JPH1121107A - 空気質活性装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 窒素を吸着・脱着可能な吸着剤を備えた空気
質活性装置により、酸素富化空気の生成を円滑に行いつ
つ、コストの低減と装置の小型化を図る。 【解決手段】 空気質活性装置１は、窒素を吸着・脱着
可能な吸着剤５４に空気を圧送することにより酸素富化
空気を生成するものであって、吸着剤がそれぞれ封入さ
れた吸着槽２１、２２と、吸引した空気を各吸着槽に圧
送するための空気ポンプ１３と、この空気ポンプから吐
出された空気の流路を切り換えることにより、各吸着槽
を吸着行程と脱着行程とに交互に切り換えると共に、何
れかの吸着槽を吸着行程とした場合は、他の吸着槽を脱
着行程とする五方弁１７と、吸着槽２１に三方弁８３を
介して接続され、三方弁を介して吸着槽２２に接続され
たタンク６３と、脱着行程の吸着槽からの空気を排気す
る三方配管３８とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸着剤により空気
中の窒素を吸着して酸素富化空気を生成する空気質活性
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より一般家庭の居室や事務所、或い
は、車などの室内には空気中の塵埃や煙草の煙粒子を除
去するための空気清浄装置が設けられているが、近年で
はこれを一歩進めて、空気中の酸素を濃縮し、酸素富化
空気を生成して室内の空気質を活性化させる装置が開発
されて来ている。

【０００３】この場合の酸素濃縮の手段として考えられ
るものは、例えば、ガス分離膜に空気を流通させ、この
膜によって空気中の窒素の通過を阻止することにより膜
を通過した後の空気中の酸素濃度を上げる方法や、ゼオ
ライト等の吸着剤を吸着槽内に封入し、この吸着槽内に
空気を通して吸着剤により窒素を吸着することで吸着槽
から出た空気中の酸素濃度を上げる方法があるが、前者
の場合には通常の室内の空気活性化には能力的に問題が
あるため、通常は後者の吸着剤による酸素濃縮法が用い
られる。

【０００４】係る吸着剤は、極性モーメントを利用して
空気中の窒素ガス分子を選択的に捕まえる圧力スイング
吸着法（ＰＳＡ法）により窒素を吸着するものである
が、飽和すると吸着作用が著しく低下し、或いは、消失
してしまうため、一定期間の窒素吸着を行った後は、吸
着した窒素を吸着剤から脱着する必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この場合、従来では吸
着槽内を負圧とすることにより、吸着剤から窒素を引き
離す方法が採られていたが、係る方式では吸着槽から強
制的に排気を行う真空ポンプが必要となり、装置が大型
化すると共に、コストも高騰する問題があった。

【０００６】本発明は、係る従来の技術的課題を解決す
るために成されたものであり、窒素を吸着・脱着可能な
吸着剤を備えた空気質活性装置により、酸素富化空気の
生成を円滑に行いつつ、コストの低減と装置の小型化を
図ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の空気質活性装置
は、窒素を吸着・脱着可能な吸着剤に空気を圧送するこ
とにより酸素富化空気を生成し、酸素富化空気を吸着剤
に供給して窒素の脱着を行なわせるものであって、吸着
剤がそれぞれ封入された第１及び第２の吸着槽と、吸引
した空気を各吸着槽に圧送するための空気ポンプと、こ
の空気ポンプから吐出された空気の流路を切り換えるこ
とにより、各吸着槽を吸着行程と脱着行程とに交互に切
り換えると共に、一方の吸着槽を吸着行程とした場合
は、他方の吸着槽を脱着行程とする第１の流路制御手段
と、第１の吸着槽に第２の流路制御手段を介して接続さ
れると共に、第２の吸着槽に第３の流路制御手段を介し
て接続されたタンクと、脱着行程の吸着槽からの空気を
排気する排気経路とを備えており、第１の流路制御手段
は、空気ポンプからの空気を吸着行程中の吸着槽に供給
し、当該吸着行程の吸着槽にて生成された酸素富化空気
の一部を、脱着行程中の吸着槽に供給して当該脱着行程
の吸着槽を排気経路に連通すると共に、第２或いは第３
の流路制御手段は、吸着行程中の吸着槽が脱着行程に切
り替わる以前に当該吸着槽をタンクに連通し、脱着行程
に移行後、当該連通状態を断つものである。

【０００８】本発明によれば、吸着剤がそれぞれ封入さ
れた第１及び第２の吸着槽を設け、空気ポンプにより吸
引した空気を各吸着槽に圧送すると共に、第１の流路制
御手段によって空気ポンプから吐出された空気の流路を
切り換えることにより、各吸着槽を吸着行程と脱着行程
とに交互に切り換え、且つ、一方の吸着槽を吸着行程と
した場合は、他方の吸着槽を脱着行程とするように構成
したので、各吸着槽において吸着と脱着を交互に、且
つ、同時に行い、連続した酸素富化空気の生成を実現す
ることが可能となる。

【０００９】また、吸着行程中の吸着槽にて生成された
酸素富化空気の一部を、第１の流路制御手段により、脱
着行程中の吸着槽に供給するようにしているので、脱着
行程中の吸着槽内では酸素分圧が上昇するため、吸着剤
は円滑に窒素を脱着するようになる。これにより、従来
の如き真空ポンプを用いること無く吸着剤から窒素を脱
着することができるようになるので、コストの低減と装
置の小型化を実現できる。また、脱着行程中の吸着槽に
供給する酸素富化空気が少量でも吸着槽内の酸素分圧は
上昇するので、酸素富化空気の生成効率にも支障が生じ
ない。

【００１０】更に、脱着行程の吸着槽は第１の流路制御
手段により排気経路に連通されるので、窒素が放出され
た空気は排気経路により排気される。

【００１１】特に、第２或いは第３の流路制御手段は、
吸着行程中の吸着槽が脱着行程に切り替わる以前に当該
吸着槽をタンクに連通し、脱着行程に移行後、当該連通
状態を断つので、吸着行程にあった吸着槽内の圧力は、
脱着行程に切り替わる以前にタンクに蓄えられる。そし
て、当該吸着槽とタンク内の圧力は脱着行程に切り替わ
った後に放出されるかたちとなるので、吸着行程から脱
着行程に切り替わった際に、排気経路に一度に圧力が加
わることが無くなり、排気経路で発生する騒音も抑制す
ることができるようになる。

【００１２】また、吸着行程に切り替わった吸着槽内の
圧力低下も迅速に行われるようになるので、酸素富化空
気の供給による窒素の脱着効率も向上するものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態を詳述する。図１は本発明の空気質活性装置１の斜
視図、図２は空気質活性装置１の内部構成図、図３は空
気質活性装置１の電気回路のブロック図をそれぞれ示し
ている。

【００１４】本発明の空気質活性装置１は、例えば一般
家庭の居室に設置されるものであり、容易に持ち運び可
能な寸法の本体ケース２内に各機器を内蔵して構成され
ている。この本体ケース２の前面にはスリット状の空気
吸込口３が形成されており、この空気吸込口３の内側に
はＨＥＰＡフィルタから成る空気清浄フィルタ４が取り
付けられている。また、この空気清浄フィルタ４の外側
には塵埃センサ６が設けられると共に、空気清浄フィル
タ４の内側には送風機７が取り付けられている。

【００１５】この送風機７は空気吸込口３から空気を吸
引し、空気清浄フィルタ４にて塵埃や煙粒子などを除去
した後、空気吸込口３の上側の本体ケース２前面に形成
された空気吹出口８から吹き出すものである。

【００１６】更に、本体ケース２内上部後側には電装ボ
ックス９が配設されると共に、その前側にはマイナスイ
オン発生器１１が設けられている。このマイナスイオン
発生器１１は送風機７から吐出され、空気吹出口８から
吹き出される空気中にマイナスイオンを付加するもので
ある。

【００１７】そして、係る本体ケース２内には更に本発
明に係る酸素富化空気生成部１２が内蔵される。この酸
素富化空気生成部１２は、空気ポンプ１３、サクション
タンク１４、冷却コイル１６、五方弁１７、吸着槽２
１、２２、所定容量の圧力逃がしパージタンク６３、及
び、バッファタンク２３、２４、サイレンサ３１、３
２、送風機３３及びマスク３４などから構成されてい
る。

【００１８】前記サクションタンク１４は空気ポンプ１
３の吸入側に配管接続されると共に、前記サイレンサ３
１はサクションタンク１４の入口に接続され、且つ、前
記空気清浄フィルタ４の内側に配置される。前記冷却コ
イル１６は空気ポンプ１３の吐出側に接続されると共
に、冷却コイル１６の出口は、逆止弁６４を介して五方
弁１７の第１ポート１７Ａに配管接続されている。

【００１９】尚、この逆止弁６４は五方弁１７側を順方
向とされており、その下流側にはストレージタンク６７
が接続されている。また、前記冷却コイル１６には圧力
逃がし弁６６が取り付けられている。

【００２０】五方弁１７の第２ポート１７Ｂは吸着槽２
１の下端の空気入口２１Ａに配管３６により接続される
と共に、第３ポート１７Ｃは吸着槽２２の下端の空気入
口２２Ａに配管３７により接続されている。この五方弁
１７の第４ポート１７Ｄと第５ポート１７Ｅは共に三方
配管３８（排気経路を構成する）に接続され、この三方
配管３８には前記バッファタンク２４が介設されてい
る。

【００２１】そして、バッファタンク２４は逆止弁２８
を経てサイレンサ３２に接続されている。尚、逆止弁２
８はサイレンサ３２方向を順方向とされている。

【００２２】前記五方弁１７は電磁コイルにより駆動さ
れ、ＯＮ状態で図２中実線で示す如く第１ポート１７Ａ
を第２ポート１７Ｂに連通させ、且つ、第５ポート１７
Ｅを第３ポート１７Ｃに連通させる。また、ＯＦＦ状態
では図２中破線で示す如く第１ポート１７Ａを第３ポー
ト１７Ｃに連通させ、且つ、第２ポート１７Ｂを第４ポ
ート１７Ｄに連通させるように流路を切り換えるもので
ある。

【００２３】吸着槽２２の上端の酸素富化空気出口２２
Ｂに接続された配管４１にはオリフィス６９が介設され
た後、配管４４に接続されている。また、吸着槽２１の
上端の酸素富化空気出口２１Ｂに接続された配管４３も
オリフィス６８が介設された後、配管４４に連通接続さ
れている。

【００２４】また、オリフィス６８には逆止弁８１が並
列接続されると共に、オリフィス６９にも逆止弁８２が
並列接続されている。尚、これら逆止弁８１、８２は何
れも配管４４方向を順方向としている。更に、これらオ
リフィス６８及び逆止弁８１の吸着槽２１側の配管４３
には三方弁８３が介設され、オリフィス６９及び逆止弁
８２の吸着槽２２側の配管４１にも三方弁８４が介設さ
れている。

【００２５】そして、これら三方弁８３、８４は連通管
８６で連通され、この連通管８６には前記パージタンク
６３が介設されている。この三方弁８３はＯＮ状態で吸
着槽２１とパージタンク６３を連通し、ＯＦＦ状態では
吸着槽２１をオリフィス６８及び逆止弁８１に連通させ
る。また、三方弁８４はＯＮ状態で吸着槽２２とパージ
タンク６３を連通し、ＯＦＦ状態では吸着槽２２をオリ
フィス６９及び逆止弁８２に連通させる。

【００２６】上記逆止弁８２を通って配管４１内を配管
４４方向に向かう空気は、オリフィス６８の抵抗によ
り、その１／５が配管４３に分流される。また、逆止弁
８１を通って配管４３内を配管４４方向に向かう空気
も、オリフィス６９の抵抗により、その１／５が配管４
１に分流される。

【００２７】そして、配管４４は逆止弁７１を介して前
記バッファタンク２３の入口に接続され、バッファタン
ク２３の出口はニードルバルブ（流量調節バルブ）４
８、ほこり・バクテリアフィルタ７３を介し、可撓性の
ホース４９に接続されている。そして、このホース４９
の先端には前記マスク３４が取り付けられ、これらホー
ス４９とマスク３４は本体ケース３４上面の収納部５１
内に納出自在に格納されている。尚、５２は収納部５１
を開閉自在に閉塞する蓋である。

【００２８】ここで、前記吸着槽２１及び２２は金属若
しくは硬質剛性樹脂により内部中空の縦長円筒状（縦寸
法４００ｍｍ〜５００ｍｍ、直径８０ｍｍ〜８５ｍｍ）
に構成されており、その内側下部には吸湿剤５３（３５
０ｇ）が封入され、その上側には吸着剤５４（１ｋｇ）
が封入されている。

【００２９】前記吸湿剤５３は直径２ｍｍ〜３ｍｍの粒
状の例えば活性アルミナであり、その下側には高さ３０
ｍｍ程の範囲で空間が構成されている。この吸湿剤５３
は図４左側に示す如く空気入口２１Ａ或いは２２Ａから
流入した室内空気中の水分を吸収し、吸着剤５４の水分
による機能低下を防止するものである。

【００３０】また、吸着剤５４も同程度の寸法の粒状の
例えばゼオライトであり、吸湿剤５３と吸着剤５４との
間は通気性の部材にて仕切られている。また、吸着剤５
４の上側にも高さ３０ｍｍ程の範囲で空間が構成されて
いる。

【００３１】ここで、前記吸着剤５４を構成するゼオラ
イトは、図４左側に示す如く空気入口２１Ａ或いは２２
Ａから１．２〜１．５ｋｇ／平方センチメートルのゲー
ジ圧で室内空気（吸湿剤５３で水分を除去されている）
が圧送されると、当該室内空気中の窒素分子、一酸化炭
素分子及び二酸化炭素分子を極性モーメントを利用して
選択的に吸着する（圧力スイング吸着法（ＰＳＡ
法））。以後、これを吸着行程と称する。これにより、
上端の酸素富化空気出口２１Ｂ或いは２２Ｂからは酸素
濃度３５％〜４０％の酸素富化空気が出てくるものであ
る。

【００３２】また、図４の右側に示す如く上記酸素富化
空気が、ゲージ圧０ｋｇ／平方センチメートルの圧力で
酸素富化空気出口２１Ｂ或いは２２Ｂから吸着槽２１或
いは２２内に流入すると、内部の酸素分圧は急激に上昇
する。この状態では吸着剤５４は、上記吸着行程にて吸
着した前記窒素分子、一酸化炭素分子及び二酸化炭素分
子を放出する。以後、これを脱着行程と称する。これに
より、下端の空気入口２１Ａ或いは２２Ａからは窒素、
一酸化炭素、二酸化炭素が富化された空気が流出するよ
うになる。尚、このとき吸湿剤５３からは水分も放出さ
れる。

【００３３】次ぎに、図３において５６は汎用マイクロ
コンピュータから構成された制御装置であり、前記電装
ボックス９内に収納されている。この制御装置５６には
運転スイッチ５７及び前記塵埃センサ６の出力が入力さ
れる。また、制御装置５６の出力には前記空気ポンプ１
３のモータ１３Ｍ、送風機７及び３３のモータ７Ｍ及び
３３Ｍ、マイナスイオン発生器１１、五方弁１７、三方
弁８３、８４がそれぞれ接続されている。

【００３４】以上の構成で、次ぎに図５のタイミングチ
ャートを利用して本発明の空気質活性装置１の酸素富化
空気生成部１２の動作を説明する。運転スイッチ５７が
操作されると制御装置５６は空気質活性装置１の運転を
開始する。制御装置５６は空気ポンプ１３のモータ１３
Ｍを駆動すると共に、送風機７及び３３のモータ７Ｍ、
３３Ｍを駆動する。また、五方弁１７をＯＮすると共
に、三方弁８４を例えば３秒間（ｔ２）ＯＮする。

【００３５】空気ポンプ１３が運転されると、空気清浄
フィルタ４を通過した室内空気はサイレンサ３１からサ
クションタンク１４を経て空気ポンプ１３に吸引され
る。そして、吸引された室内空気は空気ポンプ１３から
冷却コイル１６に吐出される。この冷却コイル１６には
前記送風機３３から送風されており、冷却コイル１６内
に流入した室内空気は、そこを通過する過程で冷却され
た後、五方弁１７の第１ポート１７Ａに入る。尚、この
場合サクションタンク１４にて空気吸入量が均一化され
ると共に、ストレージタンク６７によって五方弁１７に
入る空気量が均一化される。

【００３６】五方弁１７の第１ポート１７Ａに入った室
内空気は第２ポート１７Ｂから流出し、配管３６を通っ
て吸着槽２１下端の空気入口２１Ａから吸着槽２１内に
圧送される。このときの吸着槽２１内の圧力は前述の
１．２〜１．５ｋｇ／平方センチメートルのゲージ圧と
なる。吸着槽２１内に入った室内空気は、前述の如く吸
湿剤５３により水分を除去された後、吸着剤５４にて窒
素、一酸化炭素、二酸化炭素が吸着され、酸素富化空気
となって上端の酸素富化空気出口２１Ｂより流出する
（吸着行程）。

【００３７】このとき、吸着槽２１から出た酸素富化空
気は配管４３に入り、三方弁８３及び逆止弁８１を経て
配管４４方向に向かうが、前述の如くその４／５が配管
４４に向かい、１／５が配管４１に分流される。配管４
４に向かった酸素富化空気は逆止弁７１からバッファタ
ンク２３、ニードルバルブ４８、ほこり・バクテリアフ
ィルタ７３、ホース４９を経てマスク３４から流出す
る。

【００３８】使用者はこのマスク３４を口に当てること
により、酸素富化空気を吸引することができるようにな
る。また、マスク３４を図２中破線で示す如く送風機７
の通風経路に設ければ、空気吹出口８から室内に吹き出
されるようになる。

【００３９】尚、バッファタンク２３とニードルバルブ
４８によりマスク３４からの吐出量が均等化される。

【００４０】一方、配管４１に流入した１／５の酸素富
化空気は、オリフィス６９で絞られた後、三方弁８４
（運転開始からｔ２時間経過しているものとする）を経
て出口２２Ｂより吸着槽２２内に流入する。吸着槽２２
内に酸素富化空気が流入すると、前述の如く内部の酸素
分圧が上昇するため、前述の如く吸着剤５４は吸着して
いる窒素、一酸化炭素、二酸化炭素を放出する（脱着行
程）。このときの内部圧力は０ｋｇ／平方センチメート
ルである。尚、上記ｔ２中にパージタンク６３内は０．
６ｋｇ／平方センチメートル程となる。

【００４１】そして、下端の空気入口２２Ａから配管３
７に流出し、五方弁１７の第３ポート１７Ｃ、第５ポー
ト１７Ｅ、三方配管３８、バッファタンク２４、逆止弁
２８を通ってサイレンサ３２から排出される。

【００４２】制御装置５１は運転開始から２０秒経過す
ると、今度は五方弁１７をＯＦＦとするが、その例えば
１秒（ｔ１）前に三方弁８３をＯＮする。この三方弁８
３がＯＮすると、吸着槽２１とパージタンク６３が連通
されるので、吸着槽２１内の圧力（例えば前記１．５ｋ
ｇ／平方センチメートル）はパージタンク６３（この時
点の圧力は０．６ｋｇ／平方センチメートル）に逃げ、
パージタンク６３に蓄えられるかたちとなる。これによ
り、両者の圧力は共に約０．８ｋｇ／平方センチメート
ル程にて均衡する。

【００４３】そして、三方弁８３のＯＮからｔ１後に五
方弁１７がＯＦＦ状態となると、第１ポート１７Ａが第
３ポート１７Ｃに連通されるので、冷却コイルから出た
室内空気は配管３７を経て下端の空気入口２２Ａから吸
着槽２２内に圧送されるようになる。

【００４４】そして、前述の如く吸着槽２２内では酸素
富化空気が生成され（吸着行程）、上端の出口２２Ｂか
ら配管４１に流出し、三方弁８４、逆止弁８２を経て配
管４４方向に向かうが、同様にその４／５が配管４４に
向かい、１／５が配管４３に分流される。配管４４に向
かった酸素富化空気は同様に逆止弁７１、バッファタン
ク２３、ニードルバルブ４８とホース４９を経て同様に
マスク３４から流出する。

【００４５】また、配管４３に流入した１／５の酸素富
化空気は、オリフィス６８で絞られた後、三方弁８３に
至るが、五方弁１７がＯＦＦしてから３秒（ｔ２）経過
するまでは三方弁８３は吸着槽２１をパージタンク６３
に連通しているので、酸素富化空気は吸着槽２１に入ら
ない。

【００４６】この期間ｔ２が経過する間、吸着槽２１の
下端の空気入口２１Ａは、配管３６、五方弁１７の第２
ポート１７Ｂ、第４ポート１７Ｄ、三方配管３８、バッ
ファタンク２４、逆止弁２８を通ってサイレンサ３２に
連通されるので、吸着槽２１及びパージタンク６３内の
空気（圧力０．８ｋｇ／平方センチメートル程）はこれ
らを通って排出されることになる。

【００４７】そして、期間ｔ２が経過すると、三方弁８
３はＯＦＦされるので、オリフィス６８と吸着槽２１が
連通され、吸着槽２２で生成された酸素富化空気が出口
２１Ｂより吸着槽２１内に流入するようになる。

【００４８】尚、この期間ｔ２が経過して時点でパージ
タンク６３及び吸着槽２１内の圧力は０．６ｋｇ／平方
センチメートル程に低下する。吸着槽２１内では前述の
如く吸着剤５４が吸着している窒素、一酸化炭素、二酸
化炭素の放出が行われる（脱着行程）が、吸着槽２１内
の圧力は上述の如く低下しているので、この窒素脱着も
迅速に行われるようになる。

【００４９】そして、窒素を脱着された空気は、吸着槽
２１の下端の空気入口２１Ａから配管３６に流出し、五
方弁１７の第２ポート１７Ｂ、第４ポート１７Ｄ、三方
配管３８、バッファタンク２４、逆止弁２８を通ってサ
イレンサ３２から前述同様に排出されることになる。

【００５０】以後、制御装置５６はこれを繰り返す。即
ち、２０秒後には再び五方弁１７をＯＮに切り換え、そ
の１秒前から４秒間だけ三方弁８４をＯＮするものであ
る。

【００５１】このように、本発明では吸着剤５４がそれ
ぞれ封入された吸着槽２１と吸着槽２２を設け、空気ポ
ンプ１３により吸引した空気を各吸着槽２１、２２に圧
送すると共に、五方弁１７で空気ポンプ１３から吐出さ
れた空気の流路を切り換えることによって、各吸着槽２
１、２２を吸着行程と脱着行程とに交互に切り換え、且
つ、吸着槽２１が吸着行程であるときには吸着槽２２を
脱着行程とし、吸着槽２１が脱着行程であるときには吸
着槽２２を吸着行程とするように構成したので、各吸着
槽２１、２２において吸着と脱着を交互に、且つ、同時
に行い、連続した酸素富化空気の生成を実現することが
可能となる。

【００５２】また、吸着行程中の吸着槽２１或いは２２
にて生成された酸素富化空気の一部を、脱着行程中の吸
着槽２２或いは２１に供給するようにしているので、脱
着行程中の吸着槽２１或いは２２内では酸素分圧が上昇
するため、吸着剤５４は円滑に窒素を脱着する。これに
より、従来の如き真空ポンプを用いること無く吸着剤５
４から窒素を脱着することができるようになるので、コ
ストの低減と装置の小型化を実現できる。また、脱着行
程中の吸着槽２１或いは２２に供給する酸素富化空気は
少量であるので、酸素富化空気の生成効率にも支障が生
じない。

【００５３】更に、脱着行程の吸着槽２１或いは２２は
五方弁１７により排気用の配管３８に連通されるので、
窒素が放出された空気は三方配管３８によりサイレンサ
３２から排気される。

【００５４】特に、三方弁８３或いは８４は、吸着行程
中の吸着槽２１或いは２２が脱着行程に切り替わる以前
に当該吸着槽をパージタンク６３に連通し、脱着行程に
移行後、当該連通状態を断つので、吸着行程にあった吸
着槽２１或いは２２内の圧力は、脱着行程に切り替わる
以前にパージタンク６３に蓄えられる。そして、当該吸
着槽２１或いは２２とパージタンク６３内の圧力は脱着
行程に切り替わった後に放出されるかたちとなるので、
吸着行程から脱着行程に切り替わる前に、吸着行程にあ
った吸着槽２１或いは２２内の圧力は一旦パージタンク
６３に逃げ、低下した後、三方配管３８に加わるかたち
となる。これにより、吸着行程から脱着行程に切り替わ
った際に、三方配管３８からサイレンサ３２に至る経路
（排気経路）に一度に圧力が加わることが無くなり、そ
こで発生する騒音も抑制することができるようになる。

【００５５】また、吸着行程に切り替わった吸着槽２２
或いは２１内の圧力低下も迅速に行われるようになるの
で、酸素富化空気の供給による窒素の脱着効率も向上す
る。

【００５６】尚、三方配管３８にはバッファタンク２４
が設けられているので、このバッファタンク２４によっ
ても急激な圧力上昇が緩和され、行程の切り替わり時に
おける騒音が一層抑えられる。

【００５７】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、吸着
剤がそれぞれ封入された第１及び第２の吸着槽を設け、
空気ポンプにより吸引した空気を各吸着槽に圧送すると
共に、第１の流路制御手段によって空気ポンプから吐出
された空気の流路を切り換えることにより、各吸着槽を
吸着行程と脱着行程とに交互に切り換え、且つ、一方の
吸着槽を吸着行程とした場合は、他方の吸着槽を脱着行
程とするように構成したので、各吸着槽において吸着と
脱着を交互に、且つ、同時に行い、連続した酸素富化空
気の生成を実現することが可能となる。

【００５８】また、吸着行程中の吸着槽にて生成された
酸素富化空気の一部を、第１の流路制御手段により、脱
着行程中の吸着槽に供給するようにしているので、脱着
行程中の吸着槽内では酸素分圧が上昇するため、吸着剤
は円滑に窒素を脱着するようになる。これにより、従来
の如き真空ポンプを用いること無く吸着剤から窒素を脱
着することができるようになるので、コストの低減と装
置の小型化を実現できる。また、脱着行程中の吸着槽に
供給する酸素富化空気が少量でも吸着槽内の酸素分圧は
上昇するので、酸素富化空気の生成効率にも支障が生じ
ない。

【００５９】更に、脱着行程の吸着槽は第１の流路制御
手段により排気経路に連通されるので、窒素が放出され
た空気は排気経路により排気される。

【００６０】特に、第２或いは第３の流路制御手段は、
吸着行程中の吸着槽が脱着行程に切り替わる以前に当該
吸着槽をタンクに連通し、脱着行程に移行後、当該連通
状態を断つので、吸着行程にあった吸着槽内の圧力は、
脱着行程に切り替わる以前にタンクに蓄えられる。そし
て、当該吸着槽とタンク内の圧力は脱着行程に切り替わ
った後に放出されるかたちとなるので、吸着行程から脱
着行程に切り替わった際に、排気経路に一度に圧力が加
わることが無くなり、排気経路で発生する騒音も抑制す
ることができるようになる。

【００６１】また、吸着行程に切り替わった吸着槽内の
圧力低下も迅速に行われるようになるので、酸素富化空
気の供給による窒素の脱着効率も向上するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気質活性装置の斜視図である。

【図２】本発明の空気質活性装置の内部構成図である。

【図３】本発明の空気質活性装置の電気回路のブロック
図である。

【図４】吸着槽における窒素分子の吸着、脱着作用を説
明するための図である。

【図５】五方弁と三方弁の動作を説明するタイミングチ
ャートである。

【符号の説明】

１ 空気質活性装置 １３ 空気ポンプ １７ 五方弁 ２１、２２ 吸着槽 ３８ 三方配管 ４１、４３ 配管 ５４ 吸着剤 ５６ 制御装置 ６３ パージタンク ６８、６９ オリフィス ８３、８４ 三方弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 敏男 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 窒素を吸着・脱着可能な吸着剤に空気を
   圧送することにより酸素富化空気を生成し、酸素富化空
   気を吸着剤に供給して窒素の脱着を行なわせる空気質活
   性装置において、 前記吸着剤がそれぞれ封入された第１及び第２の吸着槽
   と、 吸引した空気を前記各吸着槽に圧送するための空気ポン
   プと、 この空気ポンプから吐出された空気の流路を切り換える
   ことにより、前記各吸着槽を吸着行程と脱着行程とに交
   互に切り換えると共に、一方の吸着槽を吸着行程とした
   場合は、他方の吸着槽を脱着行程とする第１の流路制御
   手段と、 前記第１の吸着槽に第２の流路制御手段を介して接続さ
   れると共に、前記第２の吸着槽に第３の流路制御手段を
   介して接続されたタンクと、 脱着行程の吸着槽からの空気を排気する排気経路とを備
   え、 前記第１の流路制御手段は、前記空気ポンプからの空気
   を吸着行程中の前記吸着槽に供給し、当該吸着行程の吸
   着槽にて生成された酸素富化空気の一部を、脱着行程中
   の前記吸着槽に供給して当該脱着行程の吸着槽を前記排
   気経路に連通すると共に、前記第２或いは第３の流路制
   御手段は、吸着行程中の前記吸着槽が脱着行程に切り替
   わる以前に当該吸着槽を前記タンクに連通し、脱着行程
   に移行後、当該連通状態を断つことを特徴とする空気質
   活性装置。