DE60125826T2 - DEVICE AND METHOD FOR SUPPLYING OXYGENATED GAS - Google Patents

DEVICE AND METHOD FOR SUPPLYING OXYGENATED GAS Download PDF

Info

Publication number
DE60125826T2
DE60125826T2 DE60125826T DE60125826T DE60125826T2 DE 60125826 T2 DE60125826 T2 DE 60125826T2 DE 60125826 T DE60125826 T DE 60125826T DE 60125826 T DE60125826 T DE 60125826T DE 60125826 T2 DE60125826 T2 DE 60125826T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
oxygen
compressor
pressure
gas
piston
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60125826T
Other languages
German (de)
Other versions
DE60125826D1 (en
Inventor
B. Joseph Chagrin Falls RICHEY
G. Gerold Brunswick GOERTZEN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Invacare Corp
Original Assignee
Invacare Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US09/695,612 external-priority patent/US7204249B1/en
Priority claimed from US09/952,763 external-priority patent/US6805122B2/en
Application filed by Invacare Corp filed Critical Invacare Corp
Application granted granted Critical
Publication of DE60125826D1 publication Critical patent/DE60125826D1/en
Publication of DE60125826T2 publication Critical patent/DE60125826T2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Zuführen von konzentriertem Sauerstoff, insbesondere zum Aufbewahren von angereicherten Sauerstoff, der anschließend unter hohem Druck in einem tragbaren Behälter zur Verwendung durch einen ambulanten Patienten aufgenommen wird, wodurch eine bessere Mobilität des Patienten ermöglicht wird, wobei ein Radialkompressor verwendet wird, um das gewünschte Gas unter Druck zu setzen. Der angereicherte Sauerstoff kann mit einem reduzierten Druck aus einem Produktvorratstank einem Patienten und mit dem Vorratstankdruck generell einem Puffertank und anschließend dem Radialkompressor zugeführt werden.The The present invention relates to an apparatus and a method for feeding of concentrated oxygen, especially for storage of enriched oxygen, which is then under high pressure in one portable container for Use by an outpatient is recorded, thereby better mobility of the Patient allows using a radial compressor to produce the desired gas to put pressure on. The enriched oxygen can with a reduced pressure from a product reservoir tank to a patient and with the tank tank pressure generally a buffer tank and then the Radial compressor supplied become.

Bisher sind Sauerstoffkonzentratoren zum Versorgen von Patienten über einen längeren Zeitraum mit einem eine hohe Sauerstoffkonzentration aufweisenden Gas verwendet worden. Sauerstoffkonzentratoren erzeugen typischerweise ein atembares Gas mit ungefähr 80 Prozent bis ungefähr 96 Prozent Sauerstoff aus Umgebungsluft und finden somit im Bereich der häuslichen Gesundheitsversorgung weitverbreiteten Einsatz.So far are oxygen concentrators for caring for patients over a longer Period with a high oxygen concentration Gas has been used. Oxygen concentrators typically produce a breathable gas with about 80 percent to about 96 percent oxygen from ambient air and thus find in the field the domestic one Health care widespread use.

US-A-4,627,860 betrifft einen Mikroprozessor und eine mit diesem zusammenwirkende Einrichtung zum Überwachen oder Erfassen von Funktionen und Leistung verschiedener Komponenten des Konzentrators. Eine Testvorrichtung mit einer Einrichtung zum Auswählen einer beliebigen der von dem Mikroprozessor überwachten Funktionen ist mit dem Konzentrator verbunden und zeigt die ausgewählten überwachten Funktionen zwecks Diagnose von Leistungsleveln und Komponentenproblemen oder -ausfällen an.US-A-4,627,860 relates to a microprocessor and a cooperating with this Device for monitoring or capture features and performance of various components of the concentrator. A test device with a device for Choose any of the functions monitored by the microprocessor is included Connected to the concentrator and shows the selected monitored functions in order Diagnosis of performance levels and component problems or failures.

US-A-5,071,453 betrifft einen Sauerstoffkonzentrator, der in Flugzeugen verwendet wird. Ein Booster-Kompressor dient zum Erhöhen des Drucks des von dem Konzentrator kommenden Produktgases, um die Gasmenge zu vergrößern, die in einem Sammler gespeichert werden kann. Der Booster weist zwei sich bewegende Kolben, die starr miteinander verbunden sind, und eine Reihe von Rückschlagventilen auf, die den Gasstrom durch den Kompressor steuern. Einer der Kolben wird durch Luft von dem Drehventil in dem Konzentrator angetrieben, und der andere Kolben komprimiert das Produktgas zwecks Lieferung zu dem Sammler. Eine kleine Probe des Konzentrator-Produktgases wird von einem Sauerstoffsensor hinsichtlich der Sauerstoffkonzentration überwacht. Wenn die Sauerstoffkonzentration einen akzeptablen Pegel erreicht hat, füllt der Booster-Kompressor den Sammler mit Produktgas. Danach wird dann, wenn die Sauerstoffkonzentration des von dem Konzentrator der Besatzung zugeführten Produktgases unter die in einer bestimmten Höhe erforderliche Konzentration fällt, wird das in dem Sammler gespeicherte Produktgas der Besatzung zugeführt. Der Sauerstoffsensor überwacht das von dem Konzentrator an den Atmungsregler ausgegebene Produktgas, wenn das in dem Sammler gespeicherte Gas nicht verwendet wird.US-A-5,071,453 relates to an oxygen concentrator used in airplanes becomes. A booster compressor is used to increase the pressure of the Concentrator coming product gas to increase the amount of gas, the can be stored in a collector. The booster has two moving pistons rigidly connected to each other, and a series of check valves on, which control the gas flow through the compressor. One of the pistons is driven by air from the rotary valve in the concentrator, and the other piston compresses the product gas for delivery to the collector. A small sample of concentrator product gas is monitored by an oxygen sensor for oxygen concentration. When the oxygen concentration reaches an acceptable level has, fills the booster compressor the collector with product gas. After that, then, when the oxygen concentration of the product gas supplied from the concentrator to the crew below those at a certain height required concentration falls, the product gas stored in the collector is supplied to the crew. Of the Monitored oxygen sensor the product gas discharged from the concentrator to the respiratory regulator, when the gas stored in the collector is not used.

US-A-5,354,361 betrifft ein Druckänderungs-Adsorbersystem mit einem pneumatisch betriebenen Booster-Kompressor zum Erhöhen des Drucks des ausgegebenen Produktgases. Ein Paar Einlassventile steuert den Zuführluftstrom zu den Siebbetten und dem Antriebszylinder des Booster-Kompressors und ist derart zyklisch geschaltet, dass sich ein Ventil öffnet, um ein Siebbett unter Druck zu setzen, bevor sich das andere Ventil schließt, um ein Entlüften des anderen Siebbetts in die Umgebung zu ermöglichen. Wenn beide Ventile offen sind, gleicht sich der Druck in den beiden Siebbetten und auf einander gegenüberliegenden Seiten des Antriebszylinders aus und wird ein Teils des Gases in dem unter Druck stehenden Siebbett und auf der Antriebszylinderseite zurückgehalten, statt in die Umgebung entlüftet zu werden. Die Systemeffizienz wird dadurch erhöht, dass ausgewählt wird, ob festgehaltenes Gas aus dem letzten unter Druck stehenden Siebbett oder von der Antriebszylinderseite zuerst das als nächstes unter Druck zu setzende Siebbett erreicht.US-A-5,354,361 relates to a pressure change adsorber system with a pneumatically operated booster compressor to increase the pressure of the dispensed product gas. A pair of intake valves controls the feed air to the screen beds and the power cylinder of the booster compressor and is cyclically switched so that a valve opens to pressurize a strainer bed before the other valve closes bleed the other screen bed in the environment to allow. When both valves open are equal, the pressure in the two sieve beds and on each other opposite Sides of the drive cylinder and becomes a part of the gas in the pressurized sieve bed and on the drive cylinder side retained vented into the environment instead to become. System efficiency is increased by selecting whether trapped gas from the last pressurized sieve bed or from the power cylinder side first, the next below Pressure to be set sieve bed reached.

US-A-5,858,062 betrifft eine Vorrichtung zum Liefern von sauerstoffangereichter Luft mit einem ersten Druck und einem zweiten Druck, wobei der zweite Druck größer ist als der erste Druck. Die Vorrichtung weist in Kombination ein Druckänderungs-Adsorptionssystem und einen Druckverstärker auf. Das Druckänderungs-Adsorptionssystem zum Anreichern des Sauerstoffgehalts der Luft hat einen Druck, der mindestens dem ersten Druck entspricht. Das Druckänderungs-Adsorptionssystem ist zum Liefern von sauerstoffangereicherter Luft mit dem ersten Druck zu einem ersten Auslass und zum Liefern von sauerstoffangereicherter Luft mit dem ersten Druck zu einem Druckverstärker vorgesehen. Der Druckverstärker setzt die sauerstoffangereicherte Luft unter Druck und liefert die sauerstoffangereicherte Luft mit dem zweiten Druck zu einem zweiten Auslass.US-A-5,858,062 relates to an apparatus for supplying oxygenators Air with a first pressure and a second pressure, wherein the second Pressure is greater as the first pressure. The device has in combination a pressure change adsorption system and a pressure booster. The pressure change adsorption system to enrich the oxygen content of the air has a pressure that at least equal to the first pressure. The pressure change adsorption system is to supply oxygen-enriched air with the first Pressure to a first outlet and delivering oxygen-enriched Air provided with the first pressure to a pressure booster. The pressure booster sets the oxygen-enriched air under pressure and supplies the oxygen-enriched Air at the second pressure to a second outlet.

Gemäß der Beschreibung aus WO-A-99/16529, die als der vorliegenden Erfindung nächstkommender Stand der Technik betrachtet werden kann, wird ein Sauerstoffkonzentrator in Kombination mit einem Kompressor zum Erzeugen eines hochangereicherten und hochkomprimierten Sauerstoffgases in einem mobilen Behälter, wie z.B. einen Gaszylinder, verwendet. Die Kombination und das Herstellverfahren dienen zur einfachen Herstellung einer Quelle angereicherten Sauerstoffs zur Verwendung durch einen ambulanten oder im Rollstuhl sitzenden Patienten. Bei dem Sauerstoffkonzentrator werden zwei oder mehr Molekularsiebe zum Erzeugen eines atembaren Gases mit ungefähr 80 bis ungefähr 98 Prozent Sauerstoff aus Umgebungsluft verwendet. Das sauerstoffangereicherte Gas wird in einem Konzentrator-Produkttank gelagert und kann derart priorisiert werden, dass ein Patient mit einer korrekten Sauerstoffmenge und -konzentration versorgt wird und in zweiter Linie ein Überschuss oder Mehr an angereichertem Sauerstoff einem Kompressor zugeführt wird. Bei dem Kompressor werden mehrere Stufen zum Erzeugen des hochverdichteten sauerstoffangereicherten Gases und ein zweiteiliger Kolben mit niedrigen UpM zum Verringern des Verschleißes und der Geräuschentwicklung verwendet. Entweder können sämtliche der mehreren Kolben des Kompressor mit denselben UpM rotieren, oder es kann bei einer alternativen Ausführungsform mindestens der erste Kolben mit höheren UpM als die übrigen Kolben rotieren. Es ist wünschenswert, dass mindestens der erste Kolben der alternativen Ausführungsform von einer Antriebswelle angetrieben wird, wobei einer oder mehrere der übrigen Kolben von einer zweiten Antriebswelle angetrieben werden.As described in WO-A-99/16529, which may be considered to be the closest prior art, an oxygen concentrator is used in combination with a compressor to produce a highly enriched and highly compressed oxygen gas in a mobile container such as a gas cylinder. used. The combination and the manufacturing method are for easy production of a source of enriched oxygen for use by an outpatient or wheelchair patient. The oxygen concentrator employs two or more molecular sieves to produce a respirable gas having from about 80 to about 98 percent oxygen from ambient air. The oxygen-enriched gas is stored in a concentrator product tank and may be prioritized to provide a patient with a correct amount of oxygen and concentration, and secondarily to deliver an excess or enriched oxygen to a compressor. The compressor uses multiple stages to produce the high density oxygen-enriched gas and a two-piece low rpm piston to reduce wear and noise. Either all of the multiple pistons of the compressor may rotate at the same RPM or, in an alternative embodiment, at least the first piston may rotate at higher RPM than the remaining pistons. It is desirable that at least the first piston of the alternative embodiment is driven by a drive shaft, wherein one or more of the remaining pistons are driven by a second drive shaft.

Der in US-A-5,144,945 beschriebene Sauerstoffkonzentrator ist als Inhalator für sauerstoffreiche Luft zum Zuführen von sauerstoffreichem Inhalationsgas mit 40% bis 60% Sauerstoff bis zu ungefähr 25% Sauerstoff zu Entspannungs- und Belebungszwecken ausgebildet. Der Inhalator weist ein Gehäuse, einen Einlasskanal und einen Abluftkanal auf. Das Gehäuse ist durch eine Trennwand in eine Kompressorkammer und eine Stickstoffadsorberkammer unterteilt. Der Einlasskanal weist einen Einlass auf, der zu einer Endwand auf der Seite der Adsorberkammer hin offen ist und an einem oberen Teil der Adsorberkammer vorgesehen ist, um mit der Kompressorkammer in Verbindung zu stehen. Der Abluftkanal weist einen Abluftauslass auf, der zu einer Endwand auf der Seite der Adsorberkammer hin offen ist und an einem unteren Teil der Adsorberkammer vorgesehen ist, um mit der Kompressorkammer in Verbindung zu stehen. Ein Sauggebläse und mindestens ein Kompressor sind in der Kompressorkammer angeordnet. Mindestens zwei Stickstoffadsorber, die über ein Wahlventil mit dem Kompressor in Verbindung stehen, und ein Tank für sauerstoffreiche Luft, der mit Luftauslässen der Adsorber in Verbindung steht, sind in der Adsorberkammer angeordnet. Ein Lufteinlass für den Kompressor und ein Abluftauslass für aus den Adsorbern desorbierte Luft sind der Kompressorkammer nachgeschaltet. Eine Inhaliermaske steht zwecks Inhalierung von sauerstoffreicher Luft mit dem Tank für sauerstoffreiche Luft in Verbindung.Of the The oxygen concentrator described in US Pat. No. 5,144,945 is an inhaler for oxygen-rich air for feeding of oxygen-rich inhalation gas with 40% to 60% oxygen up to about 25% Oxygen designed for relaxation and activation purposes. Of the Inhaler has a housing, an inlet channel and an exhaust duct. The case is divided by a partition in a compressor chamber and a Stickstoffadsorberkammer. The inlet channel has an inlet that extends to an end wall the side of the adsorber chamber is open and at an upper part the adsorber chamber is provided to communicate with the compressor chamber To connect. The exhaust duct has an exhaust outlet open to an end wall on the side of the adsorber chamber is and is provided at a lower part of the adsorber, to communicate with the compressor chamber. A suction fan and at least one Compressor are arranged in the compressor chamber. At least two Nitrogen adsorbers over a selector valve communicating with the compressor, and a Tank for oxygen-rich air associated with adsorber air outlets are arranged in the adsorber chamber. An air inlet for the compressor and an exhaust outlet for Desorbed air from the adsorbers are connected downstream of the compressor chamber. An inhalation mask is oxygenated for inhalation Air with the tank for oxygen-rich air in connection.

Ein Sauerstoffkonzentrator für Schweiß- und andere industrielle Zwecke ist in US-A-4,552,571 beschrieben. Ein erster Kompressor, wie z.B. ein Carbon-Schaufelkompressor, liefert Umgebungsluft oder andere Gasmischungen mit einem ersten relativ niedrigen Druck zu einem Kreuzschaltventil. Das Kreuzschaltventil liefert alternierend die Umgebungsluft zu einem ersten Molekularsiebbett und einem zweiten Molekularsiebbett, während gleichzeitig das andere Molekularsiebbett adsorbierte Gaskomponenten der Umgebungsluft über einen Abgasablassport ablassen kann. Ein zweiter Kompressor, wie z.B. ein Membrankompressor, saugt den Sauerstoff, der die Molekularsiebbetten durchläuft, ohne dabei adsorbiert zu werden, durch eine Drossel und ein Nadelventil an. Die Drossel und das Nadelventil sind derart ausgewählt und eingestellt, dass ein niedrigerer Sauerstoffdruck zumindest vor dem Nadelventil aufrechterhalten wird. Der zweite Kompressor erhöht den Druck des Sauerstoffs und pumpt diesen in einen Vorratstank, aus dem er der Schweiß- oder einer anderen industriellen Einrichtung zugeführt werden kann.One Oxygen concentrator for welding and other industrial purposes is described in US-A-4,552,571. A first compressor, such as e.g. a carbon blade compressor, delivers Ambient air or other gas mixtures with a first relatively low Pressure to a cross-over valve. The cross-over valve supplies alternately the ambient air to a first molecular sieve bed and a second molecular sieve bed while simultaneously the other one Molecular sieve bed adsorbed gas components of the ambient air via a Drain exhaust port can. A second compressor, such as a membrane compressor, sucks the oxygen that the molecular sieve beds goes through without being adsorbed by a throttle and a needle valve at. The throttle and the needle valve are selected and set that lower oxygen pressure at least before the needle valve is maintained. The second compressor increases the pressure of oxygen and pumps it into a storage tank, from which it flows the sweat- or another industrial device can be supplied.

In US-A-5,823,186 ist ein Respirator beschrieben, bei dem kein zentrales Gaszuführsystem benötigt wird und der mindestens zwei Gaszuführleitungen aufweist, die zu einer Gasmischeinrichtung in der Inspirationsleitung führen. Die Gasleitungen sind Teil einer Misch- und Dosiereinheit, wobei eine Gasleitung einen Kompressor für Umgebungsluft aufweist und die oder jede zusätzliche Gaszuführleitung eine Dosiereinheit für ein aus einem Reservoir kommendes Hilfsgas, insbesondere Sauerstoff, aufweist. Bei dem Kompressor kann es sich um einen Radialkompressor, ein Wälzkolbengebläse, ein Seitenkanalgebläse oder einen Scroll-Kompressor und vorzugsweise um einen Scroll-Kompressor handeln. Der Gasmischeinrichtung vorgeschaltet sind Gasvolumenströmungsmesser in den jeweiligen Gaszuführleitungen angeordnet. Ein Drucksensor ist der Gasmischeinrichtung nachgeschaltet in der Inspirationsleitung angeordnet. Die Exspirationsleitung enthält ein Ablassventil, wobei ein Drucksensor dem Ablassventil vorgeschaltet ist. Eine zentrale Steuereinheit ist mit dem Kompressor, der (den) Dosiereinheit(en), dem Ablassventil und den Drucksensoren verbunden. Die Gasvolumenströmungsmesser und die Steuereinheit sind zum Steuern des Atmungsdrucks und der Mischgaszusammensetzung nach einem Vergleich der von den Drucksensoren gemessenen Signalen sowie mittels der Gasvolumenströmungsmesser mit vorbestimmten Sollwerten vorgesehen.In US-A-5 823 186 describes a respirator in which no central one Gas supply system is needed and the at least two gas supply lines which leads to a gas mixing device in the inspiratory line to lead. The gas lines are part of a mixing and dosing unit, wherein a gas line has a compressor for ambient air and the or each additional Gas supply line one Dosing unit for an auxiliary gas coming from a reservoir, in particular oxygen, having. The compressor may be a radial compressor, a Roots blower, a Side channel blower or a scroll compressor, and preferably a scroll compressor act. Upstream of the gas mixing device are gas volume flow meters in the respective gas supply lines arranged. A pressure sensor is connected downstream of the gas mixing device arranged in the inspiratory line. The expiratory line contains a drain valve, wherein a pressure sensor is connected upstream of the discharge valve. A central Control unit is connected to the compressor, the dosing unit (s), the Drain valve and the pressure sensors connected. The gas volume flow meters and the control unit are for controlling the respiratory pressure and the Mixed gas composition according to a comparison of the pressure sensors measured signals and by means of the gas volume flow meter provided with predetermined setpoints.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Füllen eines Hochdruckbehälters mit konzentriertem, unter hohem Druck stehenden Sauerstoff mit folgenden Schritten vorgesehen:
Bereitstellen einer Quelle konzentrierten Sauerstoffs mit mindestens 50 Volumenprozent Sauerstoff,
Transferieren eines Teils des konzentrierten Sauerstoffs bei einem Anfangsdruck von der Quelle zu einem Kompressor,
Komprimieren des zu dem Kompressor transferierten konzentrierten Sauerstoffs auf einen hohen Druck,
Transferieren des unter hohem Druck stehenden konzentrierten Sauerstoffs von dem Kompressor zu dem Behälter zur anschließenden Benutzung durch einen Patienten,
Zuführen eines weiteren Teils von konzentriertem Sauerstoff von der Quelle zu einer Leitung, die in der Lage ist, den konzentrierten Sauerstoff einer Person zuzuführen, und
Priorisieren der Zuführung des konzentrierten Sauerstoffs zwischen der Leitung und dem Kompressor, um sicherzustellen, dass die Leitung kontinuierlich mit dem konzentrierten Sauerstoff versorgt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass das Priorisieren das Detektieren, wann die Sauerstoffkonzentration des konzentrierten Sauerstoffs ein vorbestimmtes Minimum unterschreitet, durch einen Sauerstoffsensor und das Stoppen des Kompressors, wenn die Konzentration des diesem zugeführten konzentrierten Sauerstoffs einen vorbestimmten Pegel unterschreitet, durch eine elektronische Steuereinrichtung, die auf den Sauerstoffsensor anspricht, umfasst.
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of filling a high pressure, high pressure oxygenated high pressure container, comprising the steps of:
Providing a source of concentrated oxygen having at least 50% by volume of oxygen,
Transferring a portion of the concentrated oxygen at an initial pressure from the source to ei a compressor,
Compressing the concentrated oxygen transferred to the compressor to a high pressure,
Transferring the high-pressure concentrated oxygen from the compressor to the container for subsequent use by a patient,
Supplying a further portion of concentrated oxygen from the source to a conduit capable of delivering the concentrated oxygen to a subject, and
Prioritizing the supply of concentrated oxygen between the line and the compressor to ensure that the line is continuously supplied with the concentrated oxygen,
characterized in that the prioritizing comprises detecting when the oxygen concentration of the concentrated oxygen falls below a predetermined minimum by an oxygen sensor and stopping the compressor when the concentration of the concentrated oxygen supplied thereto falls below a predetermined level by an electronic control device responsive to the Oxygen sensor responsive includes.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Verwendung beim Füllen eines Hochdruckbehälters mit konzentriertem, unter hohem Druck stehenden Sauerstoff vorgesehen, die aufweist:
eine Quelleneinrichtung zum Liefern von konzentriertem Sauerstoff mit mindestens 50 Volumenprozent Sauerstoff,
einen Kompressor,
eine erste Transferiereinrichtung zur Verwendung beim Transferieren eines Teils des konzentrierten Sauerstoffs bei einem Anfangsdruck von der Quelleneinrichtung zu dem Kompressor,
eine zweite Transferiereinrichtung zur Verwendung beim Transferieren des unter hohem Druck stehenden konzentrierten Sauerstoffs von dem Kompressor zu dem Behälter zur anschließenden Benutzung durch eine Person,
eine Leitung, und
eine Priorisiereinrichtung, von der der konzentrierte Sauerstoff zwischen dem Zuführen eines weiteren Teils des konzentrierten Sauerstoffs durch die Leitung zu einer Person und dem Zuführen des erstgenannten Teils des konzentrierten Sauerstoffs zu dem Kompressor priorisiert wird, wobei die Priorisiereinrichtung einen Sauerstoffsensor zum Feststellen, wann die Sauerstoffkonzentration des konzentrierten Sauerstoffs ein vorbestimmtes Minimum unterschreitet, aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Priorisiereinrichtung eine elektronische Steuereinrichtung aufweist, die auf den Sauerstoffsensor anspricht, um den Kompressor zu stoppen, wenn die Konzentration das vorbestimmte Minimum unterschreitet.
According to another aspect of the present invention there is provided an apparatus for use in filling a high pressure, high pressure oxygen, high pressure vessel comprising:
a source means for delivering concentrated oxygen having at least 50 volume percent oxygen,
a compressor,
a first transfer device for use in transferring a portion of the concentrated oxygen at an initial pressure from the source device to the compressor,
a second transferring means for use in transferring the high-pressure concentrated oxygen from the compressor to the container for subsequent use by a person,
a lead, and
a prioritizer, from which the concentrated oxygen is prioritized between supplying a further portion of the concentrated oxygen through the conduit to a person and supplying the former portion of the concentrated oxygen to the compressor, the prioritizer comprising an oxygen sensor for determining when the oxygen concentration of the concentrated oxygen falls below a predetermined minimum,
characterized in that the prioritizer comprises an electronic controller responsive to the oxygen sensor for stopping the compressor when the concentration is less than the predetermined minimum.

Es ist somit möglich, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Speichern von unter hohem Druck stehendem hochreinen Sauerstoff in einem Druckbehälter zur Verwendung in der häuslichen Gesundheitsversorgung oder verwandten Gebieten für ambulante Patienten, in Rollstühlen sitzende Personen und Bettlägerige zu schaffen.It is thus possible a method and apparatus for storing under high Pressurized high purity oxygen in a pressure vessel to Use in the domestic Healthcare or related areas for outpatients, sitting in wheelchairs Persons and bedridden to accomplish.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen eines sauerstoffangereicherten Gases aus Luft und zum anfänglichen Speichern des Gases in einem Konzentrator-Produkttank vorgesehen. Mindestens ein Teil des sauerstoffangereicherten Gases wird unter Anwendung verschiedener Verfahren einem wahlweise vorgesehenen, jedoch gewünschten Kompressor-Puffertank zugeführt, in dem es gespeichert wird. Wenn ein vorbestimmter Druck erreicht ist, wird das Gas einem Kompressor zugeführt, in dem es auf einen hohen Druck komprimiert wird, und in einem mobilen oder tragbaren Hochdruckbehälter gespeichert. Dadurch erhält ein Patient durch Verwendung des/der einen oder mehreren tragbaren Hochdruck-Sauerstoffbehälter, der bei ihm zu Hause befüllt werden kann, eine größere Mobilität.at preferred embodiments The invention relates to a method and an apparatus for generating an oxygen-enriched gas from air and to the initial one Store the gas provided in a concentrator product tank. At least a portion of the oxygen-enriched gas is absorbed Application of various methods to an optional, however desired compressor buffer tank supplied where it is stored. When a predetermined pressure is reached, The gas is fed to a compressor in which it is at a high pressure Pressure is compressed and stored in a mobile or portable high-pressure vessel. This preserves a patient by using the one or more portable high-pressure oxygen containers, the filled at his home can be, greater mobility.

Vorteilhafterweise ist eine Schaltung zum Sicherstellen der Priorisierung der Strömungsrate und Konzentration des dem Patienten zugeführten angereicherten Gases vorgesehen. Das überschüssige Gas, falls vorhanden, wird gleichzeitig zu dem autonomen Mehrstufenkompressor geliefert.advantageously, is a circuit for ensuring the prioritization of the flow rate and concentration of the enriched gas supplied to the patient intended. The excess gas, if present, simultaneously becomes the autonomous multistage compressor delivered.

Bei den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist ein Sauerstoffkonzentrator zur Verwendung bei der häuslichen Gesundheitsversorgung zum physischen Abscheiden von Sauerstoffmolekülen von der Luft vorgesehen, wobei Sauerstoff in einem anschließenden Vorgang einem Hochdruckbehälter zugeführt wird. Der Konzentrator weist ein oder mehrere Molekularsiebbetten, die ein zur physischen Abscheidung vorgesehenes Material enthalten, einen ersten (d.h. Ausgangsmaterial-) Kompressor als Druckluftzuführquelle, eine Steuereinrichtung zum Regeln der Produktgasströmung durch die Betten zu einem Konzentrator-Produkttank, einen zweiten Vorratstank für an gereichertes Gas (z.B. einen Puffertank) und den Radialkompressor auf, der nicht von dem ersten Kompressor betrieben wird, sondern unabhängig von diesem arbeitet und es ermöglicht, dass das sauerstoffangereicherte Gas komprimiert und einem Hochdruckbehälter zugeführt wird.at the preferred embodiments The invention is an oxygen concentrator for use in the domestic one Health care for the physical separation of oxygen molecules from provided the air, with oxygen in a subsequent process a high pressure vessel supplied becomes. The concentrator has one or more molecular sieve beds, containing a material intended for physical deposition, a first (i.e., feedstock) compressor as a compressed air supply source, a control device for regulating the product gas flow through the beds to a concentrator product tank, a second storage tank for enriched Gas (e.g., a buffer tank) and the radial compressor which is not is operated by the first compressor, but independent of this works and it allows that the oxygen-enriched gas is compressed and supplied to a high-pressure vessel.

Bei den bevorzugten Ausführungsformen wird der Radialkompressor zum Komprimieren von Sauerstoff aus einem wahlweise vorgesehenen, jedoch gewünschten Puffertank, der mit einer Sauerstoffquelle verbunden ist, verwendet. Der Radialkompressor weist radial um eine zentrale Antriebswelle herum angeordnete Kolben auf und komprimiert den Sauerstoff auf einen hohen Druck und speichert den Sauerstoff in einem kompakten Vorratszylinder. Diese Konfiguration ist kompakter und weniger sperrig als typische linear konfigurierte Kompressoren und ermöglicht, dass der Kompressor in einer relativ kleinen Einheit aufgenommen werden kann, die somit einfacher zu transportieren ist. Ein Sauerstoffsensor stellt fest, ob einem Patienten eine erforderliche Mindest-Sauerstoffkonzentration zugeführt wird, und falls dies nicht der Fall ist, unterbricht er den Strom komprimierten Sauerstoffs zu dem Zylinder, wobei der Strom zu dem Patienten aufrechterhalten bleibt.In the preferred embodiments, the radial compressor is used to compress oxygen from an optional but desired buffer tank connected to an oxygen source. The radial compressor has radially around a central drive shaft arranged around piston and compresses the Oxygen to a high pressure and stores the oxygen in a compact storage cylinder. This configuration is more compact and less bulky than typical linearly configured compressors and allows the compressor to be housed in a relatively small unit that is thus easier to transport. An oxygen sensor determines whether a patient is supplied with a required minimum oxygen concentration and, if not, interrupts the flow of compressed oxygen to the cylinder while maintaining current to the patient.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform weist einen Sauerstoffvorratstank auf, der einem Patienten operativ sauerstoffangereichertes Gas zuführt und ferner unabhängig und operativ angereicherten Sauerstoff mit einem anderen und generell größeren Druck einem Puffertank zuführt, in dem der Sauerstoff anschließend von dem Radialkompressor komprimiert wird, der von einem ersten Kompressor zum Zuführen von Luft zu den Molekularsieben unabhängig ist.A particularly preferred embodiment has an oxygen storage tank that is operational to a patient supplies oxygen-enriched gas and further independently and operatively enriched oxygen with another and generally greater pressure feeds to a buffer tank, in which the oxygen subsequently is compressed by the radial compressor, that of a first compressor for feeding is independent of air to the molecular sieves.

Zur besseren und vollständigen Veranschaulichung der Erfindung werden nun Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:to better and complete Illustrative of the invention will now be embodiments with reference to explained in the accompanying drawings. Show it:

1 ein Blockschaltbild eines Sauerstoffkonzentrators zum Abscheiden von Sauerstoff von einer Gasmischung, wie z.B. Luft; 1 a block diagram of an oxygen concentrator for separating oxygen from a gas mixture, such as air;

2 eine Blockschaltbild mit Darstellung einer Vorrichtung und eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Komprimieren von sauerstoffangereicherter Luft und Zuführen der Luft zu einem tragbaren Behälter; 2 a block diagram showing an apparatus and a method according to an embodiment of the present invention for compressing oxygen-enriched air and supplying the air to a portable container;

3 ein Blockschaltbild mit Darstellung einer Vorrichtung und eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Zuführen eines Teils eines angereicherten Gases mit einer kontrollierten Rate zu einem Patienten und eines weiteren Teils des angereicherten Gases zu einem Kompressor zur Hochdruckspeicherung in einem tragbaren Behälter; 3 a block diagram showing an apparatus and a method according to an embodiment of the present invention for supplying a portion of an enriched gas at a controlled rate to a patient and another portion of the enriched gas to a compressor for high pressure storage in a portable container;

4 ein Blockschaltbild mit Darstellung der Vorrichtung und des Verfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Zuführen eines Teils eines angereicherten Gases mit einer kontrollierten Rate zu einem Patienten und eines weiteren Teils des angereicherten Gases zu einem Kompressor zur Hochdruckspeicherung in einem tragbaren Behälter; 4 a block diagram showing the apparatus and method according to another embodiment of the present invention for supplying a portion of an enriched gas at a controlled rate to a patient and another portion of the enriched gas to a compressor for high pressure storage in a portable container;

5 eine schematische Darstellung eines Teils einer Steuerschaltung zum Betreiben eines Mehrstufenkompressors gemäß einer beliebigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 5 a schematic representation of a portion of a control circuit for operating a multi-stage compressor according to any embodiment of the present invention;

6 eine schematische Darstellung des übrigen Teils der Steuerschaltung aus 5; 6 a schematic representation of the remaining part of the control circuit 5 ;

7 eine Seitenansicht einer nicht erfindungsgemäßen Komprimiervorrichtung; 7 a side view of a non-inventive compression device;

8 eine Draufsicht der Vorrichtung aus 7; 8th a plan view of the device 7 ;

9 eine Seitenansicht des oberen Teils der zweiteiligen Kolbenvorrichtung aus 8; 9 a side view of the upper part of the two-piece piston device 8th ;

10 eine Seitenansicht des unteren Teils der zweiteiligen Kolbenvorrichtung aus 8; 10 a side view of the lower part of the two-piece piston device 8th ;

11 eine Draufsicht eines Radialkompressors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 11 a plan view of a radial compressor according to a first embodiment of the present invention;

12 eine perspektivische Ansicht des Radialkompressors aus 11 mit Darstellung von Einlass- und Auslassverbindungen der Kompressionszylinder; 12 a perspective view of the radial compressor 11 showing inlet and outlet connections of the compression cylinders;

13 eine perspektivische Ansicht der tragbaren Hochdruck-Sauerstoffaufbewahrungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 13 a perspective view of the portable high-pressure oxygen storage device according to the first embodiment of the present invention;

14 eine schematische Darstellung eines mechanischen und pneumatischen Radialkompressors und des Strömungssystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 14 a schematic representation of a mechanical and pneumatic radial compressor and the flow system according to the first embodiment of the present invention;

15 ein Blockschaltbild der elektrischen Schaltung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Darstellung eines Sauerstoffkonzentrations-Testmodus; 15 a block diagram of the electrical circuit according to the first embodiment of the present invention showing an oxygen concentration test mode;

16 ein Blockschaltbild der Vorrichtung und des Verfahrens gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Darstellung der allgemeinen Strömung bei unterschiedlichen Drücken des sauerstoffangereicherten Gases aus einem Sauerstoff- oder Produktvorratstank zu einem Patienten sowie schließlich zu einem Kompressor zum Komprimieren und Liefern des Gases zu einem tragbaren Hochdruck-Vorratszylinder; 16 3 is a block diagram of the apparatus and method of the present invention illustrating the general flow at different pressures of the oxygen-enriched gas from an oxygen or product reservoir to a patient, and finally to a compressor for compressing and delivering the gas to a portable high-pressure vessel. supply cylinder;

17 eine schematische Darstellung, die der aus 14 entspricht, jedoch des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; und 17 a schematic representation of the 14 corresponds, however, to the second embodiment of the present invention; and

18 ein Blockschaltbild, das dem aus 15 entspricht, jedoch des zweiten Ausführungsbeispiels. 18 a block diagram, the off 15 corresponds, however, the second embodiment.

Obwohl nachstehend bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben werden, sei darauf hingewiesen, dass die unterschiedlichen Ausgestaltungen und Parameter der vorliegenden Erfindung variieren und sich unterscheiden können, wie z.B. der Druck und die Reinheit des aus einem Konzentrator-Produkttank austretenden sauerstoffangereicherten Gases, der Druck, mit dem das angereicherte Gas dem Patienten zugeführt wird, und die Strömungsrate des Gases, der in einem Puffertank aufrechterhaltende Druck, der Druck, mit dem der Kompressor anfangs angereichertes Gas aus dem Puffertank ansaugt, der Puffertankdruck, mit dem der Kompressor abgeschaltet wird, und dergleichen. Ferner wird zwar auf einen bestimmten Sauerstoffkonzentrator Bezug genommen, der gleich nachstehend beschrieben wird, generell kann jedoch ein beliebiger Typ von Sauerstoffkonzentrator verwendet werden, der eine Quelle angereicherter Luft mit ungefähr 50 Prozent Sauerstoff bis ungefähr 99 Volumenprozent bildet.Although preferred embodiments below It should be noted that the various configurations and parameters of the present invention may vary and differ, such as the pressure and purity of the oxygen-enriched gas exiting a concentrator product tank, the pressure at which the enriched gas is injected is supplied to the patient, and the flow rate of the gas, the pressure maintained in a buffer tank, the pressure at which the compressor initially sucks enriched gas from the buffer tank, the buffer tank pressure at which the compressor is turned off, and the like. Further, while reference will be made to a particular oxygen concentrator which will be described immediately below, generally any type of oxygen concentrator may be used which provides a source of enriched air having about 50 percent oxygen to about 99 percent by volume.

Gemäß 1 weist die Vorrichtung ein oder mehrere, vorzugsweise zwei Betten 10 und 12 auf, die ein zur physischen Abscheidung vorgesehenes Medium oder Material enthalten. Das Abscheidungsmaterial adsorbiert selektiv eine oder mehrere adsorbierbare Komponenten aus der Luft und lässt eine oder mehrere nichtadsorbierbare Komponenten einer solche Gasmischung durch. Das zur physischen Abscheidung vorgesehene Material kann ein Molekularsieb mit Poren mit gleichmäßiger Größe und im Wesentlichen gleichen Molekularabmessungen sein. Diese Poren adsorbieren selektiv Moleküle gemäß der Molekularform, der Polarität, des Sättigungsgrads und dergleichen. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist das zur physischen Abscheidung vorgesehene Material eine Aluminiumoxidsilicatverbindung mit Poren von 4 bis 5 Å (Angström). Insbesondere handelt es sich bei dem Molekularsieb um eine Natrium- oder Kalziumform von Aluminiumoxidsilicat, wie z.B. Zeolith Typ 5A. Alternativ kann das Aluminiumoxidsilicat ein höheres Silizium-zu-Aluminium-Verhältnis, größere Poren und eine Affinität zu polaren Molekülen, z.B. Zeolith Typ 13x, aufweisen. Der Zeolith adsorbiert Stickstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Wasserdampf und anderer signifikante Komponenten der Luft.According to 1 the device has one or more, preferably two beds 10 and 12 containing a physical deposition material or material. The deposition material selectively adsorbs one or more adsorbable components from the air and passes one or more nonadsorbable components of such a gas mixture. The physical deposition material may be a molecular sieve having pores of uniform size and substantially equal molecular dimensions. These pores selectively adsorb molecules according to the molecular shape, the polarity, the saturation degree, and the like. In the preferred embodiment, the physical deposition material is an aluminasilicate compound having pores of 4 to 5 Å (angstroms). In particular, the molecular sieve is a sodium or calcium form of aluminasilicate, such as zeolite type 5A. Alternatively, the alumina silicate may have a higher silicon to aluminum ratio, larger pores, and an affinity for polar molecules, eg, zeolite type 13x. The zeolite adsorbs nitrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, water vapor and other significant components of the air.

Eine Kreuzschaltventileinrichtung 20, die vorzugsweise ein Vierwegeventil 21 aufweist, verbindet in der Erzeugungsphase selektiv und zyklisch nacheinander das Einlassende zweier Betten mit einer Gasmischungsquelle, z.B. unter Druck stehende Luft, die von einem ersten Kompressor 22 (d.h. dem Zuführkompressor) geliefert wird, während das andere Bett in einer Reinigungsphase in die Umgebung entlüftet wird. Es ist ein spezifisches Merkmal der vorliegenden Ausführungsform, dass die Kreuzschaltventileinrichtung selektiv eines der Betten in Fluidverbindung mit einer Luftpumpe oder einem Kompressor 22 bringt, die/der Luft mit ungefähr 15 bis ungefähr 21 psi (ungefähr 1,03 bis ungefähr 1,45 bar) liefert. Wie hier verwendet, bezieht sich "Fluidverbindung" auf eine Einrichtung, die ein Strömen der geeigneten Gase ermöglicht. Selbstverständlich kann bei der vorliegenden Erfindung in der Reinigungsphase auch ein Vakuum zum besseren Evakuieren verwendet werden. Der Kompressor 22, der Luft von einem Einlass 23 erhält, ist mit einem ersten Antriebsmotor 25 verbunden, bei der bevorzugten Ausführungsform einem Elektromotor mit ungefähr ¼ PS. Ein (nicht gezeigter) Elektromagnet oder eine andere Kreuzschaltventil-Betätigungseinrichtung bewirkt selektiv, dass sich die Kreuzschaltventileinrichtung alternierend zwischen einer ersten und einer zweiten Position bewegt. In der ersten Position ist das erste Bett 10 mit dem Kompressor 22 verbunden, um eine Stickstoffadsorption und eine Sauerstoffanreicherung in dem Produktgas zu bewirken, und das zweite Bett 12 wird in die Umgebung entlüftet, um eine Evakuierung zu ermöglichen. In der zweiten Position wird das erste Bett in die Umgebung entlüftet, um eine Evakuierung zu ermöglichen, und das zweite Bett ist zwecks Bewirkung einer Stickstoffadsorption mit dem Luftkompressor verbunden. Die Erfindung wird insbesondere anhand einer Druckänderungssteuerung beschrieben. Sie ist jedoch gleichermaßen auf andere Verfahren der Sequenzierung des Gasstroms durch die Siebbetten, wie z.B. ein Zeitbasissystem, anwendbar.A cross-over valve device 20 , which is preferably a four-way valve 21 in the generating phase selectively and cyclically successively connects the inlet end of two beds to a gas mixing source, eg pressurized air coming from a first compressor 22 (ie the feed compressor) while the other bed is vented to the environment in a cleaning phase. It is a specific feature of the present embodiment that the cross-over valve device selectively selectively one of the beds in fluid communication with an air pump or a compressor 22 which provides air at about 15 to about 21 psi (about 1.03 to about 1.45 bar). As used herein, "fluid communication" refers to a device that allows flow of the appropriate gases. Of course, in the present invention in the cleaning phase, a vacuum can be used for better evacuation. The compressor 22 , the air from an inlet 23 receives is with a first drive motor 25 connected, in the preferred embodiment, an electric motor with approximately ¼ hp. A solenoid (not shown) or other cross-over valve actuator selectively causes the cross-over valve device to alternately move between a first and a second position. In the first position is the first bed 10 with the compressor 22 connected to cause nitrogen adsorption and oxygenation in the product gas, and the second bed 12 is vented to the environment to allow evacuation. In the second position, the first bed is vented to the atmosphere to allow evacuation, and the second bed is connected to the air compressor to effect nitrogen adsorption. The invention will be described in particular with reference to a pressure change control. However, it is equally applicable to other methods of sequencing gas flow through the screen beds, such as a time base system.

Die Zusammensetzung des Gases in den Hohlräumen des Zeoliths variiert von im Wesentlichen reinem Primärproduktgas am Auslassende zu der Umgebungsgasmischungszusammensetzung am Einlassende. Beim Leiten der Gasmischung durch einen Betteinlass zu einem adsorbierten, gasfreien oder regenerierten Bett wird eine Adsorptionszone mit finiter, relativ großer Größe gebildet. Diese Adsorptionszone ist eine Region des Betts, in der die volle Kapazität des Adsorptionsmittels zum Festhalten der adsorbierbaren Komponenten noch nicht erreicht ist. Diese Adsorptionszone bewegt sich mit einer Geschwindigkeit, die wesentlich niedriger ist als die Oberflächengasgeschwindigkeit, von dem Betteinlass in Richtung auf einen Bettauslass. Wenn die Adsorptionszone das Auslassenende des Betts erreicht, beginnen die adsorbierbaren Komponenten, durch den Bettauslass in den nichtadsorbierbaren Primärproduktstrom zu strömen. Diese Zeit wird nachstehend als "Durchbruch" bezeichnet. Bei einer vorgegebenen Gaszusammensetzung ist der Durchbruch als die Größe und Konfiguration des Bettbehälters sowie die Packungskonfiguration des Molekularsiebs und die Strömungsrate und der Gasbettdruck definiert. Die Konfiguration des Betts ist generell zylindrisch, und das Ausgabevolumen kann von ungefähr 0.1 bis 6 Liter pro Minute variieren. Der Durchbruch ist die für die Diffusionsreaktion benötigte Zeit, wenn eine Sättigung des Stickstoffs erfolgt und dieser schwach mit dem Siebbett verbondet ist. Wenn ein Durchbruch erfolgt, variiert das primärproduktangereicherte Bettgas in den Zeolith-Hohlräumen von einer höheren Primärproduktgaskonzentration am Bettauslass zu einer niedrigeren Konzentration am Betteinlass. Bei der bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem primärproduktangereicherten Bettgas um ungefähr 80 Prozent Primärprodukt beim Durchbruch. Während die Adsorption in einem Bett erfolgt, werden die von dem Abscheidungsmedium des anderen Betts adsorbierten adsorbierbaren Komponenten aufgrund des durch das Entlüften in die Umgebung hervorgerufenen Druckab falls und aufgrund der Tatsache, dass diese relativ reinem Produktgas aus dem ersten Tank ausgesetzt sind, von dem anderen Bett gereinigt.The composition of the gas in the cavities of the zeolite varies from substantially pure primary product gas at the outlet end to the ambient gas mixture composition at the inlet end. As the gas mixture passes through a bed inlet to an adsorbed, gas-free or regenerated bed, a finite, relatively large size adsorption zone is formed. This adsorption zone is a region of the bed in which the full capacity of the adsorbent for holding the adsorbable components has not yet been reached. This adsorption zone moves at a rate substantially lower than the surface gas velocity from the bed inlet toward a bed outlet. As the adsorption zone reaches the outlet end of the bed, the adsorbable components begin to flow through the bed outlet into the non-adsorbable primary product stream. This time will be referred to as "breakthrough" below. For a given gas composition, breakthrough is defined as the size and configuration of the bedding container as well as the packing configuration of the molecular sieve and the flow rate and gas bed pressure. The configuration of the bed is generally cylindrical and the dispensing volume can vary from about 0.1 to 6 liters per minute. The breakthrough is the time required for the diffusion reaction when nitrogen saturates and the this is weakly connected to the sieve bed. When breakthrough occurs, the primary product enriched bed gas in the zeolite cavities will vary from a higher primary product gas concentration at the bed outlet to a lower concentration at the bed inlet. In the preferred embodiment, the primary product enriched bed gas is about 80 percent primary product at breakthrough. While the adsorption takes place in one bed, the adsorbable components adsorbed by the deposition medium of the other bed become separated from the other due to the pressure drop caused by the venting into the environment and the fact that they are exposed to relatively pure product gas from the first tank Bed cleaned.

Das erste Bett 10 ist über ein erstes Rückschlagventil 32 oder eine andere unidirektionale Ventileinrichtung mit einem Reservoir oder Produkttank 30 verbunden. Das erste Rückschlagventil 32 ermöglicht es dem Primärproduktgas aus dem ersten Bett 10 über eine Leitung 46 in das Reservoir oder den Produkttank 30 zu strömen, wenn der Produktgasdruck in dem ersten Bett 10 den Druck des Produktgases in dem Reservoir oder Produkttank 30 überschreitet. Das erste Rückschlagventil ermöglicht es dem Produktgas, aus dem Reservoir oder Produkttank 30 zu strömen, wenn der Druck in dem ersten Bett 10 niedriger ist als in dem Reservoir oder Produkttank. Insbesondere bewirkt bei der bevorzugten Ausführungsform das Rückschlagventil eine Vorspannung von 1,5 psi (ungefähr 0,10 bar), so dass eine Strömung nur möglich ist, wenn der Druck in dem ersten Bett den Druck in dem Reservoir oder Produkttank um 1,5 psi (0,10 bar) überschreitet. Das zweite Bett 12 ist über ein zweites Rückschlagventil 34 oder eine andere unidirektionale Ventileinrichtung mit dem Reservoir oder Produkttank 30 verbunden. Das zweite Rückschlagventil 34 sorgt auch hier für eine unidirektionale Strömung des Primärproduktgases aus dem zweiten Bett 12 zu dem Reservoir oder Produkttank 30.The first bed 10 is via a first check valve 32 or another unidirectional valve device with a reservoir or product tank 30 connected. The first check valve 32 allows the primary product gas from the first bed 10 over a line 46 into the reservoir or the product tank 30 to flow when the product gas pressure in the first bed 10 the pressure of the product gas in the reservoir or product tank 30 exceeds. The first check valve allows the product gas from the reservoir or product tank 30 to flow when the pressure in the first bed 10 is lower than in the reservoir or product tank. In particular, in the preferred embodiment, the check valve effects a bias of 1.5 psi (about 0.10 bar) so that flow is only possible when the pressure in the first bed increases the pressure in the reservoir or product tank by 1.5 psi (0.10 bar). The second bed 12 is via a second check valve 34 or another unidirectional valve device with the reservoir or product tank 30 connected. The second check valve 34 also provides here for a unidirectional flow of the primary product gas from the second bed 12 to the reservoir or product tank 30 ,

Ein Druckausgleichsströmungsweg 40 verläuft zwischen Auslässen des ersten und des zweiten Betts. Ein Konzentrationsausgleichsventil 42 ist entweder offen oder geschlossen, um selektiv einen Gasstrom über den Strömungsweg zwischen dem ersten und dem zweiten Bett zu ermöglichen oder zu verhindern. Eine Steuereinrichtung 50 bewirkt eine zyklische Betätigung der Kreuzschaltventil-Betätigungseinrichtung (d.h. zweier Elektromagnete) und des Konzentrationsausgleichsventils 42. Die Steuereinrichtung aktiviert periodisch und zyklisch einen Konzentrationsausgleichsventil-Aktutator, bei dem es sich ebenfalls um einen Elektromagneten handelt.A pressure compensation flow path 40 runs between outlets of the first and second bed. A concentration equalization valve 42 is either open or closed to selectively enable or prevent gas flow across the flow path between the first and second beds. A control device 50 causes cyclic actuation of the cross-over valve actuator (ie, two solenoids) and the concentration equalization valve 42 , The controller periodically and cyclically activates a concentration equalization valve actuator, which is also an electromagnet.

Ein Sauerstoffsensor 43 registriert die Sauerstoffkonzentration des Produktgases und kann in dem Produkttank 30 angeordnet sein. Der Sensor 43 überträgt einen erfassten Wert an den Mikroprozessor (d.h. die Steuereinrichtung). Auf im Wesentlichen gleiche Weise registriert ein Drucksensor 45 den Druck in dem Produkttank und überträgt diesen an den Mikroprozessor.An oxygen sensor 43 registers the oxygen concentration of the product gas and can be stored in the product tank 30 be arranged. The sensor 43 transmits a detected value to the microprocessor (ie, the controller). In substantially the same way, a pressure sensor registers 45 the pressure in the product tank and transfers it to the microprocessor.

Die Steuereinrichtung bewirkt, dass die Kreuzschaltventileinrichtung 20 über einen angemessenen Zeitraum während jedes Zyklussegments zwischen ihrer ersten und ihrer zweiten Position alterniert. Ein Zyklussegment kann entweder der Produktgaserzeugungszyklus oder der Reinigungszyklus sein. Die Zyklusdauer ist derart gewählt, dass jedes Bett über einen Zeitraum, der der Durchbruchzeit gleich oder kürzer als diese ist, mit der Luftquelle verbunden ist. Der Mechanismus, der das Kreuzschaltventil auslöst, kann auf dem Druck, wie z.B. einem Drucksollwert oder -sollwertbereich, in der Entnahmeleitung von dem Produkttank basieren, wie es bei einem auf dem Druck basierenden Steuerzyklus der Fall ist, oder er kann strikt auf einer Verweilzeit in dem Produkterzeugungsbett basieren, wie es z.B. bei einem auf einem Zeitzyklus basierenden Steuerzyklus der Fall ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann bei dem Steuerzyklus ein variabler Druck zum Erreichen der Verweilzeit in einem definierten Bereich auf der Basis einer projizierten Durchbruchzeit verwendet werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform haben die Betten einen Durchmesser von 3,5 Inch (8,89 cm), eine Länge von 15 Inch (38,10 cm), und sie enthalten 6,5 Pound (2,95 kg) 5A-Zeolith.The control device causes the cross-switching valve device 20 alternates between its first and second positions for a reasonable period of time during each cycle segment. A cycle segment may be either the product gas generation cycle or the cleaning cycle. The cycle time is chosen such that each bed is connected to the air source for a period of time equal to or shorter than the breakthrough time. The mechanism that triggers the cross-over valve may be based on the pressure, such as a pressure setpoint or set point range, in the withdrawal line from the product tank, as is the case with a pressure-based control cycle, or may be strictly limited to a dwell time in FIG based on the product generation bed, as is the case with a time cycle based control cycle, for example. According to another embodiment of the invention, in the control cycle, a variable pressure may be used to achieve the residence time in a defined range based on a projected breakthrough time. In the preferred embodiment, the beds are 3.5 inches (8.89 cm) in diameter, 15 inches (38.10 cm) in length, and contain 6.5 pounds (2.95 kg) of 5A zeolite.

Die Gasmischung wird mit einem Druck von bis zu 21 psi (1,45 bar) zu dem ersten Bett geliefert. Folglich wird das zweite Bett (d.h. ein "benutztes" Bett) in die Umgebung entlüftet, um ein Reinigen der stickstoffangereicherten Molekularsiebe zu bewirken. Vor der Durchbruchzeit wird das Konzentrationsausgleichsventil geöffnet und ermöglicht, dass primärproduktangereichertes Gas von des ersten Bett in das evakuierte zweite Bett strömt. Während des Konzentrationsausgleichszeitraums wird ein Bett evakuiert, und das andere Bett hat gerade den Drucksollwert erreicht, der die Strömung zwischen den Betten antreibt. Die Strömung weist einen hohen Sauerstoffgehalt auf, so dass es sich bei dem ersten Produkt, das über die Leitung 46 in den Produkttank gelangen soll, im Wesentlichen um von den Sauerstoffbetten erzeugtes Produktgas handelt. Der Druck des zweiten Betts ist der des produktangereicherten Gases zum Reinigen des Siebbetts. Vor dem Evakuieren des primärproduktangereicherten Gases aus dem ersten Bett über das zweite Bett wird die Kreuzschaltventileinrichtung 20 betätigt, um seine Position umzukehren. Durch das Betätigen der Kreuzschaltventileinrichtung wird die Lieferung der Gasmischung zu dem ersten Bett unterbrochen und beginnt das Evakuieren des ersten Betts und wird gleichzeitig das Evakuieren des zweiten Betts unterbrochen und das Zuführen der Gasmischung zu dem zweiten Bett begonnen.The gas mixture is delivered to the first bed at a pressure of up to 21 psi (1.45 bar). Consequently, the second bed (ie, a "used" bed) is vented to the environment to effect purification of the nitrogen-enriched molecular sieves. Prior to breakthrough time, the concentration equalization valve is opened allowing primary product enriched gas to flow from the first bed into the evacuated second bed. During the concentration equalization period, one bed is evacuated and the other bed has just reached the pressure setpoint that drives the flow between the beds. The flow has a high oxygen content, so that it is the first product that flows through the pipe 46 is to enter the product tank, is essentially produced by the oxygen beds product gas. The pressure of the second bed is that of the product-enriched gas for cleaning the sieve bed. Prior to evacuation of the primary product enriched gas from the first bed via the second bed, the cross-over valve device 20 pressed to reverse his position. By actuating the cross-over valve device, the supply of the gas mixture to the first bed is interrupted and begins the evacuation of the first bed and is simultaneously the Evacuation of the second bed interrupted and started feeding the gas mixture to the second bed.

Nach der Betätigung der Kreuzschaltventileinrichtung bleibt das Konzentrationsausgleichventil 42 offen, damit weiterhin eine Reinigungsmenge an produktangereichertem Gas in das zweite Bett strömen kann. Dadurch wird die Konzentration des zu dem Produkttank gelieferten Gases ausgeglichen, da das periodische Durchlaufen sequenziert ist, so dass das Produktgas von der Durchbruchzone weiter in den Produkttank strömt. Anschließend schließt sich das Konzentrationsausgleichsventil und unterbricht den Strom des Primärproduktgases zwischen den Betten. In dem zweiten Zyklussegment erhöht sich der Druck in dem zweiten Bett und nähert sich dem Gasmischungsquellendruck an. Gleichzeitig sinkt der Druck in dem ersten Bett und nähert sich dem Atmosphärendruck an. Bevor die Sekundärproduktmoleküle das zweite Bett durchlaufen haben, wird das Konzentrationsausgleichsventil 42 geöffnet und ermöglicht, dass das primärproduktangereicherte Gas in den Zeolith-Hohlräumen des zweiten Betts in das erste Bett strömt. Während das primärproduktangereicherte Gas in das ersten Bett strömt, wird die Kreuzschaltventileinrichtung betätigt. Durch das Betätigen der Kreuzschaltventileinrichtung wird das Evakuieren des ersten Betts unterbrochen und mit dem Liefern der Gasmischung begonnen und wird gleichzeitig das Liefern der Gasmischung zu dem zweiten Bett unterbrochen und das Evakuieren des zweiten Betts begonnen. Nach dem Betätigen der Kreuzschaltventileinrichtung wird das Konzentra tionsausgleichsventil geschlossen, wodurch die Druckausgleichsströmung des primärproduktangereicherten Gases zwischen den Betten unterbrochen wird. Die Schritte werden zyklisch wiederholt, um ein Fortsetzen der Fraktionierung des Primärproduktgases von der Mischung zu bewirken.After actuation of the cross-over valve device, the concentration compensation valve remains 42 open so that a purification amount of product-enriched gas can continue to flow into the second bed. Thereby, the concentration of the gas supplied to the product tank is compensated because the periodic cycling is sequenced, so that the product gas flows from the breakthrough zone further into the product tank. Subsequently, the concentration equalization valve closes and interrupts the flow of primary product gas between the beds. In the second cycle segment, the pressure in the second bed increases and approaches the gas mixture source pressure. At the same time, the pressure in the first bed drops and approaches the atmospheric pressure. Before the secondary product molecules have passed through the second bed, the concentration equalization valve becomes 42 and allows the primary product enriched gas in the second bed zeolite cavities to flow into the first bed. As the primary product enriched gas flows into the first bed, the cross-over valve device is actuated. By operating the cross-over valve device, the evacuation of the first bed is stopped and the supply of the gas mixture is started, and at the same time the supply of the gas mixture to the second bed is interrupted and the evacuation of the second bed is started. After actuation of the cross-over valve device, the concentration equalization valve is closed, whereby the pressure equalizing flow of the primary product-enriched gas between the beds is interrupted. The steps are repeated cyclically to cause the fractionation of the primary product gas from the mixture to proceed.

Gemäß 1 hält bei einer bevorzugten Ausführungsform das Reservoir oder der Produkttank 30 ein Sauerstoffreservoir auf einem Mindestdruck von ungefähr 14 psi (0,97 bar). Das sauerstoffangereicherte Gas enthält ungefähr 50 bis ungefähr 90 Volumenprozent, wünschenswerterweise ungefähr 70 bis ungefähr 98 Volumenprozent und vorzugsweise ungefähr 84 bis ungefähr 96 Volumenprozent Sauerstoff. Bei herkömmlichen Verfahren kann der Produkttank 30 mit einem (nicht gezeigten) Druckregler zum Steuern des Drucks von einem Patienten zugeführtem Sauerstoff verbunden sein. Typischerweise wird ein Druck von 5 psi (0,34 bar) angewendet. Ein (ebenfalls in 1 nicht gezeigter) Strömungsmesser kann zum Begrenzen der Strömungsrate zu dem Patienten z.B. auf 0,1 bis ungefähr 6 Liter pro Minute verwendet werden, wobei häufig eine Strömungsrate von ungefähr 3 Litern pro Minute angewendet wird. Falls gewünscht, kann ein (nicht gezeigter) Befeuchter das sauerstoffangereicherte Gas befeuchten. Das Gas wird über einen Schlauch und ein Beatmungsgerät, die in die Nasenlöcher des Patienten eingeführt werden können, dem Patienten zugeführt.According to 1 in a preferred embodiment, holds the reservoir or product tank 30 an oxygen reservoir at a minimum pressure of about 14 psi (0.97 bar). The oxygen-enriched gas contains about 50 to about 90 volume percent, desirably about 70 to about 98 volume percent, and preferably about 84 to about 96 volume percent oxygen. In conventional processes, the product tank 30 be connected to a pressure regulator (not shown) for controlling the pressure of oxygen supplied to a patient. Typically, a pressure of 5 psi (0.34 bar) is used. A (also in 1 not shown) can be used to limit the flow rate to the patient, for example, to 0.1 to about 6 liters per minute, often employing a flow rate of about 3 liters per minute. If desired, a humidifier (not shown) may humidify the oxygen-enriched gas. The gas is delivered to the patient through a tube and ventilator that can be inserted into the patient's nostrils.

Gemäß weiteren Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung kann sauerstoffangereichertes Gas von einem Sauerstoffkonzentrator, wie z.B. dem oben beschriebenen, durch Anwendung einer Vielzahl von Verfahren einem Kompressor zugeführt werden, in dem es auf einen sehr hohen Druck komprimiert und dann in einem tragbaren oder mobilen Behälter, wie z.B. einem Gaszylinder, gespeichert wird.According to others Embodiments of the present invention may be oxygen-enriched gas from an oxygen concentrator, e.g. the one described above, be supplied to a compressor by a variety of methods, in which it compresses to a very high pressure and then into one portable or mobile containers, such as. a gas cylinder is stored.

Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform wird das gesamte sauerstoffangereicherte Gas einem Kompressor zugeführt. Ein (nicht gezeigter, jedoch wie oben beschrieben ausgeführter) Konzentrator weist einen Tank 30 für ein sauerstoffangereichertes Produkt auf, in dem der Druck von ungefähr 14 bis ungefähr 21 psi (ungefähr 0,97 bis ungefähr 1,45 bar) variieren kann. Das darin enthaltene sauerstoffangereicherte Gas wird mit dem Druck des Konzentrationstanks, das heißt ungefähr 14 bis ungefähr 21 psi (ungefähr 0,97 bis ungefähr 1,45 bar), über eine Leitung 201 einem Strömungsmesser 210 zugeführt. Der Strömungsmesser 210 steuert die Strömungsrate des sauerstoffangereicherten Gases, das über eine Leitung 211 einem Puffertank 220 zugeführt wird, wobei der darin herrschende Gasdruck ebenfalls zwischen ungefähr 14 und ungefähr 21 psi (ungefähr 0,97 bis ungefähr 1,45 bar) liegen kann. Über eine Leitung 221 wird überwiegend Sauerstoffgas einem Kompressor 100 zugeführt. Der Kompressor 100 komprimiert in der oben beschriebenen Weise das sauerstoffangereicherte Gas auf einen Druck von ungefähr 2.250 psi (155,14 bar) und speichert es in einem mobilen oder tragbaren Zylinder 500. Je nach Rate der Entnahme des sauerstoffangereicherten Gases durch den Kompressor kann der Zuführdruck zwischen 21 psi (1,45 bar) und einem vorbestimmten Abschaltdruck von z.B. ungefähr 5 oder 7 psi (ungefähr 0,34 oder 0,48 bar) liegen, woraufhin der Kompressor automatisch von einem Drucksensorschalter abgeschaltet wird.At the in 2 In the embodiment shown, all the oxygen-enriched gas is fed to a compressor. A concentrator (not shown, but constructed as described above) has a tank 30 for an oxygenated product in which the pressure may vary from about 14 to about 21 psi (about 0.97 to about 1.45 bar). The oxygen-enriched gas therein is pressurized with the concentration tank, i.e., about 14 to about 21 psi (about 0.97 to about 1.45 bar) via a conduit 201 a flow meter 210 fed. The flowmeter 210 controls the flow rate of the oxygen-enriched gas via a conduit 211 a buffer tank 220 The gas pressure prevailing therein may also be between about 14 and about 21 psi (about 0.97 to about 1.45 bar). About a line 221 is predominantly oxygen gas a compressor 100 fed. The compressor 100 In the manner described above, compresses the oxygen-enriched gas to a pressure of about 2250 psi (155.14 bar) and stores it in a mobile or portable cylinder 500 , Depending on the rate of removal of the oxygen-enriched gas by the compressor, the supply pressure may be between 21 psi (1.45 bar) and a predetermined shut-off pressure of, for example, about 5 or 7 psi (about 0.34 or 0.48 bar), whereupon the compressor automatically switched off by a pressure sensor switch.

3 und 4 zeigen Ausführungsformen, bei denen sauerstoffangereicherte Luft aus dem Produkttank 30 des Oxygenators unter Anwendung unterschiedlicher Verfahren vorzugsweise einem Puffertank des Kompressors zugeführt wird, wobei diese Zuführung jedoch hinsichtlich der Sauerstoffkonzentration und/oder eines ausreichenden Drucks priorisiert ist. Beispielsweise kann die Zuführrate zu einem Patienten zwischen 0,1 und 6 Litern pro Minute bei einem Druck mit einem vorbestimmten Wert, wie z.B. 5 psi (0,34 bar), variieren, wobei das übrige sauerstoffangereicherte Gas generell mit einem anderen Druck dem Puffertank zugeführt wird. Der Puffertank kann generell einen großen Druckbereich aufweisen, wie beispielsweise zwischen 14 und 21 psi (0,97 und 1,45 bar). Wie jedoch in Bezug auf 2 beschrieben, kann je nach Rate der Gasentnahme aus dem Puffertank durch den Kompressor der Druck auf einen vorbestimmten Abschaltdruck absinken, wie z.B. 7 psi (0,48 bar), der höher ist als der Druck des dem Patienten zugeführten Gases, um eine angemessene Strömung des sauerstoffangereicherten Gases zu dem Patienten sicherzustellen. 3 and 4 show embodiments in which oxygen-enriched air from the product tank 30 the oxygenator is preferably supplied to a buffer tank of the compressor using different methods, but this supply is prioritized in terms of oxygen concentration and / or sufficient pressure. For example, the delivery rate to a patient may vary between 0.1 and 6 liters per minute at a pressure of a predetermined value, such as 5 psi (0.34 bar), with the remainder of the oxygen-enriched gas generally associated with ei another pressure is supplied to the buffer tank. The buffer tank may generally have a wide pressure range, such as between 14 and 21 psi (0.97 and 1.45 bar). How, however, in relation to 2 According to the rate of gas withdrawal from the buffer tank by the compressor, the pressure may drop to a predetermined cut-off pressure, such as 7 psi (0.48 bar), which is higher than the pressure of the gas supplied to the patient, to provide adequate flow oxygen-enriched gas to the patient.

Bei der in 3 gezeigten Ausführungsform leitet ein 5 psi- (0,34 bar-) Regler 210 sauerstoffangereichertes Gas aus dem Produkttank 30 in eine Strömungsleitung 220 und führt dieses einem Strömungsmesser 230 zu, der anschließend das sauerstoffangereicherte Gas mit einer vorbestimmten Strömungsrate von 0,1 bis 6 Liter pro Minute einem Patienten zuführt. Wahlweise kann der Strömungsmesser geschlossen sein, so dass das gesamte sauerstoffangereicherte Gas zu dem Kompressor geleitet wird. Das nicht zu dem Patienten geleitete Gas wird über eine Leitung 240 einem Zweiwegeventil 250 zugeführt. Ein sehr kleiner Teil des Gases in der Leitung 220 wird durch eine Leitung 260 über eine Drossel 262 in den Sauerstoffsensor 265 geleitet, der feststellt, ob die Sauerstoffkonzentration einen vorbestimmten Wert aufweist, wie z.B. mindestens 84 Prozent. Wenn der Sauerstoffsensor eine Konzentration bei oder über dem vorbestimmten Pegel detektiert, wird das Zweiwegeventil 250 geöffnet, und es ermöglicht ein Strömen des sauerstoffangereicherten Gases durch eine Leitung 270 in einen Puffertank 200, in dem der Druck dem in dem Sauerstoffprodukttank herrschenden Druck im Wesentlichen gleich ist. Sollte der Sauerstoffsensor jedoch keine geeignete Sauerstoffkonzentration detektieren, wird das Zweiwegeventil 250 geschlossen, so dass der Sauerstoffkonzentrator eine ausreichende Sauerstoffkonzentration aufbauen kann. Dabei wird der Strom des sauerstoffangereicherten Gases derart priorisiert, dass sichergestellt ist, dass dem Patienten ein Gas mit einer Mindest-Sauerstoffkonzentration zugeführt wird. Der Puffertank 200 kann einen Regler 280 aufweisen, der generell auf 12 psi (0,83 bar) eingestellt ist, damit das sauerstoffangereicherte Gas im Bedarfsfall in den Kompressor eintreten kann. Alternativ kann der Druckregler auf einen beliebigen Druck zwischen ungefähr 13 und ungefähr 21 psi (ungefähr 0,90 und ungefähr 1,45 bar) eingestellt sein. Eine Drossel 290 steuert die Gasströmungsrate von dem Puffertank zu dem Kompressor. Sollte der Kompressor den Druck in dem Puffertank unter einen vorbestimmten Wert absenken, schaltet ein (nicht gezeigter) Drucksensor automatisch den Gasstrom bei einem Druck ab, der oberhalb des Drucks des dem Patienten zugeführten Gases liegt. Durch diese Priorisierung ist sichergestellt, dass der Patient hinsichtlich des sauerstoffangereicherten Gases Priorität erhält.At the in 3 The embodiment shown leads a 5 psi (0.34 bar) regulator 210 oxygen-enriched gas from the product tank 30 in a flow line 220 and leads this to a flow meter 230 which then supplies the oxygen-enriched gas to a patient at a predetermined flow rate of 0.1 to 6 liters per minute. Optionally, the flow meter may be closed so that all of the oxygen-enriched gas is directed to the compressor. The gas not directed to the patient is delivered via a conduit 240 a two-way valve 250 fed. A very small part of the gas in the pipe 220 is through a line 260 via a throttle 262 in the oxygen sensor 265 which determines if the oxygen concentration has a predetermined value, such as at least 84 percent. When the oxygen sensor detects a concentration at or above the predetermined level, the two-way valve becomes 250 opened, and it allows a flow of oxygen-enriched gas through a conduit 270 in a buffer tank 200 in that the pressure is substantially equal to the pressure prevailing in the oxygen product tank. However, if the oxygen sensor does not detect a suitable oxygen concentration, the two-way valve becomes 250 closed, so that the oxygen concentrator can build up a sufficient oxygen concentration. In this case, the flow of the oxygen-enriched gas is prioritized such that it is ensured that the patient is supplied with a gas having a minimum oxygen concentration. The buffer tank 200 can be a regulator 280 which is generally set at 12 psi (0.83 bar) to allow the oxygen-enriched gas to enter the compressor when needed. Alternatively, the pressure regulator may be set to any pressure between about 13 and about 21 psi (about 0.90 and about 1.45 bar). A throttle 290 controls the gas flow rate from the buffer tank to the compressor. Should the compressor lower the pressure in the buffer tank below a predetermined value, a pressure sensor (not shown) will automatically shut off the gas flow at a pressure that is above the pressure of the gas supplied to the patient. This prioritization ensures that the patient gets priority over the oxygen-enriched gas.

Die in 4 gezeigte Ausführungsform leitet das sauerstoffangereicherte Gas durch einen 14 bis ungefähr 18 psi- (0,97 bis ungefähr 1,24 bar-) Regler 300 in eine Strömungsleitung 305, die einen Strömungsbegrenzer 307 aufweist. Die Strömung wird dann aufgeteilt, wobei ein Teil über eine Leitung 310 durch einen 5 psi- (0,34 bar-) Regler 320 in einen Strömungsmesser 330 strömt, der dann das Gas mit einer gewünschten Strömungsrate von generell 0,1 bis 6 Litern pro Minute dem Patienten zuführt, obwohl wahlweise der Strömungsmesser geschlossen sein kann. Der übrige Teil des Gases wird über eine Leitung 340 zu einem Zweiwegeventil 350 geleitet. Ein kleiner Teil des dem Patienten zugeführten Gases wird über eine Leitung 365 durch einen Strömungsbegrenzer 367 zu einem Sauerstoffsensor 360 abgeleitet. Gemäß 3 ist der Sauerstoffsensor auf einen vorbestimmten Wert eingestellt, wie z.B. auf eine Konzentration von 84 Prozent, so dass bei Nichterreichen des Pegels das Zweiwegeventil 350 über eine elektrische Leitung 355 geschlossen wird. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine Erhöhung der in dem Konzentratortank befindlichen Sauerstoffmenge durch die Oxygenatoreinheit. Diese priorisiert die Sauerstoffkonzentration, um sicherzustellen, dass der Patient eine Sauerstoffmenge mit mindestens dem vorbestimmten Mindestwert erhält. Wenn die Sauerstoffkonzentration ausreichend ist, strömt das Gas durch das Zweiwegeventil 350 in eine Leitung 370 und in den Puffertank 200, in dem es generell mit einem Druck von ungefähr 14 bis 18 psi (0,97 bis 1,24 bar) gespeichert wird. Ein Entlastungsventil 385, das auf einen beliebigen gewünschten Wert eingestellt sein kann, wie z.B. auf ungefähr 14 psi (0,97 bar), stellt sicher, dass das Gas unter ausreichendem Druck in den Puffertank gelangt. Das sauerstoffangereicherte Gas gelangt über eine Leitung 380 in den Kompressor. Sollte der Kompressor Gas schneller entnehmen als der Puffertank Gas erhält, fällt der Druck ab. Ein (nicht gezeigter) Drucksensorschalter kann auf einen vorbestimmten Wert eingestellt sein [z.B. auf ungefähr 7 psi (0,48 bar)], um sicherzustellen oder zu priorisieren, dass eine ausreichende Gas menge oder ein ausreichender Gasstrom dem Patienten zugeführt wird. Der vorbestimmte Abschaltdruck des Kompressors liegt immer über dem Druck, mit dem das Gas dem Patienten zugeführt wird. Die in 4 gezeigte Ausführungsform wird bevorzugt.In the 4 The illustrated embodiment directs the oxygen-enriched gas through a 14 to about 18 psi (0.97 to about 1.24 bar) regulator 300 in a flow line 305 that have a flow restrictor 307 having. The flow is then split, with a portion over a pipe 310 through a 5 psi (0.34 bar) regulator 320 into a flowmeter 330 which then supplies the gas to the patient at a desired flow rate of generally 0.1 to 6 liters per minute, although optionally the flow meter may be closed. The remaining part of the gas is via a pipe 340 to a two-way valve 350 directed. A small portion of the gas supplied to the patient is via a conduit 365 through a flow restrictor 367 to an oxygen sensor 360 derived. According to 3 For example, the oxygen sensor is set at a predetermined value, such as a concentration of 84 percent, so that when the level is not reached, the two-way valve 350 via an electrical line 355 is closed. This embodiment makes it possible to increase the amount of oxygen in the concentrator tank through the oxygenator unit. This prioritizes the oxygen concentration to ensure that the patient receives an amount of oxygen with at least the predetermined minimum value. When the oxygen concentration is sufficient, the gas flows through the two-way valve 350 in a line 370 and in the buffer tank 200 in that it is generally stored at a pressure of about 14 to 18 psi (0.97 to 1.24 bar). A relief valve 385 , which can be set to any desired value, such as about 14 psi (0.97 bar), ensures that the gas enters the buffer tank under sufficient pressure. The oxygen-enriched gas passes through a pipe 380 in the compressor. If the compressor takes out gas faster than the buffer tank receives gas, the pressure drops. A pressure sensor switch (not shown) may be set to a predetermined value [eg, about 7 psi (0.48 bar)] to ensure or prioritize that a sufficient amount of gas or gas flow is supplied to the patient. The predetermined cut-off pressure of the compressor is always above the pressure at which the gas is supplied to the patient. In the 4 embodiment shown is preferred.

Obwohl die vorstehende Beschreibung, die beispielhaft anhand von 2, 3 und 4 erfolgt, generell eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, sei darauf hingewiesen, dass diese modifizierbar ist. Beispielsweise braucht der Sauerstoffprodukttank 30 nicht verwendet zu werden. Stattdessen kann die sauerstoffangereicherte Luft aus einem Sauerstoffkonzentrator, wie dem in 1 gezeigten, über die gezeigten und beschriebenen Strömungsleitungen gemäß den unterschiedlichen Ausführungsformen aus 2, 3 und 4 der Puffertank zugeführt werden. Entsprechend wird die sauerstoffangereicherte Luft aufgeteilt, wobei eine Komponente zu dem Patienten geleitet wird und die andere Komponente zu dem Puffertank geleitet wird. Eine Priorisierung des sauerstoffangereicherten Gases zu dem Patienten mit entweder einer Mindest-Sauerstoffkonzentration oder einem ausreichenden Druck in dem Puffertank wird immer noch generell angewendet. Alternativ kann ein Produkttank 30 für angereicherten Sauerstoff verwendet werden, und der Puffertank kann wahlweise wegfallen. Mit anderen Worten: angereicherter Sauerstoff aus dem Produkttank kann über eine Komponente dem Patienten zugeführt werden und über eine zweite Komponente durch die dargestellte Strömungsleitung dem Kompressor zugeführt werden. Dabei wird das Priorisieren der gewünschten Strömung und der Sauerstoffkonzentration zu dem Patienten wie oben beschrieben aufrechterhalten, und zwar entweder mit Bezug auf den Sauerstoffkonzentrationspegel oder durch Zuführen eines adäquaten Drucks zu dem Kompressor.Although the above description, by way of example with reference to 2 . 3 and 4 is carried out, generally represents a preferred embodiment of the present invention, it should be noted that this is modifiable. For example, the oxygen product tank needs 30 not to be used. Instead, the oxygen-enriched air from an oxygen concentrator, such as the one in 1 shown, over the flow lines shown and described according to the different embodiments 2 . 3 and 4 the buffer tank are supplied. Accordingly, the oxygen-enriched air is split, with one component directed to the patient and the other component directed to the buffer tank. Prioritization of the oxygen-enriched gas to the patient having either a minimum oxygen concentration or a sufficient pressure in the buffer tank is still generally employed. Alternatively, a product tank 30 can be used for enriched oxygen, and the buffer tank can optionally be omitted. In other words, enriched oxygen from the product tank can be supplied via a component to the patient and be supplied via a second component through the illustrated flow line to the compressor. In doing so, prioritizing the desired flow and oxygen concentration to the patient is maintained as described above, either with reference to the oxygen concentration level or by supplying adequate pressure to the compressor.

Bei der Kompressoreinrichtung 100 aus 7 und 8 wird generell ein Wechselstrom-Elektroantriebsmotor 105 verwendet, der mit einer beliebigen gewünschten Drehzahl laufen kann, z.B. mit 1.700 UpM. Der Motor 105 kann ein (nicht gezeigtes) Gebläse entweder in dem Motorgehäuse oder unmittelbar an dieses angrenzend aufweisen, das Luft durch den Motor ansaugt und diesen kühlt. Energie wird von dem Motor über eine Welle 106 zu einem Antriebsrad 107 übertragen. Wünschenswertweise weist das Antriebsrad mehrere Nuten zum Aufnehmen eines Keilriemens, wie z.B. des Hauptantriebsriemens 109, auf. Solche Riemen sind generell faserverstärkt und haben eine sehr lange Lebensdauer. Der Hauptantriebsriemen 109 ist mit dem Hauptgetrieberad 110 verbunden, das mehrere Nuten 113 aufweist. Die Anzahl von am Umfang ausgebildeten Nuten 113 sowie deren Größe und Position stimmen mit denen der Nuten des Antriebsrads 107 überein, und diese greifen mit mehreren Vorsprüngen an dem Hauptantriebsriemen 109 zusammen. Von dem Hauptgetrieberad 110 steht ein versetzt angeordnetes Nabengetrieberad 114 vor, das einen viel kleineren Durchmesser hat als das Hauptgetrieberad 110. Das Nabengetrieberad 114 weist ebenfalls Nuten 115 zum Aufnehmen eines sekundären Antriebskeilriemens 122 auf. Ein zweites oder sekundäres großes Getrieberad 116 weist Nuten an seinem Umfang auf, die mit dem sekundären Antriebskeilriemen 122 zusammengreifen. Die versetzt angeordnete Nabe 114 steht über den sekundären Antriebskeilriemen 122 mit dem sekundären Getrieberad 116 in Kontakt und treibt dieses an, welches wiederum mit einer Kurbelwelle 130 verbunden ist.At the compressor device 100 out 7 and 8th generally becomes an AC electric drive motor 105 used, which can run at any desired speed, for example at 1700 rpm. The motor 105 may include a fan (not shown) either in or immediately adjacent to the engine housing that draws and cools air through the engine. Energy gets from the engine via a shaft 106 to a drive wheel 107 transfer. Desirably, the drive wheel has a plurality of grooves for receiving a V-belt, such as the main drive belt 109 , on. Such belts are generally fiber reinforced and have a very long life. The main drive belt 109 is with the main gear 110 connected, the several grooves 113 having. The number of circumferentially formed grooves 113 as well as their size and position coincide with those of the grooves of the drive wheel 107 match, and these engage with a plurality of projections on the main drive belt 109 together. From the main gear 110 is a staggered hub gear 114 before, which has a much smaller diameter than the main gear 110 , The hub gear 114 also has grooves 115 for receiving a secondary drive V-belt 122 on. A second or secondary large gear 116 has grooves on its circumference with the secondary drive V-belt 122 together access. The staggered hub 114 stands over the secondary drive V-belt 122 with the secondary gear 116 in contact and drives this, which in turn with a crankshaft 130 connected is.

Durch Verwendung der beiden großen Getrieberäder 110 und 116 wird eine doppelte Untersetzung erreicht, so dass die Drehzahl der Kurbelwelle 130 eine wünschenswert niedrige Drehzahl ist, wie z.B. ungefähr 50 UpM. Beide Antriebsriemen 109 und 122 weisen wünschenswerterweise federbelastete Spannarme 125 bzw. 127 auf, die ein kleines Maß an Spannung aufbringen. Die tatsächliche Zugspannung des ersten Riemens kann ungefähr 20 Pounds (9,07 kg) betragen, während die Spannung des zweiten Riemens ungefähr 100 Pounds (45,36 kg) betragen kann.By using the two large gears 110 and 116 a double reduction is achieved, so that the speed of the crankshaft 130 a desirably low speed, such as about 50 rpm. Both drive belts 109 and 122 Desirably have spring-loaded clamping arms 125 respectively. 127 on, which apply a small amount of tension. The actual tension of the first belt may be about 20 pounds (9.07 kg), while the tension of the second belt may be about 100 pounds (45.36 kg).

Die Mehrstufen-Kompressoreinrichtung kann eine beliebige Anzahl von Kolben aufweisen, die in 8 gezeigte weist jedoch drei auf, wobei zwei Kolben, d.h. der erste und der dritte Kolben, an derselben Kurbelwellenkröpfung angeordnet sind, während der zweite Kolben an einer um 180° von dem ersten und dem dritten Kolben versetzten Kröpfung angeordnet ist. Der Grund dafür ist, dass die Kolben Eins und Drei Luft ansaugen, wenn der zweite Kolben heruntergedrückt wird, und umgekehrt. Obwohl nicht dargestellt, kann eine Kurbelwelle verwendet werden, die drei Kröpfungen aufweist, die jeweils um ungefähr 110° bis 130°, z.B. um ungefähr 120°, zueinander versetzt sind, um den beim Kompressionshub auf den Motor aufgebrachten Drehwiderstand zu minimieren.The multi-stage compressor device may comprise any number of pistons which are in 8th However, it has three shown, wherein two pistons, ie, the first and the third piston, are arranged on the same crankshaft crank, while the second piston is arranged at a offset by 180 ° from the first and the third piston crank. The reason for this is that pistons one and three suck in air when the second piston is depressed, and vice versa. Although not shown, a crankshaft may be used that has three cranks each offset from one another by approximately 110 ° to 130 °, eg, approximately 120 °, to minimize the rotational resistance applied to the engine during the compression stroke.

Der Kompressor weist drei Kolben auf, d.h. Kolben Nr. 1 (131), Kolben Nr. 2 (133) und Kolben Nr. 3 (135). Jeder Kolben ist in einem separaten Zylinder aufgenommen, und somit ist Kolben Nr. 1 in dem ersten Zylinder (132) aufgenommen, der zweite Kolben ist in dem zweiten Zylinder (134) aufgenommen, und der dritte Kolben ist in dem dritten Zylinder (136) aufgenommen. Der Durchmesser des Kopfs 140 des ersten Kolbens ist dem Durchmesser des Basisteils des Kolbens ungefähr gleich, wie in 8 und 9 gezeigt, der Durchmesser des Kopfs von Kolben Nr. 2 (133) ist kleiner als der von Kolben Nr. 1, und der Durchmesser des Kopfs von Kolben Nr. 3 (135) ist kleiner als der Durchmesser von Kolben Nr. 2 (133). Das Basisteil jedes Kolbens 131B, 133B und 135B hat aus nachstehend beschriebenen Gründen jedoch die gleiche Größe. Damit die Kolben Nr. 2 und Nr. 3 korrekt arbeiten können, weist jeder eine ringförmige Buchse 1345 und 1365 auf den Innenseite der Zylinderwand auf, deren Innendurchmesser ungefähr dem Außendurchmesser der Kolbenköpfe Nr. 2 bzw. Nr. 3 gleich ist.The compressor has three pistons, ie piston no. 1 ( 131 ), No. 2 piston ( 133 ) and piston no. 3 ( 135 ). Each piston is received in a separate cylinder, and thus piston # 1 in the first cylinder (FIG. 132 ), the second piston is in the second cylinder ( 134 ), and the third piston is in the third cylinder ( 136 ). The diameter of the head 140 of the first piston is approximately equal to the diameter of the base part of the piston, as in FIG 8th and 9 shown, the diameter of the head of piston No. 2 ( 133 ) is smaller than that of piston No. 1, and the diameter of the head of piston No. 3 (FIG. 135 ) is smaller than the diameter of piston no. 2 ( 133 ). The base part of each piston 131B . 133B and 135B however, has the same size for reasons described below. In order for piston # 2 and # 3 to operate properly, each has an annular bushing 1345 and 1365 on the inside of the cylinder wall whose inner diameter is approximately equal to the outer diameter of the piston heads No. 2 and No. 3, respectively.

Unabhängig von der Größe des Kolbenkopfs weist dieser zwei Ringe auf, wie in 9 gezeigt. Da die Ringe aller drei Kolbenköpfe generell gleich sind, ist nur der erste Kolben in 9 gezeigt. Der Kolbenkopf weist zwei ringförmige Nuten oder Ausnehmungen auf, nämlich einen oberen Kolbenannulus 141 und einen unteren Annulus 144. Der obere Annulus enthält eine U-förmige Dichtung, die generell aus einer Teflon®-Legierung oder einem anderen reibungsarmen Material gefertigt ist. Die Dichtung weist eine Schraubenspannfeder 143 auf, die die Dichtung radial nach außen gegen die Zylinderwand drückt, um zu verhindern, dass Druckluft durch den Kolbenkopf zwischen dem Kolben und der Zylinderwand austritt. Um ferner das Aufrechter halten einer guten Dichtwirkung sicherzustellen, ist die Dichtung 142 U-förmig ausgebildet, so dass bei einem Druckaufbau in dem Zylinderkopf das Druckgas der Dichtung zugeführt wird und in diese eintritt und den Außenrand der Dichtung radial nach außen gegen die Zylinderwand drückt. Der untere Annulus 144 des Kolbenkopfs weist einen flachen oder vertikalen Gleitring 145 auf, der um den Annulus verläuft und ebenfalls von einer darin enthaltenen Schraubenspannfeder 146 radial nach außen gedrückt wird. Der untere Gleitring 145 kann aus einer Teflon®-Legierung gefertigt sein und dient als Kolbengleitring.Regardless of the size of the piston head has this two rings, as in 9 shown. Since the rings of all three piston heads are generally the same, only the first piston is in 9 shown. The piston head has two annular grooves or recesses, namely an upper piston annulus 141 and a lower annulus 144 , The upper annulus contains a U-shaped seal which is generally made from a Teflon® alloy or other friction poor material is made. The seal has a coil spring 143 which presses the seal radially outward against the cylinder wall to prevent compressed air from escaping through the piston head between the piston and the cylinder wall. In order to further ensure the maintenance of a good sealing effect, the seal 142 U-shaped, so that when a pressure build-up in the cylinder head, the pressurized gas is supplied to the seal and enters into this and presses the outer edge of the seal radially outwardly against the cylinder wall. The lower annulus 144 the piston head has a flat or vertical slide ring 145 which runs around the annulus and also by a helical tension spring contained therein 146 is pressed radially outward. The lower seal ring 145 can be made of a Teflon ® alloy and serves as a piston sliding ring.

Eine Verbindungsstange 148 verbindet den Kolbenkopf mit dem Kolbenbasisteil 150. Die Kolbenbasisteile aller drei Kolben haben den gleichen Durchmesser und greifen entsprechend mit einem passenden Zylinder mit im Wesentlichen dem gleichen Durchmesser zusammen. Das Kolbenbasisteil weist einen oberen Basisteil-Annulus 151 und einen unteren Basisteil-Annulus 155 auf, die beide mit einem Gleitring versehen sind, der dem Gleitring 145 des Kolbenkopf-Annulus 144 im Wesentlichen gleich, wenn nicht gar mit diesem identisch ist. Somit weist der obere Basisteil-Annulus 151 einen Gleitring 152 auf, der von einer Schraubenfeder 153 radial nach außen gedrückt wird. Auf im Wesentlichen gleiche Weise weist der untere Basisteil-Annulus 155 einen Gleitring 156 auf, der von einer Schraubenfeder 157 radial nach außen gedrückt wird. Obwohl die drei Gleitringe als identische Gleitringe dargestellt und beschrieben worden sind, können sie unter anderem unterschiedlich ausgeführt und aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sein. Das Kolbenbasisteil 150 weist eine Bohrung 158 auf, die lateral durch das Kolbenbasisteil 150 verläuft. Die Bohrung 158 nimmt einen Kolbenbolzen 159 auf. Der Kolbenbolzen und die Schraubenfeder dienen beide zum Halten des Gleitrings 156 in einer radial äußeren Position, damit dieser an der Zylinderwand anliegt.A connecting rod 148 connects the piston head to the piston base part 150 , The piston base parts of all three pistons have the same diameter and correspondingly engage with a matching cylinder of substantially the same diameter. The piston base part has an upper base part annulus 151 and a lower base part annulus 155 on, which are both provided with a sliding ring, the sliding ring 145 the piston head annulus 144 essentially the same, if not identical. Thus, the upper base part annulus 151 a sliding ring 152 on top of a coil spring 153 is pressed radially outward. In substantially the same way, the lower base part annulus 155 a sliding ring 156 on top of a coil spring 157 is pressed radially outward. Although the three slip rings have been shown and described as identical slip rings, they may, among other things, be made differently and made of different materials. The piston base part 150 has a hole 158 on, the laterally through the piston base part 150 runs. The hole 158 takes a piston pin 159 on. The piston pin and the coil spring both serve to hold the sliding ring 156 in a radially outer position so that it rests against the cylinder wall.

Die zweiteilige Kolbeneinrichtung weist eine untere Verbindungsstange 160 auf, die in 10 gezeigt ist. Die Verbindungsstange weist eine obere Bohrung 161 auf, durch die der Kolbenbolzen 159 verläuft. Eine untere Bohrung 163 der Verbindungsstange verläuft um einen entsprechenden Teil der Kurbelwelle und greift mit diesem zusammen. Um ein Drehen der Verbindungsstange 160 um die Kurbelwelle 130 zu ermöglichen, weist ein abgedichteter Teil 164 der Verbindungsstange Lager auf.The two-piece piston device has a lower connecting rod 160 on that in 10 is shown. The connecting rod has an upper bore 161 on, through which the piston pin 159 runs. A lower hole 163 the connecting rod extends around a corresponding part of the crankshaft and engages with this. To turn the connecting rod 160 around the crankshaft 130 to allow, has a sealed part 164 the connecting rod bearing on.

Die zweiteiligen Kolbenringeinrichtung bewirkt, dass sich das Lager 164 der Verbindungsstange 160 frei mit der Kurbelwelle in einer Dreh- oder Kreisbewegung drehen kann, wobei sich die obere Bohrung 161 nur in einer Linear- oder Hin- und Herbewegung bewegt, wodurch sich die Kolbenstange 148 mit dem daran befindlichen Kolbenkopf und -basisteil nur linear hin- und hergehend bewegen kann. Dadurch wird verhindert, dass Lateralkräfte auf die Zylinderwand aufgebracht werden, was häufig zu Verschleiß und einer ovalen Form der Zylinderwand führt. Die zweiteilige Kolbenringeinrichtung führt somit zu einer langen Lebensdauer des Kolbens und der Zylinderwand.The two-piece piston ring device causes the bearing 164 the connecting rod 160 can rotate freely with the crankshaft in a rotary or circular motion, with the upper bore 161 moved only in a linear or reciprocating motion, causing the piston rod 148 with the piston head and -basisteil it can move only linearly reciprocating. This prevents lateral forces from being applied to the cylinder wall, often resulting in wear and an oval shape of the cylinder wall. The two-part piston ring device thus leads to a long service life of the piston and the cylinder wall.

Obwohl jeder Kolben zum Komprimieren des Gases auf einen höheren Druck dient, besteht eine wünschenswerte Ausgestaltung, wie oben beschrieben, darin, dass jeder nachfolgende Kolbenkopf eine kleinere Fläche aufweist. Beispielsweise kann Kolben Nr. 1 (131) einen Durchmesser von ungefähr 1¾ Inch (4,45 cm) haben, während Kolben Nr. 2 einen Durchmesser von ungefähr 1¼ Inch (3,18 cm) aufweist und Kolben Nr. 3 einen Durchmesser von ungefähr ½ Inch (1,27 cm) haben kann, bei dem es sich im Wesentlichen um den Durchmesser der Kolbenstange 148 handeln kann. Wünschenswerterweise ist die Druckerhöhung von jeder Stufe oder jedem Kolben proportional zu der der anderen. Das Kompressionsverhältnis jedes Kolbens kann variieren, ist jedoch generell gleich. Obwohl Kompressionsverhältnisse bis zu 10 angewendet werden können, beträgt der wünschenswerte Druckbereich ungefähr 6 bis ungefähr 8.Although each piston is for compressing the gas to a higher pressure, a desirable configuration, as described above, is that each successive piston head has a smaller area. For example, piston no. 1 ( 131 ) have a diameter of about 1¾ inches (4.45 cm) while piston no. 2 has a diameter of about 1¼ inch (3.18 cm) and piston no. 3 has a diameter of about 1/2 inch (1.27 cm) which may be essentially the diameter of the piston rod 148 can act. Desirably, the pressure increase from each stage or piston is proportional to that of the others. The compression ratio of each piston can vary, but is generally the same. Although compression ratios up to 10 may be used, the desirable pressure range is about 6 to about 8.

Da sich beim Komprimieren des sauerstoffangereicherten Gases Wärme entwickelt, können die Strömungsleitungen zwischen den Kolben so verlaufen, dass sie lang genug sind, damit die Kompressionswärme von der Umgebungsluft absorbiert werden kann und somit das darin enthaltene angereicherte Druckgas gekühlt werden kann. Gemäß 8 kann eine von dem ers ten Kolben zu dem zweiten Kolben verlaufende Kühlleitung 182 als wellenförmiger Weg oder dergleichen ausgebildet sein, und das gleiche gilt für die Kühlleitung 184 zwischen dem zweiten und dem dritten Kolben.As heat develops during compression of the oxygen-enriched gas, the flow conduits between the pistons may be made to be long enough for the heat of compression to be absorbed by the ambient air and thus to cool the enriched pressurized gas contained therein. According to 8th can one of the ers th piston extending to the second piston cooling line 182 be designed as a wave-shaped path or the like, and the same applies to the cooling line 184 between the second and third pistons.

Der Kompressorteils der Vorrichtung arbeitet wie folgt. Der Elektromotor 105, der über die Antriebsriemen 109 und 122 unabhängig von dem Kompressor arbeitet, welcher den Molekularsieben in dem Sauerstoffkonzentratorteil der Vorrichtung Luft zuführt, dreht die Kurbelwelle 130, wodurch bewirkt wird, dass sich die Kolben Nr. 1, Nr. 2 und Nr. 3 (131, 133, 135) hin- und herbewegen und in ihren jeweiligen Kammern Luft komprimieren. Insbesondere wird angereicherte Sauerstoffgas aus dem Kompressor-Puffertank dem ersten Kolben zugeführt. Der Kolben 131 weist ein Einlass-Rückschlagventil 172, das es ermöglicht, dass Luft in den Zylinderkopfraum über dem Kolben eintritt, und ein Auslass-Rückschlagventil 173 auf, das es ermöglicht, dass Druckgas aus dem ersten Kolben austritt. Die Rückschlagventile ermöglichen einen Gasstrom in einer Richtung, so dass dann, wenn das Gas zu dem ersten Kolben gelangt ist, das Gas beim Kompressionshub nicht mehr aus diesem heraus in den Puffertank zurückgedrückt werden kann. Auf im Wesentlichen gleiche Weise verhindert das Auslass-Rückschlagventil 173, dass das Gas, wenn es einmal aus dem Kolben herausgedrückt ist, während des Ansaughubs des ersten Kolben angesaugt wird. Auf im Wesentlichen gleiche Weise weist der zweite Kolben 133 ein Einlass-Rückschlagventil 175 auf, das es ermöglicht, dass die Druckluft von dem Kolben Nr. 1 in den Kopfraum über dem Kolben 133 gesaugt wird, jedoch verhindert, dass die Druckluft in den ersten Kolben zurückgedrückt wird. Ein Auslass-Rückschlagventil 176 verhindert, dass das dem zweiten Kolben komprimierte Gas in den Kolben zurückgesaugt wird, nachdem es aus diesem ausgetreten ist. Auf im Wesentlichen gleiche Weise wird das Gas, das im Kolben Nr. 2 weiter komprimiert worden ist, durch ein Einlass-Rückschlagventil 178 dem Kolben Nr. 3 (135) zugeführt, in dem es weiter komprimiert wird. Das Druckgas wird dann über ein Auslass-Rückschlagventil 179 eines Vorratszylinders 500 für angereichertes Sauerstoffgas zugeführt. Das Auslass-Rückschlagventil 179 verhindert somit, dass das in dem Zylinder gespeicherte hochkomprimierte Gas in den dritten Kolben zurückgelangt.The compressor part of the device operates as follows. The electric motor 105 that about the drive belt 109 and 122 operates independently of the compressor which supplies air to the molecular sieves in the oxygen concentrator portion of the apparatus, the crankshaft rotates 130 causing piston no. 1, no. 2 and no. 131 . 133 . 135 ) and compress air in their respective chambers. In particular, enriched oxygen gas is supplied from the compressor buffer tank to the first piston. The piston 131 has an inlet check valve 172 that allows air to enter the cylinder head space above the piston and an exhaust rear check valve 173 on, which allows compressed gas to escape from the first piston. The check valves allow gas flow in one direction, so that when the gas has passed to the first piston, the gas can not be pushed back out of this out into the buffer tank during the compression stroke. In substantially the same way, the outlet check valve prevents 173 in that the gas, once it has been pushed out of the piston, is sucked in during the intake stroke of the first piston. In substantially the same way, the second piston 133 an inlet check valve 175 which allows the compressed air from piston # 1 to headspace above the piston 133 is sucked, but prevents the compressed air is pushed back into the first piston. An outlet check valve 176 prevents the gas compressed from the second piston from being sucked back into the piston after it has exited it. In substantially the same way, the gas which has been further compressed in piston no. 2 is passed through an inlet check valve 178 the piston No. 3 ( 135 ), in which it is further compressed. The compressed gas is then passed through an outlet check valve 179 a stock cylinder 500 supplied for enriched oxygen gas. The outlet check valve 179 thus prevents the highly compressed gas stored in the cylinder from getting back into the third piston.

Während des Kompressorbetriebs wird das Gas in dem tragbaren Zylinder 500, das sich anfangs auf Umgebungsdruck befindet, graduell auf einen gewünschten Druck gebracht. Ein geeigneter Druck beträgt ungefähr 2.250 psi (155,14 bar). Selbstverständlich können andere Zylinder entweder höhere oder niedrigere Gasdrücke aufnehmen und diese aufrechterhalten. Eine Berstscheibe 180 ist als Sicherheitsstruktur vorgesehen, die bei einem Druck, der über dem gewünschten Speicherdruck des Gaszylinders liegt, birst. Somit kann bei der vorliegenden Ausführungsform ein solcher Druck ungefähr 2.800 psi (193,06 bar) betragen. Obwohl nicht dargestellt, können Berstscheiben auch in den von dem Ausgang der ersten und der zweiten Zylinder ausgehenden Strömungsleitungen vorgesehen sein, um einen unzulässigen Druckaufbau in diesen Leitungen zu verhindern. Ein Druckregler 181 dient zum Ausgeben des sauerstoffangereicherten Gases mit einem Druck von ungefähr 5 psi (0,34 bar) über einen (nicht gezeigten) Strömungsmesser mit einer beliebigen gewünschten Rate, wie z.B. ungefähr 0,1 bis ungefähr 6 Liter pro Minute, zu einem Patienten.During compressor operation, the gas in the portable cylinder 500 , which is initially at ambient pressure, gradually brought to a desired pressure. A suitable pressure is about 2,250 psi (155.14 bar). Of course, other cylinders can take up or maintain either higher or lower gas pressures. A rupture disk 180 is provided as a safety structure that bursts at a pressure that is above the desired storage pressure of the gas cylinder. Thus, in the present embodiment, such a pressure may be about 2,800 psi (193.06 bar). Although not shown, rupture discs may also be provided in the flow lines emanating from the exit of the first and second cylinders to prevent excessive pressure build-up in these lines. A pressure regulator 181 is used to deliver the oxygen-enriched gas to a patient at a pressure of about 5 psi (0.34 bar) via a flow meter (not shown) at any desired rate, such as about 0.1 to about 6 liters per minute.

Wie oben beschrieben, weist der Puffertank sauerstoffangereichertes Gas mit einem Druck auf, der generell zwischen ungefähr 7 oder 14 psi (0,48 oder 0,97 bar) und ungefähr 21 psi (1,45 bar) liegt. Der Kompressor ist derart ausgelegt, dass er generell dann mit der Komprimierung beginnt, wenn der Druck in dem Tank generell bei einem Maximum liegt, bis er auf einen vorbestimmten Druck abfällt, z.B. auf 7 oder 8 psi (0,45 oder 0,55 bar). Generell wird der Druck von verschiedenen Schaltern, Sensoren, Relais und dergleichen elektrisch gesteuert. Kurz gesagt leitet ein Master-EIN/AUS-Schalter Energie an den Kompressormotor 105, der wiederum bewirkt, dass sich die Kurbelwelle dreht und somit Luft komprimiert wird. Es gibt zwei druckempfindliche Schalter: einen Niederdruckschalter, der einen Druck unterhalb eines vorbestimmten Werts detektiert, z.B. 7 bis 12 psi (0,45 bis 0,83 bar), und einen Hochdruckschalter, der einen Druck oberhalb von 2.250 psi (155,14 bar) detektiert. Wenn der Niederdruckschalter einen Druck unterhalb des vorbestimmten Pegels detektiert, wird der Motor 105 über ein Relaisschalter abgeschaltet. Dies ermöglicht, dass ein Sauerstoffzustrom aus dem Konzentrator in dem Puffertank auf einen gewünschten Druck gebracht wird. Bei dem Niederdrucksensor handelt es sich um ein Festkörperrelais. Bei Ausfall des Relais schließt dieses nicht, und der Motor kann weiterlaufen. Entsprechend ist dieser Relaisschalter mit dem mechanischen Relaisschalter des Hochdrucksensors in Reihe geschaltet, der den Motor abschaltet, wenn der Druck in dem Zylinder ungefähr 2.250 psi (155,14 bar) erreicht.As described above, the buffer tank has oxygen-enriched gas at a pressure generally between about 7 or 14 psi (0.48 or 0.97 bar) and about 21 psi (1.45 bar). The compressor is designed to generally begin compression when the pressure in the tank is generally at a maximum until it drops to a predetermined pressure, eg, at 7 or 8 psi (0.45 or 0.55 bar) ). Generally, the pressure of various switches, sensors, relays and the like is electrically controlled. In short, a master ON / OFF switch sends power to the compressor motor 105 which in turn causes the crankshaft to rotate, thus compressing air. There are two pressure sensitive switches: a low pressure switch that detects a pressure below a predetermined value, eg, 7 to 12 psi (0.45 to 0.83 bar), and a high pressure switch that provides a pressure above 2250 psi (155.14 bar) ) detected. When the low pressure switch detects a pressure below the predetermined level, the engine becomes 105 switched off via a relay switch. This allows an oxygen feed from the concentrator in the buffer tank to be brought to a desired pressure. The low pressure sensor is a solid state relay. If the relay fails, it does not close and the motor can continue running. Accordingly, this relay switch is connected in series with the mechanical relay switch of the high pressure sensor which shuts off the engine when the pressure in the cylinder reaches about 2,250 psi (155.14 bar).

5 und 6 zeigen die elektrische Schaltung des Kompressors. Energie wird anfangs dem Kompressor über den rücksetzbaren Unterbrecher 600 und dann dem Netzschalter 610 zugeführt. Wenn sich der Netzschalter in der "EIN"-Position befindet, gelangt Energie zu dem Motoranlassschalter 620 und den dem Startrelais gemeinsamen Kontakten 630 und beleuchtet ferner die Leistungsanzeige 640. Wenn der Anlassschalter gedrückt ist, wird die Startrelaisspule angesteuert, wodurch bewirkt wird, dass sich beide Schalter des Relais schließen. 5 and 6 show the electrical circuit of the compressor. Energy is initially supplied to the compressor via the resettable breaker 600 and then the power switch 610 fed. When the power switch is in the "on" position, power is supplied to the engine start switch 620 and the contacts common to the starting relay 630 and also illuminates the performance indicator 640 , When the start switch is pressed, the starter coil is energized, causing both switches of the relay to close.

Einer dieser geschlossenen Schalter leitet die Energie zu einem Hochdruckschalter 650, der normalerweise geschlossen ist, wenn der Ausgangsdruck des Kompressors unter 2.250 psi (155,14 bar) liegt. Das Ausgangssignal des Hochdruckschalters wird zu der Startrelaisspule zurückgeführt, um die Startrelaisspule im angesteuerten Zustand zu halten, ohne dass der Anlassschalter gedrückt ist, die Energiezufuhr zu der Spule wird jedoch abgeschaltet, wenn ein hoher Druck erreicht ist. (Dies erfolgt, wenn ein Tank gefüllt ist). Das Ausgangssignal des Hochdruckschalters ist ferner mit dem Niederdruckschalter 660 verbunden. Solange der Einlassdruck von dem Konzentrator über dem vorbestimmten Wert liegt, z.B. 7 psi (0,48 bar), ist der Niederdruckschalter geschlossen und ist der Ruhekontakt mit Energie versorgt. Dieses Leistungssignal wird dem Ansteuerungskontakt des Festkörperrelais zugeführt, welches es wiederum ermöglicht, den Festkörperausgang "abzuschal ten". Das Ausgangssignal des Hochdruckschalters ist ferner mit der Laufanzeige 670 verbunden, die dann leuchtet.One of these closed switches directs the energy to a high pressure switch 650 which is normally closed when the output pressure of the compressor is below 2,250 psi (155.14 bar). The output of the high pressure switch is returned to the starting relay coil to hold the starting relay coil in the driven state without the start switch being depressed, but the energization to the coil is cut off when a high pressure is reached. (This happens when a tank is filled). The output of the high pressure switch is also connected to the low pressure switch 660 connected. As long as the inlet pressure from the concentrator is above the predetermined value, eg 7 psi (0.48 bar), the low pressure switch is closed and the normally closed contact is energized. This power signal is supplied to the control contact of the solid state relay, which in turn allows the solid state output "abgeschal th". The output signal of the High pressure switch is also with the running indicator 670 connected, which then lights up.

Der zweite geschlossene Schalter des Startrelais ist mit dem "Eingang" des Festkörperrelais verbunden. Wenn das Festkörperrelais von dem von dem Niederdruckschalter kommenden Signal eingeschaltet wird, wird dem Motor 105 und seinen Anlaufkondensatoren durch den Festkörperausgang Energie zugeführt. Eine gemeinsame Leitung ist mit der anderen Seite des Motors verbunden, um die Schaltung abzuschließen. Ein Stundenzähler 690 ist parallel zu dem Motor geschaltet, um die Motorlaufzeit zu überwachen.The second closed switch of the starter relay is connected to the "input" of the solid state relay. When the solid state relay is turned on by the signal coming from the low pressure switch, the motor is turned on 105 and fed its start capacitors through the solid state output. A common line is connected to the other side of the motor to complete the circuit. An hour counter 690 is connected in parallel with the motor to monitor the motor running time.

In der oben beschriebenen Situation beginnt der Motor zu laufen und bleibt in Betrieb, bis einer von zwei Fällen eintritt. Der erste Fall wäre, dass der Eingangsdruck des Kompressors unter einen vorbestimmten Druck fällt, z.B. 7 psi (0,48 bar). Dies bewirkt, dass sich der Niederdruckschalter 660 öffnet und das Festkörperrelais 695 abschaltet, wodurch wiederum der Motor 105 abgeschaltet wird. Wenn der Eingangsdruck des Kompressors über einen gewünschten vorbestimmten Druck steigt, schließt sich der Niederdruckschalter 660 und schaltet sich das Festkörperrelais wieder ein und startet den Motor. Dies ist ein normaler Vorgang, der von der Konzentratoreffizienz abhängig ist und sich wiederholen kann. Der zweite Fall, bei dem der Motor abgeschaltet wird, tritt ein, wenn ein Sauerstofftank gefüllt ist. Der Ausgangsdruck steigt über 2.250 psi (155,14 bar) und bewirkt daher, dass sich der Hochdruckschalter 650 öffnet. Dadurch wird die Energiezufuhr zu der Startrelaisspule abgeschaltet, wodurch sich beide Schalter öffnen und die Energiezufuhr sowohl zu dem Eingang des Hochdruckschalters als auch zu dem Eingang des Festkörperrelais abgeschaltet wird, so dass der Motor abgeschaltet wird. Zum anschließenden Anlassen des Motors muss der Anlassschalter 620 gedrückt werden. Wenn ein höherer Druck als 2.250 psi (155,14 bar) verbleibt, bleibt der Hochdruckschalter offen, und es wird kein Signal zu der Startrelaisspule zurückgeführt, um diese im angesteuerten Zustand zu halten, wodurch der Motor abgeschaltet bleibt. Solange der Hochdruckschalter offen ist, bleibt die Laufanzeige 670 abgeschaltet.In the situation described above, the engine starts to run and remains in operation until one of two cases occurs. The first case would be that the inlet pressure of the compressor falls below a predetermined pressure, eg 7 psi (0.48 bar). This causes the low pressure switch 660 opens and the solid state relay 695 turns off, which in turn turns off the engine 105 is switched off. When the input pressure of the compressor rises above a desired predetermined pressure, the low pressure switch closes 660 and the solid state relay turns on again and starts the engine. This is a normal process that depends on the concentrator efficiency and can be repeated. The second case where the engine is shut down occurs when an oxygen tank is filled. The outlet pressure rises above 2,250 psi (155.14 bar) and therefore causes the high pressure switch 650 opens. This shuts off power to the starter coil, opening both switches and shutting off power to both the high pressure switch input and the solid state relay input, turning off the motor. For the subsequent start of the engine, the start switch must 620 be pressed. If a pressure greater than 2,250 psi (155.14 bar) remains, the high pressure switch will remain open and no signal will be returned to the starter coil to keep it energized, leaving the engine shut down. As long as the high pressure switch is open, the run indicator remains 670 off.

Direkte Kurzschlüsse zwischen Energie und gemeinsamer Leitung oder Fälle, in denen mehr als 8 A Strom verbraucht wird, bewirken, dass sich der rücksetzbare Unterbrecher 600 plötzlich öffnet.Direct shorts between power and common line or cases where more than 8 A of power is consumed cause the resettable breaker 600 suddenly opens.

Wie oben beschrieben, ist der Betrieb des Kompressors 100 vollständig unabhängig von dem Sauerstoffkonzentrator sowie der Verwendung dieses Druckgases als Kraft- oder Energiequelle für den Kompressor. Mit anderen Worten: der in dem Sauerstoffkonzentrator akkumulierte Druck wird nicht zum Antreiben oder Betreiben eines Druckverstärkers verwendet.As described above, the operation of the compressor is 100 completely independent of the oxygen concentrator and the use of this compressed gas as a power or energy source for the compressor. In other words, the pressure accumulated in the oxygen concentrator is not used for driving or operating a pressure booster.

Ein eindeutiger Vorteil der Vorrichtung und des Verfahrens zum Erzeugen von sauerstoffangereichertem Gas und zum Komprimieren des Gases besteht in der Bereitstellung einer mobilen oder tragbaren Quelle für Gas mit hochreinem Sauerstoff. Patienten, die mit ungefähr 80 bis ungefähr 98 Prozent Sauerstoff angereichertes Gas benötigen, sind nicht länger darauf beschränkt, sich in der Nähe eines Sauerstoffkonzentrators aufzuhalten, wie beispielsweise in einem Bett, zu Hause, in einem Krankenhaus oder in einem Rollstuhl. Vielmehr kann der Patient den mobilen Gaszylinder bequem mit sich tragen, wie z.B. in einem Rucksack, und kann somit mit dem Rollstuhl, Auto und sogar Flugzeugen und Zügen reisen. Je nach Druck und Größe des Vorratszylinders kann die Sauerstoffzufuhr ungefähr 2 bis ungefähr 24 Stunden oder sogar noch länger dauern.One clear advantage of the device and the method for generating of oxygen-enriched gas and compressing the gas in providing a mobile or portable source of gas with high purity oxygen. Patients with approximately 80 to approximately 98 percent oxygen require enriched gas, are not longer limited to close by an oxygen concentrator, such as in a bed, at home, in a hospital or in a wheelchair. Rather, the patient can comfortably carry the mobile gas cylinder with them wear, such as in a backpack, and so can with the wheelchair, Car and even planes and trains to travel. Depending on the pressure and size of the storage cylinder the oxygen supply can be about 2 to about 24 hours or even longer to last; to endure, to continue.

RADIALKOMPRESSORRADIAL COMPRESSOR

Ein besonderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung betrifft eine elektromechanische Sauerstoffverteilvorrichtung oder ein elektromechanisches Sauerstoffverteilsystem zur häuslichen Verwendung, mit der/dem dem Patienten konzentrierter Sauerstoff zugeführt wird und ferner gleichzeitig unter Druck stehender konzentrierter Sauerstoff einem Vorratszylinder zur persönlichen ambulanten Verwendung durch einen Patienten zugeführt wird. Die Vorrichtung ist zur Verwendung in Zusammenhang mit einer Sauerstoffquelle vorgesehen, die in der Lage ist, Sauerstoff mit einer bevorzugten Konzentration von mindestens 85 oder 90 Volumenprozent bei verschiedenen Drücken, wie z.B. generell von ungefähr 2 bis ungefähr 20 psig (ungefähr 0,14 bis 1,38 bar) und wünschenswerterweise von ungefähr 2,5 oder ungefähr 4 bis ungefähr 10 psig (ungefähr 0,17 oder ungefähr 0,28 bis ungefähr 0,69 bar) zu liefern. Quellen konzentrierten Sauerstoffs umfassen einen Sauerstoffkonzentrator, wie oben beschrieben, oder herkömmliche oder handelsübliche Sauerstoffkonzentratoren, wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf, Mallinckrodt-Aeris 590; Russ Products – Millienum, Sunrise, und dergleichen. Diese Konzentratoren können verschiedene Sauerstoffkonzentrationsabgaben, Drücke und wünschenswerte Strömungsraten, wie z.B. mindestens ungefähr 3,5 oder 6 Liter pro Minute, aufweisen.A particular embodiment of the present invention relates to an electromechanical oxygen distribution device or an electromechanical oxygen distribution system for domestic use, with which the concentrated oxygen is supplied to the patient and, at the same time, pressurized concentrated oxygen is supplied to a storage cylinder for personal ambulatory use by a patient. The device is intended for use in conjunction with an oxygen source capable of producing oxygen at a preferred concentration of at least 85 or 90 volume percent at various pressures, such as generally from about 2 to about 20 psig (about 0.14 to 1 , 38 bar), and desirably from about 2.5 or about 4 to about 10 psig (about 0.17 or about 0.28 to about 0.69 bar). Concentrated oxygen sources include an oxygen concentrator as described above or conventional or commercial oxygen concentrators such as, but not limited to, Mallinckrodt-Aeris 590 ; Russ Products - Millienum, Sunrise, and the like. These concentrators may have various oxygen concentration deliveries, pressures, and desirable flow rates, such as at least about 3.5 or 6 liters per minute.

Gemäß 13 weist das Sauerstoffverteilsystem oder die Sauerstoffverteilvorrichtung 800 ein Gehäuse 810 sowie einen Sauerstoff-Testmodus-Einlass 815, einen Sauerstoff-Normalbetriebs-Einlass 820 zum Aufnehmen von Sauerstoff von einer Quelle konzentrierten Sauerstoffs, einen Sauerstoffauslass 825 zum Zuführen von Sauerstoff zu einem Patienten, einen Sauerstoffströmungsmesser 830 zum Regeln des Sauerstoffstroms zu einem Patienten, einen Druckmesser 835, einen Netzschalter 840 zum Ein- und Ausschalten der Kompressoreinheit oder -vorrichtung und einen Füllanschluss 845 zum Verbinden des Druckgases mit einem Gasvorratszylinder 1000.According to 13 indicates the oxygen distribution system or the oxygen distribution device 800 a housing 810 and an oxygen test mode inlet 815 , an oxygen normal operation inlet 820 for receiving oxygen from a source of concentrated oxygen, an oxygen outlet 825 for delivering oxygen to a patient, an oxygen flow meter 830 to regulate the flow of oxygen to one Patient, a pressure gauge 835 , a power switch 840 for turning on and off the compressor unit or device and a filling port 845 for connecting the compressed gas with a gas storage cylinder 1000 ,

Bei dem in 11 und 12 gezeigten Radialkompressor wird generell ein Wechselstrom-Elektromotor 905 verwendet, der mit einer beliebigen gewünschten Drehzahl laufen kann, wie z.B. generell von ungefähr 500 oder 1.000 bis ungefähr 3.600 oder 6.000 UpM, vorzugsweise von ungefähr 1.100 bis ungefähr 1.300 UpM. Generell kann der Antriebsmotor eine beliebige PS-Zahl aufweisen, die wünschenswerterweise zwischen ungefähr 1/100 bis ungefähr ½ PS (ungefähr 7,46 bis ungefähr 372,85 W) liegt, wobei 1½ PS (62,14 W) am stärksten bevorzugt wird. Der Antriebsmotor 905 kann ein (nicht gezeigtes) Gebläse in dem Motorgehäuse oder unmittelbar an dieses angrenzend aufweisen, das Luft durch den Motor saugt und diesen dadurch kühlt. Energie wird von dem Motor über eine Motorwelle 906 zu einem nicht gezeigten Antriebsrad übertragen, das wünschenswerterweise mehrere Nuten und/oder Zähne zum Aufnehmen eines Riemens, wie z.B. eines Antriebsriemens 909, aufweist. Der Antriebsriemen kann generell eine gewünschte geeignete Zusammensetzung aufweisen, wie z.B. Gummi oder verstärktes Gummi, die eine lange Lebensdauer bietet. Der Antriebsriemen 909 ist mit einer Kompressor-Riemenscheibe 910 verbunden, die mehrere Nuten und/oder Zähne aufweist. Wahlweise kann ein (nicht gezeigter) Spannarm verwendet werden, um die Spannung des Antriebsriemens aufrechtzuerhalten. Die Kompressor-Riemenscheibe 910 ist mit einer Kurbelwelle 911 verbunden. Obwohl das vorliegende Ausführungsbeispiel nur mit einer einfachen Untersetzung dargestellt ist, können mehr Riemenscheiben und Untersetzungsgetriebe vorgesehen sein. Das bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendete einfache Untersetzungsgetriebe ist leichter und kompakter und enthält weniger Teile als eine Einrichtung, die mehr als eine Untersetzung aufweist.At the in 11 and 12 shown radial compressor is generally an AC electric motor 905 which may run at any desired speed, such as generally from about 500 or 1000 to about 3600 or 6000 rpm, preferably from about 1100 to about 1300 rpm. In general, the drive motor may have any PS number desirably between about 1/100 to about 1/2 PS (about 7.46 to about 372.85 W), with 1½ PS (62.14 W) being most preferred. The drive motor 905 may include a fan (not shown) in or adjacent the engine housing, which sucks air through the engine and thereby cools it. Energy is taken from the engine via a motor shaft 906 to a drive wheel, not shown, desirably having a plurality of grooves and / or teeth for receiving a belt, such as a drive belt 909 , having. The drive belt may generally have a desired suitable composition, such as rubber or reinforced rubber, which provides a long service life. The drive belt 909 is with a compressor pulley 910 connected, which has a plurality of grooves and / or teeth. Optionally, a tensioner arm (not shown) may be used to maintain tension on the drive belt. The compressor pulley 910 is with a crankshaft 911 connected. Although the present embodiment is shown with a simple reduction, more pulleys and reduction gears may be provided. The simple reduction gear used in the present embodiment is lighter and more compact and contains fewer parts than a device having more than one reduction.

Der Mehrstufen-Radialkompressor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung kann eine beliebige Anzahl von Kolben aufweisen, wie z.B. von 2 bis ungefähr 12, wünschenswerterweise von ungefähr 3 bis ungefähr 8 oder 10, wobei ungefähr 5 bevorzugt werden. Gemäß 11 und 12 weist die bevorzugte Ausführungsform 5 Kolben 915, 916, 917, 918 und 919 auf, das heißt, den ersten bis fünften Kolben, die radial um die Kurbelwelle 911 herum angeordnet sind. Jeder Kolben befindet sich in einem separaten Zylinder 925, 926, 927, 928 und 929, wobei der erste Kolben 915 in dem ersten Zylinder 925 angeordnet ist etc. Gemäß 11 weisen die Kolben und Zylinder oder verschiedene Teile davon unterschiedliche Formen und Größen, wie z.B. Durchmesser und Längen, auf, um den graduellen oder schrittweisen Druckaufbau von dem ersten Zylinder bis zu dem letzten oder fünften Zylinder zu vereinfachen. Beispielsweise weisen der erste Zylinder 915 und der zweite Zylinder 916 einen oberen Teil und ein Basisteil auf, die einstückig aus einem einzigen Element ausgebildet sind und generell den gleichen Durchmesser haben. Der dritte Kolben 917, der vierte Kolben 918 und der fünfte Kolben 919 weisen jeweils obere Teile auf, die kleiner sind als deren Basisteile. Da jeder nachfolgende Kolben im Wesentlichen auf der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses angeordnet ist, sind die von der Kurbelwelle und der in den Zylindern expandierenden Luft auf die verschiedenen Kolben aufgebrachten Kräfte generell ausgeglichen und bewirken einen effizienten Energietransfer. Ferner resultiert die radiale Konfiguration in einem leichten Gehäuse, das aus Aluminium gefertigt sein kann.The multi-stage centrifugal compressor according to the present embodiment of the invention may have any number of pistons, such as from 2 to about 12, desirably from about 3 to about 8 or 10, with about 5 being preferred. According to 11 and 12 The preferred embodiment has 5 pistons 915 . 916 . 917 . 918 and 919 on, that is, the first to fifth pistons, radially around the crankshaft 911 are arranged around. Each piston is located in a separate cylinder 925 . 926 . 927 . 928 and 929 , where the first piston 915 in the first cylinder 925 is arranged etc. According to 11 For example, the pistons and cylinders or various parts thereof have different shapes and sizes, such as diameter and length, to facilitate the gradual or incremental pressure build-up from the first cylinder to the last or fifth cylinder. For example, the first cylinder 915 and the second cylinder 916 an upper part and a base part, which are integrally formed from a single element and generally have the same diameter. The third piston 917 , the fourth piston 918 and the fifth piston 919 each have upper parts that are smaller than their base parts. Since each successive piston is disposed substantially on the opposite side of the housing, the forces exerted by the crankshaft and the air expanding in the cylinders on the various pistons are generally balanced and effect efficient energy transfer. Further, the radial configuration results in a lightweight housing that may be made of aluminum.

Der Radialkompressor ist derart konfiguriert, dass das Gasvolumen in jeder nachfolgenden Kolben/Zylinder-Einrichtung wünschenswerterweise proportional reduziert ist. Somit ist gemäß 11 der komprimierbare Bereich 935 der ersten Kolben/Zylinder-Einrichtung größer als der komprimierbare Bereich 936 der zweiten Kolben/Zylinder-Einrichtung und so weiter. Das Kompressionsverhältnis kann generell zwischen ungefähr 1 und ungefähr 10 liegen und liegt vorzugsweise zwischen ungefähr 2 und ungefähr 5, wobei ungefähr 2,5 am stärksten bevorzugt wird. Der Motor 905 treibt die ringförmige Kurbelwelle 911 an, welche eine Master-Verbindungsstange 920 sowie Slave-Verbindungsstangen 921 über 924 antreibt, mit denen sie in Wirkverbindung steht. Die Kurbelwelle weist eine Kröpfung auf, die eine Hin- und Herbewegung der Kolben ermöglicht.The radial compressor is configured such that the gas volume in each subsequent piston / cylinder device is desirably proportionally reduced. Thus, according to 11 the compressible area 935 the first piston / cylinder device greater than the compressible region 936 the second piston / cylinder device and so on. The compression ratio may generally be between about 1 and about 10, and is preferably between about 2 and about 5, with about 2.5 being most preferred. The motor 905 drives the annular crankshaft 911 on which a master connecting rod 920 as well as slave connecting rods 921 above 924 drives, with whom she is in operative connection. The crankshaft has a crank which allows reciprocating movement of the pistons.

Der Radialkompressor arbeitet generell wie folgt: der Antriebsmotor 905 dreht über den Antriebsriemen 909 und die Riemenscheibe 910 die Kurbelwelle 911 und bewirkt somit, dass sich der erste bis fünfte Kolben 915919 hin- und herbewegen und ein Quellengas in ihren jeweiligen Kammern komprimieren. Insbesondere wird ein Gas, bei dem es sich vorzugsweise um angereichertes Sauerstoffgas handelt, dem ersten Kolben 915 zugeführt. Die Gase, die dem Radialkompressor zugeführt oder zu diesen geliefert werden, können von verschiedenen Quellen geliefert werden, was hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gemacht ist, wie z.B. von einem Molekularsieb-Sauerstoffkonzentrator, einem Produkttank oder einem Puffertank. Alternativ können Gase von einem Flüssig- oder Hochdruck-Sauerstoffzylinder, der typischerweise zu groß und zu schwer ist, um auf einfache Weise bewegt zu werden, als Quellengas dienen, das dem Kompressor zugeführt wird. Diese großen Zylinder enthalten eine große Menge Sauerstoff, wie z.B. typischerweise von ungefähr 800 bis ungefähr 900 Kubikfuß (ungefähr 22,65 bis ungefähr 25,49 m3) komprimierten oder verflüssigten Sauerstoff.The radial compressor generally works as follows: the drive motor 905 turns over the drive belt 909 and the pulley 910 the crankshaft 911 and thus causes the first to fifth pistons 915 - 919 to reciprocate and compress a source gas in their respective chambers. In particular, a gas, which is preferably enriched oxygen gas, is the first piston 915 fed. The gases supplied to or delivered to the radial compressor may be supplied from various sources, which is hereby incorporated by reference, such as a molecular sieve oxygen concentrator, a product tank, or a buffer tank. Alternatively, gases from a liquid or high pressure oxygen cylinder, which is typically too large and too heavy to be easily moved, may serve as source gas supplied to the compressor. These large cylinders contain a large amount of oxygen, such as typically from about 800 to about 900 cubic feet (about 22.65 to about 25.49 m 3 ) compressed or liquefied oxygen.

Die Kolben/Zylinder-Einrichtungen in jedem Zylinderkopf weisen herkömmliche Rückschlagventilelemente auf, wie z.B. Kugel-und-Feder-Einrichtungen, wie die in 8 gezeigten, die es ermöglichen, dass Gas auf gewünschte Weise, d.h. in einer Richtung, in die Kolben/Zylinder-Einrichtung hinein und aus dieser heraus strömt. Das bevorzugte Rückschlagventilelement gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist eine Federrate von vorzugsweise 2 psi (0,14 bar) oder weniger auf. Um sicherzustellen, dass der komprimierte konzentrierte Sauerstoff nicht aus einem nachfolgenden Kompressionszylinder in einen vorhergehenden Zylinder zurückströmt, weist jede Zylinderkopfeinrichtung zwei sequentiell zueinander angeordnete Auslass-Rückschlagventile auf, wie in 14 schematisch gezeigt.The piston / cylinder devices in each cylinder head have conventional check valve elements, such as ball and spring devices such as those described in U.S. Pat 8th shown, which allow gas in a desired manner, ie in one direction, flows into and out of the piston / cylinder device. The preferred check valve element according to the present embodiment has a spring rate of preferably 2 psi (0.14 bar) or less. To ensure that the compressed concentrated oxygen does not flow back from a subsequent compression cylinder to a preceding cylinder, each cylinder head assembly has two sequentially arranged outlet check valves, as in FIG 14 shown schematically.

11 und 12 zeigten verschiedene Fittings und Kolbenkopfeinrichtungen, die Rückschlagventile aufweisen. Ein Einlass-Rückschlagventil 940 der ersten Kolbeneinrichtung ermöglicht es, dass das Gas in den ersten komprimierbaren Bereich 935 eintritt, und ein Auslass-Rückschlagventil 941 ermöglicht es, dass das Druckgas aus dem ersten Kolben austritt. Die Rückschlagventile ermöglichen den Gasstrom in einer Richtung, so dass das Gas, wenn es einmal zu dem ersten Kolben gelangt ist, während des Kompressionshubs des Kolbens nicht durch das Einlass-Rückschlagventil zurückgedrückt werden kann. Auf im Wesentlichen gleiche Weise verhindert das Auslass-Rückschlagventil 941, dass Gas, welches aus dem ersten Kolben herausgedrückt worden ist, beim Ansaughub des ersten Kolbens angesaugt wird. Auf im Wesentlichen gleiche Weise weist der zweite Kolben 916 ein Einlass-Rückschlagventil 942 auf, das es ermöglicht, dass das Druckgas von der ersten Kolben/Zylinder-Einrichtung in den zweiten komprimierbaren Bereich 936 gesaugt wird, jedoch verhindert, dass das Druckgas in den ersten Kolben zurückgedrückt wird. Ein Auslass-Rückschlagventil 943 verhindert, dass das in der zweiten Kolben/Zy linder-Einrichtung komprimierte Gas in diese zurückgesaugt wird, nachdem es aus dieser ausgetreten ist. 11 and 12 showed various fittings and piston head assemblies having check valves. An inlet check valve 940 The first piston means allows the gas to be in the first compressible region 935 enters, and an outlet check valve 941 allows the pressurized gas to escape from the first piston. The check valves allow gas flow in one direction so that once the gas has entered the first piston, it can not be pushed back through the inlet check valve during the compression stroke of the piston. In substantially the same way, the outlet check valve prevents 941 in that gas which has been forced out of the first piston is sucked in on the intake stroke of the first piston. In substantially the same way, the second piston 916 an inlet check valve 942 on, which allows the compressed gas from the first piston / cylinder device in the second compressible region 936 is sucked, but prevents the compressed gas is pushed back into the first piston. An outlet check valve 943 prevents the gas compressed in the second piston / cylinder device from being sucked back into it after it has exited it.

Auf im Wesentlichen gleiche Weise weist der dritte Kolben 917 ein Einlass-Rückschlagventil 944 auf, das es ermöglicht, dass das Druckgas von der zweiten Kolben/Zylinder-Einrichtung in den dritten komprimierbaren Bereich 937 angesaugt wird, jedoch verhindert, dass das Druckgas in den zweiten Kolben zurückgedrückt wird. Ein Auslass-Rückschlagventil 945 verhindert, dass das in der dritten Kolben/Zylinder-Einrichtung komprimierte Gas in diese zurückgedrückt wird, nachdem es aus dieser ausgetreten ist.In substantially the same way, the third piston 917 an inlet check valve 944 on, which allows the compressed gas from the second piston / cylinder device in the third compressible region 937 is sucked, but prevents the compressed gas is pushed back into the second piston. An outlet check valve 945 prevents the compressed in the third piston / cylinder device gas is pushed back into this after it has leaked out of this.

Auf im Wesentlichen gleiche Weise weist der vierte Kolben 918 ein Einlass-Rückschlagventil 946 auf, das es ermöglicht, dass das Druckgas von der dritten Kolben/Zylinder-Einrichtung in den vierten komprimierbaren Bereich 938 angesaugt wird, jedoch verhindert, dass das Druckgas in den dritten Kolben zurückgedrückt wird. Ein Auslass-Rückschlagventil 947 verhindert, dass das in der vierten Kolben/Zylinder-Einrichtung komprimierte Gas in diese zurückgedrückt wird, nachdem es aus dieser ausgetreten ist.In substantially the same way, the fourth piston 918 an inlet check valve 946 on, which allows the pressurized gas from the third piston / cylinder device to the fourth compressible region 938 is sucked, but prevents the compressed gas is pushed back into the third piston. An outlet check valve 947 prevents the gas compressed in the fourth piston / cylinder device from being pushed back into it after it has exited it.

Schließlich weist auf im Wesentlichen gleiche Weise der fünfte Kolben 919 ein Einlass-Rückschlagventil 948 auf, das es ermöglicht, dass das Druckgas von der vierten Kolben/Zylinder-Einrichtung in den fünften komprimierbaren Bereich 939 angesaugt wird, jedoch verhindert, dass das Druckgas in den vierten Kolben zurückgedrückt wird. Ein Auslass-Rückschlagventil 949 verhindert, dass das in der fünften Kolben/Zylinder-Einrichtung komprimierte Gas in diese zurückgedrückt wird, nachdem es aus dieser ausgetreten ist. Gemäß 14 verbindet ein geeigneter Schlauch, der in der Lage ist, hohen Drücken standzuhalten, wie z.B. ein Metallschlauch, auf herkömmliche Weise, die Fachleuten bekannt ist, verschiedene Teile der Sauerstoffverteilvorrichtung, wie z.B. die verschiedenen Kolben/Zylinder-Einrichtungen, den Puffertank, die verschiedenen Regler, den Vorratszylinder etc.Finally, in substantially the same way, the fifth piston 919 an inlet check valve 948 which allows the pressurized gas from the fourth piston / cylinder device to the fifth compressible region 939 is sucked, but prevents the compressed gas is pushed back into the fourth piston. An outlet check valve 949 prevents the gas compressed in the fifth piston / cylinder device from being pushed back into this after it has exited it. According to 14 connects a suitable hose capable of withstanding high pressures, such as a metal hose, in a conventional manner known to those skilled in the art, various parts of the oxygen distribution device, such as the various piston / cylinder devices, the buffer tank, the various regulators , the storage cylinder etc.

Gemäß 11 ist jede sequentielle Kolben/Zylinder-Einrichtung nicht in Umfangsrichtung um den Kompressor herum der nächst höheren Druckbeaufschlagungs-Kolben/Zylinder-Einrichtung benachbart angeordnet, sondern sie sind um mindestens eine Kolben/Zylinder-Einrichtung relativ zueinander versetzt oder gestaffelt angeordnet, um die auf den Kompressor und die Kurbelwelle wirkenden Kräfte auszugleichen. Mit anderen Worten: jede nachfolgende Kolben/Zylinder-Einrichtung ist hinsichtlich der Druckerhöhung des angereicherten Sauerstoffs von der vorhergehenden Einrichtung in Umfangsrichtung um mindestens zwei Einrichtungspositionen verschoben angeordnet, so dass wünschenswertweise mindestens eine dazwischenliegende Kolben/Zylinder-Einrichtung zwischen jedem Satz oder Paar von sequentiellen oder nachfolgenden Kolben/Zylinder-Einrichtungen vorgesehen ist.According to 11 For example, each sequential piston / cylinder device is not circumferentially adjacent to the compressor adjacent the next higher pressurization piston / cylinder device, but at least one piston / cylinder device is offset or staggered relative to one another to stagger the Compressor and the crankshaft acting forces. In other words, each subsequent piston / cylinder device is circumferentially offset by at least two device positions with respect to the pressure increase of the enriched oxygen from the previous device, so that desirably at least one interposed piston / cylinder device between each set or pair of sequential or subsequent piston / cylinder devices is provided.

Beim Zuführen von konzentriertem Sauerstoff zu dem Radialkompressor baut der erste Zylinder graduell einen Druck auf, wobei der zweiten Zylinder graduell einen höheren Druck aufbaut etc., bis ein gewünschter Druck in dem Vorratszylinder 1000 erreicht ist. Obwohl die Bereiche in jedem Zylinder stark variieren können, wird der gewünschte Bereich von dem Konzentrator oder einer anderen Sauerstoffquelle von ungefähr 2 bis ungefähr 20 psig (ungefähr 0,14 bis ungefähr 1,38 bar) auf ungefähr 34 psig (2,34 bar) aufgebaut. Bei der zweiten Komprimierung wird graduell ein Druck von ungefähr 110 psig (7,58 bar) aufgebaut, wobei bei einer dritten Komprimierung graduell ein Druck von ungefähr 300 psig (20,69 bar) aufgebaut wird. Bei der vierten Komprimierung wird graduell ein Maximaldruck von ungefähr 800 psig (55,16 bar) aufgebaut, während bei der letzten oder fünften Komprimierung ein Maximaldruck von ungefähr 2.000 psig (137,90 bar) aufgebaut wird. Die oben genannten Drücke beziehen sich generell auf einen gewünschten Druck von ungefähr 2.000 psig (137,90 bar) und variieren natürlich proportional bei einem Fünfstufen-Kompressor bei einem beliebigen anderen gewünschten Enddruck, wie z.B. ungefähr 1.500 psi (103,43 bar), 2.500 psig (172,38 bar), 3.000 psig (206,85 bar) etc. Generell kann der Zylinder 1000 Drücke in einem Bereich von generell ungefähr 500 bis ungefähr 4.000 psig (ungefähr 34,48 bis ungefähr 275,80 bar), wünschenswerterweise von ungefähr 1.500 psig (103,43 bar) bis ungefähr 3.000 psig (206,85 bar) und vorzugsweise von ungefähr 1.900 psig (131,01 bar) bis ungefähr 2.100 psig (144,80 bar) aufnehmen.When supplying concentrated oxygen to the centrifugal compressor, the first cylinder gradually builds up pressure, the second cylinder gradually builds up a higher pressure, etc., until a desired pressure in the supply cylinder 1000 is reached. Although the ranges in each cylinder can vary widely, the desired range from the concentrator or other oxygen source is from about 2 to about 20 psig (about 0.14 to about 1.38 bar) to about 34 psig (2.34 bar). built up. The second compression gradually becomes a pressure of about 110 psig (7.58 bar), with a third compression gradually establishing a pressure of approximately 300 psig (20.69 bar). The fourth compression gradually builds up to a maximum pressure of about 800 psig (55.16 bar), while the final or fifth compression builds up to a maximum pressure of about 2,000 psig (137.90 bar). The above pressures generally refer to a desired pressure of about 2,000 psig (137.90 bar) and, of course, vary proportionally with a five-stage compressor at any other desired ultimate pressure, such as about 1,500 psi (103,43 bar), 2,500 psig (172.38 bar), 3.000 psig (206.85 bar) etc. Generally, the cylinder can 1000 Generally, pressures range from about 500 to about 4,000 psig (about 34.48 to about 275.80 bar), desirably from about 1,500 psig (103.43 bar) to about 3,000 psig (206.85 bar), and preferably about Record 1,900 psig (131.01 bar) to approximately 2,100 psig (144,80 bar).

Das Druckgas wird dann über ein Konnektor-Rückschlagventil 950 und über geeignete Schläuche, Konnektoren, Ventile und dergleichen einem Gasvorratszylinder 1000 zugeführt. Diese Vorratszylinder können generell eine beliebige herkömmliche Größe aufweisen, wobei Standardgrößen, wie z.B. M6, C, D und E geeignet sind. Typischerweise kann der Gaszylinder ein Druckgasvolumen in einem Bereich von generell ungefähr 10 bis ungefähr 650, wünschenswerterweise von ungefähr 50 oder 100 bis ungefähr 400 oder 500, vorzugsweise von ungefähr 150 bis ungefähr 250 Litern aufnehmen. Wünschenswerterweise weist der Zylinder einen eingebauten Druckmesser mit einem Bereich von ungefähr 0 bis ungefähr 3.000 psig (206,85 bar) und ein unabhängiges Ablassventil sowie eine Hochdruck-Berstscheibe auf, die auf einen beliebigen gewünschten Druck, wie z.B. ungefähr 6.000 psi (413,70 bar), eingestellt ist. Er kann ferner einen Schlauchauslass zur Verbindung mit einer Patienten-Kanüle aufweisen.The compressed gas is then via a connector check valve 950 and via suitable hoses, connectors, valves and the like a gas storage cylinder 1000 fed. These storage cylinders may generally be of any conventional size, with standard sizes such as M6, C, D and E being suitable. Typically, the gas cylinder may accommodate a pressurized gas volume in a range of generally from about 10 to about 650, desirably from about 50 or 100 to about 400 or 500, preferably from about 150 to about 250 liters. Desirably, the cylinder has a built-in pressure gauge ranging from about 0 to about 3,000 psig (206.85 bar) and an independent bleed valve, and a high pressure rupture disk that can be raised to any desired pressure, such as about 6,000 psi (413.70 bar). It may further include a tube outlet for connection to a patient cannula.

Wie oben beschrieben, kann der Radialkompressor 900 direkt anstelle der Kompressoreinrichtung 100 verwendet werden, das heißt in Zusammenhang mit einem Sauerstoffkonzentrator und mit verschiedenen Schaltschemata, Konfigurationen etc., und unabhängig davon, ob dieser vorzugsweise priorisiert ist, um sicherzustellen, dass ein Patient eine erforderliche Menge an sauerstoffangereichtem Gas erhält, oder nicht priorisiert ist. Entsprechend kann das Ablaufdiagram aus 2, 3 oder 4 verwendet werden, es sei jedoch darauf hingewiesen, dass generell andere Strömungssysteme ebenfalls zum Leiten des angereicherten Sauerstoffs aus dem Produkttank 30 entweder direkt oder indirekt etc. zu dem Radialkompressor 900 verwendet werden können.As described above, the radial compressor 900 directly instead of the compressor device 100 that is, in the context of an oxygen concentrator and with various circuitry, configurations, etc., and whether it is preferably prioritized to ensure that a patient receives or does not prioritize a required amount of oxygenated gas. Accordingly, the flow chart off 2 . 3 or 4 It should be noted, however, that other flow systems are generally also used to pass the enriched oxygen from the product tank 30 either directly or indirectly, etc. to the radial compressor 900 can be used.

Das Sauerstoffverteilsystem oder die Sauerstoffverteilvorrichtung, das/die den Radialkompressor aufweist, ist in 14 schematisch dargestellt. Die Sauerstoffverteilvorrichtung weist generell einen Sauerstoffsensor 860, ein Reservoir oder einen Puffertank 875 zum Aufnehmen oder Speichern des konzentrierten Sauerstoffs, den Mehrstufen-Radialkompressor 900, einen Hochdruckschalter 880, einen Druckmesser 835, ein Sauerstoffausgabe-Fitting oder einen Sauerstoffausgabe-Konnektor 885 und den tragbaren Hochdruckzylinder 1000 auf. Ferner sind ein Strömungsregler 877 und ein Strömungsmesser 830 vorgesehen. Gemäß 14 weist die Sauerstoffvorrichtung ferner eine Testmodusstruktur auf, die nachstehend genauer erläutet wird, mit der mindestens die Konzentration des Sauerstoffs von einem Sauerstoffkonzentrator, einem großen Sauerstoffzylinder oder einer anderen Quelle vor dem Verbinden mit der Sauerstoffquelle bestimmt wird. Obwohl die Sauerstoffverteilvorrichtung 800 primär für die Verwendung zu Hause vorgesehen ist, kann sie auch in anderen Einrichtungen verwendet werden, wie z.B. in Pflegeheimen, Kliniken, Krankenhauszimmern, Büros und dergleichen. Wie beschrieben, kann die Sauerstoffverteilvorrichtung verschiedene Pegel von Sauerstoffkonzentrationen aufnehmen, wie z.B. mindestens ungefähr 50% oder 75%, wünschenswerterweise mindestens ungefähr 80%. Die Sauerstoffvorrichtung ist jedoch bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel generell zum Aufnehmen von mindestens ungefähr 85 Volumenprozent, vorzugsweise mindestens ungefähr 90 Volumenprozent Sauerstoff und bei einer stärker bevorzugten Variante ungefähr 93 Volumenprozent plus/minus 3% vorgesehen.The oxygen distribution system or the oxygen distribution device having the radial compressor is shown in FIG 14 shown schematically. The oxygen distribution device generally has an oxygen sensor 860 , a reservoir or a buffer tank 875 to record or store the concentrated oxygen, the multistage radial compressor 900 , a high pressure switch 880 , a pressure gauge 835 , an oxygen dispensing fitting or an oxygen dispensing connector 885 and the portable high-pressure cylinder 1000 on. Further, a flow regulator 877 and a flow meter 830 intended. According to 14 For example, the oxygen device further includes a test mode structure, which will be discussed in more detail below, determining at least the concentration of oxygen from an oxygen concentrator, a large oxygen cylinder, or other source prior to connection to the oxygen source. Although the oxygen distribution device 800 primarily intended for home use, it may also be used in other facilities, such as nursing homes, clinics, hospital rooms, offices and the like. As described, the oxygen distribution device may accommodate various levels of oxygen concentrations, such as at least about 50% or 75%, desirably at least about 80%. However, in the present embodiment, the oxygen device is generally designed to hold at least about 85% by volume, preferably at least about 90% by volume oxygen, and in a more preferred variant about 93% by volume plus / minus 3%.

Wenn der Pegel der Sauerstoffkonzentration aus dem Sauerstoffkonzentrator etc. von dem Testmodussystem bestimmt worden ist, um der vorbestimmten Maximalanforderung oder dem vorbestimmten Maximalpegel Rechnung zu tragen, wird die Sauerstoffquelle, wie z.B. ein Konzentrator, mit einem Sauerstoffeinlass 820 verbunden. Von dort wird ein kleiner Teil dem Sauerstoffsensor 860 zugeführt, der die Sauerstoffkonzentration kontinuierlich überwacht. Der übrige Großteil des Sauerstoffs wird einem Reservoir oder Puffertank 875 zugeführt, wonach er in zwei Ströme kanalisiert wird, wobei ein ausgewählter oder vorbestimmter Teil des Sauerstoffs, wie z.B. von ungefähr 1 bis ungefähr 3, 4 oder 5 und vorzugsweise ungefähr 2 Liter pro Minute dem Kompressor zugeführt werden und ein ausgewählter oder vorbestimmter Teil, wie z.B. von ungefähr 0,1 bis ungefähr 6, wünschenswerterweise von 1 bis ungefähr 0,5 bis ungefähr 5, vorzugsweise von ungefähr 1 bis ungefähr 3 Liter pro Minute einem Patienten strömen. Diese beiden Teile summieren sich natürlich zu der Gesamtmenge des Sauerstoffstroms von dem Reservoir oder Puffertank 875; das heißt, ein Strom, wie z.B. der zu dem Patienten gehende, ist die Differenz zu dem zu dem Kompressor gehenden Strom relativ zu dem Gesamtstrom oder der Gesamtmenge von aus dem Puffertank austretendem Sauerstoff. Das Sauerstoffverteilsystem ist dahingehend priorisiert, dass der Radialkompressor nur läuft, wenn der Sauerstoffsensor 860 feststellt, dass die Sauerstoffkonzentration auf oder über einem Mindestpegel von beispielsweise 90 Volumenprozent liegt. Sollte die Sauerstoffkonzentration während des Kompressorbetriebs unter einen vorbestimmten Pegel fallen, schaltet somit der Sensor 860 den Kompressor ab, bis die Konzentration den vorbestimmten Pegel erreicht. Während der Kompressor abgeschaltet ist, um den Sauerstoffpegel aufzubauen, wird dem Patienten jedoch kontinuierlich der angereicherte Sauerstoff zugeführt. Gemäß 14 läuft der angereicherte Sauerstoff aus dem Puffertank durch den Druckregler 877 und den Strömungsmesser 830. Der Druckregler 877 ist auf einen beliebigen gewünschten vorbestimmten Druckpegel eingestellt, wie z.B. von ungefähr 1 bis ungefähr 5, wünschenswerterweise auf ungefähr 3 psig (ungefähr 0,07 bis ungefähr 0,34 und wünschenswerterweise auf ungefähr 0,21 bar). Der Strömungsmesser kann von dem Patienten oder einer anderen kompetenten, auf dem medizinischen Gebiet tätigen Person, wie z.B. einem Physiotherapeuten, Arzt etc., auf eine gewünschte Strömungsrate eingestellt werden.When the level of oxygen concentration from the oxygen concentrator, etc., from the test mode system has been determined to account for the predetermined maximum requirement or the predetermined maximum level, the oxygen source, such as a concentrator, with an oxygen inlet 820 connected. From there, a small part of the oxygen sensor 860 fed, which monitors the oxygen concentration continuously. The remainder of the oxygen becomes a reservoir or buffer tank 875 after which it is channeled into two streams, wherein a selected or predetermined portion of the oxygen, such as from about 1 to about 3, 4 or 5, and preferably about 2 liters per minute are fed to the compressor and a selected or predetermined part, such as for example, from about 0.1 to about 6, desirably from 1 to about 0.5 to about 5, preferably from about 1 to about 3, liters per minute of a patient. Of course, these two parts add up to the total amount of oxygen flow from the reservoir or buffer tank 875 ; that is, a current, such as that going to the patient, is the difference to the current going to the compressor relative to the total flow or the total amount of oxygen exiting the buffer tank. The oxygen distribution system is prioritized such that the radial compressor only runs when the oxygen sensor 860 determines that the oxygen concentration is at or above a minimum level of, for example, 90% by volume. Should the oxygen concentration drop below a predetermined level during compressor operation, the sensor will switch 860 Depress the compressor until the concentration reaches the predetermined level. However, while the compressor is shut down to build up the oxygen level, the patient continues to receive the enriched oxygen. According to 14 The enriched oxygen from the buffer tank passes through the pressure regulator 877 and the flowmeter 830 , The pressure regulator 877 is set at any desired predetermined pressure level, such as from about 1 to about 5, desirably to about 3 psig (about 0.07 to about 0.34, and desirably to about 0.21 bar). The flow meter may be adjusted to a desired flow rate by the patient or other competent medical practitioner, such as a physiotherapist, physician, etc.

Der dem Kompressor zugeführte Sauerstoff durchläuft, wie oben beschrieben, eine Reihe von Kompressorstufen oder Zylinder, wobei jede nachfolgende Stufe das Gas auf einen höheren Druck bringt, bis schließlich bei der letzten Stufe der gewünschte Anzeigedruck erreicht ist, woraufhin der Zylinder-Druckschalter 880 den Kompressormotor 905 abschaltet. Als Sicherheitsstruktur ist eine Berstscheibe 884 zum Verhindern eines unzulässigen Druckaufbaus in dem Vorratszylinder vorgesehen.The oxygen supplied to the compressor undergoes, as described above, a series of compressor stages or cylinders, each successive stage bringing the gas to a higher pressure until finally at the last stage the desired indication pressure is reached, whereupon the cylinder pressure switch 880 the compressor engine 905 off. As a safety structure is a rupture disk 884 for preventing an unacceptable pressure build-up in the storage cylinder.

Generell muss der Patient beim Betätigen der Sauerstoffverteilvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nur den Netzschalter 840 einschalten und den Strömungsmesser auf eine von einer im medizinischen Bereich tätigen Person oder dergleichen festgelegten Rate einstellen.In general, when operating the oxygen distribution device according to the present embodiment, the patient only has to turn on the power switch 840 and set the flowmeter to a rate set by a medical practitioner or the like.

Gemäß 14 kann die Vorrichtung 800 vorteilhafterweise ferner eine Sauerstoffkonzentrations-Testfunktion aufweisen. Dieses Testmodussystem weist den Testmodus-Einlass 815 auf. Der Einlass 815 steht über ein Rückschlagventil 854, dessen stromabwärtige Seite mit der stromabwärtigen Seite eines Rückschlagventils 872 in Verbindung steht, welches normalerweise Gas von dem Normalmodus-Einlass 820 durchlässt, mit dem Sauerstoffsensor 860 in Verbindung. Die stromabwärtigen Seiten der Rückschlagventile 854, 872 stehen beide mit einem Strömungsbegrenzer 856 in Verbindung, der den Gasstrom zu dem Sauerstoffsensor 860 begrenzt. Das Rückschlagventil 872 verhindert, dass das Gas von dem Testmodus-Einlass 815 in Richtung auf den Normalmodus-Einlass 820 strömt. Das Rückschlagventil 854 verhindert, dass das Gas von dem Normalmodus-Einlass 820 in Richtung auf den Testmodus-Einlass 815 strömt.According to 14 can the device 800 advantageously also have an oxygen concentration test function. This test mode system has the test mode inlet 815 on. The inlet 815 stands over a check valve 854 , the downstream side thereof with the downstream side of a check valve 872 which is normally gas from the normal mode inlet 820 lets through, with the oxygen sensor 860 in connection. The downstream sides of the check valves 854 . 872 both stand with a flow limiter 856 connecting the gas flow to the oxygen sensor 860 limited. The check valve 872 prevents the gas from entering the test mode inlet 815 towards the normal mode inlet 820 flows. The check valve 854 prevents the gas from the normal mode inlet 820 towards the test mode inlet 815 flows.

Ein Testdruck-Schalter 852 erfasst den auf den Testmodus-Einlass 815 aufgebrachten Gasdruck. Der Schalter 852 erzeugt eine Anzeige, dass das unter Druck stehende Gas auf den Testmodus-Eingang 815 aufgebracht ist. Der Schalter 852 kann beispielsweise mit einem Gasdruck von 2,1 psi (0,14 bar) oder mehr betätigt werden.A test pressure switch 852 detects the on test mode inlet 815 applied gas pressure. The desk 852 generates an indication that the pressurized gas is on the test mode input 815 is applied. The desk 852 For example, it can be operated with a gas pressure of 2.1 psi (0.14 bar) or more.

Wenn angezeigt wird, dass unter Druck stehendes Gas auf den Testmodus-Einlass 815 aufgebracht ist, wird der Kompressor 900 deaktiviert und wird der Sauerstoffsensor 860 dann zum Testen des Sauerstoffpegels oder der Sauerstoffkonzentration des auf den Testmodus-Einlass 815 aufgebrachten Gases verwendet.When it indicates that pressurized gas is entering the test mode inlet 815 Applied is the compressor 900 deactivated and becomes the oxygen sensor 860 then to test the oxygen level or oxygen concentration of the test mode inlet 815 applied gas applied.

Gemäß 15 kann der Betrieb der Vorrichtung 800 zum Beispiel vorteilhafterweise von einem Controller 1100 gesteuert werden. Der Controller 1100 ist vorzugsweise ein Mikrocontroller, kann jedoch beispielsweise auch ein Mikroprozessor mit diesem zugeordnetem Speicher und diesem zugeordneter Eingangs-/Ausgangsschaltung, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung, ein anwenderprogrammierbares Gate-Array oder eine andere geeignete programmierbare Vorrichtung sein.According to 15 can the operation of the device 800 for example, advantageously from a controller 1100 to be controlled. The controller 1100 is preferably a microcontroller, but may for example be a microprocessor with this associated memory and associated input / output circuitry, an application specific integrated circuit, a user programmable gate array, or other suitable programmable device.

Der Controller 1100 empfängt Eingangssignale von dem Sauerstoffsensor 860, dem Hochdruckschalter 880 und dem Testdruck-Schalter 852 und liefert Ausgangssignale zu dem Kompressor 900 und den Anzeigen 1102, 1104, 1106, 1108, 1110. Der Controller 1100 kann ferner beispielsweise die oben beschriebene Steuereinrichtung 50 aufweisen. Die Anzeigen 1102, 1104, 1106, 1108, 1110 können beispielsweise LEDs (Leuchtdioden), Glühlampen, ein LCD- (Flüssigkristallanzeige-) Bildschirm oder andere geeignete Anzeigen sein, einschließlich beispielsweise akustische Anzeigen.The controller 1100 receives input signals from the oxygen sensor 860 , the high pressure switch 880 and the test pressure switch 852 and provides output signals to the compressor 900 and the ads 1102 . 1104 . 1106 . 1108 . 1110 , The controller 1100 Further, for example, the above-described control device 50 exhibit. The ads 1102 . 1104 . 1106 . 1108 . 1110 For example, LEDs (light emitting diodes), incandescent lamps, an LCD (liquid crystal display) screen, or other suitable displays, including, for example, acoustic displays.

Wenn der Netzschalter 840 zum ersten Mal eingeschaltet wird, erscheinen für kurze Zeit (z.B. 1 Sekunde) die VOLL-Anzeige 1102, die WARTEN-Anzeige 1104, die FEHLER-Anzeige 1106 und die TEST-Anzeige 1108, um anzuzeigen, dass diese Anzeigen funktionieren. Dann erlöschen die Anzeigen 1102, 1106, 1108.When the power switch 840 is turned on for the first time, the FULL indicator will appear for a short time (eg 1 second) 1102 , the wait display 1104 , the ERROR indicator 1106 and the TEST indicator 1108 to indicate that these ads are working. Then the ads go out 1102 . 1106 . 1108 ,

Die WARTEN-Anzeige 1104 bleibt lang genug an, bis der Sauerstoffsensor 860 seine Betriebstemperatur erreicht hat (z.B. 3,0 Minuten).The wait display 1104 lasts long enough until the oxygen sensor 860 has reached its operating temperature (eg 3.0 minutes).

Der Controller 1100 überwacht ferner den Heizstrom und die Heizspannung und die Ausgangsstromspannung des Sauerstoffsensors 860, wenn die Vorrichtung 800 abgeschaltet ist. Wenn ein Fehler in dem Sauerstoffsensor 860 detektiert wird, blinkt die WARTEN-Anzeige 1104 mit einer Ein-Sekunden-Rate, wird die FEHLER-Anzeige 1106 aktiviert und werden alle anderen Anzeigen deaktiviert. In diesem Zustand sind der Kompressor 900 und die Testmodusfunktion nicht in Betrieb.The controller 1100 Further monitors the heating current and the heating voltage and the output current voltage of the oxygen sensor 860 when the device 800 is switched off. If there is a fault in the oxygen sensor 860 is detected, the WAIT display flashes 1104 at a one-second rate, the ERROR indicator will turn on 1106 activate and deactivate all other displays. In this condition are the compressor 900 and the test mode function is not operational.

Wenn kein Gasdruck von dem Testdruck-Schalter 852 detektiert wird, arbeitet die Vorrichtung 800 im Normalmodus. Das heißt, wenn ein akzeptabler Sauerstoffpegel, der von dem Sauerstoffsensor 860 in dem auf den Normalmodus-Einlass 820 aufgebrachten Gas (z.B. mehr als 91 Prozent) erfasst worden ist, läuft der Kompressor 900 und wird die FÜLLEN-Anzeige 1110 aktiviert. Wenn der Hochdruckschalter 880 aktiviert ist, werden von dem Controller 1100 die VOLL-Anzeige 1102 aktiviert, die FÜLLEN-Anzeige 1110 deaktiviert und der Kompressor 900 deaktiviert.If no gas pressure from the test pressure switch 852 is detected, the device operates 800 in normal mode. That is, if an acceptable level of oxygen, that of the oxygen sensor 860 in the on the normal mode inlet 820 applied gas (eg, more than 91 percent) has been detected, the compressor is running 900 and becomes the FILL indicator 1110 activated. When the high pressure switch 880 is enabled by the controller 1100 the FULL ad 1102 activated, the FILL indicator 1110 disabled and the compressor 900 disabled.

Wenn der Hochdruckschalter 880 während der Aufwärmphase aktiviert ist [z.B. volle Flasche (z.B. 2.000 psi) (z.B. 137,90 bar) bereits mit dem Sauerstoffauslass 825 verbunden], bewirkt der Controller 1100, dass die FEHLER-Anzeige 1106 mit einer Ein-Sekunden-Rate blinkt und muss die Vorrichtung 800 zurückgesetzt werden, um arbeiten zu können.When the high pressure switch 880 is activated during the warm-up [eg full bottle (eg 2,000 psi) (eg 137,90 bar) already with the oxygen outlet 825 connected], causes the controller 1100 that the ERROR indicator 1106 flashes at a one-second rate and needs the device 800 reset to work.

Wenn der Testdruck-Schalter 852 einen Gasdruck an dem Testmodus-Eingang 815 detektiert, arbeitet die Vorrichtung 800 im Testmodus. Wenn der Gasdruck von dem Eingang 815 weggenommen wird, arbeitet die Vorrichtung 800 wieder im Normalmodus.When the test pressure switch 852 a gas pressure at the test mode input 815 detected, the device works 800 in test mode. When the gas pressure from the entrance 815 is taken away, the device works 800 again in normal mode.

Wenn die Vorrichtung 800 in den Testmodus eintritt oder diesen verlässt, setzt der Controller 1100 den Betrieb der Vorrichtung für einen Zeitraum (z.B. 30 Sekunden) aus und aktiviert die WARTEN-Anzeige 1104, damit der Sauerstoffsensor 860 Zeit hat, sich bei einem neuen Eingabegas zu stabilisieren.When the device 800 enters or exits the test mode, the controller continues 1100 the operation of the device for a period of time (eg 30 seconds) and activates the WAIT display 1104 , so that the oxygen sensor 860 Time has come to stabilize with a new input gas.

Im Testmodus deaktiviert der Controller 1100 den Kompressor 900, er aktiviert die TEST-Anzeige 1108 und verwendet den Sauerstoffsensor 860 zum Testen des Sauerstoffpegels des auf den Testmodus-Eingang 815 aufgebrachten Gases. Wenn ein akzeptabler Sauerstoffpegel vorhanden ist, aktiviert der Controller 1100 die VOLL-Anzeige 1102. Andernfalls aktiviert der Controller 1100 die FEHLER-Anzeige 1106.In test mode, the controller disables 1100 the compressor 900 , he activates the TEST indicator 1108 and uses the oxygen sensor 860 to test the oxygen level of the test mode input 815 applied gas. If there is an acceptable level of oxygen, the controller activates 1100 the FULL ad 1102 , Otherwise, the controller activates 1100 the ERROR indicator 1106 ,

Der Testbetriebsmodus erlaubt es einem Benutzer, den Sauerstoffgehalt am Ausgang eines Zylinders oder Konzentrators auf einfache Weise zu prüfen, ohne dass der Kompressor der Vorrichtung aktiviert wird. Der Benutzer aktiviert den Testmodus durch einfaches Verbinden einer Gasquelle mit dem Testmodus-Einlass. Der Normalmodus wird wieder aufgenommen, wenn die Gasquelle entfernt worden ist. Der Benutzer muss keine weiteren Schritte unternehmen. Dies ist besonders für behinderte, grobmotorische oder mit der Technik nicht vertraute Benutzer von Vorteil.Of the Test mode allows a user to control the oxygen content at the output of a cylinder or concentrator in a simple manner to consider, without activating the compressor of the device. The user activates the test mode by simply connecting a gas source with the test mode inlet. The normal mode is resumed, when the gas source has been removed. The user does not have to take further steps. This is especially for disabled, coarse or technically unfamiliar users of Advantage.

Der Radialkompressor und die Einrichtung mit Verbindungsschläuchen etc. sind kompakt und leicht, und weisen ungefähr ¼ der Größe der in 8 gezeigten Kompressoreinrichtung 100 und ungefähr ¼ des Gewichts derselben auf. Vorteilhafterweise kann der Radialkompressor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zusammen mit einem beliebigen handelsüblichen Sauerstoffkonzentrator verwendet werden und weist zur einfachen Platzierung und Lagerung eine modulare Konstruktion und eine kompakte Konfiguration auf. Der Radialkompressor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist hinsichtlich des Energieverbrauchs sehr effizient, läuft ruhig und erzeugt eine sehr geringe Vibration. Ferner bietet die Einheit trotz niedrigen Energieverbrauchs generell die gleichen Merkmale auf wie andere Einheiten, wie z.B. die in 110 gezeigten, beispielsweise die gleiche Füllzeit.The radial compressor and the device with connecting hoses, etc. are compact and lightweight, and have approximately ¼ the size of in 8th shown compressor device 100 and about 1/4 of its weight. Advantageously, the radial compressor according to the present embodiment may be used in conjunction with any commercially available oxygen concentrator and has a modular construction and compact configuration for ease of placement and storage. The radial compressor according to the present embodiment is very efficient in terms of power consumption, runs quietly and generates a very small vibration. In addition, despite its low power consumption, the unit generally offers the same features as other units, such as those in 1 - 10 shown, for example, the same filling time.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das dem in 11 bis 15 gezeigten im Wesentlichen gleich ist, ist in 16, 17 und 18 dargestellt und führt angereicherten Sauerstoff primär einem Patienten und in zweiter Linie einem Puffertank und dann einem Radialkompressor zu. Sofern nachstehend nichts anderes spezifiziert ist, ist das Ausführungsbeispiel aus 16, 17 und 18 dem in 11 bis 15 gezeigten und oben beschriebenen im Wesentlichen gleich und hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gemacht. Es sei ferner darauf hingewiesen, dass sich sämtliche in dieser Spezifikation aufgeführten Drücke auf Drücke über dem Atmosphärendruck beziehen, das heißt, 5 psi (0,34 bar) bedeutet 5 Pounds pro Quadrat-Inch Gauge (psig). In dem in 16 bis 18 gezeigten Ausführungsbei spiel wird angereicherter Sauerstoff aus einem Sauerstoff- oder Produktvorratstank über zwei unterschiedliche Auslässe oder Leitungen geliefert, von denen einer/eine zu dem Patienten führt und der/die andere mit einem Puffertank verbunden ist. Die Puffertank-Strömungsleitung enthält sauerstoffangereichertes Gas mit einem Druck, der generell dem des Vorratstanks gleich ist, wohingegen die zu dem Patienten führende Strömungsleitung sauerstoffangereichertes Gas mit einem reduzierten niedrigen Druck dem Patienten zuführt. Bei der Vorrichtung werden zwei unterschiedliche und unabhängige Kompressoren verwendet, und zwar ein erster Kompressor zum Komprimieren von Luft und Zuführen der Luft zu Molekularsieben zwecks Anreicherung oder Konzentrierung auf eine große Volumenmenge von Sauerstoff und ein zweiter Radialkompressor, der unabhängig von dem ersten arbeitet und das sauerstoffangereicherte Gas zwecks Zuführung zu einem Hochdruck-Vorratszylinder auf einen sehr hohen Druck komprimiert. Das heißt, dass der zweite Kompressor von einer anderen Energiequelle als dem von dem ersten Kompressor (wie z.B. in einem Druckverstärker) komprimierten sauerstoffangereichertem Gas, z.B. einem Motor, einer Antriebseinheit, betrieben wird. Wie bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel priorisiert die in 16 bis 18 gezeigte Ausführungsform das sauerstoffangereicherte Gas derart, dass immer ein kontinuierlicher Strom dem Patienten und wahlweise dem Puffertank zugeführt wird.Another embodiment of the present invention, which corresponds to the in 11 to 15 is essentially the same, is in 16 . 17 and 18 and delivers enriched oxygen primarily to a patient and secondarily to a buffer tank and then to a radial compressor. Unless otherwise specified below, the embodiment is made 16 . 17 and 18 the in 11 to 15 shown and described above substantially the same and hereby made the subject of the present disclosure. It should also be understood that all pressures referred to in this specification refer to pressures above atmospheric, that is, 5 psi (0.34 bar) means 5 pounds per square inch gauge (psig). In the in 16 to 18 shown Ausführungsbei game enriched oxygen is supplied from an oxygen or product storage tank via two different outlets or lines, one of which leads to the patient and the / the other is connected to a buffer tank. The buffer tank flow conduit contains oxygen-enriched gas at a pressure generally equal to that of the storage tank, whereas the flow conduit leading to the patient supplies oxygen-enriched gas at a reduced, low pressure to the patient. The apparatus uses two different and independent compressors, a first compressor for compressing air and feeding the air to molecular sieves for concentration or concentration to a large volume of oxygen and a second radial compressor which is independent operates from the first and compresses the oxygen-enriched gas to a very high pressure for delivery to a high-pressure supply cylinder. That is, the second compressor is operated by an energy source other than the oxygen-enriched gas compressed by the first compressor (such as in a pressure booster), eg, a motor, a drive unit. As in the previous embodiment, the in 16 to 18 As shown embodiment, the oxygen-enriched gas such that always a continuous flow of the patient and optionally the buffer tank is supplied.

Es folgt nun eine Beschreibung der Vorrichtung zum Komprimieren und Speichern eines sauerstoffangereicherten Gases. Ein erster oder Konzentrator-Kompressor 1205 nimmt Luft aus der Atmosphäre auf und führt diese durch eine Leitung 1207 einem Sauerstoffkonzentrator 1210 zu. Der Konzentrator kann ein beliebiger auf dem Sachgebiet und in der Literatur bekannter herkömmlicher oder Standardkonzentrator oder ein solcher wie oben beschrieben sein. Ein solcher Konzentrator ist bei Invacare Corporation, Elyria, Ohio, als Typ 5LX oder 5LX02 erhältlich. Typischerweise reichern diese Sauerstoffkonzentratoren aufgrund der Verwendung von Molekularsieben den Sauerstoff auf einen gewünschten Pegel an, wie z.B. auf mindestens ungefähr 50 Volumenprozent oder 75 Volumenprozent, wünschenswerterweise mindestens ungefähr 80 Volumenprozent und vorzugsweise mindestens ungefähr 85 Vo lumenprozent oder 90 Volumenprozent und bei einer stärker bevorzugten Variante ungefähr 93 Volumenprozent plus/minus 3%. Das sauerstoffangereicherte Gas wird über eine Produkt-Strömungsleitung 1215 einem Sauerstoffprodukt-Vorratstank 1220 zugeführt. Der Druck in dem Vorratstank ist generell der gleiche wie der von dem Sauerstoffkonzentrator erzeugte und kann zwischen ungefähr 15 und ungefähr 20 oder 22 psi (ungefähr 1,03 und ungefähr 1,38 oder 1,52 bar) variieren. Der Vorratstank 1220 dient primär als Vorratstank zum Zuführen des sauerstoffangereicherten Gases zu dem Patienten, er liefert jedoch auch sauerstoffangereichertes Gas zu einem Puffertank, welches dann einem zweiten unabhängigen Kompressor, der unabhängig von dem Sauerstoffkonzentrator-Kompressor arbeitet, und anschließend einem Hochdruck-Vorratszylinder zugeführt wird.A description will now be given of the apparatus for compressing and storing an oxygen-enriched gas. A first or concentrator compressor 1205 takes in air from the atmosphere and leads it through a pipe 1207 an oxygen concentrator 1210 to. The concentrator may be any conventional or standard concentrator known in the art and literature, or as described above. Such a concentrator is available from Invacare Corporation, Elyria, Ohio, as type 5LX or 5LX02. Typically, due to the use of molecular sieves, these oxygen concentrators enrich the oxygen to a desired level, such as at least about 50 volume percent or 75 volume percent, desirably at least about 80 volume percent, and preferably at least about 85 volume percent or 90 volume percent and, in a more preferred variant, approximately 93% by volume plus / minus 3%. The oxygen-enriched gas is passed over a product flow line 1215 an oxygen product storage tank 1220 fed. The pressure in the storage tank is generally the same as that produced by the oxygen concentrator and may vary between about 15 and about 20 or 22 psi (about 1.03 and about 1.38 or 1.52 bar). The storage tank 1220 It serves primarily as a storage tank for supplying the oxygen-enriched gas to the patient, but also provides oxygen-enriched gas to a buffer tank, which is then fed to a second independent compressor operating independently of the oxygen concentrator compressor and subsequently to a high-pressure supply cylinder.

Einstückig mit dem Vorratstank 1220 ist ein Druckregler 1225 ausgebildet, der zum Reduzieren des sauerstoffangereicherten Gases auf einen gewünschten Wert zwecks Strömens durch eine Patienten-Strömungsleitung 1230 zu einem Patienten-Strömungsmesser 1235 dient. Entsprechend gibt der Druckregler sauerstoffangereichertes Gas bei einem reduzierten oder niedrigen Druck aus dem Produktvorratstank zu einem erste Auslass, wie z.B. der Leitung 1230, aus. Obwohl der Druckregler 1225 an oder in einem beliebigen Teil des Vorratstank angeordnet sein kann, ist er vorzugsweise integraler Bestandteil des Vorratstankdeckels oder der Vorratstankkappe. Das heißt, dass konzentriertes oder sauerstoffangereichertes Gas in dem Produktvorratstank vor dem Austreten aus dem Produktvorratstank dem Druckregler 1225 zugeführt wird, der den Druck auf einen gewünschten vorbestimmten niedrigen Druck, wie z.B. von ungefähr 3 oder 4 bis ungefähr 10 psi (ungefähr 0,21 oder 0,28 bis ungefähr 0,69 bar) reduziert, wobei ein gewünschter Druck bei ungefähr 4 bis ungefähr 6 oder 8 psi (ungefähr 0,28 bis ungefähr 0,41 oder 0,55 bar) und vorzugsweise bei ungefähr 5 psi (0,34 bar) liegt. Das sauerstoffangereicherte Gas wird dann dem Patienten-Strömungsmesser 1235 zugeführt, in dem es wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen auf eine beliebige Strömungsrate, wie z.B. von ungefähr 0,1 oder 1,0 bis ungefähr 3, 5 oder 6 Liter pro Minute, eingestellt werden kann. Der Strömungsmesser 1235 kann von einem Patienten oder einem Physiotherapeuten oder einer anderen auf dem medizinischen Gebiet tätigen Person eingestellt werden.Integral with the storage tank 1220 is a pressure regulator 1225 adapted to reduce the oxygen-enriched gas to a desired value for flow through a patient flow line 1230 to a patient flow meter 1235 serves. Accordingly, the pressure regulator releases oxygen-enriched gas at a reduced or low pressure from the product supply tank to a first outlet, such as the conduit 1230 , out. Although the pressure regulator 1225 may be arranged on or in any part of the storage tank, it is preferably an integral part of the storage tank cover or the storage tank cap. That is, concentrated or oxygen-enriched gas in the product reservoir tank prior to exiting the product reservoir tank is associated with the pressure regulator 1225 which reduces the pressure to a desired predetermined low pressure, such as from about 3 or 4 to about 10 psi (about 0.21 or 0.28 to about 0.69 bar), with a desired pressure at about 4 to is about 6 or 8 psi (about 0.28 to about 0.41 or 0.55 bar) and preferably about 5 psi (0.34 bar). The oxygen-enriched gas is then sent to the patient flowmeter 1235 in which, as in the previous embodiments, it may be adjusted to any flow rate, such as from about 0.1 or 1.0 to about 3, 5 or 6 liters per minute. The flowmeter 1235 can be adjusted by a patient or a physiotherapist or another person working in the medical field.

Ein Sauerstoffsensor kann entweder in dem Sauerstoffkonzentrator 1210 oder, wie dargestellt, an der Patienten-Strömungsleitung 1230 als Sauerstoffsensor 1233 angeordnet sein. Wenn der Sensor in dem Sauerstoffkonzentrator angeordnet ist, misst er den Sauerstoffvolumenpegel in dem Gas, und wenn dieser unter einem vorbestimmten Bereich liegt, wird ein Sicherheitsalarm, wie z.B. eine Leuchte, ein Summer etc., aktiviert, der dem Patienten oder Benutzer einen niedrigen Wert des sauerstoffangereicherten Gases anzeigt. Dadurch wird verhindert, dass der Patient den Sauerstoffkonzentrator bei einem zu niedrigen Sauerstoffwert benutzt. Alternativ überwacht der Sensor ferner dann, wenn er an der Patienten-Strömungsleitung 1230 angeordnet ist, den Sauerstoffpegel in dem Gas, um sicherzustellen, dass die Konzentration über einem vorbestimmten Wert liegt. Andernfalls wird ein Sicherheitsalarm, wie z.B. eine Leuchte, ein Summer etc., aktiviert, um dem Patienten einen niedrigen Sauerstoffgehalt anzuzeigen.An oxygen sensor can either be in the oxygen concentrator 1210 or, as shown, on the patient flow line 1230 as an oxygen sensor 1233 be arranged. When the sensor is placed in the oxygen concentrator, it measures the oxygen volume level in the gas, and if it is below a predetermined range, a safety alarm, such as a light, a buzzer, etc., is activated, giving the patient or user a low value of the oxygen-enriched gas. This prevents the patient from using the oxygen concentrator when the oxygen level is too low. Alternatively, the sensor further monitors when it is at the patient flow line 1230 is arranged, the oxygen level in the gas to ensure that the concentration is above a predetermined value. Otherwise, a security alarm, such as a light, a buzzer, etc., is activated to indicate low oxygen levels to the patient.

Ein unabhängiger oder separater zweiter Auslass führt sauerstoffangereichertes Gas aus dem Sauerstoff- oder Produktvorratsbehälter über eine Puffertank-Strömungsleitung 1245 zu einem Puffertank 1240. Der Druck des sauerstoffangereicherten Gases des zweiten Auslasses ist unabhängig von dem und größer als der niedrige Druck des ersten Auslasses und liegt generell bei dem Druck des Produktvorratstanks 1220. Wünschenswerterweise liegt der moderate Druck in der Puffer-Strömungsleitung 1245 bei ungefähr 10, 12 oder 15 bis ungefähr 20 oder 22 psi (ungefähr 0,69, 0,83 oder 1,03 bis ungefähr 1,38 oder 1,52 bar).An independent or separate second outlet carries oxygen-enriched gas from the oxygen or product reservoir via a buffer tank flow line 1245 to a buffer tank 1240 , The pressure of the oxygen-enriched gas of the second outlet is independent of and greater than the low pressure of the first outlet and is generally at the pressure of the product supply tank 1220 , Desirably, the moderate pressure is in the buffer flow line 1245 at about 10, 12 or 15 to about 20 or 22 psi (about 0.69, 0.83 or 1.03 to about 1.38 or 1.52 bar).

Ein in der Puffertank-Strömungsleitung 1245 angeordneter Strömungsbegrenzer 1249 dient zum Begrenzen der Strömung des sauerstoffangereicherten Gases derart, dass generell immer eine ausreichende Menge dem Patienten zur Verfügung steht und die übrige Menge, die häufig klein ist, ausschließlich dem Puffertank etc. zugeführt wird. Die Strömungsleitung 1245 weist ferner einen Sauerstoffsensor 1248 auf, der die Sauerstoffkonzentration kontinuierlich überwacht. Die Sauerstoffkonzentration des Puffertanks wird auf einem vorbestimmten Pegel oder Sollwert gehalten, typischerweise bei 93 Volumenprozent Sauerstoff plus/minus 3%. Wenn ein Sensor 1248 einen Wert detektiert, der niedriger ist der vorbestimmte Sollwert, schaltet die Elektronik der Vorrichtung einen Kompressor 1250 ab. Das Stoppen des Radialkompressors ermöglicht es dem Sauerstoffkonzentrator, Luft mit einer langsameren Rate zu verarbeiten, was zu einer höheren Sauerstoffkonzentration oder -reinheit führt, so dass die vorbestimmte Sauerstoffkonzentration, wie z.B. ungefähr 93 Volumenprozent Sauerstoff, schnell wieder erreicht werden kann.One in the buffer tank flow line 1245 arranged flow restrictor 1249 serves to limit the flow of the oxygen-enriched gas such that in general always a sufficient amount of the patient is available and the remaining amount, which is often small, exclusively the buffer tank, etc. is supplied. The flow line 1245 also has an oxygen sensor 1248 on, which monitors the oxygen concentration continuously. The oxygen concentration of the buffer tank is maintained at a predetermined level or set point, typically at 93 percent by volume oxygen plus / minus 3 percent. If a sensor 1248 detects a value lower than the predetermined target value, the electronics of the device switches a compressor 1250 from. Stopping the radial compressor allows the oxygen concentrator to process air at a slower rate, resulting in higher oxygen concentration or purity so that the predetermined oxygen concentration, such as about 93% oxygen by volume, can be quickly recovered.

Die rechte Seite von 16, die den Puffertank, den Kompressor und den Hochdruckzylinder etc. zeigt, ist in 17 genauer dargestellt.The right side of 16 showing the buffer tank, the compressor and the high pressure cylinder etc. is in 17 shown in more detail.

Der Puffertank 1240 dient als Vorratstank für das sauerstoffangereicherte Gas, das dem Kompressor 1250 über eine Leitung 1255 zugeführt wird. Der Kompressor 1250 ist ein Radialkompressor, vorzugsweise ein solcher wie er hier beschrieben und entsprechend hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gemacht ist, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen. In den verschiedenen Stufen, wie z.B. den oben beschriebenen, wird das sauerstoffangereicherte Gas in Stufen komprimiert, bis eine geeignete Endstufe den Sauerstoff mit einem zum Speichern in einem Hochdruck-Vorratszylinder 1260 geeigneten Druck ausgibt. Nach dem Komprimieren durch den Radialkompressor und nach Zuführen einer ausreichenden Menge an sauerstoffangereichertem Gas zu dem Hochdruck-Vorratszylinder 1260 zum Erreichen eines gewünschten vorbestimmten Drucks schaltet der Druckschalter 880 automatisch den Kompressor 1250 ab. Der Druckmesser 835 ist auch als Sichtanzeige des in dem Zylinder 1260 herrschenden Drucks vorgesehen. Das Rückschlagventil 885 verhindert, dass sauerstoffangereichertes Gas aus dem Hochdruckzylinder 1260 strömt, wenn der Kompressor nicht in Betrieb ist. Als Sicherheitsstruktur ist die Berstscheibe 884 vorgesehen, falls aus irgendeinen Grund der automatische Hochdruckschalter 880 den Kompressor 1250 nicht bei einem vorbestimmten Hochdruckpegel abschaltet.The buffer tank 1240 serves as a storage tank for the oxygen-enriched gas that is the compressor 1250 over a line 1255 is supplied. The compressor 1250 is a radial compressor, preferably one as described herein and accordingly incorporated herein by reference, wherein like reference numerals designate like parts. In the various stages, such as those described above, the oxygen-enriched gas is compressed in stages until a suitable final stage oxygenates for storage in a high pressure storage cylinder 1260 outputs appropriate pressure. After being compressed by the radial compressor and after supplying a sufficient amount of oxygen-enriched gas to the high-pressure supply cylinder 1260 to achieve a desired predetermined pressure, the pressure switch switches 880 automatically the compressor 1250 from. The pressure gauge 835 is also as a visual indicator of in the cylinder 1260 provided by prevailing pressure. The check valve 885 prevents oxygen-enriched gas from the high-pressure cylinder 1260 flows when the compressor is not in operation. As a safety structure is the rupture disk 884 provided, for whatever reason, the automatic high pressure switch 880 the compressor 1250 does not shut off at a predetermined high pressure level.

Wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel anhand des Radialkompressoraufbaus beschrieben, kann der Druck des Hochdruck-Vorratszylinders 1260 ein beliebiger gewünschter oder vorbestimmter Druck sein. Obwohl der gewünschte Druck des Zylinders 1260 ungefähr 2.000 psi (137,90 bar) beträgt, kann er zwischen ungefähr 500 und ungefähr 4.000 und wünschenswerterweise zwischen ungefähr 1.500 und ungefähr 3.000 und vorzugsweise zwischen ungefähr 1.900 und ungefähr 2.100 psi (ungefähr 34,48 bis ungefähr 275,80 und wünschenswerterweise zwischen ungefähr 103,43 bis ungefähr 206,85 und vorzugsweise zwischen ungefähr 131,01 bis ungefähr 144,80 bar) liegen.As described in the previous embodiment with reference to the radial compressor assembly, the pressure of the high-pressure supply cylinder 1260 be any desired or predetermined pressure. Although the desired pressure of the cylinder 1260 It may be between about 500 and about 4,000 and desirably between about 1,500 and about 3,000, and preferably between about 1,900 and about 2,100 psi (about 34.48 to about 275.80 and desirably between about 2,000 psi (137.90 bar)) 103.43 to about 206.85 and preferably between about 131.01 to about 144.80 bar).

Der Vorteil der in 16 und 17 gezeigten Ausführungsform besteht darin, dass unabhängige und unterschiedliche Drücke aus dem Produktvorratstank verwendet werden können, wobei die dem Puffertank, zweiten Kompressor etc. zugeführte Druckkomponente größer als die dem Patienten zugeführte Komponente und von dieser unabhängig ist. Der zweite oder Radialkompressor 1250 arbeitet unabhängig von dem Kompressor 1205, der Luft zu dem Sauerstoffkonzentrator leitet.The advantage of in 16 and 17 In the embodiment shown, it is possible to use independent and different pressures from the product supply tank, wherein the pressure component supplied to the buffer tank, second compressor, etc. is greater than and independent of the component supplied to the patient. The second or radial compressor 1250 works independently of the compressor 1205 which directs air to the oxygen concentrator.

Gemäß 18 kann die Vorrichtung 1200 von einem Controller auf die oben anhand von 11 bis 15 beschriebene Weise betrieben werden. Dabei ist der Controller 1100 vorzugsweise ein Mikrocontroller, kann jedoch beispielsweise auch ein Mikroprozessor mit diesem zugeordnetem Speicher und diesem zugeordneter Eingangs-/Ausgangsschaltung, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung, ein anwenderprogrammierbares Gate-Array oder eine andere geeignete programmierbare Vorrichtung sein.According to 18 can the device 1200 from a controller to the above based on 11 to 15 be operated described manner. Here is the controller 1100 Preferably, however, it may also be a microprocessor having this associated memory and associated input / output circuitry, an application specific integrated circuit, a user programmable gate array, or other suitable programmable device.

Der Controller 1100 empfängt Eingangssignale von dem Sauerstoffsensor 1233 oder dem Konzentrator-Sauerstoffsensor und dem Hochdruckschalter 880 und liefert Ausgangssignale zu dem Kompressor 1250 und den Anzeigen 1102, 1104, 1106, 1108, 1110. Der Controller 1100 kann ferner beispielsweise die oben beschriebene Steuereinrichtung 50 aufweisen. Die Anzeigen 1102, 1104, 1106, 1108, 1110 können beispielsweise LEDs, Glühlampen, ein LCD-Bildschirm oder andere geeignete Anzeigen sein, einschließlich beispielsweise akustische Anzeigen.The controller 1100 receives input signals from the oxygen sensor 1233 or the concentrator oxygen sensor and the high pressure switch 880 and provides output signals to the compressor 1250 and the ads 1102 . 1104 . 1106 . 1108 . 1110 , The controller 1100 Further, for example, the above-described control device 50 exhibit. The ads 1102 . 1104 . 1106 . 1108 . 1110 For example, LEDs, incandescent lamps, an LCD screen, or other suitable displays, including, for example, acoustic displays.

Wenn der Netzschalter 840 zum ersten Mal eingeschaltet wird, erscheinen für kurze Zeit (z.B. 1 Sekunde) die VOLL-Anzeige 1102, die WARTEN-Anzeige 1104, die FEHLER-Anzeige 1106 und die TEST-Anzeige 1108, um anzuzeigen, dass diese Anzeigen funktionieren. Dann erlöschen die Anzeigen 1102, 1106, 1108.When the power switch 840 is turned on for the first time, the FULL indicator will appear for a short time (eg 1 second) 1102 , the wait display 1104 , the ERROR indicator 1106 and the TEST indicator 1108 to indicate that these ads are working. Then the ads go out 1102 . 1106 . 1108 ,

Die WARTEN-Anzeige 1104 bleibt lang genug an, bis der Sauerstoffsensor 1233 oder der Konzentrator-Sauerstoffsensor seine Betriebstemperatur erreicht hat (z.B. 3,0 Minuten).The wait display 1104 lasts long enough until the oxygen sensor 1233 or the concentrator oxygen sensor its operating temperature has reached (eg 3.0 minutes).

Der Controller 1100 überwacht ferner den Heizstrom und die Heizspannung und die Ausgangsstromspannung des Sauerstoffsensors 1233 oder des Konzentrator-Sauerstoffsensors, wenn die Vorrichtung 1200 abgeschaltet ist. Wenn ein Fehler in dem Sauerstoffsensor 1233 oder dem Konzentrator-Sauerstoffsensor detektiert wird, blinkt die WARTEN-Anzeige 1104 mit einer Ein-Sekunden-Rate, wird die FEHLER-Anzeige 1106 aktiviert und werden alle anderen Anzeigen deaktiviert. In diesem Zustand sind der Kompressor 1250 und die Testmodusfunktion nicht in Betrieb.The controller 1100 Further monitors the heating current and the heating voltage and the output voltage of the oxygen sensor 1233 or the concentrator oxygen sensor when the device 1200 is switched off. If there is a fault in the oxygen sensor 1233 or the concentrator oxygen sensor is detected, the SERVICE indicator flashes 1104 at a one-second rate, the ERROR indicator will turn on 1106 activate and deactivate all other displays. In this condition are the compressor 1250 and the test mode function is not operational.

Wenn von dem Sauerstoffsensor 1233 oder dem Konzentrator-Sauerstoffsensor ein akzeptabler Sauerstoffpegel in dem auf den Normalmodus-Einlass 1215 aufgebrachten Gas erfasst wird (z.B. mehr als 90%), läuft der Kompressor 1250 und wird die FÜLLEN-Anzeige 1110 aktiviert. Wenn der Hochdruckschalter 880 aktiviert ist, wird die VOLL-Anzeige 1102 aktiviert, wird die FÜLLEN-Anzeige 1110 deaktiviert und wird der Kompressor 1250 von dem Controller 1100 deaktiviert.If from the oxygen sensor 1233 or the concentrator oxygen sensor, an acceptable level of oxygen in the normal mode inlet 1215 applied gas is detected (eg more than 90%), the compressor is running 1250 and becomes the FILL indicator 1110 activated. When the high pressure switch 880 is activated, the FULL ad will be displayed 1102 activated, the FILL indicator will appear 1110 disabled and becomes the compressor 1250 from the controller 1100 disabled.

Wenn der Sauerstoffsensor 1248 eine akzeptablen vorbestimmten Sauerstoffpegel detektiert, kann der Radialkompressor 1250 arbeiten. Sollte jedoch der Sauerstoffsensor 1248 eine unter einem vorbestimmten Pegel liegende Sauerstoffmenge detektieren, unterbricht oder stoppt der Controller automatisch den Betrieb des Radialkompressors 1250. Wenn die Sauerstoffkonzentration über den vorbestimmten Pegel angestiegen ist, kann der Kompressor 1250 wieder arbeiten.If the oxygen sensor 1248 detects an acceptable predetermined oxygen level, the radial compressor 1250 work. Should, however, the oxygen sensor 1248 detect an amount of oxygen below a predetermined level, the controller automatically interrupts or stops the operation of the radial compressor 1250 , When the oxygen concentration has risen above the predetermined level, the compressor may 1250 to work again.

Wenn der Hochdruckschalter 880 während der Aufwärmphase aktiviert ist [z.B. volle Flasche (z.B. 2.000 psi) (z.B. 137,90 bar) bereits mit dem Sauerstoffauslass 825 verbunden], bewirkt der Controller 1100, dass die FEHLER-Anzeige 1106 mit einer Ein-Sekunden-Rate blinkt und muss die Vorrichtung 1200 zurückgesetzt werden, um arbeiten zu können.When the high pressure switch 880 is activated during the warm-up [eg full bottle (eg 2,000 psi) (eg 137,90 bar) already with the oxygen outlet 825 connected], causes the controller 1100 that the ERROR indicator 1106 flashes at a one-second rate and needs the device 1200 reset to work.

Der Testmodusbetrieb basiert darauf, dass ein Druckwert an einem Test-Fitting ansteht. Wenn der Druck des Gasstroms an dem Test-Einlass größer ist als ein vorbestimmter Wert, sollte der Controller 1100 den Betrieb des Radialkompressors vorübergehend aussetzen und dann einen vorbestimmten Zeitraum (typischerweise 30 Sek.) warten, bis sich die Gaswerte stabilisiert haben. Nach der Auszeit verwendet der Controller dann den Sauerstoffsensor 1248 zum Feststellen, ob das von dem Radialkompressor zum Füllen des Hochdrucktanks verwendete Zuführgas über einem vorbestimmten Konzentrationswert liegt.Test mode operation is based on a pressure value being applied to a test fitting. If the pressure of the gas flow at the test inlet is greater than a predetermined value, the controller should 1100 temporarily suspend the operation of the radial compressor and then wait a predetermined period of time (typically 30 seconds) for the gas levels to stabilize. After the timeout, the controller then uses the oxygen sensor 1248 for determining whether the feed gas used by the radial compressor to fill the high-pressure tank is above a predetermined concentration value.

Der Betrieb des Testmodus ist grundsätzlich gleich, unabhängig davon, ob die Einheit in den Testmodus eintritt oder diesen verlässt. Es gibt immer eine Verzögerung, um sicherzustellen, dass der Gasstrom die Anforderungen hinsichtlich der Sauerstoffkonzentrations-Mindestwerte beim Füllen des Hochdrucktanks oder Testen des Gaswerts im Testmodus erfüllt. Diese Verzögerung ist vorgesehen, um sicherzustellen, dass der Gasstrom bei einer möglichen Änderungen in den Gasquellen innerhalb der internen Leitungen des Systems den vollen Wert erreicht.Of the Operation of the test mode is basically the same independently whether the unit enters or leaves test mode. It always gives a delay, to make sure the gas flow meets the requirements the oxygen concentration minimum values when filling the high-pressure tank or Test the gas value in test mode. This delay is provided to ensure that the gas flow in case of possible changes in the gas wells within the internal piping of the system full value reached.

Der Testschalter 852 kann entweder ein voreingestellter Wert für einen mechanischen druckbetätigten Schalter oder ein on-Board-Drucksensor sein, der einen elektrischen Wert für den an dem Test-Fitting anstehenden Gasdruck liefert. Der Hauptzweck des Testschalters 852 ist die kontinuierliche Überwachung der Sauerstoffkonzentration des Zuführgases für den Radialkompressor, um sicherzustellen, dass dieser die Anforderungen hinsichtlich der vorbestimmten prozentualen Sauerstoffkonzentration erfüllt.The test switch 852 may be either a preset value for a mechanical pressure-actuated switch or an on-board pressure sensor that provides an electrical value for the gas pressure applied to the test fitting. The main purpose of the test switch 852 is the continuous monitoring of the oxygen concentration of the feed gas to the centrifugal compressor to ensure that it meets the requirements for the predetermined percentage oxygen concentration.

Claims (22)

Verfahren zum Füllen eines Hochdruckbehälters mit konzentriertem, unter hohem Druck stehenden Sauerstoff, mit folgenden Schritten: Bereitstellen einer Quelle (1210) konzentrierten Sauerstoffs mit mindestens 50 Volumenprozent Sauerstoff, Transferieren eines Teils des konzentrierten Sauerstoffs bei einem Anfangsdruck von der Quelle (1210) zu einem Kompressor (900; 1250), Komprimieren des zu dem Kompressor (900; 1250) transferierten konzentrierten Sauerstoffs auf einen hohen Druck, Transferieren des unter hohem Druck stehenden konzentrierten Sauerstoffs von dem Kompressor (900; 1250) zu dem Behälter (1000; 1260) zur anschließenden Benutzung durch einen Patienten, Zuführen eines weiteren Teils von konzentriertem Sauerstoff von der Quelle (1210) zu einer Leitung (825; 1230), die in der Lage ist, den konzentrierten Sauerstoff einer Person zuzuführen, und Priorisieren der Zuführung des konzentrierten Sauerstoffs zwischen der Leitung (825; 1230) und dem Kompressor (900; 1250), um sicherzustellen, dass die Leitung (825; 1230) kontinuierlich mit dem konzentrierten Sauerstoff versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Priorisieren das Detektieren, wann die Sauerstoffkonzentration des konzentrierten Sauerstoffs ein vorbestimmtes Minimum unterschreitet, durch einen Sauerstoffsensor (860; 1248) und das Stoppen des Kompressors (900; 1250), wenn die Konzentration des diesem zugeführten konzentrierten Sauerstoffs einen vorbestimmten Pegel unterschreitet, durch eine elektronische Steuereinrichtung (1100), die auf den Sauerstoffsensor (860; 1248) anspricht, umfasst.Method for filling a high-pressure container with concentrated, high-pressure oxygen, comprising the following steps: providing a source ( 1210 ) of concentrated oxygen having at least 50 volume percent oxygen, transferring a portion of the concentrated oxygen at an initial pressure from the source ( 1210 ) to a compressor ( 900 ; 1250 ), Compressing to the compressor ( 900 ; 1250 transferred concentrated oxygen to a high pressure, transferring the high-pressure concentrated oxygen from the compressor ( 900 ; 1250 ) to the container ( 1000 ; 1260 ) for subsequent use by a patient, supplying a further portion of concentrated oxygen from the source ( 1210 ) to a line ( 825 ; 1230 ) which is capable of supplying the concentrated oxygen to a person and prioritizing the supply of concentrated oxygen between the line ( 825 ; 1230 ) and the compressor ( 900 ; 1250 ) to ensure that the line ( 825 ; 1230 ) is supplied continuously with the concentrated oxygen, characterized in that the prioritizing the detection, when the oxygen concentration of the concentrated oxygen falls below a predetermined minimum, by an oxygen sensor ( 860 ; 1248 ) and stopping the compressor ( 900 ; 1250 ), when the concentration of the concentrated oxygen supplied thereto falls below a predetermined level, by an electronic control device ( 1100 ), which point to the oxygen sensor ( 860 ; 1248 ). Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Kompressor (900; 1250) ein Radialkompressor (900; 1250) ist.Method according to Claim 1, in which the compressor ( 900 ; 1250 ) a radial compressor ( 900 ; 1250 ). Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Kompressor (900; 1250) mehrere Zylinder (925929) aufweist, von denen jeder in seinem Inneren mit einem Kolben (915919) versehen ist, wobei die Kolben (915919) radial um eine Kurbelwelle (911) angeordnet sind, wobei der konzentrierte Sauerstoff sequentiell von jedem Kolben (915919) komprimiert wird, und wobei jeder sequentiell angeordnete Kolben (916919) den konzentrierten Sauerstoff auf einen höheren Druck komprimiert als der vorhergehende Kolben (915918).Method according to Claim 2, in which the compressor ( 900 ; 1250 ) several cylinders ( 925 - 929 ), each of which is internally provided with a piston ( 915 - 919 ), the pistons ( 915 - 919 ) radially about a crankshaft ( 911 ), wherein the concentrated oxygen sequentially from each piston ( 915 - 919 ) and each sequentially arranged piston ( 916 - 919 ) compresses the concentrated oxygen to a higher pressure than the preceding piston ( 915 - 918 ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Konzentration des konzentrierten Sauerstoffs mindestens 70 Volumenprozent beträgt.Method according to one of the preceding claims, in the concentration of concentrated oxygen at least 70 percent by volume. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Volumenkonzentration des Sauerstoffs ungefähr 93% plus/minus 3% beträgt.The method of claim 4, wherein the volume concentration of oxygen approximately 93% plus / minus 3%. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der konzentrierte Sauerstoff einen Druck von ungefähr 500 bis ungefähr 4.000 psi (ungefähr 34,48 bis ungefähr 275,80 bar) in dem Behälter (1000; 1260) aufweist.The method of any one of the preceding claims, wherein the concentrated oxygen has a pressure of from about 500 to about 4,000 psi (about 34.48 to about 275.80 bar) in the vessel ( 1000 ; 1260 ) having. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der konzentrierte Sauerstoff einen Druck von ungefähr 1.500 bis ungefähr 3.000 psi (ungefähr 103,43 bis ungefähr 206,85 bar) in dem Behälter (1000; 1260) aufweist.The method of claim 6 wherein the concentrated oxygen has a pressure of about 1,500 to about 3,000 psi (about 103.43 to about 206.85 bar) in the vessel ( 1000 ; 1260 ) having. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Quelle (1210) einen Sauerstoffkonzentrator (1210) aufweist.Method according to one of the preceding claims, in which the source ( 1210 ) an oxygen concentrator ( 1210 ) having. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Quelle einen Sauerstoffzylinder aufweist.Method according to one of claims 1 to 7, wherein the source having an oxygen cylinder. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Quelle einen Flüssigsauerstoffzylinder aufweist.Method according to one of claims 1 to 7, wherein the source having a liquid oxygen cylinder. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der andere Teil des konzentrierten Sauerstoffs kontinuierlich als Niederdruckgas durch die Leitung (825, 1230) zugeführt wird und der erstgenannte Teil des konzentrierten Sauerstoffs separat als Mitteldruckgas von der Quelle (1210) über eine zu einem Puffertank (875; 1240) führende Puffertank-Strömungsleitung (1245) dem Kompressor (900; 1250) zugeführt wird, wobei der mittlere Druck größer ist als der niedrige Druck und niedriger als der hohe Druck.Method according to one of the preceding claims, in which the other part of the concentrated oxygen is continuously passed as low-pressure gas through the line ( 825 . 1230 ) and the former part of the concentrated oxygen is separated as medium pressure gas from the source ( 1210 ) via a to a buffer tank ( 875 ; 1240 ) leading buffer tank flow line ( 1245 ) the compressor ( 900 ; 1250 ), wherein the average pressure is greater than the low pressure and lower than the high pressure. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Behälter (1000; 1260) beweglich oder tragbar ist.Method according to one of the preceding claims, in which the container ( 1000 ; 1260 ) is portable or portable. Vorrichtung zur Verwendung beim Füllen eines Hochdruckbehälters mit konzentriertem, unter hohem Druck stehenden Sauerstoff, mit: einer Quelleneinrichtung (1210) zum Liefern von konzentriertem Sauerstoff mit mindestens 50 Volumenprozent Sauerstoff, einem Kompressor (900; 1250), einer ersten Transferiereinrichtung (820, 875; 1215, 1220, 12401249, 1255) zur Verwendung beim Transferieren eines Teils des konzentrierten Sauerstoffs bei einem Anfangsdruck von der Quelleneinrichtung (1210) zu dem Kompressor (900; 1250), einer zweiten Transferiereinrichtung (885) zur Verwendung beim Transferieren des unter hohem Druck stehenden konzentrierten Sauerstoffs von dem Kompressor (900; 1250) zu dem Behälter (1000; 1260) zur anschließenden Benutzung durch eine Person, einer Leitung (825; 1230), und einer Priorisiereinrichtung (860, 1100; 1248, 1100), von der der konzentrierte Sauerstoff zwischen dem Zuführen eines weiteren Teils des konzentrierten Sauerstoffs durch die Leitung (825; 1230) zu einer Person und dem Zuführen des erstgenannten Teils des konzentrierten Sauerstoffs zu dem Kompressor (900; 1250) priorisiert wird, wobei die Priorisiereinrichtung (860, 1100; 1248, 1100) einen Sauerstoffsensor (860; 1248) zum Feststellen, wann die Sauerstoffkonzentration des konzentrierten Sauerstoffs ein vorbestimmtes Minimum unterschreitet, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Priorisiereinrichtung (860, 1100; 1248, 1100) eine elektronische Steuereinrichtung (1100) aufweist, die auf den Sauerstoffsensor (860; 1248) anspricht, um den Kompressor (900; 1250) zu stoppen, wenn die Konzentration das vorbestimmte Minimum unterschreitet.Apparatus for use in filling a high pressure container with concentrated, high pressure oxygen, comprising: source means ( 1210 ) for delivering concentrated oxygen having at least 50% oxygen by volume, a compressor ( 900 ; 1250 ), a first transfer device ( 820 . 875 ; 1215 . 1220 . 1240 - 1249 . 1255 ) for use in transferring a portion of the concentrated oxygen at an initial pressure from the source device ( 1210 ) to the compressor ( 900 ; 1250 ), a second transfer device ( 885 ) for use in transferring the high-pressure concentrated oxygen from the compressor ( 900 ; 1250 ) to the container ( 1000 ; 1260 ) for subsequent use by a person, a line ( 825 ; 1230 ), and a prioritization facility ( 860 . 1100 ; 1248 . 1100 ), of which the concentrated oxygen between the supply of a further portion of the concentrated oxygen through the line ( 825 ; 1230 ) to a person and supplying the former part of the concentrated oxygen to the compressor ( 900 ; 1250 ) is prioritized, the prioritizer ( 860 . 1100 ; 1248 . 1100 ) an oxygen sensor ( 860 ; 1248 ) for determining when the oxygen concentration of the concentrated oxygen falls below a predetermined minimum, characterized in that the prioritizing device ( 860 . 1100 ; 1248 . 1100 ) an electronic control device ( 1100 ) pointing to the oxygen sensor ( 860 ; 1248 ) to the compressor ( 900 ; 1250 ) to stop when the concentration falls below the predetermined minimum. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der der Kompressor (900; 1250) ein Radialkompressor (900; 1250) ist.Apparatus according to claim 13, wherein the compressor ( 900 ; 1250 ) a radial compressor ( 900 ; 1250 ). Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der der Kompressor (900; 1250) mehrere Zylinder (925929) aufweist, von denen jeder in seinem Inneren mit einem Kolben (915919) versehen ist, wobei die Kolben (915919) radial um eine Kurbelwelle (911) angeordnet sind, wobei der konzentrierte Sauerstoff sequentiell von jedem Kolben (915919) komprimiert wird, und wobei jeder sequentiell angeordnete Kolben (916919) den konzentrierten Sauerstoff auf einen höheren Druck komprimiert als der vorhergehende Kolben (915918).Apparatus according to claim 14, wherein the compressor ( 900 ; 1250 ) several cylinders ( 925 - 929 ), each of which is internally provided with a piston ( 915 - 919 ), the pistons ( 915 - 919 ) radially about a crankshaft ( 911 ), wherein the concentrated oxygen sequentially from each piston ( 915 - 919 ) and each sequentially arranged piston ( 916 - 919 ) compresses the concentrated oxygen to a higher pressure than the preceding piston ( 915 - 918 ). Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der jeder sequentiell angeordnete Zylinder (926929) eine kleinere Kompressionsfläche aufweist als der vorhergehende Zylinder (925928).Apparatus according to claim 15, wherein each sequentially arranged cylinder ( 926 - 929 ) has a smaller compression area than the preceding cylinder ( 925 - 928 ). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, bei der die Quelleneinrichtung (1210) einen Sauerstoffkonzentrator (1210) aufweist.Device according to one of Claims 13 to 16, in which the source device ( 1210 ) an oxygen concentrator ( 1210 ) having. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, bei der die Quelleneinrichtung einen Drucksauerstoffzylinder aufweist.Device according to one of claims 13 to 16, in which the Source device comprises a pressure oxygen cylinder. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, bei der die Quelleneinrichtung einen Flüssigsauerstoffzylinder aufweist.Device according to one of claims 13 to 16, in which the Source device a liquid oxygen cylinder having. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, bei der die erste Transferiereinrichtung (820, 875; 1215, 1220, 12401249, 1255) einen zwischen der Quelleneinrichtung (1210) und dem Kompressor (900; 1250) angeordneten Puffertank (875; 1240) aufweist.Device according to one of Claims 13 to 19, in which the first transfer device ( 820 . 875 ; 1215 . 1220 . 1240 - 1249 . 1255 ) one between the source device ( 1210 ) and the compressor ( 900 ; 1250 ) arranged buffer tank ( 875 ; 1240 ) having. Vorrichtung nach Anspruch 20, bei der die Priorisiereinrichtung (1248, 1100) eine Priorisierung zwischen dem Zuführen des anderen Teils über die Leitung (1230) zu einer Person und dem Zuführen des erstgenannten Teils über den Puffertank (1240) zu dem Kompressor (1250) ermöglicht.Device according to Claim 20, in which the prioritizing device ( 1248 . 1100 ) a prioritization between the feeding of the other part via the line ( 1230 ) to a person and feeding the former part over the buffer tank ( 1240 ) to the compressor ( 1250 ). Vorrichtung nach Anspruch 17 oder einem der Ansprüche 18 bis 21 mit Rückbezug auf Anspruch 17, ferner mit einem zweiten Kompressor (1205), der dem Konzentrator (1210) vorgeschaltet ist und Umgebungsluft aufnimmt, wobei die erste Transferiereinrichtung (1215, 1220, 12401249, 1255) einen Produktvorratsbehälter (1220) aufweist, der dem Konzentrator (1210) nachgeschaltet ist und dessen erster Ausgang dazu vorgesehen ist, den anderen Teil von dem Produktvorratstank (1220) zu der Leitung (1230) zu liefern, wobei ein zweiter Ausgang dazu vorgesehen ist, den erstgenannten Teil separat von dem anderen Teil zu dem Kompressor (1250) zu liefern.Apparatus according to claim 17 or any one of claims 18 to 21 with reference to claim 17, further comprising a second compressor ( 1205 ), the concentrator ( 1210 ) upstream and receives ambient air, wherein the first transfer device ( 1215 . 1220 . 1240 - 1249 . 1255 ) a product reservoir ( 1220 ) facing the concentrator ( 1210 ) and whose first outlet is intended to be the other part of the product storage tank ( 1220 ) to the line ( 1230 ), wherein a second outlet is provided to separate the former part from the other part to the compressor ( 1250 ) to deliver.
DE60125826T 2000-10-24 2001-10-24 DEVICE AND METHOD FOR SUPPLYING OXYGENATED GAS Expired - Lifetime DE60125826T2 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US695612 2000-10-24
US09/695,612 US7204249B1 (en) 1997-10-01 2000-10-24 Oxygen conserving device utilizing a radial multi-stage compressor for high-pressure mobile storage
US09/952,763 US6805122B2 (en) 1997-10-01 2001-09-14 Oxygen conserving device utilizing a radial multi-stage compressor for high-pressure mobile storage
US952763 2001-09-14
PCT/US2001/045433 WO2002034368A1 (en) 1997-10-01 2001-10-24 Apparatus and process for supplying oxygen-enriched gas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60125826D1 DE60125826D1 (en) 2007-02-15
DE60125826T2 true DE60125826T2 (en) 2007-08-16

Family

ID=37636003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60125826T Expired - Lifetime DE60125826T2 (en) 2000-10-24 2001-10-24 DEVICE AND METHOD FOR SUPPLYING OXYGENATED GAS

Country Status (4)

Country Link
AT (1) ATE350134T1 (en)
AU (1) AU2002218003B2 (en)
DE (1) DE60125826T2 (en)
HK (1) HK1059236A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110030092B (en) * 2019-03-18 2023-11-14 华电电力科学研究院有限公司 Device and method for solving air flow pulsation and cold leakage of supercharger outlet in distributed energy system

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5988165A (en) * 1997-10-01 1999-11-23 Invacare Corporation Apparatus and method for forming oxygen-enriched gas and compression thereof for high-pressure mobile storage utilization

Also Published As

Publication number Publication date
ATE350134T1 (en) 2007-01-15
HK1059236A1 (en) 2004-06-25
AU2002218003B2 (en) 2006-12-14
DE60125826D1 (en) 2007-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2426685C (en) Apparatus and process for supplying oxygen-enriched gas
US7204249B1 (en) Oxygen conserving device utilizing a radial multi-stage compressor for high-pressure mobile storage
DE69832036T2 (en) CLOSED REGULATORY CIRCUIT FOR OXYGEN CONCENTRATOR
US4698075A (en) Control system for fluid absorption systems and the like
DE69617477T3 (en) HYPOXIC ROUTER SYSTEM AND EQUIPMENT FOR HYPOXIC TRAINING AND THERAPY
DE69837504T2 (en) Integrated high-pressure filling opening and flow regulator for cylinder charging device
EP2059325B1 (en) Oxygen concentration system and method
EP0860646A2 (en) Oxygen concentrator
JP2000501335A (en) Molecular sieve type gas separation equipment
US7550031B2 (en) Cylinder filling oxygen concentrator
DE60125826T2 (en) DEVICE AND METHOD FOR SUPPLYING OXYGENATED GAS
US20090044698A1 (en) Vacuum pressure swing absorption system and method
DE2601902A1 (en) VENTILATION DEVICE, SPECIALLY FOR USE IN ANESTHESIA AND LONG-TERM RESUSTRATION
EP1245267A1 (en) Process and device for controlling Modular oxygen delivery system
AU2002218003A1 (en) Apparatus and process for supplying oxygen-enriched gas
DD261309A1 (en) COMPLEX SYSTEM FOR THE EMERGENCY VENTILATION OF SEVERAL ACCIDENT-INJURED PERSONS
EP1332782A1 (en) Process and apparatus for preparing breathing gas
DE2443261C2 (en) Oxygen treatment plant
JP2000178009A (en) Oxygen enriching apparatus
DE19727640C2 (en) Arrangement for supplying people with breathing gas
DE102012010292A1 (en) Compressed air decomposition device for producing consumer gas by continuous pressure adsorption for industrial or personal application, is cyclically controlled such that consumer gas is made continuously available by pressure container
EP4374901A1 (en) Ventilator and method for reconstituting a exhaled gas

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition