JP2000072406A - 酸素供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 装置の小型化が可能であり、取扱が容易で且
つドレンが発生しない酸素供給装置を提供する。 【解決手段】 圧縮機１０からの圧縮空気を、窒素吸着
剤が充填された吸着塔６０ａ、６０ｂに供給し、吸着塔
から酸素に富む富酸素気体を吐出する酸素供給装置にお
いて、圧縮機と吸着塔との間に設けられ、水分含有の圧
縮空気と除湿されたパージ気体とを水蒸気透過膜を介し
て流し、圧縮空気中の水蒸気を選択的にパージ気体側に
移動し、吸着塔に供給する圧縮空気を除湿する膜式空気
ドライヤ４０と、圧縮機から吐出された水分含有の圧縮
空気を、圧縮機から膜式空気ドライヤに至る配管１２
ａ、１２ｂに結露が発生しない温度に冷却する第１冷却
部２６と、膜式空気ドライヤから吐出された除湿圧縮空
気を、膜式空気ドライヤから吸着塔に至る配管５２ｂに
結露が発生しない温度に冷却する第２冷却部２８とを具
備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は酸素供給装置に関
し、更に詳細にはドレンが排出されず室内で好適に使用
し得る酸素供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】喘息等の呼吸器系に疾患を持つ患者が自
宅療養する場合、喘息等の発作が始まったとき、富酸素
気体を吸引することによって発作の程度を軽くすること
ができる。かかる富酸素気体は、例えば図５に示す酸素
供給装置によって供給される。図５の酸素供給装置は、
圧縮機１００によって圧縮された圧縮空気は、シリカゲ
ル等の乾燥剤が充填されたラインドライヤ１０２を通過
して水分を除去された後、切替弁１０４によって吸着塔
１０６ａ、１０６ｂの一方に供給される。図５において
は、吸着塔１０６ａに供給される。この吸着塔１０６
ａ、１０６ｂ内には、窒素ガスを吸着する吸着剤１０８
が充填されていると共に、吸着剤１０８に接触する圧縮
空気中の水分を可及的に減少させるべく、吸着塔１０６
ａ、１０６ｂの下部にも、シリカゲル等の乾燥剤１１０
が充填されている。

【０００３】吸着塔１０６ａを通過して窒素ガスが吸着
されて酸素ガスに富む富酸素気体は、大部分がシャトル
弁１１４を通過して減圧弁１１６及び流量調節弁１１８
を経由してユーザーに供給される。一方、富酸素気体の
一部は、オリフィス１０９から圧縮空気を供給しない吸
着塔１０６ｂに供給される。吸着塔１０６ｂに供給され
た富酸素気体は、吸着剤１０８及び乾燥剤１１０を再生
し、切替弁１０４を経由してサイレンサ１１２から大気
中に排出される。尚、シャトル弁１１４及び切替弁１０
４を駆動することによって、圧縮空気が供給される吸着
塔と富酸素気体の一部が供給されて再生される吸着塔と
を容易に切り換えることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図５に示す酸素供給装
置によれば、圧縮空気中の水分は乾燥剤によって吸着さ
れるため、ドレンが装置外に排出されず室内で使用でき
る。しかし、ラインドライヤ１０２や吸着塔１０６ａ、
１０６ｂの下部に充填されたシリカゲル等の乾燥剤は充
填量に限界があり、高湿度の圧縮空気が吸着塔１０６
ａ、１０６ｂに供給されると、吸着剤１０８の吸着能が
低下して所定の酸素濃度の富酸素気体を得ることができ
なくなる。このため、乾燥剤の吸湿能については、常に
注意して乾燥剤の吸湿能が限界に到達する前に、乾燥剤
を交換する必要がある。特に、梅雨等の高湿度時期に
は、乾燥剤を再々交換することが必要となる。しかしな
がら、家庭では乾燥剤の吸着能について常に注意するこ
とには限界があり、乾燥剤を再々の交換することを要す
る酸素供給装置は家庭用としては不適当である。

【０００５】また、吸着塔１０６ａ、１０６ｂで吸着さ
れる窒素は、大気中の７９vol ％も存在するため、吸着
塔１０６ａ、１０６ｂの単位体積当たりの窒素吸着量を
可及的に多くすることが装置をコンパクト化する上で大
切である。しかし、吸着塔１０６ａ、１０６ｂの下部に
吸湿剤を充填するようなことは、吸着塔１０６ａ、１０
６ｂの単位体積当たりの窒素吸着量を低下させることに
なり、所定の窒素吸着量を達成するためには、吸着塔１
０６ａ、１０６ｂを大型化せざるを得ない。更に、吸着
塔１０６ａ、１０６ｂの一方の吸着塔で窒素が吸着され
て吐出される富酸素気体量は、供給される空気の約２０
vol ％に過ぎず、かかる富酸素気体の一部を他方の吸着
塔の再生に用いている。しかし、吸着塔１０６ａ、１０
６ｂでは、吸着塔内の吸湿剤を再生する再生用にも富酸
素気体が使用されており、窒素吸着剤の再生の観点から
は過剰の富酸素気体が使用されている。一方、圧縮空気
を冷凍式乾燥機によって除湿した後、吸着塔１０６ａ、
１０６ｂに供給することによって、吸着塔内の乾燥剤を
不要とすることはできる。しかしながら、冷凍式乾燥機
によって圧縮空気を除湿する際には、ドレンが発生して
室内での使用が制限されるため、室内で酸素供給装置が
使用される家庭用としては適当ではない。そこで、本発
明の課題は、装置の小型化が可能であり、取扱が容易で
且つドレンが発生しない酸素供給装置を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記課題
を解決すべく検討を重ねた結果、圧縮機から供給される
水分含有の圧縮空気と、除湿されたパージ気体とを水蒸
気透過膜を介して流すことによって、圧縮空気中の水蒸
気を選択的にパージ気体側に移動し、圧縮空気を除湿す
る膜式空気ドライヤを用いることによって、ドレンを発
生させることなく圧縮空気を除湿することができるこ
と、及び圧縮機から吐出された圧縮空気を所定温度まで
冷却することによって、配管内に結露が発生することが
なく膜式空気ドライヤの除湿効率を向上できることを見
出し、本発明に到達した。すなわち、本発明は、圧縮機
からの圧縮空気を、窒素ガスが吸着される窒素吸着剤が
充填された吸着塔を具備する窒素吸収手段に供給し、前
記吸着塔から酸素に富む富酸素気体を吐出する酸素供給
装置において、該圧縮機と吸着塔との間に設けられ、水
分含有の圧縮空気と除湿されたパージ気体とを水蒸気透
過膜を介して流すことによって、前記圧縮空気中の水蒸
気を選択的にパージ気体側に移動し、前記吸着塔に供給
する圧縮空気を除湿する膜式空気ドライヤと、前記圧縮
機と膜式空気ドライヤとの間に設けられ、前記圧縮機か
ら吐出された水分含有の圧縮空気を、圧縮機から膜式空
気ドライヤに至る配管中で結露が発生することのない温
度に冷却する第１冷却手段と、前記膜式空気ドライヤと
吸着塔との間に設けられ、前記膜式空気ドライヤから吐
出された除湿圧縮空気を、膜式空気ドライヤから吸着塔
に至る配管中で結露が発生することのない温度に冷却す
る第２冷却手段とを具備することを特徴とする酸素供給
装置にある。

【０００７】かかる本発明において、第１冷却手段と第
２冷却手段とを一体化することによって、酸素供給装置
のコンパクト化を図ることができる。更に、第１冷却手
段から吐出される圧縮空気を所定温度に冷却するよう
に、前記第１冷却手段を制御する制御部を設けることに
よって、第１冷却手段から吐出される圧縮空気を膜式空
気ドライヤに至る配管に結露が発生することのない温度
に維持できる。

【０００８】また、本発明は、圧縮機からの圧縮空気
を、窒素ガスが吸着される窒素吸着剤が充填された吸着
塔に供給し、前記吸着塔から酸素に富む富酸素気体を吐
出する酸素供給装置において、該圧縮機と吸着塔との間
に設けられ、前記圧縮機から供給される水分含有の圧縮
空気と除湿されたパージ気体とを水蒸気透過膜を介して
流すことによって、前記圧縮空気中の水蒸気を選択的に
パージ気体側に移動し、前記吸着塔に供給する圧縮空気
を除湿する膜式空気ドライヤと、前記圧縮機と膜式空気
ドライヤとの間に設けられ、圧縮機から吐出される圧縮
空気を、圧縮機から膜式空気ドライヤに至る配管に結露
が発生することのない温度に冷却する冷却装置と、前記
膜式空気ドライヤに供給される圧縮空気が所定温度とな
るように、前記冷却装置を制御する制御手段とを具備す
ることを特徴とする酸素供給装置にある。

【０００９】これらの本発明において、窒素吸着剤が充
填された少なくとも二本の吸着塔を窒素吸着用と再生用
とに交互に切り換える切替手段と、窒素吸着用の吸着塔
から吐出された富酸素気体の一部を再生気体として再生
用の吸着塔に供給する連結管と、前記再生用の吸着塔か
ら排出された再生気体を膜式空気ドライヤのパージ気体
として供給する供給配管とを設けることによって、再生
用の吸着塔から排出された再生気体を有効に利用でき
る。また、除湿空気から供給されるパージ気体量を著し
く減少でき、除湿空気も有効利用を図ることができる。

【００１０】本発明において用いる膜式空気ドライヤ
は、圧縮空気中の水分を水蒸気透過膜によって除湿され
たパージ気体側に選択的に移動し、水蒸気が移動したパ
ージ気体は、膜式空気ドライヤから排出される。このた
め、圧縮空気中の水分がドレントとなって排出されず、
膜式空気ドライヤを用いた酸素供給装置は室内で使用さ
れる家庭用として好適である。ところで、膜式空気ドラ
イヤでは、供給される圧縮空気が低温である程、得られ
る除湿空気の露点が低下（除湿空気の乾燥度が向上）す
る。更に、窒素吸着剤が充填された吸着塔においても、
供給される圧縮空気が低温である程、吸着効率が向上す
る。一方、圧縮機で圧縮された圧縮空気の温度は室温よ
りも高温であるため、圧縮機と膜式空気ドライヤとの間
に冷却手段を設置する必要がある。しかし、冷却手段で
圧縮空気を冷却し過ぎると、圧縮機から吐出された水分
含有の圧縮空気が露点以下に冷却されて配管に結露が発
生し、水滴を含有する圧縮空気が膜式空気ドライヤに供
給され、却って膜式空気ドライヤの除湿効率を低下させ
ることになる。このため、除湿が不充分な圧縮空気が吸
着塔に供給されることとなり、吸着塔の吸着率も低下す
る。

【００１１】この点、本発明においては、圧縮機から膜
式空気ドライヤに至る配管に結露が発生することのない
温度に、圧縮機から吐出された圧縮空気を冷却する第１
冷却手段と、膜式空気ドライヤから吐出された除湿圧縮
空気を、膜式空気ドライヤから吸着塔に至る配管に結露
が発生することのない温度に冷却する第２冷却手段とを
設けることによって、或いは圧縮機と膜式空気ドライヤ
との間に設置した冷却装置を制御する制御手段を設け、
圧縮機から膜式空気ドライヤに至る配管に結露が発生す
ることのない温度に圧縮空気を冷却することによって、
圧縮空気の供給配管に結露が発生することを防止しつ
つ、可及的に冷却された除湿圧縮空気を吸着塔に供給せ
んとしているのである。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係る酸素供給装置の一例
を図１に示す。図１に示す酸素供給装置には、圧縮機１
０、冷却手段としての冷却装置２０、膜式空気ドライヤ
４０、及び窒素吸着手段としての吸着塔６０ａ、６０ｂ
が設置されている。この圧縮機１０と膜式空気ドライヤ
３０との間に設置された冷却装置２０は、上部に電動モ
ータ２２で回転駆動されるファン２４が設けられている
空冷式である。かかる冷却装置には、圧縮機１０から吐
出された水分含有の圧縮空気が冷却される第１冷却部２
６と、膜式空気ドライヤ４０から吐出された除湿圧縮空
気を冷却する第２冷却部２８とが設けられている。

【００１３】更に、冷却装置２０の電動モータ２２は、
制御部３０によって回転数が制御されている。この制御
部３０は、冷却装置２０の第１冷却部２６から膜式空気
ドライヤ４０に至る配管１２ｂを通過する圧縮空気の温
度を測定するセンサ３２からの信号によって、電動モー
タ２２の回転数を制御する。すなわち、配管１２ｂを通
過する圧縮空気の温度が設定温度よりも高温である場
合、電動モータ２２の回転数を増加して冷却装置２０内
を通過する冷却空気量を多くし、他方、配管１２ｂを通
過する圧縮空気の温度が設定温度よりも低温である場
合、電動モータ２２の回転数を低減して冷却装置２０内
を通過する冷却空気量を少なくする。ここで、圧縮機１
０から第１冷却部２６に至る配管１２ａと１２ｂとを通
過する圧縮空気の設定温度は、圧縮機から膜式ドライヤ
に至る配管に結露が発生することのない温度、具体的に
は、圧縮機１０からの圧縮空気の吐出温度よりも低く且
つ圧縮空気の露点よりも高い温度である。例えば、家庭
用酸素供給装置では、３０℃、６０％ＲＨの空気を圧縮
機１０に取り入れた場合、圧縮機１０から吐出される圧
縮空気は、圧力が２kgf/cm² （ゲージ圧）で且つ温度が
約７０℃程度である。このため、配管１２ｂを通過する
圧縮空気の温度を５０℃以下、約４５℃程度とすること
が好ましい。

【００１４】図１では、所定温度に冷却された水分含有
の圧縮空気を膜式空気ドライヤ４０によって除湿し、除
湿された除湿圧縮空気を配管５２ａを介して冷却装置２
０の第２冷却部２８に送り更に冷却する。かかる除湿圧
縮空気の冷却は、吸着塔６０ａ、６０ｂに充填されてい
る窒素吸着剤の吸着効率を向上させるためである。つま
り、窒素吸着剤は、窒素を吸着する際に発生する吸着熱
によって温度が上昇すると、その吸着効率が低下する。
このため、除湿圧縮空気を可及的に冷却して窒素吸着剤
の吸着熱を速やかに除去しているのである。この第２冷
却部２８による除湿圧縮空気の冷却も、冷却装置２０か
ら吸着塔６０に至る配管５２ｂに結露が発生しない程度
とする。具体的には、第２冷却部２８で冷却された除湿
圧縮空気の温度を、膜式空気ドライヤ４０から吐出され
た除湿圧縮空気の温度よりも低く且つ除湿圧縮空気の露
点よりも高い温度とする。ところで、図１に示す冷却装
置２０では、第１冷却部２６と第２冷却部２８とは一体
化されているため、第１冷却部２６及び第２冷却部２８
を個々に制御できない。しかし、第２冷却部２８で冷却
される圧縮空気は、膜式空気ドライヤ４０によって除湿
された除湿圧縮空気であるため、圧縮機１０から吐出さ
れた水分含有の圧縮空気に比較して、露点が充分に低
い。このため、通常、第２冷却部２８によって除湿圧縮
空気が露点以下に冷却され過ぎることはない。ここで、
前述した家庭用酸素供給装置では、第２冷却部２８で除
湿圧縮空気を室温程度、約３０℃程度に冷却することが
好ましい。

【００１５】第２冷却部２８で冷却された除湿圧縮空気
が供給される吸着塔６０ａ、６０ｂの各々には、窒素ガ
スを吸着する窒素吸着剤が充填されている。この吸着塔
６０ａ、６０ｂには、膜式空気ドライヤ４０で除湿され
た除湿圧縮空気が供給されるため、乾燥剤を充填するこ
とを要しない。このため、吸着塔６０ａ、６０ｂの単位
体積当たりの窒素吸着量を、図５に示す吸着塔１０６
ａ、１０６ｂよりも向上でき、吸着塔６０ａ、６０ｂの
小型化も可能である。かかる吸着塔６０ａ、６０ｂは、
図１に示す切替弁６２、シャトル弁８４等から成る切替
手段によって窒素吸着用と再生用とに交互に切り換えら
れる。すなわち、配管５２ｂにより送られてきた除湿圧
縮空気は、切替弁６２によって吸着塔６０ａ、６０ｂの
一方側に供給される。図１においては、吸着塔６０ａに
除湿圧縮空気が供給され、除湿圧縮空気が供給されない
吸着塔６０ｂは再生中である。吸着塔６０ａ、６０ｂ
は、間欠的に回動する切替弁６２によって、除湿圧縮空
気が供給される窒素吸着用と、窒素が吸着された窒素吸
着剤を富酸素気体と接触させて再生する再生用とに交互
に切り換えられる。吸着塔６０ａ、６０ｂの酸素に富む
富酸素気体を吐出する吐出側には、シャトル弁６４が設
けられている。このシャトル弁８４は、窒素吸着用の吸
着塔から吐出される富酸素気体を、減圧弁１１６及び流
量調節弁１１８を経由してユーザーに供給するように、
切替弁６２に併せて切替えられる。更に、吸着塔６０
ａ、６０ｂの富酸素気体の吐出側には、両者の吐出側を
連結する連結配管６１が設けられており、連結配管６１
の途中にはオリフィス６３が設けられている。この連結
配管６１は、窒素吸着用の吸着塔から吐出された富酸素
気体の一部を再生用の吸着塔に再生気体として供給する
配管である。尚、再生用の吸着塔に供給された再生気体
は、再生用の吸着塔から切替弁６２及びサイレンサー６
８を経由して系外に排出される。

【００１６】図１に示す酸素供給装置の膜式空気ドライ
ヤ４０は、公知の膜式空気ドライヤを用いることができ
るが、Ｕ字状の膜式空気ドライヤを用いることによっ
て、装置をコンパクト化でき好ましい。かかるＵ字状の
膜式空気ドライヤ４０の一例を図２に示す。図２に示す
膜式気体ドライヤ４０は、途中にジャバラ部が設けられ
たＵ字状チューブ２４とヘッダ部４４との連結部４６と
から成り、Ｕ字状チューブ４２の端部近傍が連結部４６
に装着されている。かかるＵ字状孔４８には、水蒸気透
過膜によって形成された複数本の中空糸から成る中空糸
束５０がＵ字状に曲折されて収納されている。この中空
糸束５０の一端部である供給側端部は、ヘッダ部４４に
形成されて圧縮空気が供給される供給口５４に臨み、中
空糸束５０の他端部としての吐出側端部も、ヘッダ部４
４に形成されて除湿空気が吐出される吐出口５６に臨
む。

【００１７】更に、ヘッダ部４４には、壁部を貫通する
小孔５７を介して吐出口５６に連通されたパージ気体供
給孔５１が形成されている。このパージ気体供給孔５１
の一端は、ヘッダ部４４の表面に開口されているが、挿
脱自在の栓５３によって閉塞されている。また、パージ
気体供給孔５１の他端は、Ｕ字状孔４８の一端部（中空
糸束５０の吐出側端部を収納）の壁面に開口されてい
る。かかるパージ気体供給孔５１の途中には、オリフィ
ス５５が挿入されており、パージ気体供給孔５１からＵ
字状孔４８に供給されるパージ気体量を調整する。この
オリフィス５５は、栓５３を取り外すことによって、径
の異なるオリフィスに交換可能である。尚、パージ気体
供給孔５１からＵ字状孔４８に供給されたパージ気体を
排出するパージ孔５９が、Ｕ字状孔４８の他端部（中空
糸束５０の供給側端部を収納）の壁面に開口されてい
る。

【００１８】図２に示す膜式ドライヤ４０によれば、圧
縮機１０から吐出され冷却装置２０の第１冷却部２６を
通過して所定温度に冷却された水分含有の圧縮空気は、
供給口５４から中空糸束５０の供給側端部に供給され
る。水分含有の圧縮空気は、中空糸束５０を形成する中
空糸の中空部内を中空糸束５０の吐出側端部の方向に流
れる。この際に、中空糸の外周面に沿って除湿空気から
成るパージ気体が、水分含有の圧縮空気と向流方向に流
れる。このため、圧縮空気中の水蒸気は中空糸を形成す
る水蒸気透過膜からパージ気体中に選択的に移動して圧
縮空気の除湿がなされ、除湿された除湿圧縮空気は中空
糸束の吐出側端部から吐出口５６に吐出される。ここ
で、図２に示す膜式ドライヤ４０の吐出口５６が形成さ
れたヘッダ部４４の外周面には、透明キャプ４１が装着
されており、透明キャプ４１とヘッダ部４４の外周面と
によって形成された空間部４３は、ヘッダ部４４に形成
された小孔４５によって吐出口５６と連通されている。
この空間４３部内には、雰囲気空気の湿度によって色調
が変化する湿度表示紙４５が挿入されており、吐出口５
６に吐出される除湿圧縮空気の湿度を表示する。かかる
湿度表示紙４５の色調をチェックすることによって、膜
式ドライヤ４０の作動状況を把握可能である。

【００１９】図１に示す酸素供給装置によれば、圧縮機
１０から吐出された水分含有の圧縮空気を、冷却装置２
０の第１冷却部２６によって水分含有の圧縮空気の露点
よりも高い温度となるように冷却し、膜式空気ドライヤ
４０に供給する。膜式空気ドライヤ４０では、供給され
た圧縮空気中の水蒸気を選択的にパージ気体中に移動し
て除湿した除湿圧縮空気を吐出する。かかる除湿の際
に、膜式空気ドライヤ４０からはドレンを排出すること
はない。膜式空気ドライヤ４０から吐出された除湿圧縮
空気は、冷却装置２０の第２冷却部２８によって、除湿
圧縮空気の露点よりも高い温度に冷却され、吸着塔６０
ａ、６０ｂの一方に供給される。吸着塔６０ａ、６０ｂ
に至る配管５２ｂでは、除湿圧縮空気が露点よりも高い
ため、配管５２ｂに結露が発生せず、充分に除湿された
除湿圧縮空気を吸着塔６０ａ、６０ｂの一方に供給でき
る。また、吸着塔６０ａ、６０ｂに充填された窒素吸着
剤は、除湿圧縮空気中の窒素を吸着する際に、吸着熱が
発生するが、供給する除湿圧縮空気を予め冷却している
ため、発生した吸着熱は速やかに除去できる結果、吸着
塔６０ａ、６０ｂ内の温度上昇を防止でき、窒素吸着剤
の吸着効率の向上を図ることができる。

【００２０】図１の酸素供給装置では、冷却装置２０に
第１冷却部２６と第２冷却部２８とを一体化している
が、第１冷却装置と第２冷却装置とに分割し、各冷却装
置にファンを装着して独立に温度制御できるようにして
もよい。更に、喘息等の呼吸器系の疾患は、冬季に発生
することが多いため、酸素供給装置を空気が乾燥してい
る冬季のみに使用する場合がある。この場合、図３に示
す様に、圧縮機１０から吐出された水分含有の圧縮空気
を所定温度に冷却する冷却装置７０を、圧縮機１０と膜
式空気ドライヤ４０との間のみに設け、膜式空気ドライ
ヤ４０から吐出される除湿圧縮空気を冷却する冷却装置
を、膜式空気ドライヤ４０と吸着塔６０ａ、６０ｂとの
間に設けなくてもよい。室温も低いため、膜式空気ドラ
イヤ４０から吸着塔６０ａ、６０ｂに至る配管中で冷却
されるからである。

【００２１】また、図１に示す酸素供給装置では、吸着
塔６０ａ、６０ｂの一方の再生に使用した再生気体をサ
イレンサー６８から系外に排出されている。しかし、排
出される再生気体は、吸着塔６０ａ、６０ｂに除湿空気
が供給されているため、依然として除湿状態にある。こ
のため、図４に示す様に、再生されている吸着塔６０ｂ
から排出される再生気体を、供給配管６９によって膜式
空気ドライヤ４０のパージ気体として供給し、再生気体
の有効利用を図ることができる。同時に、除湿圧縮空気
から供給されるパージ気体量を著しく減少できるため、
除湿圧縮空気の更なる有効利用も図ることができる。図
４において、吸着塔６０ｂから排出される再生気体は、
図２に示す膜式空気ドライヤ４０のＵ字状孔４８の一端
部に直接供給することが好ましい。この様に、吸着塔６
０ｂから排出される再生気体をパージ気体として用いる
膜式空気ドライヤ４０では、除湿圧縮空気の一部をパー
ジ気体に供給することを要しなくなるため、図２に示す
除湿圧縮空気の一部をパージ気体に供給するオリフィス
５５を盲栓に代えることができる。或いは、除湿圧縮空
気の一部をパージ気体に供給する場合でも、その供給量
を著しく小量にできるため、小径のオリフィス径のオリ
フィス５５に代えることができる。尚、吸着塔６０ａ、
６０ｂの一方の再生に使用した再生気体量が、パージ気
体量よりも多い場合、供給配管６９から過剰の再生気体
を系外に放出する調整弁を設けることによって調整でき
る。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、圧縮機から吸着塔に至
る間に、ドレンを発生させることなく冷却された除湿圧
縮空気を得ることができる。このため、かかる除湿圧縮
空気が供給される吸着塔の吸着効率を向上させることが
でき、且つ除湿剤を交換等することも要しないため、取
扱も容易である。更に、膜式気体ドライヤを用いること
によって、窒素を吸着する吸着塔に乾燥剤を充填するこ
とを要しないため、吸着塔の小型化を図ることができ、
酸素供給装置の小型化も可能である。したがって、本発
明に係る酸素供給装置は、室内で使用されることが多い
家庭用酸素供給装置に好適である。また、吸着塔の再生
に用いた再生気体を、膜式空気ドライヤのパージ気体と
して用いた場合には、再生気体の有効利用を図ることが
でき、同時に、除湿圧縮空気から供給されるパージ気体
量を著しく減少でき、除湿圧縮空気の有効利用も図るこ
とができ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る酸素供給装置の一例を説明するた
めの略線図である。

【図２】図１に使用される膜式空気ドライヤを説明する
ための断面図である。

【図３】本発明に係る酸素供給装置の他の例を説明する
ための略線図である。

【図４】本発明に係る酸素供給装置の他の例を説明する
ための略線図である。

【図５】従来の酸素供給装置の一例を説明するための略
線図である。

【符号の説明】

１０ 圧縮機 １２、５２ａ、５２ｂ 配管 ２０ 冷却装置 ２６ 第１冷却部 ２８ 第２冷却部 ３０ 制御部 ３２ センサ ４０ 膜式空気ドライヤ ６０ 吸着塔 ６１ 連結管 ６２ 切替弁 ６３ オリフィス ６４ シャトル弁 ６９ 再生気体の供給配管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D006 GA41 HA03 HA18 KA71 KB12 KE13P KE16R MA01 MB04 PA01 PB17 PB65 PC71 PC72 4D012 CA05 CB16 CD10 CE02 CE03 CF04 CF05 CH08 CK10 4D052 AA01 EA02 GA03 GA04 GB02 GB03 4G042 BA15 BB02 BC04

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機からの圧縮空気を、窒素ガスが吸
   着される窒素吸着剤が充填された吸着塔を具備する窒素
   吸収手段に供給し、前記吸着塔から酸素に富む富酸素気
   体を吐出する酸素供給装置において、 該圧縮機と吸着塔との間に設けられ、水分含有の圧縮空
   気と除湿されたパージ気体とを水蒸気透過膜を介して流
   すことによって、前記圧縮空気中の水蒸気を選択的にパ
   ージ気体側に移動し、前記吸着塔に供給する圧縮空気を
   除湿する膜式空気ドライヤと、 前記圧縮機と膜式空気ドライヤとの間に設けられ、前記
   圧縮機から吐出された水分含有の圧縮空気を、圧縮機か
   ら膜式空気ドライヤに至る配管中で結露が発生すること
   のない温度に冷却する第１冷却手段と、 前記膜式空気ドライヤと吸着塔との間に設けられ、前記
   膜式空気ドライヤから吐出された除湿圧縮空気を、膜式
   空気ドライヤから吸着塔に至る配管中で結露が発生する
   ことのない温度に冷却する第２冷却手段とを具備するこ
   とを特徴とする酸素供給装置。
2. 【請求項２】 第１冷却手段と第２冷却手段とが一体化
   されている請求項１記載の酸素供給装置。
3. 【請求項３】 第１冷却手段から吐出される圧縮空気が
   所定温度に冷却されるように、前記第１冷却手段を制御
   する制御部が設けられている請求項１又は請求項２記載
   の酸素供給装置。
4. 【請求項４】 圧縮機からの圧縮空気を、窒素ガスが吸
   着される窒素吸着剤が充填された吸着塔に供給し、前記
   吸着塔から酸素に富む富酸素気体を吐出する酸素供給装
   置において、 該圧縮機と吸着塔との間に設けられ、前記圧縮機から供
   給される水分含有の圧縮空気と除湿されたパージ気体と
   を水蒸気透過膜を介して流すことによって、前記圧縮空
   気中の水蒸気を選択的にパージ気体側に移動し、前記吸
   着塔に供給する圧縮空気を除湿する膜式空気ドライヤ
   と、 前記圧縮機と膜式空気ドライヤとの間に設けられ、圧縮
   機から吐出される圧縮空気を、圧縮機から膜式空気ドラ
   イヤに至る配管に結露が発生することのない温度に冷却
   する冷却装置と、 前記膜式空気ドライヤに供給される圧縮空気が所定温度
   となるように、前記冷却装置を制御する制御手段とを具
   備することを特徴とする酸素供給装置。
5. 【請求項５】 窒素吸着剤が充填された少なくとも二本
   の吸着塔を窒素吸着用と再生用とに交互に切り換える切
   替手段と、 窒素吸着用の吸着塔から吐出された富酸素気体の一部を
   再生気体として再生用の吸着塔に供給する連結管と、 前記再生用の吸着塔から排出された再生気体を膜式空気
   ドライヤのパージ気体として供給する供給配管とを具備
   する請求項１〜４のいずれか一項記載の酸素供給装置。