(57)【要約】      （修正有）【課題】ＰＳＡ分離ユニットとは異なるガス分離装置内での異常について検出可能な、ガス分離システムの提供。【解決手段】空気を圧縮する圧縮機４と、圧縮機４で圧縮された圧縮空気を貯留する空気槽５と、空気槽５に貯留された圧縮空気のうち一部のガスを吸着する吸着槽１９Ａ／Ｂと、吸着槽１９Ａ／Ｂで吸着されなかった製品ガスを貯留する製品ガス槽４１と、製品ガスを装置外に吐き出す配管４３と、吸着槽１９Ａ／Ｂの動作を制御する制御部６０と、を有し、監視装置が、製品ガス槽４１または配管４３についての相関関係がある検出データを使って、ガス分離装置１が異常であるかを判断するガス分離システム。【選択図】図１
2020054979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス分離装置と監視装置を備えたガス分離システムにおいて、
前記ガス分離装置は、
空気を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機で圧縮された圧縮空気を貯留する空気槽と、
前記空気槽に貯留された圧縮空気のうち一部のガスを吸着する吸着槽と、
前記吸着槽で吸着されなかった製品ガスを貯留する製品ガス槽と、
前記製品ガスを装置外に吐き出す配管と、
前記吸着槽の動作を制御する制御部と、を有し、
前記監視装置は、
前記製品ガス槽または前記配管についての相関関係がある検出データを使って、前記ガス分離装置が異常であるかを判断することを特徴とするガス分離システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記ガス分離装置は、
前記製品ガス槽の圧力を検出する圧力検出器と、
製品ガスの流量を検出する流量検出手段と、を備え、
前記監視装置は、前記製品ガス槽の検出圧力及び前記配管における前記製品ガスの検出流量の値から前記ガス分離装置が異常であるかを判断することを特徴とするガス分離システム。
【請求項３】
請求項２において、
前記監視装置は、前記製品ガス槽の検出圧力が閾値よりも低く、かつ、前記製品ガスの検出流量が閾値よりも少ない場合、異常とみなすことを特徴とするガス分離システム。
【請求項４】
請求項２において、
前記監視装置は、環境データに応じて閾値を変更することを特徴とするガス分離システム。
【請求項５】
請求項４において、
前記環境データは、温度、湿度または累積運転時間であることを特徴とするガス分離システム。
【請求項６】
請求項１において、
前記ガス分離装置は、
前記製品ガス槽から流れるガスの酸素濃度を検出する酸素濃度検出器と、
製品ガスの流量を検出する流量検出手段と、を備え、
前記監視装置は、前記製品ガスの酸素濃度及び前記製品ガスの検出流量の双方の値から前記ガス分離装置が異常であるかを判断することを特徴とするガス分離システム。
【請求項７】
請求項６において、
前記監視装置は、前記製品ガスの濃度が閾値よりも低く、かつ、前記製品ガスの検出流量が閾値よりも少ない場合、異常とみなすことを特徴とするガス分離システム。
【請求項８】
請求項６において、
前記監視装置は、環境データに応じて閾値を変更することを特徴とするガス分離システム。
【請求項９】
請求項８において、
前記環境データは、温度、湿度または累積運転時間であることを特徴とするガス分離システム。
【請求項１０】
請求項１において、
前記制御部は、前記ガス分離装置の停止時から起動時までの時間を検出し、
前記ガス分離装置は、前記製品ガス槽の圧力を検出する圧力検出器を備え、
前記監視装置は、
前記ガス分離装置の停止時から起動時までの時間における前記製品ガス槽の圧力変化から前記ガス分離装置が異常であるかを判断することを特徴とするガス分離システム。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかにおいて、
前記監視装置は、前記ガス分離装置内に配置されているか、前記ガス分離装置とは別体に構成され、ネットワークで前記ガス分離装置に接続されていることを特徴とするガス分離システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス分離システムに関わり、特に、ガス分離装置の異常を監視する機能に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒素ガスまたは酸素ガスを製造するための技術として、ＰＳＡ（圧力スイング吸着）が知られている。ＰＳＡ法によれば、空気を原料として吸着剤により、原料空気から酸素を吸着することにより、窒素を分離して窒素ガスを得ることができる。
【０００３】
ＰＳＡ法を用いたガス分離装置の異常検出および故障原因探索を行うものとして、特許文献１がある。特許文献１の異常検出および故障原因探索の動作は、原料空気圧力Ｐ０、第１吸着槽圧力Ｐ１、第２吸着槽圧力Ｐ２、製品槽圧力Ｐ３、およびバルブ駆動信号ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、窒素ガス流量値、および含有酸素濃度値を、制御装置において処理することにより行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２３９３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１はバルブ駆動信号と各圧力からＰＳＡ分離ユニット（製品ガス圧力含む。）の故障原因を特定しているが、ガス分離装置内での他の異常については、検出していない。特に、製品ガス槽から窒素ガスの出口に向かう、製品ガス槽の下流側の配管からの製品ガスの漏れが発生する場合の異常を検出することは示唆されていない。
【０００６】
なお、特許文献１は流量や酸素濃度を異常判定に用いているが、特許文献１の図８のとおり、個々の値と閾値（流量がゼロか否か、酸素濃度が閾値を越えているか否か）との比較でしか判断していない。
【０００７】
本発明の目的は、ＰＳＡ分離ユニットとは異なるガス分離装置内での異常について、検出することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の好ましい一例は、ガス分離装置と監視装置を備えたガス分離システムにおいて、前記ガス分離装置は、空気を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された圧縮空気を貯留する空気槽と、前記空気槽に貯留された圧縮空気のうち一部のガスを吸着する吸着槽と、前記吸着槽で吸着されなかった製品ガスを貯留する製品ガス槽と、前記製品ガスを装置外に吐き出す配管と、前記吸着槽の動作を制御する制御部と、を有し、前記監視装置は、前記製品ガス槽または前記配管についての相関関係がある検出データを使って、前記ガス分離装置が異常であるかを判断するガス分離システムである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＰＳＡ分離ユニットとは異なるガス分離装置内での異常について、検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、ガス分離装置の全体構成図である。
【図２】図２は、異常判定１の判定ロジックを示す図である。
【図３】図３は、異常判定２の判定ロジックを示す図である。
【図４】図４は、異常判定３の判定ロジックを示す図である。
【図５】図５は異常の予兆をするガス分離システムの構成図を示す。
【図６】図６は、監視装置１００の処理ブロック図を示す。
【図７】図７は、監視装置１００の異常判定の処理フローを示す図である。
【図８】図８は、異常判定４の判定ロジックを示す図である。
【図９】図９は、異常判定５の判定ロジックを示す図である。
【図１０】図１０は、異常判定６の判定ロジックを示す図である。
【図１１】図１１は、異常判定７の判定ロジックを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、ガス分離装置の全体構成図である。図１に示すガス分離装置は、ＰＳＡ(Pressure Swing Adsorption：圧力スイング吸着）式のガス分離装置を示している。ＰＳＡ式ガス分離装置１は、空気を供給する空気供給ユニット２と、製品ガスを生成するＰＳＡユニット３で構成される。本実施例では、空気供給ユニット２とＰＳＡユニット３とが別筺体で構成されているが、同一筺体でもよい。
【００１３】
本実施例では、一例として空気供給ユニット２とＰＳＡユニット３は別筐体に分かれて格納されているが、上記２つのユニットが同じ筐体内に格納されていてもよい。
【００１４】
図１において、空気供給ユニット２は、空気を圧縮する圧縮機４と、圧縮機４を駆動する電動モータ９と、電動モータ９を制御して容量制御を行うためのインバータ回路１０と、圧縮空気を貯留させる空気槽５と、圧縮空気を除湿するエアードライヤー６と、析出したドレン水を回収しながら不純物を除去するドレンフィルタ７を有している。本実施例では、圧縮機４、空気槽５、エアードライヤー６及びドレンフィルタ７は同一筐体に格納されている。
【００１５】
ＰＳＡユニット３は、空気供給ユニット２から供給される圧縮空気から所定のガスを分離することにより、製品ガスを生成する吸着槽１９Ａ、１９Ｂと、製品ガス（本実施例では窒素ガス）を貯留する窒素槽（製品ガスタンク）４１を有している。
【００１６】
空気槽５で貯留された圧縮空気は後述の吸着槽１９Ａ、１９Ｂに供給され、空気槽５で貯留された圧縮空気から所定のガスが分離される。
【００１７】
本実施例では、吸着槽１９Ａ、１９Ｂで酸素を吸着することにより、窒素を分離する場合について説明するが、窒素を吸着することにより酸素を分離してもよいし、大気以外の圧縮空気から他のガスを分離するものであってもよい。
【００１８】
圧縮機４には、往複動式、スクリュー式あるいはスクロール式等の圧縮機や、外部から１次圧を供給され再圧縮するブースタ圧縮機等が用いられている。
【００１９】
空気槽５には、圧力検出出段６３が設けられ、ＰＳＡ式ガス分離装置１の制御部６０に通信可能に接続されており、検出データを制御部６０に出力する。
【００２０】
さらに、空気槽５には、空気槽５からの圧縮空気をドレインフィルタ７を介して流す配管１６が接続されており、この配管１６には２系統に分岐した配管１７Ａ、１７Ｂが接続されている。配管１７Ａ、１７Ｂには、それぞれ流路を開閉する供給弁１８Ａ、１８Ｂが途中に設けられており、酸素分子を吸着して窒素ガスを製品ガスとして取り出すための吸着槽１９Ａ，１９Ｂがそれぞれ接続されている。この吸着槽は容積一定である。
【００２１】
また、配管１７Ａ、１７Ｂには、それぞれ供給弁１８Ａ、１８Ｂと吸着槽１９Ａ、１９Ｂとの間に、配管２１Ａ、２１Ｂが接続されており、これら配管２１Ａ、２１Ｂには、途中に流路を開閉する排気弁２２Ａ、２２Ｂが、端末に消音用のフィルタ付きの排気サイレンサ２３が設けられている。
【００２２】
この排気サイレンサは各吸着槽１９Ａ、１９Ｂ毎に設けられていてもよい。また、配管１７Ａ、１７Ｂには、互いの配管２１Ａ、２１Ｂと吸着槽１９Ａ、１９Ｂとの間位置を結ぶように配管２５Ａ、２５Ｂが接続されており、この配管２５Ａ、２５Ｂには流路を開閉する下均圧弁２６Ａ、２６Ｂが設けられている。
【００２３】
吸着槽１９Ａ，１９Ｂには、例えば、酸素分子を吸着する吸着手段である吸着剤が充填されている。吸着剤は、具体的には、分子ふるいカーボンやゼオライト等を用いている。吸着槽１９Ａ、１９Ｂには、互いに合流する配管３１Ａ、３１Ｂがそれぞれ接続されている。これら配管３１Ａ、３１Ｂには、互いの吸着槽１９Ａ、１９Ｂ側同士を結ぶように配管３２Ａ、３２Ｂが接続されており、この配管３２Ａ、３２Ｂには絞り３３が設けられている。
【００２４】
また、配管３１Ａ、３１Ｂには、互いの配管３２Ａ、３２Ｂよりも吸着槽１９Ａ、１９Ｂの側とは、反対（下流）側に、同士を結ぶように配管３５Ａ、３５Ｂが接続されている。この配管３５Ａ、３５Ｂには、流路を開閉する上均圧弁３６Ａ、３６Ｂが設けられている。
【００２５】
また、配管３１Ａ、３１Ｂには、それぞれの配管３５Ａ、３５Ｂよりも吸着槽１９Ａ、１９Ｂの側とは、反対（下流）側に流路を開閉する取り出し弁３８Ａ、３８Ｂがそれぞれ設けられている。配管３１Ａ、３１Ｂの合流位置には配管４０が接続されており、この配管４０には窒素ガスを貯留させる製品ガス槽としての窒素槽４１が接続されている。
【００２６】
窒素槽４１には、吐出口４２が設けられた配管４３と圧力検出手段６４が接続されており、この配管４３の途中位置には窒素槽４１側から順に、塵埃等を除去するとともにガスの圧力を調整するフィルタレギュレータ４４、流路を開閉する吐出弁４５、製品ガスの流量を調整する流量調整弁４６、製品ガスの流量をセンシングする流量検出手段６１が設けられている。
【００２７】
配管４３のフィルタレギュレータ４４と吐出弁４５との間には、配管４８および配管４９が接続されており、配管４８には、配管４３側から順に、流路を開閉する開閉弁５０と、ガスの流量を調整する流量調整弁５１と、サイレンサ５２とが設けられている。
【００２８】
配管４９には、配管４３側から順に、流路を開閉する開閉弁５４と、ガスの流量を調整する流量調整弁５５と、酸素濃度を検出する酸素センサ５６とが設けられている。酸素センサ５６および流量検出手段６１は、制御部６０に通信可能に接続されており、検出データを制御部６０に出力する。制御部６０は、検出データを受けて、吸着槽１９Ａ、１９Ｂにおける窒素ガスの生成を制御する。
【００２９】
具体的には、供給弁１８Ａ、１８Ｂ、排気弁２２Ａ、２２Ｂ、下均圧弁２６Ａ、２６Ｂ、上均圧弁３６Ａ、３６Ｂ、取り出し弁３８Ａ、３８Ｂ、吐出弁４５、開閉弁５０および５４は、制御部６０に通信可能に接続されており、制御部６０からの指令で作動する。
【００３０】
窒素槽４１には、圧力を検出する圧力検出手段６４が設けられている。また、ＰＳＡ式ガス分離装置１には、環境温度と環境湿度を検出する温度センサ６２が設けられている。なお、温度センサと湿度センサの２機器接続の構成としてもよい。
【００３１】
温度センサ６２および圧力検出手段６４は、制御部６０に通信可能に接続されており、検出データを制御部６０に出力する。制御部６０は、検出データを受けて、吸着槽１９Ａ、１９Ｂにおける窒素ガスの生成を制御する。
【００３２】
制御部６０は、酸素センサ５６、流量検出手段６１、温度センサ６２および圧力検出手段６４からの検出データの他、稼働時間を外部に出力可能になっている。
【００３３】
ここまで、ＰＳＡ式ガス分離装置１の構成を説明してきたが、ここでＰＳＡ式ガス分離装置において行われるガス分離方法について説明する。
【００３４】
ＰＳＡ式ガス分離装置１では、圧縮機４によって空気を圧縮する圧縮工程、圧縮工程により圧縮された空気を空気槽５に貯留する貯蔵工程、圧縮空気をエアードライヤー６により除湿する除湿工程、除湿工程により除湿された空気からガスを分離する分離工程が行われる。
【００３５】
ＰＳＡ式ガス分離装置１の分離工程では、以下の（ａ）〜（ｄ）の工程が順次繰り返される。
【００３６】
（ａ）吸着・還流工程：圧縮機４により圧縮され空気槽５に貯留された圧縮空気を、供給弁１８を開くことで、吸着剤が充填された吸着槽１９に供給するとともに、窒素槽４１内に残存する窒素ガスを、取り出し弁３８を開くことで吸着槽１９に還流して吸着槽１９内を昇圧させ、圧力を利用して吸着剤に酸素分子を吸着させる工程。
【００３７】
（ｂ）取り出し工程：吸着工程から引き続いて、空気槽５から圧縮空気を吸着槽１９に供給し続けると同時に、吸着剤により分離生成された窒素ガスを吸着槽１９より取り出して窒素槽４１に貯留させる工程。
【００３８】
（ｃ）均圧工程：上均圧弁３６および下均圧弁２６の開閉により取り出し工程終了後の一対の吸着槽１９の均圧化を図り、次回の吸着工程の吸着効率を高めて、より高純度の窒素ガスを生成するための工程。
【００３９】
（ｄ）再生工程：均圧工程終了後の吸着槽１９内を、排気弁２２Ａ、２２Ｂを開くことにより配管２１Ａ、２１Ｂを介して、吸着剤に吸着された酸素分子を脱着することにより吸着剤を再生する工程。
【００４０】
なお、この再生工程において、排気弁２２Ａ、２２Ｂ以外の吸着槽１９に関連する供給弁１８、下均圧弁２６、上均圧弁３６および取り出し弁３８は、閉状態とする。
【００４１】
吸着槽１９Ａで吸着工程・取り出し工程（工程（ａ）（ｂ））が行われている間に吸着槽１９Ｂでは、再生工程（工程（ｄ））が行われる。その後、（ｃ）均圧工程が同時に行われ、吸着槽１９Ａ、１９Ｂを入れ替えて吸着工程・取り出し工程（工程（ａ）（ｂ））と再生工程（工程（ｄ））が行われる。上記の吸着工程（ａ）、取り出し工程（ｂ）、均圧工程（ｃ）の時間を併せてサイクルタイムとする。
【００４２】
次に、ガス分離システムについて説明する。
【００４３】
図５は異常の予兆をするガス分離システムの構成図を示す。このガス分離システムは、図１のガス分離装置としてのＰＳＡ式ガス分離装置１と、ＰＳＡ式ガス分離装置１の監視サービスの提供を行う監視装置１００とが接続される。本実施例では、専用回線による携帯電話等の無線通信網などのネットワーク８０a（無線通信や専用回線）を利用して遠隔監視を実現するが、一つの筺体内に配置してＰＳＡ式ガス分離装置の一機能としてもよい。
【００４４】
また、監視装置１００とサービスの提供を受ける情報端末とは、インターネットなどのネットワーク８０ｂで接続される。また、監視装置１００とサービスの提供を受ける情報端末８２とが、インターネットなどのネットワーク８０ｃで接続されている。
【００４５】
情報端末８１は、ＰＳＡ式ガス分離装置１の所有者が利用する情報端末である。情報端末８２は、ＰＳＡ式ガス分離装置１の所有者以外の関係者、例えば、設置場所の事業者に製品ガスを従量制で供給し、供給量に応じて課金を行う従量課金者、特約店（業務：ガス分離装置の販売、販売店卸及び保守を行う事業者）、販売店（業務：ガス分離装置の販売及び保守を行う事業者）または保守業者が利用可能である。
【００４６】
本実施例の監視装置１００は監視サービス事業者が運営する。この監視サービス事業者は、情報端末８１、情報端末８２へのアプリ提供事業者であっても、アプリケーションソフトウェアを提供するプラットフォーム運営事業者を兼ねていてもよい。監視装置１００、情報端末８１、情報端末８２は、それぞれ、図示はしていないが、コンピュータの処理装置であるプロセッサー、記憶装置を有する。
【００４７】
図６は、監視装置１００の処理ブロック図を示す。図７は、監視装置１００の異常判定の処理フローを示す図である。監視装置１００のプロセッサーが、データ取得部１０１、異常判定部１０３、送信部１０４の各処理を実行する。閾値データは、閾値記録部１０２に格納されている。
【００４８】
本実施例の監視装置１００は、ＰＳＡ式ガス分離装置１の制御部６０から、酸素センサ５６、流量検出手段６１、温度センサ６２および圧力検出手段６４からの検出データの他、稼働時間を受信し、記憶する。
【００４９】
図７に示すように、図６のデータ取得部１０１は、ＰＳＡ式ガス分離装置１の制御部６０から各種のセンサが検出した検出データを取得する（Ｓ１）。本実施例では、製品ガス槽である窒素槽４１の圧力と、窒素ガス流量、ＰＳＡ式ガス分離装置１の温度センサ６２からの検出温度及び湿度、制御部で検出した累積運転時間の検出データを取得する。
【００５０】
次に、異常判定部１０３は、ＰＳＡ式ガス分離装置１おける温度、湿度、及び累積運転時間に対応して定めておいた閾値を、閾値記録部１０２から受け取る。
【００５１】
そして、異常判定部１０３は、受け取った閾値と、Ｓ１で取得した検出データとを比較し、正常か異常かを判定する（Ｓ２）。Ｓ２で判定した結果を、送信部１０４が、図５の情報端末８１と情報端末８２に対して通知する（Ｓ３、Ｓ４）。なお、正常である場合が多く、常時通信は回線に負荷が大きいため、正常の場合はＳ３の通知をしないように設定してもよい。
【００５２】
データ取得部１０１は、次のデータ取得を行う（Ｓ５のＹＥＳ）。本実施例では、予め設定しておいた時間間隔でデータ取得を行う。
また、データ取得部１０１は、例えば、ＰＳＡ式ガス分離装置１をメンテナンスする場合には、次のデータの取得を終了する（Ｓ５のＮｏ）。
【００５３】
なお、一つの筺体内に配置してＰＳＡ式ガス分離装置の一機能とする場合、送信部１０４が情報端末８１、８２に直接判定結果を送信するのではなく、図５の監視装置の代わりに、情報端末８１、８２に配信するセンタサーバを設け、送信部１０４がセンタサーバに判定結果を送信し、センタサーバが情報端末８１，８２に配信する構成とする。
【００５４】
次に、異常判定部１０３が行う異常判定について説明する。
【００５５】
（異常判定１）
図２は、異常判定１の判定ロジックを示す図である。
【００５６】
この異常判定は、温度センサ６２で検出したＰＳＡ式ガス分離装置１の温度に対応した、窒素槽４１の下限圧力と、窒素ガス流量との相関関係で行う。縦軸は、窒素槽４１の下限圧力(MPa)を表し、横軸は、製品ガスである窒素ガスの取出流量(L/min)を表す。下限圧力は、圧力検出手段６４により検出される。窒素槽４１の圧力は、周期的に変動する。そのため、ここでは、変動した圧力の下限圧力を使う。
【００５７】
図２において、最高環境閾値（低温）２０、標準環境閾値（標準温度）２１、最低環境閾値（高温）２２で示す線は、装置内の環境温度に対応した下限圧力と製品ガス取出流量との相関関係の閾値を表す。窒素槽４１に設けられた圧力検出手段６４で検出された圧力と流量検出手段６１で検出された流量の相関関係を検出データ２５として示している。標準温度は、２０℃としている。
【００５８】
相関関係のある検出データ２５が対応する閾値より低くなると、窒素槽４１と接続した下流側の配管４３などから製品ガスが漏れているか、もしくは、圧力検出手段６４や流量検出手段６１の経年劣化の可能性があるので、異常として判断する。
【００５９】
標準環境閾値のみで判定してもよいが、環境温度が大きく変化する場合、圧縮機の圧縮性能も変化する（例えば、高温だと気体が膨張しているため、圧縮機の取り込み空気量が減り、圧縮性能が低下する。）ため、正常動作であるにもかかわらず、閾値以下となり、異常動作として判定される場合や、異常動作であるにもかかわらず、閾値以上となり、正常動作として判定される場合がある。
【００６０】
そこで、本実施例では、温度の変化に応じて、異常と判断する圧力閾値を変えるようにしている。具体的には、検出時における温度に応じて最高環境閾値（低温）２０と最低環境閾値（高温）２２の間で閾値を設定する。このようにすることで、温度に依存した誤検出の発生を抑制できている。
【００６１】
なお、本実施例では、製品ガス流量に関わらず、下限圧力の検出データ２５が閾値２４を下回る場合、通常の運転では起きえないため、異常と判定するようになっている。
【００６２】
（異常判定２）
図３は、異常判定２の判定ロジックを示す図である。図２と同じ部分の説明は省略する。
図３において、最高環境閾値（低湿度）３０、標準環境閾値（標準湿度）３１、最低環境閾値（高湿度）３２で示す線は、湿度に対応した下限圧力と製品ガス取出流量との相関関係の閾値を表す。窒素槽４１の下限圧力と、流量検出手段６１で検出された流量の相関関係を検出データ３３として示している。標準湿度は６５％としている。
【００６３】
相関関係のある検出データ３３が対応する閾値より低くなると、窒素槽４１と接続した下流側の配管４３などから製品ガスが漏れているか、もしくは、圧力検出手段６４や流量検出手段６１の経年劣化の可能性があるので、異常として判断する。
【００６４】
標準湿度閾値のみで判定してもよいが、環境湿度が大きく変化する場合、圧縮機の圧縮性能も変化する（例えば、高湿度だと圧縮機の取り込み空気量が減るため、圧縮性能が低下する。）ため、正常動作であるにもかかわらず、閾値以下で異常動作と判定される場合や、異常動作であるにもかかわらず、閾値以上で正常動作と判定される場合がある。
【００６５】
そこで、本実施例では、湿度の変化に応じて、異常と判断する圧力閾値を変えるようにしている。具体的には、検出時における湿度に応じて最高環境閾値（低湿度）３０と最低環境閾値（高湿度）３２の間で閾値を設定する。このようにすることで、湿度に依存した誤検出の発生を抑制できている。
【００６６】
なお、本実施例では、製品ガス流量に関わらず、下限圧力の検出データ３３が閾値３４を下回る場合、通常の運転では起きえないため、異常と判定するようになっている。
【００６７】
（異常判定３）
図４は、異常判定３の判定ロジックを示す図である。図２と同じ部分の説明は省略する。
図４において、最高環境閾値（累積運転時間:小）４００、標準環境閾値（累積運転時間:中）４０１、最低環境閾値（累積運転時間:大）４０２で示す線は、累積運転時間に対応した下限圧力と製品ガス取出流量との相関関係の閾値を表す。窒素槽４１に設けられた圧力検出手段６４で検出された圧力や、流量検出手段６１で検出された流量の相関関係を検出データ４０３として示している。累積運転時間は、制御部６０で管理している。
【００６８】
相関関係のある検出データ４０３が対応する閾値より低くなると、窒素槽４１と接続した下流側の配管４３などから製品ガスが漏れているか、もしくは、圧力検出手段６４や流量検出手段６１の経年劣化の可能性があるので、異常として判断する。
【００６９】
標準環境閾値（累積運転時間:中）のみで判定してもよいが、累積稼働時間が長くなると圧縮機の圧縮性能低下や吸着槽１９Ａ、１９Ｂの劣化が生じるため、正常動作していても異常と判断される場合がある。
【００７０】
そこで、本実施例では、累積稼働時間の変化に応じて、異常と判断する圧力閾値を変えるようにしている。
【００７１】
なお、製品ガス流量に関わらず、検出データ４０３が閾値４０４を下回る場合、異常と判定するようになっている。
【００７２】
（異常判定４）
図８は、異常判定４の判定ロジックを示す図である。縦軸は、除去ガスである酸素の濃度(％)を表し、横軸は、製品ガスである窒素ガスの取出流量(L/min)を表す。酸素濃度は、酸素センサ５６により検出される。窒素ガス濃度は、１００から酸素濃度を引いた値に略等しいので、酸素濃度が低いほど窒素ガスの濃度が高いことを示している。
【００７３】
図８は、温度センサ６２で検出した、ＰＳＡ式ガス分離装置１の温度の変化に対応した除去ガスである酸素の濃度と窒素ガスの流量の相関関係における閾値を示している。
【００７４】
図８において、最高環境閾値（高温）８０、標準環境閾値（標準温度）８１、最低環境閾値（低温）８２で示す線は、温度に対応した酸素の濃度と窒素ガスの取出流量との相関関係の閾値を表す。酸素センサ５６で検出された酸素濃度と流量検出手段６１で検出された流量の相関関係を検出データ８３として示している。標準温度は、２０℃としている。
【００７５】
相関関係のある検出データ８３が対応する閾値より高くなると、窒素ガスの濃度が低くなることを示すので、窒素槽４１と接続した下流側の配管４３などから製品ガスが漏れているか、もしくは、酸素センサ５６の経年劣化の可能性があるので、異常として判断する。
【００７６】
高温だと圧縮機の圧縮性能が低下するため、異常と判断する閾値を下げる（異常判定する酸素濃度閾値を上げる）ことで、誤検出を防ぐことができる。
【００７７】
なお、本実施例では、製品ガス流量に関わらず、下限圧力の検出データ２５が閾値８４を上回る場合、通常の運転では起きえないため、異常と判定するようになっている。
【００７８】
（異常判定５）
図９は、異常判定５の判定ロジックを示す図である。図８と同じ部分の説明は省略する。
図９において、最高環境閾値（高湿度）９０、標準環境閾値（標準湿度）９１、最低環境閾値（低湿度）９２で示す線は、湿度に対応した除去ガスである酸素ガス濃度と製品ガスである窒素ガス取出流量との相関関係の閾値を表す。酸素センサ５６で検出された酸素濃度と流量検出手段６１で検出された流量の相関関係を検出データ９３として示している。
【００７９】
相関関係のある検出データ９３が対応する閾値より高くなると、窒素ガスの濃度が低くなることを示すので、窒素槽４１と接続した下流側の配管４３などから製品ガスが漏れているか、もしくは、酸素センサ５６の経年劣化の可能性があるので、異常として判断する。
【００８０】
高湿度だと圧縮機の圧縮性能が低下するため、異常と判断する閾値を下げる（異常判定する酸素濃度閾値を上げる）ことで、誤検出を防ぐことができる。
【００８１】
なお、本実施例では、製品ガス流量に関わらず、下限圧力の検出データ９３が閾値９４を上回る場合、通常の運転では起きえないため、異常と判定するようになっている。
【００８２】
（異常判定６）
図１０は、異常判定６の判定ロジックを示す図である。図８と同じ部分の説明は省略する。
図１０において、最高環境閾値（累積運転時間:大）１０５、標準環境閾値（累積運転時間:中）１０６、最低環境閾値（累積運転時間:小）１０７で示す線は、累積運転時間に対応した酸素ガス濃度と製品ガス取出流量との相関関係の閾値を表す。酸素センサ５６で検出された酸素濃度や、流量検出手段６１で検出された流量の相関関係を検出データ１０８として示している。
【００８３】
検出データ１０８が閾値より低くなると、窒素槽４１と接続した下流側の配管４３などから製品ガスが漏れているか、もしくは、圧力検出手段６４や流量検出手段６１の経年劣化の可能性があるので、異常として判断する。
【００８４】
相関関係のある検出データ１０８が対応する閾値より高くなると、窒素ガスの濃度が低くなることを示すので、窒素槽４１と接続した下流側の配管４３などから製品ガスが漏れているか、もしくは、酸素センサ５６の経年劣化の可能性があるので、異常として判断する。
【００８５】
標準稼働時間のみで判定してもよいが、累積稼働時間が長くなると圧縮機の圧縮性能や窒素生産能力が低下するため、異常判定する酸素濃度閾値を上げることで、誤検出を防ぐことができる。
【００８６】
なお、本実施例では、製品ガス流量に関わらず、下限圧力の検出データ１０８が閾値１０９を上回る場合、通常の運転では起きえないため、異常と判定するようになっている。
【００８７】
（異常判定７）
図１１は、異常判定７の判定ロジックを示す図である。
図１１において、窒素槽４１の下限圧力と、ＰＳＡ式ガス分離装置１が停止時から起動時までの時間との関係を表す。縦軸は、窒素槽４１の下限圧力(MPa)を表し、横軸は、制御部６０で検出した経過時間（Hour）を示す。
【００８８】
通常、ＰＳＡ式ガス分離装置１の窒素槽４１の圧力は、停止時の圧力Ｐ０から起動時の圧力Ｐ２まで、圧力は減少するが、それらの間の圧力減少量ΔＰが、停止時から起動時までの時間ΔＴに比較して大きい場合は、窒素槽４１の下流の配管から窒素ガスの漏れがある可能性がある。
【００８９】
そこで、本異常判定では、ΔＰ／ΔＴに閾値を設定し、検出したΔＰとΔＴの相関関係が、定めておいた閾値に比べて大きくなった場合には、異常であると判断する。
【００９０】
以上、実施例について説明したが、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１…ＰＳＡ式ガス分離装置、２…空気供給ユニット、３…ＰＳＡユニット、４…圧縮機、５…空気槽、６…エアードライヤー、７…ドレンフィルタ、９…電動モータ、１０…インバータ回路、１９…吸着槽、４１…窒素槽、５６…酸素センサ、６０…制御部、６１…流量検出手段、６２…温度センサ、６４…圧力検出手段、８０a、８０ｂ、８０ｃ…ネットワーク、８１、８２…情報端末、１００…監視装置、１０１…データ取得部、１０２…閾値記録部、１０３…異常判定部、１０４…送信部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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