ａのストロークと室
ロ６２Ｃのストロークが同一に設定されている。The piston 63 has a piston 63A.
While the piston operates the full stroke of the chamber 62A, the piston filter 63C is arranged to operate the full stroke of the chamber 62C. That is, the stroke of the chamber A 62A and the stroke of the chamber B 62C are set to be the same.
【００２６】更に、ピストンい６３Ａが室イ６２Ａ内を
作動する過程で、ピストンい６３Ａは、室イ６２Ａを、
ピストンロッド６３Ｂと反対側の駆動室イ６２ＡＡとピ
ストンロッド６３Ｂ側の増圧室イ６２ＡＢに分け、ピス
トンろ６３Ｃが室ロ６２Ｃを作動する過程で、ピストン
ろ６３Ｃは、室ロ６２Ｃを、ピストンロッド６３Ｂと反
対側の駆動室ロ６２ＣＢとピストンロッド６３Ｂ側の増
圧室ロ６２ＣＡに分けている。Further, during the operation of the piston 63A inside the chamber 62A, the piston 63A
The driving chamber 62A on the opposite side of the piston rod 63B and the pressure-intensifying chamber 62AB on the piston rod 63B side are divided into two. When the piston filter 63C operates the chamber 62C, the piston filter 63C removes the chamber 62C from the piston rod 62C. The drive chamber B 62CB on the side opposite to the drive chamber 63B and the pressure increasing chamber B 62CA on the piston rod 63B side are divided.
【００２７】尚、図３に示している増圧弁６１はピスト
ンい６３Ａの断面積とピストンろ６３Ｃの断面積を等し
くしている。 一方、図３には具体的に記載していない
が、別の増圧弁６１の構造として、ピストンい６３Ａの
断面積とピストンろ６３Ｃの断面積を異なるようにし、
増圧室イ６２ＡＢを駆動室ロ６２ＣＢとして使用し駆動
室ロ６２ＣＢを増圧室イ６２ＡＢとして使用するように
各々を入れ替えて、ＩＮポート６２ｃに接続したチェッ
ク弁６６ＡとＯＵＴポート６２ｄに接続したチェック弁
６６Ｃを増圧室イ６２ＡＢに接続し、ＩＮポート６２ｃ
に接続したチェック弁６６ＢとＯＵＴポート６２ｄに接
続したチェック弁６６Ｄを増圧室ロ６２ＣＡに接続する
ことによって、流量特性を中心に圧力特性や充填特性を
変えることが出来るものも考えられる。The pressure increasing valve 61 shown in FIG. 3 has the same cross-sectional area of the piston 63A and the cross-sectional area of the piston filter 63C. On the other hand, although not specifically described in FIG. 3, as another structure of the pressure increasing valve 61, the sectional area of the piston 63 </ b> A and the sectional area of the piston filter 63 </ b> C are different.
A check valve 66A connected to the IN port 62c and a check connected to the OUT port 62d are exchanged so that the booster chamber A 62AB is used as the drive chamber B 62CB and the drive chamber B 62CB is used as the booster chamber A 62AB. The valve 66C is connected to the pressure-intensifying chamber a 62AB, and the IN port 62c is connected.
By connecting the check valve 66B connected to the pump port 66D and the check valve 66D connected to the OUT port 62d to the pressure-intensifying chamber 62CA, it is possible to change the pressure characteristic and the charging characteristic mainly on the flow rate characteristic.
【００２８】ところで、窒素ガスは、１ＭＰａないし１
０ＭＰａにまで増圧するのが望ましい。 その理由とし
ては、窒素ガスがある程度の圧力になっていないと、酸
化防止の為に空気を窒素ガスに入れ替えるにしても、窒
素ガスで樹脂製品を発泡させるにしても、食品の風味や
色や香りを保持する為に削り節やお茶や紅茶やコーヒを
パックに窒素ガスを封入するにしても目的を達成するこ
とができないし、場合によっては、ボンベに密閉して使
用したいということもある。 従って、使用目的によっ
ては、大気圧より少し高い程度でも良いし、超高圧のボ
ンベに密閉するということを考えると、更に上を言えば
２０ＭＰａということも考えられる。Incidentally, the nitrogen gas ranges from 1 MPa to 1 MPa.
It is desirable to increase the pressure to 0 MPa. The reason is that if nitrogen gas is not at a certain pressure, air may be replaced with nitrogen gas to prevent oxidation, resin products may be foamed with nitrogen gas, or the flavor and color of food may be reduced. Even if nitrogen gas is sealed in the pack with shavings, tea, black tea, or coffee to retain the scent, the purpose cannot be achieved, and in some cases, it may be desirable to use it in a closed cylinder. Therefore, depending on the purpose of use, the pressure may be slightly higher than the atmospheric pressure, and in consideration of the fact that it is sealed in an ultra-high pressure cylinder, 20 MPa may be considered.
【００２９】また、タンク７１は配管の末端で安定した
状態で増圧窒素９７を供給するために配設したものであ
り、タンク７１の下部には、図１には具体的に記載して
いないが、高圧の窒素ガス１０４より露化することで発
生してタンク７１内に溜まった油を含むドレンを外部に
排出するためのドレン抜き弁を配設することも考えられ
る。The tank 71 is provided at the end of the pipe so as to supply the pressurized nitrogen 97 in a stable state. The lower part of the tank 71 is not specifically shown in FIG. However, it is also conceivable to provide a drain valve for discharging the drain containing oil generated by dew from the high-pressure nitrogen gas 104 and accumulated in the tank 71 to the outside.
【００３０】尚、タンク７１の下流には、タンク７１に
貯蔵された高圧の窒素ガス１０４を増圧窒素９７として
具体的に使用する際に必要な圧力まで減圧する減圧弁７
２や、増圧窒素９７の流れる量を測定する流量計７３
や、増圧窒素９７の流れを開閉する出口バルブ７４を配
設している。In addition, downstream of the tank 71, a pressure reducing valve 7 for reducing the pressure of the high-pressure nitrogen gas 104 stored in the tank 71 to a pressure required when the nitrogen gas 104 is specifically used as the boosted nitrogen 97.
2 and a flow meter 73 for measuring the flow amount of the pressurized nitrogen 97
Also, an outlet valve 74 for opening and closing the flow of the pressurized nitrogen 97 is provided.
【００３１】本発明による、窒素ガスの製造方法および
製造装置は、前述したように構成されており、以下に、
その動作について説明する。The method and apparatus for producing nitrogen gas according to the present invention are configured as described above.
The operation will be described.
【００３２】先ず、電動機の電源が入ってエアーコンプ
レッサ１が作動すると、空気取入口より大気９１を吸引
し、圧縮空気が作り出される。 そこで、作り出された
圧縮空気は、密閉されたエアータンク２に一担貯蔵され
るようになっている。 この場合、分岐した配管の末端
で各種の空圧機器が作動して圧縮空気が必要になった
り、増圧弁６１や窒素ガス発生装置５１が配設している
配管の末端で増圧窒素９５が必要になったり、酸素リッ
チガス９５の流れている酸素配管の末端で増圧酸素が必
要になると、エアータンク２から圧縮空気が流出し、冷
凍式エアードライヤ３とエアーフィルタ４とミクロミス
トフィルタ５と活性炭フィルタ６を経由することによっ
て、乾燥して異物の除去された第一圧縮空気１０１と第
二圧縮空気１０２やその他の圧縮空気が得られるように
なっている。First, when the power of the electric motor is turned on and the air compressor 1 is operated, the atmosphere 91 is sucked from the air inlet, and compressed air is produced. Therefore, the produced compressed air is stored in a closed air tank 2. In this case, various pneumatic devices operate at the end of the branched pipe to require compressed air, or the boosted nitrogen 95 is discharged at the end of the pipe in which the booster valve 61 and the nitrogen gas generator 51 are disposed. When it becomes necessary or when pressure-increasing oxygen is required at the end of the oxygen pipe through which the oxygen-rich gas 95 flows, compressed air flows out of the air tank 2, and the refrigeration air dryer 3, the air filter 4, the micro mist filter 5 By passing through the activated carbon filter 6, the first compressed air 101, the second compressed air 102, and other compressed air from which foreign substances have been removed by drying can be obtained.
【００３３】ここで、第一圧縮空気１０１は、増圧弁６
１に形成されているＳＵＰポート６２ａに送り込まれ
る。 一方、第二圧縮空気１０２は、窒素ガス発生装置
５１に送り込まれる。Here, the first compressed air 101 is supplied to the pressure increasing valve 6.
1 is sent to the SUP port 62a formed in the SUP port. On the other hand, the second compressed air 102 is sent to the nitrogen gas generator 51.
【００３４】また、窒素ガス発生装置５１に送り込まれ
た第二圧縮空気１０２は、窒素ガス１０３を分離して酸
素リッチガス９５を排出し、分離された窒素ガス１０３
は増圧弁６１に形成されているＩＮポート６２ｃに送り
込まれるようになっている。The second compressed air 102 sent to the nitrogen gas generator 51 separates the nitrogen gas 103 and discharges the oxygen-rich gas 95, and the separated nitrogen gas 103
Are fed to an IN port 62c formed in the pressure increasing valve 61.
【００３５】次に、増圧弁６１では、先ず増圧弁６１に
形成されているＩＮポート６２ｃから窒素ガス１０３が
送り込まれ、チェック弁６６Ａ、６６Ｂから増圧室イ６
２ＡＢと増圧室ロ６２ＣＡに通じている。 一方、ガバ
ナ６４と切換バルブ６５を経由して駆動室ロ６２ＣＢに
第一圧縮空気１０１が供給される。 すると、駆動室ロ
６２ＣＢの第一圧縮空気１０１と増圧室イ６２ＡＢの窒
素ガス１０３がピストン６３に作用し、増圧室ロ６２Ｃ
Ａの窒素ガス１０３を増圧する。 そこで、ピストン６
３が作動することで増圧した窒素ガス１０３をチェック
弁６６Ｄから増圧弁６１に形成されているＯＵＴポート
６２ｄの方に送り出すようになっている。Next, in the pressure-intensifying valve 61, first, the nitrogen gas 103 is fed from the IN port 62c formed in the pressure-increasing valve 61, and the nitrogen gas 103 is supplied from the check valves 66A and 66B.
2AB and the pressure intensifier chamber 62CA. On the other hand, the first compressed air 101 is supplied to the drive chamber 62CB via the governor 64 and the switching valve 65. Then, the first compressed air 101 of the driving chamber 62CB and the nitrogen gas 103 of the pressure-intensifying chamber 62AB act on the piston 63, and the pressure-increasing chamber 62C
The nitrogen gas 103 of A is increased in pressure. So, piston 6
The nitrogen gas 103 whose pressure has been increased by the operation of the valve 3 is sent from the check valve 66D to the OUT port 62d formed in the pressure-intensifying valve 61.
【００３６】更に、ピストン６３がストロークエンドに
来ると、切換バルブ６５は、駆動室ロ６２ＣＢが排気、
駆動室イ６２ＡＡが供給の状態に切換わる。 すると、
ピストン６３が反転して、こんどは増圧室ロ６２ＣＡと
駆動室イ６２ＡＡの圧力で、増圧室イ６２ＡＢの窒素ガ
ス１０３を増圧しながら増圧弁６１に形成されているＯ
ＵＴポート６２ｄの方に送り出す。 この様にして、以
上のことを繰り返しながら増圧弁６１に形成されている
ＯＵＴポート６２ｄに増圧弁６１に形成されているＩＮ
ポート６２ｃより高い圧力の高圧の窒素ガス１０４を連
続的に作り出すようになっている。Further, when the piston 63 comes to the end of the stroke, the switching valve 65 switches the driving chamber 62CB to exhaust,
The driving chamber 62AA is switched to the supply state. Then
The piston 63 is inverted, and the pressure of the nitrogen gas 103 in the booster chamber 62AB is increased by the pressure of the booster chamber 62CA and the drive chamber A 62AA.
Send to UT port 62d. In this manner, by repeating the above, the IN port formed on the pressure increasing valve 61 is connected to the OUT port 62d formed on the pressure increasing valve 61.
The high-pressure nitrogen gas 104 having a higher pressure than the port 62c is continuously produced.
【００３７】この場合、増圧弁６１に形成されているＯ
ＵＴポート６２ｄの圧力は、その圧力をフィードバック
させているガバナ６４機構のハンドル操作で任意に設定
することが出来るようになっている。 尚、各々のピス
トン６３Ａ、６３Ｃの断面積を変え増圧弁イ６２ＡＢと
駆動室ロ６２ＣＡの位置を相互に入れ替えた場合の動作
に関しても前述と同じ働きをする。In this case, the O formed in the pressure increasing valve 61
The pressure of the UT port 62d can be arbitrarily set by operating the handle of the governor 64 mechanism that feeds back the pressure. The same operation as described above is also performed when the cross-sectional areas of the pistons 63A and 63C are changed and the positions of the pressure-intensifying valve 62AB and the drive chamber 62CA are interchanged.
【００３８】この様にして、窒素ガス１０３を増圧する
理由は、窒素ガス１０３がある程度の圧力になっていな
いと、酸化防止の為に空気を窒素ガスに入れ替えるにし
ても、窒素ガスで樹脂製品を発泡させるにしても、食品
の風味や色や香りを保持する為に削り節やお茶や紅茶や
コーヒをパックに窒素ガスを封入するにしても目的を達
成することが出来ない為である。 また、窒素ガス１０
３を運搬する為には、ボンベに密閉したらより便利であ
るという理由によることでもある。The reason why the pressure of the nitrogen gas 103 is increased in this manner is that if the nitrogen gas 103 is not at a certain pressure, even if the air is replaced with nitrogen gas in order to prevent oxidation, the resin product can be replaced with nitrogen gas. This is because even if foaming is used, even if nitrogen gas is sealed in a pack of shaved knots, tea, black tea or coffee in order to maintain the flavor, color and aroma of the food, the object cannot be achieved. In addition, nitrogen gas 10
This is because it is more convenient to transport 3 in a cylinder.
【００３９】最後に、増圧弁６１によって増圧された高
圧の窒素ガス１０４は、タンク７１に一担貯蔵すること
で、使用する機器に増圧窒素９７を供給する過程で脈動
が発生するのを防止している。 また、タンク７１から
の高圧の窒素ガス１０４は、減圧弁７２によって増圧窒
素９７として使用するのに適した圧力に減圧された後、
流量計７３と出口バルブ７４を経由して増圧窒素９７と
して使用されるようになっている。Finally, the high-pressure nitrogen gas 104 pressurized by the pressure-intensifying valve 61 is stored in the tank 71 in a single operation, thereby preventing pulsation from occurring in the process of supplying the pressurized nitrogen 97 to the equipment to be used. It is preventing. Further, after the high-pressure nitrogen gas 104 from the tank 71 is reduced to a pressure suitable for use as the increased-pressure nitrogen 97 by the pressure reducing valve 72,
It is designed to be used as pressurized nitrogen 97 via a flow meter 73 and an outlet valve 74.
【００４０】一方、窒素ガス発生装置５１より排出され
た酸素リッチガス９５は、図１には具体的に記載してい
ないが、窒素ガス発生装置５１に接続している酸素配管
に送り込まれ、増圧弁で所定の圧力に増圧された後、一
担酸素タンクに貯蔵され、必要に応じて増圧酸素として
使用されることも考えられる。On the other hand, the oxygen-rich gas 95 discharged from the nitrogen gas generator 51 is fed into an oxygen pipe connected to the nitrogen gas generator 51, although not specifically shown in FIG. It is also conceivable that the pressure is increased to a predetermined pressure, stored in a single oxygen tank, and used as pressure-increasing oxygen if necessary.
【００４１】更に、本願発明の特徴として特に強調した
いことは、第一圧縮空気１０１は、窒素ガス１０３を増
圧して高圧の窒素ガス１０４とする為のエネルギー源と
して使用していることである。 そのために、増圧弁６
１には、第一圧縮空気１０１を受け入れるＳＵＰポート
６２ａと第一圧縮空気１０１を排出するＥＸＨポート６
２ｂと窒素ガス１０３を受け入れるＩＮポート６２ｃと
高圧の窒素ガス１０４を排出するＯＵＴポート６２ｄを
形成しているということである。 この事によって、コ
ストの高い窒素ガス１０３が無駄に廃棄されることもな
く高圧の窒素ガス１０４を作り出せる装置となっている
のである。It should be further emphasized that the feature of the present invention is that the first compressed air 101 is used as an energy source for increasing the pressure of the nitrogen gas 103 into a high-pressure nitrogen gas 104. Therefore, the booster valve 6
1 has a SUP port 62a for receiving the first compressed air 101 and an EXH port 6 for discharging the first compressed air 101.
2b and an IN port 62c for receiving the nitrogen gas 103 and an OUT port 62d for discharging the high-pressure nitrogen gas 104. This makes it possible to produce the high-pressure nitrogen gas 104 without wasting the expensive nitrogen gas 103 wastefully.
【００４２】尚、図２には本願発明の別の実施形態を示
している。 この場合、この別の実施形態が図１に示さ
れる実施形態と異なっている点は、第一圧縮空気１０１
と第二圧縮空気１０２が別のエアーコンプレッサ１、２
１で作り出されていることである。FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. In this case, the difference between this alternative embodiment and the embodiment shown in FIG.
And the second compressed air 102 are separated into separate air compressors 1 and 2
That is what is created in 1.
【００４３】即ち、第一圧縮空気１０１は、エアーコン
プレッサ１から始まって、圧縮空気を貯蔵するエアータ
ンク２と、圧縮空気を冷凍することによって乾燥させる
冷凍式エアードライヤ３と、圧縮空気内の異物を除去す
るエアーフィルタ４と、圧縮空気内の小さな異物を除去
するミクロミストフィルタ５と、圧縮空気内の異臭を除
去する活性炭フィルタ６を経由することによって作り出
している。 また、第二圧縮空気１０２は、エアーコン
プレッサ２１から始まって、圧縮空気を貯蔵するエアー
タンク２２と、圧縮空気を冷凍することによって乾燥さ
せる冷凍式エアードライヤ２３と、圧縮空気内の異物を
除去するエアーフィルタ２４と、圧縮空気内の小さな異
物を除去するミクロミストフィルタ２５と、圧縮空気内
の異臭を除去する活性炭フィルタ２６を経由することに
よって作り出している。That is, the first compressed air 101 starts from the air compressor 1 and has an air tank 2 for storing the compressed air, a refrigeration air dryer 3 for drying the compressed air by freezing it, and foreign matter in the compressed air. It is created by passing through an air filter 4 for removing air, a micro mist filter 5 for removing small foreign matter in the compressed air, and an activated carbon filter 6 for removing an odor in the compressed air. Further, the second compressed air 102 starts from the air compressor 21, an air tank 22 for storing the compressed air, a refrigeration air dryer 23 for drying the compressed air by freezing, and removing foreign substances in the compressed air. It is created by passing through an air filter 24, a micro mist filter 25 for removing small foreign matter in the compressed air, and an activated carbon filter 26 for removing an odor in the compressed air.
【００４４】尚、窒素ガス発生装置５１と増圧弁５１と
それ以降の機器にかんしては、既に記載している実施形
態と同じであるので、具体的な記載は省略する。The nitrogen gas generator 51, the pressure intensifier valve 51, and the subsequent devices are the same as those of the previously described embodiment, and therefore, detailed description is omitted.
【００４５】また、エアーコンプレッサ２１やエアータ
ンク２２や冷凍式エアードライヤ２３やエアーフィルタ
２４やミクロミストフィルタ２５や活性炭フィルタ２６
は、能力は別として同じような働きをするものと考えて
良い。The air compressor 21, the air tank 22, the refrigeration air dryer 23, the air filter 24, the micro mist filter 25, the activated carbon filter 26
Can be considered to work in a similar way apart from their abilities.
【００４６】この様に、第一圧縮空気１０１と第二圧縮
空気１０２を２つのエアーコンプレッサ１、２１で別々
に作り出そうとする理由は、第一圧縮空気１０１と第二
圧縮空気１０２の流量や圧力を状況に応じて自由に制御
することが容易となるためである。As described above, the reason why the first compressed air 101 and the second compressed air 102 are to be separately produced by the two air compressors 1 and 21 is that the flow rate and the pressure of the first compressed air 101 and the second compressed air 102 are different. Is easily controlled according to the situation.
【００４７】[0047]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
により、下記のような効果をあげることができる。As is apparent from the above description, the present invention has the following effects.
【００４８】第一に、窒素ガスを使って、酸化防止の為
に空気を窒素ガスに入れ替えるにしても、窒素ガスで樹
脂製品を発泡させるにしても、食品の風味や色や香りを
保持する為に削り節やお茶や紅茶やコーヒをパックに窒
素ガスを封入するにしても目的を達成する為に一定の圧
力を必要とするが、必要とする圧力を自由に得られるよ
うになった。First, using nitrogen gas to replace the air with nitrogen gas to prevent oxidation, or to foam resin products with nitrogen gas, retain the flavor, color and aroma of the food. Therefore, even if nitrogen gas is sealed in a pack of shavings, tea, black tea or coffee, a certain pressure is required to achieve the purpose, but the required pressure can be obtained freely.
【００４９】第二に、窒素ガスは、ボンベに密閉したも
のを持ち運んだり使用することが多かったが、自由に窒
素ガスをボンベに充填出来る圧力まで高めることが出来
るようになった。Second, nitrogen gas is often carried or used in a sealed state in a cylinder, but the pressure can be increased to a level at which nitrogen gas can be freely filled in the cylinder.
【００５０】第三に、圧縮空気だけで、コストの高い高
圧の窒素ガスを無駄に廃棄することなく作ることが可能
となった。Third, it has become possible to produce high-cost, high-pressure nitrogen gas without waste by using only compressed air.
【００５１】第四に、発生した窒素ガスの異物や臭いに
関し、相当に配慮したことにより、食品や医療や薬品・
・・等の分野でも安心して使用可能な装置となった。Fourth, considerable consideration has been given to foreign matter and odor of the generated nitrogen gas, so
・ ・ It became a device that can be used safely in the fields such as.
【図１】本願発明を示した図FIG. 1 shows the present invention.
【図２】本願発明の別の実施形態を示した図FIG. 2 is a diagram showing another embodiment of the present invention.
【図３】本願発明に使用している増圧弁の構造を示した
図FIG. 3 is a diagram showing a structure of a pressure boosting valve used in the present invention.
【符号の説明】 １・・・・・・エアーコンプレッサ ２・・・・・・エアータンク ３・・・・・・冷凍式エアードライヤ ４・・・・・・エアーフィルタ ５・・・・・・ミクロミストフィルタ ６・・・・・・活性炭フィルタ ２１・・・・・エアーコンプレッサ ２２・・・・・エアータンク ２３・・・・・冷凍式エアードライヤ ２４・・・・・エアーフィルタ ２５・・・・・ミクロミストフィルタ ２６・・・・・活性炭フィルタ ５１・・・・・窒素ガス発生装置 ６１・・・・・増圧弁（増圧手段） ６２・・・・・増圧弁本体 ６２Ａ・・・・室イ ６２ＡＡ・・・駆動室イ ６２ＡＢ・・・増圧室イ ６２Ｂ・・・・中央部 ６２Ｃ・・・・室ロ ６２ＣＡ・・・増圧室ロ ６２ＣＢ・・・駆動室ロ ６２ａ・・・・ＳＵＰポート ６２ｂ・・・・ＥＸＨポート ６２ｃ・・・・ＩＮポート ６２ｄ・・・・ＯＵＴポート ６３・・・・・ピストン ６３Ａ・・・・ピストンい ６３Ｂ・・・・ピストンロッド ６３Ｃ・・・・ピストンろ ６４・・・・・ガバナ ６５・・・・・切換バルブ ６６Ａ・・・・チェック弁 ６６Ｂ・・・・チェック弁 ６６Ｃ・・・・チェック弁 ６６Ｄ・・・・チェック弁 ７１・・・・・タンク ７２・・・・・減圧弁 ７３・・・・・流量計 ７４・・・・・出口バルブ ９１・・・・・大気 ９５・・・・・酸素リッチガス ９７・・・・・増圧窒素 １０１・・・・第一圧縮空気 １０２・・・・第二圧縮空気 １０３・・・・窒素ガス １０４・・・・高圧の窒素ガス[Description of Signs] 1 ... Air compressor 2 ... Air tank 3 ... Refrigeration air dryer 4 ... Air filter 5 ... Micro mist filter 6 ... activated carbon filter 21 ... air compressor 22 ... air tank 23 ... refrigeration air dryer 24 ... air filter 25 ... ..Micro mist filter 26 ........ Activated carbon filter 51 ..... Nitrogen gas generator 61 ........ Pressure increasing valve (pressure increasing means) 62 ........ Pressure increasing valve main body 62A ... Room A 62AA Drive room A 62AB Pressure increase room A 62B Central part 62C Room B 62CA Pressure increase room B 62CB Drive room B 62a・ SUP port 62b ・ ・ ・ ・ ・ ・ E H port 62c IN port 62d OUT port 63 Piston 63A Piston 63B Piston rod 63C Piston rod 64 Governor 65 ... Switching valve 66A ... Check valve 66B ... Check valve 66C ... Check valve 66D ... Check valve 71 ... Tank 72 ... Pressure reducing valve 73: Flow meter 74: Outlet valve 91: Atmosphere 95: Oxygen rich gas 97: Increased pressure nitrogen 101: First compression Air 102: second compressed air 103: nitrogen gas 104: high-pressure nitrogen gas
Claims (4)
スの製造方法において、第一圧縮空気（１０１）が、増
圧手段（６１）に送り込まれて排出することで窒素ガス
（１０３）の増圧を助け、第二圧縮空気（１０２）が、
窒素ガス発生装置（５１）を通過させた後に前記窒素ガ
ス（１０３）として前記増圧手段（６１）に送り込まれ
ることで高圧の窒素ガス（１０４）を作り出すことを特
徴とする窒素ガスの製造方法。In a method for producing nitrogen gas from compressed air, the first compressed air (101) is fed into a pressure increasing means (61) and discharged to increase the pressure of the nitrogen gas (103). The second compressed air (102)
A method for producing a nitrogen gas, characterized in that a high-pressure nitrogen gas (104) is produced by being fed into the pressure intensifying means (61) as the nitrogen gas (103) after passing through a nitrogen gas generator (51). .
圧縮空気（１０２）は、分岐によって作り出すことを特
徴とする請求項１に記載の窒素ガスの製造方法。2. The method for producing nitrogen gas according to claim 1, wherein the first compressed air (101) and the second compressed air (102) are produced by branching.
スの製造装置において、第一圧縮空気（１０１）を供給
する系統と、第二圧縮空気（１０２）が窒素ガス発生装
置（５１）を経由することで窒素ガス（１０３）を供給
する二つの系統を持ち、前記二つの系統の下流に位置し
前記第一圧縮空気（１０１）を受け入れるＳＵＰポート
（６２ａ）と前記第一圧縮空気（１０１）を排出するＥ
ＸＨポート（６２ｂ）と前記窒素ガス（１０３）を受け
入れるＩＮポート（６２ｃ）と高圧の窒素ガス（１０
４）を出すＯＵＴポート（６２ｄ）を形成した増圧弁
（６１）を配設したことを特徴とする窒素ガスの製造装
置。3. In a nitrogen gas producing apparatus for producing nitrogen gas from compressed air, a system for supplying a first compressed air (101) and a second compressed air (102) pass through a nitrogen gas generator (51). Thus, it has two systems for supplying nitrogen gas (103), and a SUP port (62a) located downstream of the two systems for receiving the first compressed air (101) and the first compressed air (101). E to discharge
An XH port (62b), an IN port (62c) for receiving the nitrogen gas (103), and a high-pressure nitrogen gas (10
4) An apparatus for producing nitrogen gas, comprising a pressure-intensifying valve (61) having an OUT port (62d) for outputting a pressure.
圧縮空気（１０２）は、共通のエアーコンプレッサ
（１）で作り出されたものであることを特徴とする請求
項３に記載の窒素ガスの製造装置。4. The nitrogen according to claim 3, wherein the first compressed air (101) and the second compressed air (102) are produced by a common air compressor (1). Gas production equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000389539A JP2002154811A (en) | 2000-11-16 | 2000-11-16 | Method and apparatus for producing gaseous nitrogen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000389539A JP2002154811A (en) | 2000-11-16 | 2000-11-16 | Method and apparatus for producing gaseous nitrogen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002154811A true JP2002154811A (en) | 2002-05-28 |
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ID=18856063
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008081371A (en) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Hitachi Ltd | Gas generator and fire extinguishing system using the same |
| JP2014136790A (en) * | 2013-01-18 | 2014-07-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Gasification furnace and gasification method |
-
2000
- 2000-11-16 JP JP2000389539A patent/JP2002154811A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008081371A (en) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Hitachi Ltd | Gas generator and fire extinguishing system using the same |
| JP2014136790A (en) * | 2013-01-18 | 2014-07-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Gasification furnace and gasification method |
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