JP2014000241A - Oxygen concentrator - Google Patents

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Tetsuya Ukon
哲哉 右近
Keita Kondo
啓太 近藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that when the flow rate of concentrated oxygen gas taken from a take-out port is low, the flow rate becomes unstable.SOLUTION: In the oxygen concentrator of the present invention, control is carried out differently depending on whether the flow rate of concentrated oxygen gas taken from a take-out port is greater than or not greater than a predetermined value. When the flow rate of the concentrated oxygen gas from the take-out port is not greater than the predetermined value, processes for pressure equalization, simultaneous pressurization, pressurization/depressurization, oxygen supply, and purge are carried out before the adsorption cylinder from which the concentrated oxygen gas is supplied to an oxygen tank is switched from a first adsorption cylinder to a second adsorption cylinder.

Description

本発明は、酸素濃縮ガスを外部へ供給する酸素濃縮装置に関するものである。   The present invention relates to an oxygen concentrator for supplying oxygen-enriched gas to the outside.

酸素濃縮装置は、外部から吸い込んだ空気を圧縮するコンプレッサと、コンプレッサから圧縮空気が供給され、その圧縮空気中の窒素を吸着する吸着剤が収納された第1吸着筒及び第2吸着筒とを備えている。この酸素濃縮装置では、コンプレッサで圧縮された空気が、第1吸着筒及び第2吸着筒に交互に供給され、第1吸着筒及び第2吸着筒から酸素タンクに酸素濃縮ガスが供給される。そして、酸素タンクに供給された酸素濃縮ガスは、取出口から外部へ取り出される。ここで、例えば、コンプレッサで圧縮された空気が第1吸着筒に供給されている間(第1吸着筒が加圧されている間)は、第2吸着筒が大気開放されることで減圧される。そして、第1吸着筒から酸素タンクに酸素濃縮ガスが供給されると、コンプレッサで圧縮された空気が第2吸着筒に供給されると共に、第1吸着筒が大気開放されることで減圧される。したがって、このPSA(Pressure Swing Adsorption System)酸素濃縮装置では、第1吸着筒及び第2吸着筒の圧力が、大気圧より高い圧力範囲において変動する。   The oxygen concentrator includes a compressor that compresses air sucked from the outside, and a first adsorption cylinder and a second adsorption cylinder that are supplied with compressed air from the compressor and store an adsorbent that adsorbs nitrogen in the compressed air. I have. In this oxygen concentrator, the air compressed by the compressor is alternately supplied to the first adsorption cylinder and the second adsorption cylinder, and the oxygen enriched gas is supplied from the first adsorption cylinder and the second adsorption cylinder to the oxygen tank. The oxygen-enriched gas supplied to the oxygen tank is taken out from the take-out port. Here, for example, while the air compressed by the compressor is supplied to the first adsorption cylinder (while the first adsorption cylinder is pressurized), the pressure is reduced by opening the second adsorption cylinder to the atmosphere. The When the oxygen-enriched gas is supplied from the first adsorption cylinder to the oxygen tank, the air compressed by the compressor is supplied to the second adsorption cylinder, and the pressure is reduced by opening the first adsorption cylinder to the atmosphere. . Therefore, in this PSA (Pressure Swing Adsorption System) oxygen concentrator, the pressure in the first adsorption cylinder and the second adsorption cylinder fluctuates in a pressure range higher than atmospheric pressure.

ところで、吸着剤の吸着効率は、圧力が低いときに高く、圧力が高くなると低下することが知られている。したがって、上記のPSA酸素濃縮装置のように、第1吸着筒及び第2吸着筒の圧力が、大気圧より高い圧力範囲において変動する場合は、吸着効率が低いという問題がある。   Incidentally, it is known that the adsorption efficiency of the adsorbent is high when the pressure is low and decreases when the pressure is high. Therefore, when the pressures of the first adsorption cylinder and the second adsorption cylinder fluctuate in a pressure range higher than the atmospheric pressure as in the PSA oxygen concentrator described above, there is a problem that the adsorption efficiency is low.

そこで、上記のPSA酸素濃縮装置のように、酸素濃縮ガスを酸素タンクに供給した後において吸着筒を大気開放して減圧するのではなく、酸素濃縮ガスを酸素タンクに供給した後において吸着筒を真空ポンプによって吸引して減圧するVPSA(Vacuum Pressure Swing Adsorption System)酸素濃縮装置がある。このVPSA酸素濃縮装置では、第1吸着筒及び第2吸着筒の圧力が、大気圧より高い圧力と大気圧より低い圧力との間の圧力範囲で変動するので、吸着剤の吸着効率が向上する。   Therefore, as in the above PSA oxygen concentrator, the adsorption cylinder is not opened to the atmosphere after the oxygen concentrated gas is supplied to the oxygen tank and depressurized, but the adsorption cylinder is supplied after the oxygen concentrated gas is supplied to the oxygen tank. There is a VPSA (Vacuum Pressure Swing Adsorption System) oxygen concentrator that sucks and depressurizes with a vacuum pump. In this VPSA oxygen concentrator, the pressure in the first adsorption cylinder and the second adsorption cylinder fluctuates in a pressure range between a pressure higher than atmospheric pressure and a pressure lower than atmospheric pressure, so that the adsorption efficiency of the adsorbent is improved. .

特開2008−137853号公報JP 2008-137853 A

ここで、VPSA酸素濃縮装置では、PSA酸素濃縮装置と比べて、吸着筒から取り出される酸素濃縮ガスの圧力が低いため、酸素タンク内の圧力も低い傾向がある。吸着筒内の圧力変化の一例として、図4(a)のPSA酸素濃縮装置における吸着筒から酸素タンクへの酸素濃縮ガスの取り出し圧力(酸素濃縮ガスを吸着筒から酸素タンクに取り出すタイミングは、吸着筒内の圧力が最大になる付近でおこなう)が約140kPaであるのに対し、図4(b)のVPSA酸素濃縮装置における吸着筒からの酸素濃縮ガスの取り出し圧力は約60kPaである。そして、酸素濃縮装置の取出口からの酸素濃縮ガスの取り出し流量を少なくして運転する場合に、消費電力を抑えるために、コンプレッサ等の運転能力を低くする場合があるが、そのとき吸着筒からの酸素濃縮ガスの取り出し圧力(酸素タンクの圧力)はさらに低くなり、流量調整器で正しい流量に設定するために必要な減圧弁の圧力や、配管内を安定して酸素濃縮ガスを流すために必要な圧力を満足できなくなるため、酸素濃縮装置の取出口から酸素濃縮ガスの流量を安定して供給することができないという問題がある。   Here, in the VPSA oxygen concentrator, the pressure in the oxygen tank tends to be low because the pressure of the oxygen-concentrated gas taken out from the adsorption cylinder is lower than that in the PSA oxygen concentrator. As an example of the pressure change in the adsorption cylinder, the pressure for taking out the oxygen-enriched gas from the adsorption cylinder to the oxygen tank in the PSA oxygen concentrator in FIG. The pressure in the cylinder is about 140 kPa, whereas the pressure for extracting the oxygen-enriched gas from the adsorption cylinder in the VPSA oxygen concentrator in FIG. 4B is about 60 kPa. And when operating with a reduced flow rate of oxygen enriched gas from the outlet of the oxygen concentrator, in order to reduce power consumption, the operating capacity of the compressor, etc. may be lowered. Oxygen-enriched gas extraction pressure (oxygen tank pressure) is further reduced, so that the pressure of the pressure reducing valve required to set the correct flow rate with the flow regulator and the oxygen-enriched gas flow stably in the piping Since the required pressure cannot be satisfied, there is a problem that the flow rate of the oxygen-enriched gas cannot be stably supplied from the outlet of the oxygen concentrator.

そこで、本発明の目的は、取出口から取り出される酸素濃縮ガスの流量が不安定になるのを防止できる酸素濃縮装置を提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to provide an oxygen concentrator that can prevent the flow rate of the oxygen-concentrated gas taken out from the outlet from becoming unstable.

第1の発明に係る酸素濃縮装置は、空気から窒素を選択的に吸着する吸着剤を有し、酸素濃縮ガスを酸素タンクに供給する2つの吸着容器と、前記2つの吸着容器のそれぞれについて、コンプレッサで圧縮された空気が供給される加圧状態と真空ポンプで減圧される減圧状態とを切り換える制御弁と、酸素濃縮ガスを外部へ取り出すための取出口とを備え、前記取出口から取り出される酸素濃縮ガスの流量が所定流量以下の場合において、一方の吸着容器から酸素タンクに酸素濃縮ガスが供給される状態から、他方の吸着容器から酸素タンクに酸素濃縮ガスが供給される状態に切り換わるまでの間に、前記2つの吸着容器が同時に加圧状態となるように、前記制御弁が制御されることを特徴とする。   An oxygen concentrator according to a first aspect of the present invention has an adsorbent that selectively adsorbs nitrogen from air, and each of the two adsorption containers for supplying oxygen enriched gas to an oxygen tank, and each of the two adsorption containers, A control valve that switches between a pressurized state in which air compressed by a compressor is supplied and a reduced pressure state in which the pressure is reduced by a vacuum pump; and an outlet for taking out the oxygen-enriched gas to the outside. When the flow rate of the oxygen-enriched gas is equal to or lower than the predetermined flow rate, the state is switched from the state in which the oxygen-enriched gas is supplied from one adsorption vessel to the oxygen tank to the state in which the oxygen-enriched gas is supplied from the other adsorption vessel to the oxygen tank. In the meantime, the control valve is controlled so that the two adsorption containers are simultaneously pressurized.

この酸素濃縮装置では、取出口から取り出される酸素濃縮ガスの流量が所定流量以下の場合において、一方の吸着容器から酸素タンクに酸素濃縮ガスが供給される状態から、他方の吸着容器から酸素タンクに酸素濃縮ガスが供給される状態に切り換わるまでの間に、2つの吸着容器が同時に加圧状態となるので、吸着容器内の平均圧力が上昇するため、吸着容器内からの酸素濃縮ガスの取り出し圧力も上昇し、酸素タンク内の酸素の圧力も高くなる。したがって、取出口から取り出される酸素濃縮ガスの流量が所定流量以下の場合に、酸素濃縮ガスの流量が不安定になるのを防止できる。   In this oxygen concentrator, when the flow rate of the oxygen-enriched gas taken out from the outlet is equal to or lower than a predetermined flow rate, the oxygen-enriched gas is supplied from one adsorption vessel to the oxygen tank, and then from the other adsorption vessel to the oxygen tank. Since the two adsorption vessels are simultaneously pressurized before switching to the state in which the oxygen-enriched gas is supplied, the average pressure in the adsorption vessel rises, so that the oxygen-enriched gas is taken out from the adsorption vessel. The pressure also rises and the oxygen pressure in the oxygen tank increases. Therefore, when the flow rate of the oxygen-enriched gas taken out from the outlet is equal to or lower than the predetermined flow rate, it is possible to prevent the flow rate of the oxygen-enriched gas from becoming unstable.

従来の酸素濃縮装置では、空気に含まれる窒素、酸素、アルゴンガスの順に吸着しやすい吸着剤が使用されることがあるが、取り出す酸素濃縮ガスの量に比べて吸着剤の性能が過剰である場合、吸着剤が窒素だけでなく酸素を吸着するので、取り出される酸素濃縮ガスにはアルゴンガスが多く含まれ、酸素濃度が逆に低くなる事が知られている。一方、この酸素濃縮装置では、取出口から取り出される酸素濃縮ガスの流量が所定流量以下の場合は、第1吸着容器及び第2吸着容器の圧力が、従来のVPSA酸素濃縮装置に比べて高い圧力範囲で変動するので、吸着剤の吸着効率が低下する。したがって、この酸素濃縮装置では、取出口から取り出される酸素濃縮ガスの流量が小流量である場合に、第1吸着容器及び第2吸着容器における吸着剤の吸着力が過剰であるのを防止できるので、高い濃度の酸素濃縮ガスを取り出すことができる。よって、この酸素濃縮装置では、第1吸着容器及び第2吸着容器の圧力範囲を変更して、吸着剤の吸着効率を変更することによって、取出口から取り出される酸素濃縮ガスの流量が小流量である場合に、高い濃度の酸素濃縮ガスを取り出すことができる。   In conventional oxygen concentrators, adsorbents that are easily adsorbed in the order of nitrogen, oxygen, and argon gas contained in the air may be used, but the performance of the adsorbent is excessive compared to the amount of oxygen-enriched gas to be extracted. In this case, since the adsorbent adsorbs not only nitrogen but also oxygen, it is known that the oxygen-concentrated gas to be taken out contains a large amount of argon gas, and the oxygen concentration is lowered. On the other hand, in this oxygen concentrator, when the flow rate of the oxygen-enriched gas taken out from the outlet is below a predetermined flow rate, the pressures of the first adsorption vessel and the second adsorption vessel are higher than those of the conventional VPSA oxygen concentrator. Since it varies depending on the range, the adsorption efficiency of the adsorbent decreases. Therefore, in this oxygen concentrator, when the flow rate of the oxygen-enriched gas taken out from the outlet is small, it is possible to prevent the adsorbent adsorbing power in the first adsorption vessel and the second adsorption vessel from being excessive. High concentration oxygen-enriched gas can be taken out. Therefore, in this oxygen concentrator, by changing the pressure range of the first adsorption container and the second adsorption container and changing the adsorption efficiency of the adsorbent, the flow rate of the oxygen enriched gas taken out from the outlet is small. In some cases, a high concentration oxygen enriched gas can be removed.

第2の発明に係る酸素濃縮装置は、第1の発明に係る酸素濃縮装置であって、前記取出口から取り出される酸素濃縮ガスの流量が所定流量以下の場合において、前記2つの吸着容器が同時に加圧状態となるときの同時加圧時間またはコンプレッサの回転数が、酸素流量にしたがって変更されることを特徴とする。   An oxygen concentrator according to a second aspect of the present invention is the oxygen concentrator according to the first aspect of the present invention, wherein when the flow rate of the oxygen concentrated gas taken out from the outlet is a predetermined flow rate or less, the two adsorption containers are simultaneously The simultaneous pressurization time or the rotation speed of the compressor at the time of the pressurization state is changed according to the oxygen flow rate.

この酸素濃縮装置では、取出口から取り出される酸素濃縮ガスの流量によって2つの吸着容器が同時に加圧状態となる同時加圧時間またはコンプレッサの回転数が変更されるため、低消費電力化にすることができる。また、取出口から取り出される酸素濃縮ガスの流量に応じて同時加圧時間またはコンプレッサの回転数を調整するので、安定して高い酸素濃度の酸素濃縮ガスを取り出すことができる。   In this oxygen concentrator, the simultaneous pressurization time during which the two adsorption containers are pressurized simultaneously or the rotational speed of the compressor is changed depending on the flow rate of the oxygen-concentrated gas taken out from the outlet, so that the power consumption can be reduced. Can do. Moreover, since the simultaneous pressurization time or the rotation speed of the compressor is adjusted according to the flow rate of the oxygen-enriched gas taken out from the outlet, the oxygen-enriched gas having a high oxygen concentration can be taken out stably.

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。   As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

第1の発明では、取出口から取り出される酸素濃縮ガスの流量が小流量である場合に、酸素濃縮ガスの流量が不安定になるのを防止できる。また、取出口から取り出される酸素濃縮ガスの流量が小流量である場合に、高い濃度の酸素濃縮ガスを取り出すことができる。   In the first invention, when the flow rate of the oxygen-enriched gas taken out from the outlet is a small flow rate, it is possible to prevent the flow rate of the oxygen-enriched gas from becoming unstable. Further, when the flow rate of the oxygen-enriched gas taken out from the take-out port is a small flow rate, a high-concentration oxygen-enriched gas can be taken out.

第2の発明では、取出口から取り出される酸素濃縮ガスの流量にかかわらず、低消費電力化にすることができる。また、安定して高い濃度の酸素濃縮ガスを取り出すことができる。   In the second invention, the power consumption can be reduced regardless of the flow rate of the oxygen-enriched gas taken out from the outlet. Moreover, the oxygen-enriched gas having a high concentration can be taken out stably.

本発明の実施形態の酸素濃縮装置のブロック図である。It is a block diagram of the oxygen concentrator of the embodiment of the present invention. 大流量制御時の動作を示す工程表である。It is a process table | surface which shows the operation | movement at the time of large flow control. 大流量制御時の第1吸着筒及び第2吸着筒の圧力変化を示す図である。It is a figure which shows the pressure change of the 1st adsorption cylinder and the 2nd adsorption cylinder at the time of large flow control. 小流量制御時の動作を示す工程表である。It is a process table | surface which shows the operation | movement at the time of small flow control. 小流量制御時の第1吸着筒及び第2吸着筒の圧力変化を示す図である。It is a figure which shows the pressure change of the 1st adsorption cylinder and the 2nd adsorption cylinder at the time of small flow control. 図4(a)は、PSA酸素濃縮装置における吸着筒内の圧力変化を示す図であって、図4(b)は、VPSA酸素濃縮装置における吸着筒内の圧力変化を示す図である。FIG. 4A is a diagram showing a pressure change in the adsorption cylinder in the PSA oxygen concentrator, and FIG. 4B is a diagram showing a pressure change in the adsorption cylinder in the VPSA oxygen concentrator.

<第1実施形態>
以下、図1を参照しつつ、本発明の第1実施形態について説明する。図1は、本発明の第1実施形態の酸素濃縮装置のブロック図である。
<First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram of an oxygen concentrator according to a first embodiment of the present invention.

本実施形態の酸素濃縮装置1は、呼吸器疾患患者等に対して酸素濃縮ガスを提供する在宅酸素療法において用いられる。酸素濃縮装置1は、図1に示すように、外部から吸い込んだ空気を圧縮するコンプレッサ2と、コンプレッサ2から圧縮空気が供給され、その圧縮空気中の窒素を吸着する吸着剤が収納された第1吸着筒5a及び第2吸着筒5bと、第1吸着筒5a及び第2吸着筒5bの内部の空気を吸引する真空ポンプ4とを有している。   The oxygen concentrator 1 of this embodiment is used in home oxygen therapy that provides oxygen-enriched gas to respiratory disease patients and the like. As shown in FIG. 1, the oxygen concentrator 1 includes a compressor 2 that compresses air sucked in from the outside, and a compressed air supplied from the compressor 2 and an adsorbent that adsorbs nitrogen in the compressed air. It has the 1st adsorption cylinder 5a and the 2nd adsorption cylinder 5b, and the vacuum pump 4 which attracts | sucks the air inside the 1st adsorption cylinder 5a and the 2nd adsorption cylinder 5b.

コンプレッサ2の圧縮空気が吐出される側のガス流路には、第1吸着筒5a及び第2吸着筒5bのそれぞれに接続されると共に、真空ポンプ4にそれぞれ接続された制御弁3a、3bが配設されている。制御弁3aは、3ポート弁であって、コンプレッサ2から吐出された圧縮空気を第1吸着筒5aに供給する加圧状態と、真空ポンプ4によって第1吸着筒5a内から空気を吸引する減圧状態とを切り換える。また、制御弁3bは、3ポート弁であって、コンプレッサ2から吐出された圧縮空気を第2吸着筒5bに供給する加圧状態と、真空ポンプ4によって第2吸着筒5b内から空気を吸引する減圧状態とを切り換える。   Control valves 3a and 3b connected to the first adsorption cylinder 5a and the second adsorption cylinder 5b and connected to the vacuum pump 4 are respectively connected to the gas flow path on the compressed air discharge side of the compressor 2. It is arranged. The control valve 3a is a three-port valve, and is a pressurized state in which compressed air discharged from the compressor 2 is supplied to the first adsorption cylinder 5a, and a reduced pressure in which air is sucked from the first adsorption cylinder 5a by the vacuum pump 4. Switch between states. Further, the control valve 3b is a three-port valve, and is in a pressurized state in which compressed air discharged from the compressor 2 is supplied to the second adsorption cylinder 5b, and the vacuum pump 4 sucks air from the second adsorption cylinder 5b. Switch to the decompressed state.

第1吸着筒5aの下流側のガス流路には、逆止弁6aが配設されると共に、第2吸着筒5bの下流側のガス流路には、逆止弁6bが配設されている。この逆止弁6a、6bは、第1吸着筒5a及び第2吸着筒5bから排出された酸素濃縮ガスが下流側に向かってだけ流れるように構成されている。第1吸着筒5aと逆止弁6aとの間のガス流路と、第2吸着筒5bと逆止弁6bとの間のガス流路とを接続する流路には、パージ弁7が配設されている。   A check valve 6a is disposed in the gas flow path on the downstream side of the first adsorption cylinder 5a, and a check valve 6b is disposed in the gas flow path on the downstream side of the second adsorption cylinder 5b. Yes. The check valves 6a and 6b are configured such that the oxygen-enriched gas discharged from the first adsorption cylinder 5a and the second adsorption cylinder 5b flows only downstream. A purge valve 7 is disposed in a flow path connecting the gas flow path between the first adsorption cylinder 5a and the check valve 6a and the gas flow path between the second adsorption cylinder 5b and the check valve 6b. It is installed.

そして、逆止弁6aからの酸素濃縮ガスと、逆止弁6bからの酸素濃縮ガスが、プロダクト弁8を介して、酸素タンク9に供給され、その酸素濃縮ガスが酸素タンク9に貯留される。酸素タンク9の下流側には、酸素タンク9 からの酸素濃縮ガスを減圧する減圧弁10と、酸素濃縮ガスの流量を調整する流量調整器11と、酸素濃縮ガスを外部へ取り出すための取出口12とが配置される。この取出口12には、カニューラが接続される。   The oxygen-enriched gas from the check valve 6a and the oxygen-enriched gas from the check valve 6b are supplied to the oxygen tank 9 via the product valve 8, and the oxygen-enriched gas is stored in the oxygen tank 9. . On the downstream side of the oxygen tank 9, a pressure reducing valve 10 for reducing the pressure of the oxygen-enriched gas from the oxygen tank 9, a flow rate regulator 11 for adjusting the flow rate of the oxygen-enriched gas, and an outlet for taking out the oxygen-enriched gas to the outside 12 are arranged. A cannula is connected to the outlet 12.

また、酸素濃縮装置1は、酸素タンク9内の圧力を検出する圧力センサ18と、酸素濃縮装置1の運転状態を制御する制御部20とを有している。圧力センサ18は、酸素タンク9内の圧力を計測することで運転状況を把握したり、酸素タンク9内の圧力が非常に高くなった異常状態を検知したりするためのものである。制御部20は、コンプレッサ2、制御弁3a、3b、真空ポンプ4、パージ弁7及びプロダクト弁8を制御する。   The oxygen concentrator 1 also has a pressure sensor 18 that detects the pressure in the oxygen tank 9 and a control unit 20 that controls the operating state of the oxygen concentrator 1. The pressure sensor 18 is for measuring the pressure in the oxygen tank 9 to grasp the operating condition or detecting an abnormal state in which the pressure in the oxygen tank 9 has become very high. The control unit 20 controls the compressor 2, the control valves 3 a and 3 b, the vacuum pump 4, the purge valve 7 and the product valve 8.

制御部20は、取出口12から取り出される酸素濃縮ガスの流量が所定量より多い場合と所定量以下の場合とで、それぞれ異なる制御を行う。本実施形態の酸素濃縮装置1は、取出口12から取り出される酸素濃縮ガスの流量を、最大で毎分5リットルまで増加させることができると共に、流量調整器11を調整することによって、酸素流量を毎分5リットル以下の複数の流量に調整することができる。例えば、制御部20は、流量調整器11によって調整された流量が毎分2リットルより多い場合に大流量制御を行うと共に、流量が毎分2リットル以下の場合に小流量制御を行う。   The control unit 20 performs different control depending on whether the flow rate of the oxygen-enriched gas taken out from the outlet 12 is greater than a predetermined amount or less than a predetermined amount. The oxygen concentrator 1 of the present embodiment can increase the flow rate of the oxygen-enriched gas taken out from the outlet 12 up to 5 liters per minute and adjust the flow rate regulator 11 to adjust the oxygen flow rate. It can be adjusted to a plurality of flow rates of 5 liters per minute or less. For example, the control unit 20 performs a large flow rate control when the flow rate adjusted by the flow rate regulator 11 is greater than 2 liters per minute, and performs a small flow rate control when the flow rate is 2 liters per minute or less.

酸素濃縮装置1の大流量制御時の動作と小流量制御時の動作について説明する。図2(a)は、大流量制御時の動作の内、1/2サイクルを示す工程表である。残りの1/2サイクルは、第1吸着筒5aと第2吸着筒5bとの状態が逆転するだけで、パージ弁及びプロダクト弁の動作は同じである。図2(b)は、大流量制御時の第1吸着筒及び第2吸着筒の圧力変化を示す図である。図3(a)は、小流量制御時の動作の内、1/2サイクルを示す工程表である。残りの1/2サイクルは、第1吸着筒5aと第2吸着筒5bとの状態が逆転するだけで、パージ弁及びプロダクト弁の動作は同じである。図3(b)は、小流量制御時の第1吸着筒及び第2吸着筒の圧力変化を示す図である。   The operation at the time of large flow control and the operation at the time of small flow control of the oxygen concentrator 1 will be described. Fig.2 (a) is a process table | surface which shows 1/2 cycle among operation | movement at the time of large flow control. In the remaining 1/2 cycle, the operations of the purge valve and the product valve are the same except that the states of the first adsorption cylinder 5a and the second adsorption cylinder 5b are reversed. FIG. 2B is a diagram illustrating changes in pressure in the first adsorption cylinder and the second adsorption cylinder during large flow rate control. Fig.3 (a) is a process table | surface which shows 1/2 cycle among operation | movement at the time of small flow control. In the remaining 1/2 cycle, the operations of the purge valve and the product valve are the same except that the states of the first adsorption cylinder 5a and the second adsorption cylinder 5b are reversed. FIG. 3B is a diagram illustrating changes in pressure in the first adsorption cylinder and the second adsorption cylinder during the small flow rate control.

ここでは、第1吸着筒5aから酸素タンク9に酸素濃縮ガスが供給された後、第2吸着筒5bから酸素タンク9に酸素濃縮ガスが供給されるまでの動作を説明するが、第2吸着筒5bから酸素タンク9に酸素濃縮ガスが供給された後、第1吸着筒5aから酸素タンク9に酸素濃縮ガスが供給されるまでの動作も同様である。   Here, the operation after the oxygen enriched gas is supplied from the first adsorption cylinder 5a to the oxygen tank 9 until the oxygen enriched gas is supplied from the second adsorption cylinder 5b to the oxygen tank 9 will be described. The operation from when the oxygen-enriched gas is supplied from the cylinder 5b to the oxygen tank 9 until the oxygen-enriched gas is supplied from the first adsorption cylinder 5a to the oxygen tank 9 is the same.

(大流量制御時の動作)
大流量制御時は、図2(a)に示すように、第1吸着筒5a及び第2吸着筒5bについて、均圧工程と、加圧減圧工程と、酸素供給工程と、パージ工程とが行われる。
(Operation during large flow control)
At the time of large flow control, as shown in FIG. 2A, the pressure equalization process, the pressurization / decompression process, the oxygen supply process, and the purge process are performed on the first adsorption cylinder 5a and the second adsorption cylinder 5b. Is called.

<均圧工程>
酸素供給工程において第1吸着筒5aとコンプレッサ2とが制御弁3aで接続され、第2吸着筒5bと真空ポンプ4とが制御弁3bで接続されると共に、パージ弁7及びプロダクト弁8がいずれも開であり、第1吸着筒5aから酸素タンク9に酸素濃縮ガスが供給される工程から、プロダクト弁8が閉に切り換えられ、第2吸着筒5bとコンプレッサ2とが制御弁3bで接続されて、均圧工程に移る。このとき、コンプレッサ2で圧縮された空気が第1吸着筒5a及び第2吸着筒5bに供給されると共に、パージ弁7が開であるので、第1吸着筒5aの空気がパージ弁7を介して第2吸着筒5bに移動する。さらに、第1吸着筒5aの空気は制御弁3a、制御弁3bを介しても第2吸着筒5bに移動する。したがって、均圧工程では、第1吸着筒5aが減圧され、第2吸着筒5bが加圧され、第1吸着筒5aと第2吸着筒5bはほぼ等しい圧力になる。
<Pressure equalization process>
In the oxygen supply step, the first adsorption cylinder 5a and the compressor 2 are connected by the control valve 3a, the second adsorption cylinder 5b and the vacuum pump 4 are connected by the control valve 3b, and the purge valve 7 and the product valve 8 are Also, the product valve 8 is switched to the closed state from the step of supplying the oxygen enriched gas from the first adsorption cylinder 5a to the oxygen tank 9, and the second adsorption cylinder 5b and the compressor 2 are connected by the control valve 3b. Then, go to the pressure equalization process. At this time, the air compressed by the compressor 2 is supplied to the first adsorption cylinder 5a and the second adsorption cylinder 5b, and the purge valve 7 is open, so that the air in the first adsorption cylinder 5a passes through the purge valve 7. To the second suction cylinder 5b. Furthermore, the air in the first adsorption cylinder 5a also moves to the second adsorption cylinder 5b via the control valve 3a and the control valve 3b. Therefore, in the pressure equalizing step, the first adsorption cylinder 5a is depressurized, the second adsorption cylinder 5b is pressurized, and the first adsorption cylinder 5a and the second adsorption cylinder 5b are at substantially equal pressure.

<加圧減圧工程>
そして、均圧工程において、第1吸着筒5aの圧力と第2吸着筒5bの圧力とがほぼ同一になると、制御弁3aが第1吸着筒5aと真空ポンプ4とを接続するように切り換えられると共に、パージ弁7が閉に切り換えられて、加圧減圧工程に移行する(プロダクト弁は閉)。このとき、第2吸着筒5bとコンプレッサ2とが制御弁3bで接続されているので、コンプレッサ2で圧縮された空気が第2吸着筒5bに供給される。また、第1吸着筒5aと真空ポンプ4とが制御弁3aで接続されているので、第1吸着筒5aの空気が真空ポンプ4に吸引される。したがって、この加圧減圧工程では、第1吸着筒5aが減圧され、第2吸着筒5bが加圧される。
<Pressure reduction process>
Then, in the pressure equalizing step, when the pressure of the first adsorption cylinder 5a and the pressure of the second adsorption cylinder 5b become substantially the same, the control valve 3a is switched so as to connect the first adsorption cylinder 5a and the vacuum pump 4. At the same time, the purge valve 7 is switched to the closed state, and the process proceeds to the pressurizing and depressurizing step (the product valve is closed). At this time, since the second adsorption cylinder 5b and the compressor 2 are connected by the control valve 3b, the air compressed by the compressor 2 is supplied to the second adsorption cylinder 5b. Further, since the first adsorption cylinder 5a and the vacuum pump 4 are connected by the control valve 3a, the air in the first adsorption cylinder 5a is sucked into the vacuum pump 4. Therefore, in this pressurization and depressurization step, the first adsorption cylinder 5a is depressurized and the second adsorption cylinder 5b is pressurized.

<酸素供給工程>
そして、加圧減圧工程において、所定時間が経過すると、プロダクト弁8が開に切り換えられて、酸素供給工程に移行する。このとき、第2吸着筒5bの酸素濃縮ガスがプロダクト弁8を介して酸素タンク9に移動する。したがって、酸素供給工程では、第2吸着筒5bの圧力が低下するが、第1吸着筒5aの圧力の増加する割合は減少する。
<Oxygen supply process>
Then, when a predetermined time elapses in the pressurizing and depressurizing process, the product valve 8 is switched to open, and the process proceeds to the oxygen supplying process. At this time, the oxygen-enriched gas in the second adsorption cylinder 5 b moves to the oxygen tank 9 via the product valve 8. Therefore, in the oxygen supply process, the pressure of the second adsorption cylinder 5b decreases, but the rate of increase of the pressure of the first adsorption cylinder 5a decreases.

<パージ工程>
そして、酸素供給工程において、所定時間が経過すると、パージ弁7が開に切り換えられて、パージ工程に移行する。このとき、第2吸着筒5bの空気がパージ弁7を介して第1吸着筒5aに移動する。これにより、第1吸着筒5aの空気を真空ポンプ4によって効率よく吸引できる。したがって、パージ工程では、第1吸着筒5aの圧力及び第2吸着筒5bの圧力は、あまり変化しない。
<Purge process>
Then, when a predetermined time has elapsed in the oxygen supply process, the purge valve 7 is switched to open, and the process proceeds to the purge process. At this time, the air in the second adsorption cylinder 5b moves to the first adsorption cylinder 5a via the purge valve 7. Thereby, the air of the 1st adsorption cylinder 5a can be efficiently sucked by the vacuum pump 4. Therefore, in the purge process, the pressure in the first adsorption cylinder 5a and the pressure in the second adsorption cylinder 5b do not change much.

(小流量制御時の動作)
一方、小流量制御時は、図3(a)に示すように、第1吸着筒5a及び第2吸着筒5bについて、均圧工程と、同時加圧工程と、加圧減圧工程と、酸素供給工程と、パージ工程とが行われる。
(Operation during small flow control)
On the other hand, at the time of the small flow rate control, as shown in FIG. 3A, the pressure equalizing process, the simultaneous pressurizing process, the pressurizing / depressurizing process, and the oxygen supply are performed for the first adsorption cylinder 5a and the second adsorption cylinder 5b. A process and a purge process are performed.

<均圧工程>
酸素供給工程において第1吸着筒5aとコンプレッサ2とが制御弁3aで接続され、第2吸着筒5bと真空ポンプ4とが制御弁3bで接続されると共に、パージ弁7及びプロダクト弁8がいずれも開であり、第1吸着筒5aから酸素タンク9に酸素濃縮ガスが供給される工程から、プロダクト弁8が閉に切り換えられ、第2吸着筒5bとコンプレッサ2とが制御弁3bで接続されて、均圧工程に移る。このとき、コンプレッサ2で圧縮された空気が第1吸着筒5a及び第2吸着筒5bに供給されると共に、パージ弁7が開であるので、第1吸着筒5aの空気がパージ弁7を介して第2吸着筒5bに移動する。さらに、第1吸着筒5aの空気は制御弁3a、制御弁3bを介しても第2吸着筒5bに移動する。したがって、均圧工程では、第1吸着筒5aが減圧され、第2吸着筒5bが加圧され、第1吸着筒5aと第2吸着筒5bはほぼ等しい圧力になる。
<Pressure equalization process>
In the oxygen supply step, the first adsorption cylinder 5a and the compressor 2 are connected by the control valve 3a, the second adsorption cylinder 5b and the vacuum pump 4 are connected by the control valve 3b, and the purge valve 7 and the product valve 8 are Also, the product valve 8 is switched to the closed state from the step of supplying the oxygen enriched gas from the first adsorption cylinder 5a to the oxygen tank 9, and the second adsorption cylinder 5b and the compressor 2 are connected by the control valve 3b. Then, go to the pressure equalization process. At this time, the air compressed by the compressor 2 is supplied to the first adsorption cylinder 5a and the second adsorption cylinder 5b, and the purge valve 7 is open, so that the air in the first adsorption cylinder 5a passes through the purge valve 7. To the second suction cylinder 5b. Furthermore, the air in the first adsorption cylinder 5a also moves to the second adsorption cylinder 5b via the control valve 3a and the control valve 3b. Therefore, in the pressure equalizing step, the first adsorption cylinder 5a is depressurized, the second adsorption cylinder 5b is pressurized, and the first adsorption cylinder 5a and the second adsorption cylinder 5b are at substantially equal pressure.

<同時加圧工程>
そして、均圧工程において、第1吸着筒5aの圧力と第2吸着筒5bの圧力とがほぼ同一になると、第1吸着筒5aとコンプレッサ2とが制御弁3aで接続され、第2吸着筒5bとコンプレッサ2とが制御弁3bで接続される同時加圧工程に移行する(プロダクト弁は閉)。このとき、第1吸着筒5aとコンプレッサ2とが制御弁3aで接続されると共に、第2吸着筒5bとコンプレッサ2とが制御弁3bで接続されているので、コンプレッサ2で圧縮された空気が第1吸着筒5a及び第2吸着筒5bに供給され、第1吸着筒5aの圧力と第2吸着筒5bの圧力は、ほぼ同一である。したがって、同時加圧工程では、第1吸着筒5a及び第2吸着筒5bが同時に加圧される。
<Simultaneous pressure process>
In the pressure equalization step, when the pressure of the first adsorption cylinder 5a and the pressure of the second adsorption cylinder 5b become substantially the same, the first adsorption cylinder 5a and the compressor 2 are connected by the control valve 3a, and the second adsorption cylinder The process proceeds to the simultaneous pressurization step in which 5b and the compressor 2 are connected by the control valve 3b (the product valve is closed). At this time, since the first adsorption cylinder 5a and the compressor 2 are connected by the control valve 3a, and the second adsorption cylinder 5b and the compressor 2 are connected by the control valve 3b, the air compressed by the compressor 2 is Supplied to the first adsorption cylinder 5a and the second adsorption cylinder 5b, the pressure of the first adsorption cylinder 5a and the pressure of the second adsorption cylinder 5b are substantially the same. Therefore, in the simultaneous pressurization step, the first adsorption cylinder 5a and the second adsorption cylinder 5b are pressurized simultaneously.

<加圧減圧工程>
そして、同時加圧工程において、所定時間が経過すると、制御弁3aが第1吸着筒5aと真空ポンプ4とを接続するように切り換えられると共に、パージ弁7が閉に切り換えられて、加圧減圧工程に移行する(プロダクト弁は閉)。このとき、第2吸着筒5bとコンプレッサ2とが制御弁3bで接続されているので、コンプレッサ2で圧縮された空気が第2吸着筒5bに供給される。また、第1吸着筒5aと真空ポンプ4とが制御弁3aで接続されているので、第1吸着筒5aの空気が真空ポンプ4に吸引される。したがって、加圧減圧工程では、第1吸着筒5aが減圧され、第2吸着筒5bが加圧される。
<Pressure reduction process>
In the simultaneous pressurization step, when a predetermined time elapses, the control valve 3a is switched so as to connect the first adsorption cylinder 5a and the vacuum pump 4, and the purge valve 7 is switched to close so as to pressurize and depressurize. The process proceeds (the product valve is closed). At this time, since the second adsorption cylinder 5b and the compressor 2 are connected by the control valve 3b, the air compressed by the compressor 2 is supplied to the second adsorption cylinder 5b. Further, since the first adsorption cylinder 5a and the vacuum pump 4 are connected by the control valve 3a, the air in the first adsorption cylinder 5a is sucked into the vacuum pump 4. Accordingly, in the pressurization and depressurization step, the first adsorption cylinder 5a is depressurized and the second adsorption cylinder 5b is pressurized.

<酸素供給工程>
そして、加圧減圧工程において、所定時間が経過すると、プロダクト弁8が開に切り換えられて、酸素供給工程に移行する。このとき、第2吸着筒5bの酸素濃縮ガスがプロダクト弁8を介して酸素タンク9に移動する。したがって、酸素供給工程では、第2吸着筒5bの圧力が低下するが、第1吸着筒5aの圧力の増加する割合は減少する。
<Oxygen supply process>
Then, when a predetermined time elapses in the pressurizing and depressurizing process, the product valve 8 is switched to open, and the process proceeds to the oxygen supplying process. At this time, the oxygen-enriched gas in the second adsorption cylinder 5 b moves to the oxygen tank 9 via the product valve 8. Therefore, in the oxygen supply process, the pressure of the second adsorption cylinder 5b decreases, but the rate of increase of the pressure of the first adsorption cylinder 5a decreases.

<パージ工程>
そして、酸素供給工程において、所定時間が経過すると、パージ弁7が開に切り換えられて、パージ工程に移行する。このとき、第2吸着筒5bの空気がパージ弁7を介して第1吸着筒5aに移動する。これにより、第1吸着筒5aの空気を真空ポンプ4によって効率よく吸引できる。したがって、パージ工程では、第1吸着筒5aの圧力及び第2吸着筒5bの圧力は、あまり変化しない。
<Purge process>
Then, when a predetermined time has elapsed in the oxygen supply process, the purge valve 7 is switched to open, and the process proceeds to the purge process. At this time, the air in the second adsorption cylinder 5b moves to the first adsorption cylinder 5a via the purge valve 7. Thereby, the air of the 1st adsorption cylinder 5a can be efficiently sucked by the vacuum pump 4. Therefore, in the purge process, the pressure in the first adsorption cylinder 5a and the pressure in the second adsorption cylinder 5b do not change much.

このように、大流量制御時において、吸着筒5a、bから取り出される酸素の圧力が、図2(b)に示すように、約60kPaであるのに対し、小流量制御時において、吸着筒5a、bから取り出される酸素の圧力が、図3(b)に示すように、約140kPaである。したがって、小流量制御時における取り出し圧力は、図4(a)のPSA酸素濃縮装置における取り出し圧力が約140kPaと、ほぼ同等である。   As described above, the oxygen pressure taken out from the adsorption cylinders 5a and 5b during the large flow control is about 60 kPa as shown in FIG. 2B, whereas the adsorption cylinder 5a during the small flow control. , B, the pressure of oxygen taken out from b is about 140 kPa, as shown in FIG. Therefore, the take-out pressure at the time of the small flow rate control is substantially equal to about 140 kPa in the PSA oxygen concentrator in FIG.

<本実施形態の酸素濃縮装置1の特徴>
本実施形態の酸素濃縮装置1では、取出口から取り出される酸素濃縮ガス流量が所定流量以下の場合において、一方の吸着筒容器から酸素タンクに酸素濃縮ガスが供給される状態から、他方の吸着筒から酸素タンクに酸素濃縮ガスが供給される状態に切り換わるまでの間に、2つの吸着筒が同時に加圧状態となるので、吸着筒から酸素タンクに取り出される酸素濃縮ガスの圧力が高くなる。したがって、流量調整器で正しい流量に設定するために必要な減圧弁で設定される圧力や配管内を安定して酸素濃縮ガスを流すために必要な圧力を確保できるため、取出口から取り出される酸素濃縮ガスの流量が所定流量以下の場合に、酸素濃縮ガスの流量が不安定になるのを防止できる。
<Characteristics of the oxygen concentrator 1 of the present embodiment>
In the oxygen concentrator 1 of the present embodiment, when the flow rate of the oxygen-enriched gas taken out from the outlet is equal to or lower than the predetermined flow rate, the oxygen-adsorbing gas is supplied from one adsorbing-cylinder vessel to the oxygen tank, and the other adsorption cylinder Since the two adsorption cylinders are in a pressurized state at the same time from when the oxygen enrichment gas is supplied to the oxygen tank, the pressure of the oxygen enriched gas taken out from the adsorption cylinder to the oxygen tank increases. Therefore, it is possible to secure the pressure set by the pressure reducing valve necessary for setting the correct flow rate with the flow rate regulator and the pressure required to flow the oxygen-enriched gas stably in the piping. When the flow rate of the concentrated gas is equal to or lower than the predetermined flow rate, it is possible to prevent the flow rate of the oxygen concentrated gas from becoming unstable.

ところで、図2(b)に示すように、大流量制御時は、第1吸着筒及び第2吸着筒の圧力が、大気圧より高い圧力と大気圧より低い圧力との間の圧力範囲で変動するのに対し、小流量制御時は、図3(b)に示すように、第1吸着筒及び第2吸着筒の圧力が、従来のVPSA酸素濃縮装置に比べて高い圧力範囲で変動する。そして、吸着剤の吸着効率は、圧力が高くなると低下することから、小流量制御時における吸着剤の吸着効率は、大流量制御時と比べて低い。   By the way, as shown in FIG.2 (b), at the time of large flow control, the pressure of the 1st adsorption cylinder and the 2nd adsorption cylinder fluctuates in the pressure range between the pressure higher than atmospheric pressure and the pressure lower than atmospheric pressure. On the other hand, during the small flow rate control, as shown in FIG. 3B, the pressures of the first adsorption cylinder and the second adsorption cylinder fluctuate in a higher pressure range than the conventional VPSA oxygen concentrator. Since the adsorption efficiency of the adsorbent decreases as the pressure increases, the adsorption efficiency of the adsorbent at the time of small flow control is lower than that at the time of large flow control.

ここで、酸素濃縮装置では、取出口から取り出される酸素濃縮ガスの最大流量に応じて、第1吸着筒及び第2吸着筒における吸着剤の吸着力が設定される。したがって、取出口から最大流量の酸素濃縮ガスが取り出される場合でも、第1吸着筒及び第2吸着筒において、吸着剤が空気から窒素を吸着することから、高い濃度の酸素濃縮ガスを取り出すことができる。しかし、この酸素濃縮装置において、取出口から取り出される酸素濃縮ガスの流量が小流量である場合に、第1吸着筒及び第2吸着筒における吸着剤の吸着力が過剰である場合がある。この場合、取り出される酸素濃縮ガスにはアルゴンガスが多く含まれ、酸素濃度が逆に低くなるという問題がある。   Here, in the oxygen concentrator, the adsorptive power of the adsorbent in the first adsorption cylinder and the second adsorption cylinder is set according to the maximum flow rate of the oxygen enriched gas taken out from the outlet. Therefore, even when the oxygen-enriched gas having the maximum flow rate is taken out from the outlet, the adsorbent adsorbs nitrogen from the air in the first adsorbing cylinder and the second adsorbing cylinder. it can. However, in this oxygen concentrator, when the flow rate of the oxygen-enriched gas taken out from the outlet is a small flow rate, the adsorbing force of the adsorbent in the first adsorption cylinder and the second adsorption cylinder may be excessive. In this case, the extracted oxygen-enriched gas contains a large amount of argon gas, and there is a problem that the oxygen concentration is lowered.

本実施形態の酸素濃縮装置1では、上述したように、取出口から取り出される酸素濃縮ガスの流量が所定流量以下の場合の小流量制御時は、第1吸着筒及び第2吸着筒の圧力が、大気圧より高い圧力範囲で変動するので、吸着剤の吸着効率が、高流量制御時と比べて低下する。したがって、この酸素濃縮装置1では、取出口12から取り出される酸素濃縮ガスの流量が小流量である場合に、第1吸着筒及び第2吸着筒における吸着剤の吸着力が過剰であるのを防止できるので、高い濃度の酸素濃縮ガスを取り出すことができる。   In the oxygen concentrator 1 of the present embodiment, as described above, when the flow rate of the oxygen-enriched gas taken out from the outlet is equal to or lower than the predetermined flow rate, the pressures of the first adsorption cylinder and the second adsorption cylinder are low. Since it fluctuates in a pressure range higher than the atmospheric pressure, the adsorption efficiency of the adsorbent is lower than that during high flow control. Therefore, in this oxygen concentrator 1, when the flow rate of the oxygen-enriched gas taken out from the outlet 12 is small, it is possible to prevent the adsorbent adsorbing force from being excessive in the first adsorption cylinder and the second adsorption cylinder. Since it is possible, a high concentration oxygen-enriched gas can be taken out.

このように、取出口12から取り出される酸素濃縮ガスの流量が所定流量より多い場合の大流量制御時は、第1吸着筒及び第2吸着筒における吸着剤の吸着力が高い必要があるのに対し、取出口から取り出される酸素濃縮ガスの流量が所定流量以下の場合の小流量制御時は、第1吸着筒及び第2吸着筒における吸着剤の吸着力が低い方がよい。したがって、本実施形態の酸素濃縮装置1では、大流量制御時と小流量制御時とで、第1吸着筒及び第2吸着筒の圧力範囲を変更して、吸着剤の吸着効率を変更することによって、取出口から取り出される酸素濃縮ガスの流量にかかわらず、高い濃度の酸素濃縮ガスを取り出すことができる。   As described above, when the flow rate of the oxygen-enriched gas taken out from the outlet 12 is larger than the predetermined flow rate, the adsorbent adsorbing power needs to be high in the first adsorption cylinder and the second adsorption cylinder. On the other hand, when the flow rate of the oxygen-enriched gas taken out from the outlet is less than or equal to a predetermined flow rate, it is better that the adsorbing power of the adsorbent in the first adsorption cylinder and the second adsorption cylinder is low. Therefore, in the oxygen concentrator 1 of the present embodiment, the adsorption efficiency of the adsorbent is changed by changing the pressure range of the first adsorption cylinder and the second adsorption cylinder between the large flow control and the small flow control. Thus, regardless of the flow rate of the oxygen-enriched gas taken out from the outlet, the oxygen-enriched gas having a high concentration can be taken out.

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described based on drawing, it should be thought that a specific structure is not limited to these embodiment. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.

上述の実施形態において、取出口から取り出される酸素濃縮ガスの流量が所定流量以下の場合において、2つの吸着容器が同時に加圧状態となるときの同時加圧時間または圧縮機の回転数が、酸素濃縮ガスの流量にしたがって変更されてもよい。したがって、取出口から取り出される酸素濃縮ガスの流量が所定流量以下の場合において、所定量以下の場合と、所定量より多い場合とで、2つの吸着容器が同時に加圧状態となるときの同時加圧時間または圧縮機の回転数が変更されてもよい。   In the above-described embodiment, when the flow rate of the oxygen-enriched gas taken out from the outlet is equal to or lower than the predetermined flow rate, the simultaneous pressurization time when the two adsorption containers are simultaneously pressurized or the rotational speed of the compressor is oxygen It may be changed according to the flow rate of the concentrated gas. Therefore, when the flow rate of the oxygen-enriched gas taken out from the outlet is equal to or lower than the predetermined flow rate, the simultaneous addition is performed when the two adsorption containers are simultaneously pressurized in a case where the flow rate is lower than the predetermined amount and a case where the flow rate is higher than the predetermined amount. The pressure time or the rotation speed of the compressor may be changed.

上述の実施形態において、加圧減圧工程を省いてもよい。したがって、同時加圧工程から、加圧減圧工程を行わずに、酸素供給工程に直接進んでもよい。そして、酸素供給工程の前半において、同時加圧工程が重なってもよい。具体的には、同時加圧工程の途中から、プロダクト弁を開いて酸素を取り出し、酸素を取り出している途中で、制御弁を切り換えてもよい。また、酸素供給工程において、パージ弁を開に切り換えても閉に切り替えてもよい。   In the above-described embodiment, the pressurization / decompression step may be omitted. Accordingly, the simultaneous pressurization step may proceed directly to the oxygen supply step without performing the pressurization / decompression step. And the simultaneous pressurization process may overlap in the first half of the oxygen supply process. Specifically, the control valve may be switched while the product valve is opened and oxygen is extracted from the middle of the simultaneous pressurization step and oxygen is being extracted. In the oxygen supply step, the purge valve may be switched to open or closed.

本発明を利用すれば、取出口から取り出される酸素濃縮ガスの流量が不安定になるのを防止できる。   If this invention is utilized, it can prevent that the flow volume of the oxygen concentration gas taken out from an extraction port becomes unstable.

1 酸素濃縮装置
2 コンプレッサ
3a、3b 制御弁
4 真空ポンプ
5a 第1吸着筒(吸着容器)
5b 第2吸着筒(吸着容器)
6a、6b 逆止弁
7 パージ弁
8 プロダクト弁
9 酸素タンク
10 減圧弁
11 流量調整器
12 取出口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Oxygen concentrator 2 Compressor 3a, 3b Control valve 4 Vacuum pump 5a 1st adsorption cylinder (adsorption container)
5b Second adsorption cylinder (adsorption container)
6a, 6b Check valve 7 Purge valve 8 Product valve 9 Oxygen tank 10 Pressure reducing valve 11 Flow rate regulator 12 Outlet

Claims (2)

空気から窒素を選択的に吸着する吸着剤を有し、酸素濃縮ガスを酸素タンクに供給する2つの吸着容器と、
前記2つの吸着容器のそれぞれについて、コンプレッサで圧縮された空気が供給される加圧状態と真空ポンプで減圧される減圧状態とを切り換える制御弁と、
酸素濃縮ガスを外部へ取り出すための取出口とを備え、
前記取出口から取り出される酸素濃縮ガスの流量が所定流量以下の場合において、
一方の吸着容器から酸素タンクに酸素濃縮ガスが供給される状態から、他方の吸着容器から酸素タンクに酸素濃縮ガスが供給される状態に切り換わるまでの間に、前記2つの吸着容器が同時に加圧状態となるように、前記制御弁が制御されることを特徴とする酸素濃縮装置。
Two adsorption vessels having an adsorbent that selectively adsorbs nitrogen from the air and supplying oxygen-enriched gas to the oxygen tank;
For each of the two adsorption containers, a control valve that switches between a pressurized state in which air compressed by a compressor is supplied and a reduced pressure state in which the pressure is reduced by a vacuum pump;
An outlet for taking out the oxygen-enriched gas to the outside,
When the flow rate of the oxygen-enriched gas taken out from the outlet is below a predetermined flow rate,
The two adsorption vessels are added simultaneously from the time when the oxygen enriched gas is supplied from one adsorption vessel to the oxygen tank until the state where the oxygen enriched gas is supplied from the other adsorption vessel to the oxygen tank. The oxygen concentrator is characterized in that the control valve is controlled so as to be in a pressure state.
前記取出口から取り出される酸素濃縮ガスの流量が所定流量以下の場合において、
前記2つの吸着容器が同時に加圧状態となるときの同時加圧時間またはコンプレッサの回転数が、酸素濃縮ガスの流量にしたがって変更されることを特徴とする請求項1に記載の酸素濃縮装置。
When the flow rate of the oxygen-enriched gas taken out from the outlet is below a predetermined flow rate,
2. The oxygen concentrator according to claim 1, wherein the simultaneous pressurization time or the rotation speed of the compressor when the two adsorption containers are simultaneously pressurized is changed according to the flow rate of the oxygen enriched gas.
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