JP2009061110A - Oxygen concentrator - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve noise of an oxygen concentrator by reducing air flow noise to be caused in discharging pilot pressure (air pressure) when a pilot type solenoid valve is used as a flow path switching valve to be mounted on an adsorption type oxygen concentrator. <P>SOLUTION: The pressure swing adsorption type oxygen concentrator comprises at least one adsorbing cylinder filled with adsorbent preferably adsorbing nitrogen rather than oxygen; the flow path switching valve for repeating in fixed timing a desorbing process for decompressing the adsorbing cylinder and regenerating the adsorbent; an air compressing means having at least one or more compression chambers for supplying pressurized air to the adsorbing cylinder; and a sound insulation box for preventing the noise of the air compressing means. In the oxygen concentrator, the flow path switching valve is the pilot type solenoid valve, the pilot pressure discharge port of the flow path switching valve is introduced into the sound insulation box, and the noise to be caused by the pilot pressure to be discharged from the flow path switching valve is prevented by the sound insulation box. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、酸素よりも窒素を優先的に吸着する吸着材を用いた圧力変動吸着型の酸素濃縮装置に関するものであり、特に慢性呼吸器疾患患者などに対して行われる酸素吸入療法に使用する医療用酸素濃縮装置に関するものである。   The present invention relates to a pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrator using an adsorbent that preferentially adsorbs nitrogen over oxygen, and is particularly used for oxygen inhalation therapy performed on patients with chronic respiratory diseases. The present invention relates to a medical oxygen concentrator.

さらに詳細には、吸着材を充填した吸着筒において圧力変動を発生させるために気体の流路を切り換えるパイロット式流路切換弁のパイロット圧排気流路を改良し、騒音を改善することができる圧力変動吸着型酸素濃縮装置に関するものである。   More specifically, the pressure fluctuation that can improve noise by improving the pilot pressure exhaust flow path of the pilot-type flow path switching valve that switches the gas flow path to generate pressure fluctuation in the adsorption cylinder filled with the adsorbent The present invention relates to an adsorption-type oxygen concentrator.

近年、喘息、肺気腫症、慢性気管支炎等の呼吸器系器官の疾患に苦しむ患者が増加する傾向にあるが、その治療法として最も効果的なもののひとつに酸素吸入療法がある。かかる酸素吸入療法とは、酸素ガスあるいは酸素富化空気を患者に吸入させるものである。その供給源として、酸素濃縮装置、液体酸素、酸素ガスボンベ等が知られているが、使用時の便利さや保守管理の容易さから、在宅酸素療法には酸素濃縮装置が主流で用いられている。   In recent years, the number of patients suffering from respiratory organ diseases such as asthma, emphysema, and chronic bronchitis has been increasing. One of the most effective treatment methods is oxygen inhalation therapy. Such oxygen inhalation therapy is to allow a patient to inhale oxygen gas or oxygen-enriched air. Oxygen concentrators, liquid oxygen, oxygen gas cylinders, and the like are known as supply sources, but oxygen concentrators are mainly used in home oxygen therapy because of convenience during use and ease of maintenance.

酸素濃縮装置は、空気中の約21%の酸素を濃縮して供給する装置であり、それには酸素を選択的に透過する膜を用いた膜式酸素濃縮装置と、窒素または酸素を優先的に吸着しうる吸着材を用いた圧力変動吸着型酸素濃縮装置があるが、得られる酸素濃度の点から圧力変動吸着型酸素濃縮装置が主流になっている。   The oxygen concentrator is a device that concentrates and supplies about 21% of oxygen in the air, and includes a membrane oxygen concentrator using a membrane that selectively permeates oxygen and nitrogen or oxygen preferentially. There is a pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrator using an adsorbent that can be adsorbed, but the pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrator is the mainstream in terms of the obtained oxygen concentration.

圧力変動吸着型酸素濃縮装置は、酸素よりも窒素を選択的に吸着する吸着材として5A型や13X型、Li−X型などのモレキュラーシーブゼオライトを充填した吸着筒に、コンプレッサで圧縮された空気を供給することにより加圧条件下で窒素を吸着させ、未吸着の酸素濃縮ガスを得る加圧吸着工程と、前記吸着筒内の圧力を大気圧またはそれ以下に減じて、吸着材に吸着された窒素をパージすることで吸着材の再生を行う減圧工程を交互に繰り返し行うことで、高濃度酸素ガスを連続的に生成することができる。   The pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrator is an air compressed by a compressor in an adsorption cylinder filled with molecular sieve zeolite such as 5A type, 13X type, and Li-X type as an adsorbent that selectively adsorbs nitrogen rather than oxygen. By adsorbing nitrogen under pressurized conditions to obtain unadsorbed oxygen-enriched gas, and reducing the pressure in the adsorption cylinder to atmospheric pressure or lower and adsorbing to the adsorbent. By alternately repeating the decompression step of regenerating the adsorbent by purging nitrogen, high-concentration oxygen gas can be continuously generated.

本発明のような酸素濃縮装置では、通常2本以上の吸着筒を有しており、一方の吸着筒が加圧吸着工程のときは、他方の吸着筒では減圧工程にし、両工程を順次切り換え実施することによって、連続して酸素濃縮ガスを生成できるようにしているが、これらの吸着筒を一定サイクルで切り換えるために、2方弁や3方弁の流路切換弁が使用されている。   The oxygen concentrator as in the present invention usually has two or more adsorption cylinders. When one adsorption cylinder is a pressure adsorption process, the other adsorption cylinder is set to a decompression process, and both processes are sequentially switched. By implementing this, oxygen-enriched gas can be continuously generated. However, in order to switch these adsorption cylinders at a constant cycle, a two-way valve or a three-way valve switching valve is used.

現在の酸素濃縮装置では低消費電力の要求があるため、前記流路切換弁にパイロット式の電磁弁が使用されることがある。パイロット式の電磁弁は、電力で駆動されるのはパイロット弁としての小弁であり、パイロット圧(空気圧)によって大きい主弁を作動させるために、流路切換弁の消費電力を小さくできるというメリットがある(特許文献1、特許文献2、特許文献3)。   Since current oxygen concentrators require low power consumption, a pilot-type solenoid valve may be used as the flow path switching valve. The pilot-type solenoid valve is a small valve as a pilot valve that is driven by electric power. Since the large main valve is operated by the pilot pressure (air pressure), the power consumption of the flow path switching valve can be reduced. (Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3).

しかしながら、パイロット式の流路切換弁を使用した酸素濃縮器では、弁の開閉時にパイロット圧を排気する工程が存在するため、流路切換弁から発生する気流音が大きいという問題がある。かかる問題の解決方法として、パイロット圧排気口に焼結金属で構成された消音器を取り付けたパイロット式電磁弁が市販されているが、高周波騒音の消音は十分であっても、低周波騒音の効果は十分ではない。また窒素ガスをパージする配管にパイロット圧を排気して、窒素パージ用の消音器を併用して消音する方法も提案され、それを搭載した酸素濃縮装置も市販されているが、パイロット圧の排気タイミングと窒素パージのタイミングが重なるために、背圧が高くなり、結果として十分なパイロット圧排気が行われなくなり、主弁の開閉に誤動作を発生させる原因となっていた。   However, in an oxygen concentrator using a pilot-type flow path switching valve, there is a process in which a pilot pressure is exhausted when the valve is opened and closed. As a solution to this problem, a pilot-type solenoid valve with a silencer made of sintered metal attached to the pilot pressure exhaust port is commercially available. The effect is not enough. In addition, a method of exhausting the pilot pressure to the piping for purging nitrogen gas and silencing with a nitrogen purge silencer has been proposed, and oxygen concentrators equipped with it are also commercially available. Since the timing and the timing of the nitrogen purge overlap, the back pressure becomes high, and as a result, sufficient pilot pressure exhaust is not performed, causing a malfunction in the opening and closing of the main valve.

これらの問題を解決する方法として、流路切換弁本体を遮音ボックスで囲い、切換弁から発生する騒音を静音化する方法が提案されているが、デッドスペースの増大や遮音ボックスの大型化が避けられず装置の小型軽量化が困難であり、組立性・メンテナンス性が悪化するなど、種々の問題が残っている(特許文献4)。   As a method for solving these problems, a method has been proposed in which the flow path switching valve body is surrounded by a sound insulation box to silence the noise generated from the changeover valve. However, it is difficult to reduce the size and weight of the apparatus, and various problems remain such as deterioration in assemblability and maintainability (Patent Document 4).

特開2006−62932号公報JP 2006-62932 A 特開2005−329251号公報JP 2005-329251 A 特開昭62−140619号公報JP-A-62-140619 特開平7−255851号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-255851

本発明は、かかる装置の流路切換弁配管を見直すことによって、パイロット式電磁弁を流路切換弁として使用した酸素濃縮装置において、パイロット圧を排気するときに伴う気流音を改善し、低騒音化を実現した装置を提供することを目的とする。   The present invention improves the air flow noise associated with exhausting pilot pressure in an oxygen concentrator using a pilot type solenoid valve as a flow switching valve by reviewing the flow switching valve piping of such a device. An object of the present invention is to provide a device that realizes the system.

かかる課題に対して本発明者は鋭意検討した結果、以下の酸素濃縮装置を見出した。すなわち本発明は、酸素よりも窒素を優先的に吸着する吸着材を充填した少なくとも1個の吸着筒と、該吸着筒を減圧し吸着材を再生する脱着工程を一定タイミングで繰り返すための流路切換弁と、該吸着筒に圧縮空気を供給するための圧縮室を1個以上有する空気圧縮手段と、該空気圧縮手段の騒音を防音するための遮音ボックスを備えた圧力変動吸着型酸素濃縮装置において、該流路切換弁がパイロット式の電磁弁であり、該流路切換弁のパイロット圧排気口と該遮音ボックスとを接続する接続管路を備え、流路切換弁から排出されるパイロット圧が発生する騒音を遮音ボックス内に導入することで防音することを特徴とする酸素濃縮装置を提供するものである。   As a result of diligent studies on the problem, the present inventors have found the following oxygen concentrator. That is, the present invention provides at least one adsorption cylinder filled with an adsorbent that preferentially adsorbs nitrogen over oxygen, and a flow path for repeating the desorption process of depressurizing the adsorbent and regenerating the adsorbent at a fixed timing. Pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrating apparatus comprising a switching valve, an air compression means having one or more compression chambers for supplying compressed air to the adsorption cylinder, and a sound insulation box for preventing noise from the air compression means The flow path switching valve is a pilot-type solenoid valve, and includes a connection line connecting the pilot pressure exhaust port of the flow path switching valve and the sound insulation box, and the pilot pressure discharged from the flow path switching valve It is an object of the present invention to provide an oxygen concentrator that is soundproofed by introducing noise generated in the sound insulation box.

また本発明は、該流路切換弁がパイロット式の電磁弁であり、流路を1方向に切り換えることができる2方弁、或いは流路を2方向に切り換えることができる3方弁であることを特徴とする、酸素濃縮器を提供するものである。   In the present invention, the flow path switching valve is a pilot-type electromagnetic valve, and is a two-way valve capable of switching the flow path in one direction or a three-way valve capable of switching the flow path in two directions. An oxygen concentrator is provided.

本発明の酸素濃縮装置を使用することにより特に2kHz以下の騒音を大きく低減し、酸素濃縮装置の静穏化を改善できていることができる。   By using the oxygen concentrator of the present invention, particularly noise of 2 kHz or less can be greatly reduced, and the quietness of the oxygen concentrator can be improved.

本発明の酸素濃縮装置の実施態様例を、図面を用いて説明する。
図1は、本発明の一実施形態である圧力変動吸着型酸素濃縮装置を例示した概略装置構成図である。この図1において、1は酸素濃縮装置、3は加湿された酸素富化空気を吸入する使用者(患者)を示す。圧力変動吸着型酸素濃縮装置1は、外部空気取り込みフィルタ101、吸気消音器102、コンプレッサ103、流路切換弁104、吸着筒105、逆止弁106、製品タンク107、調圧弁108、流量設定手段109、パーティクルフィルタ110を備える。これにより外部から取り込んだ原料空気から酸素ガスを濃縮した酸素富化空気を製造することができる。また、酸素濃縮装置の筐体内には、生成された酸素富化空気を加湿するための加湿器201、前記流量設定手段109の設定値と、酸素濃度センサ301、流量センサ302の測定値を用いて、コンプレッサや流路切換弁を制御する制御手段401、コンプレッサの騒音を防音するためのコンプレッサボックス501、コンプレッサを冷却するための冷却ファン502が内蔵されている。
Embodiment examples of the oxygen concentrator of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic device configuration diagram illustrating a pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrator as an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an oxygen concentrator, and 3 denotes a user (patient) who inhales humidified oxygen-enriched air. The pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrator 1 includes an external air intake filter 101, an intake silencer 102, a compressor 103, a flow path switching valve 104, an adsorption cylinder 105, a check valve 106, a product tank 107, a pressure regulating valve 108, a flow rate setting means. 109 and a particle filter 110 are provided. Thereby, oxygen-enriched air obtained by concentrating oxygen gas from the raw material air taken in from the outside can be produced. Further, the humidifier 201 for humidifying the generated oxygen-enriched air, the set value of the flow rate setting means 109, and the measured values of the oxygen concentration sensor 301 and the flow rate sensor 302 are used in the casing of the oxygen concentrator. A control means 401 for controlling the compressor and the flow path switching valve, a compressor box 501 for preventing noise from the compressor, and a cooling fan 502 for cooling the compressor are incorporated.

まず外部から取り込まれる原料空気は、塵埃などの異物を取り除くための外部空気取り込みフィルタ101、吸気消音器102を備えた空気取り込み口から取り込まれる。このとき、通常の空気中には、約21%の酸素ガス、約77%の窒素ガス、0.8%のアルゴンガス、水蒸気ほかのガスが1.2%含まれている。かかる装置では、呼吸用ガスとして必要な酸素ガスのみを濃縮して取り出す。   First, raw material air taken in from the outside is taken in from an air intake port provided with an external air intake filter 101 and an intake silencer 102 for removing foreign matters such as dust. At this time, the normal air contains 1.2% of oxygen gas of about 21%, nitrogen gas of about 77%, argon gas of 0.8%, water vapor and the like. In such an apparatus, only oxygen gas necessary as a breathing gas is concentrated and extracted.

この酸素ガスの取り出しは、原料空気を酸素ガス分子よりも窒素ガス分子を選択的に吸着するゼオライトなどからなる吸着材が充填された吸着筒に対して、流路切換弁104によって対象とする吸着筒を順次切り換えながら、原料空気をコンプレッサ103により加圧して供給し、吸着筒内で原料空気中に含まれる約77%の窒素ガスを選択的に吸着除去する。   The oxygen gas is taken out from the adsorption cylinder filled with an adsorbent made of zeolite or the like that selectively adsorbs nitrogen gas molecules rather than oxygen gas molecules. While the cylinders are sequentially switched, the source air is pressurized and supplied by the compressor 103, and approximately 77% of nitrogen gas contained in the source air is selectively adsorbed and removed in the adsorption cylinder.

前記の吸着筒としては、前記吸着材を充填した円筒状容器で形成され、通常、1筒式、2筒式の他に3筒以上の多筒式が用いられるが、連続的かつ効率的に原料空気から酸素富化空気を製造するためには、多筒式の吸着筒を使用することが好ましい。また、前記のコンプレッサとしては、揺動型空気圧縮機が用いられるほか、スクリュー式、ロータリー式、スクロール式などの回転型空気圧縮機が用いられる場合もある。また、このコンプレッサを駆動する電動機の電源は、交流であっても直流であってもよい。   The adsorption cylinder is formed of a cylindrical container filled with the adsorbent, and usually a multi-cylinder type of three or more cylinders is used in addition to the one-cylinder type and the two-cylinder type. In order to produce oxygen-enriched air from raw material air, it is preferable to use a multi-cylinder type adsorption cylinder. As the compressor, a swing type air compressor may be used, and a rotary type air compressor such as a screw type, a rotary type, or a scroll type may be used. Further, the power source of the electric motor that drives the compressor may be alternating current or direct current.

前記吸着筒105で吸着されなかった酸素ガスを主成分とする酸素富化空気は、吸着筒へ逆流しないように設けられた逆止弁106を介して、製品タンク107に流入する。   Oxygen-enriched air mainly composed of oxygen gas that has not been adsorbed by the adsorption cylinder 105 flows into the product tank 107 through a check valve 106 provided so as not to flow backward to the adsorption cylinder.

また、吸着筒内に充填された吸着材に吸着された窒素ガスは、新たに導入される原料空気から再度窒素ガスを吸着するために吸着材から脱着させる必要がある。このために、コンプレッサによって実現される加圧状態から、流路切換弁によって減圧状態(例えば大気圧状態又は負圧状態)に切り換え、吸着されていた窒素ガスを脱着させて吸着材を再生させる。この脱着工程において、その脱着効率を高めるため、吸着工程中の吸着筒の製品端側或いは製品タンクから酸素富化空気をパージガスとして逆流させるようにしてもよい。通常、窒素を脱着させるときには大きな気流音が発生するため、一般的には窒素排気消音器503が用いられる。   Further, the nitrogen gas adsorbed by the adsorbent filled in the adsorption cylinder needs to be desorbed from the adsorbent in order to adsorb the nitrogen gas again from the newly introduced raw material air. For this purpose, the pressurized state realized by the compressor is switched to the reduced pressure state (for example, the atmospheric pressure state or the negative pressure state) by the flow path switching valve, and the adsorbed material is regenerated by desorbing the adsorbed nitrogen gas. In this desorption process, in order to increase the desorption efficiency, oxygen-enriched air may be allowed to flow back as a purge gas from the product end side or product tank of the adsorption cylinder during the adsorption process. In general, a loud air flow noise is generated when nitrogen is desorbed, so a nitrogen exhaust silencer 503 is generally used.

原料空気から生成された酸素富化空気は、製品タンクへ蓄えられる。この製品タンクに蓄えられた酸素富化空気は、例えば95%といった高濃度の酸素ガスを含んでおり、調圧弁108や流量設定手段109などによってその供給流量と圧力とが制御されながら、加湿器201へ供給され、加湿された酸素富化空気が患者に供給される。かかる加湿器には、水分透過膜を有する水分透過膜モジュールによって、外部空気から水分を取り込んで乾燥状態の酸素富化空気へ供給する無給水式加湿器や、水を用いたバブリング式加湿器、或いは表面蒸発式加湿器を用いることが出来る。   Oxygen-enriched air generated from the raw air is stored in the product tank. The oxygen-enriched air stored in this product tank contains high-concentration oxygen gas, for example, 95%, and the humidifier is controlled while the supply flow rate and pressure are controlled by the pressure regulating valve 108 and the flow rate setting means 109. Supplied to 201 and humidified oxygen-enriched air is supplied to the patient. In such a humidifier, a moisture permeable membrane module having a moisture permeable membrane takes in moisture from external air and supplies it to dry oxygen-enriched air, a bubbling humidifier using water, Alternatively, a surface evaporation humidifier can be used.

また、流量設定手段109の設定値を検知し、制御手段401によりコンプレッサの電動機の回転数を制御することで吸着筒への供給風量を制御する。設定流量が低流量の場合には回転数を落とすことで生成酸素量を抑え、且つ消費電力の低減を図ることができる。   Further, the set value of the flow rate setting means 109 is detected, and the control means 401 controls the number of rotations of the compressor motor, thereby controlling the amount of air supplied to the adsorption cylinder. When the set flow rate is low, the amount of generated oxygen can be suppressed and the power consumption can be reduced by reducing the rotation speed.

通常、コンプレッサは耳障りな騒音を発生するため、これを防音するためにコンプレッサボックス501の中に設置される。また酸素濃縮装置のほとんどの発熱量はコンプレッサから発生されるため、コンプレッサボックスには冷却ファン502を設置して、コンプレッサを冷却する。冷却ファンとしては、軸流式の冷却ファンや遠心型のブロアなどが用いられる。駆動方式は交流であっても直流であっても構わない。過冷却の防止や低騒音化を図るために、冷却ファンの回転数を制御することも実施されている。また、冷却風の向きは、コンプレッサボックス内の空気を換気する強制対流方式や、コンプレッサに冷却風を直接当てる強制空冷方式のどちらを使用してもかまわない。   Since the compressor usually generates annoying noise, the compressor is installed in the compressor box 501 to prevent the noise. Also, since most of the calorific value of the oxygen concentrator is generated from the compressor, a cooling fan 502 is installed in the compressor box to cool the compressor. As the cooling fan, an axial flow type cooling fan, a centrifugal blower, or the like is used. The driving method may be alternating current or direct current. In order to prevent overcooling and reduce noise, the rotation speed of the cooling fan is also controlled. The direction of the cooling air may be either a forced convection method that ventilates the air in the compressor box or a forced air cooling method that directly applies the cooling air to the compressor.

図2は、本発明の酸素濃縮器に使用される流路切換弁104をさらに詳しく示したものである。本図では2方弁を4個使用する方法を示しているが、3方弁を2個使用する方法でも構わない。本図において、601が流路切換弁マニホールドを、602がパイロット式電磁弁を、603がパイロット圧排気管を、501がコンプレッサボックスを示す。コンプレッサ側から供給される原料空気は、原料空気供給配管604を通って、各パイロット式電磁弁602で流路を切り換えられ、吸着筒105に供給される。また脱着工程では、吸着筒105からパイロット式電磁弁602を通り、窒素排気管605を通じて排気される。   FIG. 2 shows the flow path switching valve 104 used in the oxygen concentrator of the present invention in more detail. Although this figure shows a method using four two-way valves, a method using two three-way valves may be used. In this figure, 601 is a flow path switching valve manifold, 602 is a pilot solenoid valve, 603 is a pilot pressure exhaust pipe, and 501 is a compressor box. The source air supplied from the compressor side passes through the source air supply pipe 604, the flow path is switched by each pilot solenoid valve 602, and is supplied to the adsorption cylinder 105. Further, in the desorption process, the adsorption cylinder 105 passes through the pilot solenoid valve 602 and is exhausted through the nitrogen exhaust pipe 605.

それぞれの流路切換弁が駆動するときには、パイロット圧によって駆動され、本発明にて使用したノーマルクローズ式のパイロット式電磁弁では、パイロット圧付加されているときに主弁は閉、パイロット圧が排気されて付加していないときに主弁は開に動作する。主弁が閉から開に動作する際に、パイロット圧が排気されることになるが、この時に大きな気流音が発生する。本発明では、パイロット圧排気を防音性能を有したコンプレッサボックス501に導入し排気することで、静音化した酸素濃縮装置を実現している。   When each flow path switching valve is driven, it is driven by the pilot pressure. In the normally closed pilot type solenoid valve used in the present invention, the main valve is closed and the pilot pressure is exhausted when the pilot pressure is applied. The main valve operates to open when not added. When the main valve operates from closing to opening, the pilot pressure is exhausted. At this time, a large air flow noise is generated. In the present invention, pilot pressure exhaust is introduced into a compressor box 501 having soundproof performance and exhausted to realize a silent oxygen concentrator.

以下に本発明の酸素濃縮装置の好適な具体実施例について説明する。本実施例で使用した酸素濃縮装置は、酸素よりも窒素を選択的に吸着し得る吸着材としてLi−X型ゼオライトを充填した2本の吸着筒と、該吸着筒へ圧縮空気を供給するコンプレッサを具備し、生成できる酸素は濃度90容量%以上で、最大酸素流量3L/minの能力を有する装置を使用した。また、パイロット圧排気管には硬質ナイロンチューブを使用した。   Hereinafter, preferred specific examples of the oxygen concentrator of the present invention will be described. The oxygen concentrator used in this example is composed of two adsorption cylinders filled with Li-X zeolite as an adsorbent capable of selectively adsorbing nitrogen rather than oxygen, and a compressor for supplying compressed air to the adsorption cylinder The oxygen which can be produced | generated and the density | concentration of 90 volume% or more and the apparatus which has the capability of the maximum oxygen flow rate of 3 L / min were used. A rigid nylon tube was used for the pilot pressure exhaust pipe.

比較例として、パイロット圧排気を切換弁マニホールド外に直接排気した場合と、焼結金属でできた消音器によって消音した場合(図3の構成)を比較した。パイロット圧排気を窒素排気管に排気する方法(図4の構成)は、製品酸素濃度の低下や消費電力の上昇といった基本性能が低下するため、本実施例では提示しない。   As a comparative example, a comparison was made between the case where pilot pressure exhaust was exhausted directly outside the switching valve manifold and the case where sound was silenced by a silencer made of sintered metal (configuration in FIG. 3). The method of exhausting pilot pressure exhaust gas to the nitrogen exhaust pipe (configuration shown in FIG. 4) is not presented in this embodiment because basic performance such as reduction in product oxygen concentration and increase in power consumption is reduced.

なお、酸素濃縮装置の運転条件および環境条件は全て同一とし、環境温度25℃において、最大酸素流量3L/minで運転し、性能が安定したところで、A特性音圧レベルを測定した。その結果、図5に示すように本発明の酸素濃縮装置を使用することにより、2kHz以下の騒音が大きく低下しており、酸素濃縮装置の騒音を改善できていることが分かる。   The operating conditions and the environmental conditions of the oxygen concentrator were all the same, and the A characteristic sound pressure level was measured when the operation was stabilized at a maximum oxygen flow rate of 3 L / min at an environmental temperature of 25 ° C. As a result, as shown in FIG. 5, by using the oxygen concentrator of the present invention, the noise of 2 kHz or less is greatly reduced, and it can be seen that the noise of the oxygen concentrator can be improved.

本発明の酸素濃縮装置の実施態様例である圧力変動吸着型酸素濃縮装置の模式図。The schematic diagram of the pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrator which is an embodiment of the oxygen concentrator of the present invention. 本発明の酸素濃縮装置に搭載される流路切換弁の構造図。The structural diagram of the flow-path switching valve mounted in the oxygen concentration apparatus of this invention. パイロット圧排気の消音に、一般的な消音器を使用した流路切換弁の構造図。The block diagram of the flow-path switching valve which uses a general silencer for the silence of pilot pressure exhaust. パイロット圧排気を窒素ガス排気管に導入して消音化を図った流路切換弁の構造図。FIG. 3 is a structural diagram of a flow path switching valve in which pilot pressure exhaust is introduced into a nitrogen gas exhaust pipe to achieve silence. パイロット圧排気を切換弁マニホールド外に直接排気した場合と、同排気を焼結金属でできた消音器を通して消音化した場合と、本発明による構成を実施した場合の、A特性音圧レベル。A characteristic sound pressure level when pilot pressure exhaust is exhausted directly outside the switching valve manifold, when the exhaust is silenced through a silencer made of sintered metal, and when the configuration according to the present invention is implemented.

符号の説明Explanation of symbols

1:酸素濃縮装置
2:無給水式加湿器
3:使用者
101:外部空気取り込みフィルタ
102:吸気消音器
103:コンプレッサ
104:流路切換弁
105:吸着筒
106:逆止弁
107:製品タンク
108:調圧弁
109:流量設定手段
110:パーティクルフィルタ
201:加湿器
301:酸素濃度センサ
302:流量センサ
401:制御手段
501:コンプレッサボックス
502:冷却ファン
503:窒素排気消音器
504:パイロット圧排気配管
601:流路切換弁マニホールド
602:パイロット式電磁弁(2方弁)
603:パイロット圧排気管
604:原料空気供給配管
605:窒素ガス排気管
606:パイロット圧排気消音器(焼結金属消音器)
1: Oxygen concentrator 2: Waterless humidifier 3: User
101: External air intake filter
102: Intake silencer
103: Compressor
104: Flow path switching valve
105: Adsorption cylinder
106: Check valve
107: Product tank
108: Pressure regulating valve
109: Flow rate setting method
110: Particle filter
201: Humidifier
301: Oxygen concentration sensor
302: Flow sensor
401: Control means
501: Compressor box
502: Cooling fan
503: Nitrogen exhaust silencer
504: Pilot pressure exhaust piping
601: Flow path switching valve manifold
602: Pilot type solenoid valve (two-way valve)
603: Pilot pressure exhaust pipe
604: Raw material air supply piping
605: Nitrogen gas exhaust pipe
606: Pilot pressure exhaust silencer (sintered metal silencer)

Claims (3)

酸素よりも窒素を優先的に吸着する吸着材を充填した吸着筒と、該吸着筒に圧縮空気を供給する空気圧縮手段と、該吸着筒を加圧し圧縮空気中の窒素を吸着し未吸着の酸素を生成する吸着工程と、該吸着筒を減圧し吸着材を再生する脱着工程とを一定タイミングで繰り返すための流路切換弁と、該空気圧縮手段を取り囲む遮音ボックスとを備えた圧力変動吸着型酸素濃縮装置において、該流路切換弁がパイロット式の電磁弁であり、該流路切換弁のパイロット圧排気口と該遮音ボックスとを接続する接続管路を備えることを特徴とする酸素濃縮装置。   An adsorption cylinder filled with an adsorbent that preferentially adsorbs nitrogen over oxygen, an air compression means for supplying compressed air to the adsorption cylinder, and pressurizing the adsorption cylinder to adsorb nitrogen in the compressed air Pressure fluctuation adsorption provided with a flow path switching valve for repeating an adsorption process for generating oxygen and a desorption process for depressurizing the adsorption cylinder and regenerating the adsorbent at a fixed timing, and a sound insulation box surrounding the air compression means In the oxygen concentration apparatus, the flow path switching valve is a pilot-type solenoid valve, and the oxygen concentration apparatus is provided with a connection pipe line that connects the pilot pressure exhaust port of the flow path switching valve and the sound insulation box apparatus. 該流路切換弁がパイロット式の電磁弁であり、流路を1方向に切り換えることができる2方弁であることを特徴とする、請求項1記載の酸素濃縮装置。   2. The oxygen concentrator according to claim 1, wherein the flow path switching valve is a pilot-type electromagnetic valve and is a two-way valve capable of switching the flow path in one direction. 該流路切換弁がパイロット式の電磁弁であり、流路を2方向に切り換えることができる3方弁であることを特徴とする、請求項1記載の酸素濃縮装置。   2. The oxygen concentrator according to claim 1, wherein the flow path switching valve is a pilot type electromagnetic valve and is a three-way valve capable of switching the flow path in two directions.
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