(57)【要約】【課題】本発明はヒートレスエアドライヤの吸湿剤の再生効率を高めることを課題とする。【解決手段】気体分離装置１０では、第１の吸着槽３８で吸着工程が行われ、吸着槽３８内に充填された吸着剤が圧力を利用して酸素分子を吸着する。同時に、第２の吸着槽３９では、排気用のバルブＶ８が開弁されて再生工程が行われると共に第２の吸着槽３９から排出された気体（乾燥した残存気体）が放出管路４１、逆止弁４５を介して第２の吸湿槽２６に供給される。これにより、第２の吸湿槽２６の内部に残存する気体がサイレンサ２９から大気中に排気され、第２の吸湿槽２６の内部に充填された吸湿剤を再生する。従って、第２の吸湿槽２６に充填された吸湿剤に吸着された水分が除去されて吸湿剤が再生される。また、第１の吸着槽３８で再生工程が行われるときは、第１の吸湿槽２４に第１の吸着槽３８の残存気体を放出させて第１の吸湿槽２４の吸湿剤を再生する。【選択図】        図２
2004209368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、
該圧縮機と接続され、圧縮空気中の水分を吸着する吸湿剤が充填された吸湿槽を有するエアドライヤと、
該エアドライヤに接続され、前記エアドライヤからの乾燥空気中に特定ガスを吸着する吸着剤が充填された吸着槽と、
を備えた気体分離装置において、
前記吸着槽内の残存気体を放出し、減圧することにより吸着剤の再生を行う際、前記エアドライヤを介して残存気体を放出する構成としたことを特徴とする気体分離装置。
【請求項２】
前記吸着槽及び前記吸湿槽は、複数設けられ、夫々交代で圧縮空気が供給または排気されることを特徴とする請求項１記載の気体分離装置。
【請求項３】
前記一の吸着槽内の再生中に、残存気体を放出する前記吸着槽を所定時間経過後に他の吸着槽に切り替えることを特徴とする請求項２記載の気体分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＰＳＡ式（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｓｗｉｎｇ  Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）の気体分離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＰＳＡ式気体分離装置は、分子ふるいカーボンやゼオライトなどからなる吸着剤を用いて空気を窒素と酸素に分離し、いずれか一方を製品ガスとして取り出し、使用するものである。以下、窒素を製品ガスとして取りだす窒素発生装置について説明する。
【０００３】
例えば窒素ガスを取り出すＰＳＡ式気体分離装置にあっては、▲１▼コンプレッサからの圧縮空気をエアドライヤにより除湿した後、吸着剤が充填された吸着槽に乾燥された圧縮空気を供給して吸着剤に酸素分子を吸着させる吸着工程と、▲２▼吸着剤に吸着されなかった窒素を取り出す取出工程と、▲３▼該吸着槽内を大気解放しまたは真空ポンプで減圧して吸着剤に吸着された酸素分子を脱着して吸着剤を再生する再生工程とを繰り返す。即ち、取出工程では、吸着槽内の窒素を外部に取り出し、一方再生工程では吸着された酸素を脱着し、次の吸着工程に備えるようになっている。
【０００４】
また、一対の吸着槽を有する装置では、一方の吸着槽で取出工程が完了し、他方の吸着槽で再生工程が完了した後、均圧工程を行う。この▲４▼均圧工程では、両吸着槽間を連通させて取出工程の後の吸着槽に残留するガスを再生工程の吸着槽へ供給して均圧化を図り、より高濃度の製品ガスを連続的に生成するようにしている。
【０００５】
さらに、より高濃度の製品ガスを生成するため、吸着工程において製品タンクに貯溜された製品ガスを吸着槽に還流させて短時間で吸着槽内の製品ガス濃度を高めると共に、吸着槽内の圧力を上昇させるようにしていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−３８４４３号公報（第３頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の気体分離装置では、エアドライヤとして、例えば、空気中に含まれる水分を吸着する吸湿剤が容器内部に充填されたヒートレスドライヤが用いられており、吸湿剤が吸着した水分を脱着して外部に排出する再生工程を行う必要がある。
【０００８】
そのため、従来は、エアドライヤから吸着槽に吐出される空気の一部をエアドライヤに戻すことにより、エアドライヤの吸湿剤を再生していたため、圧縮空気を生成するコンプレッサ及び圧縮空気を乾燥させるエアドライヤの容量を吸着槽への圧縮空気の供給量（生成能力）よりも大きくしており、装置全体が大型化すると共に、折角乾燥させた圧縮空気をエアドライヤの吸湿剤に吹き付けて湿気を取出して外部に排気させるため、エネルギー損失が大となるという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題を解決した気体分離装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような特徴を有する。
上記請求項１記載の本発明は、圧縮機と、圧縮機と接続され、圧縮空気中の水分を吸着する吸湿剤が充填された吸湿槽を有するエアドライヤと、エアドライヤに接続され、エアドライヤからの乾燥空気中に特定ガスを吸着する吸着剤が充填された吸着槽と、を備えた気体分離装置において、吸着槽内の残存気体を放出し、減圧することにより吸着剤の再生を行う際、エアドライヤを介して残存気体を放出する構成としたものであり、取出工程後の吸着槽に残った残存気体をエアドライヤの吸湿槽に放出させて吸湿剤を再生することが可能になり、圧縮機、エアドライヤを大型化することなく、吸湿剤を再生することができる。また、装置全体として無駄が少なくなったため、省エネルギに対応することが可能である。
【００１１】
上記請求項２記載の本発明は、吸着槽及びエアドライヤが複数設けられ、夫々交代で圧縮空気が供給または排気されるものであり、乾燥された圧縮空気を連続して供給することが可能になる。また、コンパクトな構成で吸着槽の残存気体を吸湿槽に供給することができる。
【００１２】
上記請求項３記載の本発明は、一の吸着槽内の再生中に、残存気体を放出する吸着槽を所定時間経過後に他の吸着槽に切り替えるものであり、吸着槽と吸湿槽との工程時間差（サイクル時間差）がある場合でも、何れかの吸着槽の残存気体を吸湿槽に継続的に放出させて吸湿剤を再生することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明の一実施例ついて説明する。尚、本実施例では、気体分離装置を窒素発生装置として使用する場合について説明する。
図１は本発明になる気体分離装置の第１実施例を示すシステム構成図である。
【００１４】
図１に示されるように、気体分離装置１０は、圧縮空気から窒素を製品ガスとして生成するＰＳＡ式窒素発生装置であり、スタート信号の入来により作動開始する。また、気体分離装置１０の制御装置１２は、後述するコンプレッサ１３及び吸着ユニット１４のバルブＶ１〜Ｖ８及びヒートレスエアドライヤ１５の第１，第２の三方弁Ｖ１３，Ｖ１４を開閉制御する。尚、吸着ユニット１４のバルブＶ１〜Ｖ８及びヒートレスエアドライヤ１５の三方弁Ｖ１３，Ｖ１４は、例えば、後述するエア駆動回路３２を介して空気圧が供給されることにより開弁するエアオペレートバルブからなる。
【００１５】
コンプレッサ１３により生成された圧縮空気は、空気槽１６に貯えられ、空気供給管路１７を介してエアフィルタ１９でろ過され、空気供給管路１８及び２０，２１を介してヒートレスエアドライヤ１５に供給されて除湿された後、吸着ユニット１４に供給される。ヒートレスエアドライヤ１５は、第１，第２の吸湿槽２４，２６と、空気供給管路２０，２１に設けられた三方弁Ｖ１３，Ｖ１４と、三方弁Ｖ１３，Ｖ１４の排気側に設けられたサイレンサ２８，２９とから構成されている。
【００１６】
第１，第２の吸湿槽２４，２６では、例えば、乾燥剤として用いられる粒子状の吸湿剤（図示せず）が充填されており、この吸湿剤が圧縮空気中に含まれる水分を吸湿することにより、圧縮空気の除湿を行う。また、吸湿剤は、乾燥された気体を吹き付けられることにより、吸着した水分が脱着されて再生されるものである。
【００１７】
また、空気槽１６には、コンプレッサ１３により蓄圧された圧縮空気の圧力を計測する圧力計３０が設けられている。この圧力計３０は、空気槽１６の圧力を検出し、その検出信号を制御装置１２に出力する。
【００１８】
コンプレッサ１３は、空気槽１６の圧力が上限圧力ＰＡ（アンロード運転開始圧力）以上に上昇した場合にロード運転からアンロード運転に切り替わり、空気槽１６の圧力が下限圧力ＰＢ（ロード運転開始圧力）以下に低下した場合アンロード運転からロード運転に切り替わるように制御される。
【００１９】
また、空気供給管路１８から分岐された空気供給管路３１は、エア駆動回路３２に連通されている。エア駆動回路３２は、バルブＶ１〜Ｖ８及び三方弁Ｖ１３，Ｖ１４に対応する数の複数のエア供給用電磁弁（図示せず）が並列接続されており、各エア供給用電磁弁は制御装置１２からの制御信号に基づいて開弁または閉弁されてバルブＶ１〜Ｖ８の開閉動作及び三方弁Ｖ１３，Ｖ１４の切替を制御する。
【００２０】
上記空気槽１６に貯留された圧縮空気は、ヒートレスエアドライヤ１５で除湿された後、給気管路３３〜３７を介して吸着ユニット１４の第１，第２の吸着槽３８，３９に供給される。第１，第２の吸着槽３８，３９には、分子ふるいカーボン（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｓｉｅｖｉｎｇ  Ｃａｒｂｏｎ）からなる吸着剤（図示せず）が充填されている。
【００２１】
第１，第２の吸着槽３８，３９に充填された吸着剤は、吸着槽３８，３９内の圧力上昇により酸素分子を吸着し、減圧されるとその圧力差により酸素分子を脱着する。尚、吸着剤の表面に形成された微細な孔は、酸素分子よりも大きく、窒素分子よりも小さい。そのため、圧縮空気に含まれる窒素分子は、昇圧状態でも、吸着剤に吸着されない。
【００２２】
また、給気管路３６，３７から分岐された放出管路４０，４１は、吸湿槽２４，２６の吐出側に連通されている。この放出管路４０，４１は、後述するように取出工程が終了した後の吸着槽３８，３９に残った残存気体を吸湿槽２４，２６に放出させるための管路である。
【００２３】
また、放出管路４０，４１には、吸着槽３８，３９から放出される乾燥した気体の流量を絞るための絞り４２，４３と、放出方向の流れのみを通す逆止弁４４，４５とが設けられている。また、給気管路３３，３４には、供給方向の流れのみを通す逆止弁４６，４７と、給気用弁としてのバルブＶ５，Ｖ６とが設けられている。また、給気管路３５には、吸湿槽２４，２６から供給された乾燥空気をろ過するエアフィルタ４８が設けられている。
【００２４】
放出管路４０，４１から分岐された排気管路４９，５０は、サイレンサ５１，５２に連通され、且つ排気流量を絞るための絞り５３，５４が設けられている。
さらに、吸着槽３８，３９の下端に連通された給気管路３６，３７間には、下均圧管路５５が連通されている。この下均圧管路５５は、均圧工程のときに開弁されるバルブＶ４が設けられている。
【００２５】
また、吸着槽３８，３９の上部には取出管路５６，５７が接続されており、両管路５６，５７間には両吸着槽３８，３９を連通するための上均圧管路５８と、パージ管路６０とが横架されている。そして、パージ管路６０には、均圧化するための流量を絞るための絞り６２が設けられている。
【００２６】
さらに、上記取出管路５６，５７には、取出用弁としてのバルブＶ１，Ｖ２が配設され、上均圧管路５８には、均圧用弁としてのバルブＶ３が配設されている。また、放出管路４０，４１には、排気・放出用弁としてのバルブＶ７，Ｖ８が配設されている。
【００２７】
また、上記取出管路５６，５７は、共通取出管路６４で合流し、取出管路６４を介して窒素槽６６に連通されている。よって、上記吸着槽３８，３９から取り出された窒素ガス（製品ガス）は、窒素槽６６に蓄圧される。窒素槽６６には、窒素ガスの圧力を測定する圧力計６７が設けられている。
【００２８】
また、窒素槽６６の下部に連通された吐出管路６８は、窒素ガスを使用する下流の各機器（図示せず）に連通されている。そして、吐出管路６８には、フィルタレギュレータ６９、吐出弁７１、流量調整弁７２が配設されている。
【００２９】
ここで、気体分離装置１０において、各工程は、以下のように（ａ）〜（ｄ）の各工程が順次行われる。上記バルブＶ１〜Ｖ８は、各工程（吸着（昇圧）工程、取出工程、均圧工程、脱着（再生）工程）に応じた制御信号によって開閉制御される。
（ａ）吸着工程：第１の吸着槽３８にコンプレッサ１３により圧縮された圧縮空気を導入して吸着槽３８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である。
（ｂ）取出工程：吸着工程の後半で吸着剤により分離生成された窒素を取り出す工程である。
（ｃ）均圧工程：取出工程終了後の第１の吸着槽３８に残存する窒素濃度の高い残留ガスを吸着工程前の第２の吸着槽３９に供給して吸着槽３８，３９間の圧力を均圧化する工程である。
（ｄ）再生工程：取出工程及び均圧工程終了後の吸着槽３８内の残存気体を大気解放及びヒートレスエアドライヤ１５の吸湿槽２４または２６に放出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と共に、吸湿槽２４または２６に充填された吸湿剤に吸湿された水分を除去して吸湿剤も同時に乾燥（再生）する工程である。尚、第１の吸着槽２３で吸着、取出工程を行っている間に第２の吸着槽２４では再生工程が行われる。
【００３０】
尚、この一連の工程（ａ）〜（ｃ）が終了すると、第１の吸着槽３８で再生工程がスタートすると共に、第２の吸着槽３９で吸着工程がスタートする。
【００３１】
従って、吸着ユニット１４では、第１，第２の吸着槽３８，３９の何れかに原料空気としての圧縮空気が供給されて、昇圧、減圧を繰り返しながら原料空気から窒素と酸素とを分離する。尚、本実施例では、一対の吸着槽３８，３９を有するため、第１の吸着槽３８が昇圧されて吸着工程のとき第２の吸着槽３９では減圧されて再生工程が行なわれ、第１の吸着槽３８が再生工程のとき第２の吸着槽３９は吸着工程となる。
【００３２】
そして、制御装置１２は予め入力されたプログラムに基づいて吸着槽３８，３９が交互に窒素ガスを生成するように吸着ユニット１４の各バルブＶ１〜Ｖ８を開閉制御すると共に、三方弁Ｖ１３，Ｖ１４の切替を制御する。各バルブＶ１〜Ｖ８及び三方弁Ｖ１３，Ｖ１４の動作状態を各工程毎に分類すると、以下のようになる。
【００３３】
ここで、上記のように構成された吸着ユニット１４の各工程▲１▼〜▲６▼の動作について図２乃至図７を参照して説明する。尚、図２乃至図７に示す各バルブＶ１〜Ｖ８及び三方弁Ｖ１３，Ｖ１４は、黒塗りマークが閉弁状態を示し、白抜きマークが開弁状態を示している。
【００３４】
図２に示されるように、工程▲１▼の場合、三方弁Ｖ１３が圧縮空気の供給状態に切替られており、コンプレッサ１３の空気槽１６から取り出された圧縮空気がヒートレスエアドライヤ１５の吸湿槽２４に供給される。吸湿槽２４には、空気中の水分を吸収する吸湿剤が充填されているため、圧縮空気に含まれている水分が除去され、乾燥した圧縮空気が生成される。
【００３５】
また、第１の吸着槽３８は吸着工程であり、給気用のバルブＶ５が開弁される。そのため、吸湿槽２４から吐出された乾燥空気は、管路３３，３５，３６を介して吸着槽３８に供給される。このとき、第２の吸着槽２４は再生工程であり、排気・放出用のバルブＶ８が開弁状態となる。
【００３６】
これにより、第１の吸着槽３８が昇圧し、第２の吸着槽３９が減圧される。また、第１の吸着槽３８の圧力Ｐ１が第２の吸着槽３９の圧力Ｐ２よりも大になると（Ｐ１＞Ｐ２）、第１の吸着槽３８の上部から分離生成された窒素ガスがパージ管路６０を介して第２の吸着槽３９へ供給される。
【００３７】
尚、パージ管路６０を介して第２の吸着槽３９へ供給される窒素ガスの流量は、絞り６２の流路面積により小流量に絞られている。
【００３８】
これにより、再生工程の第２の吸着槽３９においては、第１の吸着槽３８の上部から供給された窒素ガスによって第２の吸着槽３９に充填された吸着剤の再生が促進される。すなわち、吸着剤に吸着された酸素分子は、加圧状態で吸着されるため、吸着槽内が減圧されると共に、吸着剤に吸着されない窒素ガスを供給することにより吸着剤からの脱着が促進される。
【００３９】
ここで、図２乃至図７を参照して上記のように構成された気体分離装置１０の各工程順の動作について説明する。
【００４０】
図２に示されるように、工程▲１▼では、気体分離装置１０の電源スイッチ（図示せず）がオンに操作されると、コンプレッサ１３で生成された圧縮空気が空気槽１６に貯留され、管路１７，１８及びエアフィルタ１９を介してヒートレスエアドライヤ１５に供給される。
【００４１】
ヒートレスエアドライヤ１５では、第１の三方弁Ｖ１３が圧縮空気供給側に切り替わっているため、第１の吸湿槽２４に原料気体としての圧縮空気が供給される。第１の吸湿槽２４では、容器内部に吸湿剤が充填されているので、圧縮空気に含まれる水分を吸湿剤が吸収して除湿された空気を吐出する。そのため、圧縮空気は、第１の吸湿槽２４を通過する過程で乾燥され、管路３３，３５，３６及びエアフィルタ４８，バルブＶ５を介して第１の吸着槽３８に供給される。
【００４２】
第１の吸着槽３８では、前述した吸着工程が行われ、吸着槽３８内に充填された吸着剤が圧力を利用して酸素分子を吸着する。
【００４３】
一方、第２の吸着槽３９では、排気用のバルブＶ８が開弁されて再生工程が行われており、第２の吸着槽３９が減圧されると共に、吸着剤に吸着された酸素分子が脱着され、第２の吸着槽３９内の気体（脱着された酸素及び残存気体を含む）の一部が絞り５４により流量調整されてサイレンサ５２から大気中に排気される。
【００４４】
これと共に、第２の三方弁Ｖ１４が排気側に切り替わっているため、第２の吸着槽３９から排出された気体（乾燥した残存気体）が放出管路４１、逆止弁４５を介して第２の吸湿槽２６に供給される。これにより、第２の吸湿槽２６の内部に残存する気体がサイレンサ２９から大気中に排気され、第２の吸湿槽２６の内部に充填された吸湿剤を再生する。従って、第２の吸湿槽２６に充填された吸湿剤に吸着された水分が除去されて吸湿剤が再生される。
【００４５】
このように、従来は、第２の吸着槽３９において、取出工程が終了した後の残存気体を大気中に排気していたが、本発明では、取出工程が終了した後の残存気体を第２の吸湿槽２６に放出させるため、コンプレッサ１３や吸着槽３８，３９の容量を大型化することなく吸湿剤の再生を行うことが可能になり、装置全体として無駄の少ない省エネルギに対応した構成とすることができる。
【００４６】
しかも、第２の吸着槽３９では、吸着剤に吸着された酸素分子を脱着する際に圧力が生じるため、吸着槽３９内に残存していた残存気体が排出された後も、圧力の高いガスを排出することができる。さらに、絞り６２を介して常時吸着工程中の吸着槽（高圧側）から再生工程中の吸着槽（低圧側）へ微少量としてあるが、製品ガスが供給される。
【００４７】
そのため、第２の吸湿槽２６では、第２の吸着槽３９の再生工程が終了するまで乾燥した残存気体が放出されることになり、吸湿剤に吸着された水分の脱着が所定時間継続的に行われる。
【００４８】
このように、気体分離装置１０では、従来、大気中に排気していた取出工程後の残存気体をヒートレスエアドライヤ１５の第２の吸湿槽２６に放出させて吸湿剤を再生することが可能になり、その分コンプレッサ１３や第２の吸着槽３９を小型化することが可能になり、装置全体として無駄が少なくなったため、省エネルギに対応することが可能である。
【００４９】
図３に示されるように、工程▲２▼では、取出用弁としてのバルブＶ１が開弁するため、第１の吸着槽３８において生成された窒素ガスが管路５６，６４及びバルブＶ１を介して窒素槽６６に供給される。
【００５０】
尚、第２の吸湿槽２６及び第２の吸着槽３９では、上記工程▲１▼と同様に、再生工程が行われる。
【００５１】
図４に示されるように、工程▲３▼では、上記バルブＶ１，Ｖ８を閉弁させると共に、均圧用のバルブＶ３，Ｖ４を開弁させる。これにより、第１の吸着槽３８の残存気体が管路５５，５８及びバルブＶ３，Ｖ４及び管路６０、絞り６２を介して減圧された第２の吸着槽３９に供給されて均圧化が行われる。これにより、第２の吸着槽３９においては、窒素濃度の高い気体が上下両端から供給されるため、上記均圧工程により窒素濃度の高い気体が充満される。尚、管路６０は、常時第１の吸着槽３８と第２の吸着槽３９との間を連通しており、管路６０を流れる流量は、絞り６２によって制限される。
【００５２】
図５に示されるように、工程▲４▼では、第１の吸湿槽２４、第１の吸着槽３８において、再生工程が行われると共に、第２の吸湿槽２６、第２の吸着槽３９で吸着工程が行われる。
【００５３】
すなわち、工程▲４▼では、ヒートレスエアドライヤ１５の第２の三方弁Ｖ１４が圧縮空気供給側に切り替わっているため、第２の吸湿槽２６に原料気体としての圧縮空気が供給される。第２の吸湿槽２６では、容器内部に吸湿剤が充填されているので、圧縮空気に含まれる水分を吸湿剤が吸収して除湿された空気を吐出する。そのため、圧縮空気は、第２の吸湿槽２６を通過する過程で乾燥され、管路３４，３５，３７及びエアフィルタ４８，バルブＶ６を介して第２の吸着槽３９に供給される。
【００５４】
第２の吸着槽３９では、前述した吸着工程が行われ、吸着槽３９内に充填された吸着剤が圧力を利用して酸素分子を吸着する。
【００５５】
一方、第１の吸着槽３８では、排気用のバルブＶ７が開弁されて再生工程が行われており、第２の吸着槽３９が減圧されると共に、吸着剤に吸着された酸素分子が脱着され、第２の吸着槽３９内の気体（脱着された酸素及び残存気体を含む）の一部が絞り５４により流量調整されてサイレンサ５２から大気中に排気される。
【００５６】
これと共に、第２の三方弁Ｖ１３が排気側に切り替わっているため、第２の吸着槽３９から排出された気体（乾燥した残存気体）が放出管路４１、逆止弁４５を介して第２の吸湿槽２６に供給される。これにより、第２の吸湿槽２６の内部に残存する気体がサイレンサ２９から大気中に排気され、第２の吸湿槽２６の内部に充填された吸湿剤を再生する。従って、第２の吸湿槽２６に充填された吸湿剤に吸着された水分が除去されて吸湿剤が再生される。
【００５７】
このように、従来は、第１の吸着槽３８において、取出工程が終了した後の残存気体を大気中に排気していたが、本発明では、取出工程が終了した後の残存気体を第１の吸湿槽２４に放出させるため、コンプレッサ１３や吸着槽３８，３９の容量を大型化することなく吸湿剤の再生を行うことが可能になり、装置全体として無駄の少ない省エネルギに対応した構成とすることができる。
【００５８】
しかも、第１の吸着槽３８では、吸着剤に吸着された酸素分子を脱着する際に圧力が生じるため、吸着槽３８内に残存していた残存気体が排出された後も、圧力の高いガスを排出することができる。さらに、絞り６２を介して常時吸着工程中の吸着槽（高圧側）から再生工程中の吸着槽（低圧側）へ微少量としてあるが、製品ガスが供給される。
【００５９】
そのため、第１の吸湿槽２４では、第１の吸着槽３８の再生工程が終了するまで乾燥した残存気体が放出されることになり、吸湿剤に吸着された水分の脱着が所定時間継続的に行われる。
【００６０】
このように、気体分離装置１０では、従来、大気中に排気していた取出工程後の残存気体をヒートレスエアドライヤ１５の第１の吸湿槽２４に放出させて吸湿剤を再生することが可能になり、その分コンプレッサ１３や第１の吸着槽３８を小型化することが可能になり、しかも第１の吸着槽３８の再生工程の所要時間に応じて吸湿剤の再生工程を継続することができるので、装置全体として無駄が少なくなったため、省エネルギに対応することが可能である。
【００６１】
図６に示されるように、工程▲５▼では、取出用弁としてのバルブＶ２が開弁するため、第２の吸着槽３９において生成された窒素ガスが管路５７，６４及びバルブＶ２を介して窒素槽６６に供給される。
【００６２】
尚、第２の吸湿槽２６及び第２の吸着槽３９では、上記工程▲３▼と同様に、再生工程が行われる。
【００６３】
図７に示されるように、工程▲６▼では、上記バルブＶ２，Ｖ７を閉弁させると共に、均圧用のバルブＶ３，Ｖ４を開弁させる。これにより、第２の吸着槽３９の残存気体が管路５５，５８及びバルブＶ３，Ｖ４及び管路６０、絞り６２を介して減圧された第１の吸着槽３８に供給されて均圧化が行われる。これにより、第１の吸着槽３８においては、窒素濃度の高い気体が上下両端から供給されるため、上記均圧工程により窒素濃度の高い気体が充満される。尚、管路６０は、常時第１の吸着槽３８と第２の吸着槽３９との間を連通しており、管路６０を流れる流量は、絞り６２によって制限される。
【００６４】
ここで、図８に示すフローチャートを参照して制御装置１２が実行する制御処理について説明する。
【００６５】
制御装置１２は、図８のステップＳ１１（以下「ステップ」を省略する）において、電源スイッチ（図示せず）がオンに操作されると、Ｓ１２に進み、コンプレッサ１３を起動させて圧縮空気の生成を開始させる。続いて、Ｓ１３では、圧力計３０により測定された空気槽１６の圧力を読み取り、空気槽１６の圧力が予め設定された設定値（アンロード運転開始圧力）に達したかどうかをチェックする。Ｓ１３において、圧力計３０により測定された空気槽１６の圧力が設定値に達したときは、Ｓ１４に進み、上記工程▲１▼により第１の吸湿槽２４及び第１の吸着槽３８が吸着工程、第２の吸湿槽２６及び第２の吸着槽３９が再生工程を行う（図２を参照）。
【００６６】
続いて、Ｓ１５に進み、上記工程▲２▼により第１の吸湿槽２４が吸着工程、第１の吸着槽３８が取出工程、第２の吸湿槽２６及び第２の吸着槽３９が再生工程を行う（図３を参照）。
【００６７】
次のＳ１６では、上記工程▲３▼により第１の吸着槽３８と第２の吸着槽３９との均圧工程を行う（図４を参照）。続いて、Ｓ１７に進み、上記工程▲４▼により第１の吸湿槽２４及び第１の吸着槽３８が再生工程、第２の吸湿槽２６及び第２の吸着槽３９が吸着工程を行う（図５を参照）。
【００６８】
次のＳ１８では、上記工程▲５▼により第１の吸湿槽２４及び第１の吸着槽３８が吸着工程、第２の吸湿槽２６が吸着工程、第２の吸着槽３９が取出工程を行う（図６を参照）。続いて、Ｓ１９に進み、上記工程▲６▼により第１の吸着槽３８と第２の吸着槽３９との均圧工程を行う（図７を参照）を行う。
【００６９】
また、上記Ｓ２０において、電源スイッチ（図示せず）がオフでないときは、上記Ｓ１４に戻り、Ｓ１４以降の処理を繰り返す。
【００７０】
また、Ｓ２０において、電源スイッチ（図示せず）がオフであるときは、Ｓ２１に進み、コンプレッサ１３を停止させる。
【００７１】
このように、制振装置１２は、電源スイッチがオンに操作されてからオフに操作されるまで、上記Ｓ１４〜Ｓ１９の工程▲１▼〜▲６▼を繰り返す。そのため、第１の吸着槽３８または第２の吸着槽３９で吸着または再生が行われると共に、第１の吸湿槽２４または第２の吸湿槽２６で吸着または再生が行われるため、第１の吸着槽３８または第２の吸着槽３９の取出工程後の残存気体をヒートレスエアドライヤ１５の第１の吸湿槽２４または第２の吸湿槽２６に放出させることにより、第１の吸湿槽２４または第２の吸湿槽２６の吸湿剤が吸収した水分を効率良く除去して吸湿剤を乾燥（再生）することが可能になる。
【００７２】
ここで、図９を参照して第２実施例について説明する。尚、図９において、上記第１実施例と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
図９に示されるように、第２実施例の気体分離装置８０の放出管路４０には、上記逆止弁４４の代わりにバルブＶ９，Ｖ１１が設けられている。また、放出管路４１には、逆止弁４５の代わりにバルブＶ１０，Ｖ１２が設けられている。
【００７３】
さらに、放出管路４０と４１との間を連通するための連通管路８２が設けられている。尚、連通管路８２の一端は、バルブＶ９とＶ１１との間に連通され、連通管路８２の他端は、バルブＶ１０とＶ１２との間に連通されている。
【００７４】
また、気体分離装置８０では、上記第１実施例と同様に、第１の吸着槽３８または第２の吸着槽３９で吸着または再生が行われると共に、第１の吸湿槽２４または第２の吸湿槽２６で吸着または再生が行われる。また、上記第１実施例の気体分離装置１０では、第１の吸着槽３８、第２の吸着槽３９の吸着工程及び再生工程と第１の吸湿槽２４、第２の吸湿槽２６の吸着工程及び再生工程との所要時間が同一時間となるように制御処理が実行されるが、例えば、第１の吸着槽３８、第２の吸着槽３９の吸着工程及び再生工程の所要時間に対して第１の吸湿槽２４、第２の吸湿槽２６の吸着工程及び再生工程の所要時間が長くかかる場合もある。
【００７５】
気体分離装置８０では、このような吸着ユニット１４とヒートレスエアドライヤ１５との工程時間差（サイクル時間差）がある場合、バルブＶ９〜Ｖ１２を切り替えて連通管路８２を介して第１の吸着槽３８または第２の吸着槽３９の残存気体を反対側の第２の吸湿槽２６または第１の吸湿槽２４に放出させることで第１の吸着槽３８、第２の吸着槽３９の動作状態に拘らず、第１の吸湿槽２４及び第２の吸湿槽２６の再生時間を延長することが可能になる。
【００７６】
ここで、図１０乃至図１３を参照して気体分離装置８０のバルブ切替動作について説明する。
【００７７】
図１０に示されるように、第１の吸着槽３８において、吸着工程が行われているときは、バルブＶ１，Ｖ５が開弁しており、空気槽１６からの圧縮空気が第１の吸湿槽２４で除湿されて第１の吸着槽３８に供給される。
【００７８】
これと共に、第２の吸着槽３９においては、再生工程が行われており、バルブＶ８，Ｖ１０，Ｖ１２が開弁する。そのため、取出工程が終了した第２の吸着槽３９の残存気体が管路３７，４１を介して第２の吸湿槽２６に放出される。
【００７９】
これにより、第２の吸湿槽２６に乾燥した気体が供給されるため、第２の吸湿槽２６に充填された吸湿剤は、吸着した水分が脱着される。そして、第２の吸湿槽２６を通過した気体は、吸湿剤から脱着された湿気を含んだままサイレンサ２９から排気される。
【００８０】
図１１に示されるように、第１の吸着槽３８の吸着工程が終了し、第２の吸着槽３９の再生工程が終了すると、第１の吸着槽３８が再生工程に移行し、第２の吸着槽３９が吸着工程に移行する。
【００８１】
従って、第２の吸着槽３９の再生工程が終了した後は、バルブＶ８，Ｖ１０を閉弁させると共に、バルブＶ７，Ｖ９，Ｖ１２を開弁させることにより第２の吸湿槽２６の再生工程を継続する。そのため、取出工程が終了した第１の吸着槽３８の残存気体が管路３６，４０及び連通管路８２を介して第２の吸湿槽２６に放出される。
【００８２】
これにより、第２の吸湿槽２６では、第２の吸着槽３９の再生工程が終了した後も再生工程が長時間継続され、第２の吸湿槽２６に充填された吸湿剤を乾燥させることが可能になる。
【００８３】
尚、第２実施例の均圧工程の説明は、前述した第１実施例と同様であるので、その説明は省略する。
【００８４】
図１２に示されるように、第２の吸着槽３９において、再生工程が行われているときは、バルブＶ２，Ｖ６が開弁しており、空気槽１６からの圧縮空気が第２の吸湿槽２６で除湿されて第２の吸着槽３９に供給される。
【００８５】
これと共に、第１の吸着槽３８において、再生工程が行われており、バルブＶ７，Ｖ９，Ｖ１１が開弁する。そのため、取出工程が終了した第１の吸着槽３８の残存気体が管路３６，４０を介して第１の吸湿槽２４に放出される。
【００８６】
これにより、第１の吸湿槽２４に乾燥した気体が供給されるため、第１の吸湿槽２４に充填された吸湿剤は、吸着した水分が脱着される。そして、第１の吸湿槽２４を通過した気体は、吸湿剤から脱着された湿気を含んだままサイレンサ２８から排気される。
【００８７】
図１３に示されるように、第１の吸着槽３８の再生工程が終了し、第２の吸着槽３９の吸着工程が終了すると、第１の吸着槽３８が吸着工程に移行し、第２の吸着槽３９が再生工程に移行する。
【００８８】
従って、第１の吸着槽３８の再生工程が終了した後は、上記バルブＶ７，Ｖ９を閉弁させると共に、バルブＶ８，Ｖ１０，Ｖ１１を開弁させることにより第１の吸湿槽２４の再生工程を継続する。これにより、取出工程が終了した第２の吸着槽３９の残存気体が管路３７，４１及び連通管路８２を介して第１の吸湿槽２４に放出される。これにより、第１の吸着槽３８の再生工程が終了した後も第１の吸湿槽２４の再生工程が継続され、第１の吸湿槽２４に充填された吸湿剤を乾燥させることが可能になる。
【００８９】
このように、吸着ユニット１４とヒートレスエアドライヤ１５との工程時間差（サイクル時間差）がある場合でも、連通管路８２を介して第１の吸着槽３８または第２の吸着槽３９の残存気体を長時間継続的に放出させて吸着剤を再生することが可能になる。
【００９０】
尚、上記各実施例では、一対の吸着槽２３，２４が設けられているが、２個以上の吸着槽を有する装置にも適用できるのは勿論である。
【００９１】
また、上記実施例では、各吸着剤が酸素分子を吸着する構成であるが、各吸着槽が他の気体分子を吸着する構成（例えば酸素発生装置等）にも適用できるのは勿論である。
【００９２】
【発明の効果】
上述の如く、請求項１記載の発明によれば、圧縮機と、圧縮機と接続され、圧縮空気中の水分を吸着する吸湿剤が充填された吸湿槽を有するエアドライヤと、エアドライヤに接続され、エアドライヤからの乾燥空気中に特定ガスを吸着する吸着剤が充填された吸着槽と、を備えた気体分離装置において、吸着槽内の残存気体を放出し、減圧することにより吸着剤の再生を行う際、エアドライヤを介して残存気体を放出する構成としたため、取出工程後の吸着槽に残った残存気体をエアドライヤの吸湿槽に放出させて吸湿剤を再生することが可能になり、圧縮機、エアドライヤを大型化することなく、吸湿剤を再生することができる。また、装置全体として無駄が少なくなったため、省エネルギに対応することができる。
【００９３】
上記請求項２記載の本発明によれば、吸着槽及びエアドライヤが複数設けられ、夫々交代で圧縮空気が供給または排気されるため、乾燥された圧縮空気を連続して供給することができる。また、コンパクトな構成で吸着槽の残存気体を吸湿槽に供給することができる。
【００９４】
上記請求項３記載の本発明によれば、一の吸着槽内の再生中に、残存気体を放出する吸着槽を所定時間経過後に他の吸着槽に切り替えるため、吸着槽と吸湿槽との工程時間差（サイクル時間差）がある場合でも、何れかの吸着槽の残存気体を吸湿槽に継続的に放出させて吸湿剤を再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる気体分離装置の第１実施例のシステム構成図である。
【図２】吸着ユニット１４及びヒートレスエアドライヤ１５の工程▲１▼の動作を示すシステム構成図である。
【図３】吸着ユニット１４及びヒートレスエアドライヤ１５の工程▲２▼の動作を示すシステム構成図である。
【図４】吸着ユニット１４及びヒートレスエアドライヤ１５の工程▲３▼の動作を示すシステム構成図である。
【図５】吸着ユニット１４及びヒートレスエアドライヤ１５の工程▲４▼の動作を示すシステム構成図である。
【図６】吸着ユニット１４及びヒートレスエアドライヤ１５の工程▲５▼の動作を示すシステム構成図である。
【図７】吸着ユニット１４及びヒートレスエアドライヤ１５の工程▲６▼の動作を示すシステム構成図である。
【図８】制御装置が実行する窒素ガス生成処理のフローチャートである。
【図９】本発明になる気体分離装置の第２実施例のシステム構成図である。
【図１０】第２実施例の吸着ユニット１４及びヒートレスエアドライヤ１５の工程▲１▼の動作を示すシステム構成図である。
【図１１】吸着ユニット１４及びヒートレスエアドライヤ１５の工程▲２▼の動作を示すシステム構成図である。
【図１２】吸着ユニット１４及びヒートレスエアドライヤ１５の工程▲４▼の動作を示すシステム構成図である。
【図１３】吸着ユニット１４及びヒートレスエアドライヤ１５の工程▲５▼の動作を示すシステム構成図である。
【符号の説明】
１０，８０  気体分離装置
１２  制御装置
１３  コンプレッサ
１４  吸着ユニット
１５  ヒートレスエアドライヤ
１６  空気槽
１７，１８，２０，２１  空気供給管路
２４  第１の吸湿槽
２６  第２の吸湿槽
３０  圧力計
３２  エア駆動回路
３３〜３７  給気管路
３８  第１の吸着槽
３９  第２の吸着槽
４０，４１  放出管路
４２，４３  絞り
４６，４７  逆止弁
４９，５０  排気管路
５１，５２  サイレンサ
５３，５４  絞り
５５  下均圧管路
５６，５７  取出管路
５８  上均圧管路
６４  取出管路
６６  窒素槽
６７  圧力計
６８  吐出管路
６９  フィルタレギュレータ
７１  吐出弁
７２  流量調整弁
８２  連通管路
【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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【図１２】
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【図１３】
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