CN112334178A

CN112334178A - 氧气供给装置

Info

Publication number: CN112334178A
Application number: CN201980039560.9A
Authority: CN
Inventors: 右近哲哉
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2018-06-12
Filing date: 2019-05-21
Publication date: 2021-02-05
Anticipated expiration: 2039-05-21
Also published as: CN112334178B; JP6927927B2; JP2019213664A; WO2019239816A1

Abstract

一种氧气供给装置(1)，生成并供给浓度高于空气中的氧气浓度的氧气。包括分别生成高浓度的氧气的多个氧气浓缩部(A、B)以及对该多个氧气浓缩部的工作进行控制的一个控制部(C)。所述控制部(C)构成为，当拆除原有的氧气浓缩部以及追加新的氧气浓缩部时，能够使拆除后或追加后的氧气供给装置(1)所具有的氧气浓缩部(A、B)工作。

Description

氧气供给装置

技术领域

本公开涉及一种氧气供给装置。更详细而言，涉及一种生成并供给浓度高于空气中的氧气浓度的氧气的氧气供给装置。

背景技术

已知各种氧气供给装置，生成浓度高于空气中的氧气浓度的氧气，并且将该氧气供给给用户。这些装置除了用于针对例如肺部有疾病而该肺部功能低下的患者的居家氧气疗法以外，还用于提高居室的氧气浓度以提升居住环境。

近年来，对于这些氧气供给装置，要求大型化以及大容量化。对于大容量化这一要求，存在下述问题：虽然可以考虑使构成装置的泵以及吸附筒等大型化而扩大装置整体，但是，为了开发大型泵和吸附筒，需要大量的工时，并且，在大型泵等的运转过程中，运转声和排气声也将变大。

为此，提出了使多个氧气供给装置同时运转并将从各氧气供给装置获取到的高浓度氧气混合而向用户供给这一方案(例如，参照专利文献1)。在专利文献1记载的氧气供给装置中，通过氧气导入端口使在多个氧气浓缩器中生成的氧气合并，从而经由氧气出口供给至套管等供给设备。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005－46566号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在专利文献1记载的装置中，由于使现有的氧气浓缩器分别运转，并且使从各氧气浓缩器获取到的氧气同时混合而向用户供给，因此，不需要花费用于前述大型化的开发费用，但是，对于各氧气浓缩器而言，需要用于生成高浓度氧气的部件或元件，可共用的部件等也独立地存在于各氧气浓缩器，因此，存在成本高这一问题。

本公开的目的在于提供一种氧气供给装置，能够以简单的结构实现大容量化。

解决技术问题所采用的技术方案

关于本公开的氧气供给装置，

(1)所述氧气供给装置生成并供给浓度高于空气中的氧气浓度的氧气，其中，该氧气供给装置包括：

多个氧气浓缩部，多个所述氧气浓缩部分别生成高浓度的氧气；以及

一个控制部，一个所述控制部对多个所述氧气浓缩部的工作进行控制，

所述控制部构成为，当拆除原有的氧气浓缩部以及追加新增的氧气浓缩部时，能够使拆除后或追加后的氧气供给装置的氧气浓缩部工作。

在本公开的氧气供给装置中，一个控制部对生成氧气的多个氧气浓缩部的工作进行控制，该控制部构成为，当拆除原有的氧气浓缩部以及追加新的氧气浓缩部时，能够使拆除后或追加后的氧气供给装置所具有的氧气浓缩部工作。也就是说，在本公开的氧气供给装置中，在存储部预先保存有能够使适当个数(例如，2～5个)氧气浓缩部工作的程序，所述存储部包含于进行电磁阀等的开闭时刻的控制以及运转状态的显示等的控制部，通过设定氧气供给装置所包括的氧气浓缩部的个数，能够通过该控制部对设定好的个数的氧气浓缩部的工作进行控制。由此，能够以至少共用控制部这样简单的结构来实现装置的大容量化，其结果是，能够实现低成本化。

此外，在本公开的氧气供给装置中，由于能够根据所需的氧气流量来追加或拆除氧气浓缩部，因此，在购入装置时小容量没有问题而之后想要增大容量的情况下，能够向装置追加与所需的容量对应的氧气浓缩部。此外，在不需要的情况下，通过拆除氧气浓缩部而使所需台数的氧气浓缩部运转，从而能够实现节能。在一部分的氧气浓缩部故障的情况下，能够仅将该故障的氧气浓缩部替换成新的氧气浓缩部。在该情况下，在更换完成前的期间，即使一部分发生了故障而使得氧气流量降低，也能够仅使其余的氧气浓缩部运转。

(2)在所述(1)的氧气供给装置的基础上，较为理想的是，所述控制部使多个所述氧气浓缩部的运转循环相互错开地工作。在该情况下，通过使多个氧气浓缩部的吸附筒内达到最大压(最低压)的时刻相互错开，能够使达到将该吸附筒内设为最大压所需要的泵的电力值(电流×电压)的时刻错开。由此，能够减小装置的消耗电力的变动，能够使需要以可对应最大的消耗电力的方式选定的电路小容量化。此外，在向氧气供给装置供给电力的电源没有余量的情况下，消耗电力的大变动会对与该电源连接的其它电气设备的电力供给造成影响，不过，在本公开的氧气供给装置中，由于能够减小消耗电力的变动，因此，能够减小对装置外部造成的电力变动的影响。

(3)在所述(2)的氧气供给装置的基础上，较为理想的是，所述氧气供给装置具有使分别从多个所述氧气浓缩部排出的废气合流的排气部。由于以使多个氧气浓缩部的运转循环相互错开的方式工作，因此，能够使将来自吸附筒的废气向装置外排出的时刻也错开，从而能够减小从装置排出的废气的瞬间最大排出量。其结果是，例如，与从多台氧气浓缩部同时排出废气的情况相比，能够减小排气部的配管直径。此外，尽管在排出气体时会产生排气声，但是，与同时排出的排气声相比，能够减小该排气声。

附图说明

图1是本公开的氧气供给装置的一实施方式的框图。

图2是图1所示的控制部C的框图。

图3是表示一个氧气浓缩部中的吸附筒的压力与装置的消耗电力之间的关系的图。

图4是表示包括两个氧气浓缩部的本公开的氧气供给装置的消耗电力以及包括具有该氧气浓缩部的两倍容量的氧气浓缩部的参照例中的氧气供给装置的消耗电力的图。

图5是本公开的氧气供给装置的另一实施方式的框图。

具体实施方式

下面，参照附图，对本公开的氧气供给装置进行详细说明。另外，本公开不限定于这些示例，而是以权利要求书的形式示出，意在包含与权利要求书等同的含义及其范围内的所有改变。

(第一实施方式)

图1是本公开一实施方式(第一实施方式)的氧气供给装置1的框图。氧气供给装置1是生成并供给浓度高于空气中的氧气浓度的装置，例如用于向呼吸器疾病患者等提供高浓度氧气的居家氧气疗法。氧气供给装置1包括分别生成高浓度的氧气的多个(本实施方式中为两个)氧气浓缩部A、B以及一个控制部C。

氧气浓缩部A的结构与氧气浓缩部B的结构相同。因此，对于相同的要素及结构，标注相同的附图标记来进行说明。

氧气浓缩部A和氧气浓缩部B分别包括：压缩机2，所述压缩机2对从外部吸入的空气进行压缩；第一吸附筒3a和第二吸附筒3b，所述第一吸附筒3a和第二吸附筒3b收容有对从所述压缩机2供给的压缩空气中的氮气进行吸附的吸附剂；氧气罐4，所述氧气罐4对通过所述第一吸附筒3a和第二吸附筒3b生成的高浓度的氧气进行收容。此外，氧气浓缩部A和氧气浓缩部B分别包括用于控制压缩空气等流体的流量或流动的各种阀、即控制阀5a、5b、放气阀6、单向阀7a、7b、产品阀(日文：プロダクト弁)8、减压阀9以及流量调节阀10。

本实施方式的氧气浓缩部A、B是PSA(变压吸附系统)类型的氧气浓缩部，在一个吸附筒供给有通过压缩机2压缩后的空气的期间，另一吸附筒向大气敞开而被减压，不过，该氧气浓缩部A、B也可采用VPSA(真空变压吸附系统)类型的氧气浓缩部，其通过真空泵吸引吸附筒来对该吸附筒进行减压，而非通过向大气敞开的方式对吸附筒进行减压。

控制阀5a、5b是三通阀，对加压状态和减压状态进行切换，在加压状态下，将从压缩机2排出的压缩空气供给至第一吸附筒3a(第二吸附筒3b)，在减压状态下，向大气敞开而将该第一吸附筒3a(第二吸附筒3b)内的空气向外部排出。在一个吸附筒处于加压状态时，另一吸附筒处于减压状态。

单向阀7a配设于第一吸附筒3a的下游侧的气体流路，单向阀7b配设于第二吸附筒3b的下游侧的气体流路。两个单向阀7a、7b构成为使得从第一吸附筒3a和第二吸附筒3b排出的氧气浓缩气体仅向下游侧流动。放气阀6配设于将第一吸附筒3a与单向阀7a之间的气体流路和第二吸附筒3b与单向阀7b之间的流路连接的流路。

来自单向阀7a的氧气浓缩气体和来自单向阀7b的氧气浓缩气体交替地经由产品阀8被供给至氧气罐4，从而贮存于该氧气罐4。在氧气罐4的下游侧配设有减压阀9和流量调节阀10，其中，减压阀9对来自该氧气罐4的氧气浓缩气体进行减压，流量调节阀10对氧气浓缩气体的流量进行调节。通过流量调节阀10调节流量后的氧气浓缩气体被从氧气浓缩部A、B的提取口(未图示)供给。

放气阀6配设成：在将一个吸附筒内的气体向外部排出时被设为打开状态，通过使另一吸附筒的空气经由该放气阀6移动至上述一个吸附筒，从而将所述一个吸附筒内的气体高效地排出。从氧气浓缩部A排出的废气与从氧气浓缩部B排出的废气在排气部11合流而向外部排出。排气部11形成为来自氧气浓缩部A的废气的配管与来自氧气浓缩部B的废气的配管合流的合流管的形状。

控制部C包括控制电路20和显示电路30。如图2所示，控制电路20具有驱动控制部21和存储部22。驱动控制部21对压缩机2、控制阀5a、5b、放气阀6、产品阀8、减压阀9以及流量调节阀10进行控制。在存储部22预先保存有用于使氧气供给装置1工作的程序。

显示电路30将氧气供给装置1的工作状态以及氧气流量等信息显示于该氧气供给装置1的由液晶画面等构成的显示部(未图示)。

在控制部C的存储部22预先保存有能够使适当台数(例如，2～5台)的氧气浓缩部工作的程序。因此，通过设定氧气供给装置1所包括的氧气浓缩部的个数(在本实施方式中为两个)，能够通过该控制部C的驱动控制部21对设定好的个数的氧气浓缩部的工作进行控制。

此外，在本实施方式的氧气供给装置1中，配设有两个氧气浓缩部A、B，不过，也可根据所需的氧气流量追加或拆除氧气浓缩部。因此，例如，在购入装置时小容量没有问题而之后想要增大容量的情况下，能够在装置中追加与所需的容量对应的氧气浓缩部。此外，在不需要的情况下，通过拆除氧气浓缩部而使所需台数的氧气浓缩部运转，从而能够实现节能。在一部分的氧气浓缩部故障的情况下，能够仅将该故障的氧气浓缩部替换成新的氧气浓缩部。在该情况下，在更换完成前的期间，即使一部分发生了故障而使得氧气流量降低，也能够仅使其余的氧气浓缩部运转。

在本实施方式中，并非使两个氧气浓缩部以同一运转循环工作，而是使上述运转循环相互错开地工作。具体而言，使两个氧气浓缩部A、B的吸附筒内达到最大压(最低压)的时刻错开，由此，使将该吸附筒内设为最大压所需要的压缩机2的电力值(电流×电压)达到最大的时刻错开。

图3是表示一个氧气浓缩部中的吸附筒的压力与装置的消耗电力之间的关系的图。图下侧的部分表示一对吸附筒的一个吸附筒内的压力(kPa)，图上侧的部分表示包括上述一对吸附筒的氧气供给装置的消耗电力(W)。

图3中，“a”所示的部分表示由于压力变化如图所示的一个吸附筒内的压力上升而使得压缩机2的负载变大所引起的消耗电力的上升。此外，“b”所示的部分表示由于压力变化未图示的另一吸附筒内的压力上升而使得压缩机2的负载变大所引起的消耗电力的上升。如此一来，氧气供给装置1的消耗电力以锯齿状的方式连续地变动。

图4是表示包括两个氧气浓缩部A、B的本实施方式的氧气供给装置1的消耗电力以及包括具有氧气浓缩部A或B的两倍容量的氧气浓缩部的参照例中的氧气供给装置的消耗电力的图。与图3的下侧部分相同的是，图下侧部分表示一个氧气浓缩部中的一对吸附筒的一个吸附筒内的压力。图的上下方向中央处的部分表示氧气浓缩部A、B的消耗电力。此外，图的上侧表示本实施方式的两个氧气浓缩部A、B各自的消耗电力相加而成的整体消耗电力以及具有氧气浓缩部A或B的两倍容量的氧气浓缩部的消耗电力。

在本实施方式中，使两个氧气浓缩部A、B的运转循环错开，以使氧气浓缩部B的消耗电力的峰值Pb到达氧气浓缩部A的消耗电力的峰值Pa(一个吸附筒的压力上升而引起的峰值)与下一峰值Pa(另一吸附筒的压力上升而引起的峰值)的中间。由此，如图4的上侧所示，与仅设为具有氧气浓缩部A或B的两倍容量的氧气浓缩部的情况相比，也就是说，与使两个氧气浓缩部A、B以同一运转循环工作的情况相比，能够减小装置整体的消耗电力的峰值并且减小变动。其结果是，能够使需要以可对应最大的消耗电力的方式选定的电路小容量化。此外，在向氧气供给装置1供给电力的电源没有余量的情况下，消耗电力的大变动会对与该电源连接的其它电气设备的电力供给造成影响，不过，在本实施方式的氧气供给装置1中，由于能够减小消耗电力的变动，因此，能够减小对装置外部造成的电力变动的影响。

此外，由于使两个氧气浓缩部A、B的运转循环以相互错开的方式工作，因此，也能够将来自吸附筒的废气向装置外排出的时刻错开，从而能够减小从装置排出的废气的瞬间最大排出量。在本实施方式中，与从两个氧气浓缩部同时排出废气的情况相比，能够减小构成排气部11的合流管的配管直径，其中，排气部11供从两个氧气浓缩部A、B排出的废气合流。此外，尽管在排出气体时会产生排气声，但是，与同时排出的排气声相比，能够减小该排气声。

(第二实施方式)

图5是表示本公开的第二实施方式的氧气供给装置1的框图。与图1所示的实施方式的不同点在于，在本实施方式中，配设于产品阀8的下游侧的氧气罐4、减压阀9以及流量调节阀10在两个氧气浓缩部A1、B1中共用。因此，对于两个实施方式共同的要素及结构，标注相同的附图标记，并且，为了简便，省略了这些要素及结构的说明。

在本实施方式中，除了共用控制部C以外，还共用所述氧气罐4等，因此，与图1所示的第一实施方式相比，能够进一步简化装置整体的结构，从而实现成本的降低。与第一实施方式相同的是，在本实施方式中，也使两个氧气浓缩部的运转循环相互错开，从而能够减小氧气供给装置1的消耗电力的峰值以及变动。

(其它的变形例)

本公开不限定于前述实施方式，能够在权利要求书的范围内进行各种变更。

例如，在前述实施方式中，设置有两个氧气浓缩部，不过，也可在一台氧气供给装置中设置三个以上的氧气浓缩部。

符号说明

1：氧气供给装置；

2：压缩机；

3a：第一吸附筒；

3b：第二吸附筒；

4：氧气罐；

5a：控制阀；

5b：控制阀；

6：放气阀；

7a：单向阀；

7b：单向阀；

8：产品阀；

9：减压阀；

10：流量调节阀；

11：排气部；

20：控制电路；

21：驱动控制部；

22：存储部；

30：显示电路；

A：氧气浓缩部；

B：氧气浓缩部；

C：控制部。

Claims

1.一种氧气供给装置(1)，所述氧气供给装置(1)生成并供给浓度高于空气中的氧气浓度的氧气，其特征在于，所述氧气供给装置(1)包括：

多个氧气浓缩部(A、B)，多个所述氧气浓缩部(A、B)分别生成高浓度的氧气；以及

一个控制部(C)，一个所述控制部(C)对多个所述氧气浓缩部的工作进行控制，

所述控制部(C)构成为，当拆除原有的氧气浓缩部以及追加新增的氧气浓缩部时，能够使拆除后或追加后的氧气供给装置(1)所具有的氧气浓缩部(A、B)工作。

2.如权利要求1所述的氧气供给装置(1)，其特征在于，

所述控制部(C)使多个所述氧气浓缩部(A、B)的运转循环相互错开地工作。

3.如权利要求1或2所述的氧气供给装置(1)，其特征在于，

所述氧气供给装置(1)具有使分别从多个所述氧气浓缩部(A、B)排出的废气合流的排气部(11)。