JPH08268701A - Oxygen concentrator - Google Patents

Oxygen concentrator

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JPH08268701A
JPH08268701A JP7073333A JP7333395A JPH08268701A JP H08268701 A JPH08268701 A JP H08268701A JP 7073333 A JP7073333 A JP 7073333A JP 7333395 A JP7333395 A JP 7333395A JP H08268701 A JPH08268701 A JP H08268701A
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JP
Japan
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oxygen
flow rate
adsorption
setting
desorption
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Application number
JP7073333A
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Japanese (ja)
Inventor
Akio Yamada
章生 山田
Akira Masumoto
晃 増本
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Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
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Publication date
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  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a pressure-swing adsorption-type oxygen concentrator having stabilized performance by combining specified flow rate setting means. CONSTITUTION: This pressure-swing adsorption-type oxygen concentrator is provided with an adsorption tower 1 packed with an adsorbent 10 adsorbing nitrogen in preference to oxygen, an air compressing means 4 to send air to the tower 1, a vessel means 2 to transiently store concd. gaseous oxygen from the tower 1 and a supply means (duct means 23 and others) to use the concd. gaseous oxygen, and the following constitution is added. Namely, the flow rate setter 22 is provided to the duct means on the downstream side of the vessel means 2. The setter consists of a means to set the flow rate of the concd. gaseous oxygen to be used and a means to set the purge amt., both means are furnished with plural openings having a different resistance to flow and are the orifice-type flow rate setters capable of being used with the openings selected in accordance with the flow rate. The supply means is connected to the downstream side of the flow rate setter.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の利用分野】本発明は、大気から酸素濃縮気体を
分離して使用するための酸素濃縮器等を含む空気よりも
高い濃度に酸素を含有した呼吸用気体の供給装置に関す
るものである。さらに詳細には、圧力変動吸着型酸素濃
縮器であって、胸部疾患のための酸素濃度のある程度高
いガス(例えば40%の酸素濃度)を呼吸用に使用して
治療を行う場合に、より簡単な操作で酸素濃縮気体を使
用者に供給できるよう改善された酸素濃縮装置を提供す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for supplying a respiratory gas containing oxygen at a concentration higher than that of air, including an oxygen concentrator for separating oxygen-concentrated gas from the atmosphere for use. More specifically, it is a pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrator, which is easier to perform when using a gas having a high oxygen concentration for chest disease (for example, 40% oxygen concentration) for respiration. The present invention provides an improved oxygen concentrating device that can supply an oxygen enriched gas to a user by various operations.

【0002】[0002]

【従来の技術】圧力変動吸着型酸素濃縮器では一般的に
酸素濃度を約90%前後に保ち、必要な酸素量は呼吸用
気体供給手段において流量を調節、変更することで対応
している。医療用酸素濃縮器を使用する患者にとっては
必要な酸素量が少ない場合には、流量が0.1〜0.5
リットル/分程度の場合もあり、多い場合には4〜6リ
ットル/分程度の場合もある。
2. Description of the Related Art In a pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrator, the oxygen concentration is generally maintained at about 90%, and the required oxygen amount is adjusted by adjusting and changing the flow rate in a breathing gas supply means. For patients using a medical oxygen concentrator, if the required oxygen amount is small, the flow rate is 0.1 to 0.5.
It may be about 1 liter / minute, and may be about 4 to 6 liter / minute if it is large.

【0003】一方、酸素分離膜を使用した膜型酸素濃縮
器では約40%の酸素濃度のものが使用されているのが
一般的である。これらは、患者の症状(病状、大人か小
人か等)によって使い分けられることもある。実用化さ
れている膜型酸素濃縮器では現状は40%程度のものが
主流である。
On the other hand, a membrane type oxygen concentrator using an oxygen separation membrane generally has an oxygen concentration of about 40%. These may be used properly depending on the patient's condition (medical condition, adult or dwarf, etc.). The membrane oxygen concentrators that have been put into practical use are currently about 40% in the mainstream.

【0004】吸着型酸素濃縮器では吸着、脱着のサイク
ルタイム変更や、空気供給手段の容量などの変更、製品
ガス流量の変更で酸素濃度を変えることができることは
知られている。
It is known that the adsorption-type oxygen concentrator can change the oxygen concentration by changing the cycle time of adsorption and desorption, changing the capacity of the air supply means, and changing the product gas flow rate.

【0005】たとえば特開平6―315533号公報に
は、圧力スイング吸着(PSA)法によって発生してな
る酸素富化空気を供給する医療用酸素供給方法におい
て、酸素富化空気の供給量と酸素富化空気の排出量との
総和が一定となるようにし、供給量の変動が生じた際に
おいても、酸素富化空気中の酸素濃度を所定濃度に保持
することを特徴とする医療用酸素供給方法が開示されて
いる。尚、吸着型酸素濃縮装置と対比されることの多い
膜型酸素濃縮装置に関する特開昭61―155201号
公報や特開昭61―155205号公報にも、使用者へ
供給する酸素濃縮気体の流量計の上流側に余剰の酸素濃
縮気体をパージするそのパージ量を調節する調節バルブ
が具備され、それらの双方の流量が実質上一定で運転さ
れるものが開示されている。
For example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 6-315533 discloses a medical oxygen supply method for supplying oxygen-enriched air generated by a pressure swing adsorption (PSA) method. The method for supplying medical oxygen, characterized in that the total amount of the oxygenated air is kept constant and the oxygen concentration in the oxygen-enriched air is maintained at a predetermined concentration even when the supply amount fluctuates. Is disclosed. In addition, in Japanese Patent Laid-Open No. 61-155201 and Japanese Patent Laid-Open No. 61-155205, which relate to a membrane type oxygen concentrator, which is often compared with an adsorption type oxygen concentrator, the flow rate of the oxygen concentrated gas supplied to the user is also described. It is disclosed that a control valve for purging the excess oxygen-enriched gas is provided on the upstream side of the meter to control the purge amount, and both of them are operated at substantially constant flow rates.

【0006】かかる特開平6―315533号公報に具
体的に記載された方式としては、元弁21の開度等にお
いて圧力変動吸着操作によって得られる酸素濃縮気体の
濃度及び流出量を設定した後に、あらためて流量計23
の流量を確認しながら逃し弁22の開度を調節して流量
を設定しようとするものである。但し、逃し弁22側の
操作のみによって、使用者への供給量と逃し量の総和を
一定にするのは実質上困難な場合が多い。元弁21の操
作をその都度行うか、また使用者側への供給流路にも調
節弁などを設けることが必要になる可能性が高い。結果
的に、一定濃度の酸素濃縮気体が安定して使用者へ供給
することが困難になりやすい。
As a method specifically described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-315533, after setting the concentration and the outflow amount of the oxygen-enriched gas obtained by the pressure fluctuation adsorption operation at the opening degree of the main valve 21, etc., Flow meter 23 again
It is intended to set the flow rate by adjusting the opening degree of the relief valve 22 while checking the flow rate. However, it is often difficult in practice to make the sum of the supply amount and the relief amount to the user constant only by operating the relief valve 22 side. There is a high possibility that it is necessary to perform the operation of the main valve 21 each time, or to provide a control valve or the like in the supply passage to the user side. As a result, it tends to be difficult to stably supply the oxygen-enriched gas with a constant concentration to the user.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】かかるこれまでの圧力
変動吸着型酸素濃縮装置では、使用者に供給する酸素濃
縮気体の濃度及び流量を簡単な操作で確実に設定するこ
とが困難な場合が多かった。またこれまでの圧力変動吸
着型酸素濃縮装置では、吸着剤の特性が劣化等により変
化しても、使用者に供給する酸素濃縮気体の濃度及び流
量の修正が困難であった。さらにこれまでの圧力変動吸
着型酸素濃縮装置では、使用者に供給する酸素濃縮気体
の流量が少ない場合にも、その流量の多い場合と同様の
吸着脱着サイクルで運転がなされる等のために、使用さ
れるコンプレッサー等の消費電力が一定である場合が多
かった。
In such conventional pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrators, it is often difficult to surely set the concentration and flow rate of the oxygen concentrated gas supplied to the user by a simple operation. It was Further, in the pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrators up to now, even if the characteristics of the adsorbent change due to deterioration or the like, it is difficult to correct the concentration and flow rate of the oxygen concentrated gas supplied to the user. Furthermore, in the conventional pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrator, even when the flow rate of the oxygen concentrated gas supplied to the user is low, the operation is performed in the same adsorption / desorption cycle as when the flow rate is high, etc. In many cases, the power consumption of the compressor used was constant.

【0008】本発明は、かかるこれまでの圧力変動吸着
型酸素濃縮装置における問題点を解決せんとするもので
ある。
The present invention is intended to solve the problems in the conventional pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrator.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者は、かかるこれ
までの圧力変動吸着型酸素濃縮装置における問題点を解
消するために鋭意研究した結果、特有の流量設定手段を
組み合わせることが有効であることを見い出し、本発明
に到達したものである。
The inventor of the present invention has conducted extensive studies in order to solve the above problems in the pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrator, and as a result, it is effective to combine a unique flow rate setting means. The present invention has been discovered and has reached the present invention.

【0010】すなわち本発明は、酸素よりも窒素を優先
的に吸着する吸着剤を充填した吸着塔と、吸着塔に空気
を送るための空気圧縮手段と、吸着塔からの酸素濃縮気
体を一時的に貯蔵する容器手段と、酸素濃縮気体を使用
に供するための供給手段を備えた圧力変動吸着型酸素濃
縮装置において、該容器手段の下流側導管手段に使用に
供するための酸素濃縮気体の流量を設定する使用流量設
定手段とパージ量を設定するためのパージ量設定手段を
備え、該使用流量設定手段及びパージ量設定手段が共
に、流動抵抗の異なる複数の開口部を備えて流量に対応
した開口部を選択して使用できるようにしたオリフィス
型流量設定器であり、該使用流量設定器の下流側に該供
給手段が連結されていることを特徴とした酸素濃縮装置
を提供するものである。
That is, according to the present invention, an adsorption tower filled with an adsorbent that preferentially adsorbs nitrogen over oxygen, an air compression means for sending air to the adsorption tower, and an oxygen-enriched gas from the adsorption tower are temporarily supplied. In a pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrating device equipped with a container means for storing the oxygen-concentrated gas and a supply means for supplying the oxygen-concentrated gas, the flow rate of the oxygen-concentrated gas to be used for the conduit means on the downstream side of the container means is changed. A flow rate setting means for setting and a purge amount setting means for setting a purge amount are provided, and both the use flow rate setting means and the purge amount setting means are provided with a plurality of openings having different flow resistances and an opening corresponding to the flow rate. It is an orifice type flow rate setting device which can be used by selecting a part, and provides an oxygen concentrating device characterized in that the supply means is connected to a downstream side of the use flow rate setting device. .

【0011】かかる本発明の装置には、該使用流量設定
手段と該パージ量設定手段が一体化されたものであっ
て、各々の流量に対応した双方の開口部が同一の操作で
選択できるようにしたものである酸素濃縮装置が含まれ
る。
In the apparatus of the present invention, the used flow rate setting means and the purge amount setting means are integrated so that both openings corresponding to respective flow rates can be selected by the same operation. An oxygen concentrator, which is a

【0012】またかかる本発明の装置には、酸素濃縮気
体の濃度を測定する酸素濃度検出手段と、予め決められ
た所定の幅から外れた酸素濃度を検出した場合に吸着、
脱着のサイクルタイムを変えて酸素濃度を該幅の範囲に
おさめるフィードバック制御手段を備えた酸素濃縮装置
が含まれる。
Further, in the apparatus of the present invention, oxygen concentration detecting means for measuring the concentration of the oxygen-enriched gas, and adsorption when the oxygen concentration deviating from a predetermined width determined in advance is adsorbed,
An oxygen concentrator having a feedback control means for changing the desorption cycle time to keep the oxygen concentration within the range is included.

【0013】さらにかかる本発明の装置には、該吸着塔
が1個であり、該空気圧縮手段が該吸着塔の減圧脱着に
も使用され得るようにしたものであり、使用に供するた
めの酸素濃縮気体の流量に対応して脱着時間を設定する
ための制御手段を具備した酸素濃縮装置が含まれる。
Further, in the apparatus of the present invention, the number of the adsorption tower is one, and the air compression means can be used for decompression / desorption of the adsorption tower, and oxygen for use is used. An oxygen concentrator having control means for setting the desorption time corresponding to the flow rate of the concentrated gas is included.

【0014】以下に必要に応じて図面を用いながら、本
発明についてさらに詳細に説明する。本発明において、
吸着塔の数としては1又は2が好ましく、特に1が好ま
しい。
The present invention will be described in more detail below with reference to the drawings as necessary. In the present invention,
The number of adsorption towers is preferably 1 or 2, and particularly preferably 1.

【0015】図1は、本発明の酸素濃縮装置の好ましい
実施態様の1例を示したものである。同図において、吸
着床1は酸素よりも窒素を吸着しやすいモレキュラーシ
ーブ5A等の吸着剤10が充填されたものであり、リリ
ーフバルブ25を備えたコンプレーッサー4が流路切換
弁である2連式ポペット型弁5を介して導管によって吸
着床1に連結されており、さらにサージタンク2が自動
開閉弁12を介して導管によって吸着床1に連結されて
いる。また流路切換弁5には吸気マフラー等を備えた吸
気用導管と排気マフラー等を備えた排気用導管が設けら
れている。さらにサージタンク2には、調圧弁19等を
備えた酸素濃縮空気取出し用導管が設けられている。
FIG. 1 shows an example of a preferred embodiment of the oxygen concentrator of the present invention. In the figure, the adsorbent bed 1 is filled with an adsorbent 10 such as a molecular sieve 5A that is more likely to adsorb nitrogen than oxygen, and the compressor 4 equipped with a relief valve 25 is a flow passage switching valve. A pipette is connected to the adsorption bed 1 via a poppet type valve 5, and a surge tank 2 is further connected to the adsorption bed 1 via a pipe via an automatic opening / closing valve 12. The flow path switching valve 5 is provided with an intake conduit having an intake muffler and the like and an exhaust conduit having an exhaust muffler and the like. Further, the surge tank 2 is provided with a conduit for taking out oxygen-enriched air provided with a pressure regulating valve 19 and the like.

【0016】この導管には、さらにON―OFF弁であ
り流量調節機能のない自動開閉弁18、除菌フィルター
20、パージ用導管24も接続された流量設定器22、
加湿器7、鼻カニューラ(図示せず)等が具備されてい
ることが実用上好ましい。また圧力検出手段21は流量
設定器22の上流側の圧力を検知し、その圧力の異常が
生じた場合に警報を発生する手段(図示せず)に情報を
伝達するものである。なお、導管手段23及びこれらに
具備された鼻カニューラ(図示せず)等が、通常本発明
にいう酸素濃縮気体供給手段を構成する。
A flow rate setter 22 is also connected to this conduit, which is also an ON-OFF valve having no flow rate adjusting function, an automatic opening / closing valve 18, a sterilization filter 20, and a purging conduit 24.
It is practically preferable that the humidifier 7 and the nasal cannula (not shown) are provided. Further, the pressure detection means 21 detects the pressure on the upstream side of the flow rate setting device 22 and transmits information to a means (not shown) that issues an alarm when an abnormality in the pressure occurs. In addition, the conduit means 23 and the nasal cannula (not shown) and the like provided therein generally form the oxygen-concentrated gas supply means referred to in the present invention.

【0017】ここで流量設定器22は、使用に供するた
めの酸素濃縮気体の流量を設定する使用流量設定手段と
パージ量を設定するためのパージ量設定手段を備え、該
使用流量設定手段及びパージ量設定手段が共に、開口面
積が異なることによって気体の流動抵抗の異なる複数の
開口部を備えて流量に対応した開口部を選択して使用で
きるようにしたオリフィス型流量設定器からなるもので
ある。
Here, the flow rate setting device 22 has a use flow rate setting means for setting the flow rate of the oxygen-enriched gas to be used and a purge amount setting means for setting the purge amount, and the use flow rate setting means and the purge Both of the quantity setting means are orifice type flow rate setting devices which are provided with a plurality of openings having different flow resistances of gas due to different opening areas so that the openings corresponding to the flow rate can be selected and used. .

【0018】図1の酸素濃縮装置の運転態様例として
は、電磁弁12、18を開いた状態で、図1の如く弁5
を介してコンプレッサー4により加圧空気を吸着床1に
導入して窒素を吸着させ、得られた酸素濃縮気体が導管
13を介してサージタンク2に貯留される。サージタン
ク2に貯留された酸素濃縮気体は、調圧弁19により調
圧された後、除菌フィルター20により除菌され、流量
設定器22により所定の使用流量及びパージ流量に設定
され、加湿器7により加湿され、導管23に連結された
鼻カニューラ(図示せず)を経て呼吸器疾患の患者等に
供給される。所定時間吸着を続けた後、弁12を閉じ
て、弁5を切り換えることによってコンプレッサー4を
真空ポンプとして使用して、吸着床1内の圧力を減圧し
て脱着を行なう。所定の時間脱着を行なった後、弁5を
切り換えて加圧空気を吸着床1に導入せしめ、さらには
弁12を開いてサージタンク2から酸素濃縮気体を逆流
させることによって、吸着床を再加圧したうえで、引き
続き加圧空気を吸着床1に導入しながら吸着工程を実施
する。以下順次これらの工程を繰り返す。
As an example of the operation mode of the oxygen concentrator of FIG. 1, the valve 5 as shown in FIG.
Compressed air is introduced into the adsorption bed 1 via the compressor 4 to adsorb nitrogen, and the resulting oxygen-enriched gas is stored in the surge tank 2 via the conduit 13. The oxygen-enriched gas stored in the surge tank 2 is pressure-regulated by the pressure regulating valve 19, sterilized by the sterilization filter 20, set to a predetermined use flow rate and purge flow rate by the flow rate setting device 22, and the humidifier 7 And is supplied to a patient having a respiratory disease through a nasal cannula (not shown) connected to the conduit 23. After continuing adsorption for a predetermined time, the valve 12 is closed and the valve 5 is switched to use the compressor 4 as a vacuum pump to reduce the pressure in the adsorption bed 1 to perform desorption. After desorption for a predetermined time, the valve 5 was switched to introduce pressurized air into the adsorption bed 1, and further the valve 12 was opened to flow the oxygen-enriched gas back from the surge tank 2 to re-add the adsorption bed. After pressurizing, the adsorption step is carried out while continuously introducing pressurized air into the adsorption bed 1. Thereafter, these steps are sequentially repeated.

【0019】またさらに必要に応じて、サージタンク2
の下流側に逆止弁を介して製品タンクを設けることで、
コンプレッサー4を真空ポンプ機能から圧縮機能に切り
変る時期よりも1秒程度のわずか早い時に弁12を開い
て酸素濃縮気体をサージタンク2から吸着床1に逆流さ
せてリンスすることによって、吸着床内を酸素濃度がよ
り高い状態で再加圧でき、吸着圧力を一般的に少し下げ
ても所定の濃度の酸素濃縮気体を得ることができるよう
にすることが望ましい。このようにリンス工程を行なう
ことによって、精製効果を高め、操作圧力の低下でコン
プレッサーの消費電力の低下効果も得られる。
Further, if necessary, the surge tank 2
By installing a product tank through the check valve on the downstream side of
In the adsorption bed by opening the valve 12 at a time slightly earlier than the time when the compressor 4 is switched from the vacuum pump function to the compression function and opening the valve 12 to flow the oxygen-enriched gas back into the adsorption bed 1 from the surge tank 2. It is desirable that the oxygen can be repressurized in a state where the oxygen concentration is higher, and the oxygen-concentrated gas having a predetermined concentration can be obtained even if the adsorption pressure is generally slightly lowered. By performing the rinsing process in this manner, the refining effect can be enhanced, and the operating pressure can be reduced to reduce the power consumption of the compressor.

【0020】なお図1中、送風機6は主にコンプレッサ
ー4を冷却するための冷却風を流すためのものである。
In FIG. 1, the blower 6 is mainly used to flow cooling air for cooling the compressor 4.

【0021】図2は、本発明の酸素濃縮装置における使
用流量設定手段とパージ量設定手段が一体化されたもの
であって、各々の流量に対応して双方の開口部が同一の
操作で選択できるようにしたものの例示である。
FIG. 2 shows the oxygen concentrator of the present invention in which the used flow rate setting means and the purge amount setting means are integrated, and both openings are selected by the same operation corresponding to each flow rate. It is an example of what is made possible.

【0022】図2中、31が、上流側導管が接続された
酸素濃縮気体の流入部である。33が、開口部32等の
開口面積の異なる複数の開口部を備えて、パージ量に対
応してその開口部が選択して使用できるようにしたオリ
フィス型のパージ流量設定部である。35が、開口部3
4等の開口面積の異なる複数の開口部を備えて、使用酸
素濃縮気体流量に対応してその開口部が選択して使用で
きるようにしたオリフィス型の使用流量設定部である。
図2に示されるように、パージ流量設定部33と使用流
量設定部34が一体化されている。
In FIG. 2, reference numeral 31 is an inflow portion of the oxygen-enriched gas to which the upstream conduit is connected. An orifice-type purge flow rate setting unit 33 includes a plurality of openings having different opening areas, such as the opening 32, so that the openings can be selected and used according to the purge amount. 35 is the opening 3
This is an orifice type flow rate setting unit that is provided with a plurality of openings having different opening areas, such as 4, so that the openings can be selected and used according to the flow rate of oxygen-enriched gas used.
As shown in FIG. 2, the purge flow rate setting unit 33 and the use flow rate setting unit 34 are integrated.

【0023】36は、パージすべき酸素濃縮気体を排出
する導出部であり、その下流側は大気に解放されてい
る。37は、使用者に供給すべき酸素濃縮気体の導出部
であって、その下流側には必要に応じて加湿器や鼻カニ
ューラ等が接続される。38は、一体化されているパー
ジ流量設定部33と使用流量設定部34との双方を同一
の回転操作によって、所望の使用流量と所望のパージ流
量に設定するための回転軸であって、回転操作を容易に
するためのツマミ(図示せず)がさらにその左端部に取
り付けられる。
Reference numeral 36 is a lead-out portion for discharging the oxygen-enriched gas to be purged, and its downstream side is open to the atmosphere. Reference numeral 37 is a derivation unit for the oxygen-enriched gas to be supplied to the user, and a humidifier, a nasal cannula, or the like is connected to the downstream side thereof as required. Reference numeral 38 denotes a rotary shaft for setting a desired use flow rate and a desired purge flow rate by the same rotation operation of both the purge flow rate setting unit 33 and the use flow rate setting unit 34 which are integrated. A knob (not shown) for facilitating the operation is further attached to the left end portion thereof.

【0024】さらに40は、使用流量設定部35によっ
て設定される流量を表示するための表示板である。41
は、回転軸38を回転する際に、パージ用開口部32等
から選択された開口部がパージすべき気体が通過する開
口部42に適合し、使用気体用開口部34等から選択さ
れた開口部が使用者に供給すべき気体が通過する開口部
43に適合するように、所定の位置で固定するための位
置決め部材である。
Further, 40 is a display plate for displaying the flow rate set by the used flow rate setting unit 35. 41
When the rotating shaft 38 is rotated, the opening selected from the purging opening 32 and the like matches the opening 42 through which the gas to be purged passes, and the opening selected from the used gas opening 34 and the like. The part is a positioning member for fixing at a predetermined position so that the part fits into the opening 43 through which the gas to be supplied to the user passes.

【0025】図1に記載した酸素濃縮装置において、流
量設定器22として図2に示したものを用いることが望
ましい。かかる図1の装置において、弁5や電磁弁1
2、18の開閉を弁制御手段(図示せず)によって制御
して所定の吸脱着サイクルで圧力変動吸着を行ない、例
えば酸素濃度が40%、60%等のある程度高められた
所定の酸素濃度の気体が導管23より得られる。
In the oxygen concentrator shown in FIG. 1, it is desirable to use the one shown in FIG. 2 as the flow rate setting device 22. In the device of FIG. 1, the valve 5 and the solenoid valve 1
Opening and closing of Nos. 2 and 18 are controlled by a valve control means (not shown) to perform pressure fluctuation adsorption in a predetermined adsorption / desorption cycle. For example, the oxygen concentration of 40%, 60%, etc. Gas is obtained via conduit 23.

【0026】本発明の装置では抜き出し量すなわち使用
流量とパージ流量を先に決め、濃度は吸着、脱着のサイ
クルタイム変更により決定するようにしたものが好まし
い。
In the apparatus of the present invention, it is preferable that the withdrawal amount, that is, the use flow rate and the purge flow rate are determined in advance, and the concentration is determined by changing the cycle time of adsorption and desorption.

【0027】例えば図1で、導管23より得られる酸素
濃度が所定の範囲内になるように、流量設定器22での
使用流量とパージ流量との組み合わせをあらかじめ選択
しておき、その後吸脱着サイクルを設定することが望ま
しい。流量設定器22での使用流量とパージ流量の組み
合せ方としては、双方の流量の総和が所定の範囲内にな
るようにしてもよいが、必要に応じてその総和が変化す
るように設定しておいてもよい。
For example, in FIG. 1, the combination of the flow rate used by the flow rate setting device 22 and the purge flow rate is selected in advance so that the oxygen concentration obtained from the conduit 23 falls within a predetermined range, and then the adsorption / desorption cycle is performed. It is desirable to set. The combination of the flow rate used by the flow rate setter 22 and the purge flow rate may be such that the sum of both flow rates falls within a predetermined range, but the sum is changed as necessary. You can leave it.

【0028】また図1の装置において、例えば調圧弁1
9と流量設定器22の途中のいずれかに、酸素濃縮気体
の濃度を測定する酸素濃度検出手段(図示せず)を備え
て、予め決められた所定の幅から外れた酸素濃度を検出
した場合に吸着、脱着のサイクルタイムを変えて濃度を
該幅の範囲におさめるフィードバック機能を、弁制御手
段を備えることが望ましい。その弁制御手段の具体例と
しては、マイクロコンピューターがあげられる。このこ
とによって、例えば大気の温度や湿度の変化あるいは吸
着剤の劣化等により、得られる濃縮気体の酸素濃度が変
化した場合にも、安定に所定の酸素濃度の濃縮気体が使
用者に供給できる。
In the apparatus shown in FIG. 1, for example, the pressure regulating valve 1
9 or an oxygen concentration detecting means (not shown) for measuring the concentration of the oxygen-enriched gas is provided somewhere in the middle of the flow rate setting device 22 to detect an oxygen concentration deviating from a predetermined width. Further, it is desirable to provide a valve control means with a feedback function for changing the cycle time of adsorption and desorption to keep the concentration within the range. A specific example of the valve control means is a microcomputer. As a result, even if the oxygen concentration of the obtained concentrated gas changes due to, for example, changes in the temperature and humidity of the atmosphere or deterioration of the adsorbent, the concentrated gas having a predetermined oxygen concentration can be stably supplied to the user.

【0029】本発明の装置では、通常の運転条件は吸着
時間を例えば15秒以下とすることが好ましく、脱着時
間も15秒以下が好ましい。脱着工程においては、吸着
塔の圧力を真空側、好ましくは−0.3kg/cm2
以下の高真空にすることが好ましい。
In the apparatus of the present invention, the normal operating condition is that the adsorption time is, for example, 15 seconds or less, and the desorption time is also preferably 15 seconds or less. In the desorption process, the pressure of the adsorption tower is set to the vacuum side, preferably -0.3 kg / cm 2 G
The following high vacuum is preferable.

【0030】図1の装置において、使用に供するための
酸素濃縮ガスの流量に対応して脱着時間を設定するため
の機能を、吸脱着サイクルを制御する弁制御手段に具備
することが望ましい。
In the apparatus of FIG. 1, it is desirable that the valve control means for controlling the adsorption / desorption cycle be provided with the function of setting the desorption time corresponding to the flow rate of the oxygen-enriched gas to be used.

【0031】その弁制御手段は、圧力変動吸着のための
吸着工程と脱着工程のサイクルを実施する他に自動開閉
弁手段の開閉を制御するものであって、上記使用流量設
定値に応じて脱着時間を所定の長さに設定し得るように
したものである。使用流量設定値が低い場合には、その
値が高い場合に比して、脱着時間を長く設定できるよう
にする。尚吸着工程の時間は実質上一定として制御され
るようにしたものが実用上好ましい。脱着時間を所定の
長さに設定するための手段を具備した制御手段の具体例
としては、流量設定値に対応した所定の脱着時間長をあ
らかじめ記憶手段に記憶せしめたマイクロコンピュータ
ー手段があげられる。
The valve control means controls the opening / closing of the automatic opening / closing valve means in addition to performing the cycle of the adsorption process and the desorption process for pressure fluctuation adsorption, and the desorption is performed according to the above-mentioned set flow rate. The time can be set to a predetermined length. When the set value of the used flow rate is low, the desorption time can be set longer than when the set value is high. It is practically preferable that the time of the adsorption step is controlled to be substantially constant. As a specific example of the control means provided with means for setting the desorption time to a predetermined length, there is a microcomputer means in which a predetermined desorption time length corresponding to a flow rate set value is stored in a storage means in advance.

【0032】なお、その流量設定器として、その使用流
量設定値に関する信号を発生するために、有接点スイッ
チ又は無接点スイッチを有したものがあげられる。無接
点スイッチの具体例としてはフォトセンサー、磁気式セ
ンサー等用いたものがあげられる。これらは流量設定値
を信号として発生させるのに有効な手段である。
As the flow rate setting device, a device having a contact switch or a non-contact switch for generating a signal relating to the used flow rate setting value can be mentioned. Specific examples of the contactless switch include those using a photo sensor, a magnetic sensor, or the like. These are effective means for generating the flow rate set value as a signal.

【0033】このような方式を採用することによって、
コンプレッサー等で消費される電力の低減が可能にな
る。
By adopting such a system,
It is possible to reduce the power consumed by the compressor and the like.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明の装置によって、あらかじめ決め
られた酸素濃度に対応させた装置で、安定した性能が得
られるよう改善したPSA装置が提供できる。
According to the apparatus of the present invention, it is possible to provide a PSA apparatus which is adapted to a predetermined oxygen concentration and which is improved so as to obtain stable performance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の酸素濃縮装置の模式的例示。FIG. 1 is a schematic illustration of an oxygen concentrator of the present invention.

【図2】本発明の酸素濃縮装置に用いられる、使用流量
設定手段とパージ量設定手段を一体化したものの例示。
FIG. 2 is a view showing an example in which a used flow rate setting means and a purge amount setting means used in the oxygen concentrator of the present invention are integrated.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 酸素よりも窒素を優先的に吸着する吸着
剤を充填した吸着塔と、吸着塔に空気を送るための空気
圧縮手段と、吸着塔からの酸素濃縮気体を一時的に貯蔵
する容器手段と、酸素濃縮気体を使用に供するための供
給手段を備えた圧力変動吸着型酸素濃縮装置において、
該容器手段の下流側導管手段に使用に供するための酸素
濃縮気体の流量を設定する使用流量設定手段とパージ量
を設定するためのパージ量設定手段を備え、該使用流量
設定手段及びパージ量設定手段が共に、流動抵抗の異な
る複数の開口部を備えて流量に対応した開口部を選択し
て使用できるようにしたオリフィス型流量設定器であ
り、該使用流量設定器の下流側に該供給手段が連結され
ていることを特徴とした酸素濃縮装置。
1. An adsorption tower filled with an adsorbent that preferentially adsorbs nitrogen over oxygen, air compression means for sending air to the adsorption tower, and oxygen-enriched gas from the adsorption tower is temporarily stored. In a pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrator equipped with a container means and a supply means for providing an oxygen concentrated gas for use,
The flow rate setting means for setting the flow rate of the oxygen-enriched gas to be used for the conduit means on the downstream side of the container means and the purge amount setting means for setting the purge amount, and the use flow rate setting means and the purge amount setting Both of the means are orifice type flow rate setting devices which are provided with a plurality of openings having different flow resistances so that the openings corresponding to the flow rate can be selected and used, and the supply means is provided on the downstream side of the used flow rate setting device. An oxygen concentrator, which is characterized by being connected.
【請求項2】 該使用流量設定手段と該パージ量設定手
段が一体化されたものであって、各々の流量に対応した
双方の開口部が同一の操作で選択できるようにしたもの
である請求項1の酸素濃縮装置。
2. The use flow rate setting means and the purge amount setting means are integrated so that both openings corresponding to respective flow rates can be selected by the same operation. Item 1. The oxygen concentrator of Item 1.
【請求項3】 酸素濃縮気体の濃度を測定する酸素濃度
検出手段と、予め決められた所定の幅から外れた酸素濃
度を検出した場合に吸着、脱着のサイクルタイムを変え
て酸素濃度を該幅の範囲におさめるフィードバック制御
手段を備えた請求項1の酸素濃縮装置。
3. An oxygen concentration detecting means for measuring the concentration of oxygen-enriched gas, and when the oxygen concentration deviates from a predetermined width determined in advance, the oxygen concentration is changed by changing the cycle time of adsorption and desorption. The oxygen concentrating device according to claim 1, further comprising a feedback control means within the range.
【請求項4】 該吸着塔が1個であり、該空気圧縮手段
が該吸着塔の減圧脱着にも使用され得るようにしたもの
であり、使用に供するための酸素濃縮気体の流量に対応
して脱着時間を設定するための制御手段を具備した請求
項1の酸素濃縮装置。
4. The number of the adsorption tower is one, and the air compression means can be also used for decompression / desorption of the adsorption tower, which corresponds to the flow rate of the oxygen-enriched gas to be used. The oxygen concentrator according to claim 1, further comprising control means for setting the desorption time.
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