CN104755123A - 氧浓缩装置的滤筒 - Google Patents

Abstract

在滤筒(3)的一个端部，设置着将各吸附筒(21)的一个端部连接于流路切换装置用的流路切换装置连接用通气口(21a)以及从各吸附筒的另一个端部排出富氧气体用的富氧气体排出用通气口(22a)。通过将滤筒按入，将滤筒安装于氧浓缩装置主体，与作为滤筒侧通气口的流路切换装置连接用通气口及富氧气体排出用通气口所对应的主体侧通气口(36、37)卡合，通过牵拉取下滤筒，使滤筒侧通气口脱离主体侧通气口。吸附剂的替换通过取下旧滤筒，替换上新滤筒来进行。

Description

氧浓缩装置的滤筒

技术领域

本发明涉及利用吸附剂吸附空气中的氮，以制造氧浓度高的气体提供使用的氧浓缩装置。

背景技术

作为这样的氧浓缩装置，以往已知有例如特开2008－148859号公报(专利文献1)所述的，使用变压吸附(Pressure Swing Adsorption、PSA)方法的装置。用这种变压吸附方法的氧浓缩装置，在吸附筒内填充有吸附剂。然后，向这种吸附筒内导入空气，利用吸附剂吸附导入的空气中的氮，将氧浓缩，提供富氧的气体。吸附剂吸附了规定的氮后吸附能力下降，因此使吸附筒内的气压降低，以使吸附剂释放出吸附的氮，吸附剂得以循环利用。这样使吸附剂反复进行氮的吸附和释放，使用时间一长，效果就会变差。因此，有必要将效果变差的旧吸附剂替换为新的吸附剂。这种替换工作对于外行来说不容易实施，因此将氧浓缩装置送到销售店或维修保养工厂等地方，由操作员更换吸附剂，再将其送还用户。

现有技术文献

专利文献1:特开2008－148859号公报

发明内容

发明要解决的课题

发明想要解决的是，为替换吸附剂，必须把氧浓缩装置送到销售店或维修保养工厂等的问题。

解决课题用的手段

本发明的氧浓缩装置的滤筒(3)具有：填充有吸附剂的一对吸附筒(21)、以及切换导入该吸附筒的空气的供给流路的流路切换装置(12)，借助于操作该流路切换装置，交替切换被提供空气的吸附筒的变压吸附方法，从空气中吸附氮，对氧进行浓缩，提供富氧气体。而且，滤筒容纳上述一对吸附筒，同时设置为在氧浓缩装置的主体上可装卸，在滤筒的一个端部设置将各吸附筒的一个端部连接于流路切换装置用的流路切换装置连接用通气口(21a)、以及从各吸附筒的另一个端部排出富氧气体用的富氧气体排出用通气口(22a)，通过压入滤筒，将滤筒安装于氧浓缩装置的主体，与作为滤筒侧通气口的流路切换装置连接用通气口以及富氧气体排出用通气口所对应的主体侧通气口(36、37)卡合，通过牵拉卸下滤筒，使滤筒侧通气口脱离主体侧通气口。

又有各吸附筒的另一个端部通过止回阀(28)与上述富氧气体排出用通气口连通的情况。

而且有滤筒侧通气口与主体侧通气口中的一个突出，另一个凹入的公母头卡合的情况。

而且有在滤筒的一个端部设置导入稀释用气体的稀释气体用通气口(23a)，从稀释气体用通气口导入的稀释用气体在滤筒内与富氧气体混合的情况。

又，滤筒具备手柄(61)，在该手柄上设置有导向部(64)和卡合部(72)中的一个，在氧浓缩装置主体上，设置导向部和卡合部中的另一个，将滤筒按入，安装于氧浓缩装置的主体时，上述卡合部与导向部卡合，在该状态下转动手柄时，卡合部与导向部卡合，以此将滤筒加以固定，使其拉不出来的情况。

如果采用本发明，容纳一对吸附筒的滤筒的一个端部设置将各吸附筒的一个端部连接于流路切换装置用的流路切换装置连接用通气口以及从各吸附筒的另一个端部排出富氧气体用的富氧气体排出用通气口，通过压入滤筒，能够将滤筒安装于氧浓缩装置主体。从而，在吸附剂已经效果变差时，能够将滤筒从氧浓缩装置主体拉出卸下，通过压入替换用的新滤筒，能够方便地进行替换。其结果是，不必为替换吸附剂而将氧浓缩装置的主体送到销售店或维修保养工厂等地方。

又在滤筒的一个端部设置导入稀释用气体的稀释气体用通气口，从稀释气体用通气口导入的稀释用气体在滤筒内与富氧气体混合的情况下，稀释气体用的流路的结构变得简单。

而且，滤筒具备手柄，转动手柄，利用卡合部与导向部的卡合，固定滤筒，使其不能够拉出的情况下，能够防止滤筒不经意掉出。

附图说明

图1是本发明的氧浓缩装置的一实施形态的平面图。

图2是氧浓缩装置的电路图。

图3是说明管道等的配置用的说明图。

图4是主体侧连接器的立体图

图5是从底面侧观察实施例2的滤筒及其周边的构件的立体图。

图6是滤筒的手柄的立体图。

图7是手柄操作的说明图。

具体实施方式

不将氧浓缩装置送往销售店或维修保养观察等就能够更换吸附剂的目的，通过可装卸地将容纳填充吸附剂的吸附筒的滤筒安装于氧浓缩装置主体来实现。

实施例1

下面利用图1～4对作为本发明的氧浓缩装置的滤筒的一实施例的实施例1进行说明。图1是具备本发明的滤筒的氧浓缩装置的一实施形态的平面图。图2是氧浓缩装置的电路图。图3是管道等的配置的说明图。图4是主体侧连接器的立体图。还有，该氧浓缩装置可以以横卧状态”卧式”设置或以竖立状态”立式”设置，但是在图中以”卧式”设置状态图示。图1中以管道和氧浓缩装置的外壳的上面板打开的状态图示。又，氧浓缩装置的说明中，以图1的左右方向为X轴方向，图1的纸面上与X轴方向垂直的方向为Y轴方向，垂直于纸面的方向为Z轴方向。而且，在图3中，多个通气口等构件在Z轴方向上重叠，如果就照原样在图中画出流路，由于重叠，会不容易看清，因此将流路错开图示避免重叠。

首先开始说明氧浓缩装置的总体结构。

这种氧浓缩装置是采用变压吸附(Pressure Swing Adsorption、PSA)方法的装置，图1中，在作为外围的外壳1的内部空间，从里侧向跟前侧依次配置过滤器2、滤筒3、马达4、两个吸泵6、7。过滤器2、马达4以及吸泵6、7固定于固定在外壳1上的基板9上。该基板9上固定能够连接滤筒3(详情后述)的主体侧连接器11。

马达4的驱动轴4a(参照图3)从马达主体向Y轴方向延伸到跟前侧。该驱动轴4a的旋转力通过链环(Link)、凸轮等连动机构传递给作为真空泵等的吸泵6、7，驱动吸泵6、7。夹着该马达驱动轴4a配置的两个吸泵6、7中的一个(图1左侧)是富氮气体用吸泵6，另一个(右侧)是富氧气体用吸泵7。又，在马达4的左邻，而且在邻接富氮气体用吸泵6的里侧，作为流路切换装置的两个三通阀12固定于基板9配置。

而且，在马达4、两个吸泵6、7以及切换阀12的周围，设置有隔板16，将外壳1的内部空间划分为配设马达4、两个吸泵6、7以及切换阀12的泵室17、以及配设滤筒3的吸附筒室18。又，在隔板16上，在马达4右侧的部分形成配管用开口16a、16b。

外壳1的左侧部分形成用于取出或装入滤筒3的开口部1a(参照图3)，该开口部1a上安装可自由开闭的盖子(未图示)。又，为了从氧浓缩装置主体取出或装入滤筒3，在滤筒3上设置把手19。而且在外壳1的形成开口部1a的面的相反侧的面(即右侧的面)上，形成富氧气体出口1b。

在图3中，在可替换的滤筒3的中央部3a，贯通形成一对容纳能够吸附氮的例如沸石系吸附剂的吸附筒21，同时在一对吸附筒21之间贯通形成流动有富氧气体的富氧气体流路22、以及流动有稀释用气体的稀释流路23。该中央部3a用压铸件等铸成为一体形成，该一体形成构件上形成贯通孔21、22、23。又，上述一对吸附筒21并列配置于Y轴方向，各贯通孔21、22、23在X轴方向上延伸。富氧气体流路22与稀释流路23在图3中为了容易理解，图示为在Y轴方向上并列配置，但实际上并列配置于与纸面垂直的方向(Z轴方向)上，形成重叠配置。

而且，覆盖贯通孔21、22、23的一个端部(右端部)侧的第1盖部3b安装于中央部3a的右侧，此外覆盖另一个端部(左端部)侧的第2盖部3c安装于中央部3a的左侧。在第1盖部3b，分别突出形成与各贯通孔21、22、23连通的通气口21a，22a、23a(23a由于与22a重叠，因此未图示)。在第2盖部3c形成：通过作为流量调整单元的节流部26将吸附筒21的另一个端部相互连通的流路27、通过止回阀28将各吸附筒21的另一个端部与富氧气体流路22连通的流路31、32、使稀释流路23的另一个端部与该两个流路31、32中途汇合的汇合流路连通的流路33。这样，在滤筒3的右侧端部设置通气口21a、22a、23a，作为流路切换装置连接用通气口的通气口21a与吸附筒21的一个端部(右端部)连通，又，作为富氧气体排出用通气口的通气口22a，通过止回阀28、流路31、32、富氧气体流路22通往吸附筒21的另一个端部(左端部)。而作为稀释气体用通气口的通气口23a与稀释流路23的一个端部(右端部)连通。

主体侧连接器11分别形成滤筒3的各通气口21a、22a、23a能够嵌入的嵌合孔、即凹状的通气口36、37、38。该主体侧连接器11上，除通气口36、37、38外，形成5个通气口，第1通气口41与通气口38利用主体侧连接器11内的流路连通，同时与过滤器2连接，第2通气口42与第1通气口41利用主体侧连接器11内的流路连通，同时与切换阀12连接，第3、4通气口43、44利用主体侧连接器11内的流路分别与对应的通气口36连通，同时与切换阀12连接，第5通气口45利用主体侧连接器11内的流路与通气口37连通，同时与富氧气体用吸泵7连接。第2通气口42～第5通气口45在Z轴方向上并联，在图1和图3中是重叠的。

而且，在图3中，连接主体侧连接器11与切换阀12的管道(流路)通过隔板16的配管用开口16a，连接主体侧连接器11与富氧气体用吸泵7的流路通过隔板16的配管用开口16b。

安装滤筒3时，将滤筒3从外壳1的开口部1a插入外壳1内，向主体侧连接器11压入。于是，滤筒3的通气口21a、22a、23a与主体侧的主体侧连接器11的通气口36、37、38卡合连接。而在取下滤筒3时，一旦牵拉滤筒3，滤筒3的通气口21a、22a、23a与主体侧连接器11的通气口36、37、38的连接解离。

这样构成的氧浓缩装置一旦连接电源，吸泵6、7启动。在图2中，该吸泵6、7由于被设置于流路的下游侧的端部，其上游的流路(即大部分流路)为负压(即大气压以下)，空气通过过滤器2吸入，经过引导，从上游向下游流动。

然后，空气从过滤器2、主体侧连接器11的第1通气口41流入主体侧连接器11内的流路，其一部分流往滤筒3的稀释流路23，同时其大部分流入切换阀12。该切换阀12可随意切换，在图2所示的状态下，从过滤器2来的空气被导入左侧的吸附筒21。还有，从图2的状态切换切换阀12时，从过滤器2来的空气被导入右侧的吸附筒21。

然后，被导入吸附筒21的空气，其氮成分被吸附剂吸収，氧浓度上升，成为富氧气体。该富氧气体的小部分通过节流部26流入另一个(即右侧)的吸附筒21，其他富氧气体通过止回阀28流入滤筒3的富氧气体流路22。该富氧气体在流入富氧气体流路22之前被来自稀释流路23的空气所稀释，稀释过的富氧气体通过滤筒3的富氧气体流路22、止回阀13、富氧气体用吸泵7以及止回阀13，流向富氧气体出口1b。在该富氧气体出口1b上，自由地装卸连接着氧气面罩、套管等氧吸入用具53，富氧气体被提供给氧吸入用具53。

另一方面，右侧的吸附筒21利用富氮气体用吸泵6吸入气体，形成较大负压，吸附剂释放吸附的氮，生成富氮气体。然后，该富氮气体与通过节流部26导入的富氧气体一起，通过切换阀12、止回阀51、富氮气体用吸泵6、止回阀51后排出。

然后，切换阀12一旦切换，左侧的吸附筒21生成富氮气体，通过富氮气体用吸泵6排出，另一方面，右侧的吸附筒21生成富氧气体，通过富氧气体用吸泵7提供给氧吸入用具53。

这样利用吸附筒21的吸附剂，反复进行氮气的吸附和释放。而且，由于反复进行氮的吸附和释放，吸附剂效果变差，有必要替换吸附剂。替换吸附剂时，将滤筒3拉下来，将该拉下来的滤筒3送往销售店或维修保养工厂等地方。然后，将新的滤筒3按压到外壳1内安装于其中。从而，不用将氧浓缩装置的主体送出去，而只替换滤筒3，就能够替换新的吸附剂。

实施例2

下面对本发明的氧浓缩装置的滤筒的实施例2进行说明。图5是从底面观察实施例2的滤筒及其周边的构件的立体图。图6是滤筒的手柄的立体图。图7是手柄操作的说明图。还有，该实施例2的说明中，与上述实施例1的构成要素对应的构成要素标以相同的符号，其详细说明省略。

上述实施例1中，把手19被固定于滤筒3，而在实施例2中，与把手19相当的手柄61以轴62为中心旋转。手柄61的旋转中心轴O(即轴62的轴心)在一对吸附筒21并排的方向即Y轴方向延伸。也就是说，手柄61的旋转中心轴O的延伸方向是吸附筒21延伸的方向的垂直方向。而且，手柄61呈“コ”字形状，在其两端部的根部附近，圆形的板部63与手柄61的主体成一整体形成。在该板部63的滤筒3的主体侧的面上形成作为导向部的导向槽64。该导向槽64具备：从边缘部向径向延伸的导入部64a、以及从该导入部64a的旋转中心轴O侧的端部呈弧状延伸的弧状部64b。弧状部64b的形状虽然大致上是以轴62的轴心O为中心的圆弧，将手柄61从滤筒插入转动位置向滤筒固定转动位置转动时，呈将滤筒3按压在主体侧连接器11一侧紧固的形状，并非圆弧形，而是稍有变形。也就是说，图7(b)中，导入部64a的导入侧端部A与轴心O的距离AO比导入部64a的弧状部64b侧端部B与轴心O的距离BO大，该距离BO比弧状部64b的前端部C与轴心O的距离CO大。也就是说，距离CO比距离AO、距离BO都小。

又，实施例2中，滤筒3及主体侧连接器11被作为开有插入滤筒3用的插入口的盖子的滤筒支撑底架71所覆盖。该滤筒支撑底架71被固定于基板9，同时与手柄61的导向槽64卡合的卡合部72向外表面突出形成。而且在安装着滤筒3的状态下，滤筒支撑底架71的端部的一部分嵌入滤筒3的主体与作为手柄61的端部的板部63之间的间隙。

如图7(a)所示，使手柄61处于滤筒插入转动位置，将滤筒3压入进行安装时，在手柄61的导向槽64的导入部64a嵌入滤筒支撑底架71的卡合部72。而且，将手柄61从滤筒插入转动位置向滤筒固定转动位置转动时，以使卡合部72卡合于导向槽64的弧状部64b的状态，板部63以轴62为中心转动，变换为图7(b)、图7(c)所示状态。在手柄61处于滤筒固定转动位置的图7(c)的状态下，不能够拉出滤筒3，同时将滤筒3按压紧固于主体侧连接器11侧。

另一方面，卸下滤筒3时，将手柄61从图7(c)的滤筒固定转动位置向图7(a)的滤筒插入转动位置转动，一拉就能够将滤筒3卸下。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但本发明不限于上述实施例，在权利要求书记载的本发明的要旨的范围内，可以有各种改变。本发明的变更例示如下。

(1)氧浓度的稀释在滤筒3内进行，但是也可以在滤筒3外侧进行。在这种情况下，不需要滤筒3的稀释流路23。

(2)流路切换装置由两个三通阀12构成，但是只要能够进行切换，该结构可以随意改变。

(3)主体侧连接器和滤筒的结构只要能够与主体侧连接器的通气口对应的滤筒的通气口连接，可以随意改变。又，滤筒3的通气口突出，形成凸状，主体侧连接器11的通气口凹进形成凹状，但是也可以将滤筒侧形成为凹状，主体侧连接器侧形成为凸状。

(4)作为导向部的导向槽64设置于手柄61侧，而卡合部72设置于支持滤筒支撑底架71(即氧浓缩装置主体侧)，但是也可以将导向部设置于氧浓缩装置主体侧，又将卡合部设置于手柄侧。

(5)在实施例2中，导向部形成在将手柄61从滤筒插入转动位置向滤筒固定转动位置转动时，将滤筒3压紧紧固于主体侧连接器11侧的形状，但是只要在滤筒固定转动位置不能够将滤筒拉出，其形状可以随意改变。但是，以将滤筒按压紧固于主体侧连接器侧的形状为宜。

工业应用性

由于能够简单地替换吸附剂，使用于需要替换吸附剂的氧浓缩装置是最合适的。

符号说明

3   滤筒

12  切换阀(流路切换装置)

21  吸附筒

21a 流路切换装置连接用通气口

22a 富氧气体排出用通气口

23a 稀释气体用通气口

28  止回阀

36  主体侧通气口

37  主体侧通气口

61  手柄

64  导向槽(导向部)

72  卡合部

Claims (6)

1.一种氧浓缩装置的滤筒，具有：

填充有吸附剂的一对吸附筒、以及

对导入该吸附筒的空气的供给流路进行切换的流路切换装置，

借助于操作该流路切换装置，交替切换被提供空气的吸附筒，实施变压吸附的方法，从空气中吸附氮，对氧进行浓缩，提供富氧气体，

该滤筒的特征在于，

该滤筒容纳所述一对吸附筒，同时设置为在氧浓缩装置的主体上可装卸，

在滤筒的一个端部设置：将各吸附筒的一个端部连接于流路切换装置用的流路切换装置连接用通气口、以及从各吸附筒是另一个端部排出富氧气体用的富氧气体排出用通气口，

通过按入滤筒，将滤筒安装于氧浓缩装置的主体上，作为滤筒侧通气口的流路切换装置连接用通气口以及富氧气体排出用通气口与对应的主体侧通气口卡合，通过牵拉滤筒，将滤筒卸下，使滤筒侧通气口从主体侧通气口上脱离。

2.根据权利要求1所述的氧浓缩装置的滤筒，其特征在于，

所述各吸附筒的另一个端部通过止回阀通往所述富氧气体排出用通气口。

3.根据权利要求1或2所述的氧浓缩装置的滤筒，其特征在于，

所述滤筒侧通气口与主体侧通气口中的一个突出，另一个凹入，形成公母头卡合。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的氧浓缩装置的滤筒，其特征在于，

在所述滤筒的一个端部设置导入稀释用气体的稀释气体用通气口，从稀释气体用通气口导入的稀释用气体在滤筒内与富氧气体混合。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的氧浓缩装置的滤筒，其特征在于，

所述滤筒具备手柄，

在该手柄上设置导向部与卡合部中的一个，在氧浓缩装置的主体上设置导向部与卡合部中的另一个，

将滤筒按入，安装于氧浓缩装置主体上时，所述卡合部与导向部卡合，在该状态下转动手柄，通过卡合部与导向部的卡合将滤筒固定而不被拉出。

6.一种氧浓缩装置，其特征在于，

在该氧浓缩装置上安装或卸下权利要求1～5中的任一项所述的滤筒。