JP2020180029A - 酸素濃縮装置 - Google Patents
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Abstract
Description
酸素より窒素を優先的に吸着する吸着材を充填した吸着筒と、
前記吸着筒に空気を供給して加圧する加圧部と、
を備え、前記吸着筒で生成された酸素濃縮ガスを装置外に供給する酸素濃縮装置であって、
前記吸着筒が収容された空間の温度を検出する温度検出部と、
前記吸着筒内の圧力を検出する圧力検出部と、
前記加圧部から前記吸着筒への空気の供給を許容して前記吸着筒を加圧状態にする加圧動作と、前記吸着筒から外部への気体の排出を許容して前記吸着筒を減圧状態にする減圧動作とを行う切替部と、
前記切替部に前記加圧動作と前記減圧動作とを交互に行わせる制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記温度検出部によって検出される温度と、前記加圧動作中の所定時期に前記圧力検出部によって検出される検出圧力と、に基づき、前記吸着筒を前記加圧状態にする加圧時間を増減する。
この酸素濃縮装置は、一定量の空気が供給されて加圧動作が行われる場合に、吸着筒が収容された空間の温度が高くなるほど加圧動作中における吸着筒内の最高圧を小さくすることで、適正濃度の酸素濃縮ガスを供給し易くなる。このような事情を考慮して検出温度が大きくなるほど値を小さくするように基準圧力を定め、吸着筒内の最高圧を基準圧力に近づけるように加圧時間を増減することで、適正濃度の酸素濃縮ガスの供給が正確に制御され易くなる。
この酸素濃縮装置は、一定時間、加圧動作と減圧動作とを交互に行う切替制御を行うことで、吸着筒が収容された空間の温度等を安定した状態にすることができる。そのため、一定時間後に、検出圧力と基準圧力とを比較して加圧時間を増減することで、適正濃度の酸素濃縮ガスの供給がより一層安定的に維持され易くなる。特に、検出温度に基づいて定められる基準時間を用いて一定時間の切替制御を行うため、基準圧力に基づく切替制御を行う前に、ある程度適正な濃度の酸素濃縮ガスが供給されるように加圧時間を調整しておくことができる。
1−1.酸素濃縮装置の構成
図1に示す第1実施形態の酸素濃縮装置10は、外部から取り込んだ空気から酸素を濃縮して酸素濃縮気体を出口11から排出する装置である。酸素濃縮装置10の出口11から排出された酸素濃縮気体は、例えば図示しないカニューラを介して患者に供給される。酸素濃縮装置10は、定置型の酸素濃縮器であり、例えば商用電源を駆動源として駆動する。酸素濃縮装置10は、取込口13から取り込んだ空気から酸素を濃縮して酸素濃縮気体を生成し、出口11から排出する。
酸素濃縮装置10は、電源がオフの状態では、同調弁45が供給流路23を開放した状態となり、全ての三方弁47がコンプレッサ33と吸着筒35との間の流路を開放し、パージ弁51がバイパス流路27を閉塞した状態となる。酸素濃縮装置10は、図示しない電源スイッチが操作された場合に、電源がオンの状態となり、以下の動作を行う。
ここで、図2のフローチャートを用いて、酸素濃縮装置10の圧力制御処理について説明する。制御回路60は、例えば酸素濃縮装置10の電源が投入されたことを条件として図2に示す制御を開始する。制御回路60は、まず、温度検出部55によって検出される一対の吸着筒35が収容された空間の温度(装置内部温度)を取得する(ステップS11)。
上述の酸素濃縮装置10では、吸着筒35が収容された空間内の温度が変化すると、適正濃度の酸素濃縮ガスを供給するための筒内圧力が変化することになる。また、吸着筒35の劣化が進行すると、窒素を吸着し難くなり、一定量の空気が供給されて加圧動作が行われる場合に、筒内圧力が大きくなる。そのため、一定量の空気が供給されて加圧動作が行われる際に、筒内圧力を検出することによって、吸着筒35の劣化状態を把握することができる。したがって、吸着筒35が収容された空間の温度と、加圧動作中の所定時期における筒内圧力と、に基づき、吸着筒35を加圧状態にする加圧時間を調整することで、その温度における筒内圧力が適正に維持され易くなり、適正濃度の酸素濃縮ガスの供給が安定的に維持され易くなる。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような例も本発明の技術的範囲に含まれる。
33…コンプレッサ(加圧部)
35…吸着筒
47…三方弁(切替部)
53…圧力検出部
55…温度検出部
60…制御回路(制御部)
Claims (3)
- 酸素より窒素を優先的に吸着する吸着材を充填した吸着筒と、
前記吸着筒に空気を供給して加圧する加圧部と、
を備え、前記吸着筒で生成された酸素濃縮ガスを装置外に供給する酸素濃縮装置であって、
前記吸着筒が収容された空間の温度を検出する温度検出部と、
前記吸着筒内の圧力を検出する圧力検出部と、
前記加圧部から前記吸着筒への空気の供給を許容して前記吸着筒を加圧状態にする加圧動作と、前記吸着筒から外部への気体の排出を許容して前記吸着筒を減圧状態にする減圧動作とを行う切替部と、
前記切替部に前記加圧動作と前記減圧動作とを交互に行わせる制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記温度検出部によって検出される温度と、前記加圧動作中の所定時期に前記圧力検出部によって検出される検出圧力と、に基づき、前記吸着筒を前記加圧状態にする加圧時間を増減する
酸素濃縮装置。 - 前記制御部は、前記温度検出部によって検出された温度が大きくなるほど値を小さくするように基準圧力を定め、前記加圧動作中において最高圧となる時期に前記圧力検出部によって検出される前記検出圧力と前記基準圧力とに基づき、前記吸着筒内の最高圧を前記基準圧力に近づけるように前記加圧時間を増減する
請求項1に記載の酸素濃縮装置。 - 前記制御部は、
前記温度検出部によって検出される温度に基づいて基準時間を定め、
前記基準時間に亘る前記加圧動作と前記減圧動作とを交互に行う切替制御を、前記基準時間よりも長い一定時間に達するまで続け、
前記一定時間に達した後に前記温度検出部によって検出される温度に基づいて前記基準圧力を定め、
前記一定時間に達した後に前記基準時間に亘る前記加圧動作を前記切替部に行わせたときの前記加圧動作中において最高圧となる時期に前記圧力検出部によって検出される前記検出圧力と前記基準圧力とを比較し、前記検出圧力が前記基準圧力よりも大きい所定の第1状態である場合に前記加圧時間を前記基準時間よりも短くし、前記検出圧力が前記基準圧力よりも小さい所定の第2状態である場合に前記加圧時間を前記基準時間よりも長くする
請求項2に記載の酸素濃縮装置。
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