JP2008295594A - Oxygen concentrator - Google Patents

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JP2008295594A JP2007142454A JP2007142454A JP2008295594A JP 2008295594 A JP2008295594 A JP 2008295594A JP 2007142454 A JP2007142454 A JP 2007142454A JP 2007142454 A JP2007142454 A JP 2007142454A JP 2008295594 A JP2008295594 A JP 2008295594A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent an incident in which oxygen having a desired flow rate or concentration is not acquired because of the performance degradation of a compressor even when a motor rotates at the prescribed number of rotations in an oxygen concentrator loaded with the compressor equipped with the motor of the variable number of rotations. <P>SOLUTION: The oxygen concentrator controls to increase the number of rotations of the DC brushless motor 7a for driving the compressor 7 to the prescribed number of rotations to keep a detected greatest pressure at a set reference pressure or more when the detected greatest pressure of compressed air sent into nitrogen absorption containers 31, 32 is lower than the set reference pressure. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、呼吸器疾患患者等が在宅療法等において使用するのに好適な酸素濃縮装置に関する。   The present invention relates to an oxygen concentrator suitable for use in home therapy by patients with respiratory diseases and the like.

この種の酸素濃縮装置(酸素濃縮器ともいわれる。以下、単に装置ともいう)としては、酸素より窒素を優先的(選択的)に吸着する窒素吸着剤を使用した、いわゆる圧力変動吸着方法(PSA方式)による酸素濃縮装置が広く使用されている(例えば、特許文献1)。この方法の酸素濃縮装置においては、空気圧縮手段であるコンプレッサで空気(大気)を圧縮し、ゼオライト系の窒素吸着剤(粒体)を充填してなる例えば2個の窒素吸着容器(以下、吸着容器又は単に容器ともいう)内にその圧縮空気を交互に供給して、容器内を加圧状態にすることにより空気中の窒素を窒素吸着剤に吸着させて酸素を取出す吸着工程(加圧工程)と、この容器を大気開放して減圧することで吸着した窒素を排気し、窒素吸着剤に吸着された窒素を脱着させて窒素吸着剤を再生する再生工程(減圧工程)とを、例えば10秒ごとに交互に繰り返し行わせ、連続的に高濃度酸素含有ガス(以下、単に酸素ともいう)を生成して取出し、患者に供給するように構成されている。   This type of oxygen concentrator (also referred to as an oxygen concentrator, hereinafter simply referred to as an apparatus) is a so-called pressure fluctuation adsorption method (PSA) using a nitrogen adsorbent that preferentially adsorbs nitrogen over oxygen. Oxygen concentrators based on this method are widely used (for example, Patent Document 1). In this method of oxygen concentrator, air (atmosphere) is compressed by a compressor, which is an air compression means, and filled with a zeolite-based nitrogen adsorbent (particles), for example, two nitrogen adsorption containers (hereinafter referred to as adsorption). An adsorption process (pressurization process) in which compressed air is alternately supplied into a container or simply a container), and the inside of the container is pressurized to adsorb nitrogen in the air to the nitrogen adsorbent to extract oxygen. And a regeneration process (decompression process) in which the adsorbed nitrogen is exhausted by opening the container to the atmosphere and depressurizing, and the nitrogen adsorbed by the nitrogen adsorbent is desorbed to regenerate the nitrogen adsorbent. It is configured so that it is repeatedly performed every second, and a high-concentration oxygen-containing gas (hereinafter also simply referred to as oxygen) is continuously generated and taken out and supplied to the patient.

ところで、このような酸素濃縮装置において、患者に供給すべき適量の酸素流量は、患者の症状に応じて、例えば、0.25L/min〜5L/minの範囲で異なる。一方、取り出し得る酸素流量は、コンプレッサによって窒素吸着容器内に送り込まれる圧縮空気の流量に基づいて決まる。そして、その圧縮空気量はコンプレッサ(レシプロ方式のコンプレッサ)においては、そのシリンダの内径とピストンのストローク及びそれを往復動させるモータの回転数によって決まる。このため、患者に応じた適量の酸素を効率良く供給できるようにするため、この種の装置に使用されるコンプレッサにおいても、DCブラスシレスモータのように、その回転数が可変のモータが用いられ、所望とする酸素量が得られる回転数でその回転をさせるようにしている。   By the way, in such an oxygen concentrator, an appropriate amount of oxygen flow to be supplied to a patient varies in a range of, for example, 0.25 L / min to 5 L / min according to the patient's symptoms. On the other hand, the oxygen flow rate that can be taken out is determined based on the flow rate of compressed air fed into the nitrogen adsorption container by the compressor. In the compressor (reciprocating type compressor), the amount of compressed air is determined by the inner diameter of the cylinder, the stroke of the piston, and the rotational speed of the motor that reciprocates the cylinder. For this reason, in order to efficiently supply an appropriate amount of oxygen according to the patient, a motor having a variable rotational speed is used in the compressor used in this type of apparatus, such as a DC brassless motor. Therefore, the rotation is performed at a rotation speed at which a desired amount of oxygen can be obtained.

そして、このようなコンプレッサを搭載している酸素濃縮装置においては、酸素取出し口側に設置された流量設定器で、所望とする酸素流量(取出し酸素流量)を設定することで、それが得られるように予め設定された所定の回転数でモータを回転制御するようにしたものがある(特許文献2)。すなわち、この酸素濃縮装置によれば、使用者(患者)において必要な酸素流量を流量設定器で設定することで、コンプレッサを駆動するモータは、その酸素流量を取り出し得る所定量の圧縮空気を吐出する回転数(以下、基本回転数ともいう)で回転するように制御される。   In an oxygen concentrator equipped with such a compressor, it can be obtained by setting a desired oxygen flow rate (taken oxygen flow rate) with a flow rate setting device installed on the oxygen take-out port side. As described above, there is one in which the rotation of a motor is controlled at a predetermined number of rotations (Patent Document 2). That is, according to this oxygen concentrator, the motor that drives the compressor discharges a predetermined amount of compressed air from which the oxygen flow rate can be extracted by setting the oxygen flow rate required for the user (patient) with the flow rate setting device. It is controlled to rotate at a rotation speed (hereinafter also referred to as a basic rotation speed).

しかしながら、この酸素濃縮装置においては、モータが所定の基本回転数で回転しているとしても、その回転数によって吐出されるはずの量の圧縮空気が吐出されず、結果として設定した所望とする酸素流量、ひいては所望とする酸素濃度が得られない場合があった。その理由ないし要因としては種々のものが考えられる。例えば、吸着剤は、酸素濃縮装置が設置される周囲の環境温度に応じて、窒素の吸着や離脱の性能が変化することに基づき、酸素の回収率が変化することから、周囲の環境温度によっては所望とする酸素濃度が得られないことがある。そして、この対策としては、その周囲の環境温度に基づいて、コンプレッサのモータの回転数を制御する発明がある(特許文献3)。
特開2003−246607号 特開2007−089684号 特開2006−141896号
However, in this oxygen concentrator, even if the motor rotates at a predetermined basic rotational speed, the amount of compressed air that should be discharged at that rotational speed is not discharged, and as a result, the desired oxygen is set. In some cases, the flow rate and thus the desired oxygen concentration could not be obtained. There are various reasons or factors. For example, the adsorbent has an oxygen recovery rate that changes depending on the ambient adsorption temperature at which the oxygen concentrator is installed. May not provide the desired oxygen concentration. And as this countermeasure, there exists invention which controls the rotation speed of the motor of a compressor based on the environmental temperature of the circumference | surroundings (patent document 3).
JP 2003-246607 A JP 2007-089684 A JP 2006-141896 A

一方、周囲の環境温度による問題もなく、モータも流量設定器において設定した流量に対応する所定の基本回転数で回転しているとしても、所定の酸素流量及び酸素濃度が得られない場合がある。これは、経年等によるコンプレッサ自体の耐久性ないし性能の劣化(低下)に起因するものであり、所定の基本回転数でモータが回転しているとしても、コンプレッサが目標とする流量の圧縮空気を吐出できない場合に生じる。具体的には次のようである。コンプレッサが長期間使用されると、ピストンの外周面に設けられているシール材(カップパッキンとも言われる)に経年劣化や摩耗が生じる。このため、そのシール材がシリンダ内周面(摺動面)を押圧する作用、すなわちシール性が低下し、空気の圧縮効率が低下する。これが吐出量不足となって窒素吸着容器に送り込まれる空気量の低下を招き、取り出せる酸素流量の不足となるのである。   On the other hand, there is no problem due to the ambient environmental temperature, and even if the motor rotates at a predetermined basic rotational speed corresponding to the flow rate set by the flow rate setting device, the predetermined oxygen flow rate and oxygen concentration may not be obtained. . This is due to deterioration (decrease) in the durability or performance of the compressor itself due to aging, etc. Even if the motor is rotating at a predetermined basic rotational speed, the compressed air at the target flow rate will be reduced. Occurs when ejection is not possible. Specifically, it is as follows. When the compressor is used for a long period of time, the sealing material (also referred to as cup packing) provided on the outer peripheral surface of the piston will deteriorate over time and wear. For this reason, the effect | action which the sealing material presses a cylinder internal peripheral surface (sliding surface), ie, a sealing performance, falls, and the compression efficiency of air falls. This is a shortage of the discharge amount, leading to a decrease in the amount of air sent into the nitrogen adsorption container, resulting in a shortage of oxygen flow that can be taken out.

すなわち、このようなコンプレッサの性能劣化があると、モータ自体は所定の回転数で回転しているとしても、窒素吸着容器内に送り込まれる圧縮空気の量は低減することから、その内部圧力(最大圧力)が低下する。これにより、生成され、取り出し得る酸素流量が低減し、酸素濃度の低下を招いてしまう。そして、このような問題は、使用者においては、流量設定器により所定の酸素流量を設定しているところ、実際には、酸素不足を発生させていることを意味する。このような問題の対策としては、コンプレッサの性能劣化をある程度見越して、設定酸素流量に対応するモータの回転数を最初から高め(多め)に設定しておくことも考えられるが、それでは、その性能劣化前においては無駄な電力消費を招くし、低騒音化の要請にも反する。   That is, if there is such a deterioration in the performance of the compressor, even if the motor itself rotates at a predetermined rotational speed, the amount of compressed air sent into the nitrogen adsorption container is reduced, so that the internal pressure (maximum Pressure) decreases. As a result, the oxygen flow rate that can be generated and taken out is reduced, leading to a decrease in the oxygen concentration. And such a problem means that in the user, when the predetermined oxygen flow rate is set by the flow rate setting device, oxygen deficiency is actually generated. As a countermeasure against such a problem, it is conceivable that the motor speed corresponding to the set oxygen flow rate is set to a higher value (higher) from the beginning in anticipation of the compressor performance degradation to some extent. Prior to deterioration, wasteful power consumption is incurred, and it is against the request for low noise.

本発明は、こうした問題点に鑑みてなされたもので、回転数が可変のモータを備えたコンプレッサを搭載してなる酸素濃縮装置において、そのコンプレッサの性能劣化により、所定の回転数でモータが回転しているとしても、所望とする流量、濃度の酸素が得られない事態の発生を防止することにある。   The present invention has been made in view of these problems, and in an oxygen concentrator equipped with a compressor having a motor with a variable rotation speed, the motor rotates at a predetermined rotation speed due to deterioration in performance of the compressor. Even if it does, it exists in preventing generation | occurrence | production of the situation where oxygen of the desired flow volume and density | concentration cannot be obtained.

請求項1に記載の本発明は、窒素を優先的に吸着する窒素吸着剤を内部に有する窒素吸着容器内にコンプレッサによって圧縮空気を送り込むことで高濃度酸素ガスを生成する方式の酸素濃縮装置であって、
前記コンプレッサを駆動するモータに回転数が可変のものが用いられ、生成後に取り出される高濃度酸素ガスの流量に基づいて前記モータの回転数が設定されるように構成され、前記窒素吸着容器内に送り込まれる圧縮空気の検出最高圧力が、設定された基準圧力より低い場合に、前記モータの回転数を増加する制御をすることを特徴とする。
The present invention according to claim 1 is an oxygen concentrator that generates high-concentration oxygen gas by sending compressed air by a compressor into a nitrogen adsorption vessel having a nitrogen adsorbent that preferentially adsorbs nitrogen therein. There,
The motor that drives the compressor has a variable number of rotations, and is configured so that the number of rotations of the motor is set based on the flow rate of high-concentration oxygen gas taken out after generation. When the detected maximum pressure of the compressed air to be fed is lower than a set reference pressure, control is performed to increase the rotational speed of the motor.

請求項2に記載の本発明は、請求項1において、前記窒素吸着容器内に送り込まれる圧縮空気の検出最高圧力が、設定された基準圧力より低い場合に、前記モータの回転数を、所定回転数に増加して所定時間継続して駆動し、その所定時間経過後に、増加前の回転数に戻す制御をすることを特徴とする酸素濃縮装置である。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, when the detected maximum pressure of the compressed air sent into the nitrogen adsorption container is lower than a set reference pressure, the rotation speed of the motor is set to a predetermined rotation. The oxygen concentrator is characterized in that it is continuously driven for a predetermined time after being increased to a number, and is controlled to return to the rotation speed before the increase after the lapse of the predetermined time.

請求項3に記載の本発明は、前記窒素吸着容器内に送り込まれる圧縮空気の検出最高圧力が設定された基準圧力より低い場合に、前記モータの回転数を、検出最高圧力が設定された基準圧力以上に保持されるまで増加する制御をすることを特徴とする、請求項1又は2に記載の酸素濃縮装置である。   According to a third aspect of the present invention, when the detected maximum pressure of the compressed air sent into the nitrogen adsorption container is lower than a set reference pressure, the number of rotations of the motor is determined based on the detected maximum pressure. The oxygen concentrator according to claim 1 or 2, wherein the oxygen concentrator is controlled to increase until the pressure is maintained above the pressure.

本発明において、「検出最高圧力」とは、窒素吸着容器内が加圧工程にあるときにおいて検出されるその内部の最高ガス圧(圧力)をいう。この種の酸素濃縮装置において、窒素吸着容器内の圧力は、例えば10秒間の加圧工程中において一定ではなく、通常は、加圧過程の中間又はその近くでピーク(最高)を示す変動圧となる。したがって、検出圧力(ガス圧)のうち、その変動圧におけるピーク値が検出最高圧力となる。   In the present invention, the “maximum detected pressure” refers to the maximum gas pressure (pressure) detected when the inside of the nitrogen adsorption container is in the pressurizing step. In this type of oxygen concentrator, the pressure in the nitrogen adsorption vessel is not constant, for example, during a pressurizing process of 10 seconds, and usually has a fluctuating pressure that exhibits a peak (maximum) at or near the middle of the pressurizing process. Become. Therefore, of the detected pressure (gas pressure), the peak value at the fluctuating pressure is the detected maximum pressure.

また、本発明において、「基準圧力」は、検出最高圧力と比較して、モータの回転数を増加すべきか否かの判断の基準となる圧力(ガス圧)であり、搭載されたコンプレッサにおけるモータが所定の基本回転数で回転することで得られる目標最高圧力(ガス圧)に、又は、この目標最高圧力に対して酸素濃縮装置の個体差による圧力のばらつき等を考慮して、この目標最高圧力より低く設定される。   Further, in the present invention, the “reference pressure” is a pressure (gas pressure) that serves as a reference for determining whether or not the rotation speed of the motor should be increased as compared with the detected maximum pressure. The target maximum pressure (gas pressure) obtained by rotating at a predetermined basic rotational speed, or the target maximum pressure in consideration of variations in pressure due to individual differences in the oxygen concentrator, etc. Set lower than pressure.

本発明では、加圧工程にある窒素吸着容器内に送り込まれる圧縮空気の最高圧力(ピーク値)を検出最高圧力として検出し、これを予め設定された基準圧力と比較し、検出最高圧力が基準圧力より低い場合には、前記モータの回転数を増加する制御をする。なお、窒素吸着容器内に送り込まれる圧縮空気の検出最高圧力が基準圧力より低い場合には、その窒素吸着容器の加圧工程において、その容器内と連通状態にある他の空間(製品タンク内及びそれに連なる配管内など)に存在する空気圧又は高濃度酸素ガス圧も同様にその基準圧力より低くなるから、検出最高圧力の検出箇所は、窒素吸着容器内に限定されるものではなく、その内部空間と連通状態にある他の空間において検出してもよい。なお、その検出は、圧力センサ(又は圧力計)によって行えばよい。   In the present invention, the maximum pressure (peak value) of the compressed air sent into the nitrogen adsorption container in the pressurization step is detected as the maximum detection pressure, and this is compared with a preset reference pressure, and the maximum detection pressure is the reference. When the pressure is lower than the pressure, control is performed to increase the rotational speed of the motor. When the detected maximum pressure of the compressed air sent into the nitrogen adsorption container is lower than the reference pressure, in the pressurizing process of the nitrogen adsorption container, other spaces (in the product tank and Since the air pressure or high-concentration oxygen gas pressure existing in the pipes connected to the same is also lower than the reference pressure, the detection location of the maximum detected pressure is not limited to the nitrogen adsorption vessel, but the internal space You may detect in the other space which is in a communication state. The detection may be performed by a pressure sensor (or a pressure gauge).

上記したように、コンプレッサの性能劣化の症状(例えば、ピントンのシール材の摩耗)が発生すると、空気の圧縮効率が低下するから、モータが所定の基本回転数で回転しているとしても、その基本回転数に対応した目標流量の圧縮空気を吐出できない。このことは、窒素吸着容器内に送り込まれる圧縮空気の量の低下を意味するから、その容器内のガス圧は低下する。したがって、その容器内の最高圧力(ピーク値)も低くなり、取り出せる酸素の流量、濃度の低下を招く。   As described above, if a compressor performance deterioration symptom (for example, wear of pinton seal material) occurs, the compression efficiency of the air decreases, so even if the motor is rotating at a predetermined basic rotational speed, Compressed air with a target flow rate corresponding to the basic rotational speed cannot be discharged. This means a decrease in the amount of compressed air sent into the nitrogen adsorption container, so that the gas pressure in the container decreases. Therefore, the maximum pressure (peak value) in the container also decreases, leading to a decrease in the flow rate and concentration of oxygen that can be taken out.

これに対して、請求項1の本発明では、このようなガス圧をモニタリングしてその最高圧力を検出し、この検出最高圧力が、基準圧力値未満である場合には、コンプレッサのモータの回転数を増加する制御をすることとしている。すなわち、本発明では、窒素吸着容器内に送り込まれる圧縮空気の流量の不足を、検出最高圧力から判定して、その圧力が基準圧力より低い場合に、モータの回転数を上げる制御をすることとしている。したがって、本発明によれば、コンプレッサが性能劣化により所定量の圧縮空気を吐出しておらず、それに起因して取り出せる酸素の量、濃度が低下する、といった事態を未然に防止することができる。   On the other hand, in the present invention of claim 1, such a gas pressure is monitored to detect the maximum pressure, and when the detected maximum pressure is less than the reference pressure value, the rotation of the compressor motor is detected. The control is to increase the number. That is, in the present invention, the shortage of the flow rate of the compressed air sent into the nitrogen adsorption container is determined from the detected maximum pressure, and when the pressure is lower than the reference pressure, the motor speed is increased. Yes. Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent a situation in which the compressor does not discharge a predetermined amount of compressed air due to performance deterioration, and the amount and concentration of oxygen that can be taken out due to the discharge are reduced.

このように本発明によれば、コンプレッサの性能劣化が起きているとしても、所望とする流量、濃度の酸素を安定して患者に供給することができることから、結果として酸素濃縮装置の寿命を長くすることができる。なお、検出最高圧力が、設定された基準圧力より低い場合、前記モータの回転数は、検出最高圧力が設定された基準圧力以上に保持されるように、所定回転数に増加する制御をするのが好ましい。   As described above, according to the present invention, even when the performance of the compressor is deteriorated, oxygen having a desired flow rate and concentration can be stably supplied to the patient. As a result, the life of the oxygen concentrator is prolonged. can do. When the detected maximum pressure is lower than the set reference pressure, the motor speed is controlled to increase to a predetermined speed so that the detected maximum pressure is maintained above the set reference pressure. Is preferred.

本発明においては、請求項2に記載のように、所定時間経過後に、増加前の回転数(基本回転数)に戻すこととしてもよい。というのは次の理由による。コンプレッサの性能劣化のうち、上記したシール不良に起因するものにおいては、経験的に見ると、コンプレッサの駆動開始直後のある短時間においてのみ、目標流量の圧縮空気を吐出できないことが多い。すなわち、このある短時間(環境温度等にもよるため、一概には言えないが、一般には5〜15分)を経過した後は、増加前の基本回転数に戻しても、目標流量の圧縮空気が吐出される状態を維持でき、検出最高圧力も基準圧力以上に保持できることが多い。したがって、所定時間経過後に増加前の回転数に戻すこととすれば、高速回転のままで回転し続ける場合に比べると、電力消費の低減が図られる。なお、このように所定時間経過後に、増加前の回転数に戻す場合においても、検出最高圧力が設定された基準圧力より低い場合には、前記モータの回転数を、検出最高圧力が設定された基準圧力以上に保持されるように、所定回転数に増加する制御をするのが好ましい。   In the present invention, as described in claim 2, after the elapse of a predetermined time, the rotational speed before increase (basic rotational speed) may be restored. The reason is as follows. Of the performance deterioration of the compressor, those caused by the above-mentioned poor seals are often empirically found that the target flow rate of compressed air cannot be discharged only in a short period of time immediately after the start of driving of the compressor. That is, after a certain short period of time (depending on the ambient temperature, etc., it is generally unclear, but generally 5 to 15 minutes), the target flow rate is compressed even if the basic rotational speed before the increase is restored. In many cases, the state in which air is discharged can be maintained, and the detected maximum pressure can be maintained at a reference pressure or higher. Therefore, if the rotation speed is returned to the pre-increase speed after a predetermined time has elapsed, power consumption can be reduced as compared with the case where the rotation speed is kept high. In this way, even when returning to the rotational speed before the increase after a predetermined time has passed, if the detected maximum pressure is lower than the set reference pressure, the detected maximum pressure is set to the rotational speed of the motor. It is preferable to control to increase to a predetermined number of revolutions so that the pressure is maintained at or above the reference pressure.

なお、このように圧力低下がいわば自然に解消される理由は次のように考えられる。これは、ある時間コンプレッサが駆動されると、シリンダ内部が十分に暖気状態になり、その熱によりシール材が膨張し、或いはシール材がカップパッキンの場合にはその周壁部が外方に十分に広がり、ピストンとシリンダとの摺動面の気密性が高く確保されるようになるためと考えられる。このことは、冬季などの低温時のようにコンプレッサの駆動開始時の温度が低い場合や、酸素の設定流量が小さい場合のようにモータの回転数が比較的少ない場合(ピストンの往復動のサイクル数が比較的少ない場合)において、その解消までの時間が長いのに対し、環境温度が高温時やモータの回転数が比較的高い設定の場合にその時間が短いという事実からも推定される。   In addition, the reason why the pressure drop is naturally eliminated is considered as follows. This is because when the compressor is driven for a certain period of time, the inside of the cylinder is sufficiently warmed up, and the heat expands the seal material, or when the seal material is cup packing, the peripheral wall portion is sufficiently outward. It is considered that the airtightness of the sliding surface between the piston and the cylinder is ensured to be high. This is because when the temperature at the start of compressor operation is low, such as during low temperatures such as in winter, or when the motor speed is relatively low, such as when the oxygen flow rate is small (the piston reciprocating cycle). In the case where the number is relatively small), it is estimated from the fact that the time until the resolution is long is short, whereas the time is short when the environmental temperature is high or the rotational speed of the motor is relatively high.

次に、本発明を実施するための最良の形態の例(実施例1)について、図1〜図3に基づいて説明する。図1は、空気中から窒素吸着剤(以下、吸着剤ともいう)を用いて窒素を吸着して除去することにより酸素を濃縮し、この高濃度の酸素を含む高濃度酸素ガスを患者に供給する圧力変動吸着型の医療用の酸素濃縮装置の1例を配管系統図(回路図)として示したものである。まず、この図1に基づいて、本実施例の酸素濃縮装置1の全体構成を説明する。   Next, an example of the best mode for carrying out the present invention (Example 1) will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows concentration of oxygen by adsorbing and removing nitrogen from the air using a nitrogen adsorbent (hereinafter also referred to as an adsorbent), and supplying a high concentration oxygen gas containing this high concentration oxygen to the patient. 1 shows an example of a pressure fluctuation adsorption type medical oxygen concentrator that performs as a piping system diagram (circuit diagram). First, based on this FIG. 1, the whole structure of the oxygen concentration apparatus 1 of a present Example is demonstrated.

本形態の酸素濃縮装置1においては、図1の回路図に示したように、空気取入れ口2から取込んだ空気は、防塵フィルタ4a、吸気フィルタ4b等を通してコンプレッサ7に供給される。コンプレッサ7で圧縮された空気は、本例では2本並列状に配置された窒素吸着容器(第1吸着容器、第2吸着容器ともいう)31、32に、圧縮空気供給配管10、11,12を介して、その分岐配管11,12の途中に設けられた電磁弁からなる切換え弁(開閉弁)41,42を交互に開閉制御することで、それぞれ配置された逆止弁21,22を介して第1吸着容器31又は第2吸着容器32に交互に送り込まれるように構成されている。また、第1、第2吸着容器31,32にはその内部に酸素よりも窒素を選択的に吸着する窒素吸着剤として例えばゼオライト(粉末ないし粒体)が充填されている。   In the oxygen concentrator 1 of this embodiment, as shown in the circuit diagram of FIG. 1, the air taken in from the air intake port 2 is supplied to the compressor 7 through the dustproof filter 4a, the intake filter 4b, and the like. In this example, the air compressed by the compressor 7 is supplied to compressed air supply pipes 10, 11, 12 in nitrogen adsorption containers (also referred to as a first adsorption container or a second adsorption container) 31, 32 arranged in parallel. The switching valves (open / close valves) 41 and 42 made up of electromagnetic valves provided in the middle of the branch pipes 11 and 12 are alternately controlled to open and close via the check valves 21 and 22, respectively. The first adsorption container 31 or the second adsorption container 32 is alternately sent. The first and second adsorption vessels 31 and 32 are filled with, for example, zeolite (powder or granules) as a nitrogen adsorbent that selectively adsorbs nitrogen over oxygen.

そして、圧縮空気は、第1吸着容器31(又は32)内を通過する際に、吸着剤によって空気中の窒素が吸着され、高酸素濃度ガスとなって高酸素濃度ガス搬送配管21(又は22)内を通り、逆止弁61(又は62)を介してその貯留用の製品タンク71に送り込まれる。このとき、他方の窒素吸着容器内の吸着剤に吸着された窒素は、圧縮空気供給配管11、12途中で分岐された排気用配管15,16から、電磁弁からなる切換弁43,44を開閉制御することで、排気マフラ60を介して外部に排出され、窒素吸着剤の再生が行われる。なお、各高酸素濃度ガス搬送配管21,22中、各窒素吸着容器31,32と各逆止弁61,62とを連結する部位は連結配管27で連結されており、窒素の排出の際に、その連結配管27の途中に設けられた電磁弁(パージ用の開閉弁。以下、パージ弁ともいう)63を一定時間、開弁することで、加圧過程側の窒素吸着容器内のガスの一部を排気側のそれに逆流させることで、窒素の排気が促進されるようにされている。なお、パージ弁63の両側にはオリフィス(固定絞り)28,29が設けられている。   Then, when the compressed air passes through the first adsorption vessel 31 (or 32), nitrogen in the air is adsorbed by the adsorbent to become a high oxygen concentration gas, and the high oxygen concentration gas transport pipe 21 (or 22). ) And is fed into the storage product tank 71 via the check valve 61 (or 62). At this time, the nitrogen adsorbed by the adsorbent in the other nitrogen adsorption vessel opens and closes the switching valves 43 and 44 including electromagnetic valves from the exhaust pipes 15 and 16 branched in the middle of the compressed air supply pipes 11 and 12. By controlling, it is discharged to the outside through the exhaust muffler 60, and the nitrogen adsorbent is regenerated. In each of the high oxygen concentration gas transfer pipes 21 and 22, the portions connecting the nitrogen adsorption containers 31 and 32 and the check valves 61 and 62 are connected by a connection pipe 27, and when nitrogen is discharged. The solenoid valve (purge open / close valve; hereinafter also referred to as a purge valve) 63 provided in the middle of the connecting pipe 27 is opened for a certain period of time, so that the gas in the nitrogen adsorption vessel on the pressurizing process side By exhausting a part of it back to that of the exhaust side, exhaust of nitrogen is promoted. Note that orifices (fixed restrictors) 28 and 29 are provided on both sides of the purge valve 63.

かくして、各切換弁41〜44等の弁を後述する制御装置201を介して開閉制御することで、2つの窒素吸着容器31,32に対して圧縮空気が交互に送り込まれ、それが送り込まれた一方が加圧工程にあるときは、他方が減圧工程にあるようにして、高酸素濃度ガスが、交互に生成されて製品タンク71に送られるように構成されている。そして、製品タンク71に送り込まれた高酸素濃度ガスは、レギュレータ(圧力調整弁)73で調圧(圧力調節)され、図示しないフィルタでろ過され、そして、流量設定器75で流量調整されて、加湿器79等を介して酸素出口82に送られ、図示しないカニューラを介して患者に供給される。   Thus, by controlling opening and closing of the valves such as the switching valves 41 to 44 via the control device 201 described later, the compressed air is alternately sent to the two nitrogen adsorption containers 31 and 32, and it is sent. When one is in the pressurizing step, the other is in the depressurizing step, and the high oxygen concentration gas is alternately generated and sent to the product tank 71. The high oxygen concentration gas fed into the product tank 71 is regulated (pressure regulated) by a regulator (pressure regulating valve) 73, filtered by a filter (not shown), and the flow rate is adjusted by a flow rate setting device 75. It is sent to the oxygen outlet 82 via the humidifier 79 or the like and supplied to the patient via a cannula (not shown).

なお、上記例では、図1に示したように、その圧縮空気供給配管10途中には、この配管内のガス圧(吸着容器内のガス圧と同じ)を検出する圧力センサ25が設けられている。そして、流量設定器75と加湿器79との配管途中には、酸素濃度を検出する酸素センサ77が配置されている。これら両センサ25,77は、次記する制御装置201に接続されており、各センサから出力される信号に基づいて、異常と判断されるときは、警報器(ランプ、ブザー)の作動によって使用者等にその異常が知らされる。また、本例の酸素濃縮装置1に用いられているコンプレッサ7は、それを駆動するモータ7aが回転数の可変のDCブラシレスモータであり、付属するホールセンサのタイミングに基づいてインバータ回路により回転数が制御されるよう設定されている。   In the above example, as shown in FIG. 1, a pressure sensor 25 for detecting the gas pressure in the pipe (same as the gas pressure in the adsorption container) is provided in the middle of the compressed air supply pipe 10. Yes. An oxygen sensor 77 that detects the oxygen concentration is disposed in the middle of the piping between the flow rate setting device 75 and the humidifier 79. These sensors 25 and 77 are connected to the control device 201 described below, and are used by the operation of an alarm device (lamp, buzzer) when it is determined to be abnormal based on signals output from the sensors. The person is informed of the abnormality. The compressor 7 used in the oxygen concentrator 1 of the present example is a DC brushless motor whose motor 7a that drives the compressor 7 has a variable number of rotations, and the number of rotations by an inverter circuit based on the timing of the attached hall sensor. Is set to be controlled.

さて次に、本実施例の酸素濃縮装置1に搭載されている制御装置(電子制御装置)201について、図2に基づいて説明する。この制御装置201は、マイクロコンピュータ(マイコン)205を備え、酸素濃縮装置1における上記した各切換弁41〜44等の弁の開閉等を含め、各種の制御をする装置である。そして、この制御装置201の入力部210には、電源スイッチ24、酸素センサ77、流量設定器75、そして、圧力センサ25等が接続されている。他方、マイクロコンピュータ205の出力部220には、コンプレッサ7を駆動するモータ7a、第1〜第4切換弁41〜44、パージ弁63、流量表示器64、運転ランプ65、警報器66等が接続されている。   Now, a control device (electronic control device) 201 mounted on the oxygen concentrator 1 of this embodiment will be described with reference to FIG. The control device 201 includes a microcomputer 205 and performs various controls including opening and closing of the above-described switching valves 41 to 44 in the oxygen concentrator 1. A power switch 24, an oxygen sensor 77, a flow rate setting device 75, a pressure sensor 25, and the like are connected to the input unit 210 of the control device 201. On the other hand, the output unit 220 of the microcomputer 205 is connected with a motor 7a for driving the compressor 7, first to fourth switching valves 41 to 44, a purge valve 63, a flow rate indicator 64, an operation lamp 65, an alarm device 66, and the like. Has been.

なお、本例では、コンプレッサを駆動するモータ(DCブラシレスモータ)7aは、その流量設定器75にて酸素流量を設定することで、その設定された酸素流量の取り出しに必要な流量の圧縮空気を吐出するように、予め設定された基本回転数で回転するように制御される。一方、モータ7aが設定された基本回転数で回転することで吐出される圧縮空気の流量がある程度低下すると、吸着容器31,32内の最高ガス圧は目標最高圧力には達しない。本例では、基準圧力は、目標最高圧力より17%低めに設定されている。そして、本例では、運転開始後、圧力センサ25にて検出された検出最高圧力がこの基準圧力を下回ると、制御装置201は、その結果に応じてモータ7aの回転数を基本回転数から所定回転数に増加する制御をするようにプログラムされている。   In this example, the motor (DC brushless motor) 7a that drives the compressor sets the flow rate of oxygen by the flow rate setting device 75, so that compressed air having a flow rate necessary for taking out the set oxygen flow rate is supplied. It is controlled to rotate at a preset basic rotational speed so as to discharge. On the other hand, when the flow rate of the compressed air discharged by the motor 7a rotating at the set basic rotational speed decreases to some extent, the maximum gas pressure in the adsorption containers 31 and 32 does not reach the target maximum pressure. In this example, the reference pressure is set 17% lower than the target maximum pressure. In this example, when the detected maximum pressure detected by the pressure sensor 25 falls below the reference pressure after the start of operation, the control device 201 determines the rotational speed of the motor 7a from the basic rotational speed according to the result. It is programmed to control to increase the rotational speed.

したがって、このような電子制御装置201における電源スイッチ24をオンとして酸素濃縮装置1の運転を開始すると、流量設定器75により設定された設定流量を示す信号に基づいて、モータ7aは予め設定された基本回転数で回転し、コンプレッサ7が駆動する。そして、吐出された圧縮空気は、切換弁等の各弁41〜44,63が所定のタイムチャートに従って開閉制御されて、各窒素吸着容器31,32に交互に送り込まれて、加圧工程と排気工程が交互に行われる。こうして窒素吸着容器31,32内にて窒素が吸着されることにより生成された酸素は製品タンク71に送り込まれ、設定された圧力、流量に調整されて酸素出口82から患者に供給される。   Accordingly, when the operation of the oxygen concentrator 1 is started by turning on the power switch 24 in such an electronic control device 201, the motor 7a is preset based on a signal indicating the set flow rate set by the flow rate setting device 75. The compressor 7 is driven by rotating at the basic rotational speed. Then, the discharged compressed air is controlled to open and close according to a predetermined time chart, and the valves 41 to 44 and 63 such as switching valves are alternately sent to the nitrogen adsorption vessels 31 and 32, so that the pressurization process and the exhaust are performed. The steps are performed alternately. The oxygen produced by the adsorption of nitrogen in the nitrogen adsorption containers 31 and 32 is sent into the product tank 71, adjusted to the set pressure and flow rate, and supplied from the oxygen outlet 82 to the patient.

重要なのは本実施例では、酸素濃縮装置1の運転の開始後、圧力センサ25により検出される圧縮空気の検出最高圧力に基づいて、その圧縮空気のガス圧が適圧となるようにコンプレッサ7のモータ7aの回転数を増加する制御をするということである。すなわち、上記したように、酸素流量を患者に応じて流量設定器75により所定量に設定(例えば1L/min)する。すると、まず、その設定された酸素流量(例えば1L/min)が取り出し可能な圧縮空気が吐出されるように、コンプレッサ7はモータ7aの回転数を基本回転数(例えば、600rpm)で回転して駆動するように制御される。ただし、この回転により得られる基準圧力は、予め設定(例えば、50kPa)されており、酸素濃縮装置1の運転を開始したときにおける加圧工程での、窒素吸着容器内の検出最高圧力と、この基準圧力(50kPa)とを比較して、その差に応じて、モータ7aは、その回転数を所定回転数に増大する制御が行われるようにプログラムされている。   Importantly, in this embodiment, after the operation of the oxygen concentrator 1 is started, the compressor 7 is configured so that the gas pressure of the compressed air becomes an appropriate pressure based on the detected maximum pressure of the compressed air detected by the pressure sensor 25. That is, control is performed to increase the rotational speed of the motor 7a. That is, as described above, the oxygen flow rate is set to a predetermined amount (for example, 1 L / min) by the flow rate setting device 75 according to the patient. Then, first, the compressor 7 rotates the rotational speed of the motor 7a at a basic rotational speed (for example, 600 rpm) so that compressed air from which the set oxygen flow rate (for example, 1 L / min) can be taken out is discharged. Controlled to drive. However, the reference pressure obtained by this rotation is set in advance (for example, 50 kPa), and the detected maximum pressure in the nitrogen adsorption vessel in the pressurizing step when the operation of the oxygen concentrator 1 is started, and this The motor 7a is programmed to be controlled so as to increase its rotational speed to a predetermined rotational speed in accordance with a difference between the reference pressure (50 kPa) and the difference.

本例(例1)では、検出最高圧力が基準圧力に満たない場合、例えば、検出最高圧力が、30kPaの場合は、モータ7aの回転数を基本回転数から所定の回転数(例えば、100%アップの1200rpm)に上げて、コンプレッサ7を駆動する制御をするように設定されている。   In this example (Example 1), when the detected maximum pressure is less than the reference pressure, for example, when the detected maximum pressure is 30 kPa, the rotational speed of the motor 7a is changed from the basic rotational speed to a predetermined rotational speed (for example, 100%). Up to 1200 rpm), and the compressor 7 is controlled to be driven.

ここで、上記したコンプレッサ7のモータ7aの回転数の制御処理を、図3のフローチャートに基づいて説明する。電源スイッチ24がオンとされて酸素濃縮装置1が作動し、流量設定器75の流量設定信号の入力により、コンプレッサ7は、設定された所定の基本回転数でそのモータ7aを回転する。これにより、コンプレッサ7から吐出された圧縮空気が各容器31,32にそれが交互に送り込まれる。このとき、加圧工程にある容器内のガス圧が圧力センサ25により検出される(ステップ100)。そして、検出された容器内の検出最高圧力と、基準圧力との比較が行われ、現在が基準圧力以上か、それ未満かの判断がなされる(ステップ110)。   Here, the control process of the rotation speed of the motor 7a of the compressor 7 will be described based on the flowchart of FIG. When the power switch 24 is turned on, the oxygen concentrator 1 is activated, and the compressor 7 rotates the motor 7a at the set predetermined basic rotational speed by the input of the flow rate setting signal of the flow rate setting device 75. Thereby, the compressed air discharged from the compressor 7 is alternately sent to the containers 31 and 32. At this time, the gas pressure in the container in the pressurizing process is detected by the pressure sensor 25 (step 100). Then, the detected maximum pressure in the container is compared with the reference pressure, and it is determined whether the current pressure is equal to or higher than the reference pressure (step 110).

この結果、検出最高圧力が基準圧力以上あると判断されれば、コンプレッサ7のモータ7aの回転数を、基本回転数(例えば600rpm)に維持する(ステップ120)。すなわち、モータ7aを基本回転数で回転させる制御を継続し、本ルーチンが終了する。   As a result, if it is determined that the detected maximum pressure is equal to or higher than the reference pressure, the rotational speed of the motor 7a of the compressor 7 is maintained at the basic rotational speed (for example, 600 rpm) (step 120). That is, the control for rotating the motor 7a at the basic rotational speed is continued, and this routine ends.

逆に、検出最高圧力が基準圧力に満たないと判断されれば、モータ7aの回転数を基本回転数から所定回転数に上げる制御を行う(ステップ130)。そして、所定時間後、加圧工程にある容器内のガス圧(検出最高圧力)を圧力センサ25により検出し(ステップ140)、検出された容器内の検出最高圧力と、基準圧力との比較を再度行う(ステップ150)。この結果、現在の検出最高圧力が、再度、基準圧力に満たないと判断されれば、モータ7aの回転数をさらに増加する(上げる)フィードバック制御を行う一方、基準圧力以上あると判断されれば、コンプレッサ7のモータ7aの回転数を、その回転数に維持し(ステップ160)、本処理を終了する。   Conversely, if it is determined that the detected maximum pressure is less than the reference pressure, control is performed to increase the rotational speed of the motor 7a from the basic rotational speed to a predetermined rotational speed (step 130). Then, after a predetermined time, the gas pressure (maximum detected pressure) in the container in the pressurizing process is detected by the pressure sensor 25 (step 140), and the detected maximum pressure in the container is compared with the reference pressure. Perform again (step 150). As a result, if it is determined that the current detected maximum pressure is less than the reference pressure again, feedback control for further increasing (increasing) the number of revolutions of the motor 7a is performed, while if it is determined that the detected maximum pressure is greater than the reference pressure. Then, the rotational speed of the motor 7a of the compressor 7 is maintained at the rotational speed (step 160), and this process is terminated.

このように、モータ7aを基本回転数で回転しても、容器内が基準圧力に至らない場合には、モータ7aの回転数を上げる制御をして、圧縮空気の吐出量を増大するととしている。これにより、所望とする設定流量の酸素が得られるから、コンプレッサ7の性能劣化があっても、流量設定器75で設定した流量、濃度の酸素が得られることになり、酸素不足といった問題が解消されるわけである。   As described above, if the inside of the container does not reach the reference pressure even when the motor 7a is rotated at the basic rotation speed, control is performed to increase the rotation speed of the motor 7a to increase the discharge amount of the compressed air. . As a result, the desired set flow rate of oxygen can be obtained, so even if the performance of the compressor 7 deteriorates, the flow rate and concentration of oxygen set by the flow rate setting device 75 can be obtained, eliminating the problem of insufficient oxygen. That is why.

別例(例2)としては、検出最高圧力が、基準圧力に満たない場合、例えば、検出最高圧力が、30kPaの場合は、モータ7aの回転数を基本回転数から所定の回転数(例えば、100%アップの1200rpm)に上げる。そして、基準圧力以上が得られた場合には、一定時間(10分間)保持した後に元の基本回転数(600rpm)に戻す制御をする。そして、再度、窒素吸着容器内の最高圧力を検出し、この検出最高圧力と基準圧力(50kPa)とを比較して、前記した制御を繰り返すフィードバック制御をしてもよい。上記もしたように、コンプレッサ7の性能劣化により、圧縮空気の吐出量が低減するような場合でも、所定時間、その稼動が継続されてコンプレッサ7内が暖気状態となると、圧縮空気の吐出量の低下は自然解消される場合が多く、その後は安定した量の酸素が供給される場合が多い。したがって、このような場合には、回転数を下げる制御をすることで、電力消費の低減を図ることができるし、回転数の増加を一時的なものとすることで、騒音低下にも資することができる。   As another example (example 2), when the detected maximum pressure is less than the reference pressure, for example, when the detected maximum pressure is 30 kPa, the rotational speed of the motor 7a is changed from the basic rotational speed to a predetermined rotational speed (for example, 100% up to 1200 rpm). Then, when a reference pressure or higher is obtained, control is performed to return to the original basic rotational speed (600 rpm) after being held for a certain time (10 minutes). Then, the maximum pressure in the nitrogen adsorption container may be detected again, the detected maximum pressure may be compared with the reference pressure (50 kPa), and feedback control may be performed to repeat the above control. As described above, even when the discharge amount of the compressed air is reduced due to the deterioration of the performance of the compressor 7, if the operation is continued for a predetermined time and the compressor 7 is warmed up, the discharge amount of the compressed air is reduced. In many cases, the decrease is naturally resolved, and thereafter, a stable amount of oxygen is often supplied. Therefore, in such a case, it is possible to reduce power consumption by controlling to reduce the rotational speed, and to contribute to noise reduction by temporarily increasing the rotational speed. Can do.

図4は、この(例2)のフローチャートを示すものであるが、例1と異なるのは、図4に示したように、ステップ150の後である。本例では、窒素吸着容器内の最高圧力を検出し、それが基準圧力未満と判断された場合、モータ7aを基本回転数から所定の回転数(例えば1200rpm)に上げてコンプレッサ7を駆動する(ステップ130)。そして、所定時間後、加圧工程にある容器内のガス圧(検出最高圧力)を圧力センサ25により検出し(ステップ140)、検出された容器内の検出最高圧力と、基準圧力との比較を再度行う(ステップ150)。この結果、現在の検出最高圧力が、再度、基準圧力に満たないと判断されれば、モータ7aの回転数をさらに基本回転数より上げるフィードバック制御を行う一方、基準圧力以上あると判断されれば、その状態で一定時間(例えば10分)継続して稼動させ、その時間経過後に、モータ7aの回転数を設定流量に対応する基本回転数(600rpm)に下げる制御をする(ステップ160)。そして、図4のフローチャートに示したように、この制御を繰り返すのである。   FIG. 4 shows a flowchart of this (Example 2). However, the difference from Example 1 is after Step 150, as shown in FIG. In this example, when the maximum pressure in the nitrogen adsorption container is detected and determined to be less than the reference pressure, the motor 7a is raised from the basic rotation speed to a predetermined rotation speed (for example, 1200 rpm) to drive the compressor 7 ( Step 130). Then, after a predetermined time, the gas pressure (maximum detected pressure) in the container in the pressurizing process is detected by the pressure sensor 25 (step 140), and the detected maximum pressure in the container is compared with the reference pressure. Perform again (step 150). As a result, if it is determined that the current detected maximum pressure is less than the reference pressure again, feedback control is performed to further increase the rotational speed of the motor 7a above the basic rotational speed, while if it is determined that the detected pressure is greater than the reference pressure. In this state, the motor is continuously operated for a certain time (for example, 10 minutes), and after that time has elapsed, control is performed to reduce the rotational speed of the motor 7a to the basic rotational speed (600 rpm) corresponding to the set flow rate (step 160). Then, as shown in the flowchart of FIG. 4, this control is repeated.

本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の態様で実施できるし、変更して実施できる。上記においては、検出最高圧力が、基準圧力未満の場合のモータの回転数の最初の上げ幅を、単純に倍増となる設定としたが、この上げ幅は、基準圧力が得られるように設定すればよい。すなわち、基本回転数から所定回転数に回転数を上げる場合のその上げ幅は、最高検出圧力に応じて基準圧力が得られるモータの回転数を事前にチェックしておき、そのチェックに基づいて設定しておけばよい。もっとも、所定時間、コンプレッサの稼動が継続されてそれが暖気状態となると、圧縮空気の吐出量の低下は自然解消される場合が多いことを考慮すると、フィードバック制御をする場合には、基本回転数から所定回転数に回転数を上げる場合のその上げ幅は、基準圧力未満でもそれに近い圧力が得られる範囲において設定してもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various modes or modified without departing from the scope of the present invention. In the above, when the maximum detected pressure is less than the reference pressure, the initial increase in the number of rotations of the motor is set to be simply doubled. However, this increase may be set so that the reference pressure can be obtained. . In other words, when increasing the rotational speed from the basic rotational speed to the predetermined rotational speed, the range of increase is set based on the check of the rotational speed of the motor that obtains the reference pressure according to the maximum detected pressure in advance. Just keep it. Of course, if the compressor continues to operate for a predetermined period of time and becomes warmed up, the decrease in the amount of compressed air is often eliminated naturally. When the rotational speed is increased from a predetermined rotational speed to a predetermined rotational speed, the amount of increase may be set within a range in which a pressure close to or below the reference pressure can be obtained.

なお、圧力センサ25の取り付け(設置)位置は、前記例ではコンプレッサ7の吐出口と、窒素吸着容器31,32との間を接続する配管10〜12途中のうち、2つの窒素吸着容器31,32に向けて圧縮空気を搬送する、分岐される前(上流側)の配管10部位としたが、この設置位置はコンプレッサ7の性能劣化による吐出流量の低下が圧力(検出最高圧力)の低下として確認できる限り、どの位置に設けてもよい。したがって、吸着容器31,32自体又はその近傍、或いは製品タンク71又はその近傍に設けてもよい。ただし、上記例のように、加圧用の切換弁41,42の位置より上流側(コンプレッサ側)の配管10に設けるときは、圧力センサ25は1つで足りるし、コンプレッサ7の吐出口に近い位置となるため、圧力検出における応答性も良い。   In the above example, the pressure sensor 25 is attached (installed) in the middle of the pipes 10 to 12 connecting between the discharge port of the compressor 7 and the nitrogen adsorption containers 31 and 32. Although the pipe 10 before the branch (upstream side) that conveys compressed air toward the pipe 32 is used as the installation position, the drop in the discharge flow rate due to the deterioration of the performance of the compressor 7 is the drop in the pressure (maximum detected pressure). As long as it can be confirmed, it may be provided at any position. Therefore, you may provide in adsorption container 31, 32 itself or its vicinity, or product tank 71 or its vicinity. However, as in the above example, when the pressure switch 25 is provided in the pipe 10 on the upstream side (compressor side) from the position of the switching valves 41 and 42 for pressurization, one pressure sensor 25 is sufficient and it is close to the discharge port of the compressor 7. Since it becomes a position, the responsiveness in pressure detection is also good.

本発明の酸素濃縮装置を具体化した実施例の基本構成を説明するための配管系統図。The piping system figure for demonstrating the basic composition of the Example which actualized the oxygen concentration apparatus of this invention. 実施例の酸素濃縮装置の制御装置の構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows the structure of the control apparatus of the oxygen concentrator of an Example. 実施例の制御装置にて行われる処理を示すフローチャートの例1。Example 1 of a flowchart which shows processing performed with a control device of an example. 実施例の制御装置にて行われる処理を示すフローチャートの例2。Example 2 of the flowchart which shows the process performed with the control apparatus of an Example.

符号の説明Explanation of symbols

1 酸素濃縮装置
7 コンプレッサ
7a コンプレッサを駆動するモータ
25 ガスセンサ
31,32 窒素吸着容器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Oxygen concentrator 7 Compressor 7a Motor 25 which drives a compressor Gas sensor 31, 32 Nitrogen adsorption container

Claims (3)

窒素を優先的に吸着する窒素吸着剤を内部に有する窒素吸着容器内にコンプレッサによって圧縮空気を送り込むことで高濃度酸素ガスを生成する方式の酸素濃縮装置であって、
前記コンプレッサを駆動するモータに回転数が可変のものが用いられ、生成後に取り出される高濃度酸素ガスの流量に基づいて前記モータの回転数が設定されるように構成され、前記窒素吸着容器内に送り込まれる圧縮空気の検出最高圧力が、設定された基準圧力より低い場合に、前記モータの回転数を増加する制御をすることを特徴とする酸素濃縮装置。
An oxygen concentrator of a system that generates high-concentration oxygen gas by sending compressed air by a compressor into a nitrogen adsorption container having a nitrogen adsorbent that preferentially adsorbs nitrogen,
The motor that drives the compressor has a variable number of rotations, and is configured so that the number of rotations of the motor is set based on the flow rate of high-concentration oxygen gas taken out after generation. An oxygen concentrator that controls to increase the number of revolutions of the motor when the detected maximum pressure of the compressed air to be fed is lower than a set reference pressure.
請求項1において、前記窒素吸着容器内に送り込まれる圧縮空気の検出最高圧力が、設定された基準圧力より低い場合に、前記モータの回転数を、所定回転数に増加して所定時間継続して駆動し、その所定時間経過後に、増加前の回転数に戻す制御をすることを特徴とする酸素濃縮装置。   In Claim 1, when the maximum detected pressure of the compressed air sent into the nitrogen adsorption container is lower than a set reference pressure, the rotational speed of the motor is increased to a predetermined rotational speed and continued for a predetermined time. An oxygen concentrator that is driven and controlled to return to the rotational speed before the increase after a predetermined time has elapsed. 前記窒素吸着容器内に送り込まれる圧縮空気の検出最高圧力が、設定された基準圧力より低い場合に、前記モータの回転数を、検出最高圧力が、設定された基準圧力以上に保持されるまで増加する制御をすることを特徴とする、請求項1又は2に記載の酸素濃縮装置。   When the detected maximum pressure of the compressed air sent into the nitrogen adsorption container is lower than a set reference pressure, the number of rotations of the motor is increased until the detected maximum pressure is maintained above the set reference pressure. The oxygen concentrator according to claim 1 or 2, wherein control is performed.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010209036A (en) * 2009-03-12 2010-09-24 Taiyo Nippon Sanso Corp Methane concentration method
WO2010146870A1 (en) * 2009-06-18 2010-12-23 テルモ株式会社 Oxygen concentrator and start-up control method for same
JP2011000537A (en) * 2009-06-18 2011-01-06 Terumo Corp Oxygen concentrator and starting control method of the same
JP2011000274A (en) * 2009-06-18 2011-01-06 Terumo Corp Oxygen concentrator and start-up control method therefor
CN113501502A (en) * 2021-08-02 2021-10-15 湖州市南浔区精川智能驱动研究院 Direct-current brushless motor for medical oxygen generator

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09126176A (en) * 1995-10-30 1997-05-13 Hitachi Ltd Variable capacity compressor
JP2000060973A (en) * 1998-08-24 2000-02-29 Ikiken:Kk Operation control equipment for oxygen concentrator
JP2000354630A (en) * 1999-06-15 2000-12-26 Techno 21:Kk Oxygen concentration apparatus
JP2002253675A (en) * 2001-02-28 2002-09-10 Teijin Ltd Apparatus for concentrating oxygen for medical use

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09126176A (en) * 1995-10-30 1997-05-13 Hitachi Ltd Variable capacity compressor
JP2000060973A (en) * 1998-08-24 2000-02-29 Ikiken:Kk Operation control equipment for oxygen concentrator
JP2000354630A (en) * 1999-06-15 2000-12-26 Techno 21:Kk Oxygen concentration apparatus
JP2002253675A (en) * 2001-02-28 2002-09-10 Teijin Ltd Apparatus for concentrating oxygen for medical use

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010209036A (en) * 2009-03-12 2010-09-24 Taiyo Nippon Sanso Corp Methane concentration method
WO2010146870A1 (en) * 2009-06-18 2010-12-23 テルモ株式会社 Oxygen concentrator and start-up control method for same
JP2011000537A (en) * 2009-06-18 2011-01-06 Terumo Corp Oxygen concentrator and starting control method of the same
JP2011000274A (en) * 2009-06-18 2011-01-06 Terumo Corp Oxygen concentrator and start-up control method therefor
CN102458550A (en) * 2009-06-18 2012-05-16 泰尔茂株式会社 Oxygen concentrator and start-up control method for same
CN113501502A (en) * 2021-08-02 2021-10-15 湖州市南浔区精川智能驱动研究院 Direct-current brushless motor for medical oxygen generator

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