ES2287816T3 - Concentrador de oxigeno medico con modalidad dual. - Google Patents

Concentrador de oxigeno medico con modalidad dual. Download PDF

Info

Publication number
ES2287816T3
ES2287816T3 ES05001233T ES05001233T ES2287816T3 ES 2287816 T3 ES2287816 T3 ES 2287816T3 ES 05001233 T ES05001233 T ES 05001233T ES 05001233 T ES05001233 T ES 05001233T ES 2287816 T3 ES2287816 T3 ES 2287816T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
oxygen
gas
portable
rich
humidified
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.)
Active
Application number
ES05001233T
Other languages
English (en)
Inventor
Roger Dean Whitley
Glenn Paul Wagner
Matthew James Labuda
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.)
Air Products and Chemicals Inc
Original Assignee
Air Products and Chemicals Inc
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 US10/762,785 external-priority patent/US7273051B2/en
Application filed by Air Products and Chemicals Inc filed Critical Air Products and Chemicals Inc
Application granted granted Critical
Publication of ES2287816T3 publication Critical patent/ES2287816T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/10—Preparation of respiratory gases or vapours
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/10—Preparation of respiratory gases or vapours
    • A61M16/1005—Preparation of respiratory gases or vapours with O2 features or with parameter measurement
    • A61M16/101—Preparation of respiratory gases or vapours with O2 features or with parameter measurement using an oxygen concentrator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/047—Pressure swing adsorption
    • B01D53/0473—Rapid pressure swing adsorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/047—Pressure swing adsorption
    • B01D53/0476—Vacuum pressure swing adsorption
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/10—Preparation of respiratory gases or vapours
    • A61M16/14—Preparation of respiratory gases or vapours by mixing different fluids, one of them being in a liquid phase
    • A61M16/16—Devices to humidify the respiration air
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2202/00—Special media to be introduced, removed or treated
    • A61M2202/02—Gases
    • A61M2202/0208—Oxygen
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2202/00—Special media to be introduced, removed or treated
    • A61M2202/03—Gases in liquid phase, e.g. cryogenic liquids
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2209/00—Ancillary equipment
    • A61M2209/08—Supports for equipment
    • A61M2209/084—Supporting bases, stands for equipment
    • A61M2209/086—Docking stations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/104—Alumina
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/106—Silica or silicates
    • B01D2253/108—Zeolites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/30—Physical properties of adsorbents
    • B01D2253/302—Dimensions
    • B01D2253/304—Linear dimensions, e.g. particle shape, diameter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/12—Oxygen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/10—Single element gases other than halogens
    • B01D2257/102—Nitrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/80—Water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40003—Methods relating to valve switching
    • B01D2259/40005—Methods relating to valve switching using rotary valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40035—Equalization
    • B01D2259/40041—Equalization with more than three sub-steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40043—Purging
    • B01D2259/4005—Nature of purge gas
    • B01D2259/40052—Recycled product or process gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40058—Number of sequence steps, including sub-steps, per cycle
    • B01D2259/40071—Nine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/406—Further details for adsorption processes and devices using more than four beds
    • B01D2259/4061—Further details for adsorption processes and devices using more than four beds using five beds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/414—Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents
    • B01D2259/4141—Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents within a single bed
    • B01D2259/4145—Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents within a single bed arranged in series
    • B01D2259/4146—Contiguous multilayered adsorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/45—Gas separation or purification devices adapted for specific applications
    • B01D2259/4533—Gas separation or purification devices adapted for specific applications for medical purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/45—Gas separation or purification devices adapted for specific applications
    • B01D2259/4541—Gas separation or purification devices adapted for specific applications for portable use, e.g. gas masks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/047—Pressure swing adsorption
    • B01D53/053—Pressure swing adsorption with storage or buffer vessel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/261—Drying gases or vapours by adsorption

Abstract

Sistema concentrador de oxígeno, que comprende a) una unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) que comprende un dispositivo (301) de separación de aire de tipo portátil para la generación de gas rico en oxígeno, no humidificado, una primera bomba de gas (303) que comprende medios para suministrar aire al dispositivo de separación de aire de tipo portátil, un primer motor (309) adaptado para impulsar la primera bomba de gas, un sistema de suministro de corriente recargable (339) adaptado para proporcionar corriente para impulsar el primer motor, un primer conector adaptado para proporcionar la recarga del sistema de corriente recargable, un primer acoplamiento de flujo adaptado para recibir un gas rico en oxígeno humidificado, medios de conducciones adaptados para combinar el gas rico en oxígeno, no humidificado y el gas rico en oxígeno, humidificado para formar un producto de gas rico en oxígeno humidificado, y una abertura de suministro (352) de gas producto rico en oxígeno; y b)una unidad de base estacionaria (5) adaptada para su acoplamiento con la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil, de manera que la unidad de base estacionaria comprende un humidificador (347) para generar el gas rico en oxígeno humidificado, un segundo acoplamiento de flujo adaptado para su conexión con el primer acoplamiento de flujo, conducciones por la transferencia del gas rico en oxígeno humidificado al segundo acoplamiento de flujo, y un segundo conector adaptado para conectarse con el primer conector para proporcionar la recarga del sistema de suministro de corriente recargable en la unidad generadora de tipo portátil cuando las unidades son acopladas, caracterizado porque dicha unidad de base estacionaria comprende además un dispositivo de separación de aire de tipo estacionario (319), una segunda bomba de gas (323) que comprende medios para suministrar aire al dispositivo de separación de aire estacionario, un segundo motor (325) adaptado para impulsar la segunda bomba de gasy un sistema de suministro de corriente estacionario adaptado para proporcionar corriente al motor secundario.

Description

Concentrador de oxígeno médico con modalidad dual.
Antecedentes de la invención
El suministro de oxígeno terapéutico a pacientes en hogares domésticos y otras aplicaciones residenciales es un segmento importante y creciente de la industria de cuidados de la salud. Se puede suministrar oxígeno a un paciente mediante oxígeno líquido u oxígeno comprimido con un sistema de vaporización apropiado o de regulación de presión y una cánula de suministro de gas. De manera alternativa, se puede aplicar oxígeno por la generación de oxígeno utilizando un pequeño dispositivo de separación de aire de tipo local, situado cerca del paciente, que suministra el oxígeno generado mediante una cánula. Esta última modalidad de suministro de oxígeno es la preferida por muchos pacientes, y se han desarrollado como respuesta a esta demanda numerosos dispositivos pequeños para la separación de aire.
La tasa de utilización de oxígeno respiratorio llega de manera típica a 3 LPM (litros por minuto a 22ºC y una atmósfera de presión) para pacientes ambulatorios con exigencias relativamente reducidas de oxígeno, llegando a 5 LPM para pacientes con problemas respiratorios más graves y posiblemente movilidad limitada, y en ciertos casos hasta 10 LPM para los que tienen problemas respiratorios más graves y movilidad más limitada. Un paciente puede requerir inicialmente una tasa de suministro de oxígeno más elevada durante una enfermedad y más adelante puede requerir menos oxígeno al conseguir la recuperación. De manera alternativa, un paciente puede requerir tasas de oxígeno crecientes al empeorar su estado crónico. Por lo tanto, las exigencias de oxígeno para los pacientes son muy variables, y la exigencia máxima de oxígeno puede ser de tres a cinco veces la exigencia mínima de oxígeno.
Por lo tanto, se deben diseñar sistemas de generación de oxígeno para aplicación residencial o en el hogar para una amplia gama de tasas de producción de oxígeno a efectos de adaptarse a estas diferentes exigencias para los pacientes. Los suministradores de generadores de oxígeno de tipo doméstico prefieren de manera típica limitar el número de sistemas que ofrecen al mercado, cumpliendo, no obstante, las exigencias de los pacientes. El diseño económico de los pequeños sistemas de generación de oxígeno con elevadas tasas de producción resulta difícil, y puede ser necesario que el suministrador proporcione diferentes dimensiones de generadores para conseguir las necesidades de los pacientes. Es deseable por razones económicas minimizar el número de sistemas de generación de oxígeno en oferta, y hacer máxima la proporción de producción de cada sistema en oferta. Además, es deseable satisfacer las necesidades de oxígeno ambulatorias y no ambulatorias con un solo sistema generador, siempre que sea posible y proporcionar oxígeno humidificado, siempre que sea necesario.
Se da a conocer un sistema de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 en el documento WO-A-02/11861.
Características de la invención
Una realización de referencia se refiere a un sistema para la generación de oxígeno que comporta una unidad generadora de oxígeno de tipo portátil y una unidad de base estacionaria. La unidad portátil comprende un dispositivo portátil para la separación de aire a efectos de la generación de un gas ríquido en oxígeno, incluyendo una bomba primaria de gas medios para suministrar aire al dispositivo de separación de aire de tipo portátil, un motor primario para impulsar la bomba de gas, un suministro de corriente recargable para impulsar el motor, medios de conexión adaptados para suministrar corriente al suministro de potencia recargable, medios de acoplamiento de flujo para transferir el gas rico en oxígeno desde la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil y una primera abertura de descarga del producto gaseoso rico en oxígeno. La unidad de base estacionaria está adaptada para acoplarse con la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil, y la unidad de base estacionaria comprende un sistema de suministro de corriente de tipo estacionario que incluye medios de conexión adaptados para recargar el suministro de potencia recargable en la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil, medios de acoplamiento de flujo para recibir el gas rico en oxígeno desde la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil y una segunda abertura de descarga del producto gaseoso rico en oxígeno.
La unidad generadora de oxígeno de tipo portátil es capaz de funcionar independientemente en modalidad desacoplada y suministrar el producto gaseoso rico en oxígeno a una primera tasa volumétrica o caudal al usuario con intermedio de una cánula fijada a la primera abertura de descarga. La unidad generadora de oxígeno de tipo portátil y la unidad de base estacionaria son capaces de funcionar en tándem en modalidad acoplada, suministrando el producto gaseoso rico en oxígeno a una segunda velocidad a un usuario con intermedio de una cánula fijada a la segunda abertura de descarga, de manera que, el segundo caudal o flujo es superior que el primero.
La unidad de base estacionaria puede comprender un motor de refuerzo y primeros medios de acoplamiento de impulsión integrados con el motor del refuerzo, pudiendo comprender la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil un segundo medio de acoplamiento de impulsión integrado con el motor primario, y el motor de refuerzo y el motor primario pueden estar adaptados para funcionar en tándem e impulsar la bomba de gas primaria cuando la unidad de base estacionaria está acoplada con la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil.
De manera alternativa, la unidad de base estacionaria puede comprender un motor de impulsión estacionario y un primer medio de acoplamiento de impulsión integrado con el motor de impulsión estacionario, la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil puede incluir un segundo medio de acoplamiento de impulsión integrado con la bomba de gas primaria, y el motor de impulsión estacionario puede ser adaptado para impulsar la bomba de gas primaria cuando la unidad de base estacionaria está acoplada con la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil.
De forma alternativa, la unidad de base estacionaria puede incluir una bomba de gas secundaria, un motor de impulsión estacionario para impulsar la bomba de gas secundaria y una conducción de salida de gas desde la bomba de gas secundaria; la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil puede incluir una conducción de entrada de gas en comunicación de flujo con el dispositivo de separación de aire de tipo portátil; y ambas conducciones de salida de gas y de entrada de gas pueden tener medios de acoplamiento de flujo que se pueden acoplar de manera tal que la bomba de gas secundaria puede proporcionar una parte del aire al dispositivo de separación de aire de tipo portátil cuando la unidad de base estacionaria está acoplada a la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil.
En otra alternativa, la unidad de base estacionaria puede comprender una bomba de gas secundaria, un motor de impulsión estacionario para impulsar la bomba de gas secundaria y una línea de salida de gas desde la bomba de gas secundaria, pudiendo incluir la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil una conducción de entrada de gas en comunicación de flujo con el dispositivo de separación de aire de tipo portátil, y la línea de salida de gas y la línea de entrada de gas pueden tener, cada una de ellas, unos medios de acumulamiento de flujo que se pueden acoplar de forma tal que la bomba de gas secundaria puede proporcionar la totalidad del aire al dispositivo de separación de aire de tipo portátil cuando la unidad de base estacionaria está acoplada con la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil.
La unidad de base estacionaria puede comprender un dispositivo de separación de aire de tipo estacionario para la generación de un gas enriquecido en oxígeno, suplementario, incluyendo la bomba de gas estacionaria medios para suministrar aire al dispositivo de separación de aire de tipo estacionario, un motor para impulsar la bomba de gas estacionaria y medios de conducción para combinar el gas suplementario, rico en oxígeno con el gas rico en oxígeno desde la unidad generadora de oxígeno portátil cuando la unidad de base de tipo estacionario está acoplada con la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil.
El dispositivo de separación de aire de tipo portátil puede comprender un sistema de absorción de presión oscilante y el dispositivo de separación de aire de tipo estacionario puede comprender un sistema de absorción de presión oscilante ("pressure swing"). La unidad base estacionaria puede comprender además un humidificador adaptado para añadir humedad al producto gaseoso rico en oxígeno.
Otra realización de referencia se refiere al método para generar un producto gaseoso, rico en oxígeno que comprende:
(a)
disponer una unidad generadora de oxígeno de tipo portátil que comprende un dispositivo separador de aire de tipo portátil para la generación de un gas rico en oxígeno, una bomba de gas de tipo primario que comprende medios para suministrar aire al dispositivo de separación de aire de tipo portátil, un motor primario para impulsar la bomba de gas, un suministro de corriente recargable para impulsar el motor, medios de conexión adaptados para recibir corriente para recargar el suministro de corriente recargable en la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil, medios de acoplamiento de flujo para transferir el gas rico en oxígeno desde la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil y una primera abertura de descarga de producto gaseoso rico en oxígeno;
(b)
disponer una unidad de base estacionaria adaptada para acoplarse con la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil, de manera que la unidad de base estacionaria comprende un sistema de suministro de corriente estacionario incluyendo medios de conexión adaptados para suministrar corriente para recargar el suministro de corriente recargable en la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil, medios de acoplamiento de flujo para recibir gas rico en oxígeno desde la unidad generadora de oxígeno de tubo portátil, y una segunda abertura de descarga de producto gaseoso rico en oxígeno;
(c)
hacer funcionar la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil y la unidad de base estacionaria en modalidades acopladas de manera que la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil es accionada para separar aire y proporcionar el producto gaseoso rico en oxígeno a un primer caudal a un usuario mediante una cánula fijada al primer orificio de descarga; y
(d)
accionar la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil y la unidad de base estacionaria en modalidad acoplada mediante
(1)
acoplar la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil y la unidad de base estacionaria conectando los medios conectores y acoplando los medios de acoplamiento de flujo; y
(2)
accionando la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil para separar aire y proporcionar gas rico en oxígeno, transfiriendo el gas rico en oxígeno a la unidad de base estacionaria, y suministrando el producto de gas rico en oxígeno a un segundo caudal a un usuario con intermedio de una cánula fijada a la segunda abertura de descargar y de manera que el segundo caudal es superior al primer caudal.
\newpage
Una realización alternativa de referencia comprende un sistema generador de oxígeno dotado de:
(a)
una unidad generadora de oxígeno de tipo portátil que comprende un dispositivo separador de aire de tipo portátil para la generación de un gas rico en oxígeno, una bomba de gas primaria que incluye medios para suministrar aire al dispositivo de separación de aire de tipo portátil, un motor primario para impulsar la bomba de gas, un suministro de corriente recargable para impulsar el motor, medios de conexión adaptados para suministrar corriente al suministro de corriente recargable, y una abertura para la descarga del producto gaseoso rico en oxígeno, de manera que la unidad generadora de oxígeno tipo portátil está adaptada para funcionar en una modalidad portátil y generar un primer caudal de gas rico en oxígeno; y
(b)
una unidad de base estacionaria adaptada para su acoplamiento con la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil, de manera que la unidad de base estacionaria comprende un sistema de suministro de potencia estacionario incluyendo medios de conexión adaptados para recargar el suministro de corriente recargable en la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil.
La unidad generadora de oxígeno de tipo portátil y la unidad de base estacionaria pueden incluir cada una de ellas un primer medio de acoplamiento de flujo adaptado para transferir gas rico en oxígeno desde la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil a la unidad de base estacionaria, y segundos medios de acoplamiento de flujo adaptados para transferir gas rico en oxígeno desde la unidad de base estacionaria a la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil, de manera que la unidad de base estacionaria y la unidad generadora de oxígeno portátil están adaptadas para funcionar conjuntamente en modalidad acoplada para generar un gas rico en oxígeno a un segundo caudal que es superior al primer caudal.
\vskip1.000000\baselineskip
En otra realización de referencia se puede generar un producto gaseoso rico en oxígeno por un método que comprende:
(a)
disponer una unidad generadora de oxígeno de tipo portátil que comprende un dispositivo de separación de aire de tipo portátil para la generación de un gas rico en oxígeno, una bomba de gas primaria que comprende medios para suministrar aire al dispositivo de separación de aire de tipo portátil, un motor primario para la impulsión de la bomba de gas, un suministro de corriente recargable para impulsar el motor, medios de conexión adaptados para recibir corriente para recargar el suministro de corriente recargable y una abertura de descarga del producto gaseoso rico en oxígeno.
(b)
disponer de una unidad de base estacionaria adaptada para su acoplamiento con la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil, de manera que la unidad de base estacionaria comprende un sistema de suministro de potencia tipo estacionario que incluye medios de conexión adaptados para recargar el suministro de corriente recargable en la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil y medios para humedecer el gas rico en oxígeno, y de manera que la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil y la unidad de base estacionaria comprenden cada una de ellas unos primeros medios de acoplamiento adaptados para transferir gas rico en oxígeno desde la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil a la unidad de base estacionaria y segundos medios de acoplamiento adaptados para transferir gas rico en oxígeno desde una unidad de base estacionaria a la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil.
(c)
hacer funcionar la unidad generador de oxígeno de tipo portátil y la unidad de base estacionaria en modalidades acopladas de manera que la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil es accionada para separar aire y proporcionar un producto gaseoso rico en oxígeno a un primer caudal de gas rico en oxígeno a un usuario con intermedio de una cánula fijada a la abertura de descarga de producto; y
(d)
hacer funcionar la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil y la unidad de base estacionaria en modalidad acoplada mediante:
(1)
acoplamiento de la unidad generadora de oxígeno portátil y de la unidad de base estacionaria conectando los medios de conexión y acoplando los primeros y segundos medios de acoplamiento; y
(2)
haciendo funcionar la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil para separar aire y proporcionar un gas rico en oxígeno, transfiriendo el gas rico en oxígeno a la unidad de base estacionaria, humidificando el gas rico en oxígeno para proporcionar un gas rico en oxígeno humidificado, transfiriendo el gas rico en oxígeno humidificado a la unidad generadora de oxígeno portátil, y suministrando un producto de gas rico en oxígeno humidificado a un segundo caudal de gas rico en oxígeno a un usuario con intermedio de una cánula fijada a la abertura de descarga en la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil, de manera que el segundo caudal es superior al primer caudal.
\vskip1.000000\baselineskip
Una realización de la invención hace referencia a un sistema concentrador de oxígeno que comprende:
(a)
una unidad generadora de oxígeno de tipo portátil que comprende un dispositivo de separación de aire de tipo portátil para la generación de un gas rico en oxígeno no humidificado, una primera bomba de gas que comprende medios para suministrar aire al dispositivo de separación de aire de tipo portátil, un primer motor adaptado para impulsar la primera bomba de gas, un sistema de suministro de corriente recargable adaptado para proporcionar corriente para impulsar el primer motor, un primer conector adaptado para proporcionar recarga al sistema de suministro eléctrico recargable, un primer acoplamiento de flujo adaptado para recibir un gas rico en oxígeno humidificado, medios de conducciones adaptados para combinar el gas rico en oxígeno no humidificado y el gas rico en oxígeno humidificado para formar un producto de gas rico en oxígeno humidificado, y una abertura para el suministro del producto gaseoso rico en oxígeno; y
(b)
una unidad de base estacionaria adaptada para acoplarse con la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil, de manera que la unidad de base estacionaria comprende un dispositivo de separación de aire de tipo estacionario y un humidificador para generar el gas rico en oxígeno humidificado, incluyendo una segunda bomba de gas medios para suministrar aire al dispositivo de separación de aire de tipo estacionario, un segundo motor adaptado para impulsar la segunda bomba de gas, un segundo acoplamiento de flujo adaptado para conectarse con el primer acoplamiento de flujo, conducciones para transferir el gas rico en oxígeno humidificado al segundo acoplamiento de flujo, un sistema de suministro de corriente estacionario adaptado para proporcionar corriente al motor secundario y un segundo conector adaptado para conectarse con el primer conector para proporcionar recarga del sistema de suministro de corriente recargable en la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil cuando las unidades están acopladas.
El primer acoplamiento de flujo, los medios de conducciones adaptados para combinar el gas rico en oxígeno no humidificado y el gas rico en oxígeno humidificado, y la abertura de suministro del producto gaseoso rico en oxígeno se pueden fijar y disponer exteriormente con respecto a la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil.
El dispositivo de separación de aire de tipo portátil puede comprender un sistema de adsorción por oscilación de presión. El sistema puede comprender además un depósito de almacenamiento adaptado para recibir gas rico en oxígeno no humidificado desde el sistema de adsorción de presión oscilante. De manera alternativa puede no disponerse depósito de almacenamiento de gas para recibir el gas rico en oxígeno no humificado del sistema de adsorción de presión oscilante.
El dispositivo de separación de aire de tipo estacionario puede comprender un sistema de adsorción de presión oscilante. El sistema puede comprender además un depósito de almacenamiento adaptado para recibir gas producto rico en oxígeno desde el sistema de absorción de presión oscilante. De manera alternativa puede no disponerse depósito de almacenamiento para recibir gas rico en oxígeno del sistema de adsorción de presión oscilante.
\vskip1.000000\baselineskip
Otra realización de la invención comprende un método para generar un producto de gas rico en oxígeno que comprende:
(a)
disponer una unidad generadora de oxígeno de tipo portátil que comprende un dispositivo separador de aire de tipo portátil para la generación de un gas rico en oxígeno no humidificado, una primera bomba de gas que comprende medios para suministrar aire al dispositivo de separación de aire de tipo portátil, un primer motor adaptado para impulsar la primera bomba de gas, un sistema de suministro de corriente recargable adaptado para proporcionar corriente al primer motor, un primer conector adaptado para proporcionar recarga al sistema de suministro de corriente recargable, un primer acoplamiento de flujo adaptado para recibir gas rico en oxígeno humidificado, medios de conducciones adaptados para combinar el gas rico en oxígeno no humidificado y el gas rico en oxígeno humidificado para formar un producto gaseoso rico en oxígeno humidificado y una abertura de suministro de un producto gaseoso rico en oxígeno;
(b)
disponer una unidad de base estacionaria adaptada para acoplarse con la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil, de manera que la unidad de base estacionaria comprende un dispositivo de separación de aire de tipo estacionario y un humidificador para la generación del gas rico en oxígeno humidificado, una segunda bomba de gas que comprende medios para suministrar aire al dispositivo de separación de aire de tipo estacionario, un segundo motor adaptado para impulsar la segunda bomba de gas, un segundo acoplamiento de flujo adaptado para su conexión con el primer acoplamiento de flujo, conducciones para transferir el gas rico en oxígeno humidificado al segundo acoplamiento de flujo, un sistema de suministro de corriente estacionario adaptado para suministrar corriente al segundo motor, y un segundo conector adaptado para su conexión con el primer conector para proporcionar recarga del sistema de suministro de corriente recargable de la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil cuando las unidades están acopladas.
(c)
hacer funcionar la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil y la unidad de base estacionaria de forma desacoplada de manera que la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil es accionada para separar aire y proporcionar el gas rico en oxígeno no humidificado como producto de gas rico en oxígeno a un primer caudal a un usuario con intermedio de una cánula fijada a la abertura de suministro del producto de gas rico en oxígeno; y
\newpage
(d)
accionar la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil y la unidad de base estacionaria en modalidad acoplada procediendo del modo siguiente:
(1)
acoplar la unidad generadora de oxígeno portátil y la unidad de base estacionaria conectando el primer y segundo conectores y conectado el primer y segundo acoplamientos de flujo,
(2)
accionar la unidad generadora de oxígeno portátil para separar aire y proporcionar el gas rico en oxígeno no humidificado,
(3)
accionar la unidad de base estacionaria para separar aire y proporcionar una corriente de gas rica en oxígeno, humidificando la corriente de gas rica en oxígeno para proporcionar el gas rico en oxígeno humidificado, combinando el gas rico en oxígeno humidificado con el gas rico en oxígeno no humidificado para formar un producto de gas rico en oxígeno humidificado, y suministrando el producto de gas rico en oxígeno humidificado a un segundo caudal a un usuario con intermedio de la cánula fijada a la abertura del suministro del producto gaseoso rico en oxígeno, de manera que el segundo caudal es superior que el primer caudal.
Breve descripción de varias vistas de los dibujos
Se muestran a continuación realizaciones de la invención en los dibujos adjuntos, que no se han representado necesariamente a escala.
La figura 1 es un diagrama esquemático de una primera realización de referencia.
La figura 2 es un diagrama esquemático de una segunda realización de referencia.
La figura 3 es un diagrama esquemático de una tercera realización de referencia.
La figura 4 es un diagrama esquemático de una versión inventiva simplificada de la realización de la figura 3.
La figura 5 es un diagrama esquemático de una versión inventiva de la realización de la figura 4.
Descripción detallada de la invención
Las realizaciones de la invención se refieren a un sistema concentrado de oxígeno que comprende una unidad generadora de oxígeno de tipo portátil y una unidad de base estacionaria adaptada para su acoplamiento con la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil. El sistema concentrador de oxígeno puede ser descrito también como un sistema de generación de oxígeno, y estas dos descripciones son intercambiables. El generador de oxígeno de tipo portátil comprende un dispositivo de separación de aire de tipo portátil para la generación de un gas rico en oxígeno, una bomba de gas primaria que comprende medios para suministrar aire al dispositivo de separación de aire de tipo portátil, un motor primario para la impulsión de la bomba de gas, un suministro de corriente recargable para la impulsión del motor, medios de conexión adaptados para recargar el suministro de corriente recargable en la unidad generadora de oxígeno tipo portátil, medios de conexión para transferir el gas rico en oxígeno procedente de la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil, y una primera abertura para la descarga del producto de gas rico en oxígeno. La unidad de base estacionaria está adaptada para su acoplamiento con la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil, y la unidad de base estacionaria comprende un sistema de suministro de corriente de tipo estacionario que comprende medios de conexión adaptados para recargar el suministro de corriente recargable en la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil, medios de acoplamiento de flujo para recibir el gas rico en oxígeno desde la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil, y opcionalmente una segunda abertura de descarga de producto de gas rico en oxígeno.
Una primera realización de referencia se ha mostrado en la figura 1. En esta realización a título de ejemplo, el sistema concentrador de oxígeno (1) comprende la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) y la unidad de base estacionaria (5), que se han mostrado en forma desacoplada. La unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) comprende el dispositivo (7) de separación de aire, la bomba de gas (9), el motor (11) de impulsión primaria de la bomba de gas, el suministro de corriente recargable (13) y el depósito de almacenamiento de producto (15) opcional para el almacenamiento del producto de gas rico en oxígeno. El suministro de corriente recargable (13) impulsa el motor (11) y proporciona corriente a un panel de usuario de visualización/control (no mostrado). Estos componentes están dispuestos dentro de la envolvente o cuerpo (17).
El suministro de corriente recargable (13), que puede ser una batería recargable, proporciona corriente continua con intermedio del conductor (19) al motor primario de impulsión (11). Si la batería empieza a descargarse, la corriente continua al motor de impulsión primario (11) puede ser proporcionada opcionalmente por intermedio del conductor (21), que puede ser conectado por intermedio de los conectores (23) y (25) al conductor (27). Cuando se suministra corriente continua de procedencia externa al motor de impulsión primario (11), la batería se recarga, en caso necesario. El conductor (27) puede suministrar corriente continua desde una fuente de corriente continua externa (no mostrada) tal como, por ejemplo, una salida de corriente continua en un vehículo a motor o cualquier otro suministro de corriente continua. De manera alternativa, se puede alimentar corriente continua al conductor (27) desde un convertidor opcional de corriente alterna a corriente continua (no mostrado) conectado a una fuente de corriente alterna exterior.
Cuando el suministro de corriente recargable (13) es una batería, ésta puede ser recargada por la corriente continua proporcionada con intermedio de un conductor (29) y el conector (31) cuando la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) está acoplada con la unidad de base estacionaria (5), tal como se describe más adelante.
El dispositivo (7) de separación de aire puede ser una unidad de adsorción de presión oscilante (PSA) (se describe más adelante) que recibe aire a presión mediante la conducción (33) desde la bomba de gas (9), y desde la cual los gases de desperdicio son retirados con intermedio de la conducción (35) por la bomba de gas (9). La bomba de gas (9) aspira aire de alimentación (37) con intermedio de la abertura de entrada y la conducción (39), y descarga los gases de desperdicio (41) de una abertura de descarga conectada a la conducción (43). La bomba de gas (9) comprende de manera típica un compresor de gas de alimentación que admite aire atmosférico y descarga aire de alimentación comprimido al sistema PSA a una presión de 1-2,5 atmósferas. La bomba de gas (9) incluye también, de manera típica, un compresor de gas de desperdicio que absorbe gas de desperdicio del sistema PSA a presiones superiores y/o inferiores a la presión atmosférica y descargando gases de desperdicio a una presión próxima a la atmosférica. Los compresores de gas de alimentación y de desperdicio son accionados ambos de manera atípica por el motor (11) de impulsión primaria de la bomba de gas. El motor de impulsión puede estar dotado de un conector de vástago (12) adaptado para su acoplamiento con el eje de un motor de refuerzo, tal como se describe más adelante.
Los compresores de gas de alimentación y de desperdicio de la bomba de gas (9) puede ser de cualquier tipo de compresor conocido de la técnica y se pueden seleccionar entre los tipos de husillos helicoidales, diafragmas, pistón y compresores de paletas rotativas. Un compresor de husillos helicoidales es adecuado para funcionamiento con los dispositivos separadores de aire que se describen.
El gas rico en oxígeno, definido en esta descripción como un gas que contiene más de 80% molar de oxígeno, es retirado del dispositivo de separación de aire (7) con intermedio de la conducción (45) pasando al depósito de almacenamiento de producto opcional (15). De manera atípica, el gas rico en oxígeno contiene más de 90% molar de oxígeno. El gas rico en oxígeno es retirado del depósito (15) de almacenamiento de producto con intermedio de la conducción (47) y pasa a la válvula de dirección de flujo (49) que tiene una entrada y dos salidas. Una entrada está conectada a la conducción (51) y a la abertura de descarga de producto o acoplamiento de flujo de salida (53), que se puede acoplar y desacoplar del acoplamiento del flujo (55), tal como se describe más adelante. El acoplamiento de flujo (55) está fijado a la cánula (57) para suministrar gas producto rico en oxígeno a un paciente, cuando se hace funcionar la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) en modalidad portátil o desacoplada. La otra salida de dirección de flujo de la válvula (49) está conectada a la conducción (59) para suministro del gas rico en oxígeno al acoplamiento de salida (61). La válvula (49) puede ser diseñada y colocada de manera tal que la acción de acoplar la unidad (3) del generador de oxígeno de tipo portátil y la unidad de base estacionaria (5) dirige el flujo de gas producto por la conducción (59) y la acción de desacoplamiento dirige el flujo de gas producto por la conducción (51).
En una realización alternativa (no mostrada), la válvula de dirección de flujo (49) puede ser sustituida por dos válvulas separadas que pueden estar diseñadas y situadas de manera que la acción de acoplar la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) y la unidad de base estacionaria (5) dirige el flujo de gas producto por la producción (59) y la acción de desacoplamiento dirige el flujo de gas producto por la conducción (51). Los acoplamientos de flujo (53) y (55) pueden ser dos partes de un acoplamiento de tipo rápido en el que la parte estacionaria (53) tiene una válvula integral accionada mecánicamente que se abre cuando se conecta con el acoplamiento de flujo (55) y se cierra cuando se desconecta de dicho acoplamiento de flujo (55). De manera similar, los acoplamientos de flujo (61) y (79) pueden ser dos partes de un acoplamiento similar de conexión rápida. Además, los acoplamientos de flujo (81) y (83) pueden ser dos partes de un acoplamiento similar de tipo rápido.
En una modalidad operativa del sistema de generación de oxígeno (1), por lo tanto, el producto de gas rico en oxígeno es suministrado al paciente con intermedio de la cánula (57) cuando el generador de oxígeno de tipo portátil (3) funciona en modalidad portátil, es decir, desacoplado desde la unidad de base estacionaria (5). En la otra modalidad operativa, el producto de gas rico en oxígeno es suministrado al paciente con intermedio de la cánula (85) cuando la unidad (3) generadora de oxígeno de tipo portátil es acoplada con la unidad de base estacionaria (5) y las unidades acopladas son estacionarias.
La unidad de base estacionaria (5) comprende el sistema de suministro de corriente estacionaria (63), un suministro de corriente recargable opcional de recambios (65), que puede ser una batería recargable, el motor de refuerzo (67) y el humidificador de gas producto opcional (69). El motor de refuerzo puede ser un motor de corriente alterna o un motor de corriente continua; se utilizaría un motor de corriente continua si se requiere funcionamiento a velocidad variable. El sistema (63) de alimentación de corriente de tipo estacionario comprende un convertidor de corriente, de corriente alterna a corriente continua, y un cargador de batería en corriente continua adaptado, por ejemplo, para recargar una batería o baterías recargables. Este sistema puede ser utilizado para recargar el suministro de corriente recargable (13) cuando se acoplan la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) y la unidad de base estacionaria (5). El suministro de corriente recargable, de recambio, opcional (65) puede ser una batería recargable y se puede mantener en un receptáculo (71), siendo recargado mediante el conductor (73) desde el sistema de alimentación de corriente de tipo estacionario (63). Todos los componentes de la unidad de base estacionaria (5) están dispuestos dentro de la envolvente (74). El sistema de suministro de corriente estacionaria (63) está conectado a un suministro de corriente alterna externo mediante el conductor (76) y el enchufe (78).
\newpage
La unidad de base estacionaria (5) tiene varios acoplamientos y conectores que pueden ser acoplados y conectados con correspondientes acoplamientos y conectores en la unidad generadora de oxígeno (3) de tipo portátil. El conector (75) está adaptado para conectarse con el conector (31) para recargar el suministro de corriente recargable (13). El acoplamiento del vástago (77), que es impulsado por el motor de refuerzo (77), puede estar acoplado con el conector de vástago (12) de manera que el motor de refuerzo (67) puede funcionar en tándem con el motor de impulsión primario (11) para proporcionar potencia adicional para accionar la bomba de gas (9) a mayor capacidad. El acoplamiento de flujo (79) puede ser acoplado con el acoplamiento (61) de flujo de salida de gas rico en oxígeno para suministrar gas rico en oxígeno al humidificador opcional (69). La abertura de descarga de gas producto rico en oxígeno o el acoplamiento de flujo (81) puede ser acoplado y desacoplado con respecto al acoplamiento de flujo (83), tal como se describe más adelante. El acoplamiento de flujo (83) está fijado a la cánula (85) para suministrar un gas producto rico en oxígeno a un paciente.
La unidad de base estacionaria (5) y la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) pueden ser accionadas en dos modalidades. En una primera modalidad, la unidad de base estacionaria (5) y la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) están desacopladas y la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) es accionada independientemente para suministrar gas producto rico en oxígeno a un paciente ambulatorio que puede soportar la unidad portátil. La unidad portátil puede ser accionada por un suministro de corriente recargable (13) o, alternativamente, puede ser accionada por corriente continua externa mediante los conectores (23) y (25) y un conductor (27). El conductor (27) puede suministrar corriente continua desde una fuente de corriente continua exterior (no mostrada) tal como, por ejemplo, una salida de corriente continua en un vehículo a motor o cualquier otro suministro de corriente continua.
De manera alternativa, se puede facilitar corriente continua en el conductor (27) procedente de un convertidor opcional de corriente alterna a corriente continua (no mostrado), conectado a una fuente de potencia externa en corriente alterna. Durante esta forma de funcionamiento, la unidad de base estacionaria (5) se encuentra en situación de reserva y puede recargar el suministro de corriente recargable opcional, de recambio (65).
En la segunda modalidad de funcionamiento la unidad de base estacionaria (5) y la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) están acopladas y funcionan en tándem para suministrar producto rico en oxígeno a un paciente no ambulatorio, situado adyacente a la unidad acoplada. En esta modalidad, el acoplamiento (77) está acoplado con el conector (12), de manera que el motor de refuerzo (67) funciona en tándem con el motor de impulsión principal (11) para proporcionar potencia adicional para accionamiento de la bomba de gas (9) a una capacidad más elevada. El acoplamiento de flujo (79) está acoplado con el acoplamiento (61) de flujo de salida de gas y suministra este gas a un humidificador opcional (69). La abertura de descarga de gas producto rico en oxígeno o acoplamiento del flujo (81) está acoplado con un acoplamiento de flujo (83) y el gas producto rico en oxígeno es suministrado al paciente con intermedio de la cánula (85). Mientras se funciona en esta modalidad tándem, el suministro de corriente recargable (13) puede ser recargado por un sistema de suministro de corriente (63) con intermedio de los conectores (31) y (75), el conductor (29) y el conductor (21). El sistema (65) de suministro de corriente de recambio puede ser recargado también con intermedio del conductor (73).
En una versión alternativa de esta primera realización, toda la potencia para impulsar la bomba de gas (9) en la modalidad acoplada es suministrada por el motor (67) con intermedio del acoplamiento de vástago (77) y el conector de vástago (12). El motor (67) es un motor más grande que el utilizado como motor de refuerzo en la versión inicial de esta realización, que se ha descrito en lo anterior. El motor de impulsión principal (11) no funciona en esta versión alternativa, y por lo tanto la vida de servicio de este motor se incrementa porque el motor funciona solamente en modalidad portátil.
Una segunda realización de referencia ha sido mostrada en la figura 2. En esta realización que tiene carácter de ejemplo, el sistema de generación de oxígeno (1) comprende una unidad generadora de oxígeno (3) de tipo portátil y una unidad de base estacionaria (5), que se ha mostrado en este caso en la modalidad desacoplada. La unidad generadora de gas (3) de tipo portátil y la unidad de base estacionaria (5) de la figura 1 están modificadas en esta segunda realización de manera que se suministra aire de alimentación suplementario desde la unidad de base a la unidad portátil, y el gas de desperdicio es retirado de la unidad portátil hacia la unidad de base cuando las unidades funcionan en tándem o en modalidad acoplada. Todas las características y componentes son típicamente idénticos a los descritos anteriormente con referencia a la figura 1. En esta segunda realización, el motor de refuerzo (67) de la figura 1 no es utilizado y el motor de impulsión principal de la unidad portátil (3) funciona independientemente en todo momento.
En la figura 2, el motor de impulsión principal (201) impulsa la bomba de gas (202) en ambas modalidades, acoplada y desacoplada, de manera similar a la del motor de impulsión principal (11) y bomba de gas (9) de la figura 1, excepto que el motor de impulsión principal (201) funciona independientemente y no está acoplado a un motor de refuerzo. En la modalidad acoplada, el motor de impulsión (203) acciona la bomba de gas suplementaria (205), que hace pasar aire de alimentación suplementaria (207) a través de una abertura de entrada, y descarga gas de desperdicio (208) desde una abertura de descarga, de manera que las aberturas de carga y de descarga están conectadas a la bomba de gas suplementaria (205). La bomba de gas (205) incluye de manera típica un soplante de gas de alimentación que admite aire atmosférico (207) y descarga aire de alimentación comprimido suplementario al dispositivo de separación de aire (7), que puede ser un sistema PSA a una presión de 1-4 atmósferas con intermedio del conductor (209), acoplamiento de flujo (211), acoplamiento de flujo (213) y conducción (215) que une la conducción (33) al dispositivo (7) de separación de aire. La bomba de gas (205) incluye también de manera típica un soplante de gas de descarga para retirar gas del dispositivo de separación de aire (7) a presiones superiores/inferiores a la presión atmosférica con intermedio de la conducción (217), acoplamiento de flujo (219), acoplamiento de flujo (221) y conducción (223) y descargando gas (208) de la bomba de gas (205) casi a la presión atmosférica. El gas retirado puede ser gas de desperdicio de un sistema PSA. La soplante de alimentación y la soplante de gas de descarga son, de manera típica, accionadas por el motor (303) de impulsión de una bomba de gas.
En esta segunda realización, la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) funciona en modalidad desacoplada tal como se ha descrito para la primera realización. En la modalidad acoplada, los sistemas acoplados de la segunda realización funcionan tal como se ha descrito para la primera realización, excepto en lo que respecta a las modificaciones descritas en lo anterior. Esta segunda realización permite una reducción de las dimensiones de la bomba de gas en la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3), de manera que la bomba de gas (202) de la figura 2 es más reducida que la bomba de gas (9) de la figura 1, reduciendo por lo tanto el peso de la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3).
En una versión alternativa de esta segunda realización, todo el aire de alimentación en la modalidad operativa acoplada es suministrado al dispositivo de separación de aire (7) por la bomba de gas (205) con intermedio de los conductos (209) y (215), y todo el gas de desperdicio es retirado del dispositivo de separación de aire (7) con intermedio de las conducciones (217) y (223) por la bomba de gas (205). En esta versión alternativa, la capacidad de la bomba de gas (205) y la salida del motor de impulsión (203) se incrementan con respecto a la versión inicial de la realización descrita anteriormente. El motor de impulsión principal (201) y la bomba de gas (202) no funcionan en esta versión alternativa, y por lo tanto las líneas de servicio de este motor y bomba se incrementan porque funcionan solamente en modalidad portátil.
Se ha mostrado una tercera realización de referencia en la figura 3. En esta realización a título de ejemplo, el sistema de generación de oxígeno (1) comprende una unidad generadora de oxígeno (3) de tipo portátil y una unidad de base estacionaria (5), que se han mostrado en modalidad desacoplada. La unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) y la unidad de base estacionaria (5) de la figura 1 se han modificado en esta tercera realización de manera que la capacidad de producción máxima del dispositivo de separación de aire en la unidad portátil se reduce, y se incluye un dispositivo de separación de aire en la unidad de base estacionaria para funcionamiento en la modalidad acoplada o desacoplada. Todas las demás características y componentes son, de manera típica, idénticos a los que se ha descrito anteriormente con referencia a la figura 1.
En la modalidad de funcionamiento desacoplado de esta tercera realización, el dispositivo de separación de aire (301), por ejemplo, un sistema PSA, recibe gas de alimentación a presión procedente de la bomba de gas (303), y dicha bomba de gas (303) retirará gas, por ejemplo, el gas de desperdicio, del dispositivo de separación de aire (301) con intermedio de las conducciones (305) y (307), respectivamente. La bomba de gas (303), que es accionada por el motor de impulsión principal (309), retira aire de alimentación (311) a través de una abertura de entrada y por medio de una conducción (313), y descarga gas de desperdicio (315) desde la abertura de descarga conectada a la conducción (317). La bomba de gas (303) incluye de manera típica una soplante de alimentación que recoge aire atmosférico y descarga aire de alimentación comprimido al dispositivo de separación de aire (301) que puede ser un sistema PSA, a una presión de 1-2,5 atmósferas. La bomba de gas (303) incluye también de manera típica una soplante de gas de descarga que retira gas del dispositivo de separación de aire (301). El gas que se ha retirado puede ser gas de desperdicio, retirado de un sistema PSA a presiones por encima y por debajo de la presión atmosférica, que es descargado a una presión próxima a la atmosférica. La soplante de alimentación y la soplante de gas de descarga son típicamente accionadas por el motor principal de impulsión (309) de la bomba de gas.
En esta tercera realización, la unidad de base estacionaria (5) comprende el dispositivo de separación de aire (319), que puede ser una unidad de absorción de presión oscilante (PSA), y el dispositivo recibe aire de alimentación a presión con intermedio de la conducción (321) desde la bomba de gas (323) y proporciona gas rico en oxígeno con intermedio de la conducción (324). La descarga de gas es retirada del dispositivo de separación de aire (319) con intermedio de la conducción (325) por la bomba de gas (323). La bomba de gas (323) retira aire de alimentación (326) con intermedio de una abertura de entrada, y descarga el gas (327) desde una abertura de descarga. La bomba de gas (323) incluye de manera típica una soplante de alimentación que admite aire atmosférico y descarga aire de alimentación comprimido, por ejemplo, a un sistema PSA, a una presión de 1-2,5 atmósferas. La bomba de gas (323) incluye también de manera típica una soplante que retira gas de descarga desde el dispositivo de separación de aire (319) a presiones superiores y/o inferiores a la presión atmosférica, y descarga este gas a una presión próxima a la atmosférica. El gas que se ha retirado puede ser gas de desperdicio de un sistema PSA. La soplante de alimentación y la soplante de gas de desperdicio son accionadas de manera típica por el motor (329) de impulsión de la bomba, que recibe corriente mediante el conductor (331) desde el sistema de alimentación de corriente (333). El motor (329) puede ser un motor de corriente alterna o de corriente continua; se utilizaría un motor de corriente continua si se requiere un funcionamiento a velocidad variable.
La unidad de base estacionaria (5) comprende el conector (335) que puede ser conectado con un conector (337) en la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3), para recargar el suministro de corriente recargable (339) cuando la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) y la unidad de base estacionaria (5) están acopladas entre sí. La unidad de base incluye también el acoplamiento de flujo (341) que está conectado con el acoplamiento de flujo (343) en la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) para permitir el flujo de gas rico en oxígeno desde el dispositivo de separación de aire (301) con intermedio de un depósito de almacenamiento de gas producto opcional (302), cuando la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) y la unidad de base estacionaria (5) están acopladas entre sí. En esta modalidad acoplada, el gas rico en oxígeno combinado procedente de los dispositivos de separación de aire (301) y (319) pasa con intermedio de la conducción (345) al humidificador (347). El acoplamiento de flujo (350) de la unidad de base estacionaria (5) y el acoplamiento de flujo (351) están acoplados para proporcionar gas producto rico en oxígeno al paciente con intermedio de una cánula (353). De manera opcional, la unidad de base estacionaria (5) puede funcionar en modalidad desacoplada para proporcionar gas producto rico en oxígeno a un caudal más reducido cuando la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) se encuentra en situación de reserva o está parada a efectos de servicio.
La tercera realización que se ha descrito anteriormente minimiza el peso de la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) en comparación con el de las primera y segunda realizaciones descritas anteriormente, porque el dispositivo de separación de aire (301) puede ser dimensionado para proporcionar solamente la cantidad requerida de gas producto rico en oxígeno, requerido de la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) que funciona en modalidad desacoplada. Por el contrario, el dispositivo de separación de aire (7) de la primera y segunda realizaciones está dimensionado para proporcionar la totalidad o una parte del gas producto rico en oxígeno requerido desde la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) y la unidad de base estacionaria (5) cuando funciona en la modalidad acoplada. Por esta razón, el dispositivo separador de aire (301) de la figura 3 puede ser más ligero que el dispositivo de separador de aire (7) de las figuras 1 y 2.
El tipo de la bomba de gas (319) en la unidad de base estacionaria puede ser distinto del tipo de bomba de gas (303) de la unidad portátil utilizada en el generador portátil, puesto que el conseguir un peso bajo, un volumen reducido y un mayor rendimiento de la potencia son menos críticos para esta unidad de base que para la unidad portátil. El dispositivo separador de aire y el proceso de la unidad de base puede ser también distintos de los de la unidad portátil, igualmente dado que el peso bajo, el volumen reducido y mayor rendimiento de la potencia son menos críticos para la unidad de base que para la unidad portátil.
Una cuarta realización inventiva se ha mostrado en la figura 4 y es una versión simplificada del sistema de la figura 3. En la realización de la figura 4, el acoplamiento de flujo (341), el acoplamiento de flujo (343), la válvula de tres vías de la conducción (348) entre el depósito opcional de almacenamiento de producto (302) y el conector de flujo (352), y la conducción desde el acoplamiento de flujo (343) a la válvula de tres vías de la figura 3 quedan eliminados. La conducción ramificada (357) está conectada a la conducción (348) y el acoplamiento de flujo (359) está conectado a la conducción ramificada (357). La conducción (361) del conector, que puede quedar dispuesta exteriormente con respecto a la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) y la unidad de base estacionaria (5), tal como se ha mostrado, puede estar dotada en cualquier extremo de los acoplamientos de flujo (363) y (365). La conducción de conector (361) puede ser o bien una conducción flexible, tal como se ha mostrado o un tramo de conducción rígida; de manera alternativa, puede ser un tramo de tubo flexible o de tubo rígido conectado directamente a la conducción (349) sin utilización de acoplamientos de flujo (350) y (365). El acoplamiento de flujo (359) está dotado de una válvula de cierre activada mecánicamente que se encuentra en posición abierta cuando los acoplamientos del flujo (359) y (363) están conectados, y en posición cerrada cuando dichos acoplamientos de flujo (359) y (363) están desconectados. Los acoplamientos de flujo (359) y (363) pueden ser, por ejemplo, cualesquiera acoplamientos de flujo de tipo comercial de acoplamiento o conexión rápida, con un cierre de flujo cuando se desconectan. Las partes restantes del sistema de generación de oxígeno (1), que comprende una unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) y una unidad de base estacionaria (5), son las mismas que se han descrito con referencia a la figura 3.
En la realización de la figura 4, la unidad generadora de oxígeno (3) de tipo portátil funciona en modalidad desacoplada o portátil de manera similar a la que se ha descrito antes para la realización de la figura 3. En esta modalidad portátil, los acoplamientos de flujo (359) y (363) están desconectados, cerrando por lo tanto la válvula de cierre del acoplamiento de flujo (359) tal como se ha descrito. El gas producto rico en oxígeno no es humidificado cuando la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) funciona en modalidad desacoplada o portátil.
Para hacer funcionar el sistema en la modalidad acoplada o estacionaria, la unidad generadora de oxígeno (3) está asociada con la unidad de base estacionaria (5), y el conector eléctrico (335) está acoplado con el conector eléctrico (337) para recargar el suministro de corriente recargable (339) igual que en la realización de la figura 3. Los acoplamientos de flujo (359) y (363) están acoplados y los acoplamientos de flujo (350) y (365) (si se utilizan) están también acoplados. El oxígeno es generado por el dispositivo de separación de aire (301), tal como se ha descrito anteriormente, y el gas rico en oxígeno no humidificado pasa al depósito de almacenamiento de gas producto (302) y desde el depósito (302) con intermedio de la conducción (348). El dispositivo de separación de aire (319) genera gas rico en oxígeno que pasa con intermedio de la conducción (345) al humidificador (347), el gas es humidificado en este último, y el gas rico en oxígeno humidificado pasa con intermedio de los acoplamientos de flujo (359) y (365) (si se utilizan), conducción externa (361) del conector, acoplamientos de flujo (359) y (363) y conducción (357). El flujo combinado del gas rico en oxígeno no humidificado procedente de la unidad generadora de oxígeno (3) y el gas rico en oxígeno humidificado procedente de la unidad de base estacionaria (5) pasa por la conducción (348), acoplamiento de flujo (352) (que proporciona una abertura de suministro de gas rico en oxígeno), acoplamiento de flujo (354) y conducción (355) a la cánula del paciente (no mostrada).
Las capacidades máximas de flujo de producto de diseño de los dispositivos de separación de aire (301) y (319) se pueden seleccionar de manera tal que el dispositivo (319) funciona a su máxima capacidad de flujo o cerca de la misma, cuando la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) y la unidad de base estacionaria (5) funcionan en modalidad acoplada. Por ejemplo, las capacidades de flujo máximas de producto de diseño de los dispositivos de separación de aire (301) y (319) pueden ser 3 y 2 litros por minuto (lpm), respectivamente. En este ejemplo, el funcionamiento acoplado de la unidad generadora de oxígeno (3) de tipo portátil y de la unidad de base estacionaria (5) puede proporcionar un gas producto rico en oxígeno y humidificado al paciente con caudales comprendidos entre 2 y 5 lpm cuando el dispositivo de separación de aire (319) funciona a su máxima capacidad de diseño de 2 lpm.
La realización de la figura 4 proporciona por lo tanto un gas rico en oxígeno humidificado al paciente con intermedio de la conducción (355), de manera que la humidificación es proporcionada al humidificar el gas rico en oxígeno desde el dispositivo de separación de aire (319) del humidificador (347) de la unidad de base estacionaria (5) antes de la combinación con el gas rico en oxígeno no humidificado procedente del dispositivo de separación de aire (301) de la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3). En esta realización, no se proporciona humidificación para el gas rico en oxígeno desde el dispositivo de separación de aire (301) ni en la modalidad operativa portátil o combinada.
En la realización de la figura 4, se puede utilizar la misma cánula por el paciente en modalidad operativa portátil o estacionaria al conectar los acoplamientos de flujo (352) y (354). Si se utilizan los acoplamientos de flujo (350) y (365), el acoplamiento (350) puede ser idéntico al acoplamiento (352), lo que posibilitaría al paciente conectar el acoplamiento (350) de la cánula con el acoplamiento (350) a efectos de utilizar solamente la unidad de base para el suministro del gas producto. Esto proporcionaría un gas producto rico en oxígeno al paciente a un caudal más bajo cuando la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) se encuentra en situación de reserva o fuera de servicio.
Varias alternativas son posibles en la realización de la figura 4. Según una alternativa, el dispositivo de separación (301) comprende un proceso de absorción de presión oscilante que utiliza como mínimo cuatro lechos absorbentes, de manera que el depósito de almacenamiento de producto opcional (302) no es necesario para proporcionar un flujo constante de gas producto rico en oxígeno. Según otra alternativa, no se utilizan los acoplamientos de flujo (350) y (365), y la conducción (361) es conectada directamente a la salida del humidificador (347). En esta alternativa, el sistema es convertido desde la modalidad portátil a la modalidad acoplada al adaptar la unidad generadora de oxígeno (3) de tipo portátil con la unidad de base estacionaria (5), que acopla los conectores (335) y (337) para proporcionar la recarga del suministro de corriente recargable (339). Los acoplamientos de flujo (359) y (363) son conectados por el paciente para proporcionar gas producto rico en oxígeno humidificado con intermedio de la conducción (355), que está conectada en los acoplamientos de flujo (352) y (354).
Otra alternativa a la realización de la figura 4 se ha mostrado esquemáticamente en la figura 5. En esta realización alternativa, los medios de conductos descritos como conjunto en forma de T (501) son montados exteriormente sobre la pared lateral de la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3), y la conducción (503) conecta el ramal lateral del conjunto en T con el depósito opcional de producto rico en oxígeno (302). El conjunto en forma de T está dotado de un acoplamiento de flujo (505), que está adaptado para conectarse con el acoplamiento de flujo (354) para proporcionar gas producto rico en oxígeno al paciente con intermedio de la conducción (355). El conjunto en forma de T está dotado también de un acoplamiento de flujo (507), que está adaptado para su conexión con el acoplamiento de flujo (509) para recibir gas producto rico en oxígeno humidificado por medio de la conducción (511) desde el humidificador (347) de la unidad de base estacionaria (5). El conjunto en forma de T (501) está adaptado para combinar el gas rico en oxígeno humidificado y el gas rico en oxígeno no humidificado para formar un producto gaseoso rico en oxígeno humidificado, que es suministrado con intermedio de la abertura de suministro de gas producto rico en oxígeno o el acoplamiento de flujo (505).
El cuerpo envolvente de la unidad de base estacionaria (5) puede estar dotado de un brazo prolongación (513), que retiene el acoplamiento de flujo (509) y la conducción (511). El acoplamiento de flujo (509) está dotado de una válvula de cierre activada mecánicamente que se encuentra en posición abierta cuando los acoplamientos de flujo (507) y (509) son conectados, y se encuentran en posición cerrada cuando los acoplamientos del flujo (507) y (509) están desconectados. Los acoplamientos de flujo (507) y (509) pueden consistir, por ejemplo, en cualquier acoplamiento rápido de tipo comercial que tiene un cierre de flujo una vez desconectado. Las partes restantes del sistema de generación de oxígeno (1), que comprende la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) y la unidad de base estacionaria (5), son iguales a lo que se ha descrito con referencia a la figura 3.
El conjunto en forma de T (501) se ha mostrado esquemáticamente en la figura 5, y puede estar integrado en el cuerpo envolvente o caja de la unidad generadora de oxígeno (3) de tipo portátil, de cualquier manera apropiada por el diseñador de la unidad. De manera similar, el brazo de prolongación (513) se ha mostrado esquemáticamente y puede estar integrado en un cuerpo envolvente de la unidad de base estacionaria (5) de tipo portátil, de cualquier manera apropiada por el diseñador de la unidad. Por ejemplo, en una alternativa de la configuración de la figura 5, el conjunto en forma de T (501) puede estar situado más próximo o en la base del lateral de la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3), con una prolongación interna de la conducción (503) al conjunto en forma de T. En este ejemplo, el brazo de prolongación (513) de la unidad de base estacionaria (5) de tipo portátil sería mucho más corto. Una característica de la realización de la figura 5, con independencia de la configuración de diseño real del conjunto en forma de T (501) y del brazo prolongación (513), es que los acoplamientos de flujo (505) y (507) pueden estar dispuestos exteriormente al cuerpo envolvente o caja de la unidad generadora de oxígeno (3) de tipo portátil.
La unidad generadora de oxígeno (3) de tipo portátil del sistema de la figura 5 funciona en modalidad no acoplada o portátil, tal como se ha descrito anteriormente y facilita gas producto rico en oxígeno no humidificado al paciente con intermedio de la conducción (503), los acoplamientos de flujo (354) y (505) y la conducción (355). El sistema es convertido de la modalidad portátil a la modalidad acoplada al adaptar la unidad generadora de oxígeno (3) de tipo portátil con la unidad de base estacionaria (5), que acopla los conectores (335) y (337) para proporcionar la recarga del suministro de corriente recargable (339). La instalación conecta también los acoplamientos de flujo (507) y (509), proporcionando de esta manera gas producto rico en oxígeno humidificado por medio de la conducción (355).
Se pueden prever alternativas de las cinco realizaciones que se han descrito en el caso en que un paciente desee viajar durante un periodo de tiempo prolongado, por ejemplo, en un automóvil, y requiere producto de gas rico en oxígeno humidificado, posiblemente con un caudal superior al generado por la unidad portátil solamente. En cualquiera de estas alternativas, la unidad de base estacionaria (5) puede quedar dotada de una conexión de corriente continua, dispuesta en el automóvil, y conectada a la salida de corriente continua del vehículo de manera que la unidad de base y la unidad portátil puedan funcionar en modalidad acoplada. De manera alternativa, en la tercera, cuarta o quinta realizaciones descritas en lo anterior, la unidad de base sola podría ser tomada por el paciente para desplazamiento prolongado en un automóvil.
En cualquiera de las realizaciones que se han descrito, la eficacia de la utilización del oxígeno para el paciente se puede incrementar de manera significativa utilizando un conservador. Esto es un dispositivo bien conocido que usa, de manera típica, un detector de inhalación para medir un parámetro, por ejemplo, la presión, en la entrada de la cánula. Cuando el paciente efectúa la inhalación, se detecta una presión reducida y se envía a una unidad de control, que libera producto de gas desde el depósito del mismo. Cuando el paciente efectúa la exhalación, se detecta un incremento de presión y se transmite a la unidad de control, que interrumpe la liberación de gas producto desde el depósito del mismo. Cualquiera de los diferentes tipos de conservadores conocidos en esta técnica pueden ser utilizados conjuntamente con una realización de la presente invención. Un conservador puede ser instalado en la unidad de base estacionaria (5) y/o en la unidad generadora de oxígeno (3) de tipo portátil, y tiene conducciones y controles apropiados de manera tal que el paciente puede obtener un producto rico en oxígeno con o sin la utilización del conservador.
El sistema de generación de oxígeno (1) de las figuras 1, 2, 3, 4 y 5, puede incluir un interfaz de usuario (no mostrado) montado en la caja (17) de la unidad generadora de oxígeno (3) de tipo portátil. Este interfaz comprende un control para conectar y desconectar el sistema y un control para conmutar entre las modalidades continua de salida y de conservación. El interfaz puede tener también varias luces para indicar cuando la unidad se encuentra en marcha, cuando la concentración de oxígeno es baja y otras condiciones operativas o alarmas. También se pueden utilizar alarmas audibles para situaciones tales como caudal bajo de oxígeno o nivel bajo de carga de batería. Un segundo interfaz, que puede estar situado detrás de un panel en la caja (17) de la unidad generadora de oxígeno (3) de tipo portátil, puede ser dispuesto para el servicio técnico o para que el paciente cambie el caudal prescrito de gas producto rico en oxígeno basándose en el consejo del médico del paciente. El control para cambiar el caudal puede ser mecánico o digital y puede tener una lectura digital del ajuste del caudal. Este interfaz puede contener también un medidor del tiempo transcurrido.
Tal como se ha indicado anteriormente, cualquiera de los dispositivos de separación de aire (7), (301) y (319) puede consistir en un sistema PSA, en el que el funcionamiento PSA puede incluir un ciclo con absorción a presión superatmosférica y desabsorción a presión subatmosférica. Un sistema PSA típico a utilizar en esta aplicación puede incluir múltiples lechos absorbentes y puede utilizar, por ejemplo, cinco lechos absorbentes. Un sistema PSA a título de ejemplo con cinco lechos puede utilizar, por ejemplo, un ciclo que tiene etapas de proceso que incluyen absorción/adición de producto, una primera reducción de presión o de despresurización para proporcionar gas de aumento de presión o presurización a otro lecho, una segunda disminución de presión para proporcionar gas de incremento de presión a otro lecho, una etapa opcional de espera, evacuación contra corriente, purga utilizando el gas producto, primer aumento de presión por gas procedente de otro lecho sometido a una segunda reducción de presión, segundo incremento de presión por gas procedente de otro lecho sometido a una primera eliminación de presión, nuevo aumento de presión del producto y nuevo aumento de presión de alimentación. Un tiempo de ciclo típico puede ser de 10 segundos.
Cualquiera de los dispositivos de separación de aire (7), (301) y (319) puede ser un sistema PSA y puede utilizar un depósito de almacenamiento de gas; por ejemplo, el depósito opcional (15) de la figura 1 puede almacenar el gas rico en oxígeno procedente del dispositivo de separación de aire (7) y el depósito de almacenamiento del producto opcional (302) de las figuras 3 a 5 puede almacenar el gas rico en oxígeno procedente del dispositivo de separación de aire (301). El dispositivo de separación de aire (319) de la unidad de base estacionaria (5) (figuras 3-5) puede utilizar un depósito de almacenamiento de gas (no mostrado) para almacenar gas rico en oxígeno antes del humidificador (347).
El sistema PSA de cualquiera de los dispositivos separadores de aire (7), (301) y (319) puede tener lechos múltiples, por ejemplo, cuatro o más lechos, y el sistema puede funcionar con intermedio de cualquier círculo apropiado, de manera que no se requiere depósito de almacenamiento de gas. En este caso, por ejemplo, no sería necesario el depósito de almacenamiento de gas producto opcional (15) (figura 1) o (302) (figuras 3-5). De modo similar, no sería necesario un depósito de almacenamiento de producto después del dispositivo de separación de aire (319).
El control del flujo de gas hacia y desde los lechos puede ser efectuado por un par de válvulas rotativas, una para los extremos de alimentación y otra para los extremos de producto de los lechos. Las válvulas rotativas pueden ser accionadas por un eje común accionado por un solo motor. Se describen válvulas rotativas de este tipo, por ejemplo, en la solicitud de Patente USA, pendiente con la actual, con número de serie 10/295144, presentada el 15 de noviembre de 2002.
Los lechos adsorbentes de este sistema PSA a título de ejemplo pueden incluir dos capas de material adsorbente, de manera que una capa de adsorbente para la eliminación de agua (por ejemplo, zeolita NaX o alúmina activada) es instalada en el extremo de entrada de cada uno de los lechos y una capa de adsorbente selectivo de nitrógeno para separación de aire (por ejemplo, zeolita LiX) es instalada entre el adsorbente de eliminación de agua y la salida del lecho. Los adsorbentes pueden ser partículas convencionales que tienen diámetros en una gama de 0,25 mm a 1,0 mm para proporcionar equilibrado entre una transferencia de masas rápida y una caída de presión razonable. De manera alternativa, los adsorbentes pueden ser utilizados en forma de elementos monolíticos, laminados u otros tipos de estructuras bien conocidas en la técnica. Son dimensiones típicas del lecho para la producción de 3 LPM de oxígeno 93% molar una altura de 87 mm y un diámetro de 53 mm. La presión de ciclo mínima puede ser de 0,25 a 0,65 atmósferas y la presión de ciclo máxima puede ser de 1,3 a 2,5 atmósferas.
De manera alternativa, cualquiera de los dispositivos de separación de aire (7), (301), y (319) puede ser un sistema basado en membrana, utilizando membranas de polímeros que funcionan a temperaturas próximas a la ambiental o membranas de transporte de iones de un óxido metálico mixto que funcionan a temperaturas elevadas. Teniendo en cuenta el presente estado de la técnica en sistemas de separación de aire basados en membranas, estos sistemas pueden ser los más adecuados para su utilización en el dispositivo de separación de aire (319) en la unidad base estacionaria (5) de la figura 3, en la que el peso y el volumen son menos críticos cuando se compara con la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3). Se puede prever una tercera realización (figura 3), por ejemplo, en la que el dispositivo de separación de aire (319) es un sistema de membrana de transporte de iones de óxido metálico mixto y un dispositivo de separación de aire (301), tal como un sistema PSA.
Cualquiera de los suministros de corriente recargables (13), (65), y (339) puede consistir en baterías recargables dimensionadas para un equilibrio apropiado entre peso y vida operativa. En este caso, los sistemas de corriente de tipo estacionario (63) y (333) (figuras 1 y 3) pueden incluir un convertidor de corriente alterna en corriente continua y un cargador de baterías en corriente continua adaptado para recargar la batería o baterías recargables cuando se acoplan la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) y la unidad de base estacionaria (5). Las baterías y los sistemas de suministros de corriente para este tipo de servicios son bien conocidos y se encuentran a disposición comercialmente.
De manera alternativa, cualquiera de los suministros de corriente recargables (13), (65), y (339) puede consistir en sistemas de células de combustible que funcionan, por ejemplo, a base de hidrógeno o de metanol. Cada uno de los sistemas de células de combustible comprendería una célula de combustible y medios para almacenar hidrógeno o metanol, y tendría dimensiones adecuadas para un equilibrio adecuado de peso y vida operativa. En este caso, cada uno de los sistemas de suministro de corriente de tipo estacionario de la unidad básica incluiría sistemas de célula de combustible funcionando, por ejemplo, a base de hidrógeno o de metanol. Cada uno de los sistemas de célula de combustible de la unidad base comprendería una célula de combustible para generar corriente para hacer funcionar los motores de impulsión, pudiendo incluir medios integrados para almacenar hidrógeno o metanol, o de manera alternativa puede estar conectado a una fuente externa del combustible. El sistema de suministro de corriente de tipo estacionario estaría adaptado para suministrar combustible a los dispositivos de suministro de corriente de tipo recargable (13), (65), y (339) cuando la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) y la unidad de base (5) quedan acopladas.
La utilización de combinaciones de células de combustible y baterías se puede prever para hacer funcionar el generador de modalidad dual. Por ejemplo, el sistema de suministro de corriente de tipo estacionario de la unidad de base (5) puede incluir un suministro de corriente alterna para hacer funcionar los motores de impulsión (67), (203), (329) y la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) puede incluir un sistema de célula de combustible. En este caso, el sistema de suministro de corriente de la unidad de base puede incluir una unidad de electrólisis para generar hidrógeno para recargar el sistema de célula de combustible cuando se acoplan la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) y la unidad de base (5).
Las cinco realizaciones que se han descrito se pueden diseñar y pueden funcionar para proporcionar rangos de producción de gas rico en oxígeno en las disposiciones de funcionamiento con acoplamiento o sin acoplamiento. Las realizaciones pueden incluir también funciones opcionales para el diseño y funcionamiento de la unidad de base estacionaria. Se describen más adelante una serie de cinco realizaciones a título de ejemplo. Las cinco realizaciones a título de ejemplo se resumen en la Tabla 1.
\newpage
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
\cr}
1 
\newpage
Realización a título de Ejemplo 1 (referencia)
Esta realización utiliza el sistema de la figura 1, tal como se ha descrito. En esta realización el dispositivo (7) de separación de aire de tipo portátil es un sistema PSA dimensionado para suministrar de 0,5 a 5 LPM de producto de gas rico en oxígeno con una pureza mínima de 80% molar de oxígeno. La bomba de gas (9) está diseñada para proporcionar suficiente alimentación de aire a presión al sistema PSA y para retirar suficiente gas de desperdicio desde el sistema PSA, de manera que el sistema puede generar la gama requerida de gas producto rico en oxígeno de 0,5 a 5 LPM. El motor de impulsión principal (11) de la bomba de gas está diseñado para impulsar la bomba de gas (9) para proporcionar suficiente aire al dispositivo de separación de aire de tipo portátil para generar de 0,5 a 3 LPM de gas rico en oxígeno. El motor de refuerzos (67) de la unidad de base estacionaria (5) está diseñado para impulsar la bomba de gas principal para proporcionar suficiente aire al dispositivo de separación de aire de tipo portátil para generar de 0 a 2 LPM de gas rico en oxígeno. El motor de impulsión principal (11) está diseñado para su acoplamiento al motor de refuerzo (67) y los motores de impulsión acoplados están diseñados para proporcionar suficiente aire al dispositivo de separación de aire de tipo portátil para generar de 0,5 a 5 LPM de gas rico en oxígeno.
En funcionamiento sin acoplamiento o portátil, el dispositivo de separación de aire de tipo portátil (7) es transportado por el paciente y funciona a base de corriente procedente del suministro de corriente recargable (13) que consiste en una batería. El sistema PSA genera de 0,5 a 3 LPM de gas rico en oxígeno y suministra el gas al paciente con intermedio de la cánula (57). La bomba de gas (9) y el motor de impulsión principal (11) funcionan proporcionando suficiente aire a presión para alimentar el sistema PSA y retirar suficiente gas de desperdicio desde el sistema PSA, de manera que el sistema puede generar el rango requerido de 0,5 a 3 LPM de gas producto rico en oxígeno. Durante el funcionamiento portátil del dispositivo (7) de separación de aire de tipo portátil, la unidad de base estacionaria (5) se encuentra en reserva y carga la batería recargable de recambio (65).
La batería del suministro (13) de corriente de tipo recargable, una vez cargada por completo para funcionar el sistema portátil a una capacidad de producción de 3 LPM durante un mínimo de 60 minutos. Si el paciente prevé que requerirá el funcionamiento portátil durante más tiempo que la vida operativa a carga completa de la batería del suministro de corriente (13), son posibles varias opciones en esta realización y también en las realizaciones siguientes. En una primera opción, la batería de recambio completamente cargada a 65 es utilizada para sustituir la batería agotada (13) una vez descargada. En una segunda opción, el conductor (27) es utilizado y conectado a una fuente externa de corriente continua, tal como la salida de corriente de un automóvil, y el conector (25) es unido entonces al conector (23) para proporcionar corriente continua con intermedio de los conductores (21) y (19). En una tercera opción el paciente utiliza un convertidor opcional corriente alterna-corriente continua (no mostrado) y se conecta a un suministro alternativo de corriente alterna para proporcionar corriente continua con intermedio del conductor (27), los conectores (23) y (25) y los conductores (19) y (21).
En funcionamiento acoplado de esta realización, el dispositivo de separación de aire (7) de tipo portátil y la unidad de base estacionaria (5) están acoplados mediante los acoplamientos de flujo (61) y (79), el acoplamiento de eje (77) y el conector de clavija (12), así como los conectores (31) y (75). Durante la operación con acoplamiento, la unidad de base estacionaria (5) y la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) están acoplados y funcionan en tándem suministrando de 0,5 a 5 LPM de gas, producto rico en oxígeno a un paciente no ambulatorio situado adyacente a la unidad tándem. En esta modalidad, el acoplamiento de clavijas (77) está acoplado con un conector de clavija (12), de manera que el motor de refuerzo (67) funciona en tándem con el motor principal de impulsión (11) para proporcionar potencia adicional para el accionamiento de la bomba de gas (9) con una mayor capacidad. El acoplamiento de flujo (79) está acoplado con el acoplamiento (61) de flujo de salida de gas rico en oxígeno y suministra este gas al humidificador opcional (69). La abertura o acoplamiento de flujo (81) de descarga de gas producto rico en oxígeno está acoplado con el acoplamiento de flujo (83) y se suministra gas producto rico en oxígeno al paciente mediante la cánula (85). Mientras funciona en esta modalidad de tándem, la batería de suministro de corriente recargable (13) es recargada mediante el sistema de suministro de corriente (63) con intermedio de los conectores (31) y (75), conductor (29) y conductor (21). La batería del sistema de suministro de corriente de recambio (65) está situada en el receptáculo (71) y es recargada con intermedio del conductor (73) durante este tiempo, según sea necesario.
\vskip1.000000\baselineskip
Realización a título de Ejemplo 1A (referencia)
Esta realización es idéntica a la Realización 1 excepto en lo que respecta al método de impulsión de la bomba de gas (9) en modalidad de acoplamiento. En la presente realización, toda la potencia para impulsar la bomba de gas (9) en modalidad acoplada es suministrada por el motor (67) con intermedio del acoplamiento de eje (77) y el conector de eje (12). El motor (67) es un motor de mayor potencia que el utilizado como motor de refuerzo en la Realización (1) que se ha descrito anteriormente. El motor de impulsión principal (11) se encuentra en reposo en esta versión alternativa, y por lo tanto la vida en servicio de este motor se incrementa porque el motor funciona solamente en modalidad portátil. El motor (67) está dimensionado, por lo tanto, para impulsar la bomba de gas (9) de manera que el sistema PSA del dispositivo de separación de aire portátil (7) puede generar de 0,5 a 5 LPM de gas producto rico en oxígeno.
\newpage
Realización a título de Ejemplo 2 (referencia)
Esta realización utiliza el sistema de la figura 2, tal como se ha descrito. En esta realización, el dispositivo (7) de separación de aire de tipo portátil es un sistema PSA dimensionado para suministrar de 0,5 a 5 LPM de gas producto rico en oxígeno con una pureza mínima de 80% molar de oxígeno. La bomba de gas (202) está diseñada para proporcionar suficiente alimentación de aire a presión al sistema PSA y retirar suficiente gas de desperdicio del sistema PSA de manera que el sistema pueda generar de 0,5 a 3 LPM de gas producto rico en oxígeno. La bomba de gas (202) es, por lo tanto, más pequeña que la bomba de gas (9) de la realización 1. El motor de impulsión principal (201) de la bomba de gas está diseñado en la presente realización para impulsar la bomba de gas (202) para proporcionar suficiente aire al dispositivo de separación de aire de tipo portátil, para generar de 0,5 a 3 LPM de gas rico en oxígeno.
El motor de impulsión (203) y la bomba de gas suplementaria (205) están dispuestos en la unidad de base estacionaria (5) y están dimensionados para proporcionar suficiente aire al dispositivo de separación de aire de tipo portátil para generar de 0 a 2 LPM de gas rico en oxígeno.
En esta realización, a título de ejemplo, la unidad generadora de oxígeno portátil (3) funciona en modalidad no acoplada, tal como se describe en la anterior realización 1. En modalidad acoplada, los sistemas acoplados funcionan de manera que todo el gas de alimentación hacia el sistema PSA del dispositivo de separación de aire (7) y todo el gas desde el sistema procedente del mismo son proporcionados por la bomba de gas (202) en combinación con la bomba de gas (205). Por lo tanto, en la presente realización, la bomba de gas (202) es más pequeña que la bomba de gas (9) de la realización 1, reduciendo, por lo tanto, el peso de la unidad generadora de oxígeno (3) de tipo portátil. Cuando funciona en la modalidad acoplada, el sistema proporciona de 0,5 a 5 LPM de gas producto rico en oxígeno mediante la cánula (85). Otros aspectos del funcionamiento en modalidad acoplada de la presente realización son idénticos a los de la realización 1.
\vskip1.000000\baselineskip
Realización a título de ejemplo 2A (referencia)
En esta realización, todo el aire de alimentación en la modalidad operativa acoplada es suministrado al dispositivo (7) de separación de aire por la bomba de gas (205) con intermedio de dos conducciones (209) y (215), y todo el gas de desperdicio es retirado del dispositivo de separación de aire (7) con intermedio de las conducciones (217) y (223) por la bomba de gas (205). En esta realización, la capacidad de la bomba de gas (205) y la salida del motor de impulsión (203) se incrementan en comparación con la realización 2 que se ha descrito, y proporcionan una producción de 0,5 a 5 LPM del sistema PSA del dispositivo de separación de aire (7). El motor de impulsión primario (201) y la bomba de gas (202) no funcionan en modalidad acoplada de la presente realización y, por lo tanto, las vidas útiles de este motor y bomba se incrementan porque funcionan solamente en la modalidad desacoplada o portátil. Los demás aspectos de diseño y de funcionamiento de la presente realización son idénticos a los de la realización 2 descrita en lo anterior.
\vskip1.000000\baselineskip
Realización a título de ejemplo 3 (referencia)
Esta realización utiliza el sistema de la figura 3, tal como se ha descrito en lo anterior. En esta realización, tanto la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) como la unidad de base estacionaria (5) tienen sistemas de separación de aire completos que pueden funcionar en tándem en modalidad acoplada e independientemente en la modalidad no acoplada. En esta realización, el dispositivo (301) de separación de aire de tipo portátil está dimensionado para generar 0,5 a 3 LPM de gas rico en oxígeno, la bomba de gas principal (303) está dimensionada para proporcionar suficiente aire para que el dispositivo de separación de aire de tipo portátil genere de 0,5 a 3 LPM de gas rico en oxígeno, y el motor de impulsión principal (309) está dimensionado para impulsar la bomba de gas principal para proporcionar suficiente aire al dispositivo de separación de aire de tipo portátil para generar de 0,5 a 3 LPM de gas rico en oxígeno. La bomba de gas secundaria (323) está dimensionada para proporcionar suficiente aire al dispositivo de separación de aire de tipo estacionario (319) para generar 0-7 LPM de gas rico en oxígeno, y el motor de impulsión principal (329) está dimensionado para impulsar la bomba de gas secundaria para proporcionar suficiente aire al dispositivo (319) de separación de aire de tipo estacionario para generar 0-7 LPM de gas rico en oxígeno.
En la modalidad desacoplada, la unidad generadora de oxígeno portátil (3) funciona tal como se ha descrito anteriormente para las realizaciones 1 y 2, generando 0,5 a 3 LPM de gas rico en oxígeno y suministrando este gas al paciente por intermedio de la cánula (355). En la modalidad no acoplada, la unidad de base estacionaria (5) puede funcionar generando de 0 a 7 LPM de gas rico en oxígeno y suministrando este gas al paciente por medio de la cánula (353). Esto sería ventajoso si la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) estuviera fuera de servicio a efectos de mantenimiento o reparación.
En la modalidad acoplada, la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) y la unidad de base estacionaria (5) funcionan en tándem generando 0-10 LPM de gas rico en oxígeno y suministrando este gas al paciente con intermedio de la cánula (353). La presente realización minimiza el peso de la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) en comparación con la de las realizaciones 1, 1A, 2 y 2A que se han descrito anteriormente, dado que el dispositivo de separación de aire (301) puede ser dimensionado para proporcionar solamente la cantidad necesaria de gas producto rico en oxígeno desde la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) funcionando en la modalidad no acoplada, y no es necesario que esté dimensionada para proporcionar producto adicional en la modalidad acoplada. El tipo de bomba de gas (319) en la unidad de base estacionaria puede ser distinto que el tipo de bomba de gas (303) de la unidad portátil utilizada en el generador portátil, dado que el peso bajo, volumen reducido y rendimiento son menos críticos para la unidad de base que para la unidad portátil. El sistema y proceso PSA de la unidad de base pueden ser también distintos de la unidad portátil, también por el hecho de que el peso reducido, volumen reducido y rendimiento son menos críticos para la unidad de base que para la unidad portátil.
En contraste con las realizaciones de referencia a título de ejemplo descritas anteriormente, las realizaciones de la invención son posibles teniendo en cuenta el flujo de producto de gas rico en oxígeno al paciente cuando la unidad generadora de oxígeno portátil (3) y la unidad de base estacionaria (5) funcionan en modalidad acoplada. En la totalidad de estas realizaciones inventivas, el oxígeno humidificado de la unidad de base estacionaria (5) pasa a la unidad (3) generadora de oxígeno de tipo portátil, siendo suministrado al paciente por intermedio de la cánula acoplada a la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) para la modalidad acoplada y la modalidades acoplada de funcionamiento de la unidad generadora de oxígeno (3) y la unidad de base estacionaria (5).
En las realizaciones de la invención correspondientes a las realizaciones a título de ejemplo 1 y 1A, haciendo referencia a la figura 1, el flujo de gas rico en oxígeno humidificado procedente del humidificador (69) es devuelto a la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) con intermedio de acoplamientos de flujo (no mostrados) y una conducción (no mostrada) que se conecta con la conducción (51). El acoplamiento de flujo (81), el acoplamiento de flujo (83) y la cánula (85) no son utilizados en estas realizaciones de la invención. El gas humidificado rico en oxígeno para por los acoplamientos de flujo acoplados (53) y (55) y por la cánula (57) hacia el paciente.
En las realizaciones según la invención correspondientes a las realizaciones a título de ejemplo 2 y 2A, haciendo referencia a la figura 2, el flujo de gas rico en oxígeno humidificado procedente del humidificador (225) es devuelto a la unidad generadora de oxígeno (3) de tipo portátil con intermedio de acoplamientos de flujo (no mostrados) y una conducción (no mostrada) que se conecta con la conducción (51). El acoplamiento de flujo (81), el acoplamiento de flujo (83) y la cánula (85) no se utilizan en estas realizaciones de la invención. El gas rico en oxígeno humidificado pasa por los acoplamientos de flujo acoplados (53) y (55) a través de la cánula (57) hacia el paciente.
En las realizaciones de la invención correspondientes a la realización a título de ejemplo 3, haciendo referencia a la figura 3, el flujo de gas rico en oxígeno humidificado desde el humidificador (347) es devuelto al generador de oxígeno, de tipo portátil, (3) con intermedio de acoplamientos de flujo (no mostrados) y una conducción (no mostrada) que se conecta con la conducción (348). El acoplamiento de flujo (350), el acoplamiento de flujo (351) y la cánula (353) no se utilizan en estas realizaciones de la invención. El gas rico en oxígeno humidificado pasa por los agrupamientos de flujo acoplados (352) y (354) y por la cánula (355) hacia el paciente.
La anterior realización a título de ejemplo 2 se ha mostrado en los siguientes ejemplos, mediante dos simulaciones de proceso del sistema de proceso de la figura 2. Los ejemplos no limitan la invención a ningunos detalles específicos descritos en la misma.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 1
(Referencia)
El funcionamiento independiente de la unidad del generador de oxígeno portátil (3) de la figura 2 fue simulado utilizando software de simulación de proceso de absorción de gas SIMPAC, basado en las descripciones facilitadas por D. G. Hartzog y S. Sircar en Adsorption, Vol. 1, pp. 133-151 (1995) y S.Sircar y otros, en Separation and Purification Technology, Vol. 17(1), pp. 11-20 (1999). El dispositivo de separación de aire (7) es un sistema PSA de 5 lechos que funciona con un compresor 0,753 ACFM (pies cúbicos reales por minuto y una bomba de vacío de 1,088 ACFM. El tiempo del ciclo es de 10 segundos y el entorno de presión es de 0,514 atma a 1,5138 atma para una proporción de presión de 2,94. Cada lecho absorbedor tiene 53 mm de diámetro y 87 mm de altura. El lecho contiene una capa de ceolita NaX de 26 mm de profundidad en el extremo de alimentación para la eliminación de agua seguido de una capa de 61 mm de profundidad de ceolita de tipo X, con elevado intercambio de litio, con sílice bajo, para separación de aire. El sistema produce 3,28 LPM de gas rico en oxígeno con una pureza del 93% de oxígeno.
Las etapas del ciclo utilizado en el proceso simulado se describen en la siguiente tabla 2.
TABLA 2 Etapas del ciclo de proceso para el Ejemplo 1
2 
\vskip1.000000\baselineskip
Durante la parte inicial de la etapa 1, la etapa de alimentación, existe un corto período de presurización del producto de alimentación antes de que el gas producto fluya desde el lecho. Un gráfico de ciclo se indica en la Tabla 3 mostrando la relación de las etapas de ciclo entre los cinco lechos absorbentes.
\vskip1.000000\baselineskip
TABLA 2 Diagrama de ciclo para Ejemplo 1
3 
\newpage
Ejemplo 2
(Referencia)
El funcionamiento acoplado de la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) y de la unidad de base estacionaria (5) fue simulado nuevamente utilizando el mismo sistema PSA y 10 segundos ciclos del Ejemplo 1. En el funcionamiento de ambas bombas de gas (202) y (205) en modalidad acoplada, la capacidad de compresión combinada es de 1,243 ACFM y la capacidad de la bomba de vacío combinada es de 1,795 ACFM. El entorno de presión es de 0,474 atma a 2,297 atma para una proporción de presión de 4,85. La modalidad acoplada de funcionamiento produce 5,81 LPM de producto total con una pureza del 93% de oxígeno.

Claims (16)

1. Sistema concentrador de oxígeno, que comprende
a)
una unidad generadora de oxígeno de tipo portátil (3) que comprende un dispositivo (301) de separación de aire de tipo portátil para la generación de gas rico en oxígeno, no humidificado, una primera bomba de gas (303) que comprende medios para suministrar aire al dispositivo de separación de aire de tipo portátil, un primer motor (309) adaptado para impulsar la primera bomba de gas, un sistema de suministro de corriente recargable (339) adaptado para proporcionar corriente para impulsar el primer motor, un primer conector adaptado para proporcionar la recarga del sistema de corriente recargable, un primer acoplamiento de flujo adaptado para recibir un gas rico en oxígeno humidificado, medios de conducciones adaptados para combinar el gas rico en oxígeno, no humidificado y el gas rico en oxígeno, humidificado para formar un producto de gas rico en oxígeno humidificado, y una abertura de suministro (352) de gas producto rico en oxígeno; y
b)
una unidad de base estacionaria (5) adaptada para su acoplamiento con la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil, de manera que la unidad de base estacionaria comprende un humidificador (347) para generar el gas rico en oxígeno humidificado, un segundo acoplamiento de flujo adaptado para su conexión con el primer acoplamiento de flujo, conducciones por la transferencia del gas rico en oxígeno humidificado al segundo acoplamiento de flujo, y un segundo conector adaptado para conectarse con el primer conector para proporcionar la recarga del sistema de suministro de corriente recargable en la unidad generadora de tipo portátil cuando las unidades son acopladas, caracterizado porque dicha unidad de base estacionaria comprende además un dispositivo de separación de aire de tipo estacionario (319), una segunda bomba de gas (323) que comprende medios para suministrar aire al dispositivo de separación de aire estacionario, un segundo motor (325) adaptado para impulsar la segunda bomba de gas y un sistema de suministro de corriente estacionario adaptado para proporcionar corriente al motor secundario.
2. Sistema de generación de oxígeno, según la reivindicación 1, en el que el primer acoplamiento de flujo, medios de conducciones adaptados para combinar el gas rico en oxígeno no humidificado y el gas rico en oxígeno, humidificado, así como la abertura de suministro de productos de gas rico en oxígeno son estanqueizados a la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil y dispuestos exteriormente con respecto a la misma.
3. Sistema, según la reivindicación 1, en el que el dispositivo de separación de aire de tipo portátil comprende un sistema de absorción de presión oscilante.
4. Sistema, según la reivindicación 3, que comprende además un depósito de almacenamiento adaptado para recibir gas rico en oxígeno, no humidificado, procedente del sistema de absorción de presión oscilante.
5. Sistema, según la reivindicación 3, en el que no se dispone depósito de almacenamiento de gas para recibir el gas rico en oxígeno, no humidificado, procedente del sistema de absorción de presión oscilante.
6. Sistema, según la reivindicación 3, en el que el dispositivo de separación de aire de tipo estacionario comprende un sistema de absorción de presión oscilante.
7. Sistema, según la reivindicación 6, que comprende además un depósito de almacenamiento adaptado para recibir gas producto rico en oxígeno del sistema de absorción de presión oscilante.
8. Sistema, según la reivindicación 6, en el que no se prevé depósito de almacenamiento para recibir gas rico en oxígeno del sistema de absorción de presión oscilante.
9. Sistema, según la reivindicación 1, en el que la unidad generadora de oxígeno, de tipo portátil (3) es capaz de funcionar en modalidad no acoplada o portátil.
10. Sistema, según la reivindicación 9, en el que la unidad generadora de oxígeno, de tipo portátil (3) y la unidad de base estacionaria (5) son capaces de funcionar en modalidad acoplada o estacionaria.
11. Sistema, según la reivindicación 10, en el que la misma cánula puede ser utilizada por el paciente en funcionamiento de modalidad portátil o estacionaria.
12. Sistema, según la reivindicación 1 ó 10, en el que el acoplamiento (354) de la cánula puede ser conectado con el acoplamiento (350) a efectos de utilizar solamente la unidad de base (5) para un suministro de gas producto.
13. Sistema, según la reivindicación 1, en el que el dispositivo de separación (301) comprende un procedimiento de absorción con presión oscilante, que utiliza como mínimo cuatro lechos de absorción.
14. Sistema, según la reivindicación 1, en el que la salida del humidificador (347) está conectada directamente a la conducción de gas (361).
15. Sistema, según la reivindicación 1, en el que medios de acoplamiento de conducciones en forma de T (501) están montados externamente sobre la pared lateral del generador de oxígeno, de tipo portátil, (3) para combinar el gas rico en oxígeno, humidificado y el gas rico en oxígeno, no humidificado para formar gas producto rico en oxígeno, humidificado.
16. Método para generar un producto de gas rico en oxígeno, que comprende
a)
disponer una unidad generadora de oxígeno de tipo portátil que comprende un dispositivo de separación de aire de tipo portátil para la generación de gas rico en oxígeno, no humidificado, una primera bomba de gas que comprende medios para suministrar aire al dispositivo de separación de aire de tipo portátil, un primer motor adaptado para impulsar la primera bomba de gas, un sistema de suministro de corriente recargable adaptado para proporcionar corriente al primer motor, un primer conector adaptado para proporcionar la recarga del sistema de suministro de corriente recargable, un primer acoplamiento de flujo adaptado para recibir un gas rico en oxígeno, humidificado, medios de conducciones adaptados para combinar el gas rico en oxígeno, no humidificado, y el gas rico en oxígeno humidificado, para formar un producto de gas rico en oxígeno, humidificado, y una abertura del suministro del producto de gas rico en oxígeno;
b)
disponer una unidad de base estacionaria adaptada para su acoplamiento con la unidad generadora de oxígeno, de tipo portátil, de manera que la unidad de base estacionaria comprende un dispositivo de separación de aire de tipo estacionario y un humidificador para la generación del gas rico en oxígeno, humidificado, incluyendo una segunda bomba de gas medios para suministrar aire al dispositivo de separación de aire estacionario, un segundo motor adaptado para impulsar la segunda bomba de gas, un segundo acoplamiento de flujo adaptado para su conexión con el primer acoplamiento de flujo, conducciones para la transferencia del gas rico en oxígeno, humidificado al segundo acoplamiento de flujo, un sistema de suministro de corriente estacionario adaptado para proporcionar corriente al segundo motor, y un segundo conector adaptado para conectarse con el primer conector para proporcionar las recargas del sistema de suministro de potencia recargable del generador de oxígeno portátil, cuando las unidades están acopladas;
c)
hacer funcionar la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil y la unidad de base estacionaria en modalidad no acoplada, de manera que la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil funciona efectuando la separación del aire y proporcionar gas rico en oxígeno, no humidificado, como producto de gas rico en oxígeno a un primer caudal con intermedio de un cánula fijada a la abertura de suministro de producto de gas rico en oxígeno; y
d)
hacer funcionar la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil y la unidad de base estacionaria en modalidad acoplada mediante
1)
acoplamiento de la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil y de la unidad de base estacionaria, conectando el primer y segundo conectores y conectado el primer y segundo acoplamientos de flujo,
2)
hacer funcionar la unidad generadora de oxígeno de tipo portátil para separar aire y proporcionar el gas rico en oxígeno, no humidificado,
3)
hacer funcionar la unidad de base estacionaria para separar aire y proporcionar una corriente de gas rico en oxígeno, humidificando la corriente de gas rico en oxígeno para proporcionar el gas rico en oxígeno humidificado, combinando el gas rico en oxígeno humidificado con el gas rico en oxígeno no humidificado para formar un producto de gas rico en oxígeno humidificado, y suministrando el producto de gas rico en oxígeno humidificado a un segundo caudal con intermedio de la cánula fijada a la abertura de suministro de producto de gas rico en oxígeno, de manera que el segundo caudal es superior que el primer caudal.
ES05001233T 2004-01-22 2005-01-21 Concentrador de oxigeno medico con modalidad dual. Active ES2287816T3 (es)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/762,785 US7273051B2 (en) 2004-01-22 2004-01-22 Dual mode medical oxygen concentrator
US762785 2004-01-22
US11/034,673 US7350521B2 (en) 2004-01-22 2005-01-13 Simplified dual mode medical oxygen concentrator
US34673 2005-01-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2287816T3 true ES2287816T3 (es) 2007-12-16

Family

ID=34752513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES05001233T Active ES2287816T3 (es) 2004-01-22 2005-01-21 Concentrador de oxigeno medico con modalidad dual.

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1568391B1 (es)
JP (1) JP4728002B2 (es)
AT (1) ATE369169T1 (es)
DE (1) DE602005001871T2 (es)
ES (1) ES2287816T3 (es)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4504903B2 (ja) * 2005-10-31 2010-07-14 日本特殊陶業株式会社 酸素濃縮装置
US20080202508A1 (en) * 2007-02-27 2008-08-28 Mcclain Michael S Oxygen concentrator system
US20090065007A1 (en) 2007-09-06 2009-03-12 Wilkinson William R Oxygen concentrator apparatus and method
US8608827B2 (en) 2008-12-22 2013-12-17 Koninklijke Philips N.V. Portable and stationary oxygen concentrator system
US8616207B2 (en) 2010-09-07 2013-12-31 Inova Labs, Inc. Oxygen concentrator heat management system and method
US20120055474A1 (en) 2010-09-07 2012-03-08 Wilkinson William R Methods and systems for providing oxygen enriched gas
WO2013126285A1 (en) * 2012-02-21 2013-08-29 Oxus America, Inc. Oxygen concentrator system
US9440036B2 (en) 2012-10-12 2016-09-13 InovaLabs, LLC Method and systems for the delivery of oxygen enriched gas
NZ707159A (en) 2012-10-12 2018-06-29 Inova Labs Inc Dual oxygen concentrator systems and methods
EP4249104A3 (en) 2012-10-12 2023-10-04 Inova Labs, Inc. Oxygen concentrator systems and methods
US9440179B2 (en) 2014-02-14 2016-09-13 InovaLabs, LLC Oxygen concentrator pump systems and methods
EP2997991A1 (en) * 2014-09-19 2016-03-23 Koninklijke Philips N.V. Device for providing supplemental oxygen to a subject
KR20180042224A (ko) * 2015-06-22 2018-04-25 카이르 인크. 더 높은 산소 유동 용량을 가능케 하는 착용가능 산소 발생기 및 도킹 스테이션
US11389695B2 (en) 2015-10-30 2022-07-19 Koninklijke Philips N.V. Breathing training, monitoring and/or assistance device
US10835700B2 (en) 2015-10-30 2020-11-17 Koninklijke Philips N.V. Breathing training, monitoring and/or assistance device
DE102016003912A1 (de) * 2016-03-30 2017-10-05 Weinmann Emergency Medical Technology Gmbh + Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Sauerstoffversorgung
WO2017192660A1 (en) 2016-05-03 2017-11-09 Inova Labs, Inc. Method and systems for the delivery of oxygen enriched gas
JP7270355B2 (ja) * 2018-10-04 2023-05-10 エア・ウォーター・メディカル株式会社 酸素濃縮装置および酸素濃縮装置の制御方法
DE102019134830A1 (de) * 2019-12-17 2021-06-17 Hamilton Medical Ag Tragbares Beatmungsgerät mit Stromversorgung durch Stromnetz und Stromspeicher
WO2021183903A1 (en) * 2020-03-13 2021-09-16 Separation Design Group Llc Portable ventilator

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5354361A (en) * 1993-05-28 1994-10-11 Litton Industries, Inc. Energy recovering pressure balance scheme for a combination pressure swing absorber with a boost compressor
FR2809329B1 (fr) * 2000-05-25 2002-08-16 Air Liquide Concentrateur d'oxygene portable
US6651658B1 (en) * 2000-08-03 2003-11-25 Sequal Technologies, Inc. Portable oxygen concentration system and method of using the same

Also Published As

Publication number Publication date
ATE369169T1 (de) 2007-08-15
EP1568391A1 (en) 2005-08-31
DE602005001871D1 (de) 2007-09-20
JP4728002B2 (ja) 2011-07-20
DE602005001871T2 (de) 2007-12-20
JP2005237953A (ja) 2005-09-08
EP1568391B1 (en) 2007-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2287816T3 (es) Concentrador de oxigeno medico con modalidad dual.
JP5314063B2 (ja) デュアルモード式医療用酸素濃縮器
US20220296843A1 (en) Removable cartridge for oxygen concentrator
US7604005B2 (en) Adsorbent cartridge for oxygen concentrator
US7431032B2 (en) Low power ambulatory oxygen concentrator
US7766010B2 (en) Method of controlling the rate of oxygen produced by an oxygen concentrator
US7121276B2 (en) Personal oxygen concentrator
US8020553B2 (en) Ambulatory oxygen concentrator containing a three phase vacuum separation system
ES2358958T3 (es) Sistema portátil para la concentración de oxígeno.
ES2355199T3 (es) Sistema portátil de concentración de oxígeno y procedimiento para su utilización.
US20060174873A1 (en) Product pump for an oxygen concentrator
US20060174877A1 (en) Portable oxygen concentrator with a docking station
US20060174871A1 (en) Ambulatory oxygen concentrator with high efficiency adsorbent
US20060174872A1 (en) Method and apparatus for controlling the purity of oxygen produced by an oxygen concentrator
US8636838B2 (en) Oxygen concentrator
US20110232483A1 (en) Portable and stationary oxygen concentrator system
EP3310418B1 (en) Wearable oxygen generator and docking station enabling higher oxygen flow capacity