JP2000239004A - 圧力変動吸着型酸素濃縮装置 - Google Patents
圧力変動吸着型酸素濃縮装置Info
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Abstract
濃度で酸素濃縮気体を得ることができる酸素濃縮装置を
提供する。 【解決手段】 吸着床の温度を検知する手段を備え、該
吸着床温度を制御する温度制御手段を備えたことを特徴
とする圧力変動吸着型酸素濃縮装置。
Description
縮空気を分離して使用するための酸素濃縮装置に関す
る。更に詳細には、圧力変動吸着型酸素濃縮装置に関
し、温度によって吸着剤の窒素吸着量低下に伴う酸素回
収率の低下、生成酸素濃縮気体の体積濃度の低下を防
ぎ、環境温度に影響されること無く安定的に使用者に酸
素濃縮気体を供給できるようにした、改善された圧力変
動吸着型酸素濃縮装置に関する。
どの呼吸器系疾患に苦しむ患者が増加する傾向がある
が、その最も効果的な治療法の一つとして酸素吸入療法
があり、空気中から酸素濃縮気体を直接分離する酸素濃
縮装置が開発され、使用時の利便性、保守管理の容易さ
から酸素吸入療法用の治療装置として、次第に普及する
ようになってきている。
に吸着し得る吸着剤を1個或いは、複数の吸着床に充填
した吸着型酸素濃縮装置が知られ、中でも空気供給手段
としてコンプレッサーを用いた圧力変動吸着型酸素濃縮
装置が多用されている。かかる装置は、通常、窒素を選
択的に吸着し得る吸着剤を充填した1個或いは複数の吸
着床にコンプレッサーから圧縮空気を供給して加圧状態
で窒素を吸着させることにより酸素濃縮気体を得る吸着
工程と、吸着床の内圧を減少させて窒素を脱着させ吸着
剤の再生を行う脱着工程を一定サイクルで繰り返し行
い、更に必要に応じて、脱着工程終了直前に、既に生成
した乾燥酸素濃縮気体を一部逆流させ再生効率の向上と
昇圧を目的とする均圧工程を加えて、順次一定サイクル
で行うことにより酸素濃縮気体を得る装置である。
コンプレッサーと吸着床とを配管で接続し、間に弁手段
を設置することにより吸着床への加圧空気の供給経路を
切替えるフローが一般的である。但し、このような装置
では部品点数の増加やメンテナンスに不具合が生じる問
題点があった。
て特表平7−508205に記載の流体分別装置を介し
て、吸着床に加圧空気を供給するモジュール化された酸
素濃縮装置もある。
されるゼオライト系吸着剤は、窒素よりも水の吸着力が
強い傾向にあり、一定の使用条件下では吸着剤の温度や
吸着床に供給される圧縮空気中の水分量により窒素吸着
量が変化し、酸素の回収率が大きく左右される。
の寒暖の差や、相対湿度の変化が大きく、ゼオライト吸
着剤の酸素分離効率の低下や吸湿劣化、耐久性低下を招
きやすく、安定的な濃度で酸素濃縮気体を1年を通じて
得ることは困難であった。
変動吸着型酸素濃縮装置で問題となる、ゼオライト吸着
剤の温度による窒素吸着量、酸素回収率の変動、該酸素
濃縮器の性能低下を解消し、日本の気象環境下でも、1
年を通じて安定的な濃度の酸素濃縮気体を得ることがで
きる医療用の酸素濃縮装置を提供することを目的とす
る。
対して、鋭意検討した結果、各種ゼオライト吸着剤によ
って生成酸素濃度変化に温度依存性があることを見出
し、吸着床温度を検知し、吸脱着サイクルタイムを制御
することで、酸素濃縮器の性能低下を解消し、安定的な
濃度の酸素濃縮気体を得ることができる酸素濃縮装置を
見出したものである。
に吸着し得る吸着剤を充填した少なくとも1個の吸着床
と、該吸着床へ空気を供給する空気供給手段と、生成し
た酸素濃縮空気を使用者の供給するための酸素供給手段
を備えた圧力変動吸着型酸素濃縮装置において、該吸着
床の温度を検知する手段を備え、該吸着床温度を制御す
る手段を備えたことを特徴とする圧力変動吸着型酸素濃
縮装置を提供するものである。
オライトであり、該制御手段が吸着床温度を20℃〜6
0℃に制御する手段であることを特徴とする圧力変動吸
着型酸素濃縮装置を提供するものである。
空気供給手段の冷却排熱を利用する手段であることを特
徴とする圧力変動吸着型酸素濃縮装置を提供するもので
ある。
素濃縮器に用いられる吸着床としては、酸素よりも窒素
を選択的に吸着し得る吸着剤を充填した少なくとも1個
の吸着床が用いられる。特に、2個以上の複数の吸着床
を有するものに有効であり、更には、特表平7−508
205に記載の電磁弁を使用せずに、吸着塔と1体型の
マニホールドを介して、流路を回転式バルブで切替える
ことにより吸着床に加圧空気を供給することが可能であ
るモジュール化された吸着床を備えた医療用圧力変動吸
着型酸素濃縮装置に有効である。
置に用いられる好ましい吸着剤として、5A型ゼオライ
トを用いる。具体的には、ユニオンカーバイド社製の5
AMGなどが好ましい。
℃に制御することが好ましく、特に好ましくは40±5
℃に制御することが好ましい。
中に該吸着床に送り込まれる空気量が吸着剤重量当た
り、8.0〜11.0cm3/g(20℃、1気圧)の
装置であることが好ましい。
は、図1に示すように20℃〜60℃では温度の影響は
少なく、90%以上の酸素濃度を維持することができる
が、20℃以下の温度では生成酸素濃度が明らかに低下
する。本発明は吸着床温度を検知する手段を備えること
によって、その検知結果に基づいて吸着床温度を20〜
60℃に制御し、酸素濃度を安定的に提供するものであ
る。
着床表面温度を直接測定する手段の他、吸着床が設置さ
れている酸素濃縮装置内温度を測定する手段を用いるこ
とが出来る。また、吸気温度、設置環境温度を測定し、
予め測定した吸着床表面温度との補正値を勘定して吸着
床温度を制御することも出来る。
ーター等の電気エネルギーを熱に変換する熱源を用い、
吸着剤または、吸着床の表面温度を検出し、その検出結
果に基づいて、ヒーターの温度や、冷却排熱の回収量を
変化させし、適切な温度に制御する方法がある。
冷却排熱を利用し、排気を直接吸着床表面に吹き付ける
方法や、ヒートパイプ等の熱移動手段を用いて回収し、
吸着床表面の加熱に用いる方法がある。この場合、排気
をダクトで導く方法がある。この場合、吸着剤または、
吸着床の表面温度を制御するために、ダンパー等を用い
て、排気風量を変化させる機構を備えるのが効果的であ
る。
的実施例について、必要に応じて図面を用いながら説明
する。但し、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。
のではないが、図2に概略フローで示すような、米国
Sequal社製ATFモジュールを吸着床として用い
た酸素濃縮器を採用することが出来る。かかるモジュー
ルは、吸着塔と1体型のマニホールドを介して、流路を
回転式バルブで切替えることにより吸着床に加圧空気を
供給することが可能である。
床2に送気し、生成された酸素濃縮空気が調圧弁5及び
流量設定手段6を介して適切な流量に制御され、加湿手
段7で加湿した酸素濃縮空気を患者に供給する。更に空
気供給手段を1を冷却する送風機8によって送風された
排熱空気を吸着床2表面に吹き付けることにより吸着床
の加熱を行う。
出結果に応じて送風される排気量を制御する方法もある
が、機構的に複雑になるため、2,3種類の風量切替ダ
ンパーを備えた構造が簡易的である。
表面温度と生成酸素濃度(体積濃度)との関係を表したも
のである。
0℃、1気圧換算)加圧空気を供給し、約7L/分(2
0℃、1気圧換算、93体積%)の酸素富化空気を得る
酸素濃縮システムで構成されている。
より、温度によって吸着量の低下による回収率の低下、
生成された酸素濃縮気体の体積濃度の低下を防ぎ、環境
温度に影響されることなく安定的な濃度の酸素濃縮気体
を使用者に供給できるようにした、改善された酸素濃縮
装置を提供することが可能になる。
着型酸素濃縮装置。
Claims (3)
- 【請求項1】 酸素よりも窒素を選択的に吸着し得る吸
着剤を充填した少なくとも1個の吸着床と、該吸着床へ
空気を供給する空気供給手段と、生成した酸素濃縮空気
を使用者の供給するための酸素供給手段を備えた圧力変
動吸着型酸素濃縮装置において、該吸着床の温度を検知
する手段を備え、該吸着床温度を制御する温度制御手段
を備えたことを特徴とする圧力変動吸着型酸素濃縮装
置。 - 【請求項2】 該吸着剤が5A型ゼオライトであり、該
温度制御手段が吸着床温度を20℃〜60℃に制御する
手段であることを特徴とする請求項1に記載の圧力変動
吸着型酸素濃縮装置。 - 【請求項3】 該温度制御手段が該空気供給手段の冷却
排熱を利用する手段であることを特徴とする請求項1、
2に記載の圧力変動吸着型酸素濃縮装置。
Priority Applications (4)
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---|---|---|---|
JP04148299A JP4180721B2 (ja) | 1999-02-19 | 1999-02-19 | 圧力変動吸着型酸素濃縮装置 |
DE60027493T DE60027493T2 (de) | 1999-02-19 | 2000-02-18 | Vorrichtung zur Produktion von mit Sauerstoff angereichertem Gas aus Luft |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (2)
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JP4180721B2 JP4180721B2 (ja) | 2008-11-12 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP04148299A Expired - Fee Related JP4180721B2 (ja) | 1998-02-19 | 1999-02-19 | 圧力変動吸着型酸素濃縮装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4180721B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015517398A (ja) * | 2012-05-04 | 2015-06-22 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | 酸素分離器及び酸素生成方法 |
CN108151126A (zh) * | 2017-11-08 | 2018-06-12 | 上海交通大学 | 一种用于建筑供暖的热化学吸附储热系统 |
JP2020180029A (ja) * | 2019-04-26 | 2020-11-05 | 日本特殊陶業株式会社 | 酸素濃縮装置 |
-
1999
- 1999-02-19 JP JP04148299A patent/JP4180721B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN108151126A (zh) * | 2017-11-08 | 2018-06-12 | 上海交通大学 | 一种用于建筑供暖的热化学吸附储热系统 |
JP2020180029A (ja) * | 2019-04-26 | 2020-11-05 | 日本特殊陶業株式会社 | 酸素濃縮装置 |
JP7319819B2 (ja) | 2019-04-26 | 2023-08-02 | 日本特殊陶業株式会社 | 酸素濃縮装置 |
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JP4180721B2 (ja) | 2008-11-12 |
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