(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストン（６３）を構成しＩＮポート（６２ｃ）とＳＵＰポート（６２ａ）とＥＸＨポート（６２ｂ）とＯＵＴポート（６２ｄ）を形成している増圧弁（６１）に第一圧縮空気（１０１）を送り込むことで窒素ガス（１０３）を増圧する圧力の高い窒素ガスの製造方法において、前記第一圧縮空気（１０１）より高い圧力の前記窒素ガス（１０３）を前記増圧弁（６１）の前記ＩＮポート（６２ｃ）に送り込み、その後に前記第一圧縮空気（１０１）を前記増圧弁（６１）の前記ＳＵＰポート（６２ａ）に送ることで前記ピストン（６３）を作動させる一方で前記第一圧縮空気（１０１）を前記増圧弁（６１）の前記ＥＸＨポート（６２ｂ）より排出し、それによって前記窒素ガス（１０３）を前記増圧弁（６１）の前記ＯＵＴポート（６２ｄ）から更に圧力の高い高圧の窒素ガス（１０４）として排出することを特徴とする圧力の高い窒素ガスの製造方法。
【請求項２】
前記第一圧縮空気（１０１）を前記増圧弁（６１）に送り込むことを停止し、その後に前記窒素ガス（１０３）を前記増圧弁（６１）に送り込むことを停止するのを特徴とする請求項１に記載の圧力の高い窒素ガスの製造方法。
【請求項３】
前記窒素ガス（１０３）を作り出して以降、少なくとも二個所の位置で酸素の濃度を測定し比較することによって前記二個所の位置の間に配設された各種機器の異常を感知することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧力の高い窒素ガスの製造方法。
【請求項４】
前記増圧弁（６１）に送り込まれる直前の前記第一圧縮空気（１０１）の圧力が前記増圧弁（６１）に送り込まれる直前の前記窒素ガス（１０３）の圧力より高い時には、何等かの信号を出すことを特徴とする請求項１ないし請求項３いずれか１項に記載の圧力の高い窒素ガスの製造方法。
【請求項５】
ピストン（６３）を構成している増圧弁（６１）に第一圧縮空気（１０１）を送り込むことで窒素ガス（１０３）を増圧する圧力の高い窒素ガスの製造装置において、前記第一圧縮空気（１０１）を供給する系統と前記窒素ガス（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て前記第一圧縮空気（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（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（１０４）を出すＯＵＴポート（６２ｄ）を形成した増圧弁（６１）を配設し、前記ＳＵＰポート（６２ａ）の直前に前記窒素ガス（１０３）より圧力の低い前記第一圧縮空気（１０１）を供給可能にする減圧弁（８２）を配設したことを特徴とする圧力の高い窒素ガスの製造装置。
【請求項６】
前記第一圧縮空気（１０１）の流れを開閉可能とする圧縮空気開閉弁（８１）と、前記窒素ガス（１０３）の流れを開閉可能とする窒素ガス開閉弁（５２）を配設したことを特徴とする請求項５に記載の圧力の高い窒素ガスの製造装置。
【請求項７】
前記窒素ガス（１０３）は、中空糸による窒素ガス発生装置（５１）によって作り出されたものであることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の圧力の高い窒素ガスの製造装置。
【請求項８】
前記減圧弁（８２）の上流に、差圧計（７）とオートドレントラップ（８）を構成したミクロミストフィルタ（５）を配設したことを特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれか１項に記載の圧力の高い窒素ガスの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力の高い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、ピストンを構成している増圧弁に窒素ガスと圧縮空気を送って圧力の高い窒素ガスを作り出すのに際し、純度の高い窒素ガスを製造する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の、圧力の高い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。
【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。  一方、圧力の高い窒素ガスを作り出す際には、圧縮空気と窒素ガスを増圧弁に送り込む方法も講じられていた。
【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。
【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、圧力の高い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。
【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。
【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。
【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。
第四に、圧力の高い窒素ガスを作り出そうとすると、純度の高い窒素ガスを作り出すことが、なかなか出来なかった。
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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ピストン６３を構成しＩＮポート（６２ｃ）とＳＵＰポート６２ａとＥＸＨポート６２ｂとＯＵＴポート６２ｄを形成している増圧弁６１に第一圧縮空気１０１を送り込むことで窒素ガス１０３を増圧する圧力の高い窒素ガスの製造方法において、前記第一圧縮空気１０１より高い圧力の前記窒素ガス１０３を前記増圧弁６１の前記ＩＮポート６２ｃに送り込み、その後に前記第一圧縮空気１０１を前記増圧弁６１の前記ＳＵＰポート６２ａに送ることで前記ピストン６３を作動させる一方で前記第一圧縮空気１０１を前記増圧弁６１の前記ＥＸＨポート６２ｂより排出し、それによって前記窒素ガス１０３を前記増圧弁６１の前記ＯＵＴポート６２ｄから更に圧力の高い高圧の窒素ガス１０４として排出することを特徴とし、更には、前記第一圧縮空気１０１を前記増圧弁６１に送り込むことを停止し、その後に前記窒素ガス１０３を前記増圧弁６１に送り込むことを停止するのを特徴とし、更には、前記窒素ガス１０３を作り出して以降、少なくとも二個所の位置で酸素の濃度を測定し比較することによって前記二個所の位置の間に配設された各種機器の異常を感知することを特徴とし、更には、前記増圧弁６１に送り込まれる直前の前記第一圧縮空気１０１の圧力が前記増圧弁６１に送り込まれる直前の前記窒素ガス１０３の圧力より高い時には、何等かの信号を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。
【００１０】
また、本発明は、ピストン６３を構成している増圧弁６１に第一圧縮空気１０１を送り込むことで窒素ガス１０３を増圧する圧力の高い窒素ガスの製造装置において、前記第一圧縮空気１０１を供給する系統と前記窒素ガス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て前記第一圧縮空気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１０４を出すＯＵＴポート６２ｄを形成した増圧弁６１を配設し、前記ＳＵＰポート６２ａの直前に前記窒素ガス１０３より圧力の低い前記第一圧縮空気１０１を供給可能にする減圧弁８２を配設したことを特徴とし、更には、前記第一圧縮空気１０１の流れを開閉可能とする圧縮空気開閉弁８１と、前記窒素ガス１０３の流れを開閉可能とする窒素ガス開閉弁５２を配設したことを特徴とし、更には、前記窒素ガス１０３は、中空糸による窒素ガス発生装置５１によって作り出されたものであることを特徴とし、更には、前記減圧弁８２の上流に、差圧計７とオートドレントラップ８を構成したミクロミストフィルタ５を配設したことを特徴とすることによって、上記課題を解決した。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本願発明による、圧力の高い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。
【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、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。
【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を接続することによって、乾燥して異物の除去された第一圧縮空気１０１を、流路を開閉する圧縮空気開閉弁８１と圧力を下げる働きをする減圧弁８２と圧力を測定する圧力計８３を経由させた後増圧手段６１である増圧弁６１のＳＵＰポート６２ａに供給し、同様にして、乾燥して異物の除去された第二圧縮空気１０２を窒素ガス発生装置５１に供給されるようになっている。  この場合、第一圧縮空気１０１の圧力は減圧弁８２の働きにより、窒素ガス発生装置５１によって作り出された窒素ガス１０３の圧力、より低い圧力に調整されている。
【００１４】
尚、ミクロミストフィルタ５には、汚れを判断する差圧計７と、発生したドレンを排出するドレン抜き弁９と、ミクロミストフィルタ５に一定量以上のドレンが溜まった時に溜まったドレンを排出するオートドレントラップ８を接続している。  従って、図示していないフィルターエレメントの交換する管理がきちんと成され、溜まったドレンも排出することが出来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。
【００１５】
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。
【００１６】
尚、これ等の機器２、３、４、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、ドレン抜き弁やオートドレントラップを、両方共、または、何れか一方のみを接続してもよい。  また、ミクロミストフィルタ５に接続しているドレン抜き弁９やオートドレントラップ８は、どちらか一方、または、両方共無い場合も考えられる。  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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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、流路を開閉する窒素ガス開閉弁５２と、圧力を測定する圧力計５３と、酸素濃度を測定する酸素濃度計５４を経由させた後、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。
【００２１】
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０．３ＭＰａ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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
次に、増圧手段６１でもある増圧弁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をそれぞれ形成している。
【００２５】
ここで、図３に見られるように、増圧弁６１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６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄによって構成されている。
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６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄと、各種の配管がその中に収納されている。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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ボート６２ｄに接続したチェック弁６６Ｃを増圧室イ６２ＡＢに接続し、ＩＮボート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。
【００２９】
ところで、窒素ガスは、１ＭＰａないし１０ＭＰａ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。一つの利用方法として、レーザー加工機に窒素ガスを使用する場合、窒素ガスの圧力が１．５ＭＰａであると加工時に切口を滑らかにするという効果を期待することが出来る。
【００３０】
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。
【００３１】
尚、タンク７１の下流には、酸素の濃度を測定する酸素濃度計７５や、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７２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。
【００３２】
ここで、増圧弁６１のＳＵＰポート６２ａの直前には第一圧縮空気１０１の圧力を測定する圧力計８３を、ＩＮポート６２ｃの直前には窒素ガス１０３の圧力を測定する圧力計５３と酸素ガス濃度を測定する酸素濃度計５４を、タンク７１の直後に高圧の窒素ガス１０４の酸素ガス濃度を測定する酸素濃度計７５を配設している。  この場合、これ等の機器５３、５４、７５、８３と各種開閉弁５２、７４、８１を合わせて自動的に制御することが可能なように、電磁式を含む電動式にすることも考えられる。
【００３３】
本発明による、圧力の高い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。
【００３４】
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、具体的に図示していないが、何れか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。  尚、当初は圧縮空気開閉弁８１と窒素ガス開閉弁５１と出口バルブ７４は閉じた状態にしている。
【００３５】
そこで、窒素ガス開閉弁５２を開放すると、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、その分離された窒素ガス１０３は増圧弁６１に形成ざれているＩＮポート６２ｃに送り込まれる。
【００３６】
また、増圧弁６１に形成されているＩＮポート６２ｃから窒素ガス１０３が送り込まれることで、チェック弁６６Ａ、６６Ｂから増圧室イ６２ＡＢと増圧室ロ６２ＣＡに通じる。
【００３７】
次に、圧縮空気開閉弁８１を開放して第一圧縮空気１０１を増圧弁６１に流した後に出口バルブ７４を開放すると、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６２ＣＡの窒素ガス１０３を増圧する。  そこで、ピストン６３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。
【００３８】
また、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ＯＵＴ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。
【００３９】
この場合、増圧弁６１に形成されているＯＵＴ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。
【００４０】
尚、常に窒素ガス１０３の圧力を第一圧縮空気１０１の圧力より高くしておくことによって、ピストン６３Ａ、６３Ｃに於いて、第一圧縮空気１０１が窒素ガス１０３の側に洩れていくこともなく、純度の高い高圧の窒素ガス１０４を得ることが出来るようになっている。
【００４１】
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１０３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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
ここで、増圧弁６１に流入する直前の、窒素ガス１０３の圧力を圧力計５３で測定し、第一圧縮空気１０１の圧力を圧力計８３で測定し、結果を比較することによって第一圧縮空気１０１の圧力が窒素ガス１０３の圧力より高いという異常が確認された場合には、各種開閉弁５２、７４、８１に信号を送り閉鎖するということも考えられる。
【００４５】
また、窒素ガス発生装置５１で作りだした窒素ガス１０３と、その窒素ガス１０３が増圧弁６１とタンク７１を経由した後の高圧の窒素ガス１０４の両者を、酸素濃度計５４、７５によって酸素の濃度を測定して比較することによって、両者がほぼ同じ濃度であれば、増圧弁６１やタンク７１に異常が無く、タンク７１を経由した後の高圧の窒素ガス１０４の酸素の濃度が高い場合には、増圧弁６１やタンク７１に洩れ等による異常が発生したということで、各種開閉弁５２、７４、８１を手動で閉鎖の状態にしたり、信号を送り閉鎖するということも考えられる。
【００４６】
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。
【００４７】
一方、増圧窒素９７の使用を停止する時は、出口バルブ７４と圧縮空気開閉弁８１と窒素ガス開閉弁５２を記載の順序で閉鎖することが、次に純度の高くて圧力の高い窒素ガスを作り出すためには必要である。
【００４８】
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、２１で作り出されていることである。
【００４９】
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、図１に示される実施形態と同じ様に増圧弁６１に送り込んでいる。
【００５０】
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別に作り出している。
【００５１】
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。
【００５２】
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に関しては、能力は別として、概ね同じような働きをするものと考えて良い。
【００５３】
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。
【００５４】
【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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
第四に、発生した窒素ガスの異物や臭いに関しては、活性炭フィルタを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。
【００５９】
第五に、窒素ガスを増圧する為に、増圧弁に圧縮空気や窒素ガスを送り込むに際し、各種開閉弁の開閉のタイミングと、正しい圧力の管理と、酸素濃度の管理行うことによって、純度が高くて圧力の高い窒素ガスを作り出すことが可能となった。
【００６０】
第六に、各種開閉弁の開閉や、圧力計や、酸素濃度計を自動制御することで、間違いの無い正確な管理が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明を示した図
【図２】本願発明の別の実施形態を示した図
【図３】本願発明に使用している増圧弁の構造を示した図
【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
７・・・・・・差圧計
８・・・・・・オートドレントラップ
９・・・・・・ドレン抜き弁
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
５２・・・・・窒素ガス開閉弁
５３・・・・・圧力計
５４・・・・・酸素濃度計
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
７５・・・・・酸素濃度計
８１・・・・・圧縮空気開閉弁
８２・・・・・減圧弁
８３・・・・・圧力計
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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