(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮空気を生成するコンプレッサと、前記コンプレッサに配管を介して圧縮空気が流入するように接続する空気タンクと、前記空気タンクに蓄えられた圧縮空気をドライヤおよびフィルタを介して流入するように接続する窒素分離膜と、前記各機器を収納するパッケージ箱とを備えた窒素及び酸素発生装置において、前記窒素分離膜を収め、窒素分離膜側面より分離排出される酸素を、あらかじめ設けた気圧調整弁により大気圧に限りなく近い状態に環境を維持して回収する回収槽を設け、回収した酸素を回収槽に設けた酸素出口配管を通じて機外へ取り出すことを特徴とする窒素及び酸素発生装置。
【請求項２】
請求項１記載の窒素及び酸素発生装置において、窒素分離膜で分離、回収された酸素を、製品ガスとして供給できるように配管上に酸素濃度計および酸素流量計を配置し、酸素濃度計および酸素流量計を装置前面の操作パネル部により、それぞれ可変調整および表示できるようにしたことを特徴とする窒素及び酸素発生装置。
【請求項３】
請求項１記載の窒素及び酸素発生装置において、窒素分離膜で分離、回収された酸素を酸素コンプレッサにて加圧して酸素タンクに蓄え、前記酸素タンクの圧縮酸素を安定供給できるようにしたことを特徴とする窒素及び酸素発生装置。
【請求項４】
請求項１記載の窒素及び酸素発生装置において、同一装置にて窒素と酸素を同時に供給できるようにしたことを特徴とする窒素及び酸素発生装置。
【請求項５】
請求項１記載の窒素及び酸素発生装置において、前記パッケージ箱内に、窒素分離膜で分離、回収された酸素を加圧する酸素コンプレッサと、加圧された酸素を蓄える酸素タンクを収納したことを特徴とする窒素及び酸素発生装置。
【請求項６】
請求項１記載の窒素及び酸素発生装置において、配管上に設けた電磁弁の組み合わせにより、同一装置にて窒素、酸素（大気圧）、酸素（加圧）、窒素＋酸素（酸素大気圧）、窒素＋酸素（酸素加圧）、圧縮空気の切換供給が、装置前面操作パネル部に配置した切換スイッチによりそれぞれ選択できるようにしたことを特徴とする窒素及び酸素発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は窒素及び酸素発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の窒素発生装置はパッケージ箱の中に圧縮空気浄化用のエアフィルタ、圧縮空気減圧用の減圧弁、圧縮空気中の窒素を分離する窒素分離膜、取り出した窒素の流量制御を行う流量計等の構成機器を内蔵した構造（例えば、特許第３０２６２１１号参照）をしている。
【０００３】
前記窒素分離膜は、鉄パイプ製のケース内に特殊繊維でできた中空糸膜の束を入れた構造をしており、そのケース両端にそれぞれ入口、出口の接続口を設けている。ケースの入口側に圧縮空気を流し込むと、空気中の成分はそれぞれ繊維透過速度差が生じて透過速度の遅い窒素は中空糸膜の中心空洞部をそのまま出口へと流れ、出口側の配管から取り出される。一方、酸素は透過速度が速く、出口へ流れ着く前に中空糸膜壁を透過し、ケース側面の専用孔より大気へ排出される。
【０００４】
一般に、分離膜の性質としては、分離された酸素を大気圧の状態で排出しないとうまく分離できず、分離効率が悪化し、期待どおりの性質が発揮できなくなる。そのため酸素出口には負荷の発生を防止するために、孔が設けられているだけで、配管等が取り付けられない構造となっている。この場合、大気中の酸素濃度約２１％を上回る約４３％の酸素が発生しているにも拘らず、利用されずに排出されたままの状態となっている。
【０００５】
酸素発生装置は、例えば、特開平６−２３４５０５号公報に開示されているように、窒素分離膜を使った構成であるが、酸素富化装置から発生する酸素を装置排出口から取り出している。この取り出された酸素を吸引ポンプ等の吸引手段によって系外に回収しているが、利用される分離膜は窒素分離装置と同一のものであるから、先の窒素発生装置で述べたように、圧縮空気を窒素分離膜によって窒素と酸素に分離し、酸素を得るためには大気圧の状態で酸素を排出する必要がある。また、前記公報には回収手段について吸引ポンプ等の吸引手段と記載されているのみで、その具体的内容については開示されていない。しかし、吸引ポンプ等を利用するに当たり考慮しなければならないことがあり、それは大気圧以上の圧力、または対照的に大気圧以下の負圧が生じないようにしなければならないが、その対策についても具体的内容は開示されていない。
【０００６】
上記したように従来の分離膜を使った窒素発生装置は、窒素を得るために酸素を排出しており、また酸素発生装置は酸素を得るために窒素を排出（一部の窒素はシステム内での脱湿装置に送りこまれ、水分除去を促進させる目的で利用される）している。いずれの装置も窒素または酸素のいずれかを製品気体として得るために空気中の窒素と酸素の２つの主成分のどちらか一方を排出してしまっている。したがって、空気中の窒素と酸素の２つの主成分を、同一装置にて製品気体として得られるものではなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の窒素もしくは酸素発生装置では、空気中の２つの主成分である窒素と酸素のどちらか一方の気体のみ得られるものであるから、例えば窒素・酸素の両気体を必要とする場合には、それぞれの専用機を個々に設備することになる。
【０００８】
本発明は、上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、窒素・酸素発生装置において、圧縮空気から窒素・酸素を分離し、同一装置にてそれぞれの気体を製品気体として同時に供給することができ、また窒素あるいは酸素を製品気体として、任意に切換供給できる窒素・酸素発生装置を提供できることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１は、圧縮空気を生成するコンプレッサと、前記コンプレッサに配管を介して圧縮空気が流入するように接続する空気タンクと、前記空気タンクに蓄えられた圧縮空気をドライヤおよびフィルタを介して流入するように接続する窒素分離膜と、前記各機器を収納するパッケージ箱とを備えた窒素及び酸素発生装置において、前記窒素分離膜を収め、窒素分離膜側面より分離排出される酸素を、あらかじめ設けた気圧調整弁により大気圧に限りなく近い状態に環境を維持して回収する回収槽を設け、回収した酸素を回収槽に設けた酸素出口配管を通じて機外へ取り出すことを特徴とする。
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、コンプレッサより圧縮空気を発生させ、冷凍式ドライヤにて除湿および水分除去し、エアフィルタにて不純物を除去したクリーンな圧縮空気を、分離膜へ供給して窒素と酸素に分離する。一方の酸素は分離膜側面の酸素排出孔より排出されるが、ここで分離膜そのものを、アルミもしくは腐食しにくい素材で、少なくとも分離膜より大きな形状とし、その中に分離膜を収めた回収槽により窒素と酸素を分離させることにより、排出酸素は大気中に戻さず、回収槽と分離膜との間の空間へ一時充満し、分離膜より連続的に排出される酸素の勢いにより回収槽に設けた酸素出口配管を通じて機外へ取り出すことが可能となる。この回収槽にはあらかじめ気圧調整弁を設けており、仮に酸素出口配管内が何らかの原因で塞がれたり抵抗が生じたとしても、大気圧に近い極わずかな圧力を受け、回収槽に設けた気圧調整弁が動作し、大気圧に限りなく近い状態に槽内を維持できるようにしている。これにより分離膜の性能を低下させずに排出される酸素を槽外に取り出すことが可能となる。
【００１１】
本発明の請求項２は、請求項１記載の窒素及び酸素発生装置において、窒素分離膜で分離、回収された酸素を、製品ガスとして供給する配管上に酸素濃度計および酸素流量計を配置し、その酸素濃度計および酸素流量計を装置前面の操作パネル部により、それぞれ可変調整および表示できるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、回収槽により回収される酸素を、分離膜から連続的に排出される酸素の勢いにより、回収槽に設けた酸素出口配管を通じて大気圧状態で機外へ取り出すことが可能であるが、このままでは製品気体として供給する際、扱いにくいため、配管上に酸素濃度計および酸素流量計を配置し、酸素濃度および酸素流量を装置前面操作パネル部に表示しつつ、可変調節できるようにしている。
【００１３】
ここで、窒素の純度と流量についての関係は、分離膜から発生する窒素の純度は流量にて決まる。例えば、窒素の純度を高くするためには、窒素流量をできるだけ少なくする。反対に純度を低くするには、窒素流量を多くすればよい。酸素濃度は窒素の純度、流量に伴い変化するため、例えば窒素の流量を少なくして窒素純度を高めれば、酸素濃度は高くなり、反対に窒素の流量を多くして窒素純度を低くすれば、酸素濃度は低くなる。この関係を利用して窒素の流量を制御できる窒素流量計を窒素配管上に設け、装置前面操作パネル部に配置し、窒素流量を調節することにより、酸素濃度は可変供給できるようにしている。さらに、一定濃度に調節された酸素を流量調節できるように酸素配管上に酸素流量計を設け、装置前面操作パネル部に配置し、可変供給できるようにしている。
【００１４】
ここで、仮に酸素流量を微量もしくは０にした場合、回収槽内の分離膜からの排気酸素が行き場を失い、回収槽内の圧力を上昇しないよう、回収槽内には予め気圧調整弁を設けており、大気圧に近い極わずかな圧力を受けて気圧調整弁が動作し、大気圧に限りなく近い状態に槽内を維持できるようにしている。これにより分離膜の性能を低下させずに、回収槽により回収した酸素の酸素濃度および酸素流量を装置前面操作パネル部でそれぞれ可変調節および表示し、製品ガスとして供給できるようにしている。
【００１５】
本発明の請求項３は、請求項１記載の窒素及び酸素発生装置において、窒素分離膜で分離、回収された酸素を酸素コンプレッサにて加圧して酸素タンクに蓄え圧縮酸素を安定供給できるようにしたことを特徴とする。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、回収槽より回収された大気圧状態の酸素を、酸素配管中に設けた酸素コンプレッサの吸気側へ送り込み、酸素コンプレッサにより加圧できるようにしている。
【００１７】
ここで、例えば、加圧酸素の逆流や、酸素コンプレッサの不具合により、酸素配管に負荷や抵抗が発生した場合でも、回収槽内の分離膜からの排気酸素が、行き場を失い回収槽内の圧力を上昇させないよう、回収槽には請求項１と同じく、予め気圧調整弁を設け、大気圧に近い極僅かな圧力を受け、気圧調整弁が動作し、大気圧に限りなく近い状態に槽内を維持できるようにしている。
【００１８】
さらに、回収槽から排出される酸素量よりも酸素コンプレッサの吸込む量が大きい場合で、大気圧以下の負圧が生じる場合の対策として、回収槽から排出される酸素量の最小値が、酸素コンプレッサの酸素吸込み量の最大値を上回らないよう酸素コンプレッサの容量選定を行い、かつ一定量の余裕をもつことにより、酸素コンプレッサの酸素吸込みによる負圧現象を防ぐことができる。例えば、ある分離膜１本使用時に排出される最小酸素量は、２０Ｌを下回らない。したがって、酸素コンプレッサの酸素吸込み容量を最大１６Ｌ（８０％）としておけばよい。この時、供給酸素量が多い分生じる酸素コンプレッサに吸込まれなかった酸素は、酸素コンプレッサの１次側に設けられた酸素排気配管を通じて装置外に排出される。酸素コンプレッサにより加圧された酸素は、三方電磁弁と逆止弁を経由して酸素タンクに蓄えられる。これにより機外に酸素を供給する際、酸素コンプレッサによる脈動を抑えることができるとともに、安定した酸素供給がてきる。この酸素タンクの２次側には、加圧酸素用の流量計を設け、装置前面操作パネル部に配置し、酸素タンクより機外へ酸素を供給する際に可変調整できるようにしている。酸素コンプレッサの運転制御については、酸素タンクに設けた圧力開閉器により設定圧力範囲で運転、停止を繰り返す。ちなみに、酸素コンプレッサと酸素タンクの間にある三方電磁弁は、酸素コンプレッサの起動負荷軽減用であり、逆止弁は酸素タンクからの加圧酸素逆流を防止するためのものである。
【００１９】
本発明の請求項４は、請求項１記載の窒素及び酸素発生装置において、同一装置にて窒素と酸素を同時に供給できるようにしたことを特徴とする。
請求項４記載の発明によれば、分離膜式窒素発生装置もしくは酸素発生装置においては、高濃度窒素を得るために酸素を排出し、高濃度酸素を得るために窒素を排出する必要があったため、実際には、窒素と酸素の配管中に三方電磁弁を設け、装置前面操作パネル部に設けた切換スイッチにより窒素または酸素を選択して配管経路を変更している。切換スイッチで窒素供給を選択すれば酸素を排出し、酸素供給を選択すれば窒素を排出する構成である。この場合、高濃度の窒素（膜分離での上限９９．９％）に設定した場合の排気酸素濃度は２４．０％で、反対に高濃度酸素（膜分離での上限４３．０％）に設定した場合の排気窒素濃度は９１．０％である。中央値としては、窒素９６％時に酸素は３３％となる。仮に、この中央値での窒素と酸素の供給が有効となる場合に、窒素及び酸素を同時に製品気体として供給できるよう、窒素及び酸素の配管上に設けた三方電磁弁を装置前面操作パネル部の切換スイッチにより「窒素＋酸素」の供給に選択すれば、同時に製品気体として供給できることを可能とするものである。
【００２０】
本発明の請求項５は、請求項１記載の窒素及び酸素発生装置において、前記パッケージ箱内に、窒素分離膜で分離、回収された酸素を加圧する酸素コンプレッサと、加圧された酸素を蓄える酸素タンクを収納したことを特徴とする。
【００２１】
請求項５記載の発明によれば、窒素及び酸素発生装置において、コンパクトな箱に収納された圧縮空気用オイルレスコンプレッサ、電動機、空気タンク、冷凍式エアドライヤ、エアフィルタ、オートドレン、窒素分離膜、回収槽等の機器、さらに酸素加圧用の酸素コンプレッサと、加圧された酸素を蓄える酸素タンクを収納し、設置床面積を最小限に抑えたコンパクトな窒素及び酸素発生装置を提供できる。また、回収槽、酸素タンクはアルミ製とすることで軽量化が可能である。したがって、小型、軽量でコンパクトなコンプレッサ搭載形窒素及び酸素発生装置を提供できる。
【００２２】
本発明の請求項６は、請求項１記載の窒素及び酸素発生装置において、配管上に設けた電磁弁の組み合わせにより、同一装置にて窒素、酸素（大気圧）、酸素（加圧）、窒素＋酸素（酸素大気圧）、窒素＋酸素（酸素加圧）、圧縮空気の切換供給が、装置前面操作パネル部に配置した切換スイッチによりそれぞれ選択できるようにしたことを特徴とする。
【００２３】
請求項６記載の発明によれば、圧縮空気を生成するコンプレッサから流出される圧縮空気の配管上、および分離膜より分離された窒素が流れる配管上と、回収槽にて回収された酸素の配管上に、それぞれ三方電磁弁を設けて、装置前面操作パネル部に設けた切換スイッチにより、窒素、酸素（大気圧）、酸素（加圧）、窒素＋酸素（酸素大気圧）、窒素＋酸素（酸素加圧）、圧縮空気の切換を選択して、選択と同時に前記三方電磁弁の組み合わせ制御を連動させて配管経路を変更し、それぞれの気体を機外へ供給できるようにしている。これにより同一装置にて、窒素、酸素を供給できることが可能となり、さらに圧縮空気を供給することができ、コンプレッサとしての利用も可能である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施例（請求項１ないし請求項６対応）である窒素・酸素発生装置の配管接続構成図である。
【００２５】
同図において、１は空気圧縮機であり、オイルレスコンプレッサが用いられる。この空気圧縮機１は、電動機２-1の運転により空気を取り込み、圧縮して油の含まない圧縮空気とし、冷却配管２３を介して空気タンク３に供給し、空気タンク３内に蓄えられる。このように圧縮空気を空気タンク３内に溜めることによって、大気中に含まれている湿気を凝縮させて水滴化（ドレン）させる。このドレンは、空気タンク３の下部に設けたオートドレン弁９-1から自動排出される。空気タンク３内で除湿された圧縮空気は、配管２４を経て、さらに冷凍式エアドライヤ１０に流入する。ここで、圧縮空気は冷凍式エアドライヤ１０により１．７℃まで冷却されるので、空気中の気化していた水分の大半を水滴化（ドレン）させることができる。このドレンは、冷凍式エアドライヤ１０の下部に設置されたオートドレン弁９-2により一定量に達すれば自動排出される。空気タンク３内の圧縮空気の湿度は１００％であるが、冷凍式エアドライヤ１０を通過後は２６％にまで減少するので、大きな除湿効果が得られる。湿度が大幅に減少した圧縮空気は、高性能フィルタ１１に流入する。このフィルタ１１により、圧縮空気中の全ての不純物が除去されてドレンとなり自動排出され、最後に減圧弁１２により減圧して水滴発生率を下げてから三方電磁弁８-2を経て高品質クリーンエアとして窒素分離膜１３へ供給される。供給された圧縮空気は、窒素分離膜１３内部で空気中の主成分である窒素と酸素に分離される。窒素は配管２５を経て窒素流量計１４-1を通り、流量調整されて三方電磁弁８-3を経て、製品窒素として取り出される。その際、窒素濃度計１８により窒素の純度を計測して、装置正面操作パネル部に表示される。
【００２６】
一方、酸素は窒素分離膜１３の側面排出孔３０より排出されるが、酸素回収層１６により大気に放出されずに回収槽１６と窒素分離膜１３の間にできる間隙部に充満する。このとき、窒素分離膜１３から連続的に排出される酸素の勢いにより配管２６へ流れ込み、酸素濃度計１５により酸素濃度を測定し、窒素濃度と同様に装置正面操作パネル部に表示される。酸素濃度計１５を経た酸素は配管１７を通り、三方電磁弁８-4に流れるが、ここで必要に応じて大気圧状態で供給される経路２７か、酸素コンプレッサ１９側へ流れる経路２８かに任意に切り換えられる。実際の切り換えは装置正面操作パネル部の切換スイッチ３１（図２参照）にて行われる。大気圧状態で供給される経路２７側に切換えれば、流量計１４-2により流量制御して供給される。このとき、流量計１４-2によって酸素流量が絞られることにより、窒素分離膜１３から排出される酸素が回収槽１６に充満し、圧力上昇することを防止するため気圧調整弁７-2により大気圧に近い極僅かな圧力を受けて弁が開き、酸素を大気中へ排出するようにする。一方、酸素コンプレッサ１９側へ流れる経路２８側に切り換えれば、それと同時に酸素コンプレッサ１９に直結されている電動機２-2が運転し、酸素コンプレッサ１９の吸気側に流れ込んでくる酸素を加圧できるようにする。ここで、例えば加圧酸素の逆流や、酸素コンプレッサ１９の不具合により、酸素配管に負荷が発生した場合でも、回収槽１６内の分離膜１３からの排気酸素が、行き場を失い回収槽１６内の圧力を上昇させないように、回収槽１６には予め気圧調整弁７-2を設け、大気圧に近い極僅かな圧力を受け、気圧調整弁７-2が動作し、大気圧に限りなく近い状態に槽内を維持できるようにする。更に、回収槽１６から排出される酸素量よりも酸素コンプレッサ１９の吸い込む量が大きい場合で、大気圧以下の負圧が生じる場合の対策として、回収槽１６から排出される酸素量の最小値が、酸素コンプレッサ１９の酸素吸込み量の最大値を上回らないよう設計を考慮し、かつ一定量の余裕をもつことにより、酸素コンプレッサ１９の酸素吸込みによる負圧現象を防ぐことができる。この時、供給酸素量が多い分生じる酸素コンプレッサ１９に吸込まれなかった酸素は、酸素コンプレッサ１９の１次側に設けられた酸素排気配管２９を通じて装置外へ排出される。
【００２７】
酸素コンプレッサ１９により加圧された酸素は、三方電磁弁８-5と逆止弁２０を経由して酸素タンク２１に蓄えられる。これにより機外に酸素を供給する際、酸素コンプレッサ１９からの脈動を抑えることができるとともに安定した酸素供給ができる。この酸素タンク２１の２次側には、加圧酸素用の流量計１４-3を設け、装置正面操作パネル部に配置し、酸素タンク２１より機外へ酸素を供給する際に可変調整できるようにする。ちなみに、酸素コンプレッサ１９と酸素タンク２１の間にある三方電磁弁８-5は、酸素コンプレッサ１９の起動負荷軽減用であり、逆止弁２０は酸素タンク２１からの加圧酸素逆流を防止するためのものである。
【００２８】
このように、本実施例によると、高品質クリーンエアを窒素分離膜１３に供給するので、窒素分離膜１３を保護し最大限に寿命を延ばす他、取り出される窒素および酸素は不純物がなく、分離効率を向上させ、高純度気体として得られる。さらに、回収槽１６より窒素分離膜１３の分離効率を低下させないで、排出されるすべての酸素を大気圧状態で回収することができる。この回収された酸素は酸素濃度計１５によって濃度表示され、大気圧酸素もしくは酸素コンプレッサ１９により、加圧酸素として流量調節後、製品酸素として供給することができる。また、三方電磁弁８-2，８-3，８-4の組み合わせ切換により、窒素もしくは酸素をそれぞれ製品気体として供給できる他、両気体を同時に供給することができる上、圧縮空気の供給も行えてコンプレッサとしても利用できる。
【００２９】
図２は図１の窒素及び酸素発生装置の外観図であり、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は側面図、同図（ｃ）は平面図であり、図３は図２の窒素及び酸素発生装置の構成機器の箱内配置図である。なお、図１と同一構成部分には同一符号を付して説明する。
【００３０】
同図に示すように、本実施例の窒素及び酸素発生装置は、オイルレスコンプレッサ１、電動機２-1，２-2、空気タンク３、冷凍式エアドライヤ１０、エアフィルタ１１、オートドレン、窒素分離膜１３、回収槽１６、酸素コンプレッサ１９、酸素タンク２１、電気部品等から構成されており、これら構成機器は、箱３２にコンパクトに収納されている。すなわち、箱３２は仕切坂３３により上下に区切り、上部にドライヤ１０および酸素コンプレッサ１９を配置し、その他の部品を下部に配置している。このような配置構成にすると、高さ寸法および設置床面積を最小限に抑えることができ、コンパクト化が可能となる。また、回収槽１６、酸素タンク２１はアルミ製とすることで軽量化が可能となるので、小型パッケージとなり、軽量化されたコンプレッサ搭載形窒素及び酸素発生装置を提供できる。
【００３１】
ところで、本実施例では窒素分離膜１３に供給される圧縮空気が、窒素および酸素に分離される時、酸素回収槽１６により酸素は回収されるが、酸素が回収槽１６内で充満し、圧力上昇することにより分離効率が低下するのを防止するため、回収槽１６には気圧調整弁７-2を設けている。これは大気圧に近い極僅かな圧力を受けて弁が開き、酸素を大気中へ排出する構造にしている。この他、酸素コンプレッサ１９から加圧酸素の逆流や、配管１７，２６，２７，２８，２９等で詰まりや抵抗が生じた場合でも、回収槽１６に設けた気圧調整弁７-2により、分離膜１３からの排出酸素を大気へ排出できるように排出孔３０を設けた構成としている。これにより分離膜の特性を低下させないで確実に酸素を回収することが可能となる。
【００３２】
また、本窒素・酸素発生装置の操作は、装置正面操作パネル部に設けた切換スイッチ３１ですべて行い、その内容は、図１の右上に表示しているように、操作ＯＦＦ、窒素、酸素（大気圧）、酸素（加圧）、窒素＋酸素（酸素大気圧）、窒素＋酸素（酸素加圧）、圧縮空気の切換えとすることで、操作を簡略化し容易とすることができる。なお、空気圧縮機１および、三方電磁弁８-2，８-3，８-4の切換え、酸素コンプレッサ１９等は、切換スイッチの選択により連動することとし、使用上での操作ミス等も防ぐことができる。また、酸素加圧時に油の混入を防ぐため、酸素コンプレッサ１９にオイルレスコンプレッサを使用している。酸素コンプレッサ１９から得られる圧縮酸素を、酸素タンク２１内に溜めることによって、酸素の脈動を抑え、安定した圧縮酸素を供給することが可能になる。また、回収槽１６や酸素タンク２１は高濃度酸素に曝されるため、酸化、錆の発生を防止するため腐食しにくいアルミ素材を使用しているので、同時に軽量化も可能となった。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明（請求項１対応）によれば、窒素分離膜により分離・排出される酸素を、アルミ等の腐食しにくい素材で、少なくとも分離膜より大きな形状とし、その中に分離膜が収納できるように成形されており、かつ気圧調整弁を設けて大気圧に限りなく近い状態に槽内を維持できるようにした回収槽を用いることにより、その中へ分離膜を納め、窒素と酸素を分離させることにより、分離膜の性能を低下させずに回収槽に設けた酸素出口配管を通じて酸素を槽外に取り出すことが可能となる。
【００３４】
本発明（請求項２対応）によれば、回収槽により回収される酸素を、配管上に酸素濃度計および酸素流量計を配置し、酸素濃度および酸素流量を装置前面操作パネル部に表示しつつ、可変調節できるようにしている。さらに、窒素の流量を制御できる窒素流量計を窒素配管上に設け、装置前面操作パネル部に配置し、窒素流量を調節することにより酸素濃度を可変供給できるようにする。
【００３５】
本発明（請求項３対応）によれば、回収槽より回収された大気圧状態での酸素を、酸素配管中に設けた酸素コンプレッサの吸気側へ送り込み、酸素コンプレッサにより加圧できるようにし、また、酸素コンプレッサにより加圧された酸素は、酸素タンクに蓄えられ、酸素コンプレッサによる脈動を抑えることができるとともに、安定した酸素供給ができるようになる。さらに、加圧酸素用の流量計を設け、機外へ酸素を供給する際に可変調整できるようにしている。
【００３６】
本発明（請求項４対応）によれば、窒素・酸素発生装置において、窒素を得るために酸素を排出し、酸素を得るために窒素を排出していたが、場合によっては窒素および酸素を同時に製品気体として供給できる。
【００３７】
本発明（請求項５対応）によれば、窒素・酸素発生装置において、箱内に圧縮空気用オイルレスコンプレッサ、電動機、空気タンク、冷凍式エアドライヤ、エアフィルタ、オートドレン、窒素分離膜、回収槽等の機器、さらに酸素加圧用の酸素コンプレッサと、加圧された酸素を蓄える酸素タンクを収納し、設置床面積を最小限に抑えた小型、軽量でコンパクトなコンプレッサ搭載形窒素・酸素発生装置を提供できる。
【００３８】
本発明（請求項６対応）によれば、窒素・酸素発生装置において、装置前面操作パネル部に設けた切換スイッチと、その切換と同時に連動する三方電磁弁の組み合わせ制御により、窒素、酸素（大気圧）、酸素（加圧）、窒素＋酸素（酸素大気圧）、窒素＋酸素（酸素加圧）、圧縮空気をそれぞれ機外へ供給できるようにしている。これにより同一装置で、窒素または酸素を供給できることが可能となり、さらに圧縮空気を供給することができ、コンプレッサとしての利用も可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である窒素及び酸素発生装置の配管接続構成図。
【図２】図２は図１の窒素及び酸素発生装置の外観図であり、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は側面図、同図（ｃ）は平面図。
【図３】図２の窒素及び酸素発生装置の構成機器の箱内配置図。
【符号の説明】
１…空気圧縮機、２-1，２-2…電動機、３…空気タンク、４…弁、５-1，５-2，５-3…圧力計、６-1，６-2…切換スイッチ、７-1，７-2，７-3…気圧調整弁、８-1，８-2，８-3，８-4，８-5…三方電磁弁、９-1，９-2…オートドレン弁、１０…冷凍式ドライヤ、１１…フィルタ、１２…減圧弁、１３…窒素分離膜、１４-1，１４-2，１４-3…流量計、１５…酸素濃度計、１６…酸素回収槽、１７，２４，２５，２６，２７，２８，２９…配管、１８…窒素濃度計、１９…酸素コンプレッサ、２０…逆止弁、２１…酸素タンク、２２…排気口、２３…冷却配管、３０…側面排出孔、３１…切換スイッチ、３２…箱、３３…仕切坂。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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