(57)【要約】【課題】  潜在的な異常を使用者や保全者に早期に知らせることができる気体分離装置を提供することを目的とする。【解決手段】  空気を圧縮する圧縮機と、圧縮機で圧縮された圧縮空気を貯留する空気槽と、空気槽に貯留された圧縮空気のうち一部の気体を吸着する吸着槽と、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タンクと、圧縮機と吸着槽の動作を制御する制御部とを備え、制御部は、製品ガスの使用量に対する残留酸素濃度の異常判定の閾値を製品ガスの使用量に応じて変化させ、残留酸素濃度が閾値を超えた場合、異常と判断し、警告するように構成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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気体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タンクと、
前記圧縮機と前記吸着槽の動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、製品ガスの使用量に対する残留酸素濃度の異常判定の閾値を製品ガスの使用量に応じて変化させ、残留酸素濃度が該閾値を超えた場合、異常と判断し、警告することを特徴とする気体分離装置。
【請求項２】
請求項１に記載の気体分離装置において、
前記閾値を気体分離装置の周囲温度によって変更することを特徴とする気体分離装置。
【請求項３】
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気体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タンクと、
前記圧縮機と前記吸着槽の動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は前記空気槽の圧力が所定時間以内に上昇しない場合、原料空気量不足と判断し、警告することを特徴とする気体分離装置。
【請求項４】
請求項３に記載の気体分離装置において、
前記所定時間は、前記空気槽が空の状態から所定圧力に達するまでの時間であることを特徴とする気体分離装置。
【請求項５】
請求項３に記載の気体分離装置において、
前記所定時間は、吸着工程が始まる時点から所定圧力に達するまでの時間であることを特徴とする気体分離装置。
【請求項６】
請求項３に記載の気体分離装置において、
前記所定時間は、前記空気槽の圧力の下限値Ｐminからあらかじめ設定された△Ｐmaxまで昇圧されるまでの時間であることを特徴とする気体分離装置。
【請求項７】
請求項３または６に記載の気体分離装置において、
前記所定時間を気体分離装置の周囲温度によって変更することを特徴とする気体分離装置。
【請求項８】
請求項５または６に記載の気体分離装置において、
前記所定時間を前記製品ガスの使用量に応じて変更することを特徴とする気体分離装置。
【請求項９】
気体分離装置とネットワークを介して接続された保守サービスサーバを有する保守サービスシステムに用いる保守サービスサーバであって、
前記気体分離装置は、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気体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タンクと、前記圧縮機と前記吸着槽の動作を制御する制御部と、気体分離装置吐出口に設けている流量検出手段と、酸素濃度を検出する酸素センサと、流量検出手段で検出した製品ガスの使用量と、酸素センサで検出した酸素濃度を前記ネットワークを介して送信する通信手段を有しており、
前記保守サービスサーバは、保守サービスのユ―ザに関する情報と保守対象の気体分離装置に関する情報が登録されているユーザデータベースと、多種類の気体分離装置それぞれの情報および交換部品情報が登録されている部品データベースと、多種類の気体分離装置それぞれに対応した製品ガスの使用量に対する残留酸素濃度の異常判定の閾値を製品ガスの使用量に応じて変化させた閾値を有した故障診断データベースと、故障診断のアプリケーションプログラムが搭載され、
前記保守サービスサーバは、前記通信手段により取得した前記製品ガスの使用量と、前記酸素濃度から、前記ユーザデータベース、前記部品データベース、前記故障診断データベースの情報をもとに故障予測を行い、その結果から保守が必要となる部品型番、時期、量を特定し、部品手配計画及び保守計画を立案し、該部品手配計画及び保守計画を前記ネットワークを介して配信することを特徴とする保守サービスサーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は気体分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景として、特許文献１がある。特許文献１には、各種異常検出手段が搭載されており、検知した結果が所定範囲を外れた場合、酸素濃縮装置を停止させる制御が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１９０３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１は、酸素センサによる検知、及び各センサ単独による検知により、異常判定を行っており、酸素濃度が異常判定の閾値を超過すると異常や警報を出して使用者や保全者に異常が発生していることを知らせている。
【０００５】
しかし、例えば酸素ガスの使用流量が少ない場合、酸素濃度については、異常判定の所定の固定の閾値に対して大きく裕度をもって推移する。よってこの場合、各センサで検知した単独のデータのみで異常判定を行った場合、原料空気量不足や、ドライヤ性能低下、吸着剤の性能低下など、潜在的な異常が生じていても、使用流量が少ない場合は酸素濃度が低くなり所定の閾値で検出できず、異常や警報として使用者や保全者に異常が発生していることを知らせることはできない。また、この状態で酸素ガスの使用流量が増えた場合には、酸素濃度は異常判定の閾値を超過するため、異常停止してしまうという点について考慮されていなかった。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、潜在的な異常を使用者や保全者に早期に知らせることができる気体分離装置及びその保守サービスシステムに用いる保守サービスサーバを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記背景技術に鑑み、その一例を挙げるならば、空気を圧縮する圧縮機と、圧縮機で圧縮された圧縮空気を貯留する空気槽と、空気槽に貯留された圧縮空気のうち一部の気体を吸着する吸着槽と、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タンクと、圧縮機と吸着槽の動作を制御する制御部とを備え、制御部は、製品ガスの使用量に対する残留酸素濃度の異常判定の閾値を製品ガスの使用量に応じて変化させ、残留酸素濃度が閾値を超えた場合、異常と判断し、警告するように構成する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、潜在的な異常を使用者や保全者に早期に知らせることができる気体分離装置及びその保守サービスシステムに用いる保守サービスサーバを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１における気体分離装置の全体構成図である。
【図２】実施例１の前提となる従来の異常判定を説明する流量と酸素濃度の関係を示す図である。
【図３】実施例１における異常判定を説明する流量と酸素濃度の関係を示す図である。
【図４】実施例２における異常判定を説明する流量と酸素濃度と温度の関係を示す図である。
【図５】実施例３における空気槽圧力が空の状態から最高圧力に達するまでの時間との関係を示した図である。
【図６】実施例４における空気槽圧力が空の状態から最高圧力に達するまでの時間と温度との関係を示した図である。
【図７】実施例５における気体分離装置の処理工程と空気槽圧力及び吸着槽圧力との関係を示した図である。
【図８】実施例５における気体分離装置の処理工程と空気槽圧力と使用流量の関係を示した図である。
【図９】実施例６における保守サービスシステムの構成図である。
【図１０】実施例６における保守サービスサーバの有するデータベースを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本実施例における気体分離装置の全体構成図である。図１に示す気体分離装置はＰＳＡ(Pressure Swing Adsorption：圧力スイング吸着）式の気体分離装置を示している。ＰＳＡ式気体分離装置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。なお、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。
【００１２】
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（容量制御・台数制御を含む）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、一例として、これら圧縮機４と、空気槽５と、エアードライヤー６とドレンフィルタ７とは筐体に格納されている。
【００１３】
一方、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気体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（窒素）を貯留する窒素槽（製品ガスタンク）４１を有している。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気体が分離される。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気体を分離するものであってもよい。
【００１４】
圧縮機４として、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。
【００１５】
空気槽５には、空気槽５からの圧縮空気を流す配管１６が接続されており、この配管１６の端末位置には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。また、配管１７Ａ、１７Ｂには、それぞれ供給弁１８Ａ、１８Ｂと吸着槽１９Ａ，１９Ｂとの間位置に配管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。この排気サイレンサは各吸着層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。
【００１６】
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。また、配管３１Ａ、３１Ｂには、互いの配管３２Ａ、３２Ｂよりも吸着槽１９Ａ、１９Ｂとは反対側同士を結ぶように配管３５Ａ、３５Ｂが接続されており、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。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とは反対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タンクとしての窒素槽４１が接続されている。
【００１７】
窒素槽４１には、吐出口４２が設けられた配管４３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。配管４３のフィルタレギュレータ４４と吐出弁４５との間位置には配管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。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、検出信号を制御部６０に出力する。制御部６０は検出信号を受けて、吸着槽１９Ａ、１９Ｂにおける窒素ガスの生成を制御する。
【００１８】
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。
【００１９】
空気槽５、吸着槽１９Ａ、１９Ｂ、窒素槽４１には、圧力を検知する圧力検出手段６３が設けられている。またＰＳＡ式気体分離装置１には周囲温度を検知する温度センサ６２が設けられている。
【００２０】
ここまで、ＰＳＡ式気体分離装置１の構成を説明してきたが、ここでＰＳＡ式気体分離装置において行われる気体分離方法について説明する。
【００２１】
ＰＳＡ式気体分離装置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気体を分離する分離工程が行われる。
【００２２】
ＰＳＡ式気体分離装置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。
（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。
（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。
（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。
（ｄ）再生工程：均圧工程終了後の吸着槽１９内を、排気弁２２を開くことにより配管２１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。なお、この再生工程において、排気弁２２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。
【００２３】
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。
【００２４】
次に、本実施例の前提となる従来の異常判定について説明する。図２は従来の異常判定を説明するための流量と酸素濃度との関係を示した図である。従来は、酸素センサによる検知により、異常判定を行っており、酸素濃度が異常判定の閾値を超過すると異常や警報を出して使用者や保全者に異常が発生していることを知らせていた。すなわち、図２に示すように、酸素濃度は、流量が少なくなると低くなる特性があり、仕様値流量Ｑｓに対して、通常の使用範囲の流量をＱ１からＱ２の間とすると、正常時の流量と酸素濃度との特性では、流量Ｑ１と流量Ｑ２時の正常時の酸素濃度はそれぞれａ点、ｂ点となり、何れも異常判定の閾値Ｎ０を超えないが、異常時の流量と酸素濃度との特性においては、使用流量が少ないＱ１時の酸素濃度はｃ点となり閾値Ｎ０を超えないが、使用流量がＱ１からＱ２に増えた場合にはｄ点となり、閾値Ｎ０を超過するため、異常停止してしまう。すなわち、原料空気量不足や、ドライヤ性能低下、吸着剤の性能低下など、潜在的な異常が生じていても、使用流量が少ない場合は酸素濃度は異常判定の閾値Ｎ０に対して大きく下回る特性があるため、異常として検知されないという問題がある。
【００２５】
そこで、本実施例では、酸素センサによる酸素濃度の情報に、流量検出手段による使用流量の情報を加え、使用流量と酸素濃度の相関で異常判定を行なうようにした。以下、その詳細について説明する。
【００２６】
図３は、本実施例における異常判定を説明する流量と酸素濃度の関係を示した図である。図３に示したように、本実施例では、酸素濃度だけでなく、酸素濃度Ｎと流量Ｑの関係から、流量Ｑに応じて酸素濃度の異常判定の閾値を変化させた閾値Ｎ１を設ける。これにより、正常時の流量と酸素濃度との特性において、流量Ｑ１と流量Ｑ２時の酸素濃度であるａ点、ｂ点は、何れも異常判定の閾値Ｎ１を超えない。これに対して、異常時の流量と酸素濃度との特性においては、使用流量が少ないＱ１時の酸素濃度であるｃ点においては、異常判定の閾値Ｎ１を超えるため、異常と判断できる。さらに、使用流量がＱ１からＱ２に増えた場合の酸素濃度であるｄ点でも異常判定の閾値Ｎ１を超過するため、異常と判断できる。
【００２７】
具体的な異常判定の動作は、ＰＳＡ式気体分離装置吐出口に設けている流量検出手段６１にて製品ガスの使用量Ｑをセンシングする。酸素センサ５６および流量検出手段６１は、常時センシングを行い、制御部６０に信号を送る。このとき製品ガスの使用量Ｑに対する残留酸素濃度Ｎの値が、あらかじめ制御部６０に設定しておいた閾値Ｎ１を下回っているか判定する。上回っている場合は、原料空気量不足、ドライヤ性能低下、吸着剤性能低下、が原因で濃度が悪化していると判断し、警報を出す。
【００２８】
このように、本実施例では、酸素センサによる酸素濃度の情報に、流量検出手段による使用流量の情報を加え、使用流量と酸素濃度の相関で異常判定を行う。すなわち、製品ガス使用量Ｑと製品ガス濃度Ｎの両方をセンシングし、使用流量Ｑに応じた濃度Ｎの閾値Ｎ１にて常時判断する。これにより、使用流量が少ない場合、酸素濃度が製品仕様濃度を下回っていても、あらかじめ設定した使用流量に対する酸素濃度の閾値を上回っていれば、何かしらの異常が起こっていると判断することができる。
【００２９】
すなわち、これまで事前に判断できなかった潜在的な異常を使用者や保全者に早期に知らせることができ、警報内容からメンテナンス内容、必要部品を推測し準備して向かうことで早期復旧が可能になる。また潜在的な異常によって、使用流量が増えた場合に起こりうる異常停止を未然に防ぐことにより、例えば生産現場であれば、生産をより安定稼働させることができる。
【実施例２】
【００３０】
本実施例では、周囲温度によって、製品ガスの使用量Ｑと残留酸素濃度Ｎの関係が異なる特性を持っている点に注目し、実施例１にさらに温度条件も加味した異常判定とするに点について説明する。
【００３１】
図４は、本実施例における異常判定を説明する流量と酸素濃度と温度の関係を示す図である。製品ガスの使用量Ｑと残留酸素濃度Ｎの関係は、高温になるにつれて、酸素吸着効率が悪くなり、膨張するために実風量が減少するため流量が減少する傾向がある。そのため、高温になるにつれ酸素濃度は大きくなる。そこで、図４に示すように、異常判定の閾値を周囲温度の範囲毎に変更する。たとえば、５℃〜１５℃の場合は閾値Ｎ２、１５℃〜２５℃の場合は閾値Ｎ１、２５℃〜３５℃の場合は閾値Ｎ３のように、判定基準を設け、周囲温度によって実施例１の判定基準を変更する。
【００３２】
具体的には、実施例１に加え、周囲温度を検知する温度センサ６２により、製品が設置されている周囲温度を常時センシングし、制御部６０に信号を送る。
【００３３】
本実施例によれば、製品ガス使用量に対する製品ガス濃度が、各周囲温度のセンシングに加え、周囲温度範囲によって異なる基準範囲を設けることにより、より正確に異常判定を行うことができ、従来制御では判定できなかった潜在的な故障の有無や製品の性能低下を予兆することができる。
【実施例３】
【００３４】
本実施例は、従来は圧縮機の空気量不足を判断する手段がなく、空気量不足が進行し、濃度異常が発生するまで、発見することができなかった点を考慮して、その対応を図った実施例について説明する。
なお、本実施例における気体分離装置は実施例１で説明した図１と同じであるので、その説明は省略する。
【００３５】
図５は、本実施例における空気槽圧力が空の状態から最高圧力に達するまでの時間との関係を示した図である。本実施例においては、運転開始時に、空気槽の圧力検出手段６３からの圧力値Ｐと、空の空気タンクが最高圧力もしくはあらかじめ設定した圧力に到達するまでの時間Ｔを見ることにより、規定時間Ｔ１以内に昇圧しない場合は、圧縮機の空気量不足と判断し、制御部６０から警報を出すようにする。すなわち、図５において、横軸を、空気槽が空の状態から運転を開始した経過時間Ｔ、縦軸を空気槽の圧力Ｐとしたとき、空の空気タンクが最高圧力もしくはあらかじめ設定した圧力に到達するまでの時間が規定時間Ｔ１となる特性に対して、規定時間Ｔ１よりも時間Ｔが長い場合は異常と判断する。逆に、定時間Ｔ１よりも時間Ｔが短い場合は正常と判断する。なお、判定基準は、時間Ｔと圧力Ｐによる傾きaによって判断してもよい。
【００３６】
本実施例によれば、空気槽に設置した圧力検出手段により、あらかじめ設定した昇圧時間を満たしていない場合は、原料空気量不足と判断し、圧縮機に何かしらの異常が見られると判断できる。すなわち、濃度異常の発生に至る前に、搭載されている圧縮機の性能低下を予兆することができ、早期発見により製品の信頼性を高めることができる。
【実施例４】
【００３７】
本実施例における制御について図６を用いて説明する。本実施例は、実施例３に、温度センサ６２による周囲温度の情報を加え、周囲温度の範囲毎に判定する到達時間の閾値Ｔを変更する。たとえば、図６に示すように、５℃〜１５℃の場合、閾値Ｔ２、１５℃〜２５℃の場合、閾値Ｔ１、２５℃〜３５℃の場合、閾値Ｔ３のように、判定基準を設け、周囲温度によって実施例３の判定基準を変更する。なお、判定基準は、時間Ｔと圧力Ｐによる傾きを周囲温度毎に変更してもよい。
【００３８】
本実施例により、より正確に搭載されている圧縮機の性能低下を予兆することができ、早期発見により製品の信頼性を高めることができる。
【実施例５】
【００３９】
本実施例は、定常運転中において、圧縮機の空気量不足を判断する実施例について説明する。すなわち、実施例３および実施例４は、運転開始時における制御について説明したが、本実施例では定常運転中において空気量不足を判断する。
【００４０】
図７は本実施例におけるＰＳＡ式気体分離装置の処理工程と空気槽圧力及び吸着槽圧力との関係を示した図である。図７において、ＰＳＡ式気体分離装置の定常運転中において、空気槽の圧力センサ６２にてセンシングされる空気槽圧力が所定圧力Ｐ１まで昇圧されるまでの時間が、あらかじめ設定された閾値Ｔｐ以内に昇圧できない場合は、圧縮機の空気量不足と判断し、制御部６０から警報を出す。ここで、Ｔｐは第１の吸着槽と第２の吸着槽の動作を切替る時点、すなわち吸着工程が始まる時点からの経過時間としたが、図８に示すように、空気槽圧力の圧力下限値Ｐminからあらかじめ設定された△Ｐmaxまで昇圧されるまでの時間をＴｐとして、部分的に検知してもよい。
【００４１】
また、図８に示すように、ＰＳＡ式気体分離装置の吐出口に設けている流量検出手段６１にて製品ガスの使用量Ｑをセンシングすることにより、判定基準Ｔｐを流量範囲毎に、たとえば、製品仕様流量の０〜４０％で流量が少ない場合：Ｔ２、４０〜７０％の場合：Ｔ１、７０〜１００％で流量が多い場合：Ｔ３のように、判定基準を設け、使用流量によって判定基準を変更してもよい。
【００４２】
また、図示していないが、周囲温度の情報を加え、周囲温度の範囲毎に判定基準Ｔｐを変更してもよい。
【００４３】
本実施例により、運転開始時だけでなく、定常運転中においても、搭載されている圧縮機の性能低下を予兆することができ、早期発見により製品の信頼性を高めることができる。
【実施例６】
【００４４】
本実施例は、上記実施例で説明した気体分離装置のセンサ情報をＩOＴ(Internet of Things)を用いて、遠隔で監視し故障診断等の保守サービスを行う例について説明する。
【００４５】
図９は、本実施例における保守サービスシステムの構成図である。図９において、エンドユーザ１０１，１０２の有する気体分離装置は通信手段を有し、各種センサのセンサ情報を通信手段を介してインターネット等の広域公衆ネットワーク１０３を介してクラウド上の保守サービスサーバ１０４に送信する。
【００４６】
保守サービスサーバ１０４は、保守サービス運営事業者により、入手したセンサ情報から故障予測を行ない、エンドユーザ１０１、１０２やルート事業者１０５に情報を提供可能とする。ここで、ルート事業者１０５とは、販売や、販売店卸、保守を行う特約店や、販売や保守を行う販売店、また保守を行う保守業者等である。
【００４７】
なお、図９では、エンドユーザ１０１，１０２やルート事業者１０５が直接広域公衆ネットワーク１０３に接続されるとしたが、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を介して接続されてもよいし、インターネット等の広域公衆ネットワーク１０３の代わりに専用回線を介して保守サービスサーバ１０４に接続されてもよい。
【００４８】
図１０は、保守サービスサーバ１０４の有するデータベースを示した図である。図１０において、ユーザデータベース２０１は、保守サービス運営事業者が行う保守サービスのユ―ザに関するデータベースであって、ユーザ情報、契約年月日、契約対象となる気体分離装置に関する情報で、型番や製造何月日、また故障履歴情報やメンテナンス情報等が登録されている。また、部品データベース２０２は、多種類の気体分離装置それぞれの機種、型式、製造期間、各部の動作特性データ、交換部品情報等が登録されている。また、故障診断データベース２０３ は、故障診断を行うにあたって必要な情報であり、多種類の気体分離装置それぞれに対応した実施例１から実施例５で説明した閾値Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３,Ｔｐ等の値が登録されている。
【００４９】
また、保守サービスサーバ１０４には、実施例１から実施例５で説明した故障診断のアプリケーションプログラムが搭載され、上記ユーザデータベース２０１、部品データベース２０２、故障診断データベース２０３の情報と、受信した気体分離装置のセンサ情報をもとに故障予測を行なう。ここで、例えば、図３において、使用流量に対する酸素濃度が異常判定の閾値Ｎ１を超えていれば異常と判断するが、超えてはいないが閾値Ｎ１に近接している場合、部品等の劣化により異常状態となる時期が間近であると判断し、部品の交換時期を推測する。このように、故障予測の結果から保守が必要となる部品型番、時期、量を特定し、部品手配計画及び保守計画を立案する。そして、その結果である部品型番、時期、量や部品手配計画及び保守計画をエンドユーザ１０１、１０２やルート事業者１０５に提供可能とする。
【００５０】
実施例によれば、遠隔で単体装置もしくは複数台ある気体分離装置を監視することにより、現地に赴かなくても事前に装置の状況を判断し、メンテナンスの準備を事前にすることができ、故障時の早期復旧を可能とできる。
以上、実施例について説明したが、本発明は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】
【００５１】
１：ＰＳＡ式気体分離装置、２：空気供給ユニット、３：ＰＳＡユニット、４：圧縮機、５：空気槽、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、６３：圧力検出手段、１０１，１０２：エンドユーザ、１０３：広域公衆ネットワーク、１０４：保守サービスサーバ、２０１：ユーザデータベース、２０２：部品データベース、２０３：故障診断データベース
【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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