專利名稱：氧濃縮裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于從大氣中分離富氧空氣或氧濃縮氣體進行使 用的氧濃縮裝置。
背景技術(shù)：
近年來，隨著高齡化的發(fā)展和生活環(huán)境的惡化，受肺氣腫、肺結(jié)核后 遺癥、慢性支氣管炎等慢性呼吸系統(tǒng)疾病困擾的患者有增加的傾向。作為 對該患者有效的治療方法，進行吸入高濃度氧的氧^^療法。氧吸入療法 是使上述疾病患者吸入氧氣或者氧濃縮氣體的治療方法。作為治療用的氧 氣或氧濃縮氣體的供給源，可以舉出高壓氧儲氣瓶、液體氧儲氣瓶、氧濃 縮裝置等的使用，但是，出于可長時間連續(xù)使用和使用方便等原因，使用 氧濃縮裝置的情況逐漸增加。
氧濃縮裝置是能夠分離空氣中的氧并進行濃縮的裝置。作為該對氧進
行分離濃縮的裝置，從可得到90%以上高濃度的氧的觀點出發(fā)，向一個或 者多個吸附床填充可選擇性地吸附空氣中的氮的吸附劑的吸附型氧濃縮 裝置被廣泛公知，并在醫(yī)院和家庭中使用。其中，作為壓力變動裝置使用 壓縮機的壓力變動吸附型氧濃縮裝置得到了廣泛普及。該裝置通常以恒定
的循環(huán)反復(fù)進行下述工序而連續(xù)得到高濃度的氧吸附工序，從壓縮機向 填充有選擇性地吸附氮的吸附劑的一個或者多個吸附床供給壓縮空氣，使 吸附床內(nèi)為加壓狀態(tài)并使吸附劑吸附氮，從而得到未被吸附的高濃度的 氧；以及脫附(解吸)工序，將吸附床內(nèi)減壓至大氣壓或真空區(qū)域，使氮 從吸附劑脫附而進行再生。
為了應(yīng)對伴隨氧濃縮裝置的使用溫度和氣壓變動等使用的環(huán)境條件 的變化而產(chǎn)生的氧濃縮氣體的氧濃度降低、和伴隨設(shè)備老化而產(chǎn)生的氧濃 縮氣體的氧濃度降低，采用以下對策對從壓縮機供給到吸附床的空氣量 的設(shè)定范圍進行微調(diào)，修正為能夠容許周圍環(huán)境變化特別是吸附劑的溫度 依存性而維持氧濃度的吸附/脫附程序。
為了補償伴隨這樣的生成氧濃度的時效變化和裝置的老化而帶來的 氧濃度降低，從而將所生成的氧濃縮氣體的氧濃度保持為恒定值，已知有
4這樣的裝置利用氧傳感器檢測氧濃縮氣體的氧濃度，對壓縮機風量和吸 附/脫附的周期等進行反饋控制，從而維持產(chǎn)品氧濃度(特表2000-516854 號公報、特開平9-183601號公報)。

發(fā)明內(nèi)容
作為從氧濃縮裝置供給使用者的氧流量的處方氧量根據(jù)使用的患者 的嚴重程度確定。與此配合使用的設(shè)備也從最大能供給流量為2L/分、3L/ 分的低流量類型的裝置、以及5L/分、7L/分、10L/分的高流量類型的各 種設(shè)備中選擇對患者最佳的裝置，以備使用。
雖然裝置的最大供給流量是上述值，但實際臨床使用的供給氧流量通 常可以從O. 25L/分、0. 5L/分的低流量值進行設(shè)定。在該情況下，雖然處 方流量是較低的值，但是當根據(jù)最大設(shè)定流量值生成氧時，會進行不必要 的氧生成，消耗電力也增大。因此，在^f艮多裝置中對壓縮機的驅(qū)動馬達進 行逆變控制，減少從壓縮機供給吸附床的原料空氣量，從而降低消耗電力。
另外，在高流量類型的裝置中如果要確保供給高流量設(shè)定區(qū)域的高濃 度氧所需的原料空氣量，則在低流量設(shè)定區(qū)域原料空氣量會過多，導(dǎo)致原 料供給過多。這時，原料空氣中的氧的一部分吸附在吸附劑上，未吸附的 氬濃縮在生成氣體中，結(jié)果導(dǎo)致所生成的氧濃縮氣體中的氧濃度降低。
雖然采取了降低壓縮機的轉(zhuǎn)速以減少所供給的原料空氣量的方法，但 是壓縮機的轉(zhuǎn)速的控制范圍有限度，在太低的旋轉(zhuǎn)區(qū)域使用的情況下，存 在動作不穩(wěn)定的問題。
本發(fā)明用于解決上述課題，提供一種兼?zhèn)浣档脱b置的消耗電力、 和維持氧濃縮裝置的供給氧流量的低流量設(shè)定區(qū)域的氧濃度的功能的 氧濃縮裝置。
即，本發(fā)明提供一種氧濃縮裝置，為壓力變動吸附型氧濃縮裝置， 包括至少一個吸附床，填充有相比氧而言能選擇性地吸附氮的吸附 劑；空氣供給機構(gòu)，向該吸附床供給加壓空氣；流路切換機構(gòu)，用于 在既定時機反復(fù)進行吸附工序和脫附工序，所述吸附工序是將來自該 空氣供給機構(gòu)的空氣供給到該吸附床并取出濃縮氧的工序，所述脫附 工序是使該吸附床減壓并使吸附劑再生的工序；和流量設(shè)定機構(gòu)，設(shè) 定濃縮氧氣供給到使用者的供給量，其特征在于，上述氧濃縮裝置具 備排氣管路，該排氣管路在該空氣供給機構(gòu)和該吸附床的流路間具備將供給至該吸附床的加壓空氣的一部分排出到大氣中的排出閥。
此外，本發(fā)明提供一種氧濃縮裝置，其特征在于，具備控制機構(gòu)， 該控制機構(gòu)根據(jù)該流量設(shè)定機構(gòu)的流量設(shè)定值控制該空氣供給機構(gòu)的 空氣供給量，并且在該流量設(shè)定值是既定流量值以下的情況下，將該 空氣供給才幾構(gòu)的空氣供給量控制為恒定值，并且控制才艮據(jù)該流量設(shè)定 值確定的來自該排出閥的加壓空氣的排出量。
此外，本發(fā)明提供一種氧濃縮裝置，其特征在于，該排氣管路是 從連接該空氣供給機構(gòu)與該流路切換機構(gòu)的管路分支、并且具備作為 排出閥的流量控制閥的管路，該空氣供給機構(gòu)是具備逆變器的壓縮機，
該控制機構(gòu)是下述機構(gòu)根據(jù)該流量設(shè)定機構(gòu)的設(shè)定值來控制壓縮機 的轉(zhuǎn)速，并且在該流量設(shè)定值是既定流量值以下的情況下，將該壓縮 機的轉(zhuǎn)速控制為恒定值，并且進行從該排氣管路排出根據(jù)該流量設(shè)定 機構(gòu)的設(shè)定值確定的排氣量的排出閥的開閉控制。
此外，本發(fā)明提供一種氧濃縮裝置，為壓力變動吸附型氧濃縮裝 置，包括至少一個吸附床，填充有相比氧而言能選擇性地吸附氮的 吸附劑；空氣供給機構(gòu)，向該吸附床供給加壓空氣；流路切換機構(gòu)， 用于在既定時機反復(fù)進行吸附工序和脫附工序，所述吸附工序是至少 將來自該空氣供給機構(gòu)的空氣供給到該吸附床并取出濃縮氧的工序， 所述脫附工序是使該吸附床減壓并使吸附劑再生的工序；和流量設(shè)定 機構(gòu)，設(shè)定濃縮氧氣供給到使用者的供給量，其特征在于，該流路切 換機構(gòu)具備在吸附工序即將結(jié)束前將供給到吸附床的加壓空氣的一部 分放出到外部的空氣放出功能。
此外，本發(fā)明提供一種氧濃縮裝置，其特征在于，該流路切換機 構(gòu)具備二通電磁閥(a)，裝備在連接該空氣供給機構(gòu)和該吸附床的 加壓空氣供給導(dǎo)管上；設(shè)置在該二通電磁閥(a)的下游側(cè)的該吸附床 與排氣側(cè)的分支管路；和二通電磁閥(b)，裝備在該排氣側(cè)的分支管 路上。
此外，本發(fā)明提供一種氧濃縮裝置，其特征在于，該吸附床由兩 個吸附床構(gòu)成，該流路切換機構(gòu)具備連接該空氣供給機構(gòu)和各吸附 床的加壓空氣供給用的分支管路；設(shè)置在各分支管路上的二通電磁閥 (al、 a2);設(shè)置在該二通電磁閥(al、 a2 )的下游側(cè)的該吸附床與排 氣側(cè)的分支管路；裝備在該排氣側(cè)的各分支管路上的二通電磁閥(bl、b2);和連接排氣口與二通電磁閥(bl、 b2)的分支管路，特別是具備
控制機構(gòu)，該控制機構(gòu)根據(jù)該流量設(shè)定機構(gòu)的設(shè)定值，來控制確定吸 附工序即將結(jié)束前的加壓空氣的排氣量的該流路切換機構(gòu)的切換時間。


圖1表示本發(fā)明的氧濃縮裝置的實施方案例的壓力變動吸附型氧 濃縮裝置的示意圖。
圖2是表示現(xiàn)有的氧濃縮裝置中相對于設(shè)定流量的原料空氣的必 要供給量和生成氧濃度的關(guān)系的圖。A-A，表示壓縮機能供給的風量的范 圍，A，表示壓縮機能供給的風量的下限值。
圖3是表示本發(fā)明的氧濃縮裝置中相對于設(shè)定流量的原料空氣的 必要供給量和生成氧濃度關(guān)系的圖。
圖4表示本發(fā)明的氧濃縮裝置的另一實施方案例的壓力變動吸附 型氧濃縮裝置的示意圖。
圖5是表示本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的切換閥的切換時機的不同的示意圖。
圖6是表示本發(fā)明的氧濃縮裝置的吸附筒壓力波形的圖。
具體實施例方式
以下使用

本發(fā)明的氧濃縮裝置的實施方案例。圖1是例 示本發(fā)明的一個實施方式的壓力變動吸附型氧濃縮裝置的概略裝置構(gòu) 成圖。在該圖1中，l表示氧濃縮裝置，3表示吸入被加濕的富氧空氣 的使用者(患者)。壓力變動吸附型氧濃縮裝置1包括外部空氣取入過 濾器101、壓縮機103、切換閥104、吸附筒105、單向閥106、產(chǎn)品容 器107、調(diào)壓閥108、流量設(shè)定機構(gòu)109和過濾器110。由此能夠制造 從自外部取入的原料空氣濃縮氧氣的富氧空氣。
首先，從大氣中取入氧濃縮裝置中的原料空氣作為除去了粉塵、 塵埃等的潔凈空氣，從具備用于去除塵埃等異物的外部空氣取入過濾 器101的空氣取入口取入到裝置內(nèi)。這時，在通常的大氣空氣中含有 大約21%的氧氣、大約77%的氮氣、0. 8%的氬氣、1.2%的水蒸氣等其它 氣體。在該氧濃縮裝置中，選擇性地將作為呼吸用氣體必需的氧氣濃
7縮并取出。
該氧氣的取出使用壓力變動吸附法，即，對填充有與氧氣分子相
比選擇性地吸附氮氣分子的由沸石構(gòu)成的吸附劑的吸附筒105，利用切 換閥104依次切換成為對象的吸附筒105，同時從壓縮機103對原料氣 體進行加壓供給，選擇性地吸附以除去在吸附筒105內(nèi)原料空氣中含 有的大約77%的氮氣，并將未被吸附的氧氣從吸附筒105的另一端側(cè)取 出到產(chǎn)品容器107中。
作為與氧氣分子相比選擇性地吸附氮氣分子的吸附劑，使用5A型 沸石、13X型沸石、Li-X型沸石或MD-X型沸石等分子篩沸石。
上述的吸附筒105由填充有上述吸附劑的圓筒狀容器形成，通常 有使用一個吸附筒而依次切換實施吸附工序和脫附工序從而斷續(xù)地生 成氧的單筒式裝置、使用兩個吸附筒而在一個吸附筒進行吸附工序時 由另一個吸附筒進行脫附工序而通過切換各工序來連續(xù)地生成氧的雙 筒式的裝置、以及三筒以上的多筒式的裝置，但是為了連續(xù)且有效率 地從原料空氣制造富氧空氣，優(yōu)選使用兩筒以上的多筒式的吸附筒 105。
此外，作為上述的壓縮機103，除了使用擺動式空氣壓縮機，也有 時使用螺旋式、旋轉(zhuǎn)式、渦旋式等旋轉(zhuǎn)式空氣壓縮機。此外，驅(qū)動該 壓縮機103的電動機的電源既可以是交流也可以是直流。
以未被上述吸附筒105吸附的氧氣為主要成分的氧濃縮氣體經(jīng)由 設(shè)置為使得不會向吸附筒105倒流的單向閥106而流入產(chǎn)品容器107 中。
此外，填充在吸附筒105內(nèi)的吸附劑上吸附的氮氣需要從吸附劑 脫附，以便從新導(dǎo)入的原料空氣再次吸附氮氣。因此，利用切換閥104 將從壓縮機103所實現(xiàn)的加壓狀態(tài)切換為減壓狀態(tài)(例如大氣壓狀態(tài) 或負壓狀態(tài))，使所吸附的氮氣脫附從而使吸附劑再生。在該脫附工序 中，為了提高其脫附效率，可以使氧濃縮氣體作為凈化氣體從吸附工 序中的吸附筒的產(chǎn)品端側(cè)或產(chǎn)品容器107倒流。
從原料空氣制造氧濃縮氣體，并蓄積到產(chǎn)品容器107中。蓄積在 該產(chǎn)品容器107中的氧濃縮氣體含有例如95%的高濃度氧氣。之后，利 用調(diào)壓閥108和流量設(shè)定機構(gòu)109等控制供給使用者的供給氧流量和 壓力，并供給到加濕器201，被加濕后的氧濃縮氣體供給患者3。該加濕器可以使用不使用水的不給水式的加濕器，即利用具有透 水膜的透水膜模塊從外部空氣取入水分從而對干燥狀態(tài)的氧濃縮氣體 進行加濕，或者使用利用加濕用水的沸騰式加濕器或表面蒸發(fā)式加濕 器。
檢測流量設(shè)定機構(gòu)109的設(shè)定值，利用控制機構(gòu)401控制壓縮機 103的電動機的轉(zhuǎn)速，從而控制對吸附筒105的供給風量。例如在設(shè)定 流量是低流量值的情況下，通過降低壓縮機的電動機轉(zhuǎn)速，來抑制原 料空氣的供給量并且抑制所生成的氧量，并且通過降低電動機轉(zhuǎn)速來 減少消耗電力。
壓縮機的轉(zhuǎn)速控制存在限度，如果使壓縮機轉(zhuǎn)速降低到必要以上 的轉(zhuǎn)速，則也有時會使得壓縮機的運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定而停止。因此，不管氧 濃縮裝置的氧設(shè)定流量是怎樣低的流量值，壓縮機103的轉(zhuǎn)速抑制控 制都存在限度，在既定值以下，在壓縮機103的運轉(zhuǎn)下限值以恒定速 度運轉(zhuǎn)。
如圖2所示，壓縮機103能夠穩(wěn)定地供給加壓空氣的范圍是A-A， 的范圍，在1L/分以下的設(shè)定流量的范圍內(nèi)，壓縮機以下限值A(chǔ)，進行定 速運轉(zhuǎn)。
氧濃縮裝置的吸附筒105設(shè)計為即使是裝置的最大設(shè)定流量值也 維持90%以上的氧濃度。因此，在設(shè)定氧流量為低流量區(qū)域時，雖然氧 的取出量少，但是原料空氣的供給量以壓縮機運轉(zhuǎn)下限值過剩地供給 恒定量的情況下，在吸附筒105內(nèi)會出現(xiàn)不僅氮分子吸附在吸附劑上 而且氧分子也吸附在吸附劑上的過吸附現(xiàn)象。如圖2中的單點劃線所 示，即使是lL/分以下的設(shè)定流量，如果能夠減少壓縮機的供給風量則 也能夠防止過吸附現(xiàn)象，但是在壓縮機的額定條件以下不能進行穩(wěn)定 的驅(qū)動。結(jié)果，所生成的氧濃縮氣體中的生成氧量減少，未吸附的氬 的濃度上升，所以如圖2所示，在低流量區(qū)域(lL/分以下)，出現(xiàn)氧 濃縮氣體中的氧濃度降低的現(xiàn)象。
為了防止該過吸附現(xiàn)象，在本發(fā)明的氧濃縮裝置中，在壓縮機103 和切換閥104之間的流路上設(shè)置具備排出閥102的分支管，以排出過 剩的原料空氣。在流量設(shè)定機構(gòu)的設(shè)定值為恒定值以下、壓縮機的轉(zhuǎn) 速控制為下限值而進入穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)的情況下，打開排出閥102，排出相對 于原料空氣的必要供給量來說過剩的原料空氣。作為該排出閥102，可以采用使用控制閥相對于設(shè)定流量控制閥開度而成比例地放出過剩原 料供給量的方法、或根據(jù)電磁閥的開放時間放出過剩量的方法。通過
采用該控制方式，來防止氧的過吸附，如圖3所示，通過排出斜線部 分的過剩供給的原料空氣，能夠與設(shè)定流量無關(guān)地維持生成氧濃度一 定。
圖4是例示本發(fā)明的另一實施方式的壓力變動吸附型氧濃縮裝置 的概略裝置構(gòu)成圖。
與圖1的裝置同樣，從外部取入的原料空氣從具備用于去除塵埃 等異物的外部空氣取入過濾器501的空氣取入口取入。這時，在通常 的空氣中含有大約21%的氧氣、大約77%的氮氣、0. 8°/。的氬氣、1.2%的 水蒸氣等其它氣體。在該裝置中，僅將作為呼吸用氣體必需的氧氣濃 縮并取出。
該氧氣的取出這樣進行對填充有與氧氣分子相比選擇性地吸附 原料空氣中的氮氣分子的由沸石構(gòu)成的吸附劑的兩個吸附筒505A、 505B,利用切換閥504依次切換成為對象的吸附筒，利用壓縮機503 對原料氣體進行加壓供給，選擇性地吸附以除去在吸附筒內(nèi)原料空氣 中含有的大約77%的氮氣。
以未被上述吸附筒吸附的氧氣為主要成分的富氧空氣經(jīng)由設(shè)置為 使不向吸附筒倒流的單向閥506流入產(chǎn)品容器507中。
填充在吸附筒內(nèi)的吸附劑上吸附的氮氣需卑從吸附劑脫附，以便 從新導(dǎo)入的原料空氣再次吸附氮氣。因此，利用切換閥504將從壓縮 機503所實現(xiàn)的加壓狀態(tài)切換為減壓狀態(tài)(例如大氣壓狀態(tài)或負壓狀 態(tài))，使所吸附的氮氣脫附從而使吸附劑再生。在該脫附工序中，為了 提高其脫附效率，可以使氧濃縮氣體作為凈化氣體從吸附工序中的吸 附筒的產(chǎn)品端側(cè)(或產(chǎn)品容器)倒流。
從原料空氣制造氧濃縮氣體，并蓄積到產(chǎn)品容器507中。蓄積在 該產(chǎn)品容器507中的氧濃縮氣體含有例如95%的高濃度氧氣，利用調(diào)壓 閥和流量設(shè)定機構(gòu)509 (CV:控制閥)等控制其供給流量和壓力，同時 供給到加濕器512，被加濕后的氧濃縮氣體供給患者。
檢測流量設(shè)定機構(gòu)509的設(shè)定值，利用控制機構(gòu)控制壓縮機503 的電動機的轉(zhuǎn)速，從而控制對吸附筒的供給風量。在設(shè)定流量是低流 量的情況下，通過降低轉(zhuǎn)速來抑制生成氧量，并且減少消耗電力。在原料空氣的供給量以壓縮機運轉(zhuǎn)下限值過剩地供給恒定量的情況下，
在吸附筒505A、 505B內(nèi)會出現(xiàn)不僅氮分子吸附在吸附劑上而且氧分子 也吸附在吸附劑上的過吸附現(xiàn)象。為了防止該過吸附現(xiàn)象，在本發(fā)明 的氧濃縮裝置中，在吸附工序中對切換閥504進行切換，控制對吸附 筒的原料空氣供給量，排出過剩的原料空氣。
在雙筒式的氧濃縮裝置的情況下，作為該切換閥504，如圖4所示， 釆用4個二通閥(二通電磁閥al、 a2、 bl、 b2 )組合的結(jié)構(gòu)。各電磁 閥既可以由配管、分支配管接合，也可以是4個電磁閥歧管化的結(jié)構(gòu)。
圖5表示各二通閥的開閉時機。通常在吸附筒505A在吸附工序中 從壓縮機供給加壓空氣時，另一個吸附筒505B在脫附工序中使加壓狀 態(tài)的吸附筒減壓，向大氣中將吸附的氮排出。這時，通過打開二通閥 al并關(guān)閉二通閥a2、 bl，將加壓空氣供給吸附筒505A。同時通過打開 二通閥b2，將吸附筒505B的富氮氣體排出。通過在既定時間后切換該 動作，來切換并反復(fù)實施吸附筒505A、 505B的吸附工序/脫附工序。
與此相對，在本申請發(fā)明的裝置中，通過在吸附筒505A的吸附工 序的末期打開二通閥bl，使得從壓縮機503供給的加壓空氣的一部分 從二通閥bl經(jīng)由排氣線路排出。這樣，能夠減少從二通閥al供給到 吸附筒505A的原料空氣的量，從而防止氧的過吸附現(xiàn)象。同樣通過在 吸附筒505B的吸附工序的末期打開二通閥b2，使得加壓空氣的一部分 從二通閥b2經(jīng)由排氣線路排出。
切換閥504的控制通過氧供給流量的設(shè)定值來確定，根據(jù)流量設(shè) 定機構(gòu)509的設(shè)定信號控制切換時間。例如在能供給到3L/分的供給流 量的裝置的情況下，在1L/分以上的設(shè)定值下，不改變切換時間地控制 壓縮機503的馬達轉(zhuǎn)速，從而控制原料空氣的供給量，在1L/分以下的 設(shè)定值下，通過將吸附工序末期的打開構(gòu)成切換閥504的二通閥bl/b2 的時機控制為較早，來控制供給到各吸附筒505A、 505B的原料空氣量。
在以每15秒反復(fù)吸附工序/脫附工序的程序、3L/分的設(shè)定氧流量 使用上述能供給到3L/分的供給流量的圖4中的雙筒式的氧濃縮裝置的 情況下，能夠獲得具有93%的氧濃度的氧濃縮氣體，與此相對，在以 0. 25L/分的設(shè)定氧流量使用的情況下，由于對吸附劑的氧分子的過吸 附和氬氣的濃縮，使得氧濃縮氣體的氧濃度從93%減少至88%。
在本發(fā)明的裝置中，如圖5所示，通過在吸附筒505A的吸附工序
ii中早5秒打開排氣側(cè)的切換閥504的二通閥bl、在吸附筒505B的吸附 工序中早5秒打開排氣側(cè)的二通岡b2，將在吸附工序中從壓縮機503 供給到吸附筒的原料空氣的一部分排出。由此，即使在以0. 25L/分的 設(shè)定氧流量使用的情況下，也能夠維持93%的氧濃度。
更早打開的時間可以以才艮據(jù)i殳定流量值成比例地調(diào)整原料空氣量 的方式控制時間，也可以多階段地控制。
如圖6所示，雖然出現(xiàn)排出氣體的一部分流入脫附工序即將結(jié)束 之前的吸附筒中的現(xiàn)象，但是不會影響到生成氧濃度，相反地能夠避 免吸附筒的壓力過分上升，因此能夠減少消耗電力。
發(fā)明的效果
在本發(fā)明的氧濃縮裝置中，通過在壓縮機出口和吸附筒入口之間 插入排出閥(電磁閥、CV等)，以排出不需要的原料吸氣，能夠提高生 成氧濃度，并且使壓縮機的驅(qū)動穩(wěn)定而不受到周圍環(huán)境的影響。
此外，在氧供給流量的設(shè)定值為低流量區(qū)域的情況下，通過在吸 附工序末期排出不需要的原料空氣，能夠防止伴隨原料空氣的供給過 多而產(chǎn)生的氧分子的過吸附、以及伴隨氬濃縮而產(chǎn)生的生成氧濃度的 降低。另外在低流量區(qū)域也能夠抑制消耗電力并且使壓縮機的驅(qū)動穩(wěn) 定。
權(quán)利要求
1. 一種氧濃縮裝置，為壓力變動吸附型氧濃縮裝置，包括至少一個吸附床，填充有與氧相比能選擇性地吸附氮的吸附劑；空氣供給機構(gòu)，向該吸附床供給加壓空氣；流路切換機構(gòu)，用于在既定時機反復(fù)進行吸附工序和脫附工序，所述吸附工序是將來自該空氣供給機構(gòu)的空氣供給到該吸附床并取出濃縮氧的工序，所述脫附工序是使該吸附床減壓并使吸附劑再生的工序；和流量設(shè)定機構(gòu)，設(shè)定濃縮氧氣供給到使用者的供給量，其特征在于，上述氧濃縮裝置具備排氣管路，該排氣管路在該空氣供給機構(gòu)和該吸附床的流路間具備將供給至該吸附床的加壓空氣的一部分排出到大氣中的排出閥。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧濃縮裝置，其特征在于，該氧濃縮 裝置具備控制機構(gòu)，該控制機構(gòu)根據(jù)該流量設(shè)定機構(gòu)的流量設(shè)定值控 制該空氣供給機構(gòu)的空氣供給量，并且在該流量設(shè)定值是既定流量值 以下的情況下，將該空氣供給機構(gòu)的空氣供給量控制為恒定值，并且 控制根據(jù)該流量設(shè)定值確定的來自該排出閥的加壓空氣排出量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的氧濃縮裝置，其特征在于，該排氣管 路是從連接該空氣供給機構(gòu)與該流路切換機構(gòu)的管路分支、并且具備 流量控制閥作為排出閥的管路。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的氧濃縮裝置，其特征在于，該空氣供 給機構(gòu)是具備逆變器的壓縮機，該控制機構(gòu)根據(jù)該流量設(shè)定機構(gòu)的設(shè) 定值來控制壓縮機的轉(zhuǎn)速，并且在該流量設(shè)定值是既定流量值以下的 情況下，將該壓縮機的轉(zhuǎn)速控制為恒定值，并且進行從該排氣管路排 出根據(jù)該流量設(shè)定機構(gòu)的設(shè)定值確定的排氣量的排出岡的開閉控制。
5. —種氧濃縮裝置，為壓力變動吸附型氧濃縮裝置，包括 至少一個吸附床，填充有與氧相比能選擇性地吸附氮的吸附劑； 空氣供給機構(gòu)，向該吸附床供給加壓空氣；流路切換機構(gòu)，用于在既定時機反復(fù)進行吸附工序和脫附工序， 所述吸附工序是至少將來自該空氣供給機構(gòu)的空氣供給到該吸附床并 取出濃縮氧的工序，所述脫附工序是使該吸附床減壓并使吸附劑再生的工序；和流量設(shè)定機構(gòu)，設(shè)定濃縮氧氣供給到使用者的供給量，其特征在于，該流路切換機構(gòu)具備在吸附工序即將結(jié)束前將供給到吸附床的加 壓空氣的一部分放出到外部的空氣放出功能。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的氧濃縮裝置，其特征在于，該流路切 換機構(gòu)具備二通電磁閥(a)，裝備在連接該空氣供給機構(gòu)和該吸附 床的加壓空氣供給導(dǎo)管上；設(shè)置在該二通電磁閥(a)的下游側(cè)的該吸 附床與排氣側(cè)的分支管路；和二通電磁閥(b)，裝備在該排氣側(cè)的分 支管路上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的氧濃縮裝置，其特征在于，該吸附床 由兩個吸附床構(gòu)成，該流路切換機構(gòu)具備連接該空氣供給機構(gòu)和各 吸附床的加壓空氣供給用的分支管路；設(shè)置在各分支管路上的二通電 磁閥(al、 a2);設(shè)置在該二通電磁閥(al、 a2 )的下游側(cè)的該吸附床 與排氣側(cè)的分支管路；裝備在該排氣側(cè)的各分支管路上的二通電磁閥(bl、 b2);和連接排氣口與二通電磁閥(bl、 b2)的分支管路。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的氧濃縮裝置，其特征在于，該流路切 換機構(gòu)是將連接該空氣供給機構(gòu)和各吸附床的加壓空氣供給用的分支 管路、設(shè)置在各分支管路上的二通電磁閥(al、 a2)、設(shè)置在該二通電 磁閥(al、 a2)的下游側(cè)的該吸附床與排氣側(cè)的分支管路、裝備在該 排氣側(cè)的各分支管路上的二通電磁閥(bl、 b2)、和連接排氣口與二通 電磁閥(bl、 b2)的分支管路歧管化的機構(gòu)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的氧濃縮裝置，其特征在于，該氧濃縮 裝置具備控制機構(gòu)，該控制機構(gòu)根據(jù)該流量設(shè)定機構(gòu)的設(shè)定值，來控 制確定吸附工序即將結(jié)束前的加壓空氣的排氣量的該流路切換機構(gòu)的 切換時間。
全文摘要
本發(fā)明作為防止在氧供給流量的設(shè)定值為低流量區(qū)域的情況下產(chǎn)生的、伴隨著原料空氣的供給過多的氧分子的過吸附和伴隨著氬濃縮的生成氧濃度降低，抑制消耗電力并且實現(xiàn)壓縮機的穩(wěn)定驅(qū)動的裝置，提供一種壓力變動吸附型氧濃縮裝置，該氧濃縮裝置包括至少一個吸附床，填充有相比氧而言能選擇性地吸附氮氣的吸附劑；空氣供給機構(gòu)，向該吸附床供給加壓空氣；流路切換機構(gòu)，用于在既定時機反復(fù)進行吸附工序和脫附工序，所述吸附工序是將來自該空氣供給機構(gòu)的空氣供給到該吸附床并取出濃縮氧氣的工序，所述脫附工序是使該吸附床減壓并使吸附劑再生的工序；和流量設(shè)定機構(gòu)，設(shè)定濃縮氧氣供給到使用者的供給量，其特征在于，上述氧濃縮裝置具備排氣管路，該排氣管路在該空氣供給機構(gòu)和該吸附床的流路間具備將供給至該吸附床的加壓空氣的一部分排出到大氣中的排出閥。
文檔編號A61M16/10GK101522246SQ20078003498
公開日2009年9月2日 申請日期2007年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月22日
發(fā)明者內(nèi)山暢, 安藤誠, 藤本勝志 申請人:帝人制藥株式會社