JP2001104738A - Oxygen concentrator for medical treatment - Google Patents
Oxygen concentrator for medical treatmentInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、原料の圧縮空気か
ら窒素ガスを選択的に吸着して高濃度の酸素ガスを取り
出し可能な構造を有する圧力変動型の医療用酸素濃縮器
で、吸着タンク内に充填された吸着剤の劣化が防止さ
れ、長期間の使用に渡って安定した濃度の酸素が供給で
きるものに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure-variable medical oxygen concentrator having a structure capable of selectively adsorbing nitrogen gas from raw compressed air and extracting high-concentration oxygen gas. The present invention relates to a device capable of preventing deterioration of an adsorbent filled therein and supplying a stable concentration of oxygen over a long period of use.
【０００２】[0002]
【従来の技術】現在、一般に在宅酸素療法に使用されて
いる圧力変動型の医療用酸素濃縮器（医療用酸素ＰＳ
Ａ）には、圧縮空気中の窒素を選択的に吸着し、高濃度
の酸素を取り出すための窒素分子吸着剤として、合成ゼ
オライトが広く使用されている。しかしながら、この吸
着剤は水分に弱く、水に触れるとその窒素分子吸着能力
を失うという問題点があった。このため、高温多湿の場
所で医療用酸素濃縮器を運転した場合、空気圧縮機（エ
アコンプレッサー）で加圧された空気中に含まれている
水分が吸着タンク内にて結露し、徐々に吸着剤の劣化が
起こり、その結果、酸素濃度の低下が生じるといった重
大な問題点があった。このような問題点があるにもかか
わらず、吸着剤の劣化を防止し、長期間に渡って安定し
た濃度の酸素が供給できる構造の医療用酸素濃縮器は提
案されてきていない。2. Description of the Related Art At present, a pressure-variable medical oxygen concentrator (medical oxygen PS) generally used for home oxygen therapy is generally used.
In A), synthetic zeolite is widely used as a nitrogen molecule adsorbent for selectively adsorbing nitrogen in compressed air and extracting high-concentration oxygen. However, there is a problem that this adsorbent is weak to moisture and loses its ability to adsorb nitrogen molecules when exposed to water. For this reason, when the medical oxygen concentrator is operated in a hot and humid place, the moisture contained in the air pressurized by the air compressor (air compressor) condenses in the adsorption tank and gradually adsorbs. There was a serious problem that the agent deteriorated, resulting in a decrease in oxygen concentration. Despite these problems, no medical oxygen concentrator has been proposed that has a structure that prevents deterioration of the adsorbent and can supply oxygen at a stable concentration over a long period of time.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、吸着剤が充
填された吸着タンクへ圧縮空気が移送される前に、圧縮
空気中に含まれる水分を予め除去できるように、空気圧
縮機と吸着タンクとの間に除湿機構が装備され、耐久性
に富み、信頼性の高い医療用酸素濃縮器を提供すること
を課題とする。本発明者等は、圧力変動型の医療用酸素
濃縮器において、空気圧縮機により圧縮された高温の空
気を第１熱交換器を通過する間に強制冷却し、冷却した
圧縮空気から発生したドレン（結露水）をドレンフィル
ターで除去し、水分を除去した後の圧縮空気を第２熱交
換器を通過する間に加熱して吸着タンクへ送り込むこと
によって、吸着剤の水濡れを防止し、これによって長期
間使用しても吸着剤の劣化がなく、除湿機能を装備して
いない従来の医療用酸素濃縮器に比べて長期に渡って安
定した濃度の酸素が供給できることを見い出し、本発明
を達成した。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to an air compressor and an adsorber for removing water contained in compressed air before the compressed air is transferred to an adsorption tank filled with an adsorbent. An object of the present invention is to provide a highly reliable medical oxygen concentrator which is provided with a dehumidifying mechanism between the tank and the tank and has high durability. In a pressure-variable medical oxygen concentrator, the present inventors forcibly cooled high-temperature air compressed by an air compressor while passing through a first heat exchanger, and formed a drain generated from the cooled compressed air. (Condensed water) is removed by a drain filter, and the compressed air from which water has been removed is heated while passing through the second heat exchanger and sent to the adsorption tank, thereby preventing the adsorbent from getting wet with water. It has been found that the adsorbent does not deteriorate even when used for a long period of time, and that a stable concentration of oxygen can be supplied over a long period of time compared to a conventional medical oxygen concentrator not equipped with a dehumidifying function, and achieved the present invention. did.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明の医療用酸素濃縮
器は、酸素よりも窒素を選択的に吸着し得る吸着剤が充
填された少なくとも１個以上の吸着タンク１と、上記吸
着タンク１に圧縮空気を供給するための空気圧縮機２
と、上記吸着タンク１で濃縮した酸素を貯留するための
製品ガスタンク３を有する圧力変動型の医療用酸素濃縮
器であって、上記医療用酸素濃縮器が、上記空気圧縮機
２により供給される高温の圧縮空気を強制冷却すること
が可能な第１熱交換器４と、上記第１熱交換器４を通過
することによって冷却された圧縮空気から発生したドレ
ンを分離・除去可能なドレンフィルター５と、上記ドレ
ンフィルター５においてドレンを除去した後の除湿され
た圧縮空気を加熱可能な第２熱交換器６とを具備し、上
記第２熱交換器６を通過することによって加熱された圧
縮空気が、上記吸着タンク１へ移送される構造であるこ
とを特徴とする。The medical oxygen concentrator of the present invention comprises at least one adsorption tank 1 filled with an adsorbent capable of selectively adsorbing nitrogen over oxygen, and the adsorbing tank 1 Compressor 2 for supplying compressed air to the
A pressure-variable medical oxygen concentrator having a product gas tank 3 for storing oxygen concentrated in the adsorption tank 1, wherein the medical oxygen concentrator is supplied by the air compressor 2. A first heat exchanger 4 capable of forcibly cooling high-temperature compressed air, and a drain filter 5 capable of separating and removing a drain generated from compressed air cooled by passing through the first heat exchanger 4 And a second heat exchanger 6 capable of heating the dehumidified compressed air after drain has been removed in the drain filter 5, and the compressed air heated by passing through the second heat exchanger 6 Is a structure that is transferred to the adsorption tank 1.
【０００５】又、本発明は、上記の医療用酸素濃縮器に
おいて、上記空気圧縮機２にて発生する熱が、ドレン除
去後の圧縮空気を加熱するための熱源として上記第２熱
交換器６に供給される構造であることを特徴とするもの
でもある。更に、本発明は、上記の医療用酸素濃縮器に
おいて、上記吸着タンク１内における圧縮空気供給端部
側に活性アルミナが充填されており、製品ガス排出側に
１種類以上の窒素吸着剤が充填されていることを特徴と
するものでもある。In the medical oxygen concentrator according to the present invention, the heat generated by the air compressor 2 is used as a heat source for heating the compressed air after drain removal. It is also characterized in that it is a structure supplied to. Furthermore, the present invention relates to the medical oxygen concentrator described above, wherein the compressed air supply end side in the adsorption tank 1 is filled with activated alumina, and the product gas discharge side is filled with one or more nitrogen adsorbents. It is also characterized by being performed.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】以下、図１に、本発明の医療用酸
素濃縮器の好ましい具体例における系統図を示して本発
明を説明するが、本発明は、図面に例示したものに限定
されない。図１に示されるように、本発明の医療用酸素
濃縮器では、吸気フィルターを通過して清浄化された原
料空気が空気圧縮機２によって圧縮され、第１熱交換器
４へ送られる。この第１熱交換器４は、空気圧縮機２に
より供給される高温（例えば約５０〜６０℃）の圧縮空
気を強制冷却することが可能なものであれば良く、一般
にはラジエターが使用される。そして、この第１熱交換
器４では、高温の圧縮空気が、一般的に原料空気温度
（周囲温度）に近い温度にまで冷却される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to a system diagram of a preferred embodiment of the medical oxygen concentrator of the present invention shown in FIG. 1, but the present invention is not limited to the one illustrated in the drawings. . As shown in FIG. 1, in the medical oxygen concentrator of the present invention, the raw air that has been cleaned through the intake filter is compressed by the air compressor 2 and sent to the first heat exchanger 4. The first heat exchanger 4 only needs to be capable of forcibly cooling the high-temperature (for example, about 50 to 60 ° C.) compressed air supplied by the air compressor 2, and generally uses a radiator. . In the first heat exchanger 4, the high-temperature compressed air is generally cooled to a temperature close to the raw material air temperature (ambient temperature).
【０００７】上記第１熱交換器４を通過することによっ
て冷却された圧縮空気はドレンフィルター５へ送られ、
ドレンフィルター５にてドレンが分離・除去されて、除
湿された圧縮空気が得られるようになっている。本発明
では、このようにして除湿された圧縮空気が第２熱交換
器６へ送られ、この第２熱交換器６内で、除湿後の圧縮
空気が加熱される。本発明における第２熱交換器６は、
第１熱交換器４により冷却を行ってドレン除去しても、
それ以降において圧縮空気の温度が下がると結露が生じ
るので、これを防止するために設けられているものであ
り、この第２熱交換器６は、熱効率を高めるために、空
気圧縮機２で発生する熱が利用できるようになったもの
であっても、ドレンフィルター出口温度＋Δｔ（℃）を
設定とした温度コントロール方式によるものであっても
良い（ただし、Δｔは、ＰＳＡ内部で水を結露させない
ために必要な温度上昇分である）。この際、結露を防止
し、かつ、吸着剤の吸着性能を低下させないようにする
には、最適温度上昇余裕幅が狭く、上記設定温度に制御
可能な電子制御温度コントロール方式の方が適してい
る。ただし、本発明では、結露を防止するには、第２熱
交換器６における温度調整だけでなく、第１熱交換器
（ラジエータ）４でできるだけ周囲温度付近まで冷却さ
せておくことも重要である。The compressed air cooled by passing through the first heat exchanger 4 is sent to a drain filter 5,
The drain is separated and removed by the drain filter 5 to obtain dehumidified compressed air. In the present invention, the compressed air thus dehumidified is sent to the second heat exchanger 6, and the dehumidified compressed air is heated in the second heat exchanger 6. The second heat exchanger 6 in the present invention includes:
Even if cooling is performed by the first heat exchanger 4 to remove drain,
If the temperature of the compressed air decreases thereafter, dew condensation occurs. This is provided to prevent this. The second heat exchanger 6 is formed in the air compressor 2 in order to increase thermal efficiency. Heat may be used, or a temperature control method in which the drain filter outlet temperature + Δt (° C) is set may be used (however, Δt does not cause condensation of water inside the PSA). Is the temperature rise required for At this time, in order to prevent dew condensation and prevent the adsorption performance of the adsorbent from deteriorating, the electronically controlled temperature control method, which has a narrow optimum temperature rise margin and can be controlled to the set temperature, is more suitable. . However, in the present invention, in order to prevent dew condensation, it is important not only to control the temperature in the second heat exchanger 6 but also to cool the first heat exchanger (radiator) 4 to as close to the ambient temperature as possible. .
【０００８】そして、第２熱交換器６を通過することに
よって加熱された圧縮空気は吸着タンク１へ移送され、
この吸着タンク１には、酸素よりも窒素を選択的に吸着
し得る窒素吸着剤（通常は合成ゼオライト）が充填され
ており、吸着タンク１において濃縮された酸素は製品ガ
スタンク３へ送られて、この内部に貯留され、圧力及び
流量が適宜調整された後、装置外部へ送出される。本発
明では、吸着タンク１内における圧縮空気が供給される
端部側に、乾燥剤（除湿剤）である活性アルミナが充填
され、製品ガスが排出される側に１種類以上の窒素吸着
剤が充填されていることが好ましく、このような内部構
成の吸着タンク１の場合には、乾燥タンクを別に設けな
くても、吸着タンク内で、除湿された圧縮空気が更に活
性アルミナによって除湿され、水分の影響による窒素吸
着剤の経時劣化がほとんど起こらないので、吸着タンク
１にて得られる酸素の濃度が経時的に低下せずに一層安
定する。Then, the compressed air heated by passing through the second heat exchanger 6 is transferred to the adsorption tank 1,
The adsorption tank 1 is filled with a nitrogen adsorbent (usually a synthetic zeolite) capable of selectively adsorbing nitrogen over oxygen, and the oxygen concentrated in the adsorption tank 1 is sent to a product gas tank 3, After being stored inside this, the pressure and the flow rate are appropriately adjusted, it is sent out of the apparatus. In the present invention, the end of the adsorption tank 1 to which compressed air is supplied is filled with activated alumina as a desiccant (dehumidifier), and one or more types of nitrogen adsorbents are provided on the side where product gas is discharged. It is preferable that the compressed air is filled. In the case of the adsorption tank 1 having such an internal configuration, the compressed air dehumidified is further dehumidified by activated alumina in the adsorption tank without providing a separate drying tank, and the moisture is reduced. Since the nitrogen adsorbent hardly deteriorates with time due to the influence of the above, the concentration of oxygen obtained in the adsorption tank 1 does not decrease with time and becomes more stable.
【０００９】次に、本発明の医療用酸素濃縮器と従来の
医療用酸素濃縮器において、結露を防止するのに必要
な、吸着タンク１部分での温度上昇について説明する。
図３に示されるような、原料空気を空気圧縮機で圧縮し
てから直接、ＰＳＡへ供給する構成の従来の医療用酸素
濃縮器の場合、第１熱交換器４及びドレンフィルター５
を設けずに、吸着タンク１部分での結露水の発生を防ぐ
ためには、どれだけ温度上昇するべきか、気体の状態方
程式と飽和蒸気圧の考え方から理論値を計算することが
できる。除湿機構を設けずにＰＳＡ内部で結露しないた
めの温度設定値は、原料空気の湿度を１００％とし、原
料空気の温度が０〜４０℃で、ＰＳＡ最高圧が１．２、
１．５、２．０及び２．２ kg/cm2 G の場合、次の表１
のようになる。Next, a description will be given of the temperature rise in the adsorption tank 1 required for preventing dew condensation in the medical oxygen concentrator of the present invention and the conventional medical oxygen concentrator.
As shown in FIG. 3, in the case of a conventional medical oxygen concentrator having a configuration in which raw air is compressed by an air compressor and then directly supplied to the PSA, the first heat exchanger 4 and the drain filter 5
In order to prevent the generation of dew condensation water in the adsorption tank 1 without providing the above, a theoretical value can be calculated based on the equation of the gas and the concept of the saturated vapor pressure to determine how much the temperature should be increased. The temperature set value for preventing dew condensation inside the PSA without providing a dehumidifying mechanism is as follows.
For 1.5, 2.0 and 2.2 kg / cm 2 G, the following Table 1
become that way.
【００１０】[0010]
【表１】 [Table 1]
【００１１】上記の表１に示される温度設定値からわか
るように、除湿機構を設けずにＰＳＡ内部で結露させな
いようにするには、１６〜２４℃付近まで温度上昇させ
なければならず、このような温度上昇をさせることは、
活性アルミナ及び合成ゼオライトの性能低下を招くので
好ましくない。As can be seen from the temperature setting values shown in Table 1 above, in order to prevent dew condensation inside the PSA without providing a dehumidifying mechanism, the temperature must be raised to around 16 to 24 ° C. Such a temperature rise is
Activated alumina and synthetic zeolites are not preferred because they cause a decrease in performance.
【００１２】これに対して、図２に示されるような除湿
機構を有する本発明の医療用酸素濃縮器の場合に、具体
的にどのような温度調整をすれば合成ゼオライトを水に
濡らさずにすむのか、実験を基に出した理論値を以下の
表２に示す。尚、この際、表２の(1) 〜(3) の値は、ラ
ジエータで冷却させた場合、ドレンフィルター以降をど
れだけ温度上昇させれば良いかを、理論的に求めたもの
であり、ここでは、空気圧縮機から吐出される空気を、
ラジエータが周囲温度まで冷却する能力を有するとして
いる。又、(4) 〜(6) の値は、酸素濃縮機に一般に使用
されているラジエータの冷却能力を実験で求め、その値
からドレンフィルター通過後の設定温度を算出したもの
である。この際の計算条件は、空気圧縮機の平均吐出流
量：４３Ｌ／min.、ドレンフィルター部分プレッシャー
スイング：平均値１．２ kg/cm2 G 、第２熱交換器プレ
ッシャースイング：平均値１．２ kg/cm2G 、吸着タン
クプレッシャースイング：最高値１．５ kg/cm2 G であ
る。On the other hand, in the case of the medical oxygen concentrator of the present invention having a dehumidifying mechanism as shown in FIG. 2, the temperature of the synthetic zeolite can be adjusted without making the synthetic zeolite wet with water. Fortunately, Table 2 below shows theoretical values based on experiments. In this case, the values of (1) to (3) in Table 2 are theoretically obtained as to how much the temperature after the drain filter should be increased when cooling with a radiator. Here, the air discharged from the air compressor is
The radiator is said to have the ability to cool to ambient temperature. The values (4) to (6) are obtained by experimentally determining the cooling capacity of a radiator generally used in an oxygen concentrator, and calculating the set temperature after passing through a drain filter from the value. The calculation conditions at this time were as follows: average discharge flow rate of the air compressor: 43 L / min., Drain filter partial pressure swing: average value 1.2 kg / cm 2 G, second heat exchanger pressure swing: average value 1.2. kg / cm 2 G, adsorption tank pressure swing: the maximum value is 1.5 kg / cm 2 G.
【００１３】[0013]
【表２】 [Table 2]
【００１４】上記の表２に示される温度設定値からわか
るように、空気圧縮機から吐出される圧縮空気を予め除
湿してからＰＳＡへ供給することで、除湿を行わずに直
接ＰＳＡへ供給する場合に比べて小さな温度上昇（Δ
ｔ）で結露を防止することができ、これによって活性ア
ルミナ及び合成ゼオライトの性能低下が抑制できる。医
療用酸素濃縮器においては、乾燥剤及び吸着剤の経時劣
化を防止することは極めて重要であり、これによって吸
着タンクの交換時期が延び、長期間に渡って安定した濃
度の酸素を使用者に供給することができる。As can be seen from the temperature setting values shown in Table 2, the compressed air discharged from the air compressor is dehumidified in advance and then supplied to the PSA, so that the compressed air is directly supplied to the PSA without dehumidification. Temperature rise (Δ
At t), dew condensation can be prevented, thereby suppressing a decrease in performance of activated alumina and synthetic zeolite. In medical oxygen concentrators, it is extremely important to prevent the desiccant and adsorbent from deteriorating over time, which extends the replacement time of the adsorption tank, and provides a stable concentration of oxygen to the user over a long period of time. Can be supplied.
【００１５】ところで、図２に示されるような、空気圧
縮機にて発生する熱がドレン除去後の圧縮空気を加熱す
るための熱源として第２熱交換器に供給されるようにな
った本発明の医療用酸素濃縮器の具体的な構造として
は、例えば図４に示されるような内部構造のコンプレッ
サーユニットを有するものが挙げられる。この図４のコ
ンプレッサーユニットにおいては、空気圧縮機と第２熱
交換器が同じ室内に収容されており、図面に示される位
置に、空気圧縮機を冷却するための送風ファンが設けら
れており、空気圧縮機の作動によって外気が吸気フィル
ターのある室内に取り込まれると共に、送風ファンによ
っても空気圧縮機のある室内に外気が取り込まれる。こ
れにより、空気圧縮機からの高温の圧縮空気は第１熱交
換器にて冷却され、そこで発生したドレンはドレンフィ
ルターで除去される。そして、送風ファンによって取り
込まれ、空気圧縮機から発生した熱により加熱された外
気を介して、第２熱交換器に熱が伝達され、ドレン除去
された圧縮空気は、第２熱交換器内を通過した際に加熱
され、その後、吸着塔へ送られる。ただし、図４は、空
気圧縮機にて発生する熱を利用して、ドレン除去された
圧縮空気を第２熱交換器にて加熱可能な本発明の医療用
酸素濃縮器の具体的な構成の一例を示したものであっ
て、本発明はこれに限定されるものではない。By the way, as shown in FIG. 2, the heat generated in the air compressor is supplied to the second heat exchanger as a heat source for heating the compressed air after drain removal. As a specific structure of the medical oxygen concentrator described above, for example, one having a compressor unit having an internal structure as shown in FIG. In the compressor unit of FIG. 4, the air compressor and the second heat exchanger are housed in the same room, and a blower fan for cooling the air compressor is provided at a position shown in the drawing. The outside air is taken into the room with the intake filter by the operation of the air compressor, and the outside air is taken into the room with the air compressor by the blower fan. Thereby, the high-temperature compressed air from the air compressor is cooled in the first heat exchanger, and the drain generated there is removed by the drain filter. Then, the heat is transmitted to the second heat exchanger via the outside air which is taken in by the blower fan and heated by the heat generated from the air compressor, and the compressed air from which the drain has been removed flows through the second heat exchanger. It is heated when passing, and then sent to the adsorption tower. However, FIG. 4 shows a specific configuration of the medical oxygen concentrator of the present invention that can heat the drained compressed air by the second heat exchanger by utilizing heat generated by the air compressor. This is an example, and the present invention is not limited to this.
【００１６】図５は、本発明の医療用酸素濃縮器の温度
調整システム（ａ）と、従来の医療用酸素濃縮器の温度
調整システム（ｂ）とを対比したものである。図５
（ａ）に示されるように、本発明の医療用酸素濃縮器の
温度調整システムでは、吸着タンクへ送られる圧縮空気
が予め除湿されているので、吸着剤である合成ゼオライ
トは水に濡れず、酸素濃度が低下しない信頼性の高いＰ
ＳＡとなるが、図５（ｂ）に示されるように、従来の医
療用酸素濃縮器の温度調整システムでは、吸着タンクへ
送られる圧縮空気が予め除湿されていないので、吸着剤
である合成ゼオライトが水に濡れ、これに伴って、長期
間使用するうちに酸素濃度が徐々に低下する。以下、本
発明の実施例を示す。FIG. 5 shows a comparison between the temperature control system (a) of the medical oxygen concentrator of the present invention and the conventional temperature control system (b) of the medical oxygen concentrator. FIG.
As shown in (a), in the temperature control system of the medical oxygen concentrator of the present invention, since the compressed air sent to the adsorption tank is previously dehumidified, the synthetic zeolite as the adsorbent does not get wet with water, Highly reliable P with no decrease in oxygen concentration
As shown in FIG. 5 (b), in the conventional temperature control system for a medical oxygen concentrator, since the compressed air sent to the adsorption tank is not dehumidified in advance, as shown in FIG. Is wet with water, and accordingly, the oxygen concentration gradually decreases over a long period of use. Hereinafter, examples of the present invention will be described.
【００１７】[0017]
【実施例】実施例：除湿機構を有する本発明の医療用酸
素濃縮器を用いた場合の、吸着剤の性能変化実験 図２に示される除湿機構を有する本発明の医療用酸素濃
縮器を、周囲温度３０℃、湿度１００％の環境下に設置
し、空気圧縮機（平均風量：４３．０Ｌ/min. ）からの
圧縮空気（出口温度：約７０℃）を第１熱交換器（ラジ
エータ）で圧縮空気を３０℃にまで冷却し、ドレンフィ
ルターにてドレン水を除去し、除湿後の圧縮空気を第２
熱交換器にて３７℃まで加温した後、ＰＳＡの吸着タン
ク（ＰＳＡ最高圧：１．５０ kg/cm2 G ）へ供給した。
この際、吸着剤である合成ゼオライトは、吸着タンク一
棟につき７２０ｇ充填し、同じく活性アルミナは４３ｇ
充填した。又、製品酸素ガス吐出量は２Ｌ/min. とし、
酸素ガス濃度が９３％に維持できるようにした。そし
て、このような状態で１ヵ月間、連続運転を行い、この
間の酸素ガス濃度変化を測定した。Example: Experiment of performance change of adsorbent when the medical oxygen concentrator of the present invention having a dehumidifying mechanism was used. The medical oxygen concentrator of the present invention having a dehumidifying mechanism shown in FIG. Installed in an environment with an ambient temperature of 30 ° C and a humidity of 100%, compressed air (outlet temperature: about 70 ° C) from an air compressor (average air volume: 43.0 L / min.) Is used as a first heat exchanger (radiator) The compressed air is cooled down to 30 ° C. by using a drain filter to remove drain water.
After heating to 37 ° C. in a heat exchanger, the mixture was supplied to a PSA adsorption tank (PSA maximum pressure: 1.50 kg / cm 2 G).
At this time, 720 g of synthetic zeolite, which is an adsorbent, was filled per one adsorption tank, and 43 g of activated alumina was also charged.
Filled. Also, the product oxygen gas discharge rate is 2 L / min.
The oxygen gas concentration was maintained at 93%. Then, continuous operation was performed for one month in such a state, and a change in oxygen gas concentration during this period was measured.
【００１８】比較例：除湿機構を有しない従来の医療用
酸素濃縮器を用いた場合の、吸着剤の性能変化実験 図３に示される除湿機構を有しない従来の医療用酸素濃
縮器を、上記実施例と同様の環境下に設置し、空気圧縮
機からの圧縮空気を温度調節することなく、そのままＰ
ＳＡの吸着タンクへ供給した。この際、吸着タンクは実
施例と同じものを使用し、製品酸素ガス吐出量も、実施
例と同じ２Ｌ/min. とし、酸素ガス濃度が９３％に維持
できるようにして、１ヵ月間の連続運転を行い、この間
の酸素ガス濃度変化を測定した。上記実施例及び比較例
における、酸素ガス濃度変化を以下の表３に示す。Comparative Example: Performance change experiment of adsorbent when using a conventional medical oxygen concentrator without a dehumidifying mechanism The conventional medical oxygen concentrator without a dehumidifying mechanism shown in FIG. Installed in the same environment as in the embodiment, the compressed air from the air compressor is directly
SA was supplied to the adsorption tank. At this time, the same adsorption tank was used as in the example, the product oxygen gas discharge rate was 2 L / min., The same as in the example, and the oxygen gas concentration was maintained at 93% so that it could be continuously used for one month. The operation was performed, and the change in oxygen gas concentration during this operation was measured. Table 3 below shows changes in the oxygen gas concentration in the above Examples and Comparative Examples.
【００１９】[0019]
【表３】 [Table 3]
【００２０】この表３の実験結果からわかるように、本
発明の医療用酸素濃縮器を使用した場合には、１ヵ月間
の連続運転の後であっても、製品酸素ガス濃度にほとん
ど変化は見られなかったが、除湿機構を有しない従来の
医療用酸素濃縮器の場合には、１ヵ月間の連続運転後に
おいて顕著な製品酸素ガス濃度低下が見られた。As can be seen from the experimental results in Table 3, when the medical oxygen concentrator of the present invention is used, the product oxygen gas concentration hardly changes even after one month of continuous operation. Although not observed, in the case of the conventional medical oxygen concentrator having no dehumidifying mechanism, a remarkable decrease in the product oxygen gas concentration was observed after one month of continuous operation.
【００２１】[0021]
【発明の効果】本発明の圧力変動型の医療用酸素濃縮器
の場合、第１熱交換器とドレンフィルターと第２熱交換
器とから成る除湿機構によって、吸着タンク内に入り込
む水分が予め除去されるので長期間連続使用しても吸着
剤の劣化がほとんど起こらず、これによって製品酸素ガ
ス濃度が低下せず、使用者に酸素を安定して供給するこ
とが可能である。In the case of the pressure-variable medical oxygen concentrator of the present invention, the moisture entering the adsorption tank is removed in advance by the dehumidifying mechanism comprising the first heat exchanger, the drain filter and the second heat exchanger. Therefore, even if the adsorbent is continuously used for a long period of time, deterioration of the adsorbent hardly occurs, whereby the product oxygen gas concentration does not decrease and oxygen can be stably supplied to the user.
【図１】本発明の医療用酸素濃縮器の好ましい一例にお
ける系統図である。FIG. 1 is a system diagram of a preferred example of a medical oxygen concentrator according to the present invention.
【図２】空気圧縮機にて発生する熱が第２熱交換器に供
給される、本発明の医療用酸素濃縮器の系統図である。FIG. 2 is a system diagram of the medical oxygen concentrator of the present invention, in which heat generated in an air compressor is supplied to a second heat exchanger.
【図３】除湿機構を有しない従来の医療用酸素濃縮器の
系統図である。FIG. 3 is a system diagram of a conventional medical oxygen concentrator without a dehumidifying mechanism.
【図４】空気圧縮機にて発生する熱が、ドレン除去後の
圧縮空気を加熱するための熱源として第２熱交換器に供
給される構造の本発明の医療用酸素濃縮器における、コ
ンプレッサーユニットの内部構造の一例を示す図であ
る。FIG. 4 is a compressor unit in the medical oxygen concentrator of the present invention having a structure in which heat generated by the air compressor is supplied to a second heat exchanger as a heat source for heating the compressed air after drain removal. FIG. 3 is a diagram showing an example of the internal structure of FIG.
【図５】本発明の医療用酸素濃縮器の温度調整システム
（ａ）と、従来の医療用酸素濃縮器の温度調整システム
（ｂ）とを対比したものである。FIG. 5 shows a comparison between a temperature control system (a) for a medical oxygen concentrator according to the present invention and a conventional temperature control system (b) for a medical oxygen concentrator.
１ 吸着タンク ２ 空気圧縮機 ３ 製品ガスタンク ４ 第１熱交換器 ５ ドレンフィルター ６ 第２熱交換器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Adsorption tank 2 Air compressor 3 Product gas tank 4 First heat exchanger 5 Drain filter 6 Second heat exchanger
Claims (3)
着剤が充填された少なくとも１個以上の吸着タンク１
と、上記吸着タンク１に圧縮空気を供給するための空気
圧縮機２と、上記吸着タンク１で濃縮した酸素を貯留す
るための製品ガスタンク３を有する圧力変動型の医療用
酸素濃縮器であって、上記医療用酸素濃縮器が、上記空
気圧縮機２により供給される高温の圧縮空気を強制冷却
することが可能な第１熱交換器４と、上記第１熱交換器
４を通過することによって冷却された圧縮空気から発生
したドレンを分離・除去可能なドレンフィルター５と、
上記ドレンフィルター５においてドレンを除去した後の
除湿された圧縮空気を加熱可能な第２熱交換器６とを具
備し、上記第２熱交換器６を通過することによって加熱
された圧縮空気が、上記吸着タンク１へ移送される構造
であることを特徴とする医療用酸素濃縮器。At least one adsorption tank 1 filled with an adsorbent capable of selectively adsorbing nitrogen over oxygen.
A pressure-variable medical oxygen concentrator having an air compressor 2 for supplying compressed air to the adsorption tank 1 and a product gas tank 3 for storing oxygen concentrated in the adsorption tank 1 By passing the medical oxygen concentrator through the first heat exchanger 4 and the first heat exchanger 4 capable of forcibly cooling the high-temperature compressed air supplied by the air compressor 2, A drain filter 5 capable of separating and removing drain generated from the cooled compressed air;
A second heat exchanger 6 capable of heating the dehumidified compressed air after drain is removed in the drain filter 5, and the compressed air heated by passing through the second heat exchanger 6 is A medical oxygen concentrator having a structure transferred to the adsorption tank 1.
レン除去後の圧縮空気を加熱するための熱源として上記
第２熱交換器６に供給される構造であることを特徴とす
る請求項１記載の医療用酸素濃縮器。2. A structure in which heat generated in the air compressor 2 is supplied to the second heat exchanger 6 as a heat source for heating the compressed air after drain removal. Item 2. A medical oxygen concentrator according to Item 1.
給端部側に活性アルミナが充填されており、製品ガス排
出側に１種類以上の窒素吸着剤が充填されていることを
特徴とする請求項１又は２記載の医療用酸素濃縮器。3. The apparatus according to claim 1, wherein the compressed air supply end in the adsorption tank is filled with activated alumina, and the product gas discharge side is filled with at least one type of nitrogen adsorbent. 3. The medical oxygen concentrator according to 1 or 2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28761499A JP2001104738A (en) | 1999-10-08 | 1999-10-08 | Oxygen concentrator for medical treatment |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP28761499A JP2001104738A (en) | 1999-10-08 | 1999-10-08 | Oxygen concentrator for medical treatment |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001104738A true JP2001104738A (en) | 2001-04-17 |
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ID=17719560
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|---|---|---|---|
| JP28761499A Pending JP2001104738A (en) | 1999-10-08 | 1999-10-08 | Oxygen concentrator for medical treatment |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001104738A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101118103B1 (en) | 2009-09-08 | 2012-02-20 | 황철용 | Refrigerated apparatus and method for air dehumidifying Using Heat Recovery Water |
| CN102705204A (en) * | 2012-07-05 | 2012-10-03 | 昆山宝宏机械有限公司 | Oxygen-making and nitrogen-making air compressor |
| JP2014136131A (en) * | 2013-01-18 | 2014-07-28 | Fukuda Denshi Co Ltd | Device for cooling compressed air and oxygen concentrator |
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| KR101781082B1 (en) * | 2015-09-18 | 2017-09-22 | 주식회사 청림티엔씨 | Apparatus and method for serving optimizied circumstance to delivered baby livestock |
| CN115671464A (en) * | 2022-10-17 | 2023-02-03 | 达足初呷 | Temperature and humidity adjustable oxygen generator and use method thereof |
-
1999
- 1999-10-08 JP JP28761499A patent/JP2001104738A/en active Pending
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