(57)【要約】      （修正有）【課題】酸素濃縮装置等の本体の構成部品の耐久性の低下や、装置の大型化、消費電力増大などの問題を解決し、容易に高圧の酸素富化ガスを得ることができる増圧装置を提供する。【解決手段】増圧装置１は、酸素富化ガス取入口４と、コンプレッサ７と、圧力調整手段８と、増圧酸素富化ガス吐出口６とを有し、増圧装置１の酸素富化ガス取入口４は、酸素富化ガス発生装置と着脱可能に接続されることを特徴とする。酸素濃縮装置から本増圧装置１に取り込む酸素富化ガスの流量を調整して酸素濃縮装置からの本来の吐出流量以下に設定することで、酸素濃縮のバランスを崩すことなく、高濃度の酸素富化ガスを得ることができる。【選択図】図２
0003145772.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
気体を供給される圧力より増圧して吐出する増圧装置であって、前記増圧装置は、酸素富化ガスを取り入れるための酸素富化ガス取入口と、前記酸素富化ガスを所定の圧力まで増圧するためのコンプレッサと、前記所定の圧力を調整するための圧力調整手段と、増圧酸素富化ガス吐出口とを有し、前記増圧装置の前記酸素富化ガス取入口は、酸素富化ガス発生装置と着脱可能に接続されることを特徴とする増圧装置。
【請求項２】
前記所定の圧力は、前記圧力調整手段をユーザが操作することにより、０．１ＭＰａ〜１．０ＭＰａ程度の範囲で変更できることを特徴とする請求項１に記載の増圧装置。
【請求項３】
前記増圧装置は、更に、少なくとも一つの流量調整手段を有し、前記流量調整手段は、前記酸素富化ガス取入口と前記コンプレッサの間にあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の増圧装置。
【請求項４】
前記コンプレッサはピストン型コンプレッサであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の増圧装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この考案は、気体を増圧して吐出する増圧装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  魚の飼育、養殖等において、魚を高密度で飼育する際に酸素不足を解消したり、餌食いを良くして成長を促進させたりするために、酸素濃縮装置等の酸素富化ガス発生装置が広く使われている。このような用途においては、しばしば水深の深い水槽内や高水圧の配管内に酸素を供給するために大きな吐出圧を有する酸素濃縮装置等が必要となる。しかしながら、吐出圧を上げるために酸素濃縮の圧力を上げると、酸素濃縮用のコンプレッサや弁などの構成部品の耐圧や耐久性の低下に関する問題、装置の大型化や消費電力増大の問題などが生じてくることから、現状では前述の様な用途に対して十分な吐出圧が得られる酸素富化ガス発生装置は提案されていない。気体の吐出圧を増圧する手段としては、大気から窒素を濃縮分離する装置に関して、原料空気自体の圧力を増圧弁によって高めてから濃縮分離装置に供給することで、濃縮装置からの吐出圧を上げる装置が提案されている（特許文献１）。しかし、通常、増圧弁では圧縮される気体の量と同等の量の気体が排気されることから無駄になる原料空気の割合が大きい上に、濃縮装置内部での圧力が高くなることから、濃縮装置の構成部品の耐圧や耐久性の低下の問題が生じる。
【特許文献１】  特開２００１−２２１４００号公報
【０００３】  そこで、この考案は、酸素濃縮装置等の本体の構成部品の耐久性の低下の問題や、装置の大型化、消費電力増大の問題を解決し、容易に高圧の酸素富化ガスを得ることができる増圧装置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】
【０００４】  上記課題を解決するために、本考案の増圧装置は、気体を供給される圧力より増圧して吐出する増圧装置であって、前記増圧装置は、酸素富化ガスを取り入れるための酸素富化ガス取入口と、前記酸素富化ガスを所定の圧力まで増圧するためのコンプレッサと、前記所定の圧力を調整するための圧力調整手段と、増圧酸素富化ガス吐出口とを有し、前記増圧装置の前記酸素富化ガス取入口は、酸素富化ガス発生装置と着脱可能に接続されることを特徴とする増圧装置である。
【０００５】  また、本考案の増圧装置の前記所定の圧力は、前記圧力調整手段をユーザが操作することにより、０．１ＭＰａ〜１．０ＭＰａ程度の範囲で変更できることを特徴とする増圧装置である。
【０００６】  また、本考案の増圧装置は、更に、少なくとも一つの流量調整手段を有し、前記流量調整手段は、前記酸素富化ガス取入口と前記コンプレッサの間にあることを特徴とする増圧装置である。
【０００７】  また、本考案の増圧装置の、前記コンプレッサはピストン型コンプレッサであることを特徴とする増圧装置である。
【考案の効果】
【０００８】  本考案の酸素濃縮装置によれば、例えば、寸法３６０ｍｍ×４３０ｍｍ×６５０ｍｍ、質量３６ｋｇ、消費電力４００Ｗで、酸素濃度約９０ｖｏｌ％の酸素富化ガスを、吐出圧０．１ＭＰａで、毎分６Ｌ（標準状態）の流量で吐出する酸素濃縮装置に対して、わずか、寸法３５０ｍｍ×２５０ｍｍ×２５０ｍｍ、質量８ｋｇ、消費電力１００Ｗの本増圧装置を接続することで、容易に０．３ＭＰａの吐出圧でほぼ同等の濃度、流量の酸素富化ガスが得られるという効果を有する。
【０００９】  また、本考案の増圧装置の吐出圧は、圧力調整手段をユーザが操作することによって所望の値に変更することができる。
【００１０】  また、本考案の増圧装置の、酸素富化ガス取入口と前記コンプレッサの間に流量調整手段を設け、酸素濃縮装置から本増圧装置に取り込む酸素富化ガスの流量を調整して酸素濃縮装置からの本来の吐出流量以下に設定することで、酸素濃縮のバランスを崩すことなく、高濃度の酸素富化ガスを得ることができる。
【００１１】  更に、本考案の増圧装置のコンプレッサとして、ピストン型コンプレッサを用いることで、ダイヤフラム型のコンプレッサ等に比べて、より大きな吐出圧を得ることができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１２】  以下、本考案の一実施形態について添付図面を参照して詳細に説明するがこれに限定されるものではない。【００１３】  図１は、本考案の一実施形態に係る増圧装置１を、酸素濃縮装置２に接続した所を模式的に示した外観正面図である。【００１４】  酸素富化ガスの発生装置として、本実施の形態では酸素濃縮装置２を用いている。酸素濃縮装置には、圧力スィング吸着法（ＰＳＡ法）により、ゼオライト等の吸着材を用いて大気中の酸素と窒素を分離させて濃縮するＰＳＡ酸素濃縮装置や、分離膜を用いる膜型酸素濃縮装置などがあり、本考案の増圧装置は何れのものにも利用可能であるが、酸素濃縮能力等の観点からは、ＰＳＡ酸素濃縮装置に用いることがより好ましく、本実施の形態においても酸素濃縮装置としてＰＳＡ型の濃縮装置を用いている。本酸素濃縮装置２は、酸素濃度約５０ｖｏｌ％〜９５ｖｏｌ％程度の酸素富化ガスを、吐出圧約０．０１ＭＰａ〜０．２ＭＰａで、毎分１Ｌ〜２０Ｌ（標準状態）程度の流量で吐出するもので、例えば魚の養殖等の用途で使用されているものである。【００１５】  本実施形態において、増圧装置１は、酸素濃縮装置２の上部に積載され、増圧装置１の酸素富化ガス取入口は、接続チューブ５によって、酸素濃縮装置２の酸素富化ガス吐出口３と接続されている。【００１６】  本増圧装置１の吐出圧や寸法は、使用するコンプレッサ等の能力や寸法によって色々な形態、組合せが得られるが、その範囲は概ね、吐出圧が、酸素濃縮装置２の吐出圧より０ＭＰａ〜０．９ＭＰａ程度高く、寸法は１００ｍｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍ〜５００ｍｍ×５００ｍｍ×５００ｍｍ程度、質量は１ｋｇ〜３０ｋｇ程度である。【００１７】  接続チューブ５には、直径３〜１５ｍｍ程度のポリウレタンや塩化ビニール、ナイロン等の樹脂チューブまたはゴムチューブなどが用いられ、本実施形態の様に酸素濃縮装置２に近接した場所で使用する場合には長さ１０ｃｍ〜２ｍ程度のチューブを用いるが、更に長いチューブを用いて、酸素濃縮装置２から遠隔した場所に設置して使用することもできる。但し、チューブが長すぎると流路抵抗が増加するため、この場合は１５ｍ程度までの長さのものであることが好ましい。【００１８】  図２は、本考案の一実施形態に係る増圧装置１の構成を示すブロック図である。【００１９】  図１の酸素濃縮装置２の酸素富化ガス吐出口３から出た酸素富化ガスは、接続チューブ５を介して、図２の酸素富化ガス取入口４より、増圧装置１に導入される。増圧装置１に導入された酸素富化ガスは、コンプレッサ７に取り込まれて増圧されるが、その際に、酸素濃縮装置１の本来の酸素濃縮能力を超える流量を取り込むと、酸素濃縮のバランスを崩して酸素濃度の低下等の不具合を引き起こす可能性があるため、流量調整手段９で酸素濃縮装置１の吐出流量以下に調整しておくことが好ましい。流量調整手段９には、固定オリフィスや、ニードルバルブ等の可変絞り弁などが用いられる。コンプレッサ７によって増圧された酸素富化ガスは、バッファタンク１０に導入される。バッファタンク１０は、容積が０．０５Ｌ〜２Ｌ程度の、樹脂や金属で形成された中空の容器であり、圧力の脈動を軽減するために設けられている。バッファタンク１０から出た増圧酸素富化ガスは、圧力調整手段８によって所定の圧力に調整された後、増圧酸素富化ガス吐出口６から吐出される。圧力調整手段８には減圧弁やリリーフ弁などが用いられる。【００２０】  圧力調整手段８の調整操作部（図示せず）は、増圧装置外部からユーザが操作可能な位置に設けられており、ユーザが圧力調整手段８を操作することにより、吐出圧を０．１ＭＰａ〜１．０ＭＰａ程度の範囲で所望の値に設定可能である。圧力調整手段８に減圧弁などを用いた場合の圧力調整手順として、例えば、圧力調整時には、圧力調整手段８と増圧酸素富化ガス吐出口６の間に設けた圧力表示切替用の弁（図示せず）によって流路を閉塞することで、圧力調整手段８の圧力表示部に吐出圧の設定値を表示させながら圧力調整手段８を操作して吐出圧を設定し、増圧装置使用時には圧力表示切替用の弁を切り替えて流路を開放することにより、実際にその時点で負荷されている吐出圧を圧力調整手段８の圧力表示部に表示させるなどの手順を用いることで、調整を容易にするとともに、使用中は実際の吐出圧を監視することが可能となる。【００２１】  なお、酸素富化ガスが流れる流路中に、三方弁などの手動弁または電磁弁（不図示）を適所に設けて必要に応じて流路内の圧力を開放することで、本増圧装置１や酸素濃縮装置２の運転開始時や運転終了時にコンプレッサ７などに大きな負荷がかかることを防ぎ、耐久性をより向上させることができる。また、流路内の適切な箇所にリリーフ弁（不図示）等を設けて、所定の圧力以上の加圧が起こった時に圧力を開放することで、過剰な増圧による装置の破壊などを防止できる。【００２２】  コンプレッサ７としては、ピストン型コンプレッサ、ダイヤフラム型コンプレッサ、ロータリーコンプレッサやスクロールコンプレッサなど、所望の吐出圧程度以上に加圧できるものであれば何れの型のコンプレッサも利用可能であるが、ピストン型コンプレッサを用いることで、より容易に高い圧力まで増圧することが可能である。ピストン型コンプレッサとしては、例えば、芝浦エレテック株式会社製のＰＳＬ−１０等が好適に利用できる。【００２３】  なお、本実施の形態では、酸素富化ガス発生装置として酸素濃縮装置を用いたが、それに限定されることなく、本考案の増圧装置は、化学反応や水の電気分解等により酸素を発生する装置にも応用可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本考案の実施形態に係る増圧装置を酸素濃縮装置に接続した所を模式的に示した図である。
【図２】本考案の実施形態に係る増圧装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２５】１  増圧装置
２  酸素濃縮装置
３  酸素富化ガス吐出口
４  酸素富化ガス取入口
５  接続用チューブ
６  増圧酸素富化ガス吐出口
７  コンプレッサ
８  圧力調整手段
９  流量調整手段
１０  バッファタンク
１１  冷却ファン
【図１】
0003145772.tif 000003
【図２】
0003145772.tif 000004