JP2000501335A - 分子ふるい型ガス分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 供給ガス（１４）から生成ガスを分離するための分子ふるい型ガス分離装置（１０）は、一サイクルの吸着充填相において、供給ガス（１４）内の非生成ガスを吸着し、前記サイクルの脱着再生相において、先に吸着した非生成ガスを脱着する少なくとも１つのふるい床（１１〜１３）を備えており、さらに、この分離装置は、吸着充填相において生成ガスを送る出口手段（１８）と、脱着再生相における非生成ガスの出口手段（３１）と、生成ガス内の成分の濃度に反応するセンサ手段（３６）と、吸着充填相と脱着再生相と間で装置（１０）を切り換えるための制御手段（２０）とを備えており、該制御手段（２０）は、各サイクル中の吸着充填相の持続時間を脱着再生相の持続時間に相対させて調節することができることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 分子ふるい型ガス分離装置発明の説明 本発明は、ガス流から生成ガスを分離するための分子ふるい型ガス分離装置に 関する。先行技術の分子ふるい型ガス分離装置の１例が、ヨーロッパ特許明細書 第０１２９３０４号に記載されており、この例では、３つのふるい床が設けられ ており、これらのふるい床は、窒素及び他のガスを供給ガスから吸着する一方、 この例では酸素を含む生成ガスを装置から通過させて、例えば飛行機の乗組員用 の酸素吸入システムに使用できるようにする材料を各々含んでいる。 先行のヨーロッパ特許明細書第０１２９３０４号には、各ふるい床の作動が周 期的である装置が記載されている。各サイクルにおいて、各ふるい床は、主に窒 素をふるい床で吸着する吸着充填相と、非生成ガスである窒素をふるい床から脱 着する脱着再生相に置かれる。これは、当該技術では公知であるように、吸着充 填相において供給ガスを第１圧力下でふるい床に導入し、脱着再生相においては 、第１圧力より低圧の第２圧力をふるい床に加えることによって行われる。 飛行機乗組員のために、高度の上昇に伴って呼吸用の生成ガス内の酸素濃度を 増加させる必要がある。先行のヨーロッパ特許明細書第０１２９３０４号では、 吸着充填相と脱着再生相との相対持続時間をほぼ一定に保ちながら、各ふるい床 の全サイクル時間を調節することによって、生成ガス内の酸素濃度を変化させる 。 先行技術の装置は、実際に満足に作動しているが、装置をもっと効率的にする 必要がある。 ふるい床の作動実験から、各サイクル中の脱着再生相の持続時間を増加させる ことによって、吸着材から吸着ガスをよく洗浄できることがわかっている。 本発明の第１の態様によれば、一サイクルの吸着充填相において、供給ガス内 の非生成ガスを吸着すると共に、サイクルの脱着再生相において、先に吸着した 非生成ガスを脱着する少なくとも１つのふるい床を備えており、さらに、吸着充 填相において生成ガスを送る出口手段と、脱着再生相において非生成ガスを排出 する出口手段と、生成ガス内の成分の濃度に反応するセンサ手段と、ふるい床の 作用を吸着充填相と脱着再生相との間で切り換えるための制御手段とを備えてお り、該制御手段は、各サイクル中の吸着充填相の持続時間を脱着再生相の持続時 間に相対させて調節することができることを特徴とする、供給ガスから生成ガス を分離するための分子ふるい型ガス分離装置を提供する。 このため、出願人は、ふるい床（あるいは複数のふるい床）の各サイクル中に おける吸着充填相の持続時間を、脱着再生相の持続時間に相対させて調節するこ とによって、生成ガス内における所望成分の濃度の制御を向上させることができ ることを発見した。 先行のヨーロッパ特許明細書第０１２９３０４号では、吸着充填相と脱着再生 相との相対持続時間をほぼ一定に維持しながら、作動期間中にサイクル時間を変 化させるが、本発明の装置では、各サイクルの吸着充填相と脱着再生相との相対 持続時間を調節する一方、作動期間中は各ふるい床の全サイクル時間をほぼ一定 に維持する。 本発明は、様々な利点を提供する。特に、生成ガス内における所望成分の濃度 の所望レベルからのずれは、一般的に大幅に減少し、そのために生成ガス内の所 望成分の許容濃度より低濃度または高濃度の生成ガスを生じる危険が大幅に減少 する。 さらに、特に生成ガス内の所望成分を低濃度にしたい場合、脱着再生相の持続 時間を短くすればよく、すなわち装置に供給する必要がある供給ガスの全量を減 少させることができることを意味し、これにより効率が向上する。 好適な構造では、本装置は、複数のふるい床を備えており、これらのふるい床 を制御手段によって互いにずらして作動させることによって、使用中には、少な くとも１つの床が常に吸着充填相で作動し、従って生成ガスを発生しているよう にする。 従って、同じサイクル時間内にＮ個のふるい床を吸着充填相と脱着再生相との 間で互いにずらして切り換える場合、各床における全サイクル時間に対する吸着 充填相の持続時間の比率が常に１：Ｎよりも大きくなるように装置が作動するこ とが好ましい。 吸着充填相と脱着再生相とを切り換えるため、装置の各床は、吸着充填相の間 では供給ガスの導入及び生成ガスの送り出しを、また脱着再生相の間では非生成 ガスの排出を行うために、制御手段によって開閉可能に連動した弁を備えること ができる。 本装置は、各ふるい床を収容したコンテナを備えることができ、各弁は、適当 なガスをコンテナに流入または流出させる単純な開閉弁でもよいが、必要ならば 、少なくとも１つの弁を能動弁にすることによって、供給ガスまたは生成ガスま たは非生成ガスをコンテナに流入または流出させる弁の開閉程度を調節可能にす ると共に、弁を開閉位置間で切り換える割合を可変にするか、そのいずれかにし てもよい。 各床の脱着再生相の端において、次の吸着充填相の前に、必要に応じて生成ガ スを装置に導入して、残存している非生成ガスをコンテナから追い出してもよい 。 少なくとも一部の吸着充填相と脱着再生相との間に、コンテナに流入または流 出する供給ガス、生成ガスまたは非生成ガスが最小限ある、またはまったくない 休止相を設けてもよい。 少なくとも一部の吸着充填相と脱着再生相との間に、床への供給ガスの供給、 床からの生成ガスの供給及び床からの非生成ガスの供給の少なくとも２つが同時 に発生する時に、重複相を設けてもよい。 本発明は、排他的ではないが特にいわゆる酸素濃縮器に適用でき、その場合、 生成ガス中の所望の監視成分は酸素であり、各ふるい床が窒素ガスを吸着できる ふるい床材を含むことによって、生成ガスを飛行機の乗組員等の呼吸に使用する ことができる。このため、制御手段は、生成ガスの酸素濃度を高度に伴って変化 する目標濃度に近づけることができるように、装置を作動させることができる。 本発明の第２態様によれば、本発明の第１態様に従ったガス分離装置を有する 飛行機が提供される。 本発明の第３態様によれば、本発明の第１態様に従ったガス分離装置を作動さ せるために、生成ガス内の成分の濃度を感知する段階と、生成ガス内の成分の濃 度を所定範囲内に保持するように、各ふるい床の各サイクル中における吸着充填 相の持続時間を脱着再生相の持続時間に相対させて調節する段階とを有する方法 が提供される。 次に、添付の図面を参照しながら本発明を説明する。 図１は、本発明の主題によるガス分離装置の説明図である。 図２は、呼吸ガス用の、高度に応じて異なる酸素濃度必要量がいかに変化する かを示すグラフである。 図３は、従来の制御方法で生成ガスの酸素濃度がいかに変化するかを示すグラ フである。 図３ａは、従来の装置を作動させることによる酸素濃度の周期変化を示すグラ フである。 図４は、本発明に従った装置を作動させることによって、生成ガスの酸素濃度 がいかに変化するかを示すグラフである。 図４ａは、本発明に従った装置を作動させることによる酸素濃度の周期変化を 示すグラフである。 図１を参照すると、分子ふるい型ガス分離装置１０が示されており、本実施例 では、飛行機の乗組員に酸素濃縮ガス（生成ガス）を供給することを目的として いる。 本実施例では、分離装置１０は、飛行機のエンジンの圧縮機段等の供給源１４ から供給空気（ガス）を受け取って、そして酸素を濃縮した空気の形の生成ガス を出口管１８へ送るように適当に収容且つ配置された３つの分子ふるい床１１、 １２及び１３を備えている。 分離装置１０へ送る前に、供給空気１４を濾過してもよく、また供給空気が所 定圧力で送られるように、供給空気（ガス）の圧力を調整することができる。 生成ガスは、床１１乃至１３の各々から出口管１８を通って、適当な要求流量 調整手段へ流れ、この調整手段は、本発明の構成部分ではなく図示されていない が、この調整手段よって飛行機乗組員は、生成ガス単独で、または空気等の他の ガスと混合した生成ガスで呼吸することができる。 床１１乃至１３の各々は、床１１乃至１３へ送られた供給空気１４から主に窒 素ガスを吸着するように構成されており、そのため「ゼオライト(zeolite)」と して知られている分子ふるい材を含むことができ、この分子ふるい材は、酸素を 透過させるため、出口管１８へ送られる生成ガスは、酸素濃縮空気である。本発 明に従って分離装置１０を作動させることによって、生成ガス内の酸素濃度を、 例えば様々な要件に合わせて変化させることができる。 図２を参照すると、呼吸ガス内の所望酸素濃度が高度に伴っていかに変化する かを示すグラフであり、このグラフは、高度の増加に伴った快適な呼吸用の酸素 における最大及び最小所望濃度の両方を表している。高度が低いと、生成ガス内 の必要な酸素濃度が大きく低下し、地表面で得られなければならない最小値は、 大気中の天然酸素濃度（２１％）であることがわかるであろう。 再び図１を参照すると、分離装置１０は、２０で示された制御手段によって制 御される。床１１乃至１３の各々は、それぞれ対応の供給空気入口弁２１、２２ 及び２３と、それぞれ（一方向）生成ガス出口弁２８、２９及び３０を備えてい る。 各床は、周期的に作動し、各サイクルに設けられた吸着充填相では、適当な供 給空気入口弁２１乃至２３と、生成ガス出口弁２８乃至３０が開いて、コンテナ 内に収容されている床１１乃至１３に流入した空気から非生成ガスが床１１乃至 １３の素材によって吸着されて分離される一方、生成ガスは、床の上方及び床の 中の両方またはいずれか一方を通り、床１１乃至１３のコンテナから出口弁２８ 乃至３０を通過して出口管１８へ流れて分離装置１０から出る。吸着充填相にお いて、ふるい床１１乃至１３の素材に非生成ガスが漸増的に充填されていく。 脱着再生相においては、適当な供給空気弁２１乃至２３と生成ガス出口弁２８ 乃至３０とが閉じる一方、床１１乃至１３からの適当な各々の通気弁２５、２６ 及び２７が開くことによって、床１１乃至１３が通気管３１を介して供給空気１ ４よりも低圧である大気圧に通じる。このため、非生成ガスは、床１１乃至１３ の浄化及び再生を行うために、それぞれの床１１〜１３から脱着され、それぞれ のコンテナから通気出口管３１を通って飛行機の外部等へ流出する。 供給空気弁２１乃至２３、生成ガス出口弁２８乃至３０及び通気弁２５乃至２ ７の作動は、制御手段２０によって制御される。 脱着再生相の端に向かって、床１１乃至１３の圧力が十分に低くなった時、生 成ガス弁２８乃至３０が閉じているにもかかわらず、生成ガスは、床１１乃至１ ３のコンテナの中へ、それぞれのパージ弁即ちオリフィス３２乃至３４を介して 送り戻される。パージ弁３２乃至３４は、床１１乃至１３から残留非生成ガスを 追い出すために、少量の生成ガスを床１１乃至１３に送り戻すことができるだけ である。 ３つの床１１乃至１３の吸着充填相と脱着再生相とを互いにずらすことによっ て、床１１乃至１３の少なくとも１つが常に吸着充填相で作動して生成ガスを発 生するように、分離装置１０は、作動させられる。 生成ガス内の酸素濃度を感知するため、生成ガス出口管１８内に、酸素センサ ３６が設けられている。センサ３６の出力を制御手段２０が利用して、床１１乃 至１３の作動を制御することにより、生成ガスの酸素濃度を変化させて、酸素濃 度を所定範囲内に維持できるようになっている。 図３は、先行技術の装置において、サイクル時間の変化に伴って、生成ガス内 の実際の酸素濃度がいかに変化するかをグラフで示している。従来より、ヨーロ ッパ特許明細書第０１２９３０４号に記載されているような装置は、２つの固定 サイクル時間だけ、例えば９または３０秒間作動する。図３に示されている平均 酸素濃度は、様々な高度において呼吸ガスに望ましい生成ガスの酸素濃度である 。示された最大及び最小酸素濃度は、制御の不正確さによる平均からの周期的ず れを示している。 従来の方法では、センサ３６で感知した生成ガス出口管１８内の酸素濃度が変 化すると、各床のサイクル時間は、生成ガス内で必要な酸素を少なくすべきか、 多くすべきかに応じて、９秒から３０秒の間で切り換えられる。例えば、分離装 置の各床が９秒の固定サイクル時間で作動しており、酸素濃度が特定の高度に望 ましい最高濃度付近まで上昇したことを生成ガス出口管１８内のセンサ３６が決 定した場合、サイクル時間は、３０秒に切り換えられ、生成ガスの酸素濃度を低 下させる。 このサイクル時間の切り換えは、サイクル中、サイクルの開始時または終了時 に行うことができる。 図３ａには、特定の所望（平均）酸素濃度に対して感知された実際の酸素濃度 を示しており、これから、出口管１８での生成ガスにおける実際の酸素濃度は、 平均すなわち所望の酸素濃度レベルを中心に、最大及び最小酸素濃度レベル間を 変動することがわかる。この変動は、図示のように周期的の場合もあるが、もっ と一般的には、所望の平均酸素濃度を中心に不規則に変動するであろう。 もちろん、例えば飛行機において、高度が絶えず変化し、乗組員の呼吸率が変 化するため、実際には決して図３ａに示されているような定常状態に達すること はない。従って、高度の変化に伴って酸素の必要量は変化するので、出口管１８ における実際の酸素濃度の変動は、大きくなる可能性がある。 次に図４を参照すると、図３に示されているグラフと同様であるが、本発明に 従った分離装置１０を作動させた結果を示すグラフが示されている。やはり出口 管１８内の生成ガスの最大、平均及び最小酸素濃度がグラフ表示されているが、 分離装置１０における各々の床１１乃至１３の単一サイクル時間について表示す るのではなく、床１１乃至１３の吸着充填相及び脱着再生相の全サイクル時間に 対する吸着充填相の相対持続時間の増加に対比した酸素濃度をグラフ表示してい る。本例では、実際のサイクル時間は、固定で、約７．２秒であり、このサイク ル時間がグラフでは、１８単位に分割されている。 グラフの左側で、酸素濃度が最大（ほぼ実際に可能な最大値である生成ガスの ９４％に近い）である時、ふるい床１１乃至１３は、それぞれの吸着充填相及び 脱着再生相の全サイクル時間に対する吸着充填相の相対持続時間が６：１８にな るように作動し、この相対持続時間は、グラフの右側で１８：１８になるまで順 次増加し、１８：１８の時点では、ふるい床１１〜１３は、実質的に脱着再生相 でまったく作動しないため、床は非生成ガスで飽和されるようになるので、生成 ガスに可能な最大酸素濃度は、大気中に天然に生じる濃度、すなわち約２１％で ある。 本発明によれば、所望の酸素濃度を得るように、生成ガス用の出口管１８内の 酸素センサ３６からの出力に応じて、各サイクル中の脱着再生相に対する吸着充 填相の相対持続時間が変化するように、分離装置１０が作動する。図４からわか るように、最大及び最小酸素濃度間の隔たりを、第３図に示されるようにサイク ル時間の変化によって分離装置を作動させる場合よりもはるかに小さくすること ができる。 その結果、図４ａに示されているように、実際の酸素濃度は、やはり特定の高 度における平均すなわち所望酸素濃度（所望酸素濃度）を中心に変動するが、そ の変動量は、実際のサイクル時間が変化する図３ａの構造に較べてはるかに小さ い。 もちろん、３つのふるい床を有する構造では、床１１乃至１３の少なくとも１ つが常に生成ガスを生じている、すなわち吸着充填相で作動しているように、床 を互いにずらして作動させることが望ましい。好ましくは、各床の吸着充填相及 び脱着再生相の全サイクル時間に対する吸着充填相の相対持続時間が決して１： ３（６：１８）より短くならないように、一般的に言うと、Ｎ個の床の場合、脱 着再生相に対する吸着充填相の相対持続時間が１：Ｎより短くならないようにし 、これによって床１１乃至１３の１つが常に生成ガスを発生している。 図４ａから、出口管１８における実際の酸素濃度の変動は、先行技術の構造よ りも平均を中心として小さくなるため、許容酸素濃度よりも低いか、あるいは高 い濃度の生成ガスを送り出す危険性は、相当に低減することが認められる。さら に、先行技術の構造のように、脱着再生相の持続時間が固定されてはいないので 、全体的に、少なくとも複数サイクルにわたって測定した時、脱着再生相の実際 の全持続時間が従来の構造の場合よりも短くなるため、分離装置１０に送り込む 必要がある供給空気の量が減少し、分離装置の効率が上昇する。 可変サイクル時間を使用して分離装置１０を作動させることによって、酸素濃 度を十分に低い所望レベルまで低下させることができないため、呼吸すべき生成 ガスを所望の低酸素濃度にするように、生成ガスを逃がす必要があるが、本発明 の構造では、吸着充填相及び脱着再生相の全サイクル時間に対する吸着充填相の 持続時間が１：１に近づくように準備することによって、非常に低レベルの酸素 濃度を得ることが可能である。 発明の範囲内で様々な改良が可能である。 図１は、本発明に従った装置の一例にすぎず、多くの変化を加えることが可能 であることは理解されるであろう。 一般的な構造では、弁２１乃至２３および２５乃至２７の各々は、ソレノイド 弁であることが好ましいが、代替的な適当な構造にすることもできる。弁２８乃 至３０は、簡単な機械式制御型逆止め弁でもよいが、図面に示されるように、制 御手段２０の制御下で作動するようにしてもよい。必要であれば、パージ弁３２ 乃至３４は、図示のように単純なオリフィスでもよいが、図１に点線で示される ように、制御手段２０で制御される逆止め弁またはソレノイドまたは他の弁でも よい。弁は、線形可動スプールまたは回転式弁部材を備えた弁でもよい。弁は、 単純に全開及び全閉位置間で切り換えてもよいが、少なくとも一部の弁の開閉程 度を制御して、別の弁が完全または部分開放している間に、供給ガス、生成ガス または非生成ガスの１つがふるい床１１乃至１３を含むコンテナに流入または流 出できるようにすると共に、１つまたは複数の弁の開閉を切り換える割合を可変 にするか、そのいずれか一方にすることもできる。このようにして、分離装置１ ０の床１１乃至１３のいずれかが吸着充填相から脱着再生相に切り換わった時に 、分離装置１０が受ける衝撃を軽減することができる。これにより、出口管１８ での酸素濃度の周期的変動は、さらに低減させられるであろう。 さらに、吸着充填相と脱着再生相とを急に切り換えるよりも、望ましく有用で あることがわかれば、少なくとも一部の吸着充填相と脱着再生相との間に、ふる い床１１乃至１３を収容しているコンテナに流入または流出する供給ガス、生成 ガスまたは非生成ガスが最小限であるか、またはまったくない休止相、および／ または、少なくとも一部の吸着充填相と脱着再生相との間に、床１１乃至１３へ の供給ガスの供給、床１１乃至１３からの生成ガスの供給、及び床１１乃至１３ からの非生成ガスの供給の少なくとも２つが同時に発生する重複相を含むように 、分離装置１０を作動させてもよい。 ふるい床１１乃至１３は、最も有用で有効であることがわかっている活性ふる い床材を収容した矩形、円筒形または他の形状のコンテナを含むことができる。 互いにずれて作動する３つの活性ふるい床１１乃至１３を有する分離装置１０を 説明してきたが、いずれの数のふるい床を有する分離装置１０を設けてもよく、 必要に応じてそれらの少なくとも一部を同期して作動させてもよい。 以上に、飛行機での呼吸用に、酸素濃縮生成ガスを生成するための装置に関し て本発明を説明してきたが、ガス分離装置１０は、必要に応じて他の用途で他の ガスの分離に使用することもできる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年１１月２８日（１９９７．１１．２８） 【補正内容】 請求の範囲 １．一サイクルの吸着充填相において供給ガス内の非生成ガスを吸着すると共に 、前記サイクルの脱着再生相において先に吸着した前記非生成ガスを脱着する少 なくとも１つのふるい床を備えており、さらに、前記吸着充填相において生成ガ スを送る出口手段と、前記脱着再生相における前記非生成ガスの出口手段と、前 記生成ガス内の成分の濃度に反応するセンサ手段と、前記吸着充填相と前記脱着 再生相とを切り換えるための制御手段とを備えており、該制御手段は、各サイク ル中の前記吸着充填相の持続時間を前記脱着再生相の持続時間に相対させて調節 し、一方、全サイクル時間は、作動期間中にほぼ一定に維持されることを特徴と する、供給ガスから生成ガスを分離するための分子ふるい型ガス分離装置。 ２．前記装置は、複数のふるい床を備えており、前記制御手段は、使用時に該床 の少なくとも１つが常に吸着充填相で作動しているように前記装置を作動させる 請求項１に記載の装置。 ３．同じサイクル時間内で前記吸着充填相と前記脱着再生相との間で切り換えら れるＮ個のふるい床があり、前記装置は、前記各床における全サイクル時間に対 する前記吸着充填相の前記持続時間の比率が常に１：Ｎよりも大きくなるように 作動する請求項２に記載の装置。 ４．前記装置の各床は、前記制御手段によって、複数の弁の作動で前記吸着充填 相と前記脱着再生相との間で切り換えられる先行する請求項の内のいずれか１項 に記載の装置。 ５．前記装置は、前記各ふるい床を収容したコンテナを備えており、前記弁の少 なくとも１を能動弁にすることによって、前記供給ガスまたは前記生成ガスまた は前記非生成ガスの１つを前記コンテナに流入または流出させる前記弁の開閉程 度を調節可能にし、および／または、前記弁を開閉状態間で切り換える割合を可 変にすることができる請求項４に記載の装置。 ６．前記装置は、前記ふるい床を収容したコンテナを備えており、前記各床の前 記脱着再生相の端において、次の前記吸着充填相の前に、前記生成ガスを前記装 置内へ導入して、残留する前記非生成ガスを前記コンテナから追い出すようにし た先行する請求項の内のいずれか１項に記載の装置。 ７．前記装置は、前記ふるい床を収容したコンテナを備えており、少なくとも一 部の前記吸着充填相と前記脱着再生相との間に、該コンテナに流入または流出す る前記供給ガス、前記生成ガスまたは前記非生成ガスが最小限であるか、または まったくない休止相を含む先行する請求項の内のいずれか１項に記載の装置。 ８．前記装置は、前記ふるい床を収容したコンテナを備えており、少なくとも一 部の前記吸着充填相と前記脱着再生相との間に、該コンテナへの前記供給ガスの 前記供給、該コンテナからの前記生成ガスの前記供給及び該コンテナからの前記 非生成ガスの前記供給の少なくとも２つが同時に発生する時に重複相を含む先行 する請求項の内のいずれか１項に記載の装置。 ９．前記生成ガス中の所望成分は酸素であり、前記各ふるい床が窒素ガスを吸着 できるふるい床材を含むことによって、前記生成ガスを呼吸用に使用できるよう にした先行する請求項の内のいずれか１項に記載の装置。 １０．前記装置は、飛行機に設けられており、前記生成ガスを飛行機乗組員が呼 吸するようにした請求項９に記載の装置。 １１．前記制御手段は、前記生成ガスの酸素濃度を、高度に伴って変化する生成 ガスの目標酸素濃度に近づけることができるように前記装置を作動させる請求項 １０に記載の装置。 １２．先行する請求項の内のいずれか１項に記載のガス分離装置を備えた飛行機 。 １３．前記生成ガス内の成分の前記濃度を感知する段階と、前記生成ガス内の成 分の濃度を所定範囲内に保持するために、前記各ふるい床の各サイクル中におけ る前記吸着充填相の前記持続時間を前記脱着再生相の前記持続時間に相対させて 調節する段階とを有する請求項１乃至１１の内のいずれか１項に記載の装置を作 動させる方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．一サイクルの吸着充填相において供給ガス内の非生成ガスを吸着すると共に 、前記サイクルの脱着再生相において先に吸着した前記非生成ガスを脱着する少 なくとも１つのふるい床を備えており、さらに、前記吸着充填相において生成ガ スを送る出口手段と、前記脱着再生相における前記非生成ガスの出口手段と、前 記生成ガス内の成分の濃度に反応するセンサ手段と、前記吸着充填相と前記脱着 再生相とを切り換えるための制御手段とを備えており、該制御手段は、各サイク ル中の前記吸着充填相の持続時間を前記脱着再生相の持続時間に相対させて調節 することができることを特徴とする、供給ガスから生成ガスを分離するための分 子ふるい型ガス分離装置。 ２．作動期間中に、全サイクル時間がほぼ一定に維持される請求項１に記載の装 置。 ３．前記装置は、複数のふるい床を備えており、前記制御手段は、使用時に該床 の少なくとも１つが常に吸着充填相で作動しているように前記装置を作動させる 請求項１または２に記載の装置。 ４．同じサイクル時間内で前記吸着充填相と前記脱着再生相との間で切り換えら れるＮ個のふるい床があり、前記装置は、前記各床における全サイクル時間に対 する前記吸着充填相の前記持続時間の比率が常に１：Ｎよりも大きくなるように 作動する請求項３に記載の装置。 ５．前記装置の各床は、前記制御手段によって、複数の弁の作動で前記吸着充填 相と前記脱着再生相との間で切り換えられる先行する請求項の内のいずれか１項 に記載の装置。 ６．前記装置は、前記各ふるい床を収容したコンテナを備えており、前記弁の少 なくとも１を能動弁にすることによって、前記供給ガスまたは前記生成ガスまた は前記非生成ガスの１つを前記コンテナに流入または流出させる前記弁の開閉程 度を調節可能にし、および／または、前記弁を開閉状態間で切り換える割合を可 変にすることができる請求項５に記載の装置。 ７．前記装置は、前記ふるい床を収容したコンテナを備えており、前記各床の前 記脱着再生相の端において、次の前記吸着充填相の前に、前記生成ガスを前記装 置内へ導入して、残留する前記非生成ガスを前記コンテナから追い出すようにし た先行する請求項の内のいずれか１項に記載の装置。 ８．前記装置は、前記ふるい床を収容したコンテナを備えており、少なくとも一 部の前記吸着充填相と前記脱着再生相との間に、該コンテナに流入または流出す る前記供給ガス、前記生成ガスまたは前記非生成ガスが最小限であるか、または まったくない休止相を含む先行する請求項の内のいずれか１項に記載の装置。 ９．前記装置は、前記ふるい床を収容したコンテナを備えており、少なくとも一 部の前記吸着充填相と前記脱着再生相との間に、該コンテナへの前記供給ガスの 前記供給、該コンテナからの前記生成ガスの前記供給及び該コンテナからの前記 非生成ガスの前記供給の少なくとも２つが同時に発生する時に重複相を含む先行 する請求項の内のいずれか１項に記載の装置。 １０．前記生成ガス中の所望成分は酸素であり、前記各ふるい床が窒素ガスを吸 着できるふるい床材を含むことによって、前記生成ガスを呼吸用に使用できるよ うにした先行する請求項の内のいずれか１項に記載の装置。 １１．前記装置は、飛行機に設けられており、前記生成ガスを飛行機乗組員が呼 吸するようにした請求項１０に記載の装置。 １２．前記制御手段は、前記生成ガスの酸素濃度を、高度に伴って変化する生成 ガスの目標酸素濃度に近づけることができるように前記装置を作動させる請求項 １１に記載の装置。 １３．先行する請求項の内のいずれか１項に記載のガス分離装置を備えた飛行機 。 １４．前記生成ガス内の成分の前記濃度を感知する段階と、前記生成ガス内の成 分の濃度を所定範囲内に保持するために、前記各ふるい床の各サイクル中におけ る前記吸着充填相の前記持続時間を前記脱着再生相の前記持続時間に相対させて 調節する段階とを有する請求項１乃至１２の内のいずれか１項に記載の装置を作 動させる方法。