JP2005034697A

JP2005034697A - Ｐｓａガス分離装置

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Publication number: JP2005034697A
Application number: JP2003197765A
Authority: JP
Inventors: Kazukiyo Takano; 和潔高野
Original assignee: Sanyo Electronic Industries Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electronic Industries Co Ltd
Priority date: 2003-07-16
Filing date: 2003-07-16
Publication date: 2005-02-10

Abstract

【課題】電磁弁等の衝撃音の発生を無くして装置の静粛化を図ると共に、ＰＳＡガス分離装置の小型化を図る
【解決手段】吸着剤を充填した１筒または複数の吸着筒と、吸着筒に混合ガスを供給するためのポンプを有するＰＳＡガス分離装置において、一端が、空気ポンプ及び吸着筒の入口および出口に接続された管路と、管路の他端が接続されたガスポート部と、ガスポート部に対して回転可能に密接配置された円盤状のガス導通部と、ガス導通部を回転させるモータとを有し、このモータによってガス導通部を回転制御することによりＰＳＡによるガス分離のための動作サイクルに対応した流路を形成して動作サイクルの切り替えを行う。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＰＳＡガス分離装置に係り、特にＰＳＡガス分離装置におけるガス流路の切替え機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気を原料として酸素又は窒素を分離し、それを製品ガスとして利用するＰＳＡガス分離装置が実用化されている。最近ではとりわけ、家庭用の医療酸素濃縮装置やポータブル式の酸素濃縮装置の用途が拡大している。
一般に、従来から周知のＰＳＡ方式酸素濃縮は、例えば特開昭５９−１９９５０３号公報（特許文献１）に開示されているように、２つの吸着筒に原料である空気を導入し、夫々の吸着筒で加圧工程と吸着工程を順次繰り返して製品ガスを得る。この酸素濃縮装置には、複数の吸着筒の間、及び吸着筒と製品タンクの間を連結する配管に電磁弁を取り付け、この電磁弁により吸着筒へのガスの吸入や排出、及び製品タンクへの供給を制御している。従来、この種のガス分離装置では、ガスの流路の切替えやバルブの開閉のために多くの電磁弁が用いられている。
【０００３】
近年、とりわけ医療用酸素濃縮装置の分野では、騒音に対する厳しい静音化の要求があり、装置の個々の構成部品や機構部に静音化が求められている。しかしながら、従来のＰＳＡ方式の医療用酸素濃縮装置においては電磁弁で流路を開閉する時に、可動鉄心や弁体、スプール等が高速で移動して弁座や鉄心にぶつかるために騒音が発生すると言う問題があった。
【０００４】
そのため、衝撃音の発生しない酸素分離装置が望まれる。この要求に応える酸素濃縮装置として、例えば、特表２００３−５１６２０９号公報（特許文献２）に開示のように、複数吸着筒をロータ部に組み付けこれをステータに対して回転させ、ロータとステータとの間にガス流路を切替える構成が提案されている。これによれば、電磁弁を使用せず、ロータとステータにより複数の吸着筒を回転するように制御しているので、騒音の低減を図る。
また、特許第３２６９６２６号公報（特許文献３）には、製品保持タンク９内に複数の吸着器カラム２２をほぼ円周上に配置すると共に、そのブロック中心部位置に回転弁分配器１０を配置し、モータ１１によって分配器１０のロータを回転することにより吸着器カラムに対する流体の流れを制御する技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５９−１９９５０３号公報
【特許文献２】
特表２００３−５１６２０９号公報
【特許文献３】
特許第３２６９６２６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献２の技術によれば、重量のある吸着筒をロータ部に取り付けて、このロータ部を機械的に回転させるので、装置自体が大型化し、また重量なロータ部を回転させるには精巧な機械部を必要とし、それらの部品も高価になる。
上記特許文献３の技術によれば、複数の吸着器カラム２２の配置によって、回転弁分配器１０の機械的な配置位置が決まってしまうので、例えば医療用の酸素濃縮装置に適用することを仮定すると、実装、構造上の規制が生じる。また、タンク９に対する流体の出入口も一方向でないので、完全なマニホールド化を達成するには課題が多い。
また、医療用酸素濃縮装置の普及を考慮すると、静音化の要求だけでなく、更に、装置のコスト低減、及び組立工数の低減が求められる。
本発明の目的は、電磁弁などの衝撃音の発生を無くし、静粛化を図ったＰＳＡガス分離装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、装置全体を大型化することなく、組立工数の低減を図り得るＰＳＡガス分離装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、新規なガス流路の切替え機構を有するＰＳＡガス分離装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＰＳＡガス分離装置は、吸着剤を充填する吸着筒と、吸着筒に混合ガスを供給するためのポンプと、吸着筒により濃縮されたガスを収納する製品タンクと、及び吸着筒の入口並びに出口、及び製品タンクに接続された複数の導通管と、導通管の他端をまとめて接続する流路切替機構とを有して構成される。この流路切替機構は、複数の導通管が貫通孔に対応して接続されたステータ部材と、ステータ部材に密接して移動可能に配置され、吸着筒に対するＰＳＡの動作サイクルの工程に対応して導通管内のガスの流れを切替える移動部材とを備えて構成される。
【０００８】
好ましい例では、上記ステータ部材は、ブロック状の部材から成るガスポート部として説明され、上記移動部材はガス導通部として説明される。また、一例では、上記吸着筒には窒素吸着剤が収納され、製品タンクには濃縮された酸素が収納される医療用酸素濃縮装置として適用される。
上記複数の導通管の他端は、移動部材に面する側と反対側のステータ部材の面に纏められて接続される。このように導通管はステータ部材の一方の面にまとめて接続されているので、マニホールド化が容易である。この移動部材は、好ましくは円盤状部材であり、この円盤状部材を回転駆動するためにモータが備えられる
【０００９】
上記円盤状部材は、ＰＳＡの動作工程に対応して、中心軸を含んで分割された複数の領域を備え、これら複数の領域には、複数の導通管に対応する数の孔と、各工程に対応してガスの流路を形成するために各工程に関連する孔を連絡する溝などのような連通構造を有する固有の導通パターンを形成して成る。
【００１０】
円盤状部材は、好ましくは、孔が形成された孔板部材と、孔を連絡するための溝が形成された導通板部材と、これらの部材を密閉して覆う蓋板部材を有して構成される。
【００１１】
この円盤状部材は、ＰＳＡの動作工程に対応して回転されて停止し、ＰＳＡの各動作工程に応じたガスの流れを形成するために、ステータ部材に接続された導通管を選択するように回転及び停止される。好ましくは、この円盤状部材が１回転することで、ＰＳＡの動作サイクルの各工程が少なくとも１回完了する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例によるＰＳＡ方式ガス分離装置の概略的な構成を示すフローシート図である。
図１において、ＰＳＡ方式ガス分離装置は、吸着剤を充填した２つの吸着筒２１，２２と、製品タンク２３と、吸着筒２１，２２に混合ガスを供給するための空気ポンプ９と、ガス流路切替器１、及びこれらの空気ポンプ９、吸着筒２１，２２の出口と入口、及び製品タンク２３の入口を接続してガスを流通する導通管５を備えて構成される。
【００１３】
矢印Ｘは混合ガスの供給方向、Ｙは製品ガスの取り出し方向、Ｚは排気ガスの排出方向を示す。例えば、空気から窒素を吸着して濃縮酸素を発生するためには、吸着剤として結晶ゼオライトを充填する。
吸着筒２１，２２などの機構部に接続された複数の導通管５の他端はまとめて、ガス流路切替器１に設けられたガスポート部３に接続されている。このガスポート部３の詳細な構成については後述する。
【００１４】
ガスポート部３に密接してガス導通部４が回転可能に配置され、ガス導通部４にはモータ８の回転軸８１が連結される。よってモータ８が回転すると、ガス導通部４は、ガスポート部３に密着して回転される。このガス導通部４に形成された導通パターン、及びこのガス導通部４の回転の位置によってガスの流れが切替えられる。即ちこれによりＰＳＡ方式のガス分離の動作サイクルが切り替わる。
なお、図面では省略してあるが、ＰＳＡガス分離装置には、コンピュータによってＰＳＡ方式によるガス分離の各工程の時間を正確に実行するために、モータ８の回転制御、及びＰＳＡガス分離装置の全動作を制御する制御部を備えている。
ガス流路切替器１の構成および動作の詳細については、図２以降を参照してさらに詳細に説明する。
上記の説明から、従来のＰＳＡガス分離装置で使用されていたような、ガスを流通させる導通管にバルブや電磁弁が設けられていないことが理解されよう。
【００１５】
【実施例】
図２及び図３にガス流路切替器１の構成を示す。
ガス流路切替器１は主な機構部として、モータ８、ガス導通部４、ガスポート部３から構成される。
モータ８の回転軸８１は、円盤状のガス導通部４の中心孔４０に固定され、ガス導通部４を回転駆動する。ガス導通部４は、複数の円板状の部材４１〜４５が接着されて構成される。その詳細は図５を参照して後述する。
ガスポート部３はブロック状の部材であり、ガス導通部４に対してステータとして機能する。ガスポート部３は、７つの貫通孔３１〜３７が形成され、各々の貫通孔３１〜３７に対応して７本の導通管５１〜５７が連結される。即ち、空気ポンプ９の出口▲１▼，排気口▲２▼、２つの吸着筒２１，２２の入口▲３▼、▲４▼、出口▲５▼、▲６▼及び製品タンク２３の入口▲７▼にそれぞれ接続された導通管５１〜５７の他端は、それぞれ継ぎ手５０を介して、ガスポート部３の貫通孔３１〜３７にそれぞれ対応してガス取り出し面３０２側に接続される。
【００１６】
このようにガスポート部３の一方の面３０２に導通管３１〜３７を集合させてガスの出入口を纏めているので、マニホールド化が容易になる。
また、複数の導通管３１〜３７は折り曲げたり、或いはそれらの長さを自由に変えたりすることにより、ＰＳＡ装置内の任意の場所に導くことができるので、装置内のレイアウトや装置のコンパクト化の要望に応じることができる。
また、上述のステータ部と移動部材は密接して移動するため磨耗し易い。そのため両者間の耐磨耗性を考慮し、これらの材料として例えば、金属、樹脂、セラミックスなどを使うことが好ましい。
図４に、導通管とガスポート部３の接続状態の断面図を示す。
導通管５１〜５７（代表として５１，５２を示す）の他端は、それぞれ継ぎ手５０によりガスポート部３の貫通孔３１，３２に対応した位置に接続される。
ガスポート部３のガス導通部４に面したスライド面３０１側には、貫通孔３１〜３７の周辺に形成された溝３０３内にＯリング３０４が嵌めこまれており、ガス導通部４との間で密着状態を形成する。
【００１７】
次に図５を参照して、ガス導通部４の構成について説明する。
ガス導通部４は、ガスの流路の切替え制御を行う機構部であり、円板状の部材４１〜４５より構成される。即ち、蓋板４１、導通板４２、区切板４３、導通板４４、孔板４５が接着剤で接合されて構成される。
蓋板４１は、流路の密閉状態を確保するために、上側より導通板４２を覆う。導通板４２〜孔板４５は、中心孔４０を中心にして、同角度で８つ領域Ａ〜Ｈに区分される。それぞれ領域Ａ〜Ｈは、ＰＳＡ法によるガス分離のための動作サイクルに対応して、それぞれ固有のガスの流路を形成するように流路パターンが形成される。それら８つの固有の流路を形成するために、導通板４２〜孔板４５の領域Ａ〜Ｈには、特有の形状の孔４２１，４２２，４３１，４４１，４５１や、それら孔の配置から成る導通パターンが形成される。
【００１８】
孔板４５において、８つの各導通パターンに応じて各孔に対する流量を制限するために、孔４５１の径を変えることができる。また連通管がクロスする場合は区切板４３と導通板４４の組みを、複数組み重ねてガス連通管を立体化することにより複雑な流路が構築できる。
ここで、図６を参照して、ＰＳＡ方式によるガス分離のための動作工程について説明する。
【００１９】
このガス分離装置においては、１サイクルが８つの工程から構成される。例えば、吸着筒２１に着目すれば、Ａ：吸着、Ｂ：吸着パージ、Ｃ：上部均圧、Ｄ：上下均圧、Ｅ：減圧、Ｆ：パージ（再生）、Ｇ：上部均圧、Ｈ：上下均圧、の８工程から成る。これら８工程において、吸着筒２１，２２、及び空気ポンプ９、製品タンク２３の出入口▲１▼〜▲７▼の間で、それぞれガスの出入りの制御が行われる。
各▲１▼〜▲７▼の間の流路の形成関係を矢印で示している。例えば、吸着工程Ａでは、▲１▼から▲３▼へガスが流れ、▲４▼から▲２▼へ流れ、かつ▲５▼から▲７▼へ流れることを示している。このような流路を形成するために、ガス導通部４がモータ８により回転されて、領域Ａがガスポート部３の対応する位置に停止する。そしてこの工程Ａを形成するように▲１▼〜▲７▼の配置関係が形成されるのである。
【００２０】
同様にして、工程Ｂでは、ガス導通部４の領域Ｂがガスポート部３の位置に来るように回転して停止する。これにより、▲１▼が▲３▼に連絡し、▲４▼が▲２▼に連絡し、▲５▼が▲６▼と▲７▼に連絡するように流路が形成される。
パージ工程Ｂ、Ｆで、▲５▼▲６▼間に流れるパージガス量は大変重要であり、孔板４５に開ける孔の断面積は他と違って決定される。
【００２１】
なお、ＰＳＡの動作サイクルにおける各工程の時間的長さは、ガス導通部４が各工程のサイクルで止まっている時間で決定されるのが好ましい。
【００２２】
このようにしてガス導通部４が１／８ずつ回転することで、８工程の夫々の工程が切替えられ、最終的に１回転することでＰＳＡガス分離の１動作サイクルが完了する。図７に、図６に示した各工程Ａ〜Ｈにおける各孔の連結関係を模式的に示す。孔を結ぶ太線が流路の連結関係を示している。
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は上記の実施例に限定されずに、種々変形して実施し得る。
【００２３】
例えば、図６に示すＰＳＡガス分離は、１動作サイクルが８工程から成るものであるが、この８工程は酸素収率を高めるという利点がある一方で、複雑な工程なので工程数を減らしたい場合がある。例えば、吸着（パージ含む）工程、均圧工程、パージ（再生）工程、均圧工程の４工程から成るＰＳＡガス分離の場合には、図６のＢ，Ｄ，Ｆ，Ｈの４工程を行なえばよい。
【００２４】
そのため、他の工程Ａ，Ｃ，Ｅ，Ｇは不要となり、ガス導通部４の円板上に配置するパターン数も４工程分で済む。従って、ガス導通部４の円板全体を４５°ずつ等分して、導通パターンを配置すると、円板の半分（１８０°分）でＰＳＡの１サイクル分となる４工程が完了する。このため、残りの半円で更に１サイクル分（４工程）の導通パターンを配置できる。その結果、ガス導通部４が１回転することで、ＰＳＡ動作の２サイクル分のガス分離が行えることになる。
なお、ＰＳＡ動作の１サイクルが４工程から成る場合、上述の様にガス導通部４の円板を１／８等分しないで、９０°ずつ１／４等分してもよい。
【００２５】
図８に、他の実施例によるＰＳＡガス分離装置のフローシートを示す。
この実施例は製品ガスである酸素の発生量を多くするために、吸着筒を３個にした例である。図１に示した例と同様に、これら３個の吸着筒２１，２２，２４の入口▲３▼、▲４▼、▲８▼と、出口▲５▼、▲６▼、▲９▼に対して接続された導通管５の他端を、それぞれガスポート部３に接続する。
その結果、ＰＳＡ動作工程とガス導通部のパターンの関係は、図９に示すように、１動作サイクルが工程ＡからＩまでの９工程になり、各工程における流路の形成は▲１▼から▲９▼を接続するパターンとなる。尚、各工程における流路の形成関係の見方は、図６と同様である。
【００２６】
この実施例におけるＰＳＡ工程は、９工程でガス導通部１の円板部材（図５に対応するもの）にはそれらに対応して９個のパターンが形成される。そして、ガス導通部４は１／９ずつ回転制御され、各工程で図９に示す工程時間だけ停止することになる。
次に、ガスポート部３についての他の実施例について説明する。
前述した図２及び図３の実施例では、ガスポート部３のガス導通部４に対面する部分の大きさは、円板状ガス導通部４の円周のほぼ１／８と小さく、円板状ガス導通部４はその半径側の一部（１／８）にしかガスポート部３に接触していない。このため、円板状ガス導通部４が回転している時、円板状部材４は半径側の一部のみがガスポート部３と接触し、円板状部材４の他の部分は接触していないため、ガス導通部４の回転にアンバランスが生じる心配がある。
【００２７】
その一対策として、ガスポート部３のガス導通部４に対面する側の大きさを、例えば、ガス導通部４の大きさと同じ大きさになるように構成することができる。そして、図６の▲１▼〜▲７▼で示す孔の内、▲１▼〜▲４▼に対応するブロック（第１ブロック）と、▲５▼〜▲７▼に対応するブロック（第２ブロック）の２つのブロックに分割し、これらのブロックをお互いに離れた位置に配置するようにすることができる。
【００２８】
これらのブロックに属する孔はお互いに独立したガス流路の関係にあるので、第１ブロックに対応する第１のガスポート部３１０に対して、第２ブロックに対応する第２のガスポート部３２０の位置を、ガス導通部４の回転中心軸４０を中心として一定角（例えば１８０度）ずらした位置即ち対角の位置に設ける。一方、これら第１及び第２のガスポート部の対角的な配置に対応して、ガス導通部４上の流路のパターンも同じ角度（１８０度）ずらして配置することにより、ガスポート部３に円板状のガス導通部４をバランス良く、均等に接触させることができる。
【００２９】
図１０に、他の実施例によるＰＳＡガス分離装置のフローシートを示す。
この例は、吸着筒２１が１つである点が、図１を参照した実施例と相違する。
複数の吸着筒を有するＰＳＡ装置に比べて、１つの吸着筒の装置では濃縮酸素の生成量は減るが、吸着筒の減る分、装置の価格を低減させることができる。
空気ポンプ９は、加圧と真空機能を併せ持つものであり、この空気ポンプ９で吸着筒２１を真空再生する。空気ポンプ９の大気取り込み口▲１▼、吸着筒２１の排ガス大気放出口▲２▼、空気ポンプ９の出口▲３▼、空気ポンプ９の吸込口▲４▼、吸着筒２１の入口▲５▼、吸着筒２１の出口▲６▼、製品タンク２３の入口▲７▼に、導通管５がそれぞれ接続される。これらの導通管５の他端は、ガス流路切替器１のガスポート部３に接続される。ここではＰＳＡ動作工程に関係して空気ポンプ９へのガス流入方法も切替えるのでガス流路切替器１に取入れている。
【００３０】
図１１は、図１０に示した例におけるＰＳＡ動作工程とガス導通部３のパターンの関係を示す。この場合、ＰＳＡ工程は、吸着工程と、吸着パージ（再生）工程の２工程から成る。このため、ガス導通部４の円板の導通パターンも２つでよいことになる。
【００３１】
上記実施例はいずれも、ガス導通部４が円盤状の部材を接合して構成し、これにより装置のコンパクト化を図っている。これに対して、図１２に示した例は、長方形状のガスポート部３及びガス分離部４によりガス流路切替器１を構成するものである。即ち、１サイクルが例えば４工程からなるＰＳＡを前提として、ガス導通管が接続されたステータとしてのガスポート部３に対して、ガス導通部４を４工程の動作サイクルから成る導通パターンを形成した長方形の部材を移動可能に配置する。そしてこのガス導通部４の部材を工程の切替えの都度、矢印Ｗの方向にシフトするように移動することにより、各工程に対応した流路を形成することができる。
なお、ガスポート部及びガス分離部の部材は前述した例と同様の物でよい。また、ガス分離部４を矢印Ｗ方向に移動する機構としては、モータに直線状の歯車機構を連結する技術を用いれば容易に達成できる。
【００３２】
以上、いくつか説明した本実施例によれば、従来のＰＳＡガス分離装置のような電磁弁が無いので、衝撃音の発生が防止できる。さらに、電磁弁は吸着筒や製品タンクの入口、出口にそれぞれ配管の接続があり、また電磁弁を駆動するための配線が必要であり、そのための配管接続や配線接続のための工数がかかった。しかし、上記実施例によれば、電磁弁を廃止したので、このような問題も無くなる。また、これら配管の継ぎ手や電磁弁、配線などの部品も不要となるので、コスト低減および信頼性の向上が図れる。
【００３３】
更に、特許文献２に記載のように、吸着筒を備えるロータを回転する機構を有する場合、装置が大型化し、しかもロータの駆動のために大きな容量のモータが必要となるが、本実施例の装置ではこのような事態が防げる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によけば、衝撃音の発生を防止し、静粛化を図ったＰＳＡガス分離装置を得ることが出来る。また、従来のような、電磁弁を使用しないので、従来の装置に比べて部品点数が低減できる。また、装置全体を大型化することなく、組立工数の低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例によるＰＳＡガス分離装置のフローシートを示す図。
【図２】一実施例によるガス流路切替器１の構成を示す断面図。
【図３】一実施例によるガス流路切替器１の構成を示す分解斜視図。
【図４】一実施例によるガスポート部３の断面図。
【図５】一実施例によるガス導通部４の構成を示す分解斜視図。
【図６】一実施例によるＰＳＡ動作工程とガス導通部４のパターンの関係を示す図。
【図７】一実施例によるＰＳＡ動作工程におけるガス導通部４における孔板４５の流路の形成関係を模式的に示す図。
【図８】他の実施例によるＰＳＡガス分離装置のフローシートを示す図。
【図９】他の実施例によるＰＳＡ動作工程とガス導通部のパターンを示す図。
【図１０】他の実施例によるＰＳＡガス分離装置のフローシートを示す図。
【図１１】他の実施例によるＰＳＡ動作工程とガス導通部のパターンを示す図。
【図１２】他の実施例によるガス連通部４とガスポート部３の関係を示す図。
【符号の説明】
１ガス流路切替器
２１，２２吸着筒
２３製品タンク
３ガスポート部
３０１スライド面
３０２ガス取出し面
３０３溝
３０４Ｏリング
３１〜３７貫通孔
４ガス導通部
４０中心孔
４１〜４５円板部材
４０２スライド面
５導通管
５０継ぎ手
５１〜５７導通管
８モータ
８１軸
９空気ポンプ

Claims

吸着剤を充填する吸着筒と、該吸着筒に混合ガスを供給するためのポンプを有するＰＳＡガス分離装置において、一端が、該ポンプ及び該吸着筒の入口並びに出口に接続された管路と、該管路の他端が接続されたガスポート部に移動可能に密接するガス導通部と、該ガス導通部を回転させるモータとを有し、該モータによって該ガス導通部を回転制御することによりＰＳＡによるガス分離のための動作サイクルの切り替えを行うことを特徴とするＰＳＡガス分離装置。
前記ガス導通部は、吸着工程および減圧工程を含む複数の工程から成るＰＳＡ動作サイクルの各工程に対応して固有の管路の導通パターンを形成した円盤状の部材を備えて構成される請求項１記載のＰＳＡガス分離装置。
ＰＳＡ動作サイクルの各工程の長さは該ガス導通部が該サイクルで止まっている時間で決定されることを特徴とする請求項１又は２記載のＰＳＡガス分離装置
前記モータによって該ガス導通部を一回転させることで、ＰＳＡ動作の少なくとも１サイクルが完了するように制御することを特徴とする請求項２又は３記載のＰＳＡガス分離装置。
吸着剤を充填する吸着筒と、該吸着筒に混合ガスを供給するためのポンプと、該吸着筒により濃縮されたガスを収納する製品タンクと、及びこれらを連通する導通管を有するＰＳＡガス分離装置において、該ポンプ、該吸着筒の入口並びに出口、及び該製品タンクに接続された導通管の他端をまとめて接続するガスポート部と、該ガスポート部の他方の側に密接して移動可能に配置されたガス導通部であって、吸着工程および減圧工程を含む複数の工程から成るＰＳＡの動作サイクルの各工程に対応して固有の管路の導通パターンが形成された部材を備えて形成されたガス導通部と、該ガス導通部を回転させる駆動手段とを有し、該駆動手段によって、各工程の切り替えを行うように該ガス導通部を回転制御することを特徴とするＰＳＡガス分離装置。
前記ガス導通部は、円盤状の部材であり、その中心部に該駆動手段により回転される軸が連結されてなる請求項５記載のＰＳＡガス分離装置。
前記円盤状のガス導通部は、中心軸を含む角度で分割されながら複数の領域に区分され、これらの複数の領域内に夫々の工程に対応した固有の管路の導通パターンが形成される請求項６記載のＰＳＡガス分離装置。
複数の吸着筒と、製品タンクと、ポンプを備えるＰＳＡガス分離装置であって、複数の吸着筒のそれぞれの出入口に接続された複数本の導通管と、該ポンプに接続された導通管と、該製品タンクに接続された導通管と、排気口に接続された導通管が、前記ガスポート部に接続されてなることを特徴とする請求項５記載のＰＳＡガス分離装置。
前記ガスポート部は、複数の貫通孔が形成されたブロック状部材であり、夫々の貫通孔の一端には、複数の前記導通管が接続されてなることを特徴とする請求項５又は８記載のＰＳＡガス分離装置。
吸着剤を充填する吸着筒と、該吸着筒に混合ガスを供給するためのポンプと、該吸着筒により濃縮されたガスを収納する製品タンクと、及び該吸着筒の入口並びに出口、及び該製品タンクに接続された複数の導通管と、該導通管の他端をまとめて接続する流路切替機構とを有し、該流路切替機構は、複数の貫通孔を有し、該貫通孔に対応して該複数の導通管が接続されたステータ部材と、該ステータ部材に密接して移動可能に配置され、該吸着筒に対するＰＳＡの動作サイクルの工程に対応して該導通管内のガスの流れを切替える移動部材とを備えることを特徴とするＰＳＡガス分離装置。
前記移動部材は円盤状の部材であり、該円盤状部材を回転駆動するモータを有することを特徴とする請求項１０記載のＰＳＡガス分離装置。
前記円盤状部材は、ＰＳＡの工程に対応して回転されて停止し、ＰＳＡの各工程に応じたガスの流れを形成するために、該ステータ部材に接続された導通管を選択することを特徴とする請求項１１記載のＰＳＡガス分離装置。
前記円盤状部材が１回転することで、ＰＳＡの動作サイクルの各工程が少なくとも１回完了することを特徴とする請求項１１又は１２記載のＰＳＡガス分離装置。
該複数の導通管の他端は、前記移動部材に面する側と反対側のステータ部材の面側に纏められて接続されることを特徴とする請求項１０又は１１記載のＰＳＡガス分離装置。
前記円盤状部材は、ＰＳＡの工程に対応して、中心軸を含んで分割された複数の領域を備え、該複数の領域には、前記複数の導通管に対応する数の孔と、各工程に対応してガスの流路を形成するために各工程に関連する孔を連絡する連通溝構造を有する固有の導通パターンを形成して成ることを特徴とする請求項１２記載のＰＳＡガス分離装置。
前記円盤状部材は、孔が形成された孔板部材と、孔板部材と、孔を連絡するための連通構造が形成された導通板部材と、これらの部材を密閉して覆う蓋板部材を有して構成されることを特徴とする請求項１２又は１５記載のＰＳＡガス分離装置。
前記吸着筒には窒素吸着剤が収納され、前記製品タンクには濃縮された酸素が収納される請求項１乃至１６のいずれかに記載の医療用酸素濃縮装置。