JP2018126175A - Oxygen concentration apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an oxygen concentration apparatus capable of preventing dew condensation as much as possible.SOLUTION: A body case 6 of an oxygen concentration apparatus 1 is configured in such a way that air passes through an air filter 41, an air supply pump 21, an air intake port 24c and introduced into a water removal hollow fiber membrane 24 where the air is dried, the dry air is then supplied from a dry air discharge port 24d through an air intake port 33 to an oxygen concentration hollow fiber membrane 11 formed of a hollow fiber 32 and a housing 31. Concentrated oxygen is discharged from a concentrated oxygen discharge port 34 by a concentrated oxygen pump 22. Concentrated nitrogen is introduced to a concentrated nitrogen intake port 24a from a concentrated nitrogen discharge port 36, and it is mixed with removed water and is discharged from a water discharge port 24b, and enters a compressor 26 through a hole 27a of a compressor cover 27, then cools a suction fan 28, a discharge fan 29, an air supply pump, the concentrated oxygen pump, a drive motor 23 and is discharged from a discharge hole 4. The concentrated oxygen is supplied to an oxygen suction utensil 46 from a tube 44, and a hole 25 for the tube.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、読書や勉強などの効率が向上するように、読書や勉強をしている人などに濃縮酸素を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 concentrated oxygen to a person who is reading or studying so as to improve the efficiency of reading or studying.

従来、高酸素濃度気体を供給する装置としては、たとえば、特開２００５−１６８６７号公報（特許文献１）に記載されているように、机の上に高酸素濃度気体を吹き出す装置が設けられているものが従来から知られている。この高酸素濃度気体の供給装置は、高酸素濃度気体の発生装置が室外に設けられており、大がかりで、持ち運びや工事などに手間がかかっていた。
そこで、机の上などに簡単に置くことができるコンパクトな酸素濃縮装置を、たとえば、特開２０１５−２３０７７４号公報（特許文献２）に記載されているように、検討してきた。 Conventionally, as a device for supplying a high oxygen concentration gas, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-16867 (Patent Document 1), a device for blowing out a high oxygen concentration gas is provided on a desk. What is known from the past. This high oxygen concentration gas supply device is provided with a high oxygen concentration gas generator outside the room, which is large-scale and takes time to carry and work.
Thus, a compact oxygen concentrator that can be easily placed on a desk or the like has been studied, for example, as described in JP-A-2015-230774 (Patent Document 2).

しかしながら、特許文献２の酸素濃縮装置は、照明スタンドに組み込まれており、酸素濃縮装置単独では設置することができない。また、生成される濃縮酸素は、水分を多く含んでおり、酸素吸入具用のチューブの中や酸素濃縮装置内外において、結露することがあり、カビなどが発生し不衛生となる。   However, the oxygen concentrator of Patent Document 2 is incorporated in the lighting stand, and cannot be installed by the oxygen concentrator alone. In addition, the produced concentrated oxygen contains a lot of moisture, and condensation may occur in the tube for the oxygen inhaler or inside and outside the oxygen concentrator, causing mold and the like and making it unsanitary.

そこで、供給する空気から水分を除去し、生成される濃縮酸素の水分濃度を減少させたものを、特願２０１６−８８００７号として出願した。これにより、酸素吸入具用のチューブ内で結露することを極力防止することができた。しかしながら、除去された水分は、酸素濃縮装置の内側や外側に排出されており、この水分が、酸素濃縮装置内外で結露することがあり、カビなどが発生し不衛生となる。   Therefore, an application for removing moisture from the supplied air and reducing the moisture concentration of the produced concentrated oxygen was filed as Japanese Patent Application No. 2006-88007. Thereby, it was possible to prevent condensation in the tube for the oxygen inhaler as much as possible. However, the removed moisture is discharged to the inside and outside of the oxygen concentrator, and this moisture may condense inside and outside the oxygen concentrator, causing mold and the like and making it unsanitary.

特開２００５−１６８６７号公報JP 2005-16867 A

特開２０１５−２３０７７４号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-230774

解決しようとする問題点は、除去された水分が、酸素濃縮装置の内側や外側で結露するおそれがある点である。   The problem to be solved is that the removed water may condense inside or outside the oxygen concentrator.

本発明の酸素濃縮装置（１）は、空気中の酸素を濃縮して供給する。そして、空気取込み口（３３）、濃縮酸素排出口（３４）および濃縮窒素排出口（３６）を有する酸素濃縮用中空糸膜メンブレン（１１）と、この酸素濃縮用中空糸膜メンブレンの空気取込み口に空気を供給するための空気供給用ポンプ（２１）と、前記酸素濃縮用中空糸膜メンブレンの濃縮酸素排出口から濃縮された酸素を吸引して本体の外に供給する濃縮酸素用ポンプ（２２）と、前記空気供給用ポンプから前記酸素濃縮用中空糸膜メンブレンに供給される空気の水分を除去する水分除去用中空糸膜メンブレン（２４）とを備えている。水分除去用中空糸膜メンブレンは、前記空気供給用ポンプからの空気を取り込む空気取込み口（２４ｃ）、水分を除去した空気を排出して酸素濃縮用中空糸膜メンブレンに供給する乾燥空気排出口（２４ｄ）、前記酸素濃縮用中空糸膜メンブレンからの濃縮窒素を取り込む濃縮窒素取込み口（２４ａ）、および、除去された水分をこの取り込まれた濃縮窒素と混合して排出する水分排出口（２４ｂ）を具備している。   The oxygen concentrator (1) of the present invention concentrates and supplies oxygen in the air. And the oxygen concentration hollow fiber membrane membrane (11) having the air intake port (33), the concentrated oxygen discharge port (34) and the concentrated nitrogen discharge port (36), and the air intake port of this oxygen concentration hollow fiber membrane membrane An air supply pump (21) for supplying air to the air, and a concentrated oxygen pump (22) for sucking the concentrated oxygen from the concentrated oxygen discharge port of the oxygen-concentrating hollow fiber membrane membrane and supplying it outside the main body And a moisture removing hollow fiber membrane membrane (24) for removing moisture from the air supplied from the air supply pump to the oxygen concentrating hollow fiber membrane membrane. The moisture-removing hollow fiber membrane membrane has an air intake port (24c) for taking in air from the air supply pump, a dry air outlet port for discharging the moisture-removed air and supplying it to the oxygen-concentrating hollow fiber membrane membrane ( 24d), a concentrated nitrogen intake port (24a) for taking in the concentrated nitrogen from the oxygen-concentrating hollow fiber membrane membrane, and a moisture outlet port (24b) for discharging the removed water by mixing with the taken-in concentrated nitrogen gas It has.

また、水分除去用中空糸膜メンブレンの濃縮窒素取込み口には、酸素濃縮用中空糸膜メンブレンの濃縮窒素排出口から排出される濃縮窒素の全量が供給されている場合がある。
さらに、水分除去用中空糸膜メンブレンの水分排出口からの加湿された濃縮窒素が、濃縮酸素用ポンプを冷却するように供給されている場合がある。 In some cases, the concentrated nitrogen intake port of the hollow fiber membrane for moisture removal is supplied with the entire amount of concentrated nitrogen discharged from the concentrated nitrogen discharge port of the hollow fiber membrane for oxygen concentration.
Furthermore, humidified concentrated nitrogen from the moisture outlet of the moisture removing hollow fiber membrane membrane may be supplied to cool the concentrated oxygen pump.

そして、前記ポンプの少なくとも一方および、このポンプを駆動する駆動用モータ（２３）でコンプレッサー（２６）が形成されており、このコンプレッサーはコンプレッサーカバー（２７）でカバーされており、このコンプレッサーカバー内に、水分除去用中空糸膜メンブレンの水分排出口からの加湿された濃縮窒素が、排出されている場合がある。   A compressor (26) is formed by at least one of the pumps and a drive motor (23) for driving the pump, and the compressor is covered by a compressor cover (27). In some cases, the humidified concentrated nitrogen is discharged from the water outlet of the hollow fiber membrane for water removal.

また、濃縮酸素用ポンプおよび空気供給用ポンプは、駆動用モータを挟んで横側に配列されて、濃縮酸素用ポンプ、空気供給用ポンプおよび駆動用モータで横長のコンプレッサーを構成しており、この横長のコンプレッサーは、コンプレッサーカバーでカバーされており、このコンプレッサーカバー内の濃縮酸素用ポンプ配置側の空間に、水分除去用中空糸膜メンブレンの水分排出口からの加湿された濃縮窒素が、排出されており、コンプレッサーカバーの空気供給用ポンプ側には、コンプレッサーカバー内に空気を供給する吸気用ファン（２８）が配置されている場合がある。   The concentrated oxygen pump and the air supply pump are arranged laterally across the drive motor, and the concentrated oxygen pump, the air supply pump and the drive motor constitute a horizontally long compressor. The horizontally long compressor is covered with a compressor cover, and humidified concentrated nitrogen from the moisture outlet of the moisture removal hollow fiber membrane membrane is discharged into the space on the concentrated oxygen pump arrangement side in this compressor cover. In some cases, an air intake fan (28) for supplying air into the compressor cover is disposed on the air supply pump side of the compressor cover.

本発明によれば、水分除去用中空糸膜メンブレンが設けられ、この水分除去用中空糸膜メンブレンで水分が除去された乾燥した空気が酸素濃縮用中空糸膜メンブレンに供給されるので、酸素濃縮用中空糸膜メンブレンから供給される濃縮酸素が結露することを極力防止することができる。そして、水分除去用中空糸膜メンブレンが酸素濃縮用中空糸膜メンブレンからの乾燥した濃縮窒素を取り込み、除去された水分をこの取り込まれた濃縮窒素と混合して排出しているので、排出される水分の濃度が乾燥した濃縮窒素により低下し、水分除去用中空糸膜メンブレン内外で結露することを極力防止することができる。この様にして酸素濃縮装置内外において結露することを極力防止することができ、カビなどの発生を抑制でき、不衛生となることを防止することができる。   According to the present invention, a hollow fiber membrane for moisture removal is provided, and dry air from which moisture has been removed by this hollow fiber membrane for moisture removal is supplied to the hollow fiber membrane for oxygen concentration. Condensed oxygen supplied from the hollow fiber membrane membrane for use can be prevented from being condensed as much as possible. Then, the hollow fiber membrane for water removal takes in the dry concentrated nitrogen from the hollow fiber membrane for oxygen concentration, and the removed water is mixed with the taken-in concentrated nitrogen and discharged. It is possible to prevent as much as possible that the moisture concentration is reduced by the dried concentrated nitrogen and that condensation occurs inside and outside the hollow fiber membrane for moisture removal. In this way, it is possible to prevent dew condensation inside and outside the oxygen concentrator as much as possible, to suppress the occurrence of mold and the like, and to prevent unsanitary conditions.

また、水分除去用中空糸膜メンブレンの濃縮窒素取込み口に、酸素濃縮用中空糸膜メンブレンの濃縮窒素排出口から排出される濃縮窒素の全量が供給されている場合には、水分除去用中空糸膜メンブレンから排出される水分の濃度をより効率よく低下させることができる。   In addition, when the concentrated nitrogen intake port of the hollow fiber membrane membrane for oxygen removal is supplied with the entire amount of concentrated nitrogen discharged from the concentrated nitrogen discharge port of the hollow fiber membrane membrane for oxygen removal, the hollow fiber for moisture removal The concentration of water discharged from the membrane membrane can be reduced more efficiently.

そして、水分除去用中空糸膜メンブレンの水分排出口からの加湿された濃縮窒素が、濃縮酸素用ポンプを冷却するように供給されている場合には、温度が高くなる濃縮酸素用ポンプを冷却することができるとともに、加湿された濃縮窒素が、温度の高くなった濃縮酸素用ポンプの熱により加熱されるため、加湿された濃縮窒素の温度が上昇し、加湿された濃縮窒素が結露することを極力防止することができる。   Then, when the humidified concentrated nitrogen from the moisture outlet of the moisture removing hollow fiber membrane membrane is supplied to cool the concentrated oxygen pump, the concentrated oxygen pump whose temperature is increased is cooled. In addition, since the humidified concentrated nitrogen is heated by the heat of the pump for concentrated oxygen that has been heated, the temperature of the humidified concentrated nitrogen rises, and the humidified concentrated nitrogen can be condensed. It can be prevented as much as possible.

さらに、ポンプの少なくとも一方および、このポンプを駆動する駆動用モータでコンプレッサーが形成されており、このコンプレッサーはコンプレッサーカバーでカバーされており、このコンプレッサーカバー内に、前記水分除去用中空糸膜メンブレンの水分排出口からの加湿された濃縮窒素が、排出されている場合には、温度が高くなるコンプレッサーカバー内を冷却することができるとともに、加湿された濃縮窒素が、温度の高くなったコンプレッサーカバー内の熱により加熱されるため、加湿された濃縮窒素の温度が上昇し、加湿された濃縮窒素が結露することを極力防止することができる。   Further, a compressor is formed by at least one of the pumps and a drive motor for driving the pump, and the compressor is covered with a compressor cover, and the moisture removing hollow fiber membrane membrane is contained in the compressor cover. When humidified concentrated nitrogen is discharged from the moisture outlet, the inside of the compressor cover can be cooled while the temperature increases, and the humidified concentrated nitrogen can be cooled inside the compressor cover where the temperature is high. Therefore, the temperature of the humidified concentrated nitrogen rises, and it is possible to prevent the humidified concentrated nitrogen from condensing as much as possible.

図１は本発明における酸素濃縮装置の実施の一形態の正面図である。FIG. 1 is a front view of an embodiment of an oxygen concentrator in the present invention. 図２は酸素濃縮装置の内部の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the inside of the oxygen concentrator. 図３は酸素濃縮装置の内部の右側面図である。FIG. 3 is a right side view of the inside of the oxygen concentrator. 図４は酸素濃縮装置の内部の左側面図である。FIG. 4 is a left side view of the inside of the oxygen concentrator. 図５は概略の気体の流れを説明するための回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram for explaining a schematic gas flow.

結露することを極力防止することができる酸素濃縮装置を提供するという目的を、酸素濃縮用中空糸膜メンブレンに供給する空気を水分除去用中空糸膜メンブレンで除湿するとともに、水分除去用中空糸膜メンブレンは、酸素濃縮用中空糸膜メンブレンからの乾燥した濃縮窒素を取り込み、除去された水分をこの取り込まれた濃縮窒素と混合して排出することで実現した。   For the purpose of providing an oxygen concentrator capable of preventing dew condensation as much as possible, the air supplied to the oxygen concentration hollow fiber membrane membrane is dehumidified by the moisture removal hollow fiber membrane membrane, and the moisture removal hollow fiber membrane is provided. The membrane was realized by incorporating dried concentrated nitrogen from the oxygen-enriching hollow fiber membrane membrane and mixing the removed moisture with the incorporated concentrated nitrogen and discharging it.

次に、本発明における酸素濃縮装置の一実施例について、図１ないし図５を用いて説明する。図１は本発明における酸素濃縮装置の実施の一形態の正面図である。図２は酸素濃縮装置の内部の平面図である。図３は酸素濃縮装置の内部の右側面図である。図４は酸素濃縮装置の内部の左側面図である。図５は概略の気体の流れを説明するための回路図である。   Next, an embodiment of the oxygen concentrator in the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a front view of an embodiment of an oxygen concentrator in the present invention. FIG. 2 is a plan view of the inside of the oxygen concentrator. FIG. 3 is a right side view of the inside of the oxygen concentrator. FIG. 4 is a left side view of the inside of the oxygen concentrator. FIG. 5 is a circuit diagram for explaining a schematic gas flow.

なお、配管が図において重なっており分かりにくいので、配管の一部を切り欠いたり、曲げたりして図示されている。図３においては、コンプレッサーカバーの右側壁などが外された状態で図示されている。また、図５の回路図は、部品の配置位置は適宜変更されている。たとえば、エアーフィルターは右側に記載されているが、実際は、図２、図３および図４で分かるように、酸素濃縮用中空糸膜メンブレンの上方に位置している。さらに、図５において、コンプレッサーカバー、吸気用ファンや排気用ファンなどは破線で図示されている。   Since the pipes overlap in the figure and are difficult to understand, a part of the pipe is notched or bent. In FIG. 3, the compressor cover is shown with the right side wall and the like removed. In the circuit diagram of FIG. 5, the arrangement positions of the components are changed as appropriate. For example, although the air filter is shown on the right side, it is actually located above the hollow fiber membrane for oxygen concentration, as can be seen in FIGS. Further, in FIG. 5, the compressor cover, the intake fan, the exhaust fan, and the like are shown by broken lines.

酸素濃縮装置１は横長に形成され、酸素濃縮装置１の電源スイッチ２、ＯＮ−ＯＦＦなどを表示する表示部３や、内部の空気を排気する排気孔４が前面に設けられている。   The oxygen concentrator 1 is formed in a horizontally long shape, and a power switch 2 of the oxygen concentrator 1, a display unit 3 for displaying ON / OFF, and an exhaust hole 4 for exhausting internal air are provided on the front surface.

酸素濃縮装置１の横長の本体ケース６の内部には、横長の酸素濃縮用中空糸膜メンブレン１１、この酸素濃縮用中空糸膜メンブレン１１に空気を供給する空気供給用ポンプ２１、酸素濃縮用中空糸膜メンブレン１１から濃縮された酸素を吸引する濃縮酸素用ポンプ２２、空気供給用ポンプ２１および濃縮酸素用ポンプ２２を駆動する駆動源である駆動用モータ２３、および、横長の水分除去用中空糸膜メンブレン２４が設けられている。また、本体ケース６には、チューブ用の孔２５が形成されている。   Inside the horizontally long main body case 6 of the oxygen concentrator 1, a horizontally long oxygen concentrating hollow fiber membrane 11, an air supply pump 21 for supplying air to the oxygen concentrating hollow fiber membrane 11, and an oxygen concentrating hollow A concentrated oxygen pump 22 that sucks concentrated oxygen from the thread membrane membrane 11, a drive motor 23 that is a drive source for driving the air supply pump 21 and the concentrated oxygen pump 22, and a horizontally elongated hollow fiber for moisture removal A membrane membrane 24 is provided. Further, a tube hole 25 is formed in the main body case 6.

酸素濃縮用中空糸膜メンブレン１１は、横長の断面円形の筒体３１内に、多数の中空糸３２が並べられている。酸素濃縮用中空糸膜メンブレン１１の右側の端部に設けられた空気取込み口３３から加圧された空気が入ると、この空気は中空糸３２の中空部を流れる。その際に、酸素は窒素よりも中空糸３２の膜を透過しやすいため、中空糸３２の外側の空気は酸素濃度が高くなり、一方、中空糸３２の内側の空気は窒素濃度が高くなる。中空糸３２の外側の濃縮酸素は、筒体３１の濃縮酸素排出口３４から排出される。また、中空糸３２の内側の濃縮窒素は、筒体３１の左側の端部に設けられた濃縮窒素排出口３６から排出される。この酸素濃縮用中空糸膜メンブレン１１は、左右方向に長く配置されている。   In the oxygen-concentrating hollow fiber membrane 11, a large number of hollow fibers 32 are arranged in a horizontally long cylindrical body 31 having a circular cross section. When pressurized air enters from the air intake port 33 provided at the right end of the oxygen-concentrating hollow fiber membrane 11, the air flows through the hollow part of the hollow fiber 32. At that time, oxygen is more likely to pass through the membrane of the hollow fiber 32 than nitrogen, so that the air outside the hollow fiber 32 has a high oxygen concentration, while the air inside the hollow fiber 32 has a high nitrogen concentration. The concentrated oxygen outside the hollow fiber 32 is discharged from the concentrated oxygen discharge port 34 of the cylindrical body 31. Further, the concentrated nitrogen inside the hollow fiber 32 is discharged from a concentrated nitrogen discharge port 36 provided at the left end of the cylindrical body 31. The oxygen-concentrating hollow fiber membrane 11 is long in the left-right direction.

左右一対の空気供給用ポンプ２１および濃縮酸素用ポンプ２２は、その間に駆動用モータ２３を挟んで配置され、横長の２ヘッド型コンプレッサー２６を構成している。酸素濃縮用中空糸膜メンブレン１１の前側において、右側から、空気供給用ポンプ２１、駆動用モータ２３、濃縮酸素用ポンプ２２の順に左右方向に配置されている。このコンプレッサー２６は、防音のためコンプレッサーカバー２７で覆われている。このコンプレッサーカバー２７には、右側壁に吸気用ファン２８が、前壁に排気用ファン２９が設けられている。この吸気用ファン２８は右側すなわち、空気供給用ポンプ２１の配置側に位置し、排気用ファン２９は駆動用モータ２３の前側すなわち、駆動用モータ２３に隣接して配置されている。   The pair of left and right air supply pumps 21 and the concentrated oxygen pump 22 are arranged with a drive motor 23 therebetween, and constitute a horizontally long two-head compressor 26. On the front side of the oxygen-concentrating hollow fiber membrane 11, the air supply pump 21, the drive motor 23, and the concentrated oxygen pump 22 are arranged in the left-right direction in this order from the right side. The compressor 26 is covered with a compressor cover 27 for soundproofing. The compressor cover 27 is provided with an intake fan 28 on the right side wall and an exhaust fan 29 on the front wall. The intake fan 28 is located on the right side, that is, on the side where the air supply pump 21 is disposed, and the exhaust fan 29 is disposed on the front side of the drive motor 23, that is, adjacent to the drive motor 23.

水分除去用中空糸膜メンブレン２４は、酸素濃縮用中空糸膜メンブレン１１と同様に中空糸膜メンブレンであるが、その径や長さは酸素濃縮用中空糸膜メンブレン１１よりも小さい。中空糸膜メンブレンは、水分、酸素、窒素の順で透過しやすいので、水分除去用中空糸膜メンブレン２４で水分を減少させてから、酸素濃縮用中空糸膜メンブレン１１に水分の少なくなった乾燥した空気を供給している。この水分除去用中空糸膜メンブレン２４は、濃縮窒素取込み口２４ａ、水分排出口２４ｂ、空気取込み口２４ｃおよび、乾燥した空気を排出する乾燥空気排出口２４ｄを具備している。   The hollow fiber membrane 24 for removing moisture is a hollow fiber membrane similar to the hollow fiber membrane 11 for oxygen concentration, but its diameter and length are smaller than that of the hollow fiber membrane 11 for oxygen concentration. Since the hollow fiber membrane is easy to permeate in the order of moisture, oxygen, and nitrogen, the moisture is reduced by the moisture-removing hollow fiber membrane 24 and then the oxygen-concentrating hollow fiber membrane 11 is dried with reduced moisture. Air is supplied. The moisture removing hollow fiber membrane 24 includes a concentrated nitrogen intake port 24a, a moisture discharge port 24b, an air intake port 24c, and a dry air discharge port 24d for discharging dried air.

そして、前側から奥側に向かって、コンプレッサー２６、水分除去用中空糸膜メンブレン２４および酸素濃縮用中空糸膜メンブレン１１の順で並列して配置されている。すなわち、酸素濃縮用中空糸膜メンブレン１１および水分除去用中空糸膜メンブレン２４の軸線方向に対して略直角の方向に並んでいる。また、水分除去用中空糸膜メンブレン２４はコンプレッサー２６の駆動用モータ２３の隣に位置している。   The compressor 26, the moisture-removing hollow fiber membrane 24, and the oxygen-concentrating hollow fiber membrane 11 are arranged in parallel from the front side toward the back side. That is, the oxygen-concentrating hollow fiber membrane 11 and the moisture removing hollow fiber membrane 24 are arranged in a direction substantially perpendicular to the axial direction. The moisture removing hollow fiber membrane 24 is positioned next to the drive motor 23 of the compressor 26.

駆動用モータ２３により空気供給用ポンプ２１および濃縮酸素用ポンプ２２を駆動すると、空気供給用ポンプ２１は、エアーフィルター４１を介して、空気を導入し、水分除去用中空糸膜メンブレン２４の空気取込み口２４ｃに供給する。水分除去用中空糸膜メンブレン２４に供給された空気は、水分が透過して除去された乾燥した空気と、透過して除去された水分を含む湿気た気体とに分離される。   When the air supply pump 21 and the concentrated oxygen pump 22 are driven by the drive motor 23, the air supply pump 21 introduces air through the air filter 41 and takes in the air from the moisture removing hollow fiber membrane 24. Supply to mouth 24c. The air supplied to the moisture removing hollow fiber membrane 24 is separated into dry air from which moisture has permeated and removed, and wet gas containing moisture which has been permeated and removed.

水分除去用中空糸膜メンブレン２４の乾燥空気排出口２４ｄからの乾燥した空気は、酸素濃縮用中空糸膜メンブレン１１の空気取込み口３３から酸素濃縮用中空糸膜メンブレン１１の中空糸３２内に供給される。   The dried air from the dry air discharge port 24d of the moisture removing hollow fiber membrane 24 is supplied from the air intake port 33 of the oxygen concentrating hollow fiber membrane 11 into the hollow fiber 32 of the oxygen concentrating hollow fiber membrane 11. Is done.

一方、濃縮酸素用ポンプ２２は、酸素濃縮用中空糸膜メンブレン１１の筒体３１内の濃縮酸素を濃縮酸素排出口３４から吸い込んで、チューブ４４を介して酸素濃縮装置１の外側の酸素マスクなどの酸素吸入具４６に供給する。このチューブ４４は、その一端が濃縮酸素用ポンプ２２に接続され、他端は酸素濃縮装置１の本体ケース６のチューブ用の孔２５を通って、本体ケース６の外に導かれている。   On the other hand, the concentrated oxygen pump 22 sucks concentrated oxygen in the cylindrical body 31 of the oxygen concentrating hollow fiber membrane 11 from the concentrated oxygen discharge port 34, and the oxygen mask outside the oxygen concentrating apparatus 1 through the tube 44. The oxygen inhaler 46 is supplied. One end of the tube 44 is connected to the concentrated oxygen pump 22, and the other end is led out of the main body case 6 through the tube hole 25 of the main body case 6 of the oxygen concentrator 1.

また、酸素濃縮用中空糸膜メンブレン１１の濃縮窒素排出口３６から排出された乾燥した濃縮窒素は、水分除去用中空糸膜メンブレン２４の濃縮窒素取込み口２４ａから流れ込み、水分除去用中空糸膜メンブレン２４内において透過して除去された水分と混合されて加湿された濃縮窒素となり、水分除去用中空糸膜メンブレン２４の水分排出口２４ｂから排出される。この加湿された濃縮窒素は、コンプレッサーカバー２７の天板に形成された孔２７ａからコンプレッサーカバー２７内に流入する。この孔２７ａは、コンプレッサーカバー２７の左側の部分すなわち、濃縮酸素用ポンプ２２配置側に形成されている。   Further, the dried concentrated nitrogen discharged from the concentrated nitrogen discharge port 36 of the oxygen-concentrating hollow fiber membrane 11 flows from the concentrated nitrogen intake port 24a of the moisture removing hollow fiber membrane 24, and the moisture removing hollow fiber membrane membrane. The concentrated nitrogen is humidified by being mixed with moisture that has been permeated and removed in the fluid 24, and is discharged from the moisture outlet 24 b of the moisture removing hollow fiber membrane 24. The humidified concentrated nitrogen flows into the compressor cover 27 through a hole 27 a formed in the top plate of the compressor cover 27. The hole 27a is formed on the left side of the compressor cover 27, that is, on the side where the concentrated oxygen pump 22 is disposed.

コンプレッサーカバー２７の孔２７ａから入った加湿された濃縮窒素は、濃縮酸素用ポンプ２２や駆動用モータ２３を冷却して、排気用ファン２９により本体ケース６の排気孔４から酸素濃縮装置１の外に排気される。また、吸気用ファン２８によりコンプレッサーカバー２７内に吸い込まれた空気は、空気供給用ポンプ２１や駆動用モータ２３を冷却して、排気用ファン２９により本体ケース６の排気孔４から酸素濃縮装置１の外に排気される。   The humidified concentrated nitrogen that has entered from the hole 27a of the compressor cover 27 cools the concentrated oxygen pump 22 and the drive motor 23, and the exhaust fan 29 causes the outside of the oxygen concentrator 1 to be discharged from the exhaust hole 4 of the main body case 6. Exhausted. Further, the air sucked into the compressor cover 27 by the intake fan 28 cools the air supply pump 21 and the drive motor 23, and the oxygen concentrator 1 is discharged from the exhaust hole 4 of the main body case 6 by the exhaust fan 29. Exhausted outside.

この様にして、酸素吸入具４６から、濃縮酸素が、酸素濃縮装置１の載置されている机で読書や勉強している人などに供給される。この濃縮酸素により読書や勉強している人などが覚醒し、作業効率が向上する。   In this way, the concentrated oxygen is supplied from the oxygen inhaler 46 to a person who is reading or studying at the desk on which the oxygen concentrator 1 is placed. This concentrated oxygen awakens people who are reading or studying, improving work efficiency.

水分除去用中空糸膜メンブレン２４が設けられており、酸素濃縮用中空糸膜メンブレン１１には乾燥した空気が供給される。そのため、酸素濃縮用中空糸膜メンブレン１１で生成される濃縮酸素に含有される水分が減少し、チューブ４４の中や酸素吸入具４６の内外で結露することが防止される。   A moisture removing hollow fiber membrane 24 is provided, and dry air is supplied to the oxygen concentrating hollow fiber membrane 11. Therefore, the moisture contained in the concentrated oxygen produced by the oxygen-concentrating hollow fiber membrane 11 is reduced, and dew condensation is prevented in the tube 44 and inside and outside the oxygen inhaler 46.

水分除去用中空糸膜メンブレン２４は、コンプレッサー２６に隣接して配置されている。このコンプレッサー２６の駆動用モータ２３やポンプ２１，２２は駆動時に発熱しており、その熱により水分除去用中空糸膜メンブレン２４が温められる。したがって、水分除去用中空糸膜メンブレン２４の温度、さらには生成された水分の多い気体の温度が上昇し、生成された水分の多い気体が結露することを極力防止することができる。   The moisture removing hollow fiber membrane 24 is disposed adjacent to the compressor 26. The driving motor 23 and the pumps 21 and 22 of the compressor 26 generate heat during driving, and the moisture removing hollow fiber membrane 24 is heated by the heat. Therefore, the temperature of the moisture removing hollow fiber membrane 24, and further the temperature of the generated gas with a high moisture content, can be prevented as much as possible from the condensation of the generated gas with a high water content.

水分除去用中空糸膜メンブレン２４の中空糸の内側を流れる空気から、水分が中空糸の外側に透過して水分除去用中空糸膜メンブレン２４の筒体と中空糸との間に流入するが、この水分除去用中空糸膜メンブレン２４の筒体と中空糸との間には、酸素濃縮用中空糸膜メンブレン１１からの乾燥した濃縮窒素が流れている。そのため、乾燥した濃縮窒素が、透過した水分（すなわち、除去された水分）と混合し、透過した水分の濃度が大きく下がる。その結果、水分除去用中空糸膜メンブレン２４の内外において結露の発生を極力防止することができる。また、中空糸の外側の水蒸気圧が減少し、水分の透過効率が向上する。   From the air flowing inside the hollow fibers of the moisture removing hollow fiber membrane 24, moisture permeates to the outside of the hollow fibers and flows between the cylinder of the moisture removing hollow fiber membrane 24 and the hollow fibers. Between the cylinder of the moisture removing hollow fiber membrane 24 and the hollow fiber, dry concentrated nitrogen flows from the oxygen-concentrating hollow fiber membrane 11. Therefore, the dried concentrated nitrogen is mixed with the permeated moisture (that is, the removed moisture), and the concentration of the permeated moisture is greatly reduced. As a result, it is possible to prevent the occurrence of condensation on the inside and outside of the moisture removing hollow fiber membrane 24 as much as possible. In addition, the water vapor pressure outside the hollow fiber is reduced, and the moisture transmission efficiency is improved.

水分除去用中空糸膜メンブレン２４内で結露することを防止するため、水分除去用中空糸膜メンブレン２４に供給する乾燥した濃縮窒素の量が大きくなるように、空気供給用ポンプ２１の吐出流量を大きくしており、ポンプの入出力の圧力差が小さくなっている。そして、空気供給用ポンプ２１と濃縮酸素用ポンプ２２とは略同じ容量であるので、ポンプの入出力の圧力差が濃縮酸素用ポンプ２２の方が大きくなり、空気供給用ポンプ２１よりも温度が高くなる傾向がある。したがって、水分除去用中空糸膜メンブレン２４からの加湿された濃縮窒素で、温度が高くなる濃縮酸素用ポンプ２２を効率よく冷却している。   In order to prevent condensation in the moisture removing hollow fiber membrane 24, the discharge flow rate of the air supply pump 21 is set so that the amount of dried concentrated nitrogen supplied to the moisture removing hollow fiber membrane 24 is increased. The pressure difference between the pump input and output is small. Since the air supply pump 21 and the concentrated oxygen pump 22 have substantially the same capacity, the pressure difference between the input and output of the pump is larger in the concentrated oxygen pump 22, and the temperature is higher than that in the air supply pump 21. Tend to be higher. Therefore, the concentrated oxygen pump 22 whose temperature is increased is efficiently cooled by the humidified concentrated nitrogen from the moisture removing hollow fiber membrane 24.

この様にして、酸素濃縮装置１の内外において、結露することを極力防止することができ、カビなどの発生を防止できるため、衛生的である。一方、駆動用モータ２３やポンプ２１，２２は、水分除去用中空糸膜メンブレン２４の水分排出口２４ｂからの加湿された濃縮窒素により冷却されることになり、高温になることを防止することができ、濃縮効率が向上するとともに、故障などの不具合が減少する。   In this way, dew condensation can be prevented as much as possible inside and outside the oxygen concentrator 1, and the occurrence of mold and the like can be prevented, which is sanitary. On the other hand, the drive motor 23 and the pumps 21 and 22 are cooled by the humidified concentrated nitrogen from the moisture discharge port 24b of the moisture removing hollow fiber membrane 24, thereby preventing high temperature. This improves the concentration efficiency and reduces malfunctions such as failures.

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例を下記に例示する。
（１）酸素濃縮装置は設置する際に、向きを変更することは可能である。たとえば、縦置きにすることも可能である。 As mentioned above, although the Example of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to the said Example, A various change is performed within the range of the summary of this invention described in the claim. It is possible. Examples of modifications of the present invention are illustrated below.
(1) The orientation of the oxygen concentrator can be changed when it is installed. For example, it can be placed vertically.

（２）酸素濃縮装置は、設置場所は適宜選択可能で、机の上以外の場所に設置することも可能である。また、濃縮酸素の供給先は、適宜選択可能で、読書や勉強をしている人などに限定されるものではない。
（３）中空糸膜メンブレンの筒体の断面は、円形であるがその形状は適宜変更可能である。たとえば、楕円や多角形などでも可能である。 (2) The location of the oxygen concentrator can be selected as appropriate, and can be installed at a location other than on the desk. The supply destination of the concentrated oxygen can be selected as appropriate, and is not limited to a person who is reading or studying.
(3) Although the cross section of the hollow fiber membrane membrane is circular, its shape can be changed as appropriate. For example, an ellipse or a polygon is also possible.

（４）コンプレッサーカバー２７は必ずしも設ける必要はない。ただし、遮音のために設けることが好ましい。
（５）コンプレッサーカバー２７は、コンプレッサー２６の全体を覆うことも可能であるし、部分的に覆うことも可能である。 (4) The compressor cover 27 is not necessarily provided. However, it is preferable to provide for sound insulation.
(5) The compressor cover 27 can cover the entire compressor 26 or can partially cover the compressor 26.

（６）酸素濃縮用中空糸膜メンブレン１１で生成される濃縮窒素は、水分除去用中空糸膜メンブレン２４に全量供給されているが、必ずしも、全量供給する必要はない。ただし、水分除去用中空糸膜メンブレン２４の内外において水分濃度を低下させるためには、全量供給することが好ましい。
（７）酸素濃縮装置１内の部材や配管などの配置は適宜変更可能である。 (6) The concentrated nitrogen produced in the oxygen-concentrating hollow fiber membrane 11 is supplied to the moisture-removing hollow fiber membrane 24, but it is not always necessary to supply the entire amount. However, in order to reduce the moisture concentration inside and outside the moisture removing hollow fiber membrane 24, it is preferable to supply the entire amount.
(7) The arrangement of members, piping, and the like in the oxygen concentrator 1 can be changed as appropriate.

（８）水分除去用中空糸膜メンブレン２４からの加湿された濃縮窒素は、コンプレッサーカバー２７内に供給されているが、供給しないことも可能である。すなわち、本体ケース６の内外に、直接排出することも可能である。
（９）空気供給用ポンプ２１は吸気用ファン２８で冷却されているが、水分除去用中空糸膜メンブレン２４からの加湿された濃縮窒素で冷却するように構成することも可能である。 (8) The humidified concentrated nitrogen from the moisture-removing hollow fiber membrane 24 is supplied into the compressor cover 27, but may not be supplied. That is, it is possible to discharge directly into and out of the main body case 6.
(9) Although the air supply pump 21 is cooled by the intake fan 28, it can also be configured to be cooled by humidified concentrated nitrogen from the moisture removing hollow fiber membrane 24.

（１０）濃縮酸素用ポンプ２２および空気供給用ポンプ２１の両者が、１個の駆動用モータ２３で駆動されるように構成されているが、各ポンプ毎に駆動用モータを設けることも可能である。
（１１）中空糸の材質などは適宜選択可能である。また、水分除去用中空糸膜メンブレン２４の中空糸は、酸素濃縮用中空糸膜メンブレン１１の中空糸３２と同じ材質で形成されているが、異ならしめることも可能である。その場合には、酸素の透過量に対する水分の透過量の比が、水分除去用中空糸膜メンブレン２４が酸素濃縮用中空糸膜メンブレン１１の方よりも大きくなるように、材料を選定することが好ましい。
（１２）中空糸膜メンブレンの構造や形状は適宜変更可能である。たとえば、実施例では、酸素濃縮用中空糸膜メンブレン１１は、細長く直線状に形成され、濃縮窒素排出口３６と空気取込み口３３とが酸素濃縮用中空糸膜メンブレン１１の異なる端部に形成されているが、中空糸を湾曲させるなどして、濃縮窒素排出口３６を空気取込み口３３に隣接して設けることも可能である。また、濃縮窒素排出口３６、濃縮酸素排出口３４および空気取込み口３３を酸素濃縮用中空糸膜メンブレン１１の一端面に並べて配置することも可能である。 (10) Although both the concentrated oxygen pump 22 and the air supply pump 21 are configured to be driven by a single drive motor 23, a drive motor may be provided for each pump. is there.
(11) The material of the hollow fiber can be selected as appropriate. The hollow fibers of the moisture removing hollow fiber membrane 24 are formed of the same material as the hollow fibers 32 of the oxygen-concentrating hollow fiber membrane 11, but may be different. In that case, the material may be selected so that the ratio of the moisture permeation amount to the oxygen permeation amount is larger in the moisture removing hollow fiber membrane 24 than in the oxygen concentrating hollow fiber membrane 11. preferable.
(12) The structure and shape of the hollow fiber membrane can be changed as appropriate. For example, in the embodiment, the oxygen-concentrating hollow fiber membrane 11 is formed in an elongated and straight shape, and the concentrated nitrogen discharge port 36 and the air intake port 33 are formed at different ends of the oxygen-concentrating hollow fiber membrane 11. However, the concentrated nitrogen discharge port 36 may be provided adjacent to the air intake port 33 by bending the hollow fiber or the like. Further, the concentrated nitrogen discharge port 36, the concentrated oxygen discharge port 34 and the air intake port 33 can be arranged side by side on one end face of the oxygen concentration hollow fiber membrane 11.

読書や勉強などの効率が向上するように、読書や勉強をしている人などに濃縮酸素を供給する酸素濃縮装置に適用することが最適である。   In order to improve the efficiency of reading and studying, it is best to apply it to an oxygen concentrator that supplies concentrated oxygen to people who are reading or studying.

１ 酸素濃縮装置
１１ 酸素濃縮用中空糸膜メンブレン
２１ 空気供給用ポンプ
２２ 濃縮酸素用ポンプ
２３ 駆動用モータ
２４ 水分除去用中空糸膜メンブレン
２４ａ 濃縮窒素取込み口
２４ｂ 水分排出口
２４ｃ 空気取込み口
２４ｄ 乾燥空気排出口
２６ コンプレッサー
２７ コンプレッサーカバー
２８ 吸気用ファン
３３ 空気取込み口
３４ 濃縮酸素排出口
３６ 濃縮窒素排出口 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Oxygen concentrator 11 Oxygen concentrating hollow fiber membrane 21 Air supply pump 22 Concentrated oxygen pump 23 Drive motor 24 Water removal hollow fiber membrane 24a Concentrated nitrogen inlet 24b Moisture outlet 24c Air inlet 24d Dry air Discharge port 26 Compressor 27 Compressor cover 28 Intake fan 33 Air intake port 34 Concentrated oxygen exhaust port 36 Concentrated nitrogen exhaust port

Claims (5)

空気中の酸素を濃縮して供給する酸素濃縮装置において、
空気取込み口、濃縮酸素排出口および濃縮窒素排出口を有する酸素濃縮用中空糸膜メンブレンと、
この酸素濃縮用中空糸膜メンブレンの空気取込み口に空気を供給するための空気供給用ポンプと、
前記酸素濃縮用中空糸膜メンブレンの濃縮酸素排出口から濃縮された酸素を吸引して本体の外に供給する濃縮酸素用ポンプと、
前記空気供給用ポンプから前記酸素濃縮用中空糸膜メンブレンに供給される空気の水分を除去する水分除去用中空糸膜メンブレンとを備えており、
前記水分除去用中空糸膜メンブレンは、前記空気供給用ポンプからの空気を取り込む空気取込み口、水分を除去した空気を排出して酸素濃縮用中空糸膜メンブレンに供給する乾燥空気排出口、前記酸素濃縮用中空糸膜メンブレンからの濃縮窒素を取り込む濃縮窒素取込み口、および、除去された水分をこの取り込まれた濃縮窒素と混合して排出する水分排出口を具備していることを特徴とする酸素濃縮装置。 In an oxygen concentrator that concentrates and supplies oxygen in the air,
A hollow fiber membrane for oxygen concentration having an air intake port, a concentrated oxygen discharge port and a concentrated nitrogen discharge port;
An air supply pump for supplying air to the air intake port of the oxygen-concentrating hollow fiber membrane;
A concentrated oxygen pump that sucks concentrated oxygen from the concentrated oxygen discharge port of the hollow fiber membrane for oxygen concentration and supplies the oxygen outside the main body;
A water-removing hollow fiber membrane that removes moisture from the air supplied from the air supply pump to the oxygen-concentrating hollow fiber membrane;
The water removal hollow fiber membrane membrane includes an air intake port for taking in air from the air supply pump, a dry air discharge port for discharging the air from which moisture has been removed and supplying the air to the oxygen concentration hollow fiber membrane membrane, Concentrated nitrogen intake port for taking in concentrated nitrogen from the concentrating hollow fiber membrane membrane, and a water outlet for mixing and removing the removed moisture with the taken-in concentrated nitrogen Concentrator. 前記水分除去用中空糸膜メンブレンの濃縮窒素取込み口には、前記酸素濃縮用中空糸膜メンブレンの濃縮窒素排出口から排出される濃縮窒素の全量が供給されていることを特徴とする請求項１記載の酸素濃縮装置。 2. The concentrated nitrogen intake port of the moisture removing hollow fiber membrane membrane is supplied with the entire amount of concentrated nitrogen discharged from the concentrated nitrogen outlet port of the oxygen concentrating hollow fiber membrane membrane. The oxygen concentrator described. 前記水分除去用中空糸膜メンブレンの水分排出口からの加湿された濃縮窒素が、前記濃縮酸素用ポンプを冷却するように供給されていることを特徴とする請求項１または２記載の酸素濃縮装置。 3. The oxygen concentrator according to claim 1, wherein humidified concentrated nitrogen from a water outlet of the hollow fiber membrane for water removal is supplied so as to cool the pump for concentrated oxygen. . 前記ポンプの少なくとも一方および、このポンプを駆動する駆動用モータでコンプレッサーが形成されており、
このコンプレッサーはコンプレッサーカバーでカバーされており、
このコンプレッサーカバー内に、前記水分除去用中空糸膜メンブレンの水分排出口からの加湿された濃縮窒素が、排出されていることを特徴とする請求項１または２記載の酸素濃縮装置。 A compressor is formed by at least one of the pumps and a drive motor that drives the pumps,
This compressor is covered with a compressor cover,
3. The oxygen concentrator according to claim 1, wherein humidified concentrated nitrogen is discharged from the water outlet of the hollow fiber membrane for water removal into the compressor cover. 前記濃縮酸素用ポンプおよび空気供給用ポンプは、駆動用モータを挟んで横側に配列されて、濃縮酸素用ポンプ、空気供給用ポンプおよび駆動用モータで横長のコンプレッサーを構成しており、
この横長のコンプレッサーは、コンプレッサーカバーでカバーされており、
このコンプレッサーカバー内の濃縮酸素用ポンプ配置側の空間に、前記水分除去用中空糸膜メンブレンの水分排出口からの加湿された濃縮窒素が、排出されており、
前記コンプレッサーカバーの空気供給用ポンプ側には、コンプレッサーカバー内に空気を供給する吸気用ファンが配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の酸素濃縮装置。 The concentrated oxygen pump and the air supply pump are arranged laterally across a drive motor, and the concentrated oxygen pump, the air supply pump and the drive motor constitute a horizontally long compressor,
This horizontally long compressor is covered with a compressor cover,
The humidified concentrated nitrogen from the moisture outlet of the moisture removal hollow fiber membrane is exhausted into the space on the concentrated oxygen pump arrangement side in the compressor cover,
3. The oxygen concentrator according to claim 1, wherein an intake fan for supplying air into the compressor cover is disposed on the air supply pump side of the compressor cover.
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