ES2551078T3 - Concentrador de oxígeno - Google Patents

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Abstract

Un concentrador de oxígeno por adsorción de tipo inversor de presión (1) provisto de una cama de absorción rellena con un adsorbente que selectivamente adsorbe nitrógeno respecto de oxígeno y de un dispositivo de suministro de aire comprimido (103) configurado para suministrar aire comprimido a la cama de adsorción, adsorbiendo y eliminando nitrógeno de aire como materia prima para producir oxígeno no adsorbido, el concentrador (1) comprende: un dispositivo de ajuste del caudal (110) para suministrar el gas oxígeno a un caudal determinado y un sensor de concentración de oxígeno (301) configurado para detectar la concentración de gas oxígeno producido por el concentrador de oxígeno (1), donde el concentrador de oxígeno (1) está configurado para incrementar o disminuir el suministro del volumen de flujo de aire del dispositivo de suministro de aire comprimido (103) basado en el valor de concentración de oxígeno detectada para mantener la concentración de oxígeno a una concentración predeterminada, el concentrador de oxígeno por adsorción de tipo inversor de presión (1) siendo caracterizado en que comprende además, un sensor de temperatura configurado para medir la temperatura del aire ambiental suministrado al concentrador de oxígeno (1), y un dispositivo de control dependiente de temperatura configurado para controlar el suministro de volumen de flujo de aire del dispositivo de suministro de aire comprimido (103) en base al valor detectado por el sensor de temperatura cuando el valor detectado por el sensor de temperatura está fuera de un rango predeterminado, donde el dispositivo de control dependiente de temperatura o bien está configurado para llevar a cabo un control sin permitir que el suministro de volumen de flujo de aire del dispositivo de suministro de aire comprimido (103) disminuya cuando el sensor de temperatura detecte un valor inferior que un límite inferior del rango de temperatura predeterminada durante el funcionamiento del concentrador de oxígeno (1); o el dispositivo de control dependiente de temperatura está configurado para llevar a cabo un control sin permitir que el suministro de volumen de flujo de aire del dispositivo de suministro de aire comprimido (103) disminuya cuando el sensor de temperatura detecte un valor inferior que un límite inferior predeterminado del rango de temperatura y el suministro de volumen de flujo de aire es inferior que un volumen de flujo de aire predeterminado durante el funcionamiento del concentrador de oxígeno (1).

Description

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altamente concentrado hasta un nivel del 95%. Mientras que la válvula reguladora de presión 109, el dispositivo de ajuste de caudal 110 y similares subsecuentemente controlan el suministro de caudal y la presión, el aire enriquecido en oxígeno es alimentado a un humidificador 201, desde el cual un aire humedecido y enriquecido en oxígeno es suministrado al paciente. Como dicho dispositivo de ajuste del caudal 110 pueden usarse, en adición a un dispositivo de
5 control de caudal de tipo orificio, una válvula de control de caudal como una válvula de control (CV) y similares.
Un valor de ajuste del dispositivo de ajuste de caudal 110 que ajusta un suministro de caudal de aire enriquecido, un valor del sensor concentración de oxígeno 301, un valor del caudal real de oxígeno en el sensor de caudal 302 son detectados y los resultados de la detección se almacenan en un dispositivo de grabación 402 como una memoria y 10 similares para monitorizar las condiciones operativas y se ajusta una cantidad de producción de oxígeno basada en los resultados de detección. En consecuencia, el número de revoluciones de un motor eléctrico para el compresor 103 está controlada por el dispositivo de control 401 para controlar un volumen de suministro de aire como materia prima y se controla la conmutación de los periodos de adsorción y desorción por la válvula de conmutación 104. Como sensor de concentración de oxígeno se pueden usar un sensor de oxígeno de tipo circonio y un sensor de oxígeno de tipo
15 ultrasónico. Como sensor de caudal se puede usar un medidor de tipo flujo de masa por hilo caliente y un sensor de caudal de tipo ultrasónico. El sensor de tipo ultrasónico es preferible en términos de reducción en tamaño y en número de componentes ya que permite medidas de concentración de oxígeno y caudal de oxígeno con un sensor.
De acuerdo con la presente invención, el control se lleva a cabo para incrementar/disminuir un suministro de volumen de
20 flujo de aire del dispositivo de suministro de aire comprimido basado en un valor detectado por el sensor de concentración de oxígeno que detecta concentración de gas oxígeno para mantener una concentración de oxígeno a una concentración predeterminada y se provee con el sensor de temperatura 303 que mide la temperatura del aparato y un dispositivo de control es modificado dependiendo el valor medido por el sensor de temperatura. En la presente especificación, un dispositivo de control que lleve a cabo el control dependiendo de un valor medido por el sensor de
25 temperatura también es referido como dispositivo de control dependiente de temperatura.
El control que no permite el descenso en el suministro de volumen de flujo de aire del dispositivo suministrador de aire comprimido es llevado a cabo cuando el valor detectado por el sensor de temperatura detecte un valor inferior a un a un límite inferior de temperatura predeterminado (umbral) y el control que hace que un suministro de un volumen de flujo de
30 aire por el dispositivo de suministro de aire comprimido sea mayor que un suministro de volumen de flujo de aire correspondiente al valor de concentración de oxígeno detectado, independientemente del valor detectado por el sensor de concentración de oxígeno, es llevado a cabo cuando el sensor de temperatura detecte un valor inferior a un límite inferior de temperatura en la puesta en marcha del aparato para prevenir que una concentración de oxígeno producido sea inferior que la de la concentración predeterminada.
35 En otras palabras, cuando un valor detectado por el valor detectado por el sensor de temperatura es menor que un límite inferior predeterminado de temperatura, no es llevado a cabo el control que disminuye el suministro de volumen de flujo de aire del dispositivo suministrador de aire comprimido como un compresor y similares. En este momento, un control que no permite la disminución en suministro de volumen de flujo de aire del dispositivo suministrador de aire comprimido
40 cuando un suministro de volumen de flujo de aire es inferior a un volumen de flujo de aire predeterminado, es llevado a cabo adicionalmente a la detección de un límite inferior de temperatura, la precisión del control se incrementa y es preferible. En el caso donde un suministro de volumen de aire es inferior que un volumen de flujo de aire predeterminado es un caso donde un suministro de volumen de aire es inferior que el suministro de volumen de flujo de aire para asegurar una concentración predeterminada de oxígeno en el ambiente a una temperatura inferior que el límite inferior
45 de temperatura predeterminada. En otras palabras, un volumen de flujo de aire predeterminado es mostrado como una línea de puntos en la Figura 2 y el más bajo suministro de volumen de flujo de aire para permitir una concentración de oxígeno predeterminada en el ambiente a una temperatura inferior al límite inferior de temperatura predeterminada (5ºC en la Figura 2).
50 Específicamente, la región B en la Figura 2 corresponde al caso donde un valor inferior al límite inferior de temperatura es detectado y un suministro de volumen de flujo de aire es inferior al volumen de flujo de aire predeterminado. La Figura 2 explica el control dependiente de temperatura de acuerdo con la presente invención. En la Figura 2, un volumen de flujo de aire predeterminado es ajustado para ser el mismo que el suministro de volumen de flujo de aire en la puesta en marcha a una temperatura inferior al límite inferior de temperatura. Un volumen predeterminado de flujo de aire es, por
55 ejemplo, un incremento de 1.05 a 1.2 veces el suministro de volumen de flujo de aire en la puesta en marcha a una temperatura como la temperatura límite inferior o mayor que ésta, aunque difiere dependiendo de un límite de temperatura inferior predeterminado y una concentración de oxígeno predeterminada. Cuando un valor detectado por un
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suministro de flujo de aire del dispositivo de suministro de aire comprimido basado en un valor de concentración de oxígeno detectado.
Cuando el sensor de temperatura ambiental detecta una temperatura inferior a 5°C en la puesta en marcha del
5 concentrador de oxígeno, un suministro de volumen de flujo de aire del dispositivo de suministro de aire se controla para asegurar una concentración de producto predeterminada al límite inferior de temperatura para el funcionamiento garantizado de la presente invención, es decir, la temperatura ambiental de 5°C, y siempre y cuando el sensor de temperatura detecte una temperatura inferior a 5°C, se lleva a cabo el control que suministra aire en un volumen más grande que el volumen de aire de suministro, para prevenir una disminución en la concentración debido a la
10 rebasamiento del control anterior.
Adicionalmente, cuando el sensor de temperatura detecta entonces una temperatura de 5ºC o mayor, como el rebasamiento del control no está comprometido, se lleva a cabo el control que permite que disminuya el suministro de volumen de flujo de aire del dispositivo de suministro de aire hasta que el suministro de volumen de aire corresponda a
15 la concentración de oxígeno, por tanto disminuyendo el consumo de energía eléctrica del aparato.
Además, cuando el sensor de temperatura detecta una temperatura de 5°C o superior en la puesta en marcha y luego una temperatura inferior a 5°C y un volumen de flujo de aire es inferior que un volumen de flujo de aire predeterminado, se lleva a cabo el control que no permite el suministro de volumen de flujo de aire del volumen de flujo de aire
20 suministrado cuando el sensor de temperatura detecta disminución de la temperatura inferior a 5°C.
En otro aspecto de la presente descripción se proporciona un concentrador de oxígeno, que realiza el control que aumenta / disminuye el suministro del volumen de flujo de aire del dispositivo de suministro de aire comprimido basado en un valor detectado por un sensor de concentración de oxígeno que detecta la concentración de gas oxígeno para 25 mantener la concentración de oxígeno en una concentración predeterminada y que está equipado con un sensor de caudal que mide el caudal de suministro de gas oxígeno y realiza el control que no permite al suministro de volumen de flujo de aire del dispositivo de suministro de aire comprimido aumentar / disminuir cuando un caudal detectado está fuera del rango de caudal determinado de acuerdo con el ajuste de caudal. Dado que el sensor de temperatura no es esencial en este caso, la Figura 3 muestra una realización excluyendo un sensor de temperatura de la Figura 1. En la presente
30 especificación, un dispositivo de control que realiza el control basado en el valor de caudal detectado, también es denominado como un dispositivo de control dependiente del caudal.
A medida que el control que aumenta / disminuye el volumen del flujo de aire del dispositivo de suministro de aire comprimido basado en el valor detectado por el sensor de concentración de oxígeno, pueden ser utilizados
35 adecuadamente un control proporcional (P) en el que un valor de entrada es manipulado en proporción a una desviación entre un valor detectado y un valor objetivo de concentración de oxígeno, un control integral (I) en el que un valor de entrada es manipulado en proporción al valor integrado de las desviaciones, un control PI que combina el control proporcional (P) y el control integral (1) y similares.
40 Es eficiente determinar el control del dispositivo de suministro de aire comprimido en un intervalo de tiempo de estabilización de 5 a 10 minutos. Especialmente cuando el caudal de oxígeno se reduce durante un largo tiempo debido al aplastamiento de los tubos y similares durante el sueño y similares para aumentar la concentración de oxígeno, que conduce a una disminución en la capacidad de suministro del dispositivo de suministro de aire comprimido, sin embargo, una disminución en la capacidad de suministro en intervalos de 5 a 10 minutos puede conducir a una indebida
45 disminución en la capacidad de suministro del dispositivo de suministro de aire comprimido. En consecuencia, si el caudal de oxígeno vuelve a la normalidad, una alarma de concentración de oxígeno puede activarse a pesar de que el aparato no esté esencialmente en problemas en el momento en que la capacidad del dispositivo de suministro de aire comprimido vuelve a lo requerido para el caudal normal de oxígeno.
50 No sólo detectando una concentración de oxígeno sino también determinando si el volumen de flujo de aire de alimentación del dispositivo de suministro de aire comprimido es incrementado / disminuido o no en base al valor del caudal del gas oxígeno detectado en un intervalo de tiempo de estabilización 5 a 10 minutos, es eliminada la activación innecesaria de la alarma de concentración de oxígeno durante el funcionamiento normal del aparato, incluso cuando una concentración de oxígeno se aumenta o disminuye debido a la disminución o aumento del caudal de oxígeno y se puede
55 suprimir el innecesario aumento de consumo de energía eléctrica por el aumento de la capacidad del dispositivo de suministro de aire comprimido.
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